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EP2368639A1 - Method and device for magnetically separating a fluid - Google Patents

Method and device for magnetically separating a fluid Download PDF

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Publication number
EP2368639A1
EP2368639A1 EP10157268A EP10157268A EP2368639A1 EP 2368639 A1 EP2368639 A1 EP 2368639A1 EP 10157268 A EP10157268 A EP 10157268A EP 10157268 A EP10157268 A EP 10157268A EP 2368639 A1 EP2368639 A1 EP 2368639A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
particles
line
fluid
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10157268A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter LINS
Michael RÖMHELD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
BASF SE
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE, Siemens AG, Siemens Corp filed Critical BASF SE
Priority to EP10157268A priority Critical patent/EP2368639A1/en
Priority to CN201180015285.0A priority patent/CN102933308B/en
Priority to BR112012023902A priority patent/BR112012023902A2/en
Priority to PCT/EP2011/052738 priority patent/WO2011117039A1/en
Priority to AU2011231885A priority patent/AU2011231885B2/en
Priority to RU2012144814/03A priority patent/RU2544933C2/en
Priority to US13/636,762 priority patent/US8844730B2/en
Publication of EP2368639A1 publication Critical patent/EP2368639A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288—Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025—High gradient magnetic separators
    • B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
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    • B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
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    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/22—Details of magnetic or electrostatic separation characterised by the magnetic field, e.g. its shape or generation

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for magnetic separation of a fluid containing first particles to be separated from magnetic or magnetizable material and further comprising second particles of non-magnetic or non-magnetizable material.
  • Recyclable material particles are often particles of magnetic or magnetizable material, which are already contained in the ore, and / or particle agglomerates, which arise from non-magnetic value minerals and additionally added magnetic or magnetizable auxiliary particles in the ore production.
  • first particles of magnetic or magnetizable material are hereinafter understood not only already contained in the ore particles of magnetic or magnetizable material, but also such magnetically separable particle agglomerates comprising auxiliary particles.
  • the valuable material particles or agglomerates comprising the valuable material particles should be separated from non-valuable particles of non-magnetic or non-magnetizable material.
  • ore is a more or less fangled, metal-containing mineral or mineral mixture called.
  • the term "gait” is understood to mean accompanying materials which occur together with the ore minerals, such as quartz, calcite, dolomite, etc.
  • Particles of magnetic or magnetizable material already contained in the ore, such as copper, iron, etc. are generally bound to non-metallic particles. magnetic or non-magnetizable particles bound by gait and are to be separated from these.
  • the ore is usually crushed and conveyed to a device which carries out the separation of the valuable particles.
  • the crushed ore is usually fluidized.
  • the fluid formed is either a suspension in which the ore particles are dispersed in a liquid, or an aerosol in which the ore particles are dispersed in a gas.
  • Suspensions such as those produced in mining for the extraction of ores, for example, are also referred to as sludges.
  • the magnetic or magnetizable particle experiences a force which moves or holds it against other acting forces.
  • forces are, for example, gravity or hydrodynamic frictional forces in a flowing liquid medium.
  • the magnetic force acting on a magnetic or magnetizable particle in a magnetic induction B is proportional to a product of the magnetic induction B and the component of the gradient of the magnetic induction B in the direction of the magnetic induction B.
  • fluids are chemically pretreated in the form of suspensions.
  • non-magnetic valuable particles from ore in such a way that they can bind to additionally added magnetic or magnetizable auxiliary particles, such as magnetite, and can be separated magnetically together with them.
  • the surface of the non-magnetic material particles is selectively functionalized, in sulfidic ores, for example by means of suitable xanthates.
  • these functional layers can form stable bonds with one another and therefore form stable bonds to form stable particle agglomerates or magnetizable auxiliary particles and non-magnetic recyclable particles. These agglomerates can then be separated from a suspension like magnetizable individual particles.
  • Permanent magnets can be found, for example, in the widely used drum separators, where they, rotating in the drum, act on magnetic or magnetizable particles.
  • the DE 31 20 718 C1 discloses another drum magnetic separator for separating and sorting out magnetizable substances from a mixture containing magnetizable and non-magnetizable substances, wherein the magnetic system of the magnetic separator generates a traveling field.
  • electromagnets An application of electromagnets is known in particular from the so-called high-gradient magnetic separation, in which magnetizable structures, such as needles or cutting, form a grid in an electrically generated, often initially homogeneous, magnetic induction B.
  • the lattice structure generates a locally highly inhomogeneous magnetic induction B with pronounced gradients.
  • the DE 32 47 557 A1 describes a device for high-gradient magnetic separation of the finest magnetizable particles from a flowing medium.
  • a disadvantage of such high-gradient magnetic separators is that the magnetic induction B is often switched off and a backwashing process has to be carried out to remove the separated magnetic or magnetizable particles. A continuous operation is not possible. It has also proven to be disadvantageous for the operation of devices for magnetic separation when the magnetic induction B generating permanent magnets or electromagnets must be moved mechanically during the deposition process, since such devices are susceptible to interference.
  • a "first particle of magnetic or magnetizable material” is understood here and below to mean not only a particle of magnetic or magnetizable material already contained in the ore, but also a particle agglomerate which comprises at least one non-magnetic valuable particle and at least one functional particle Layers bound magnetic or magnetizable auxiliary particles is formed.
  • a radial magnetic induction B with a gradient GBr directed parallel to the direction of the magnetic induction B is generated over an extended spatial area. It is a known from plasma physics, so-called cusp field generated. See for example FF Chen, “Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion," Second Edition, Volume 1: Plasma Physics, Plenum Press, New York, 1984, p.45 or M. Kaneda, T. Tagawa, H. Ozoe, "Convection Induced by a Cusp-Shaped Magnetic Field for Air in a Cube Heated From Above and Cooled From Below", Journal of Heat Transfer, Vol. 124, Feb. 2002, p 17-25 ,
  • the device according to the invention and the method according to the invention enable a continuous, trouble-free continuous operation with permanently high separation efficiency.
  • the device comprises a particularly simple structure and no moving parts, is no or only a very small Maintenance costs available.
  • the personnel required to operate a device according to the invention is therefore minimal and the operating costs are low.
  • the throughput of fluid to be separated is high overall, so that a higher yield per unit time can be achieved than with the conventional magnetic separation method.
  • the magnet arrangements are designed in such a way that they can generate magnetic inductions B of the same magnitude.
  • the line longitudinal axis of the at least one delivery line is preferably passed through at a distance d / 2 between adjacent magnet arrangements.
  • a line cross section of the at least one delivery line is arranged completely in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet arrangement and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive, wherein a region W of a wall of the delivery line which is located at a maximum or minimum vertical distance r from the central axis M, along a line P at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is equal to zero.
  • the first particles collect in the area W of the wall of the pipeline, without wanting to adhere there.
  • the first particles can therefore be transported away even with very low flow velocities of the fluid with the at least one first phase.
  • a regular check of the at least one delivery line with regard to whether its line cross-section has decreased due to accumulating first particles, for example by means of a pressure measurement or visual inspection, can be completely eliminated. The effectiveness and performance of the method and the device is increased.
  • the shaped body In the area W of the wall of the conveying line is preferably at least one shaped body of a paramagnetic or ferromagnetic material having a permeability ⁇ > 1 arranged. This serves to increase the magnetic field gradients in the region W of the wall of the delivery line and to improve the separation of the first phase from the second phase.
  • the shaped body is preferably rod-shaped and arranged with its longitudinal axis parallel to the line longitudinal axis of the at least one conveying line and in the plane E.
  • the device has at least three magnet arrangements.
  • Such a series arrangement of magnet arrangements makes it possible to use a magnet arrangement arranged between two magnet arrangements in duplicate by arranging in each case at least one conveying line between this magnet arrangement and the two magnet arrangements arranged adjacently thereto. This reduces the cost of the device and increases the effectiveness of the process.
  • the magnet assemblies are formed in a preferred embodiment of the invention by electromagnets, in particular in the form of magnetic coils.
  • electromagnets in particular in the form of magnetic coils.
  • the magnetic ring coils are preferably formed with elongated, oval coil turns.
  • the line longitudinal axis of the at least one delivery line is in this case preferably aligned parallel to an oval longitudinal side of the coil turns, so that an effect of the magnetic induction B reaches the fluid over the longest possible distance and the separation efficiency is improved.
  • the magnet arrangements can also be formed by permanent magnets.
  • these are block-shaped block magnets having a height h, a width b and a length 1, which magnetizes in the direction of their height h are. Adjacent permanent magnets are arranged so that their north poles or south poles face each other. Since permanent magnets can not be produced in any desired dimensions, a number n of magnets of length 1 are lined up in order to achieve along a delivery line an effect of the magnetic induction B on the fluid over the longest possible distance.
  • the at least one branch of the at least one delivery line is configured to divert at least one first phase of the fluid containing predominantly first particles of at least one second phase containing predominantly second particles.
  • the at least one delivery line is subdivided by means of the at least one branch into a first tube for receiving the at least one first phase and a second tube for receiving the at least one second phase.
  • a tube cross-section of the first tube is in particular proportional to the amount of first phase formed.
  • the branching may split the delivery line into more than two tubes.
  • a cross-sectional circumference of the at least one delivery line is designed in the form of a rectangle, one longitudinal side of the rectangle being aligned parallel to the plane E. This supports a targeted segregation of the fluid into first and second phases, in particular wherein a first phase collects easily separable in the region W of the wall of the delivery line.
  • a use of the inventive device for magnetic separation of magnetic or magnetizable first particles comprising ore of non-magnetic or non-magnetizable second particles of gait is ideal.
  • FIG. 1 shows in cross-section a first device 1 for the magnetic separation of a fluid 2, the first particle 3a to be separated from magnetic or magnetizable material and further contains second particles 3b of non-magnetic or non-magnetizable material (see also FIG. 2 ).
  • the first device 1 comprises two similar magnet arrangements 10, 20 in the form of electromagnets, here in the form of magnetizing coils, for generating in each case a magnetic induction B.
  • the two magnet arrangements 10, 20 are spaced apart from each other by a distance d and are aligned with respect to a central axis M. arranged to each other, wherein an opposing pole arrangement is present.
  • the magnetic induction generated by the magnetic coils are ring B directed equal in magnitude and in the region of the central axis M oppositely.
  • the north poles of the magnet arrangements 10, 20 each point to the conveying lines 4, 4 ', which are arranged between the two magnet arrangements 10, 20. It forms a cusp field.
  • the magnetic inductions B in particular in the region between the magnetic ring coils, predominantly have radial components, the magnetic induction B initially having a positive gradient GBr in the radial direction.
  • the two conveying lines 4, 4 ' serve to transport a fluid 2, here for example a water-based suspension containing the first and second particles 3a, 3b, starting from the plane of the sheet in the direction of the observer, at a speed u.
  • the line longitudinal axes L FL , L FL 'of the delivery lines 4, 4' are guided in the region of the magnet arrangements 10, 20 on a perpendicular to the central axis M aligned plane E at a distance d / 2 between the adjacent magnet assemblies 10, 20 therethrough.
  • the line cross section of the respective delivery line 4, 4 ' is completely arranged in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet arrangement 10, 20 and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive.
  • a shaped body 7, 7' made of a paramagnetic or ferromagnetic material having a permeability number ⁇ > 1 is arranged to increase the magnetic field gradient.
  • the molded body 7, 7 ' is rod-shaped and arranged with its longitudinal axis parallel to the line longitudinal axis L FL , L FL ' of the conveying lines 4, 4 'and in the plane E.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the first device 1 in the region of the conveying line 4 'right in the image during operation of the first device 1.
  • the fluid 2 is conveyed through the delivery lines 4, 4 ', being moved at the speed u between the two magnet arrangements 10, 20.
  • the fluid 2 flows in the delivery lines 4, 4 'in the same direction.
  • the fluid 2 is entmischt in a first phase 2a containing predominantly first particles 3a and a second phase 2b containing predominantly second particles 3b.
  • FIG 3 shows the first device 1 in the plan view of the conveyor lines 4, 4 'and one of the magnet assemblies 20, cut in the plane E. It can be seen that the magnetic ring coils are formed with elongated, oval coil windings and the line longitudinal axes L FL , L FL ' the two delivery lines 4, 4 'are aligned parallel to an oval longitudinal side of the coil turns. This ensures that the magnetic inductions B act on the respectively flowing fluid 2 over the largest possible distance in the delivery lines 4, 4 '.
  • the delivery lines 4, 4 ' have, viewed in the transport direction of the fluid 2 after the central axis M, here also after leaving the gap between the magnet assemblies 10, 20, each branch 6, 6' on.
  • the delivery lines 4, 4 ' are each divided into a first tube 5a, 5a' for receiving a first phase 2a and a second tube 5b, 5b 'for receiving a second phase 2b.
  • a tube cross-section of the first tube 5 a, 5 a ' is preferably proportional to the amount of first phase 2 a formed in order to achieve the most accurate possible separation of the first phase 2 a (see FIG. 2 ) to ensure.
  • FIG. 4 shows a second device 1 'with magnet assemblies 100, 200 in the form of identical permanent magnets in cross section.
  • the block-shaped, so-called block magnets having a height h, a width b and a length 1 are magnetized in the direction of the height h and arranged so that their north magnetic poles N face each other and the magnetic south poles S are facing away from each other.
  • the configuration of the magnetic inductions B corresponds to that of the first device 1 according to FIG FIG. 1
  • the mode of operation of the second device 1 ' is analogous to that of the first device 1.
  • n 2 permanent magnets 100a, 100b each having the length 1 together.
  • FIG. 6 shows in cross-section a third device 1 "for the magnetic separation of a fluid 2, the first particle 3a to be separated from magnetic or magnetizable material and further contains second particles 3b of non-magnetic or non-magnetizable material (see also FIG. 2 ).
  • the third device 1 “comprises three magnet arrangements 10, 20, 30 in the form of electromagnets, here in the form of magnetizing coils, for generating in each case a magnetic induction B.
  • the magnetic inductances B generated by the magnetic ring coils are the same in magnitude and opposite to each other in the area of the center axis M.
  • the north poles of the magnet arrangements 10, 20 correspond to the conveying lines 4, 4 ' which are arranged between the two magnet arrangements 10, 20.
  • the south poles of the magnet assemblies 20, 30 In contrast to the feed lines 40, 40 ', which are arranged between the two magnet assemblies 20, 30, the south poles of the magnet assemblies 20, 30.
  • the four delivery lines 4, 4 '; 40, 40 ' are used to transport a fluid 2, here for example a suspension based on water, starting from the plane of the sheet in the direction of the viewer, with a speed u.
  • the line longitudinal axes L FL , L FL 'of the delivery lines 4, 4' are guided in the region of the magnet arrangements 10, 20 on a perpendicular to the central axis M aligned plane E at a distance d / 2 between the adjacent magnet assemblies 10, 20 therethrough.
  • the line cross section of the respective delivery line 4, 4 '; 40, 40 ' is completely disposed in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet assembly 10, 20; 20, 30 and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive.
  • the areas W of the walls of the delivery lines 4, 4 ', located in a maximum vertical distance r from the central axis M, are along the line P, at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is equal to zero.
  • the area W of the wall of the conveyor line (s) running along the line P points away from the central axis M and is at a maximum distance r from the latter.
  • the area W of the wall of the conveyor line which runs along the line P points towards the central axis M and is at a minimum distance r from the latter.
  • FIGS. 1 to 6 merely show examples of devices and methods according to the invention.
  • a device may have any number of magnet arrangements in the form of electromagnets or alternatively permanent magnets.
  • a combination of magnet arrangements in the form of electromagnets and permanent magnets can also be used if they are operated with opposing pole arrangement and preferably provide a magnetic induction B of approximately the same magnitude.
  • Shaped bodies of a paramagnetic or ferromagnetic material with a permeability ⁇ > 1 can be used both in devices having magnet arrangements in the form of electromagnets, as in US Pat FIGS. 1 . 3 and 6 shown as well as used in devices having magnet assemblies in the form of permanent magnets, as in FIGS. 4 and 5 shown.
  • the shape of the electromagnets or permanent magnets is largely freely selectable, although it is preferred to improve the separation performance of the device and the method, the region W of the wall of the at least one delivery line over the longest possible route along the line P to lead.

