DE3808852A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennscharfen sortieren feiner und feinster trockener staeube mit magnetischen phasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum trennscharfen Sortieren feiner und feinster trockener Stäube mit magnetischen Phasen.

Für eine trennscharfe magnetische Sortierung sehr feiner und trockener Stäube mit magnetischen Phasen (Kornbereich <250 µm) gibt es in der Literatur keinen Hinweis. Der Trennerfolg des be­ kannten Verfahrens für die Trockenscheidung feiner bis feinster Körnungen auf schnellaufenden Trommelscheidern mit Wechselpol­ anordnung ist nur mäßig, da infolge der mit der Kornfeinheit an­ wachsenden Haftkräfte verstärkt Fehlausträge resultieren. Für Körnungen <20 µm ist der Magnetscheider nicht mehr einsetzbar.

Für eine trennscharfe Magnetscheidung ist eine möglichst enge Kornverteilung des Aufgabegutes notwendig, wie sich aus der Bedingung für die gleiche Anziehbarkeit unterschiedlich großer Teilchen mit unterschiedlicher Suszeptibilität in nicht isodynamischen Magnetfeldern physikalisch ableiten läßt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun eine trenn­ scharfe magnetische Sortierung sehr feiner und trockener Stäube zu schaffen.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß man quer zur Förderrichtung des in Luft dispergierten Staubstromes ein Magnet­ feld einwirken läßt, der Art, daß die darin enthaltenen magne­ tischen Phasen aus dem Hauptstrom des Staubes soweit ausgelenkt und davon getrennt werden, daß sie vom nicht magnetischen An­ teil getrennt aufgefangen werden.

Während und unmittelbar nach der Sichtung ist der Fest­ stoff in der Luft feindispers verteilt. Agglomerations- und Mit­ schleppeffekte, die bei den üblichen Magnetscheidern in diesem Kornbereich auftreten und eine trennscharfe Sortierung verhindern, werden durch diese Verfahrensweise weitgehend vermieden.

Das Verfahren ist für alle Arten von Stäuben, die mag­ netische Phasen enthalten, anwendbar. Weitere Merkmale der Er­ findung sind in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet.

Die vor der Magnetscheidung vorzunehmende Dispergierung und Klassierung des Aufgabegutes erfolgt z. B. unter Verwendung des bekannten Querstrom-Schneidensichters. Dieser Sichtertyp bietet den Vorteil, daß er in einem Arbeitsgang ein polydisperses Partikelkollektiv in relativ eng klassierte Kornspektren auf­ splittet, die für magnetische Sortierung gute Voraussetzungen mitbringen.

Erfindungsgemäß wirkt ein Magnetfeld senkrecht oder in einem zu optimierenden Winkel zur Ebene des staubbeladenen Auf­ gabegutstromes und der Sichtluft, in der die Klassierung erfolgt. Durch das magnetische Kraftfeld werden magnetische Partikel so­ weit aus der Ebene des bereits klassierten Materialstromes abge­ lenkt, daß sie getrennt vom übrigen nicht magnetischen Gut abge­ schieden werden können. Der bekannte Querstromschneidensichter, der wie oben dargelegt gute Eigenschaften besitzt, wird zum Zwecke der Erfindung modifiziert durch Anordnung einer ein magnetisches Feld erzeugenden Einrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren als auch die zur Durch­ führung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung werden nun anhand einer schematischen Zeichnung und in Verbindung mit dem darin enthaltenen Fließbild für das Gut näher erläutert.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 das Grundprinzip der Vorrichtung und

Fig. 2 einen abgewandelten und verbesserten Verfahrens­ gang bzw. Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Trennkammer 1, in die das zu sichten­ de aus Partikeln bestehende Aufgabengut senkrecht zur Papierebene S eingeblasen wird. Gleichzeitig wird Sichterluft von oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen - senkrecht zum Partikelstrahl - in die Trennkammer eingeblasen. Dadurch wird eine Dispersion der Partikel in der Luft innerhalb der Trennkammer 1 erreicht, gleichzeitig wird der Magnet 3 mit Strom versorgt, so daß ein Magnetfeld, welches in die Trennkammer wirkt, erzeugt wird. Das untere Ende der Trennkammer besitzt zwei Auslässe, über die ein­ mal nicht magnetisches Gut bei 4 abgesaugt wird und magnetisches Gut bei 5. Zwischen beiden kann im unteren Teil der Trennkammer eine Trennwand 6 angeordnet sein.

