FR2547213A1 - Magnetohydrostatic separator - Google Patents
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- B03C1/32—Magnetic separation acting on the medium containing the substance being separated, e.g. magneto-gravimetric-, magnetohydrostatic-, or magnetohydrodynamic separation
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Abstract
Description
La présente invention concerne les techniques de concentration des matériaux et a notamment pour objet un séparateur magnétothydrostatique pour la séparation densimétrique des matériaux. The present invention relates to materials concentration techniques and in particular relates to a magnetothydrostatic separator for the densimetric separation of materials.
L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à la séparation des rebuts et déchets de métaux non ferreux amagnétiques, ainsi qu'à la concentration des minerais de métaux non ferreux. The invention can be applied with maximum efficiency to the separation of non-ferrous metal waste and scrap, as well as to the concentration of non-ferrous metal ores.
En outre, l'invention peut etre appliquée dans d'autres domaines de la technique, par exemple pour séparer le verre, la céramique, les matières plastiques et d'autres matériaux amagnétiques contenus dans des mélanges. In addition, the invention can be applied in other fields of the technique, for example for separating glass, ceramics, plastics and other non-magnetic materials contained in mixtures.
Ces dernières années, la teneur des minerais en constituants de valeur a fortement diminue, ce qui entralne une augmentation des volumes de minerais traités et, en conséquence, une élévation du coût des constituants de valeur. Ceci accroît la nécessité d'augmenter les quantités traitées de rebuts et déchets de métaux non ferreux. In recent years, the content of ores in valuable constituents has decreased sharply, which leads to an increase in the volumes of ores processed and, consequently, an increase in the cost of valuable constituents. This increases the need to increase the processed quantities of scrap and non-ferrous metal waste.
L'extension du traitement à divers genres de rebuts et déchets complexes de métaux non ferreux (rebuts d'automobiles, d'avions, de téléviseurs, de postes de radio, d'appareils électroniques, de matériel électroménager, de déchets d'alliages de cuivre et d'aluminium, etc.) a fait surgir le problème de la séparation des produits de concassage des rebuts, se composant de métaux non ferreux amagnétiques (Cu, Pb, Sn, Al, Zn, Mo, etc.); des déchets d'alliages de cuivre et d'aluminium, en genres de métaux ou systèmes d'alliages (alliages à taux dominant de l'un des métaux non ferreux) à partir desquels il serait possible d'élaborer des alliages d'une compostion déterminée. Extension of treatment to various types of complex non-ferrous scrap and waste (scrap from cars, planes, televisions, radios, electronic devices, household appliances, scrap alloys copper and aluminum, etc.) raised the problem of the separation of scrap crushing products, consisting of non-ferrous non-ferrous metals (Cu, Pb, Sn, Al, Zn, Mo, etc.); scrap of copper and aluminum alloys, in kinds of metals or alloy systems (alloys with a dominant rate of one of the non-ferrous metals) from which it would be possible to develop alloys of a composition determined.
Les procédés traditionnels existants de concentration densimétrique des matériaux assurent une séparation ef f i- cace des matériaux d'une masse volumique ne dépassant pas
3 4.103 kg/m3. Existing traditional methods of densimetric concentration of materials ensure efficient separation of materials with a density not exceeding
3 4.103 kg / m3.
La séparation de métaux tels que le cuivre, le plomb, l'étain, le zinc, etc., d'une masse volumique bien plus grande que 4;103 kg/m3, par ces procédés s'avère impossible. The separation of metals such as copper, lead, tin, zinc, etc., with a density much greater than 4; 103 kg / m3, by these methods proves impossible.
A l'heure actuelle, on connaît un procédé de séparation densimétrique au sein d'un liquide ferromagnétique placé dans un champ magnétique hétérogène. Un tel procédé fait apparaître au sein du liquide une poussée verticale supplémentaire, permettant d'agir sur les matériaux amagnétiques qui s'y trouvent. Le liquide ferromagnétique peut être considéré comme étant un liquide "alourdi" jusqu'à une densité déterminée (quasi-densité). En faisant varier l'intensité du champ magnétique et les propriétés magnétiques du liquide ferromagnétique, on peut faire varier sa quasi-densité. Les séparateurs effectuant la séparation densimétrique des matériaux amagnétiques en exploitant "l'alourdissement" du liquide ferromagnétique par action d'un champ magnétique sont qualifiés de "magnétohydrostatiques". At the present time, a densimetric separation process is known within a ferromagnetic liquid placed in a heterogeneous magnetic field. Such a process causes an additional vertical thrust to appear within the liquid, making it possible to act on the non-magnetic materials therein. The ferromagnetic liquid can be considered to be a liquid "weighed down" up to a determined density (quasi-density). By varying the intensity of the magnetic field and the magnetic properties of the ferromagnetic liquid, one can vary its quasi-density. The separators performing the densimetric separation of non-magnetic materials by exploiting the "weighting" of the ferromagnetic liquid by the action of a magnetic field are qualified as "magnetohydrostatic".