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

The device (1) has magnetic arrangements (10, 20) formed by electro magnets, permanent magnets and a magnetic ring coil and provided for generation of magnetic induction (B). The arrangements comprise a pole arrangement and are arranged in a distance (d) from each other for generation of cusp-field. Longitudinal axes of conveying lines (4, 4') are guided in an area of the magnetic arrangements on a level (E) that is aligned perpendicular to a middle axis (M). The lines comprise branching points towards the middle axis, when the conveying lines are seen in a transport direction of the fluid. An independent claim is also included for a method for magnetic seperation of fluid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Magnetseparation eines Fluids, das abzutrennende erste Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält.The invention relates to an apparatus and a method for magnetic separation of a fluid containing first particles to be separated from magnetic or magnetizable material and further comprising second particles of non-magnetic or non-magnetizable material.

Beispielsweise bei der Gewinnung von Rohstoffen im Bergbau ist es erforderlich, aus dem abgebauten Gestein die gewünschten Wertstoffpartikel abzusondern. Wertstoffpartikel sind bei der Erzgewinnung häufig Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, welche bereits im Erz enthalten sind, und/oder Partikelagglomerate, welche aus nichtmagnetischen Wertmineralien und zusätzlich hinzu gegebenen magnetischen oder magnetisierbaren Hilfspartikeln entstehen. Als "erste Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material" werden nachfolgend nicht nur bereits im Erz enthaltene Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, sondern auch solche magnetisch abtrennbare Partikelagglomerate umfassend Hilfspartikel verstanden. Die Wertstoffpartikel bzw. Agglomerate umfassend die Wertstoffpartikel sollen von nicht wertvollen Partikeln aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material abgetrennt werden.For example, in the mining of raw materials in mining, it is necessary to separate the desired waste material from the mined rock. Recyclable material particles are often particles of magnetic or magnetizable material, which are already contained in the ore, and / or particle agglomerates, which arise from non-magnetic value minerals and additionally added magnetic or magnetizable auxiliary particles in the ore production. As "first particles of magnetic or magnetizable material" are hereinafter understood not only already contained in the ore particles of magnetic or magnetizable material, but also such magnetically separable particle agglomerates comprising auxiliary particles. The valuable material particles or agglomerates comprising the valuable material particles should be separated from non-valuable particles of non-magnetic or non-magnetizable material.

Als "Erz" wird ein mehr oder weniger mit Gangart verwachsenes, metallhaltiges Mineral oder Mineralgemenge bezeichnet. Unter dem Begriff "Gangart" werden Begleitmaterialien verstanden, die zusammen mit den Erzmineralien auftreten, wie Quarz, Calcit, Dolomit usw. Bereits im Erz enthaltene Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, wie Kupfer, Eisen usw., sind in der Regel an nicht-magnetische oder nicht-magnetisierbare Partikel aus Gangart gebunden und sollen von diesen getrennt werden.As "ore" is a more or less fangled, metal-containing mineral or mineral mixture called. The term "gait" is understood to mean accompanying materials which occur together with the ore minerals, such as quartz, calcite, dolomite, etc. Particles of magnetic or magnetizable material already contained in the ore, such as copper, iron, etc., are generally bound to non-metallic particles. magnetic or non-magnetizable particles bound by gait and are to be separated from these.

