Was ist die neueste Technologie zur Reinigung von trockenem Non?

Paul Fears beschreibt detailliert die neueste Technologie zur Reinigung trockener nichtmetallischer Mineralien

Hochleistungsmagnetabscheider entfernen ferro- und paramagnetische Partikel aus trockenen nichtmetallischen Mineralien. Die Gestaltung des Trennsystems bestimmt jedoch die Reinheit des Endprodukts und die Produktverluste. Die beiden gebräuchlichsten Bauformen trockener Hochleistungsmagnetabscheider sind die induzierte Walze (IMR) und die Walze für seltene Erden (RE).

Bunting Magnetics ist ein führender Entwickler und Hersteller von Magnetabscheidern und Metalldetektoren für die Recycling-, Steinbruch- und Bergbauindustrie. Das breite Sortiment an Geräten zur Metalltrennung und -erkennung wird im Master Magnets-Werk etwas außerhalb von Birmingham, Großbritannien, hergestellt. Über mehrere Jahrzehnte hat das technische Team von Master Magnets ein umfangreiches Portfolio an Hochleistungsmagnetabscheidern zur Reinigung und Konzentration von Mineralien entwickelt. Laborgroße Versionen vieler Entwürfe sind in der technischen Testeinrichtung des Unternehmens im Vereinigten Königreich zu finden.

Hochleistungsmagnetabscheider werden in der mineralverarbeitenden Industrie häufig zur Reinigung nichtmetallischer Mineralien wie Quarzsand oder Feldspat sowie im Keramiksektor zur Reinigung sprühgetrockneter Pulver und Rohstoffe eingesetzt.

Die Auswahl des optimalen Trennsystems wird häufig durch kontrollierte Labortests ermittelt. Repräsentative Proben werden auf Laborversionen der IMR- und RE-Rolle getestet, die Kapazitäten und Trennleistung bestätigen.

Der induzierte Rollmagnetabscheider (IMR)

Das IMR nutzt elektromagnetisch erzeugte Magnetfelder hoher Intensität, um kontinuierlich kleine paramagnetische Partikel aus Materialien mit einer Partikelgröße zwischen -2 mm und 45 Mikrometern zu trennen. Der IMR besteht aus einer elektromagnetisch induzierten Stahlrolle, die zwischen einer Brückenstange und einem Polstück positioniert ist. Das bei der induzierten Walze erzeugte Spitzenmagnetfeld beträgt 2,2 Tesla (22.000 Gauss).

Im Betrieb wird eine kontrollierte Materialmenge aus einem Trichter oder Vibrationsförderer auf die rotierende Magnetwalze geleitet (die Walzengeschwindigkeit variiert zwischen 80 und 120 U/min). Schwach magnetisches Material wird angezogen und entweder abgelenkt oder an der Walzenoberfläche festgehalten. Die Flugbahn des nichtmagnetischen Materials ist ungehindert und es entweicht vom abgetrennten Material weg. Eingefangenes magnetisches Material wird an einem Punkt mit geringerer magnetischer Intensität von der Rolle entladen, oft mit Hilfe einer Bürste. Um eine saubere Trennung zu ermöglichen, ist zwischen den beiden Produktströmen eine Trennplatte zwischengeschaltet.

Der IMR wird häufig so eingerichtet, dass durch Hinzufügen einer zweiten Splitterplatte ein „Mittelstrom“ (dh sehr schwaches magnetisches Material gemischt mit nichtmagnetischem Material) erzeugt wird. Es ist gängige Praxis, zwei in Reihe geschaltete Induktionswalzen auf derselben Einheit zu verwenden, um einen doppelten Durchgang für eine verbesserte Trenneffizienz und Prozessleistung zu ermöglichen.

Die Flexibilität des IMR ist bei vielen Mineralverarbeitungsingenieuren beliebt. Die magnetische Feldstärke ist durch die einstellbare elektromagnetische Spule variabel und die Walzengeschwindigkeit ist einstellbar. Darüber hinaus ist der Spalt zwischen der Induktionswalze und der Stange einstellbar, um an unterschiedliche Futtergrößenbereiche angepasst zu werden.

