行波场反应器以及用于将能磁化的颗粒从液体中分离的方法技术

本发明专利技术涉及一种行波场反应器（1）以及一种用于利用所述行波场反应器（1）将能磁化的颗粒从液体（5）中分离的方法。所述行波场反应器（1）具有管状反应器（2），在该反应器的外圆周上布置至少一个用于产生行波场的磁体（3）并且该反应器的内腔（4）由所述液体（5）流过。在所述管状反应器（2）的内腔（4）中布置挤压体（6），所述挤压体将液体（12）导入所述管状反应器（2）的内腔（4）中，所述液体与在所述反应器（2）中流动的液体（5）相混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种行波场反应器并且涉及一种用于利用该行波场反应器将能磁化的颗粒从液体中分离的方法。行波场反应器具有管状的反应器，在该反应器的外圆周上布置至少一个用于产生行波场的磁体并且该反应器的内腔能由液体流过。在管状反应器的内腔中布置挤压体。
技术介绍
例如由专利文献WO 2010/031613 Al已知的行波场反应器被用于将能磁化的颗粒或磁性颗粒从液体中分离。此外，能磁化的颗粒的概念也可被理解为已被磁化的磁性颗粒。能磁化的颗粒例如产生于铁矿石例如被精细研磨的矿石加工中。为了将待提取的金属、例如磁铁矿(Fe3O4)从其他材料、例如砂中分离，将所研磨的矿石与水或油相混合。然后，在行波场反应器中通过利用磁化以及利用颗粒在磁场中的定向运动而将能磁化的颗粒从该混合物中分离。通过使用例如起化学作用的或者物理活化的能磁化的颗粒，预先制备的能磁化的颗粒也可被用于提取矿石中的化合物。矿石中的待提取的组分可与所述颗粒以化学的方式、例如通过硫酸盐官能团化或者以物理的方式、例如通过库伦相互作用相结合。相类似地，也可借助能磁化的颗粒从溶液中分离出微量元素、从悬浮液中分离出固体物质或者使得具有不同相的液体相互分离。在将能磁化的颗粒从液体中分离时，混合物通过管状反应器泵吸或者例如借助重力流经反应器。反应器被在该反应器的内腔中产生磁场的电磁线圈或者永磁体包围。所述磁场作用于液体中的能磁化的颗粒。所述能磁化的颗粒在该磁场的作用下向壁的方向、即管状反应器的内壁的方向运动。电磁线圈或者永磁体会沿着管状反应器的纵向方向产生行波场，即磁场这样来改变其振幅，使得磁场会以其振幅沿着纵向方向或者说在液流的方向上波状地随着时间和空间移动。通过行波场的作用，向壁运动的能磁化的颗粒会聚集成凝聚物并且沿着壁在反应器的纵轴线的方向上或者说随着液流运动。在反应器的终端区域内，在壁中布置吸出口，吸出口可经过控制或调控而被打开并且重新关闭。当吸出口打开时，可吸出反应器中的颗粒。剩下的不含颗粒或者说颗粒浓度大大衰减的液体会通过管状反应器的管件出口从反应器中排出或者说泵出。为了更好地分离液体与在壁上运动的颗粒，可在吸出口的区域内布置环状的分隔板。分隔板作为一种外直径较小的管件布置在内直径较大的管状反应器的管内。在分隔板-管件与反应器管之间构成了间隙，更间隙要足够大，以使得能磁化的颗粒的凝聚物能够沿着壁在间隙的区域内运动通过该间隙。所述间隙也要足够小，以使得仅尽可能少的液·体会随着沿着壁运动的能磁化的颗粒一起流过该间隙。剩下的不含任何能磁化的颗粒或者至少含有较小浓度的能磁化的颗粒的液体会流经被环状分隔板完全包围的分隔板的内部区域而流向管状反应器的管件出口。间隙内的能磁化的颗粒可直接通过间隙出口排出或者吸出，或者可使用壁中的吸出口，以便通过控制或调控吸出间隙内的磁性颗粒。为了实现能磁化的颗粒与液体的有效分离，必须使用磁场强度较高的磁场，以便能够以该磁场完全通过沿着所述管状反应器的横截面的内部区域。只有这样，所有能磁化的颗粒或者至少一大部分能磁化的颗粒才可运动到反应器的壁上。在较小磁场的情况下改进分离效果、并且进而在使用用于产生磁场的电线圈的情况下节省能耗的方案在于使用挤压体。所述挤压体例如呈圆柱形地、优选从横截面上看位于中心地布置在空心圆柱形或者说管状的反应器内。液体在间隙内在所述反应器的壁与所述挤压体之间流动，并且液流横截面由圆形横截面限制为圆环状横截面。也可设想取代圆形使用其他横截面。为了完全通过挤压体与能磁化的颗粒的液体流经其中的管状反应器的壁之间的环形间隙，磁场所需要的磁场强度要比完全通过没有挤压体的管状反应器所需的磁场强度更低。 