Das Erz wird in der Regel zerkleinert und zu einer Vorrichtung gefördert, welche die Separation der Wertstoffpartikel durchführt. Dazu wird das zerkleinerte Erz meist fluidisiert. Bei dem gebildeten Fluid handelt es sich entweder um eine Suspension, bei der die Erzpartikel in einer Flüssigkeit dispergiert sind, oder um ein Aerosol, bei welchem die Erzpartikel in einem Gas dispergiert sind. Suspensionen, wie sie beispielsweise im Bergbau bei der Gewinnung von Erzen erzeugt werden, werden auch als Schlämme bezeichnet.The ore is usually crushed and conveyed to a device which carries out the separation of the valuable particles. For this purpose, the crushed ore is usually fluidized. The fluid formed is either a suspension in which the ore particles are dispersed in a liquid, or an aerosol in which the ore particles are dispersed in a gas. Suspensions, such as those produced in mining for the extraction of ores, for example, are also referred to as sludges.

Bei bereits bekannten Verfahren der Magnetseparation bzw. magnetischen Separation wird die Tatsache ausgenutzt, dass in einer geeigneten Magnetfeldanordnung bzw. magnetischen Induktionsanordnung das magnetische oder magnetisierbare Partikel eine Kraft erfährt, die es gegen andere angreifende Kräfte bewegt bzw. festhält. Solche Kräfte sind beispielsweise die Schwerkraft oder hydrodynamische Reibungskräfte in einem strömenden flüssigen Medium. Die in einer magnetischen Induktion B auf ein magnetisches oder magnetisierbares Partikel wirkende magnetische Kraft ist proportional einem Produkt aus der magnetischen Induktion B und der Komponente des Gradienten der magnetischen Induktion B in Richtung der magnetischen Induktion B.In already known methods of magnetic separation or magnetic separation, the fact is exploited that, in a suitable magnetic field arrangement or magnetic induction arrangement, the magnetic or magnetizable particle experiences a force which moves or holds it against other acting forces. Such forces are, for example, gravity or hydrodynamic frictional forces in a flowing liquid medium. The magnetic force acting on a magnetic or magnetizable particle in a magnetic induction B is proportional to a product of the magnetic induction B and the component of the gradient of the magnetic induction B in the direction of the magnetic induction B.

Um eine möglichst effektive Trennung der Partikel durchführen zu können, werden Fluide in Form von Suspensionen chemisch vorbehandelt. Insbesondere wird darunter verstanden, nicht-magnetische Wertstoffpartikel aus Erz so zu behandeln, dass sie sich an zusätzlich hinzu gegebene magnetische oder magnetisierbare Hilfspartikel, wie z.B. Magnetit, binden und gemeinsam mit diesen magnetisch abgetrennt werden können. Dazu wird die Oberfläche der nicht-magnetischen Wertstoffpartikel selektiv funktionalisiert, bei sulfidischen Erzen beispielsweise mithilfe von geeigneten Xanthaten. Werden auch die hinzu gegebenen magnetischen oder magnetisierbaren Hilfspartikel in ähnlicher Weise funktionalisiert, so können diese funktionalen Schichten miteinander stabile Bindungen eingehen und daher zur Bildung von stabilen Partikelagglomeraten aus magnetischen bzw. magnetisierbaren Hilfspartikeln und nichtmagnetischen Wertstoffpartikeln führen. Diese Agglomerate können dann wie magnetisierbare Einzelpartikel aus einer Suspension abgetrennt werden.In order to be able to carry out the most effective possible separation of the particles, fluids are chemically pretreated in the form of suspensions. In particular, it is understood to treat non-magnetic valuable particles from ore in such a way that they can bind to additionally added magnetic or magnetizable auxiliary particles, such as magnetite, and can be separated magnetically together with them. For this purpose, the surface of the non-magnetic material particles is selectively functionalized, in sulfidic ores, for example by means of suitable xanthates. If the added magnetic or magnetizable auxiliary particles are likewise functionalized in a similar manner, these functional layers can form stable bonds with one another and therefore form stable bonds to form stable particle agglomerates or magnetizable auxiliary particles and non-magnetic recyclable particles. These agglomerates can then be separated from a suspension like magnetizable individual particles.

Gegenwärtig werden in magnetischen Separatoren sowohl Permanent- als auch Elektromagnete eingesetzt.At present, both permanent and electromagnets are used in magnetic separators.

Permanentmagnete finden sich beispielweise in den weit verbreiteten Trommel-Separatoren, wo sie, in der Trommel umlaufend, auf magnetische oder magnetisierbare Partikel einwirken.Permanent magnets can be found, for example, in the widely used drum separators, where they, rotating in the drum, act on magnetic or magnetizable particles.

Die DE 31 20 718 C1 offenbart einen weiteren Trommel-Magnetscheider zum Trennen und Aussortieren von magnetisierbaren Stoffen aus einer magnetisierbare und nicht-magnetisierbare Stoffe enthaltenden Mischung, wobei das Magnetsystem des Magnetscheiders ein Wanderfeld erzeugt.The DE 31 20 718 C1 discloses another drum magnetic separator for separating and sorting out magnetizable substances from a mixture containing magnetizable and non-magnetizable substances, wherein the magnetic system of the magnetic separator generates a traveling field.

Ein Einsatz von Elektromagneten ist insbesondere aus der so genannten Hochgradienten-Magnetseparation bekannt, bei welcher magnetisierbare Strukturen, wie Nadeln oder Schneiden, ein Gitter in einer elektrisch erzeugten, oft zunächst homogenen magnetischen Induktion B bilden. Die Gitterstruktur erzeugt eine lokal stark inhomogene magnetische Induktion B mit ausgeprägten Gradienten.An application of electromagnets is known in particular from the so-called high-gradient magnetic separation, in which magnetizable structures, such as needles or cutting, form a grid in an electrically generated, often initially homogeneous, magnetic induction B. The lattice structure generates a locally highly inhomogeneous magnetic induction B with pronounced gradients.

Die DE 32 47 557 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Hochgradienten-Magnetseparation von feinsten magnetisierbaren Partikeln aus einem strömenden Medium.The DE 32 47 557 A1 describes a device for high-gradient magnetic separation of the finest magnetizable particles from a flowing medium.

Nachteilig an solchen Hochgradienten-Magnetseparatoren ist es, dass oftmals zur Entnahme der abgetrennten magnetischen oder magnetisierbaren Partikel die magnetische Induktion B abgeschaltet und ein Rückspülvorgang durchgeführt werden muss. Ein kontinuierlicher Betrieb ist dadurch nicht möglich. Es hat sich für den Betrieb von Vorrichtungen zur Magnetseparation inzwischen auch als nachteilig erwiesen, wenn die, die magnetische Induktion B erzeugenden Permanentmagnete oder Elektromagnete während des Abscheidevorgangs mechanisch bewegt werden müssen, da derartige Vorrichtungen störanfällig sind.A disadvantage of such high-gradient magnetic separators is that the magnetic induction B is often switched off and a backwashing process has to be carried out to remove the separated magnetic or magnetizable particles. A continuous operation is not possible. It has also proven to be disadvantageous for the operation of devices for magnetic separation when the magnetic induction B generating permanent magnets or electromagnets must be moved mechanically during the deposition process, since such devices are susceptible to interference.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Magnetseparation eines Fluids bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an improved apparatus and method for magnetic separation of a fluid.

Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zur Magnetseparation eines Fluids, das abzutrennende erste Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält, dadurch gelöst, dass die Vorrichtung folgendes umfasst:

  • mindestens zwei Magnetanordnungen zur Erzeugung von jeweils einer magnetischen Induktion B, die hinsichtlich einer Mittelachse M fluchtend zueinander angeordnet sind, wobei benachbarte Magnetanordnungen eine gegensinnige Polanordnung aufweisen und in einem Abstand d voneinander beabstandet zur Erzeugung eines Cusp-Felds angeordnet sind, und
  • mindestens eine Förderleitung zum Transport des Fluids, deren Leitungslängsachse zumindest im Bereich der Magnetanordnungen auf einer senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E zwischen benachbarten Magnetanordnungen hindurch geführt ist, und
  • wobei die mindestens eine Förderleitung, in Transportrichtung des Fluids gesehen nach der Mittelachse M, mindestens eine Verzweigung aufweist.
The object is achieved for the device for magnet separation of a fluid containing first particles of magnetic or magnetizable material to be separated and furthermore second particles of non-magnetic or non-magnetizable material, in that the device comprises:
  • at least two magnetic assemblies for generating each of a magnetic induction B, which are arranged in alignment with each other with respect to a central axis M, wherein adjacent magnet assemblies have an opposing pole arrangement and at a distance d spaced from each other to produce a cusp field are arranged, and
  • at least one conveying line for transporting the fluid, whose line longitudinal axis is guided at least in the region of the magnet arrangements on a plane perpendicular to the central axis M aligned plane E between adjacent magnet assemblies, and
  • wherein the at least one delivery line, viewed in the transport direction of the fluid after the central axis M, has at least one branch.

Unter einem "ersten Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material" wird hier und nachfolgend nicht nur ein bereits im Erz enthaltener Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, sondern auch ein Partikelagglomerat verstanden, welches aus mindestens einem nicht-magnetischen Wertstoffpartikel und mindestens einem daran über funktionelle Schichten gebundenen magnetischen oder magnetisierbaren Hilfspartikel gebildet ist.A "first particle of magnetic or magnetizable material" is understood here and below to mean not only a particle of magnetic or magnetizable material already contained in the ore, but also a particle agglomerate which comprises at least one non-magnetic valuable particle and at least one functional particle Layers bound magnetic or magnetizable auxiliary particles is formed.

