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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380032003.7 (22)申请日 2013.05.23 12172517.0 2012.06.19 EP B03C 1/12(2006.01) B03C 1/30(2006.01) B03D 1/24(2006.01) (71)申请人西门子公司 地址德国慕尼黑 (72)发明人沃尔夫冈克里格尔施泰因 拉尔夫奥利弗施密德特 (74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人余刚 李慧 (54) 发明名称 用于从悬浮液中分离磁性的和/或能磁化的 颗粒的设备和其应用 (57) 摘要 本发明涉及一种用从悬浮液(9。
2、)中分离磁性 的和/或能磁化的颗粒的设备(1，1，1”，1”)， 所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗 粒，所述设备包括：-至少一个磁分离器(3，3) 以及-至少一个浮选单元(2，2)，其中至少一个 磁分离器(3，3)和至少一个浮选单元(2，2) 直立地彼此堆叠地布置并且经由管路系统彼此连 接，使得至少一个磁分离器(3，3)还有至少一个 浮选单元(2，2)能够由包含磁性的和/或能磁 化的颗粒的至少一部分的至少一个有价值材料流 (10，10)穿流。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.17 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/060。
3、562 2013.05.23 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/189685 DE 2013.12.27 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104394994 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104394994 A 1/1页 2 1.一种用从悬浮液(9)中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的设备(1，1，1”，1”)，所 述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒，所述设备包括： -至少一个磁分离器(3，3)以及 -至少一个浮选单元(2，2)， 其特征在。
4、于，至少一个所述磁分离器(3，3)和至少一个所述浮选单元(2，2)垂直地 彼此堆叠地布置并且经由管路系统彼此连接，使得至少一个所述磁分离器(3，3)还有至 少一个所述浮选单元(2，2)能够由包含所述磁性的和/或能磁化的颗粒的至少一部分的 至少一个有价值材料流(10，10)穿流。 2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个所述浮选单元(2，2)垂直地布 置在至少一个所述磁分离器(3，3)之上。 3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，浮选单元(2)垂直地布置在磁分离器(3) 之上。 4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，至少一个塞阀(5)布置在所述浮选单元 (2)和所述磁分离器(3。
5、)之间，能够通过所述塞阀使所述有价值材料流(10，10)从所述浮 选单元(2)转移到所述磁分离器(3)中。 5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个所述磁分离器(3，3)垂直地布 置在至少一个所述浮选单元(2，2)之上。 6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，磁分离器(3)垂直地布置在所述浮选单元 (2)之上。 7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，至少一个所述浮选单元(2，2)包 括至少一个用于使至少一个所述有价值材料流(9)喷入至所述浮选单元(2，2)的浮选室 (2a)中的喷射器(2b)，其中所述磁分离器(3，3)经由所述管路系统与至少一个所述喷射 器(2b)连接。 。