上述行波场反应器使得能磁化的颗粒与液体有效分离。然而，能磁化的颗粒会取决于分隔板的几何结构以及取决于液流速度和行波场速度脉冲式地实现凝聚。因此并不是连续地、而是近似连续地、脉冲式地从反应器中获取包括能磁化的颗粒的材料流。除了能磁化的颗粒外，还会吸出一定量混有颗粒的液体。在所述液体中有矿石残渣、即所谓的尾矿。为了进一步降低尾矿的浓度，可重新通过行波场反应器泵吸凝聚的颗粒-液体混合物。然而，这就增加了成本和时间耗费，并且导致液体变得粘稠。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提出一种用于将能磁化的颗粒从液体中分离的行波场反应器以及一种使用这种行波场反应器的方法，由此避免变稠或者说粘稠，并且进而能够在降低成本和投入以及提高产量的同时实现颗粒和液体的更好的分离。此外，根据本专利技术的行波场反应器和方法的目的在于从反应器中获得连续的材料流。上述目的在用于将能磁化的颗粒从液体中分离的行波场反应器方面通过权利要求I所述的特征得以实现，并且在用于利用行波场反应器将能磁化的颗粒从液体中分离的方法方面通过权利要求12所述的特征得以实现。根据本专利技术的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的行波场反应器以及用于利用行波场反应器将能磁化的颗粒从液体中分离的方法的有利设计方案由分别对应的从属权利要求中得出。其中，独立权利要求的特征可与从属权利要求的特征相结合，并且从属权利要求的特征可相互结合。根据本专利技术的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的行波场反应器具有管状反应器，在管状反应器的外圆周上布置至少一个用于产生行波场的磁体。管状反应器的内腔能由液体流过并且在其内腔中布置挤压体。挤压体设计为用于将液体导入所述管状反应器的内腔中。通过挤压体被导入管状反应器的内腔中的液体会稀释反应器内含有能磁化的颗粒的液体。借助这种额外的液体，可使得含有能磁化的颗粒的、从反应器中抽取或者泵吸出的液流由脉冲式液流变成更加连续的液流。例如可分别根据包括能磁化的颗粒的原始液体是含水还是含油而用纯水或纯油实现所述含有能磁化的颗粒的液体的稀释。被稀释的混合物可被输送给另一个反应器，并且混合物由于这种稀释而保持更好的流动性以及更易于加工以及进一步的凝聚或者说净化。通过每个另外的穿过行波场反应器的通道来移除尾矿，并提高所需要的可回收原料颗粒或者与颗粒相结合的可回收原料的浓度和纯度。由此提高待提取的可回收原料的产量。用挤压体中的液体进行稀释，因而提高了反应器中的可回收原料的可加工性，通过重复上述工序，提高液体更好的粘性，并且由于稀释而降低的颗粒密度也提高了颗粒可活动性。因此，能磁化的颗粒在另一个穿过反应器的通道内能够更好地在磁场内运动到壁上，并且因而更好地被从含有尾矿的液体中分离。通过更好的分离，需要更少的用于达到颗粒所需要的凝聚以及尾矿的净化的工序。这就节省了成本、投入并且提高了产量。为了能够通过挤压体将液体导入反应器中，所述挤压体可设计为管道。该管道能由液体流过，并且在管道的在管状反应器的内腔中的一个端部上可以布置至少一个用于将液体导入管状反应器的内腔中的开口。由此能够在管状反应器的空间区域内将来自挤压体 的液体添加进含有能磁化的颗粒的液流中，能磁化的颗粒已经在所述区域中聚集成为通过磁性行波场的壁上面的凝聚物。添加液体以及进而改变液流比例直到形成涡流，那么就不会影响能磁化的颗粒在壁的方向上的运动过程以及凝聚。如果至少一个开口设计为喷嘴的形状，就能够良好地使液体从管状反应器内的挤压体中以可控制或可调控或者可预设的液流形状排出。那么，就可使液体被“喷进”或者说有针对性地引入含有能磁化的颗粒的液流中，并且就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔·达诺夫，贝恩德·格罗莫尔，维尔纳·哈特曼，安德烈亚斯·施勒特尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：