Aufgrund der gegensinnigen Polanordnung der Magnetanordnungen wird über einen ausgedehnten räumlichen Bereich eine radiale magnetische Induktion B mit einem, parallel zur Richtung der magnetischen Induktion B gerichteten Gradienten GBr erzeugt. Es wird ein aus der Plasmaphysik bekanntes, so genanntes Cusp-Feld erzeugt. Siehe hierzu beispielsweise F.F. Chen, "Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion", Second Edition, Volume 1: Plasma Physics, Plenum Press, New York, 1984, S.45 oder M. Kaneda, T. Tagawa, H. Ozoe, "Convection Induced by a Cusp-Shaped Magnetic Field for Air in a Cube Heated From Above and Cooled From Below", Journal of Heat Transfer, Vol. 124, Feb. 2002, S. 17-25 .Due to the opposing pole arrangement of the magnet arrangements, a radial magnetic induction B with a gradient GBr directed parallel to the direction of the magnetic induction B is generated over an extended spatial area. It is a known from plasma physics, so-called cusp field generated. See for example FF Chen, "Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion," Second Edition, Volume 1: Plasma Physics, Plenum Press, New York, 1984, p.45 or M. Kaneda, T. Tagawa, H. Ozoe, "Convection Induced by a Cusp-Shaped Magnetic Field for Air in a Cube Heated From Above and Cooled From Below", Journal of Heat Transfer, Vol. 124, Feb. 2002, p 17-25 ,

Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Magnetseparation eines Fluids, welches abzutrennende erste Partikel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält, unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gelöst, indem folgende Schritte durchgeführt werden:

  • Erzeugen von jeweils einer magnetischen Induktion B mittels der mindestens zwei Magnetanordnungen;
  • Hindurchleiten des Fluids durch die mindestens eine Förderleitung zwischen den mindestens zwei Magnetanordnungen, wobei das Fluid in mindestens eine erste Phase enthaltend überwiegend erste Partikel und mindestens eine zweite Phase enthaltend überwiegend zweite Partikel entmischt wird, und
  • Separieren der mindestens einen ersten Phase von der mindestens einen zweiten Phase im Bereich der mindestens einen Verzweigung.
The object is achieved for the method for the magnetic separation of a fluid which contains first particles of magnetic or magnetizable material to be separated and also second particles of non-magnetic or non-magnetizable material using a device according to the invention by carrying out the following steps:
  • Generating in each case a magnetic induction B by means of the at least two magnet arrangements;
  • Passing the fluid through the at least one delivery line between the at least two magnet arrangements, the fluid being separated into at least one first phase containing predominantly first particles and at least one second phase containing predominantly second particles, and
  • Separating the at least one first phase from the at least one second phase in the region of the at least one branch.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen einen kontinuierlichen, störungsfreien Dauerbetrieb bei permanent hoher Trennleistung. Nachdem die Vorrichtung einen besonders einfachen Aufbau und keinerlei bewegte Teile umfasst, ist kein oder nur ein äußerst geringer Wartungsaufwand vorhanden. Der Personalbedarf zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher minimal und die Betriebskosten sind gering. Der Durchsatz an zu trennendem Fluid ist insgesamt hoch, so dass pro Zeiteinheit eine höhere Ausbeute erzielt werden kann als mit den herkömmlichen Magnetseparationsverfahren.The device according to the invention and the method according to the invention enable a continuous, trouble-free continuous operation with permanently high separation efficiency. After the device comprises a particularly simple structure and no moving parts, is no or only a very small Maintenance costs available. The personnel required to operate a device according to the invention is therefore minimal and the operating costs are low. The throughput of fluid to be separated is high overall, so that a higher yield per unit time can be achieved than with the conventional magnetic separation method.

Es hat sich bewährt, wenn die Magnetanordnungen derart ausgebildet sind, dass diese dem Betrag nach gleich große magnetische Induktionen B erzeugen können. In diesem Fall wird die Leitungslängsachse der mindestens einen Förderleitung bevorzugt im Abstand d/2 zwischen benachbarten Magnetanordnungen hindurch geführt.It has proven useful if the magnet arrangements are designed in such a way that they can generate magnetic inductions B of the same magnitude. In this case, the line longitudinal axis of the at least one delivery line is preferably passed through at a distance d / 2 between adjacent magnet arrangements.

Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Leitungsquerschnitt der mindestens einen Förderleitung vollständig in einem Bereich angeordnet ist, in welchem ein Produkt der magnetischen Induktion B der jeweiligen Magnetanordnung und einem Gradienten GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B positiv ist, wobei ein Bereich W einer Wandung der Förderleitung, der sich in einem maximalen oder minimalen senkrechten Abstand r von der Mittelachse M befindet, entlang einer Linie P verläuft, an welcher der Gradient GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B gleich Null ist. In diesem Fall sammeln sich die ersten Partikel im Bereich W der Wandung der Rohrleitung, ohne dort anhaften zu wollen. Die ersten Partikel können daher auch bei sehr geringen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluids mit der mindestens einen ersten Phase abtransportiert werden. Eine regelmäßige Überprüfung der mindestens einen Förderleitung im Hinblick darauf, ob sich deren Leitungsquerschnitt aufgrund sich anlagernder erster Partikel verkleinert hat, beispielsweise mittels einer Druckmessung oder Sichtprüfung, kann vollständig entfallen. Die Effektivität und Leistung des Verfahrens und der Vorrichtung wird gesteigert.It is particularly preferred if a line cross section of the at least one delivery line is arranged completely in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet arrangement and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive, wherein a region W of a wall of the delivery line which is located at a maximum or minimum vertical distance r from the central axis M, along a line P at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is equal to zero. In this case, the first particles collect in the area W of the wall of the pipeline, without wanting to adhere there. The first particles can therefore be transported away even with very low flow velocities of the fluid with the at least one first phase. A regular check of the at least one delivery line with regard to whether its line cross-section has decreased due to accumulating first particles, for example by means of a pressure measurement or visual inspection, can be completely eliminated. The effectiveness and performance of the method and the device is increased.

Im Bereich W der Wandung der Förderleitung ist vorzugsweise mindestens ein Formkörper aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material mit einer Permeabilitätszahl µ > 1 angeordnet. Dies dient einer Erhöhung der magnetischen Feldgradienten im Bereich W der Wandung der Förderleitung und einer Verbesserung der Trennung der ersten Phase von der zweiten Phase. Der Formkörper ist bevorzugt stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsachse parallel zur Leitungslängsachse der mindestens einen Förderleitung und in der Ebene E angeordnet.In the area W of the wall of the conveying line is preferably at least one shaped body of a paramagnetic or ferromagnetic material having a permeability μ> 1 arranged. This serves to increase the magnetic field gradients in the region W of the wall of the delivery line and to improve the separation of the first phase from the second phase. The shaped body is preferably rod-shaped and arranged with its longitudinal axis parallel to the line longitudinal axis of the at least one conveying line and in the plane E.

Es ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung mindestens drei Magnetanordnungen aufweist. Eine solche Hintereinanderschaltung von Magnetanordnungen ermöglicht es, eine zwischen zwei Magnetanordnungen angeordnete Magnetanordnung zweifach zu nutzen, indem jeweils mindestens eine Förderleitung zwischen dieser Magnetanordnung und den beiden, zu dieser benachbart angeordneten, Magnetanordnungen angeordnet werden kann. Dadurch werden die Kosten für die Vorrichtung gesenkt und die Effektivität des Verfahrens gesteigert.It is preferred if the device has at least three magnet arrangements. Such a series arrangement of magnet arrangements makes it possible to use a magnet arrangement arranged between two magnet arrangements in duplicate by arranging in each case at least one conveying line between this magnet arrangement and the two magnet arrangements arranged adjacently thereto. This reduces the cost of the device and increases the effectiveness of the process.

Die Magnetanordnungen werden in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch Elektromagnete, insbesondere in Form von Magnetringspulen gebildet. Um die geforderte gegensinnige Polanordnung zu erreichen, werden benachbarte Magnetringspulen gegensinnig von Gleichstrom durchflossen. Dabei ist es von Vorteil, wenn für die Gleichströme i1, i2 in zwei benachbart angeordneten Magnetringspulen gilt: i1 = - i2.The magnet assemblies are formed in a preferred embodiment of the invention by electromagnets, in particular in the form of magnetic coils. In order to achieve the required opposing pole arrangement, adjacent magnetic coils are traversed by DC in the opposite direction. It is advantageous if the following applies to the direct currents i 1 , i 2 in two adjacent magnetic ring coils: i 1 = -i 2 .

Die Magnetringspulen sind bevorzugt mit langgestreckten, ovalen Spulenwindungen ausgebildet. Die Leitungslängsachse der mindestens einen Förderleitung ist in diesem Fall vorzugsweise parallel zu einer Oval-Längsseite der Spulenwindungen ausgerichtet, damit eine Einwirkung der magnetischen Induktion B auf das Fluid über eine möglichst lange Wegstrecke erreicht und die Trennleistung verbessert wird.The magnetic ring coils are preferably formed with elongated, oval coil turns. The line longitudinal axis of the at least one delivery line is in this case preferably aligned parallel to an oval longitudinal side of the coil turns, so that an effect of the magnetic induction B reaches the fluid over the longest possible distance and the separation efficiency is improved.

Alternativ können die Magnetanordnungen aber auch durch Permanentmagnete gebildet sein. In der Regel handelt es sich hierbei um quaderförmige Blockmagnete mit einer Höhe h, einer Breite b und einer Länge 1, die in Richtung ihrer Höhe h magnetisiert sind. Benachbarte Permanentmagnete werden so angeordnet, dass ihre Nordpole oder Südpole zueinander zeigen. Da Permanentmagnete sich nicht in beliebigen Abmessungen herstellen lassen, wird eine Anzahl n von Magneten der Länge 1 nach aneinandergereiht, um entlang einer Förderleitung eine Einwirkung der magnetischen Induktion B auf das Fluid über eine möglichst lange Wegstrecke zu erreichen.Alternatively, however, the magnet arrangements can also be formed by permanent magnets. As a rule, these are block-shaped block magnets having a height h, a width b and a length 1, which magnetizes in the direction of their height h are. Adjacent permanent magnets are arranged so that their north poles or south poles face each other. Since permanent magnets can not be produced in any desired dimensions, a number n of magnets of length 1 are lined up in order to achieve along a delivery line an effect of the magnetic induction B on the fluid over the longest possible distance.