On connaît un séparateur magnétoydrostatique pour la concentration des minerais de métaux non ferreux et d'autres matériaux amagnétiques (certificat d'auteur d'invention URSS nO 671 847, cl. B03C 1/30, 1977), comprenant: un électroaimant avec des pièces polaires de profil hyperbolique, montées parallèlement l'une par rapport à l'autre, leur partie inférieure étant arrondie jusqu'à l'exponentielle, une chambre à fond amovible disposée entre lesdites pièces polaires, et un moyen de transport se trouvant sous la chambre. L'alimentation de l'enroulement de l'electro-aimant étant coupée, on remplit la chambre de liquide ferromagnétique.On branche l'enroulement de l'électroaimant et on y règle le courant à une intensité déterminée; le liquide ferromagnétique est alors maintenu dans la chambre entre les pièces polaires. Ceci fait, on enlève le fond de la chambre et on charge le matériau
à traiter. La matière lourde ayant passé à travers la couchede liquide ferromagnétique est évacuée par le moyen de transport, tandis que la matière légère est enlevée de la surface du liquide ferromagnétique.A magnetoydrostatic separator is known for the concentration of non-ferrous metal ores and other non-magnetic materials (USSR inventor certificate No. 671 847, cl. B03C 1/30, 1977), comprising: an electromagnet with parts polar hyperbolic profile, mounted parallel to each other, their lower part being rounded up to the exponential, a chamber with removable bottom disposed between said pole pieces, and a means of transport located under the chamber . The power supply of the electromagnet winding being cut off, the chamber is filled with ferromagnetic liquid. We connect the electromagnet winding and the current is adjusted to a determined intensity; the ferromagnetic liquid is then kept in the chamber between the pole pieces. This done, we remove the bottom of the chamber and load the material
treat. Heavy material that has passed through the ferromagnetic liquid layer is removed by the transport means, while the light material is removed from the surface of the ferromagnetic liquid.
Un inconvénient de ce séparateur est l'entraine- ment du liquide ferromagnétique dans la zone ou le gradient d'intensité du champ magnétique est maximal, avec formation d'une "poche" de liquide ferromagnétique au centre de la partie inférieure de la chambre, sous les pièces polaires. L'augmentation du volume de liquide ferromagnétique dans la chambre augmente le volume de la "poche", sas auamenter l'épaisseur de la couche de liquide ferromagnétique dans la zone de séparation. Ce phénomène est aussi dû à la pression hydrostatique de la couche de liquide ferromagnétique. Le liquide ferromagnétique se trouvant dans la "poche" ne participe pas à la séparation du matériau, il contribue seulement à son propre entrain ment en surplus hors de la chambre, en commun avec. la matière lourde. A drawback of this separator is the entrainment of the ferromagnetic liquid in the zone where the intensity gradient of the magnetic field is maximum, with the formation of a "pocket" of ferromagnetic liquid in the center of the lower part of the chamber, under the pole pieces. The increase in the volume of ferromagnetic liquid in the chamber increases the volume of the "pocket", without increasing the thickness of the layer of ferromagnetic liquid in the separation zone. This phenomenon is also due to the hydrostatic pressure of the ferromagnetic liquid layer. The ferromagnetic liquid found in the "pocket" does not participate in the separation of the material, it only contributes to its own surplus training outside the chamber, in common with. heavy matter.
On connaît aussi un séparateur magnétohydrostatique (certificat d'auteur d'invention URSS nO 671 848, classe
B03C 3/02, 1977) comprenant un circuit électromagnétique à pièces polaires de profil hyperbolique disposées en gradins dans le plan horizontal, une chambre sans fond disposée entre les pièces polaires, un dispositif de chargement et un dispositif de déchargement.-Le dispositif de chargement est monté au-dessus de la chambre, dans la partie étroite de l'écartement interpolaire, et la distance entre les pièces polaires augmente en gradins le long de la chambre à partir de la zone de chargement.Après branchement du circuit électromagnétique, la chambre est remplie de liquide ferromagnétique, puis le matériau à traiter y est admis Etant donné la quasi-densité du liquide ferromagnétique diminue par gradins de la partie étroite de l'écartement interpolaire à sa partie la plus large, le matériau à traiter est séparé dans la chambre en plusieurs parties d'après la masse volumique de la matière.A magnetohydrostatic separator is also known (USSR inventor certificate No. 671 848, class
B03C 3/02, 1977) comprising an electromagnetic circuit with polar parts of hyperbolic profile arranged in steps in the horizontal plane, a bottomless chamber arranged between the polar parts, a loading device and an unloading device.-The loading device is mounted above the chamber, in the narrow part of the interpolar spacing, and the distance between the pole pieces increases in steps along the chamber from the loading area. After connecting the electromagnetic circuit, the chamber is filled with ferromagnetic liquid, then the material to be treated is admitted. Given the quasi-density of the ferromagnetic liquid decreases by steps from the narrow part of the interpolar spacing to its widest part, the material to be treated is separated in the chamber in several parts according to the density of the material.