6、8.根据权利要求1至7中的任一项所述的设备，其特征在于，至少一个所述磁分离器 (3，3)通过鼓式分离器形成。 9.根据权利要求1至8中的任一项所述的设备，其特征在于，至少一个所述浮选单元 (2，2)通过混合浮选单元形成。 10.根据权利要求1至9中的任一项所述的设备，其特征在于，在至少一个所述磁分离 器(3，3)和至少一个所述浮选单元(2，2)之间布置有至少一个引导装置(7)，用于引导 所述有价值材料流(10，10)穿过并且用于在所述有价值材料流(10，10)中产生湍流。 11.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备，其特征在于，至少一个所述磁分离 器(3，3)和至少一个所述浮选单元(2，2。
7、)垂直地彼此堆叠地布置在共同的承载和/或 壳体装置(4)中。 12.一种根据权利要求1至11中任一项所述的设备(1，1，1”，1”)的应用，所述设备 用于从悬浮液(9)中、尤其使铁矿砂悬浮液中分离磁性的和/或能磁化的颗粒，所述悬浮液 还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒。 权 利 要 求 书CN 104394994 A 1/5页 3 用于从悬浮液中分离磁性的和 / 或能磁化的颗粒的设备和 其应用 技术领域 0001 本发明涉及一种用从悬浮液中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的设备，该悬浮液 还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒，设备包括： 0002 -至少一个磁分离器以及 0003 -至少一个浮选单元。
8、。 0004 本发明还涉及一种这种设备的应用。 背景技术 0005 在采矿中，在分离矿物材料时使用不同的分离方法。在此，磁性的分离属于最重要 的分离方法，其中将矿物的组成部分的磁特性用作为分离标准。但是也通常使用浮选以分 离矿物材料，其中要分离的物质是亲水的或者用针对性地被亲水化。 0006 尤其在加工铁矿时依次是采用这两种分离方法。 0007 磁分离器已经是已知的并且尤其使用在采矿业和金属业中，但是也应用在其他工 业分支中。因此，RU 2365421 C1描述具有筒和磁体装置的磁分离器以用于湿法分离，所述 磁体装置围绕筒的筒轴线旋转地构成并且包括永磁体。具有筒的磁分选器、也称作筒式分 选器、。
9、尤其是用于湿法加工尤其强磁性的铁矿的弱场磁分离器的如今的结构形式通常根据 提升分选的原理来工作。 0008 磁分离器的其他的类型同样是已知的，所述类型的磁分离器借助环绕的装配磁体 的带或磁性的行波场来工作。 0009 浮选是用于借助于气泡由于包含在悬浮液中的颗粒的不同的表面可润湿性来分 离水状的悬浮体或者悬浮液中的精细颗粒的固体混合物、例如矿和脉石的物理分离方法。 其用于加工矿产资源并且使用在处理具有低至中等含量的可用成分或材料的矿物质、例如 呈非铁金属、铁、稀土的金属和/或贵金属以及非仅是的矿物质中。但是通常，浮选也应用 于其他的工程领域是已经充分已知的，例如废水处理。 0010 WO 20。
10、06/069995 A1描述呈具有壳体的气动浮选单元形式的浮选设备，所述壳体 包括浮选室，所述浮选设备具有至一个喷嘴装置，在此称作喷射器，所述浮选设备还具有至 一个气体处理装置，在应用空气的情况下称作为通风装置或者充气器，以及具有用于在浮 选中形成的泡沫产物的收集容器。 0011 在气动浮选中通常将由水和精细颗粒状的固体构成的掺有试剂的悬浮液经由至 少一个喷嘴装置引入到浮选室中。试剂应当引起尤其在悬浮液中以亲水的方式构成高价值 的、优选待分离的颗粒或材料颗粒。通常，将黄酸盐用作为试剂，尤其以便选择性地将硫化 矿物颗粒亲水化。在悬浮的同时，将气体、尤其是空气输送给至少一个喷嘴装置，所述气体 与悬。
11、浮液中的亲水颗粒接触。亲水颗粒粘附在形成的气泡上，使得气泡产物、也称作气体絮 状物浮动并且在悬浮液的表面上形成泡沫产物。泡沫产物被排出到收集容器中并且通常还 被浓缩。 说 明 书CN 104394994 A 2/5页 4 0012 泡沫产物的质量或者浮选法成功进行分离还与亲水颗粒和气泡之间的碰撞概率 相关。碰撞概率越高，亲水颗粒的数量就越大，所述亲水颗粒附着于气泡上，所述气泡上升 到表面上并且连同颗粒一起形成泡沫产物。 0013 气动浮选的具体的构造方案例如是降压浮选或者柱浮选。 0014 在柱状构成的、浮选室的直径比其高度小四分之一的浮选单元中，悬浮液或浮选 室中的气泡必须经过以便到达悬浮液。