Es ist bevorzugt, wenn mindestens zwei Förderleitungen vorhanden sind, deren Leitungslängsachsen im Bereich der Magnetanordnungen auf der senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E, insbesondere im Abstand d/2, zwischen den benachbarten Magnetanordnungen hindurch geführt sind. Dadurch wird die Menge an Fluid, welches mittels der Vorrichtung behandelt werden kann, verdoppelt.It is preferred if there are at least two delivery lines whose line longitudinal axes are guided in the region of the magnet arrangements on the plane E aligned perpendicular to the central axis M, in particular at a distance d / 2, between the adjacent magnet arrangements. This doubles the amount of fluid that can be treated by the device.

Die mindestens eine Verzweigung der mindestens einen Förderleitung ist dazu eingerichtet, mindestens eine erste Phase des Fluids enthaltend überwiegend erste Partikel von mindestens einer zweiten Phase enthaltend überwiegend zweite Partikel abzuzweigen. Bevorzugt ist die mindestens eine Förderleitung mittels der mindestens einen Verzweigung in ein erstes Rohr zur Aufnahme der mindestens einen ersten Phase und ein zweites Rohr zur Aufnahme der mindestens einen zweiten Phase unterteilt. Ein Rohrquerschnitt des ersten Rohres ist dabei insbesondere proportional zur gebildeten Menge an erster Phase. Um eine feinere Aufteilung des entmischten Fluids zu erhalten, kann die Verzweigung die Förderleitung selbstverständlich auch in mehr als zwei Rohre aufspalten.The at least one branch of the at least one delivery line is configured to divert at least one first phase of the fluid containing predominantly first particles of at least one second phase containing predominantly second particles. Preferably, the at least one delivery line is subdivided by means of the at least one branch into a first tube for receiving the at least one first phase and a second tube for receiving the at least one second phase. A tube cross-section of the first tube is in particular proportional to the amount of first phase formed. Of course, to obtain a finer distribution of the segregated fluid, the branching may split the delivery line into more than two tubes.

Insbesondere ist ein Querschnittsumfang der mindestens einen Förderleitung in Form eines Rechtecks ausgebildet, wobei eine Längsseite des Rechtecks parallel zur Ebene E ausgerichtet ist. Dies unterstützt eine gezielte Entmischung des Fluids in erste und zweite Phasen, insbesondere wobei sich eine erste Phase gut abtrennbar im Bereich W der Wandung der Förderleitung sammelt.In particular, a cross-sectional circumference of the at least one delivery line is designed in the form of a rectangle, one longitudinal side of the rectangle being aligned parallel to the plane E. This supports a targeted segregation of the fluid into first and second phases, in particular wherein a first phase collects easily separable in the region W of the wall of the delivery line.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Magnetseparation von magnetischen oder magnetisierbaren ersten Partikeln umfassend Erz von nicht-magnetischen oder nicht-magnetisierbaren zweiten Partikeln aus Gangart ist ideal.A use of the inventive device for magnetic separation of magnetic or magnetizable first particles comprising ore of non-magnetic or non-magnetizable second particles of gait is ideal.

Die Figuren 1 bis 6 sollen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutern.
So zeigen:

FIG 1
eine erste Vorrichtung mit zwei Magnetanordnungen in Form von Magnetringspulen im Querschnitt;
FIG 2
einen vergrößerten Ausschnitt aus der ersten Vorrichtung im Bereich einer der beiden Förderleitungen während der Magnetseparation;
FIG 3
die erste Vorrichtung in der Draufsicht auf einen Schnitt im Bereich der Ebene E;
FIG 4
eine zweite Vorrichtung mit Magnetanordnungen in Form von Permanentmagneten im Querschnitt;
FIG 5
einen Ausschnitt aus der zweiten Vorrichtung gemäß FIG 4 in einer dreidimensionalen Ansicht; und
FIG 6
eine dritte Vorrichtung mit drei Magnetanordnungen in Form von Magnetringspulen im Querschnitt.
The FIGS. 1 to 6 the device according to the invention and the method according to the invention are intended to illustrate by way of example.
To show:
FIG. 1
a first device with two magnet arrangements in the form of magnetic ring coils in cross section;
FIG. 2
an enlarged section of the first device in the region of one of the two delivery lines during the magnetic separation;
FIG. 3
the first device in plan view of a section in the region of the plane E;
FIG. 4
a second device with magnet assemblies in the form of permanent magnets in cross section;
FIG. 5
a section of the second device according to FIG. 4 in a three-dimensional view; and
FIG. 6
a third device with three magnet arrangements in the form of magnetic ring coils in cross section.

FIG 1 zeigt im Querschnitt eine erste Vorrichtung 1 zur Magnetseparation eines Fluids 2, das abzutrennende erste Partikel 3a aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel 3b aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält (siehe auch FIG 2). Die erste Vorrichtung 1 umfasst zwei gleichartige Magnetanordnungen 10, 20 in Form von Elektromagneten, hier in Form von Magnetringspulen, zur Erzeugung von jeweils einer magnetischen Induktion B. Die beiden Magnetanordnungen 10, 20 sind in einem Abstand d voneinander beabstandet und hinsichtlich einer Mittelachse M fluchtend zueinander angeordnet, wobei eine gegensinnige Polanordnung vorliegt. Diese wird dadurch erzeugt, dass die Magnetringspulen gegensinnig von den Strömen i1, i2 durchströmt werden. Auf eine Darstellung der notwendigen Stromanschlüsse für die Magnetringspulen wurde hier und nachfolgend der Übersichtlichkeit halber verzichtet. FIG. 1 shows in cross-section a first device 1 for the magnetic separation of a fluid 2, the first particle 3a to be separated from magnetic or magnetizable material and further contains second particles 3b of non-magnetic or non-magnetizable material (see also FIG. 2 ). The first device 1 comprises two similar magnet arrangements 10, 20 in the form of electromagnets, here in the form of magnetizing coils, for generating in each case a magnetic induction B. The two magnet arrangements 10, 20 are spaced apart from each other by a distance d and are aligned with respect to a central axis M. arranged to each other, wherein an opposing pole arrangement is present. This is generated by the fact that the magnetic ring coils are flowed through in opposite directions by the currents i 1 , i 2 . On a presentation of the necessary Power connections for the magnetic ring coils have been omitted here and below for the sake of clarity.

Vorzugsweise gilt hier i1 = ―i2. In diesem Fall sind die von den Magnetringspulen erzeugten magnetischen Induktionen B dem Betrag nach gleich und im Bereich der Mittelachse M einander entgegen gerichtet. Die Nordpole der Magnetanordnungen 10, 20 zeigen jeweils zu den Förderleitungen 4, 4', welche zwischen den beiden Magnetanordnungen 10, 20 angeordnet sind. Es bildet sich ein Cusp-Feld aus. Mit zunehmendem Abstand r von der Mittelachse M besitzen die magnetischen Induktionen B, insbesondere im Bereich zwischen den Magnetringspulen, überwiegend radiale Komponenten, wobei die magnetische Induktion B zunächst einen in radialer Richtung positiven Gradienten GBr aufweist. Mit zunehmendem Abstand r von der Mittelachse M wird eine Linie P erreicht, an welcher der Gradient GBr = 0 ist. Danach wechselt der Gradient GBr das Vorzeichen und wird negativ.Preferably applies here i = 1 -i 2. In this case, the magnetic induction generated by the magnetic coils are ring B directed equal in magnitude and in the region of the central axis M oppositely. The north poles of the magnet arrangements 10, 20 each point to the conveying lines 4, 4 ', which are arranged between the two magnet arrangements 10, 20. It forms a cusp field. As the distance r from the central axis M increases, the magnetic inductions B, in particular in the region between the magnetic ring coils, predominantly have radial components, the magnetic induction B initially having a positive gradient GBr in the radial direction. As the distance r from the central axis M increases, a line P is reached at which the gradient GBr = 0. Thereafter, the gradient GBr changes sign and becomes negative.

Die beiden Förderleitungen 4, 4' dienen zum Transport eines Fluids 2, hier beispielsweise einer Suspension auf Wasserbasis enthaltend die ersten und zweiten Partikel 3a, 3b, ausgehend von der Blattebene in Richtung des Betrachters, mit einer Geschwindigkeit u. Die Leitungslängsachsen LFL, LFL' der Förderleitungen 4, 4' (vergleiche FIG 3) sind im Bereich der Magnetanordnungen 10, 20 auf einer senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E im Abstand d/2 zwischen den benachbarten Magnetanordnungen 10, 20 hindurch geführt. Der Leitungsquerschnitt der jeweiligen Förderleitung 4, 4' ist vollständig in einem Bereich angeordnet, in welchem ein Produkt der magnetischen Induktion B der jeweiligen Magnetanordnung 10, 20 und einem Gradienten GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B positiv ist.The two conveying lines 4, 4 'serve to transport a fluid 2, here for example a water-based suspension containing the first and second particles 3a, 3b, starting from the plane of the sheet in the direction of the observer, at a speed u. The line longitudinal axes L FL , L FL 'of the delivery lines 4, 4' (see FIG. 3 ) are guided in the region of the magnet arrangements 10, 20 on a perpendicular to the central axis M aligned plane E at a distance d / 2 between the adjacent magnet assemblies 10, 20 therethrough. The line cross section of the respective delivery line 4, 4 'is completely arranged in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet arrangement 10, 20 and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive.

Ein Bereich W der Wandung der Förderleitung 4, 4', der sich in einem maximalen senkrechten Abstand von der Mittelachse M befindet, verläuft entlang einer Linie P, an welcher der Gradient GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B gleich Null ist.A region W of the wall of the delivery line 4, 4 ', which is at a maximum vertical distance from the central axis M, runs along a line P at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is zero.

Im Bereich W der Wandung der Förderleitungen 4, 4' ist zur Erhöhung der magnetischen Feldgradienten ein Formkörper 7, 7' aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material mit einer Permeabilitätszahl µ > 1 angeordnet. Der Formkörper 7, 7' ist stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsachse parallel zur Leitungslängsachse LFL, LFL' der Förderleitungen 4, 4' und in der Ebene E angeordnet.In the area W of the wall of the conveying lines 4, 4 ', a shaped body 7, 7' made of a paramagnetic or ferromagnetic material having a permeability number μ> 1 is arranged to increase the magnetic field gradient. The molded body 7, 7 'is rod-shaped and arranged with its longitudinal axis parallel to the line longitudinal axis L FL , L FL ' of the conveying lines 4, 4 'and in the plane E.