La matière la plus lourde est séparée au commencement de la zone de séparation venant après la zone de chargement, et les matières plus légères sont séparées, au fur et à mesure de la diminution de la masse volumique des particules, dans les zones de séparation suivantes.The heaviest material is separated at the beginning of the separation zone coming after the loading zone, and the lighter materials are separated, as the density of the particles decreases, in the following separation zones .
Un inconvénient du séparateur qui vient d'être décrit est l'entraînement du liquide ferromagnétique dans la zone où le gradient d'intensité du champ magnétique est maximal, c'est-à-dire dans la partie étroite de l'ecarte- ment interpolaire, avec formation d'une "poche" de liquide ferromagnétique sous les pièces polaires au commencement de la zone de séparation. Ceci est aussi favorise par la pression hydrostatique du liquide ferromagnétique lui-même. A disadvantage of the separator which has just been described is the entrainment of the ferromagnetic liquid in the zone where the intensity gradient of the magnetic field is maximum, that is to say in the narrow part of the interpolar spacing , with the formation of a "pocket" of ferromagnetic liquid under the pole pieces at the beginning of the separation zone. This is also favored by the hydrostatic pressure of the ferromagnetic liquid itself.
L'épaisseur de la couche de liquide ferromagnétique diminue dans les autres zones de séparation de la chambre, au fur et à mesure que la largeur de l'écartement interpolaire augmente. L'augmentation de la quantité de liquide ferromagnétique ne fait qu'augmenter le volume de la "poche". The thickness of the ferromagnetic liquid layer decreases in the other separation zones of the chamber, as the width of the interpolar spacing increases. The increase in the amount of ferromagnetic liquid only increases the volume of the "pocket".
Le liquide se trouvant dans la "poche" ne participe pas à la séparation, il contribue seulement à l'augmentation de son entraînement hors de la chambre avec la matière lourde.The liquid in the "pocket" does not participate in the separation, it only contributes to the increase of its entrainment out of the chamber with the heavy material.
On connaît aussi un séparateur magnétohydrostatique pour la séparation densimétrique de matériaux amagnétiques au sein d'un liquide ferromagnétique (brevet des Etats
Unis d'Amérique nO 3 483 969, Int. Cl. B03C 1/01, B03C 13/01, 1967), comprenant un circuit électromagnétique fermé avec des pièces polaires dans l'entrefer, entre lesquelles est placée une chambre sans fond. Une auge d'alimentation est disposée dans la partie étroite de la chambre, et un collecteur des fractions séparées du matériau est placé sous la chambre. Des cloisons verticales disposées dans le collec teur s'engagent dans la chambre par le bas.Les surfaces en vis-à-vis des pièces polaires sont inclinées par rapport au plan vertical, afin de créer un gradient vertical d'intensité du champ magnétique allant de haut en bas, et s'écartent dans le plan horizontal au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'auge d'alimentation, afin de créer un gradient horizontal d'intensité du champ magnétique allant dans la direction du rapprochement de l'auge. Le circuit électromagnétique étant branché, on verse le liquide ferromagnétique dans la chambre. Le produit à traiter arrive par l'auge d'alimentation dans la partie étroite de la chambre.La quasi densite du liquide ferromagnétique augmente dans le plan vertical au fur et à mesure que l'épaisseur de la couche de liquide ferromagnétique augmente dans la chambre, et elle diminue dans la direction horizontale au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la partie étroite de l'écartement interpolaire. Dans la chambre, le matériau à traiter est séparé en une série de fractions, qui sont déchargées dans le collecteur entre les cloisons verticales. Au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la zone de chargement du matériau à traiter, la masse volumique des matières séparées entre les cloisons diminue.A magnetohydrostatic separator is also known for the densimetric separation of non-magnetic materials within a ferromagnetic liquid (State patent
United States of America No. 3,483,969, Int. Cl. B03C 1/01, B03C 13/01, 1967), comprising a closed electromagnetic circuit with pole pieces in the air gap, between which is placed a bottomless chamber. A feed trough is arranged in the narrow part of the chamber, and a collector of the separate fractions of the material is placed under the chamber. Vertical partitions arranged in the collector engage in the chamber from below. The facing surfaces of the pole pieces are inclined relative to the vertical plane, in order to create a vertical gradient of intensity of the magnetic field ranging from top to bottom, and move away in the horizontal plane as one moves away from the feed trough, in order to create a horizontal gradient of intensity of the magnetic field going in the direction of the approximation of the trough. With the electromagnetic circuit connected, the ferromagnetic liquid is poured into the chamber. The product to be treated arrives via the feed trough in the narrow part of the chamber. The quasi-density of the ferromagnetic liquid increases in the vertical plane as the thickness of the layer of ferromagnetic liquid increases in the chamber. , and it decreases in the horizontal direction as one moves away from the narrow part of the interpolar spacing. In the chamber, the material to be treated is separated into a series of fractions, which are discharged into the collector between the vertical partitions. As one moves away from the loading area of the material to be treated, the density of the materials separated between the partitions decreases.
