[发明专利]用于使流体磁性分离的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于使流体磁性分离的一种装置和一种方法，该流体包括由磁性的或能磁化的材料形成的需分离的第一颗粒和还包括由非磁性的或不能磁化的材料形成的第二颗粒。

背景技术

例如在采矿业中开采原材料时需要从开采出来的脉岩中分离出需要的材料颗粒。材料颗粒在开采矿石时通常是由磁性的或能磁化的材料（其已经包含在矿石中）形成的颗粒和/或颗粒凝聚物（其由非磁性的有价值矿物和额外得出的磁性的或能磁化的辅助颗粒中产生）。“由磁性的或能磁化的材料形成的第一颗粒”在下面不仅理解为已经包含在矿石中的、由磁性的或能磁化的材料形成的颗粒，而且也理解为那些能磁性分离的、包括辅助颗粒的颗粒凝聚物。材料颗粒或者说包括材料颗粒的凝聚物应该与由非磁性的或不能磁化的材料形成的价值不高的颗粒相分离。

将以不同程度与矿渣连生的、含金属的矿物或矿物混合体称为“矿石”。概念“矿渣”可理解为伴生材料，其和矿物共同出现，如水晶、方解石、白云石等。已经包含在矿石中的、由磁性的或能磁化的材料、如铜、铁等形成的颗粒通常与非磁性的或不能磁化的、由矿渣形成的颗粒相连并且应该与其相分离。

矿石通常被碾碎并且输送给用于实施分离材料颗粒的装置。为此，被碾碎的矿石大多情况下被流态化（fluidisiert）。所形成的流体是悬浮物，其中矿石颗粒在液体中离散，或者是气溶胶，其中矿石颗粒在气体中离散。例如在采矿业中开采矿石时所产生的悬浮物也被称为泥浆。

在已经已知的磁铁分离或者说磁性分离的方法中利用了这个事实，即在合适的磁场布置或磁性的电感布置中，磁性的或能磁化的颗粒受到一个力，该力使得颗粒克服其它的作用力运动或固定住。这些力例如是重力或流动的液态介质中的流体动力的摩擦力。在磁感应强度B中作用于磁性的或能磁化的颗粒的磁力与磁感应强度B和磁感应强度B沿磁感应强度B的方向的梯度的分量的乘积成比例。

为了能实现尽可能有效地分离颗粒，悬浮物形式的流体被化学地预先处理。特别如下述地理解：这样处理由矿石形成的非磁性的材料颗粒，即它连接于额外得出的磁性的或能磁化的辅助颗粒、例如磁铁矿并且可以和其共同地磁性分离。为此，非磁性的材料颗粒的表面选择性地起作用，这在含硫的矿石中例如借助于合适的黄原酸盐实现。如果额外得出的磁性的或能磁化的辅助颗粒也以类似的方式起作用，则因此这种功能层能够相互稳定连接并且因此形成稳定的、由磁性的或能磁化的辅助颗粒和非磁性的材料颗粒形成的颗粒凝聚物。这种凝聚物随后可以如能磁化的单个颗粒那样被从悬浮物中分离出来。

目前，在磁性分离器中使用了永磁铁和电磁铁。

永磁铁例如存在于广泛使用的鼓式分离器中，其中永磁铁以在鼓中旋转的方式作用于磁性的或能磁化的颗粒。

DE 31 20 718 C1公开了另一种鼓式磁选机，用于从包含能磁化的或不能磁化的材料的混合物中分离并拣出能磁化的材料，其中，磁选机的磁铁系统产生了行波场。

电磁铁的使用特别从所谓的高梯度-磁性分离中得知，其中，能磁化的结构、如针或刀具，在通过电流产生的、经常首先是均匀的磁感应强度B中形成栅极。栅极结构产生了具有显著的梯度的、在局部非常不均匀的磁感应强度B。

DE 32 47 557 A1描述了一种用于从流动介质中对最细微的能磁化的颗粒进行高梯度-磁性分离的装置。

在这种高梯度-磁性分离器中不利的是：经常为了取出被分离的磁性的或能磁化的颗粒而必须关断磁感应强度B并且进行反流冲洗过程。由此不可能连续运行。

对于用于磁性分离的装置的运行而言在此期间也证明为不利的是：产生磁感应强度B的永磁铁或电磁铁在分离过程期间必须机械运动，这是因为这种装置容易出故障。

US 6，120，735描述了用于对包括两极-或四极-磁铁布置的单元进行馏分分类的一种方法和一种装置。

US 4，961，841描述了用于基于其磁性特性和其密度中的区别来分离重力场中的颗粒的一种装置和一种方法。

US 5，169，006描述了一种连续的磁选机，包括杆，该杆具有由非磁性和铁磁的材料组成的交替的区域。

发明内容

本发明的目的是，提出用于使流体磁性分离的一种改进的装置和一种改进的方法。

首先提出了用于使流体磁性分离的装置，该流体包括由磁性的或能磁化的材料形成的需分离的第一颗粒和还包括由非磁性的或不能磁化的材料形成的第二颗粒，对于该装置而言该目的由此实现，即该装置包括：