Die Wirkungsweise ist nun folgende. Das von der Sichter­ luft in der Trennkammer dispergierte partikelförmige Gut G ist der Wirkung des Magneten 3 ausgesetzt, so daß das magnetische Gut aus dem sedimentierenden Gutstrom auf den Magneten hin ab­ gelenkt wird und getrennt von dem nicht magnetischen Gut am En­ de der Trennkammer 1 ausgetragen wird. Bei den als Kreise darge­ stellten Vorrichtungen 7 und 8 handelt es sich um Staubabschei­ der.

In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das partikelförmige Aufgabegut wird einem Sichter 9 zugeführt und dort dispergiert und desagglomeriert. Das resultierende Grob- und Feingut kann getrennt voneinander verschiedenen Trennkammern zugeführt werden. Über die Leitung 13 am oberen Ende wird das entsprechende Aufga­ begut in die Trennkammer 1′ eingeleitet. Ebenso wird Reinluft bei 10 von oben in die Trennkammer eingeleitet. Die Trennkammer 1′ ist auch hier mit einem Magneten 3 verbunden, der ein Magnet­ feld erzeugt, das auf den dispergierten und sedimentierenden Gutstrom innerhalb der Trennkammer einwirkt. Dabei erfolgt wieder eine Trennung des Gutes in nicht magnetisches Gut und in magnetisches Gut, welches vermittels Staubabscheider 7 bzw. 8 von der Luft getrennt wird. Die Luft wird von dem Sichter nach Abtrennung des nicht magnetischen Gutes über die Leitung 11 zum Sichter 9 zurückgeführt, während die Luft aus dem Staubabscheider 8 für das magnetische Gut über die Leitung 12 einem Gebläse 13 zugeführt wird, das die Luft über die Leitung 10 der Trennkam­ mer 1′ zuführt. Auch bei der hier verwandten Vorrichtung ist eine Trennwand 6 vorhanden.

Außerdem können innerhalb der Trennkammer Leitbleche vorhanden sein, die der Leitung und Verteilung des partikelför­ migen Gutes dienen. Diese Leitbleche (nicht gezeigt) und die Trennwand 6 können einstellbar sein.

Anstatt des oben erwähnten Schneidesichters können auch andere bekannte, handelsübliche Sichtertypen eingesetzt werden, die das Aufgabegut in geeigneter Weise desagglomerieren und klas­ sieren. Das resultierende Grob und Feingut kann auch getrennt voneiander dann verschiedenen Trennkammern aufgegeben und dort in der beschriebenen Form magnetisch sortiert werden. Durch Mehr­ fachsichtung ist es auch möglich, der Trennkammer eng fraktionier­ te Kornspektren aufzugeben, um eine bessere Qualität der Trenn­ produkte zu erhalten.

In der Trennkammer kommt es während des Trennprozesses zu einer Überlagerung der folgenden Kräfte, die auf die Einzelpar­ tikel einwirken:

• 1. Schleppkraft der Förderluft
• 2. Schwerkraft
• 3. Magnetkraft

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Durch eine geeignete Strömungsführung wird dafür gesorgt, daß Partikel, die nicht magnetisch sind, mit der Förderluft in den nicht magnetischen Austrag 4 gelangen. Durch die folgenden Maßnahmen, die auch miteinander kombiniert werden können, kann dieser Vorgang unterstützt werden:

• - Durch das geeignete Einblasen von Reinluft 10 parallel zur Förderluft auf der magnetischen Seite der Trenn­ kammer 1, wodurch ein Freispüleffekt hervorgerufen wird.
• - Durch Einstellen eines unterschiedlichen Unterdruckes an den beiden Gutausträgen. Wenn der nicht magnetische Gutaustrag z. B. einen höheren Unterdruck aufweist, wird das nicht magnetische Gut über die Wirkung der Förderluft hinaus verstärkt in den nicht magnetischen Austrag ge­ langen. Partikel, bei denen aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften die magnetische Kraft die aufgeprägte Schleppkraft der Förderluft überkompensiert, werden in den magnetischen Gutaustrag 5 abgelenkt.
• - Je nach den Eigenschaften (Körnung, Suszeptibilität, Dichte pp.) des zu sortierenden Gutes kann es nützlich sein, die Trennkammer senkrecht, waagerecht oder ge­ neigt aufzustellen, wobei das Gut von oben oder unten aufgegeben werden kann, um als zusätzliche Kraftkom­ ponente - besonders bei gröberen Körnungen - die Schwerkraft ausnutzen zu können.
• - Durch in den Gutstrom in geeigneter Weise einzuführen­ de Leitbleche.