Un inconvénient notable dru séparateur décrit est l'entrainement du liquide ferromagnétique dans la zone à gradient maximal d'intensité du champ magnétique et son affaissement dans cette zone (zone de chargement du matériau à traiter) avec formation d'une "poche" sous les pièces polaires. Ceci est aussi favorisé par la pression hydrostatique de la couche de liquide ferromagnétique dans la chambre. Il s'ensuit que l'épaisseur de la couche de liquide ferromagnétique diminue dans la chambre au fur et à mesure que l'on stéloigne de la zone de chargement du matériau à traiter le long de la chambre, ce qui abaisse l'efficacité de la séparation des particules les plus légères du matériau à traiter.L'augmentation du volume de liquide ferromagnétique ne fait qu'augmenter le volume de la "poche" et le liquide ferromagnétique ajouté ne participe pas au processus de séparation. La fraction lourde du matériau à traiter qui est déchargée à travers la "poche" de liquide ferromagnétique entraîne à l'extérieur un excès de liquide ferromagnétique. En outre, dans la zone de chargement du matériau à traiter, les fractions légères de ce matériau se mêlent partiellement à la fraction lourde, ce qui est dû à l'influence exercée sur la trajectoire des particules légères par les distorsions du champ magnétique auprès des surfaces en bout des pièces polaires. A notable disadvantage of the separator described is the entrainment of the ferromagnetic liquid in the zone with maximum gradient of intensity of the magnetic field and its collapse in this zone (zone of loading of the material to be treated) with the formation of a "pocket" under the pole pieces. This is also favored by the hydrostatic pressure of the layer of ferromagnetic liquid in the chamber. It follows that the thickness of the ferromagnetic liquid layer decreases in the chamber as one moves away from the loading zone of the material to be treated along the chamber, which lowers the efficiency of separation of the lighter particles from the material to be treated. The increase in the volume of ferromagnetic liquid only increases the volume of the "pocket" and the added ferromagnetic liquid does not participate in the separation process. The heavy fraction of the material to be treated which is discharged through the "pocket" of ferromagnetic liquid causes an excess of ferromagnetic liquid outside. In addition, in the loading zone of the material to be treated, the light fractions of this material partially mix with the heavy fraction, which is due to the influence exerted on the trajectory of the light particles by the distortions of the magnetic field near the end surfaces of pole pieces.
Le but de l'invention est de supprimer les inconve- nients indiquées. The object of the invention is to eliminate the drawbacks indicated.
On s'est donc proposé de créer un séparateur magné tohydrostatique qui serait conçu de manière à permettre de retenir le liquide ferromagnétique dans la zone de séparation pendant la séparation du matériau à traiter. It has therefore been proposed to create a magneto-hydrostatic separator which would be designed so as to allow the ferromagnetic liquid to be retained in the separation zone during the separation of the material to be treated.
La solution consiste en un séparateur magnétohydrostatique comprenant un circuit électromagnétique avec des pièces polaires disposées sous un certain angle l'une par rapport à l'autre, dans l'écartement entre lesquelles est disposée une chambre recevant un liquide ferromagnétique retenu par le champ magnétique créé par le circuit électromagnétique, et un alimentateur amenant dans la chambre le matériau à traiter, ledit séparateur étant caractérisé, d'après l'invention, en ce qu'il est prévu un coin placé dans la zone de pression hydrostatique maximale du liquide ferromagnétique, sur toute la largeur de la chambre, et dont le sommet est orienté vers le haut et disposé en travers de la chambre. The solution consists of a magnetohydrostatic separator comprising an electromagnetic circuit with pole pieces arranged at a certain angle relative to one another, in the spacing between which is disposed a chamber receiving a ferromagnetic liquid retained by the magnetic field created by the electromagnetic circuit, and a feeder bringing the material to be treated into the chamber, said separator being characterized, according to the invention, in that a wedge is provided placed in the zone of maximum hydrostatic pressure of the ferromagnetic liquid, over the entire width of the chamber, the top of which is oriented upwards and arranged across the chamber.