FIG 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der ersten Vorrichtung 1 im Bereich der Förderleitung 4' rechts im Bild im Betrieb der ersten Vorrichtung 1. Während der Magnetseparation mittels der ersten Vorrichtung 1 werden die Magnetanordnungen 10, 20 gegensinnig von Strom i1 = ―i2 durchflossen und die magnetischen Induktionen B bilden das Cusp-Feld aus. Das Fluid 2 wird durch die Förderleitungen 4, 4' gefördert, wobei es mit der Geschwindigkeit u zwischen den beiden Magnetanordnungen 10, 20 hindurch bewegt wird. Das Fluid 2 strömt dabei in den Förderleitungen 4, 4' in gleicher Richtung. Dabei wird das Fluid 2 in eine erste Phase 2a enthaltend überwiegend erste Partikel 3a und eine zweite Phase 2b enthaltend überwiegend zweite Partikel 3b entmischt. Die radial nach außen gerichtete magnetische Kraft bewirkt, dass die ersten Partikel 3a sich im Bereich W der Wandung der jeweiligen Förderleitung 4, 4' sammeln, der sich in maximalem senkrechtem Abstand r von der Mittelachse M befindet. Da die magnetische Kraft hier näherungsweise gleich Null ist bzw. GBr = 0 ist, kommt es nicht zu einer Anlagerung der ersten Partikel an der Wandung der Förderleitungen 4, 4' im Bereich W. Vielmehr wird die erste Phase 2a mit den ersten Partikeln 3a mit der Strömung weitertransportiert. Dabei liegt insbesondere eine laminare Strömung in den Förderleitungen 4, 4' vor, um eine erneute Durchmischung der bereits getrennten ersten und zweiten Phasen 2a, 2b zu verhindern. Nun kann die erste Phase 2a mechanisch von der zweiten Phase 2b separiert werden. FIG 3 zeigt die erste Vorrichtung 1 in der Draufsicht auf die Förderleitungen 4, 4' und eine der Magnetanordnungen 20, geschnitten in der Ebene E. Es ist erkennbar, dass die Magnetringspulen mit langgestreckten, ovalen Spulenwindungen ausgebildet sind und die Leitungslängsachsen LFL, LFL' der beiden Förderleitungen 4, 4' parallel zu einer Oval-Längsseite der Spulenwindungen ausgerichtet sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die magnetischen Induktionen B über eine möglichst große Wegstrecke in den Förderleitungen 4, 4' auf das jeweils hindurch strömende Fluid 2 einwirken. FIG. 2 shows an enlarged section of the first device 1 in the region of the conveying line 4 'right in the image during operation of the first device 1. During the magnetic separation by means of the first device 1, the magnet assemblies 10, 20 in opposite directions of current i 1 = -i 2 flows through and the magnetic inductions B form the cusp field. The fluid 2 is conveyed through the delivery lines 4, 4 ', being moved at the speed u between the two magnet arrangements 10, 20. The fluid 2 flows in the delivery lines 4, 4 'in the same direction. In this case, the fluid 2 is entmischt in a first phase 2a containing predominantly first particles 3a and a second phase 2b containing predominantly second particles 3b. The radially outwardly directed magnetic force causes the first particles 3a to collect in the region W of the wall of the respective delivery line 4, 4 'which is at maximum vertical distance r from the central axis M. Since the magnetic force here is approximately equal to zero or GBr = 0, there is no accumulation of the first particles on the wall of the delivery lines 4, 4 'in the area W. Rather, the first phase 2a with the first particles 3a with the flow transported further. In particular, a laminar flow is present in the delivery lines 4, 4 'in order to prevent renewed mixing of the already separated first and second phases 2a, 2b. Now, the first phase 2a can be mechanically separated from the second phase 2b. FIG. 3 shows the first device 1 in the plan view of the conveyor lines 4, 4 'and one of the magnet assemblies 20, cut in the plane E. It can be seen that the magnetic ring coils are formed with elongated, oval coil windings and the line longitudinal axes L FL , L FL ' the two delivery lines 4, 4 'are aligned parallel to an oval longitudinal side of the coil turns. This ensures that the magnetic inductions B act on the respectively flowing fluid 2 over the largest possible distance in the delivery lines 4, 4 '.

Die Förderleitungen 4, 4' weisen, in Transportrichtung des Fluids 2 gesehen nach der Mittelachse M, hier zudem nach Verlassen des Zwischenraums zwischen den Magnetanordnungen 10, 20, je eine Verzweigung 6, 6' auf. Dort werden die Förderleitungen 4, 4' jeweils in ein erstes Rohr 5a, 5a' zur Aufnahme einer ersten Phase 2a und ein zweites Rohr 5b, 5b' zur Aufnahme einer zweiten Phase 2b unterteilt. Ein Rohrquerschnitt des ersten Rohres 5a, 5a' ist dabei bevorzugt proportional zur gebildeten Menge an erster Phase 2a, um eine möglichst genaue Abtrennung der ersten Phase 2a (siehe FIG 2) zu gewährleisten.The delivery lines 4, 4 'have, viewed in the transport direction of the fluid 2 after the central axis M, here also after leaving the gap between the magnet assemblies 10, 20, each branch 6, 6' on. There, the delivery lines 4, 4 'are each divided into a first tube 5a, 5a' for receiving a first phase 2a and a second tube 5b, 5b 'for receiving a second phase 2b. A tube cross-section of the first tube 5 a, 5 a 'is preferably proportional to the amount of first phase 2 a formed in order to achieve the most accurate possible separation of the first phase 2 a (see FIG. 2 ) to ensure.

FIG 4 zeigt eine zweite Vorrichtung 1' mit Magnetanordnungen 100, 200 in Form von baugleichen Permanentmagneten im Querschnitt. Die quaderförmigen, so genannten Blockmagnete mit einer Höhe h, einer Breite b und einer Länge 1 sind in Richtung der Höhe h magnetisiert und so angeordnet, dass ihre magnetischen Nordpole N einander gegenüber liegen und die magnetischen Südpole S voneinander abgewandt sind. Die Konfiguration der magnetischen Induktionen B entspricht der der ersten Vorrichtung 1 gemäß FIG 1. Auch die Funktionsweise der zweiten Vorrichtung 1' ist analog zu der der ersten Vorrichtung 1. FIG. 4 shows a second device 1 'with magnet assemblies 100, 200 in the form of identical permanent magnets in cross section. The block-shaped, so-called block magnets having a height h, a width b and a length 1 are magnetized in the direction of the height h and arranged so that their north magnetic poles N face each other and the magnetic south poles S are facing away from each other. The configuration of the magnetic inductions B corresponds to that of the first device 1 according to FIG FIG. 1 , The mode of operation of the second device 1 'is analogous to that of the first device 1.

Da Blockmagnete sich nicht in beliebigen Abmessungen herstellen lassen, wird eine Anzahl n von Magneten der Länge 1 in Längsrichtung, d.h. parallel zur Ebene E, aneinander gereiht, so dass Magnetanordnungen 100, 200 der Gesamtlänge Lg = n*1 entstehen. Siehe hierzu FIG 5, welche zur Verdeutlichung eine solche Anordnung bzw. einen Ausschnitt aus der zweiten Vorrichtung gemäß FIG 4 in einer dreidimensionalen Ansicht zeigt. Dabei wurde zur besseren Übersicht auf die Darstellung des Formkörpers 7' aus paramagnetischem oder ferromagnetischem Material verzichtet. Die Magnetanordnung 100 setzt sich gemäß FIG 5 aus n = 2 Permanentmagneten 100a, 100b mit jeweils der Länge 1 zusammen. Die Magnetanordnung 200 setzt sich gemäß FIG 5 aus n = 2 Permanentmagneten 200a, 200b mit jeweils der Länge 1 zusammen.Since block magnets can not be produced in any dimensions, a number n of magnets of length 1 in the longitudinal direction, ie parallel to the plane E, lined up, so that magnet arrangements 100, 200 of the total length Lg = n * 1 arise. See also FIG. 5 which for clarity such an arrangement or a section of the second device according to FIG. 4 in a three-dimensional view shows. For a better overview, the representation of the shaped body 7 'made of paramagnetic or ferromagnetic material was dispensed with. The magnet assembly 100 continues according to FIG. 5 of n = 2 permanent magnets 100a, 100b each having the length 1 together. The magnet assembly 200 continues according to FIG. 5 from n = 2 permanent magnets 200a, 200b, each with the length 1 together.