12、表面的路径尤其大。由于路径尤其长，在悬浮液中尤 其形成大的气泡。由此，降低从悬浮液中专门排放出材料颗粒进而也降低浮选设备的效率。 0015 为气动浮选单元与柱状构成的浮选单元的组合的所谓的混合浮选单元尤其良好 地分选具有20m和更小的范围中的颗粒直径的精细份额。 0016 尽管搅拌浮选同样基于将气泡引入到浮选过程中，然而通常不称作气动浮选方 法。在浮选的最后提出的实施方式中，通过搅拌产生期望的气泡、尤其产生气泡的期望的大 小分布。适合于执行这种方法的浮选设备因此也还称作为搅拌单元。 0017 上述浮选方法通常借助于相应的浮选设备、尤其浮选单元来实施。 0018 通常，进行浮选使得有价值材料向上。
13、随泡沫排出。当然，浮选单元也能够相反地工 作，其中包含磁性的和/或能磁化的颗粒的有价值材料在下方的出口处从浮选单元中取出 并且非磁性的和/或不能磁化的开裂、所谓的废物经由泡沫向上从浮选室中排出。也称作 “逆浮选”的这种浮选尤其使用在加工铁矿中。 0019 这两种分离方法、即磁分离和浮选分别为了实现而需要最小的体积或质量相关的 机器或工艺生产量以及特定的设备安置面积，其中能够设有机器基本面积还有混合容器以 用于化学地处理悬浮液、例如用于添加用于亲水化的浮选化学试剂。此外，需要用于布设管 道和安置泵的基本面积，所述管道将磁分离器的不同的设备部件与浮选装置的不同的设备 部件连接。 发明内容 0020。
14、 本发明的目的是，提供一种用于从悬浮液中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的低 成本的和能简单运行的设备。此外，本发明的目的是提供这种设备的有利的应用。 0021 本发明通过下述方式实现用从悬浮液中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的设备， 其中所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒：即所述设备包括： 0022 -至少一个磁分离器以及 0023 -至少一个浮选单元， 0024 其中至少一个磁分离器和至少一个浮选单元直立地彼此堆叠地布置并且经由管 路系统彼此连接，使得至少一个磁分离器还有至少一个浮选单元能够由包含磁性的和/或 能磁化的颗粒的至少一部分的至少一个有价值材料流穿流。 0025 由于用于执行。
15、不同的分离方法的磁分离器和浮选单元垂直地堆叠，急剧地降低高 的位置需求，包括当今的设备的不同的分离机组通常需要该高的空间区域。用于连接磁体 分离器和浮选单元的所需要的管路系统能够被显著地简化和缩短地构成并且节约用于运 输悬浮液的泵。这显著地降低设备运行的成本并且简化通过操作员进行的监控。 0026 特别地，磁分离器和浮选单元的垂直的中轴线叠加。浮选单元的所需要的基本面 积与磁分离器的所需要的基本面积的至少50的叠加是可行的。 说 明 书CN 104394994 A 3/5页 5 0027 在此尤其可行的是，至少一个浮选单元垂直地布置在至少一个磁分离器之上。特 别地，浮选单元垂直地布置在磁分离器。
16、之上。浮选单元中的流动性能能够被调节成，使得破 坏由磁性的和/或能磁化的颗粒、即有价值材料颗粒还有非磁性的和/或不能磁化的开裂、 即废物组成的在悬浮液中构成的团状物。这尤其通过浮选单元中的足够高的流速度和/或 涡流状的流引导来进行。出自浮选单元的有价值材料流能够由于低数量的所包含的团状物 而尤其有效地在连接在下游的、布置在下方的磁分离器中处理，其中有价值材料流在么有 泵的辅助下劲儿在没有附加的能量耗费的情况下能够沿磁分离器的方向流出。 0028 只要通过上述措施在至少一个浮选单元中不能够充分地克服团状物形成，那么证 实为可行的是：在浮选单元和磁分离器之间设有引导装置，所述引导装置将高的剪切力施。
17、 加到出自至少一个浮选单元中的有价值材料流并且破坏所包含的团状物进而有助于分离 还包含在团状物中的废物。优选地，其为产生有价值材料流的涡流式的流的引导装置。因 此，例如能够将在有价值材料流中产生腔的涡旋的装置用作为引导装置，所述涡旋置于旋 流运动中或者强烈地加速。 0029 优选地，至少一个塞阀布置在浮选单元和磁分离器之间，能够将有价值材料流从 浮选单元穿过塞阀转移到磁分离器中。塞阀实现有价值材料流的均匀化和其在磁分离器的 负责区域中的分布。 0030 但是替选地，至少一个磁分离器垂直地布置在至少一个浮选单元之上。特别地，磁 分离器垂直地布置在浮选单元之上。也在该情况下，实现最小的空间需求和基。