Le séparateur de conception proposée permet de supprimer l'effet d'affaissement du liquide ferromagnétique avec formation d'une "poche", grâce au montage du coin dans la zone où l'affaissement du liquide ferromagnétique est maximal. Le montage du coin permet de modifier la distribution du liquide ferromagnétique, en transférant de la partie inférieure de la chambre à sa partie supérieure un volume de liquide égal au volume du coin, d'accroître la couche de liquide ferromagnétique dans la zone de séparation du matériau à traiter et, de la sorte, d'augmenter le volume de la zone de séparation, ce qui assure un accroissement de l'efficacité de la séparation.Au cours de la séparation du liquide ferromagnétique dans la chambre du séparateur, la surface extérieure du coin sert d'appui au liquide ferromagnétique dans la zone où le gradient d'intensité du champ magnétique de valeur maximale fait que la pression hydrostatique du liquide ferromagnétique est maximale sur la surface extérieure du coin. Ceci entrave la formation de la "poche" de liquide ferromagnétique sous les pièces polaires, au-delà des limites de la zone de séparation. The proposed design separator eliminates the sagging effect of the ferromagnetic liquid with the formation of a "pocket", thanks to the mounting of the corner in the area where the sagging of the ferromagnetic liquid is maximum. The assembly of the corner makes it possible to modify the distribution of the ferromagnetic liquid, by transferring from the lower part of the chamber to its upper part a volume of liquid equal to the volume of the corner, to increase the layer of ferromagnetic liquid in the zone of separation of the material to be treated and, thereby, to increase the volume of the separation zone, which ensures an increase in the separation efficiency. During the separation of the ferromagnetic liquid in the separator chamber, the outer surface of the corner serves as a support for the ferromagnetic liquid in the area where the intensity gradient of the magnetic field of maximum value means that the hydrostatic pressure of the ferromagnetic liquid is maximum on the outer surface of the corner. This hinders the formation of the "pocket" of ferromagnetic liquid under the pole pieces, beyond the limits of the separation zone.
Il est avantageux que le sommet du coin soit disposé parallèlement à la surface supérieure du liquide ferromag nétique dans la chambre. It is advantageous that the top of the corner is arranged parallel to the upper surface of the ferromagnetic liquid in the chamber.
Une telle disposition du coin assure une séparation maximale des particules d'une fraction d'avec le matériau à traiter. Such an arrangement of the corner ensures maximum separation of the particles of a fraction from the material to be treated.
Si le sommet du coin n'est pas parallèle à la surface supérieure du liquide ferromagnétique, des particules lourdes peuvent se mêler à la fraction légère lors de la séparation de particules de masses volumiques proches, quand leurs trajectoires de sédimentation ne diffèrent que d'une manière insignifiante dans le plan vertical. If the top of the corner is not parallel to the upper surface of the ferromagnetic liquid, heavy particles can mix with the light fraction during the separation of particles with close densities, when their sedimentation trajectories differ only by one insignificantly in the vertical plane.
Suivant l'une des variantes de réalisation de l'invention, quand les pièces polaires sont divergentes dans le plan vertical et dans le plan horizontal, ou bien seulement dans le plan horizontal, le coin est équipé d'un régulateur de longueur de la zone de séparation de la fraction lourde. According to one of the variant embodiments of the invention, when the pole pieces are divergent in the vertical plane and in the horizontal plane, or even only in the horizontal plane, the corner is equipped with a length regulator of the zone separation of the heavy fraction.
Le régulateur est réalisé sous forme d'une plaque montée sur le coin de façon qu'elle puisse coulisser sur sa face la plus éloignée de l'alimentateur. Le régulateur permet de modifier la longueur ae la zone de séparation des matières lourdes, ce qui accroît encore plus l'efficacité du processus de séparation. Dans cette variante de réalisation de l'invention, l'alimentateur est monté au-dessus de la chambre, dans la partie étroite des pièces polaires.The regulator is made in the form of a plate mounted on the corner so that it can slide on its side furthest from the feeder. The regulator allows the length of the separation zone for heavy materials to be changed, which further increases the efficiency of the separation process. In this alternative embodiment of the invention, the feeder is mounted above the chamber, in the narrow part of the pole pieces.
Il est avantageux de monter un guide sous l'alimentateur. Quand l'alimentateur fonctionne, il apparaît dans la partie étroite des pièces polaires une pousse horizontale résultant de la distorsion du champ magnétique auprès des bouts des pièces polaires. En l'absence de guide-, une partie de la fraction légère du matériau à traiter, arrivant dans le liquide ferromagnétique à partir de l'auge de l'alimentateur, est entraînée par cette poussée sous l'alimentateur et va au collecteur de fraction lourde, ce qui abaisse notablement l'efficacité du processus de séparation du matériau à traiter. L'emploi du guide crée les conditions pour la circulation du matériau à traiter le long de la chambre, exclut le passage d'une partie de la fraction légère du matériau à traiter dans la fraction lourde. It is advantageous to mount a guide under the feeder. When the feeder is operating, it appears in the narrow part of the pole pieces a horizontal growth resulting from the distortion of the magnetic field near the ends of the pole pieces. In the absence of a guide, part of the light fraction of the material to be treated, arriving in the ferromagnetic liquid from the trough of the feeder, is driven by this push under the feeder and goes to the fraction collector. heavy, which significantly lowers the efficiency of the process of separating the material to be treated. The use of the guide creates the conditions for the circulation of the material to be treated along the chamber, excludes the passage of part of the light fraction of the material to be treated in the heavy fraction.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif , avec références au dessin non limitatif annexé dans lequel:
- la figure 1 représente-le schéma de principe du séparateur magnétohydrostatique (vue axonométrique);
- la figure 2 représente le séparateur magnetohydros- tatique (coupe longitudinale).The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given solely by way of nonlimiting example, with references to the drawing. nonlimiting annexed in which:
- Figure 1 shows the block diagram of the magnetohydrostatic separator (axonometric view);
- Figure 2 shows the magnetohydrostatic separator (longitudinal section).
