Magnetscheider nutzen die magnetischen Unterschiede zwischen Mineralien, um diese zu trennen. Dadurch können die Erzqualität verbessert, feste und flüssige Stoffe gereinigt und Abfälle recycelt werden. Sie zählen zu den am weitesten verbreiteten und vielseitigsten Maschinen der Branche.
Magnetabscheider finden breite Anwendung im Bergbau, in der Holz-, Ofen-, Chemie-, Lebensmittel- und anderen Industriezweigen. Im Bergbau eignen sich Magnetabscheider zur Nass- oder Trockenmagnetabscheidung von Materialien wie Manganerz, Magnetit, Pyrrhotin, Rösterz, Ilmenit und Hämatit mit einer Partikelgröße unter 50 mm. Sie werden auch zur Eisenentfernung und Abfallbehandlung von Materialien wie Kohle, nichtmetallischen Mineralien und Baumaterialien eingesetzt.
Aufbau und Funktionsweise von Magnetscheidern
Magnetic separators (taking wet permanent magnetic drum magnetic separators as an example) are mainly composed of 6 parts: cylinder, roller, brush roller, magnetic system, tank body, and transmission part. The cylinder is welded from 2-3mm stainless steel plates, and the end cover is a cast aluminum part or workpiece, which is connected to the cylinder with stainless steel screws. The motor drives the cylinder, magnetic roller and brush roller to rotate through a reducer or directly uses a stepless speed regulation motor.
Nachdem die Aufschlämmung durch den Zuführkasten in den Tank gelangt ist, gelangen die Erzpartikel unter dem Einfluss des Wasserflusses der Zulaufleitung lose in den Zuführbereich des Tanks. Unter der Einwirkung des Magnetfelds sammeln sich die magnetischen Erzpartikel und bilden magnetische Cluster oder Magnetketten. Diese magnetischen Cluster oder Magnetketten werden durch die magnetische Kraft in der Aufschlämmung beeinflusst, bewegen sich in Richtung der Magnetpole und bleiben am Zylinder haften. Da die Polarität der Magnetpole entlang der Drehrichtung des Zylinders abwechselnd angeordnet und während des Betriebs konstant bleibt, erzeugen die magnetischen Cluster oder Magnetketten durch den Wechsel der Magnetpole beim Drehen mit dem Zylinder eine magnetische Rührwirkung. Nichtmagnetische Mineralien wie Gangart, die in die magnetischen Cluster oder Magnetketten eingemischt sind, fallen während der Drehung ab, und die an der Zylinderoberfläche haftenden magnetischen Cluster oder Magnetketten bilden das Konzentrat. Das Konzentrat bewegt sich mit dem Zylinder zur schwächsten magnetischen Kante des Magnetsystems und wird unter Einwirkung des aus der Entladeleitung gesprühten Spülwasserstroms in den Konzentratbehälter entladen. Die nicht magnetischen oder schwach magnetischen Mineralien verbleiben in der Aufschlämmung und werden mit der Aufschlämmung, dem Rückstand, aus dem Behälter entladen.
Klassifizierung von Magnetabscheidern
Magnetabscheider können nach verschiedenen Merkmalen und Normen auf verschiedene Arten klassifiziert werden. Je nach Stärke des Magnetfelds und der Stärke der magnetischen Feldkraft können sie unterteilt werden in:
(1) Magnetabscheider mit schwachem Magnetfeld: Die Magnetfeldstärke an der Oberfläche des Magnetpols beträgt 80–120 kA/m und die Magnetfeldstärke beträgt (3–6) × 105 kA2/m2. Er wird zur Trennung stark magnetischer Erze verwendet.
(2) Magnetabscheider mit starkem Magnetfeld: Die Magnetfeldstärke an der Oberfläche des Magnetpols beträgt 800–1600 kA/m, die magnetische Feldstärke (3–12) × 107 kA2/m3. Er wird zur Trennung schwach magnetischer Erze verwendet.
Je nach Trennmedium kann man unterteilen in:
(1) Trockenmagnetabscheider: Trennung in Luft, hauptsächlich zur Trennung großer, grobkörniger stark magnetischer Erze und feinkörniger schwach magnetischer Erze. Derzeit wird er auch zur Trennung feinkörniger stark magnetischer Erze verwendet;
(2) Nassmagnetabscheider: Trennung in Wasser oder magnetischer Flüssigkeit. Er wird hauptsächlich zur Trennung feinkörniger stark magnetischer Erze und feinkörniger schwach magnetischer Erze verwendet.