FIG 6 zeigt im Querschnitt eine dritte Vorrichtung 1 " zur Magnetseparation eines Fluids 2, das abzutrennende erste Partikel 3a aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel 3b aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält (siehe auch FIG 2). Die dritte Vorrichtung 1 " umfasst drei Magnetanordnungen 10, 20, 30 in Form von Elektromagneten, hier in Form von Magnetringspulen, zur Erzeugung von jeweils einer magnetischen Induktion B. Die Magnetanordnungen 10, 20, 30 sind jeweils in einem Abstand d voneinander beabstandet und hinsichtlich einer Mittelachse M fluchtend zueinander angeordnet, wobei eine gegensinnige Polanordnung zur Erzeugung von Cusp-Feldern vorliegt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Magnetringspulen gegensinnig von den Strömen i1, i2, i3 durchströmt werden. Vorzugsweise gilt hier: i1 = ―i2 = i3. In diesem Fall sind die von den Magnetringspulen erzeugten magnetischen Induktionen B dem Betrag nach gleich und im Bereich der Mittelachse M einander entgegen gerichtet. Somit zeigen die Nordpole der Magnetanordnungen 10, 20 jeweils zu den Förderleitungen 4, 4', welche zwischen den beiden Magnetanordnungen 10, 20 angeordnet sind. Die obere Hälfte der dritten Vorrichtung 1 " umfassend die Magnetanordnungen 10, 20 entspricht somit dem Aufbau gemäß den FIGen 1 bis 3. Mit zunehmendem Abstand r von der Mittelachse M besitzen die magnetischen Induktionen B der Magnetanordnungen 10, 20, insbesondere im Bereich zwischen den Magnetringspulen, überwiegend radiale Komponenten, wobei die magnetische Induktion B zunächst einen in radialer Richtung positiven Gradienten GBr aufweist. Mit zunehmendem Abstand r von der Mittelachse M wird eine Linie P erreicht, an der der Gradient GBr = 0 ist. Danach wechselt der Gradient GBr das Vorzeichen und wird negativ. FIG. 6 shows in cross-section a third device 1 "for the magnetic separation of a fluid 2, the first particle 3a to be separated from magnetic or magnetizable material and further contains second particles 3b of non-magnetic or non-magnetizable material (see also FIG. 2 ). The third device 1 "comprises three magnet arrangements 10, 20, 30 in the form of electromagnets, here in the form of magnetizing coils, for generating in each case a magnetic induction B. The magnet arrangements 10, 20, 30 are each spaced apart from each other by a distance d and with respect to arranged a center axis M in alignment with each other with an opposite pole arrangement to generate cusp fields is present This is achieved in that the ring magnet coils are in opposite directions flow through the currents i 1, i 2, i 3 preferably applies here:.. i 1 = - i 2 = i 3 In this case, the magnetic inductances B generated by the magnetic ring coils are the same in magnitude and opposite to each other in the area of the center axis M. Thus, the north poles of the magnet arrangements 10, 20 correspond to the conveying lines 4, 4 ' which are arranged between the two magnet arrangements 10, 20. The upper half of the third apparatus 1 "comprises the magnet arrangement As the distance r from the central axis M increases, the magnetic inductions B of the magnet arrangements 10, 20, in particular in the area between the magnetic ring coils, have predominantly radial components the magnetic induction B initially has a positive gradient GBr in the radial direction. As the distance r from the central axis M increases, a line P is reached at which the gradient GBr = 0. Thereafter, the gradient GBr changes sign and becomes negative.

Dagegen zeigen zu den Förderleitungen 40, 40', welche zwischen den beiden Magnetanordnungen 20, 30 angeordnet sind, die Südpole der Magnetanordnungen 20, 30. Mit abnehmendem Abstand r von der Mittelachse M besitzen die magnetischen Induktionen B der Magnetanordnungen 20, 30, insbesondere im Bereich zwischen den Magnetspulen, überwiegend in Richtung der Mittelachse M zeigende Komponenten, wobei die magnetische Induktion B zunächst einen positiven Gradienten GBr aufweist. Mit abnehmendem Abstand r von der Mittelachse M wird eine Linie P erreicht, an welcher der Gradient GBr = 0 ist. Danach wechselt der Gradient GBr das Vorzeichen und wird negativ.In contrast to the feed lines 40, 40 ', which are arranged between the two magnet assemblies 20, 30, the south poles of the magnet assemblies 20, 30. With decreasing distance r from the central axis M have the magnetic inductions B of the magnet assemblies 20, 30, in particular in Area between the magnetic coils, predominantly in the direction of the central axis M facing components, wherein the magnetic induction B initially has a positive gradient GBr. As the distance r from the central axis M decreases, a line P is reached at which the gradient GBr = 0. Thereafter, the gradient GBr changes sign and becomes negative.

Die vier Förderleitungen 4, 4'; 40, 40' dienen zum Transport eines Fluids 2, hier beispielsweise einer Suspension auf Wasserbasis, ausgehend von der Blattebene in Richtung des Betrachters, mit einer Geschwindigkeit u. Die Leitungslängsachsen LFL, LFL' der Förderleitungen 4, 4' (vergleiche FIG 3) sind im Bereich der Magnetanordnungen 10, 20 auf einer senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E im Abstand d/2 zwischen den benachbarten Magnetanordnungen 10, 20 hindurch geführt. Die nicht dargestellten Leitungslängsachsen der Förderleitungen 40, 40' sind im Bereich der Magnetanordnungen 20, 30 auf einer senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten weiteren Ebene E im Abstand d/2 zwischen den benachbarten Magnetanordnungen 20, 30 hindurch geführt.The four delivery lines 4, 4 '; 40, 40 'are used to transport a fluid 2, here for example a suspension based on water, starting from the plane of the sheet in the direction of the viewer, with a speed u. The line longitudinal axes L FL , L FL 'of the delivery lines 4, 4' (see FIG. 3 ) are guided in the region of the magnet arrangements 10, 20 on a perpendicular to the central axis M aligned plane E at a distance d / 2 between the adjacent magnet assemblies 10, 20 therethrough. The line longitudinal axes, not shown, of the delivery lines 40, 40 'are guided in the region of the magnet assemblies 20, 30 on a further plane E aligned perpendicular to the central axis M at a distance d / 2 between the adjacent magnet assemblies 20, 30.

Der Leitungsquerschnitt der jeweiligen Förderleitung 4, 4'; 40, 40' ist vollständig in einem Bereich angeordnet, in welchem ein Produkt der magnetischen Induktion B der jeweiligen Magnetanordnung 10, 20; 20, 30 und einem Gradienten GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B positiv ist. Die Bereiche W der Wandungen der Förderleitungen 4, 4', der sich in einem maximalen senkrechten Abstand r von der Mittelachse M befinden, verlaufen entlang der Linie P, an welcher der Gradient GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B gleich Null ist. Die Bereiche W der Wandungen der Förderleitungen 40, 40', der sich in einem minimalen senkrechten Abstand r von der Mittelachse M befinden, verlaufen entlang der Linie P, an welcher der Gradient GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B gleich Null ist.The line cross section of the respective delivery line 4, 4 '; 40, 40 'is completely disposed in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet assembly 10, 20; 20, 30 and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive. The areas W of the walls of the delivery lines 4, 4 ', located in a maximum vertical distance r from the central axis M, are along the line P, at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is equal to zero. The areas W of the walls of the delivery lines 40, 40 ', which are at a minimum vertical distance r from the central axis M, extend along the line P, at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is equal to zero.

Zeigen also die Nordpole zweier benachbarter Magnetanordnungen zueinander, so zeigt der Bereich W der Wandung der Förderleitung(en), der entlang der Linie P verläuft, von der Mittelachse M weg und befindet sich in maximalem Abstand r von dieser. Zeigen dagegen die Südpole zweier benachbarter Magnetanordnungen zueinander, so zeigt der Bereich W der Wandung der Förderleitung, der entlang der Linie P verläuft, zu der Mittelachse M hin und befindet sich in minimalem Abstand r von dieser. Bei einer Anzahl an hintereinander geschalteten Magnetanordnungen mit gegensinniger Polanordnung liegen im Querschnitt gesehen die Leitungsquerschnitte der Förderleitungen von der Mittelachse M gesehen einmal innerhalb der Linie P und einmal außerhalb der Linie P.Thus, if the north poles of two adjacent magnet arrangements point to one another, the area W of the wall of the conveyor line (s) running along the line P points away from the central axis M and is at a maximum distance r from the latter. On the other hand, if the south poles of two adjacent magnet arrangements point towards one another, then the area W of the wall of the conveyor line which runs along the line P points towards the central axis M and is at a minimum distance r from the latter. In a number of successively arranged magnet arrangements with opposing pole arrangement are seen in cross-section, the line cross-sections of the feed lines seen from the central axis M once within the line P and once outside the line P.

Die Figuren 1 bis 6 zeigen lediglich Beispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren. So kann eine Vorrichtung eine beliebige Anzahl an Magnetanordnungen in Form von Elektromagneten oder alternativ Permanentmagneten aufweisen. Auch eine Kombination von Magnetanordnungen in Form von Elektromagneten und Permanentmagneten ist verwendbar, wenn diese mit gegensinniger Polanordnung betrieben werden und bevorzugt eine dem Betrag nach in etwa gleiche magnetische Induktion B liefern. Formkörper aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material mit einer Permeabilitätszahl µ > 1 können sowohl bei Vorrichtungen eingesetzt werden, die Magnetanordnungen in Form von Elektromagneten aufweisen , wie in den Figuren 1, 3 und 6 dargestellt, als auch bei Vorrichtungen eingesetzt werden, die Magnetanordnungen in Form von Permanentmagneten aufweisen, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Weiterhin ist die Form der Elektromagneten oder Permanentmagnete weitgehend frei wählbar, wobei es allerdings zur Verbesserung der Trennleistung der Vorrichtung und des Verfahrens bevorzugt ist, den Bereich W der Wandung der mindestens einen Förderleitung über eine möglichst lange Wegstrecke entlang der Linie P zu führen.The FIGS. 1 to 6 merely show examples of devices and methods according to the invention. Thus, a device may have any number of magnet arrangements in the form of electromagnets or alternatively permanent magnets. A combination of magnet arrangements in the form of electromagnets and permanent magnets can also be used if they are operated with opposing pole arrangement and preferably provide a magnetic induction B of approximately the same magnitude. Shaped bodies of a paramagnetic or ferromagnetic material with a permeability μ> 1 can be used both in devices having magnet arrangements in the form of electromagnets, as in US Pat FIGS. 1 . 3 and 6 shown as well as used in devices having magnet assemblies in the form of permanent magnets, as in FIGS. 4 and 5 shown. Furthermore, the shape of the electromagnets or permanent magnets is largely freely selectable, although it is preferred to improve the separation performance of the device and the method, the region W of the wall of the at least one delivery line over the longest possible route along the line P to lead.