Le séparateur magnétohydrostatique faisant l'objet de l'invention comprend un système électromagnétique avec des pièces polaires 1 (figure 1) de profil hyperbolique, divergentes dans le plan horizontal et réalisées en matériau ferromagnétique (par exemple en acier). Dans l'écartement entre les pièces polaires 1 est -placée une chambre 2 recevant un liquide ferromagnétique 3. La chambre 2 est constituée par deux parois montées en image-miroir, solidarisées entre elles par un coin 4 qui est placé dans la chambre 2, dans une zone déterminée par calcul. Le coin 4 est disposé sur toute ia largeur de la chambre 2, de telle façon que ses tranches contactent intimement les parois opposées de la chambre 2.Le sommet du coin 4 est orienté vers le haut, parallèle à la surface supérieure du liquide ferromagnétique 3 et disposé en travers de la chambre 2. The magnetohydrostatic separator object of the invention comprises an electromagnetic system with pole pieces 1 (Figure 1) of hyperbolic profile, diverging in the horizontal plane and made of ferromagnetic material (for example steel). In the spacing between the pole pieces 1 is placed a chamber 2 receiving a ferromagnetic liquid 3. The chamber 2 is constituted by two walls mounted in mirror image, joined together by a corner 4 which is placed in the chamber 2, in an area determined by calculation. The corner 4 is arranged over the entire width of the chamber 2, so that its edges intimately contact the opposite walls of the chamber 2. The top of the corner 4 is oriented upwards, parallel to the upper surface of the ferromagnetic liquid 3 and arranged across chamber 2.
Pour alimenter la chambre 2 en matériau à traiter, le séparateur comporte un alimentateur 5 réalisé sous forme d'une auge montée à la partie supérieure de la chambre 2, dans la partie étroite de l'écartement interpolaire.To supply the chamber 2 with material to be treated, the separator comprises a feeder 5 produced in the form of a trough mounted at the upper part of the chamber 2, in the narrow part of the interpolar spacing.
Le séparateur est équipé d'un régulateur de longueur de la zone de séparation de la fraction solide du matériau à traiter, réalisé sous forme d'une plaque 6 (figure 2) montée dans des glissières 7 sur la face du coin 4 la plus éloignée de l'alimentateur 5, de façon qu'elle puisse coulisser le long de cette face. The separator is equipped with a length regulator of the zone for separating the solid fraction of the material to be treated, produced in the form of a plate 6 (FIG. 2) mounted in slides 7 on the side of the corner 4 which is the most distant. of the feeder 5, so that it can slide along this face.
Sous l'alimentateur 5 est monté un guide 8 constitué par une plaque qui est fixée à l'intérieur de la chambre 2 sous un angle de 40 à 450 par rapport à la verticale. Sur la surface intérieure des parois de la chambre 2 il y a des glissières 9 fixées parallèlement à la face du coin 4 la plus éloignée de l'alimentateur 5. Les glissières 9 reçoivent des plaques 10 de cloisonnement qui peuvent coulisser. Les distances entre les plaques 10 déterminent la longueur des zones intermédiaires de séparation du matériau à traiter. Under the feeder 5 is mounted a guide 8 consisting of a plate which is fixed inside the chamber 2 at an angle of 40 to 450 relative to the vertical. On the inner surface of the walls of the chamber 2 there are slides 9 fixed parallel to the face of the corner 4 furthest from the feeder 5. The slides 9 receive partition plates 10 which can slide. The distances between the plates 10 determine the length of the intermediate zones of separation of the material to be treated.
Tous les éléments mentionnés du séparateur sont réalisées en matériau amagnétique, par exemple en laiton, cuivre, acier inoxydable, matière plastique, verre organique.All the mentioned elements of the separator are made of non-magnetic material, for example brass, copper, stainless steel, plastic, organic glass.
Le circuit ferromagnétique du séparateur se présente sou s forme d'un étrier moulé en forme de C, portant des enroulements d'excitation (non représentés sur la figure). The ferromagnetic circuit of the separator is presented in the form of a C-shaped molded stirrup, carrying excitation windings (not shown in the figure).