18、础设施和运 行的显著降低的成本。 0031 只要在从磁分离器沿朝浮选单元的方向引导的有价值材料流中出现团状物的形 成，同样可行的是：在至少一个浮选单元和至少一个磁分离器之间设有引导装置，所述引导 装置将高的剪切力施加到出自至少一个浮选单元中的有价值材料流并且破坏所包含的团 状物进而促进分离还包含在团状物中的废物。优选地，其为产生有价值材料流的涡流式的 流的引导装置。因此，例如能够将在有价值材料流中产生腔的涡旋的装置用作为引导装置， 所述涡旋置于旋流运动中或者强烈地加速。 0032 优选地，至少一个浮选单元包括用于将至少一个有价值材料流喷入到浮选单元的 浮选室中的至少一个喷射器，其中磁分离器经由。
19、管路系统与至少一个喷射器连接。 0033 只要有价值材料的量不足以用每时间单位所需的有价值材料流供应连接在下游 的设备，在需要时就能够将多个浮选单元的有价值材料流输送给唯一的磁分离器或者将多 个磁分离器的有价值材料流输送给唯一的浮选单元。 0034 至少一个磁分离器优选通过鼓式分离器形成。至少一个浮选单元优选通过开始所 描述的混合浮选单元形成。 0035 尤其有利的是，至少一个磁分离器和至少一个浮选单元垂直地彼此堆叠地布置在 共同的承载和/或壳体装置中。这简化分离设备彼此间的布置并且简化管路系统在紧凑空 间上的安装。 0036 根据本发明的设备的应用以用于从悬浮液中、尤其铁矿砂悬浮液中分离磁性。
20、的和 /或能磁化的颗粒是理想的，所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒。 附图说明 说 明 书CN 104394994 A 4/5页 6 0037 图1至5示例地且示意地阐述根据本发明的设备。因此其示出： 0038 图1示出第一设备， 0039 图2示出第一设备的截面图， 0040 图3示出具有两个浮选单元的第二设备， 0041 图4示出第三设备，以及 0042 图5示出具有两个磁分离器的第四设备。 具体实施方式 0043 图1示意地示出用从悬浮液9中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的第一个设备1， 所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒，所述设备包括磁分离器3和浮选单元 2。图2示出。
21、具有基体示出的磁分离器3和浮选单元2的图1中的截面图。磁分离器3和 浮选单元2以节约空间的方式是垂直地彼此堆叠地布置在共同的承载和/或壳体装置4中 并且经由管路系统彼此连接，使得磁分离器3还有浮选单元2能够由包含磁性的和/或能 磁化的颗粒的至少一部分的至少一个有价值材料流10、10穿流。 0044 未详细示出的管路系统普遍并且在附图中包含全部下述区域，在所述区域中在磁 分离器和浮选单元之间也能输或引导有价值材料流10、10。 0045 悬浮液9经由喷射器2b(参见图2)喷入到浮选单元2的浮选室2a中并且被分开 成包含磁性的和/或能磁化的颗粒的有价值材料流10以及包含非磁性的和/或不能磁化 的颗。
22、粒的废物流11。废物流经由泡沫收集沟槽2c流动(这已知为术语“反浮选”)。出自 尤其构成为混合浮选单元的浮选单元2中的有价值材料流10现在经由塞阀6向下流入到 磁分离器3中，在那里将有价值材料流10进一步分开成还高价值的有价值材料流10和另 外的废物流11。磁分离器3尤其构成为具有筒3a和布置在其上的磁体3b的筒式分离器。 0046 由于磁分离器3和浮选单元2彼此间的布置，在基座5上的设备1的空间需要极 其小并且能够充分利用悬浮液9从上向下在朝基座的方向上的流动方向，而不必使用泵。 0047 图3示出示意地示出用从悬浮液9中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的第二个设 备1，所述悬浮液还包含非磁性的。
23、和/或不能磁化的颗粒，所述设备包含两个浮选单元2、 2，所述浮选单元布置在磁分离器3之上。两个浮选单元2、2和磁分离器3优选以节约空 间的方式是垂直地彼此堆叠地布置在共同的承载和/或壳体装置4中并且经由管路系统彼 此连接，使得磁分离器3还有浮选单元2、2能够由包含磁性的和/或能磁化的颗粒的至少 一部分的至少一个有价值材料流10、10穿流。在此，在磁分离器3之上安装浮选单元2、 2。在磁分离器3还有浮选单元2、2之间能够设有引导装置7，有价值材料流10穿流所述 引导装置。引导装置7构件成为有价值材料流10提供旋流，通过所述旋流分解由磁性的和 /或能磁化的颗粒以及非磁性的和/或不能磁化的颗粒组成的。