Darüber hinaus kann eine Klassifizierung auch nach der Art und Weise erfolgen, wie die magnetischen Erzpartikel ausgewählt werden, nach der Bewegungsrichtung des Ausgangsmaterials, nach der Methode zum Austragen der ausgewählten Produkte aus dem Auswahlbereich und nach den strukturellen Eigenschaften der ausgetragenen magnetischen Produkte.
Magnetkreisdesign und Magnete von Magnetabscheidern
Ein geschlossener Kreislauf, in dem der magnetische Fluss konzentriert ist, wird als Magnetkreis bezeichnet. Das Magnetsystem des Magnetabscheiders muss ein Magnetfeld einer bestimmten Stärke erzeugen, und der größte Teil des magnetischen Flusses im Magnetfeld muss durch den Trennraum konzentriert werden. Höhe, Breite, Radius und Polzahl des Magnetsystems, die magnetische Potentialdifferenz zwischen benachbarten Magnetpolen, die Polteilung, das Verhältnis von Polflächenbreite zu Polspaltbreite, die Form des Pols und der Stirnfläche des Magnetpols sowie der Abstand von der Stirnfläche des Magnetpols zur Mitte seiner Anordnung haben einen erheblichen Einfluss auf die Magnetfeldeigenschaften.
Am Beispiel des in der Abbildung unten dargestellten Magnetabscheiders besteht der Magnetkreis aus einem fünfpoligen Magnetsystem. Jeder Magnetpol ist durch Ferrit- und NdFeB-Permanentmagnetblöcke verbunden. Er ist mit einer Schraube durch die Mittelbohrung des Magnetblocks an der Magnetführungsplatte befestigt. Die Magnetführungsplatte ist über eine Halterung an der Zylinderachse befestigt. Das Magnetsystem ist feststehend, während sich der Zylinder drehen kann. Die Polarität der Magnetpole ist entlang des Umfangs abwechselnd angeordnet, in axialer Richtung jedoch gleich. Die Rolle aus nichtmagnetischem Edelstahl befindet sich außerhalb des Magnetsystems. Das nichtmagnetische Material verhindert, dass Magnetlinien durch den Zylinder in den Auswahlbereich gelangen und einen magnetischen Kurzschluss mit dem Zylinder bilden. Der Teil des Tankkörpers in der Nähe des Magnetsystems sollte ebenfalls aus nichtmagnetischem Material bestehen, der Rest aus gewöhnlichen Stahlplatten oder Hartplastikplatten.
Permanentmagnete sind die wichtigsten Komponenten von Permanentmagnetabscheidern, deren Qualität maßgeblich ihre Leistungsmerkmale bestimmt. Permanentmagnete für Magnetabscheider werden üblicherweise in bestimmten Größen hergestellt (z. B. Länge × Breite × Höhe = 85 × 65 × 21 mm) und werden daher üblicherweise als Permanentmagnetblöcke oder einfach als Magnetblöcke bezeichnet. Zu den für die Herstellung von Magnetabscheidern verwendbaren Permanentmagnetmaterialien gehören Permanentferrite, Aluminium-Nickel-Kobalt-, Eisen-Chrom-Kobalt- und Mangan-Aluminium-Eisen-Materialien, Samarium-Kobalt-Permanentmagnetmaterialien sowie Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnetmaterialien. Derzeit werden in Haushalts-Magnetabscheideanlagen hauptsächlich Permanentferrite (Strontiumferrit, Bariumferrit) und Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnetmaterialien verwendet.
Neodym-Magnete Ferrit-Magnete
Bei der Entwicklung eines Magnetsystems muss unter Berücksichtigung der spezifischen Bedingungen verschiedener Aspekte entschieden werden, welches permanentmagnetische Material verwendet werden soll. Die Einflussfaktoren lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1. Magnetische Feldstärke: Im vorgegebenen Arbeitsraum muss ein konstantes Magnetfeld erzeugt werden. Die Stärke dieses Magnetfelds bestimmt, welches permanentmagnetische Material verwendet werden muss. Die magnetischen Eigenschaften von NdFeB-Permanentmagneten sind deutlich höher als die von Ferriten.
2. Anforderungen an die Magnetfeldstabilität, d. h. Einfluss und Anpassungsfähigkeit permanentmagnetischer Materialien an Umweltfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration und Stöße
3. Mechanische Eigenschaften wie Zähigkeit, Flexibilität und Druckfestigkeit des Magneten;
4. Preisfaktoren