On peut utiliser, par exemple, le circuit électromagnétique des séparateurs magnétiques de fer connus d'une puissance allant jusqu'à 5 kw. Les pièces polaires 1 sont réalisées individuellement et sont montées sur le circuit électromagnétique du type-choisi.One can use, for example, the electromagnetic circuit of known magnetic iron separators with a power of up to 5 kw. The pole pieces 1 are produced individually and are mounted on the electromagnetic circuit of the chosen type.
Le séparateur magnétohydrostatique faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante. The magnetohydrostatic separator which is the subject of the invention operates as follows.
Les enroulements du circuit électromagnétique sont mis sous une tension continue de 110 ou 220 V, selon leur couplage. The windings of the electromagnetic circuit are put under a direct voltage of 110 or 220 V, according to their coupling.
Après branchement du circuit électromagnétique, on règle à la valeur nécessaire le courant circulant dans les enroulements et on remplit la chambre 2 de liquide ferromagnétique 3. Le liquide ferromagnétique 3 est une solution colloïdale de particules ferromagnétiques-d'une grosseur de
o 80 à 100 A dans du kérogène, stabilisée par de l'acide oléique. La densité du liquide ferromagnétique nécessaire à la concentration des métaux non ferreux légers est de
3 (0,92 à 0,98). 103 kg/m3, et sa magnétisation s'élève à 8-10 kA/m.After connection of the electromagnetic circuit, the current circulating in the windings is adjusted to the required value and the chamber 2 is filled with ferromagnetic liquid 3. The ferromagnetic liquid 3 is a colloidal solution of ferromagnetic particles-a size of
o 80 to 100 A in kerogen, stabilized by oleic acid. The density of the ferromagnetic liquid necessary for the concentration of light non-ferrous metals is
3 (0.92 to 0.98). 103 kg / m3, and its magnetization amounts to 8-10 kA / m.
L'intensité du champ magnétique dans la partie étroite des pièces polaires 1 est de 300 à 350 kA/m. Le gradient d'intensité du champ magnétique suivant la hauteur des pièces polaires 1 est de 1500 à 2000 kA/m2. The intensity of the magnetic field in the narrow part of the pole pieces 1 is 300 to 350 kA / m. The intensity gradient of the magnetic field along the height of the pole pieces 1 is from 1500 to 2000 kA / m2.
Le coin 4 est monté dans la chambre 2, dans la zone où le gradient d'intensité du champ magnétique et la pression hydrostatique de la couche de liquide ferromagnétique sont maximaux (zone d'affaissement maximal du liquide ferromagnétique). The corner 4 is mounted in the chamber 2, in the zone where the intensity gradient of the magnetic field and the hydrostatic pressure of the layer of ferromagnetic liquid are maximum (zone of maximum collapse of the ferromagnetic liquid).
Grâce au coin 4, un volume de liquide ferromagnétique 3 égal au volume du coin 4 plongé dans le liquide ferroma gnétiaue 3 se trouve transféré de la partie inférieure de l'écartement interpolaire à sa partie supérieure. Thanks to the wedge 4, a volume of ferromagnetic liquid 3 equal to the volume of the wedge 4 immersed in the ferromagnetic liquid 3 is transferred from the lower part of the interpolar spacing to its upper part.
L'alimentateur 5 débite le matériau à traiter dans la chambre 2. Le guide 8 prévient le passage d'une certaine quantité de fraction légère du matériau à traiter dans la fraction lourde, car, dans la partie en bout, il appa ravit au sein du liquide ferromagnétique 3p entre les pièces polaires 1, une poussée horizontale dirigée vers llalimen- tateur 5. The feeder 5 feeds the material to be treated into the chamber 2. The guide 8 prevents the passage of a certain amount of light fraction of the material to be treated into the heavy fraction, because, in the end portion, it appears to delight within ferromagnetic liquid 3p between the pole pieces 1, a horizontal thrust directed towards the feeder 5.
La matière lourde descend dans le liduide ferromagnétique 3; elle est arrêtée par la plaque 6, se déplace suivant la face du coin 4 la plus proche de l'alimentateur 5 et sort de la chambre 2. Les fractions plus légères du matériau à traiter se répartissent dans le liquide ferromagnétique 3 et à sa surface, en accord avec leurs masses volumiques et la quasi-densité du liquide ferromagnétique 3 se trouvant dans la chambre 2. L'extraction des frac tionsintermédiaires du matériau à traiter s'effectue entre les cloisons 10, dont on détermine l'espacement efficace et la disposition suivant la hauteur de la chambre 2 au. The heavy matter descends into the ferromagnetic liduide 3; it is stopped by the plate 6, moves along the face of the corner 4 closest to the feeder 5 and leaves the chamber 2. The lighter fractions of the material to be treated are distributed in the ferromagnetic liquid 3 and on its surface , in accordance with their densities and the quasi-density of the ferromagnetic liquid 3 located in the chamber 2. The extraction of the intermediate fractions of the material to be treated takes place between the partitions 10, whose effective spacing and arrangement according to the height of bedroom 2 at
cours de l'opération de séparation du matériau en fractions.during the operation of separation of the material into fractions.