24、所包含的团状物。引导装置 7在此例如通过具有蜿蜒形的引导板插件的管件构成并且集成到管路系统中。 0048 悬浮液9喷入到浮选单元2、2中并且被分开成包含磁性的和/或能磁化的颗粒 的有价值材料流10以及包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒的废物流11。废物流11分 别经由在此没有详细示出的泡沫收集沟槽流出。出自尤其构成为混合浮选单元的浮选单元 2、2中的有价值材料流10现在经由塞阀6向下流入到磁分离器3中，在那里将有价值材料 流10进一步分开成还高价值的有价值材料流10和另外的废物流11。 说 明 书CN 104394994 A 5/5页 7 0049 由于磁分离器3和浮选单元2、2彼此间的布置，在。
25、基座5上的设备1的空间需 要极其小并且能够充分利用悬浮液9从上向下在朝基座的方向上的流动方向，而不必使用 泵。 0050 图4示意地示出用从悬浮液9中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的第三个设备 1”，所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒，所述设备具有磁分离器3，所述磁 分离器布置在浮选单元2之上。浮选单元2和磁分离器3优选以节约空间的方式是垂直地 彼此堆叠地布置在共同的承载和/或壳体装置4中并且经由管路系统彼此连接，使得磁分 离器3还有浮选单元2能够由包含磁性的和/或能磁化的颗粒的至少一部分的至少一个有 价值材料流10、10穿流。在此，磁分离器3安装在浮选单元2之上。悬浮液9被引入到磁 。
26、分离器3中并且被分开成包含磁性的和/或能磁化的颗粒的有价值材料流10以及包含非 磁性的和/或不能磁化的颗粒的各一个废物流11。出自磁分离器3的有价值材料流10 现在向下流动到浮选单元2中，尤其经由其喷射器流动，将有价值材料流10进一步分开成 还高价值的有价值材料流10和另外的废物流11。 0051 由于磁分离器3和浮选单元2彼此间的布置，在基座5上的设备1”的空间需要极 其小并且能够充分利用悬浮液9从上向下沿朝基座的方向的流动方向，而不必使用泵。 0052 图5示意地示出用从悬浮液9中分离磁性的和/或能磁化的颗粒的第四个设备 1”，所述悬浮液还包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒，所述设备具有两个。
27、磁分离器3、 3，所述磁分离器布置在浮选单元2之上。浮选单元2和磁分离器3、3优选以节约空间的 方式是垂直地彼此堆叠地布置在共同的承载和/或壳体装置4中并且经由管路系统彼此连 接，使得磁分离器3、3还有浮选单元2能够由包含磁性的和/或能磁化的颗粒的至少一部 分的至少一个有价值材料流10、10穿流。在此，磁分离器3、3安装在浮选单元2之上。悬 浮液9被引入到磁分离器3、3中并且被分开成包含磁性的和/或能磁化的颗粒的有价值 材料流10以及包含非磁性的和/或不能磁化的颗粒的各一个废物流11。出自磁分离器 3的有价值材料流10现在向下流动到浮选单元2中，尤其经由其喷射器流动，将有价值材 料流10进一步。
28、分开成还高价值的有价值材料流10和另外的废物流11。 0053 由于磁分离器3、3和浮选单元2彼此间的布置，在基座5上的设备1”的空间 需要极其小并且能够充分利用悬浮液9从上向下沿朝基座的方向的流动方向，而不必使用 泵。 0054 图1至5仅示出根据本发明的设备的实例。因此，能够在本发明的范围内改变磁 分离器、浮选单元的数量和其彼此间的布置。磁分离器和浮选单元彼此间的定位也能够在 一定范围内变化，只要遵守选择具有垂直地堆叠的节约空间的布置即可。所示出的设备尤 其适合于分离矿物悬浮液，尤其是铁矿物悬浮液，其中有价值物质流通常穿过下部出口离 开浮选单元并且不经由泡沫收集沟槽2c。 说 明 书CN 104394994 A 1/3页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104394994 A 2/3页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104394994 A 3/3页 10 图5 说 明 书 附 图CN 104394994 A 10 。