Ein wesentlicher Vorteil des IMR ist die Fähigkeit, heiße Mineralbeschickungen (bis zu 80–100 °C) zu verarbeiten, ohne die Trenneffizienz zu beeinträchtigen. Dies ist anders als beim RE, der Permanentmagnete verwendet. Das IMR neigt auch dazu, sehr wenig statische Ladung auf der Oberfläche zu erzeugen, was zu einer minimalen Verschleppung feiner Partikel in die Magnetfraktion führt. Dies trägt zu höheren Gehalten und verbesserten Ausbeuten bei.

Typische Kapazitäten für eine 1 m breite Einheit variieren je nach Mineraltyp, Dichte und Partikelgrößenverteilung und werden idealerweise durch Laborversuche ermittelt.

Typische Kapazitäten pro Meter Breite sind:

Der Rollenmagnetabscheider für seltene Erden (RE).

Ein SE-Separator verfügt über eine Hochleistungs-Permanent-Neodym-Eisen-Bor-Magnetkopfrolle auf einem kurzen Förderband. Die Magnete und die dazwischen liegenden Stahlpole sind so ausgerichtet, dass sie an Punkten über die gesamte Breite der Riemenscheibe starke magnetische Kräfte erzeugen. Das System ist für die Handhabung von Materialien mit einer Partikelgröße zwischen 15 mm und 75 Mikrometern geeignet, obwohl eine optimale Trennung durch ein Material mit einer engen Partikelgrößenverteilung erreicht wird.

Im Betrieb wird eine dünne und gleichmäßig verteilte Materialschicht von einem Vibrationsförderer auf das kurze, in der Mitte liegende dünne Förderband zugeführt. Während sich das Material auf die Magnetkopfwalze zubewegt, wird magnetisch anfälliges Material an den hochintensiven Magnetpolen befestigt. Das angezogene Material wird durch das Magnetfeld entweder abgelenkt oder festgehalten und fällt in einen Sammelschacht unterhalb der Kopfwalze. Nichtmagnetisches Material wird in einer normalen Flugbahn vor der Walze ausgetragen. Ein verstellbarer Splitter teilt beide Fraktionen auf.

Die magnetische Stärke der permanenten Seltenerdwalze wird durch die Verwendung unterschiedlicher Banddicken angepasst. Die Materialbahnen werden durch Ändern der Fördergeschwindigkeit mithilfe einer Invertersteuerung und durch Anpassen der Verteilerrinnen eingestellt. Der Abstand zwischen den Polen der Magnetwalze wird auf unterschiedliche Partikelgrößenbereiche abgestimmt.

RE-Abscheider haben Rollendurchmesser von 75 mm, 150 mm und 200 mm und Breiten bis zu 1,5 m. Mehrere Rollenkonfigurationen ermöglichen eine verbesserte Trennung. Zu den typischen Anwendungen gehören die Entfernung von Eisenmineralverunreinigungen aus Quarzsand, Feldspat und anderen Industriemineralien sowie die Verarbeitung von granulierter Schlacke, die Ilmenitveredelung, die Verarbeitung von Strandsand und Recyclinganwendungen wie zerkleinertes Glas. Typische Kapazitäten liegen je nach spezifischer Anwendung zwischen 2 und 4 t/h.

Auswahl des Magnetabscheiders

Sowohl der IMR- als auch der RE-Separator erzeugen hochintensive Magnetfelder, um ferro- und paramagnetische Mineralien zu trennen. Das elektromagnetische IMR bietet eine größere Magnetfeldflexibilität und ist in der Lage, Hochtemperaturmaterialien zu verarbeiten. Der RE-Separator verfügt über eine permanentmagnetische Walze und hat daher einen geringen Stromverbrauch. Zudem ist die Bauweise kompakter, was den Platzbedarf in einer Verarbeitungsanlage reduziert.

Letztlich entscheidet die Abscheideleistung darüber, welcher Magnetabscheider für eine bestimmte Anwendung ausgewählt wird.

Paul Fears ist dabeiBunting Magnetics