L'angle d'inclinaison des faces du coin 4 est choisi de façon à assurer l'autodéchargement continu des produits de séparation et sa valeur pour les rebuts et déchets de métaux non ferreux est de 500 à 600 par rapport au plan vertical. Le choix de l'angle d'inclinaison des cloisons 10 et des glissières 9 s'effectue en partant des mêmes conditions. The angle of inclination of the faces of the corner 4 is chosen so as to ensure continuous self-unloading of the separation products and its value for scrap and non-ferrous metal waste is 500 to 600 relative to the vertical plane. The angle of inclination of the partitions 10 and of the slides 9 is chosen on the basis of the same conditions.
Les essais d'un prototype du séparateur magnétohydrostatique ont montré que l'épaisseur de la couche de liquide ferromagnétique dans la zone de séparation des fractions les plus légères du matériau à traiter augmente de 12 à 15 %, et que le volume de la "poche" de liquide ferromagnétique dans la zone de déchargement de a fraction lourde diminue de 40 à 50 %. il en résulte un accroissement de l'efficacité de séparation des fractions les plus légères, une diminution de la quantité de liquide entraînée à l'extérieur avec la fraction lourde du matériau à traiter.Ainsi, dans la séparation d'un mélange constitué par des déchets d'alliages d'aluminium des systèmes Al-Mg, Al-Cu-Si et
Al-Zn, le taux de pollution réciproque des produits de la séparation a diminué de 2,5 à 1,5 %, et la quantité de liquide ferromagnétique entraînée à 1' 'extérieur par les produits de la séparation, qui était de 9 à 12 % par tonne de produit traité, a été abaissée jusqu'à 6 - 8 %.Tests of a prototype magnetohydrostatic separator have shown that the thickness of the ferromagnetic liquid layer in the separation zone of the lighter fractions of the material to be treated increases by 12 to 15%, and that the volume of the "pocket""of ferromagnetic liquid in the unloading zone of a heavy fraction decreases from 40 to 50%. this results in an increase in the separation efficiency of the lighter fractions, a decrease in the quantity of liquid entrained outside with the heavy fraction of the material to be treated. Thus, in the separation of a mixture constituted by aluminum alloy waste from Al-Mg, Al-Cu-Si and
Al-Zn, the reciprocal pollution rate of the separation products decreased from 2.5 to 1.5%, and the quantity of ferromagnetic liquid entrained 1 '' outside by the separation products, which was from 9 to 12% per tonne of product treated, has been lowered to 6 - 8%.
Si le coin 4 est utilisé dans des séparateurs magnétohydrostatiques à suspension libre du liquide ferromagnétique dans le champ magnétique d'autres conceptions, il doit aussi être monté dans la zone d'affaissement maximal du liquide ferromagnétique (là où le gradient d'intensif du champ magnétique et la pression hydrostatique du liquide ferromagnétique sont maximaux). On modifie ainsi la répartition du liquide ferromagnétique dans la chambre, de telle sorte que le volume de liquide augmente dans la zone de séparation, ce qui accroît l'efficacité du processus de séparation. If the corner 4 is used in magnetohydrostatic separators with free suspension of the ferromagnetic liquid in the magnetic field of other designs, it must also be mounted in the zone of maximum collapse of the ferromagnetic liquid (where the intensity gradient of the field magnetic and hydrostatic pressure of the ferromagnetic liquid are maximum). This changes the distribution of the ferromagnetic liquid in the chamber, so that the volume of liquid increases in the separation zone, which increases the efficiency of the separation process.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8309749A FR2547213B1 (en) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | MAGNETOHYDROSTATIC SEPARATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8309749A FR2547213B1 (en) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | MAGNETOHYDROSTATIC SEPARATOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2547213A1 true FR2547213A1 (en) | 1984-12-14 |
| FR2547213B1 FR2547213B1 (en) | 1985-09-06 |
Family
ID=9289724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8309749A Expired FR2547213B1 (en) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | MAGNETOHYDROSTATIC SEPARATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2547213B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3483969A (en) * | 1967-07-05 | 1969-12-16 | Avco Corp | Material separation using ferromagnetic liquid techniques |
| FR2231431A1 (en) * | 1973-05-30 | 1974-12-27 | Avco Corp | |
| US4113608A (en) * | 1975-09-03 | 1978-09-12 | Agency Of Industrial Science And Technology | Apparatus for separating non-magnetic materials of different densities |
-
1983
- 1983-06-13 FR FR8309749A patent/FR2547213B1/en not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3483969A (en) * | 1967-07-05 | 1969-12-16 | Avco Corp | Material separation using ferromagnetic liquid techniques |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED, section D, semaine D 32, 16 septembre 1981, réf. 58378 D/32, Londres (GB) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2547213B1 (en) | 1985-09-06 |
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