In Abhängigkeit vom Trennverhalten des Aufgabegutes und den geforderten Produktqualitäten kann es notwendig sein, mehrere Trennkammern hintereinanderzuschalten, die mittels ihrer Bau­ und Betriebsweise in Abstufungen ein unterschiedliches Trenn­ verhalten aufweisen, um die jeweiligen Produkte in geeigneter Art nachreinigen zu können.

Trennkammern können auch nach Art eines Plattenelektro­ filters zu mehreren zusammengefaßt werden, um das Gerät den ge­ forderten Durchsätzen anzupassen.

Die Wirksamkeit des Sortierprozesses ist von den folgen­ den Parametern abhängig:

• - Guteigenschaften
• - Fördergeschwindigkeit
• - magnetischer Feldstärke
• - Abstand des Magneten vom Förderstrom
• - Länge der Trennkammer

Der Querschnitt der Trennkammer kann kastenförmig oder rund sein. Die Wand der Trennkammer, die den Magneten von der Trennkammer abschirmt, soll aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff mit glatter Oberfläche bestehen, um Anbackungen von magnetischen Partikeln möglichst zu vermeiden. Durch periodisches Ausschalten des Magnetfeldes und/oder mechanisches Erschüttern der Trennwand können Anbackungen entfernt und in den magnetisch­ en Austrag gelangen.

Claims (12)

1. Verfahren zum trennscharfen Sortieren feiner und feinster trockener Stäube mit magnetischen Phasen und einem Kornbereich <250 µm, dadurch gekennzeichnet, daß man quer zur Förderrich­ tung des in Luft dispergierten Staubstromes ein Magnetfeld ein­ wirken läßt, der Art, daß die darin enthaltenen magnetischen Phasen aus dem Hauptstrom des Staubes soweit ausgelenkt und davon getrennt werden, daß sie vom nicht magnetischen Anteil getrennt aufgefangen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Staubstrom Reinluft eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft von dem sortierten Gut abgetrennt und mit dem Staub bzw. mit der Reinluft zur Dispergierung zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Dispergierung eingesetzte Luft erwärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sortierverfahren gemäß Anspruch 1-4 zur Klassierung in einzelne Staubfraktionen hintereinandergeschaltet sind, deren Kenngrößen hinsichtlich Fördergeschwindigkeit und mag­ netischer Feldstärke entsprechend abgestuft werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubgut in einer Trenn­ kammer (1) dispergiert wird, die mit einem Magneten (3) versehen ist und in die quer zur Eintrittsrichtung des Staubes Luft ein­ tritt und daß am Förderende der Trennkammer zwei getrennte Auslässe (4, 5) für magnetisches und nicht magnetisches Gut vor­ gesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer (1) ein kastenförmiges oder rohrförmiges Gebilde ist, das auf einer Seite einen sich in Längsrichtung erstreck­ enden Magneten (3) trägt, der in der Trennkammer ein Magnetfeld erzeugt, daß am oberen Ende der Trennkammer zur Dispergierung des Gutstromes Lufteinlässe angeordnet sind senkrecht zu dem eintretenden Staubstrom, daß am unteren Ende getrennte Auslässe für magnetisches und nicht magnetisches Gut angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennkammer (1) Leitbleche und eine Trennwand (6) ange­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet (3) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (3) sich aus einer Vielzahl einzelner unterschied­ lich erregbarer Elektromagnete zusammensetzt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer (1) stehend, liegend oder in einer Schräg­ lage unter Berücksichtigung des gewünschten Sortierganges an­ geordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer oder ein Wandteil aus einem nicht magne­ tischen Material hergestellt sind.