Claims (16)

Vorrichtung (1, 1', 1 ") zur Magnetseparation eines Fluids (2), das abzutrennende erste Partikel (3a) aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel (3b) aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält, umfassend - mindestens zwei Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) zur Erzeugung von jeweils einer magnetischen Induktion B, die hinsichtlich einer Mittelachse M fluchtend zueinander angeordnet sind, wobei benachbarte Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) eine gegensinnige Polanordnung aufweisen und in einem Abstand d voneinander beabstandet zur Erzeugung eines Cusp-Felds angeordnet sind, und - mindestens eine Förderleitung (4, 4', 40, 40') zum Transport des Fluids (2), deren Leitungslängsachse (LFL, LFL') zumindest im Bereich der Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) auf einer senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E zwischen benachbarten Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) hindurch geführt ist, und
wobei die mindestens eine Förderleitung (4, 4', 40, 40'), in Transportrichtung des Fluids (2) gesehen nach der Mittelachse M, mindestens eine Verzweigung (6, 6') aufweist. Device (1, 1 ', 1 ") for the magnetic separation of a fluid (2) containing first particles (3a) to be separated of magnetic or magnetizable material and further comprising second particles (3b) of non-magnetic or non-magnetizable material at least two magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200) for generating in each case a magnetic induction B which are aligned with respect to a central axis M, adjacent magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200) being in opposite directions Pol arrangement and spaced apart from each other at a distance d are arranged to produce a Cusp field, and - At least one delivery line (4, 4 ', 40, 40') for transporting the fluid (2), the line longitudinal axis (L FL , L FL ') at least in the region of the magnet assemblies (10, 20, 30, 100, 200) on a plane E oriented perpendicularly to the central axis M is guided between adjacent magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200), and
wherein the at least one delivery line (4, 4 ', 40, 40'), viewed in the transport direction of the fluid (2) after the central axis M, at least one branch (6, 6 '). Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die mindestens eine Förderleitung (4, 4', 40, 40') im Abstand d/2 zwischen benachbarten Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) hindurch geführt ist.Device according to claim 1,
wherein the at least one conveying line (4, 4 ', 40, 40') is guided at a distance d / 2 between adjacent magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei ein Leitungsquerschnitt der mindestens einen Förderleitung (4, 4', 40, 40') vollständig in einem Bereich angeordnet ist, in welchem ein Produkt der magnetischen Induktion B der jeweiligen Magnetanordnung (10, 20, 30; 100, 200) und einem Gradienten GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B positiv ist, und wobei ein Bereich W einer Wandung der Förderleitung (4, 4', 40, 40'), der sich in einem maximalen oder minimalen senkrechten Abstand r von der Mittelachse M befindet, entlang einer Linie P verläuft, an welcher der Gradient GBr der jeweiligen magnetischen Induktion B gleich Null ist.Apparatus according to claim 1 or claim 2,
wherein a line cross-section of the at least one delivery line (4, 4 ', 40, 40') is arranged completely in a region in which a product of the magnetic induction B of the respective magnet arrangement (10, 20, 30, 100, 200) and a gradient GBr of the respective magnetic induction B is positive, and wherein a region W of a wall of the conveying line (4, 4 ', 40, 40') which is located at a maximum or minimum vertical distance r from the central axis M, along a line P at which the gradient GBr of the respective magnetic induction B is zero. Vorrichtung nach Anspruch 3,
wobei im Bereich W der Wandung der Förderleitung (4, 4') mindestens ein Formkörper (7. 7') aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material mit einer Permeabilitätszahl µ > 1 angeordnet ist.Device according to claim 3,
wherein in the region W of the wall of the conveying line (4, 4 ') at least one shaped body (7. 7') of a paramagnetic or ferromagnetic material having a permeability μ> 1 is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 4,
wobei der Formkörper (7, 7') stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsachse parallel zur Leitungslängsachse (LFL, LFL') der mindestens einen Förderleitung (4, 4') und in der Ebene E angeordnet ist.Device according to claim 4,
wherein the shaped body (7, 7 ') rod-shaped and with its longitudinal axis parallel to the line longitudinal axis (L FL , L FL ') of the at least one conveying line (4, 4 ') and in the plane E is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei mindestens drei Magnetanordnungen (10, 20, 30) vorhanden sind.Device according to one of claims 1 to 5,
wherein at least three magnet arrangements (10, 20, 30) are present. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Magnetanordnungen (10, 20, 30) durch Elektromagnete, insbesondere Magnetringspulen, gebildet sind.Device according to one of claims 1 to 6,
wherein the magnet arrangements (10, 20, 30) are formed by electromagnets, in particular magnetizing coils. Vorrichtung nach Anspruch 7,
wobei die Magnetringspulen mit langgestreckten, ovalen Spulenwindungen ausgebildet sind und die Leitungslängsachse (LFL, LFL') der mindestens einen Förderleitung (4, 4') parallel zu einer Oval-Längsseite ausgerichtet ist.Device according to claim 7,
wherein the magnetic ring coils are formed with elongated, oval coil turns and the line longitudinal axis (L FL , L FL ') of the at least one delivery line (4, 4') is aligned parallel to an oval longitudinal side. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Magnetanordnungen (100, 200) durch Permanentmagnete gebildet sind.Device according to one of claims 1 to 6,
wherein the magnet assemblies (100, 200) are formed by permanent magnets. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei mindestens zwei Förderleitungen (4, 4') vorhanden sind, deren Leitungslängsachsen (LFL, LFL') im Bereich der Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) auf der senkrecht zu der Mittelachse M ausgerichteten Ebene E zwischen den benachbarten Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200) hindurch geführt sind.Device according to one of claims 1 to 9,
wherein at least two conveying lines (4, 4 ') are present, whose longitudinal axis lines (L FL , L FL ') in the region of the magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200) on the perpendicular to the central axis M aligned plane E between the neighboring Magnetic arrangements (10, 20, 30, 100, 200) are guided through. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei die mindestens eine Verzweigung (6, 6') der mindestens einen Förderleitung (4, 4', 40, 40') dazu eingerichtet ist, eine erste Phase (2a) des Fluids (2) enthaltend überwiegend erste Partikel (3a) von einer zweiten Phase (2b) enthaltend überwiegend zweite Partikel (3b) abzuzweigen.Device according to one of claims 1 to 10,
wherein the at least one branch (6, 6 ') of the at least one delivery line (4, 4', 40, 40 ') is adapted to a first phase (2a) of the fluid (2) containing predominantly first particles (3a) of one second phase (2b) containing predominantly second particles (3b) branch off. Vorrichtung nach Anspruch 11,
wobei die mindestens eine Förderleitung (4, 4') mittels der mindestens einen Verzweigung (6, 6') in ein erstes Rohr (5a, 5a') zur Aufnahme der ersten Phase (2a) und ein zweites Rohr (5b, 5b') zur Aufnahme der zweiten Phase (2b) unterteilt ist, insbesondere wobei ein Rohrquerschnitt des ersten Rohres (5a, 5a') proportional zur gebildeten Menge an erster Phase (2a) ist.Device according to claim 11,
wherein the at least one delivery line (4, 4 ') by means of the at least one branch (6, 6') into a first tube (5a, 5a ') for receiving the first phase (2a) and a second tube (5b, 5b') is divided for receiving the second phase (2b), in particular wherein a tube cross-section of the first tube (5a, 5a ') is proportional to the formed amount of the first phase (2a). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
wobei ein Querschnittsumfang der mindestens einen Förderleitung (4, 4', 40, 40') in Form eines Rechtecks ausgebildet ist, wobei eine Längsseite des Rechtecks parallel zur Ebene E ausgerichtet ist.Device according to one of claims 1 to 12,
wherein a cross-sectional circumference of the at least one conveying line (4, 4 ', 40, 40') is formed in the form of a rectangle, wherein a longitudinal side of the rectangle is aligned parallel to the plane E. Verfahren zur Magnetseparation eines Fluids (2),
welches abzutrennende erste Partikel (3a) aus magnetischem oder magnetisierbarem Material und weiterhin zweite Partikel (2b) aus nicht-magnetischem oder nicht-magnetisierbarem Material enthält, unter Verwendung einer Vorrichtung (1, 1', 1 ") nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Erzeugen von jeweils einer magnetischen Induktion B mittels der mindestens zwei Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200); - Hindurchleiten des Fluids (2) durch die mindestens eine Förderleitung (4, 4', 40, 40') zwischen den mindestens zwei Magnetanordnungen (10, 20, 30; 100, 200), wobei sich das Fluid (2) in mindestens eine erste Phase (2a) enthaltend überwiegend erste Partikel (3a) und mindestens eine zweite Phase (2b) enthaltend überwiegend zweite Partikel (3b) entmischt, und - Separieren der mindestens einen ersten Phase (2a) von der mindestens einen zweiten Phase (2b) im Bereich der mindestens einen Verzweigung (6, 6'). Method for the magnetic separation of a fluid (2),
which first particle (3a) to be separated from magnetic or magnetizable material and furthermore contains second particles (2b) of non-magnetic or non-magnetizable material, using a device (1, 1 ', 1 ") according to one of claims 1 to 13 characterized by the following steps: - generating in each case a magnetic induction B by means of the at least two magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200); - passing the fluid (2) through the at least one delivery line (4, 4 ', 40, 40') between the at least two magnet arrangements (10, 20, 30, 100, 200), wherein the Fluid (2) in at least a first phase (2a) containing predominantly first particles (3a) and at least one second phase (2b) containing predominantly second particles (3b) segregates, and Separating the at least one first phase (2a) from the at least one second phase (2b) in the region of the at least one branch (6, 6 '). Verfahren nach Anspruch 14,
wobei Magnetanordnungen (10, 20, 30) in Form von Magnetringspulen eingesetzt werden und wobei benachbarte Magnetringspulen gegensinnig von Gleichstrom (i1, i2, i3) durchflossen werden.Method according to claim 14,
wherein magnet assemblies (10, 20, 30) are used in the form of magnetic coils and wherein adjacent magnetic coils in opposite directions of DC (i 1 , i 2 , i 3 ) are traversed. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Magnetseparation von magnetischen oder magnetisierbaren ersten Partikeln umfassend Erz von nicht-magnetischen oder nicht-magnetisierbaren zweiten Partikeln aus Gangart.Use of a device according to one of claims 1 to 13 for the magnetic separation of magnetic or magnetizable first particles comprising ore of non-magnetic or non-magnetizable second particles of gait.
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