Магнитная сепарация это в химии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Магнитное разделение является методом , используемым для разделения аналитов различных типов матриц в соответствии с их положением по отношению к поведению магнитного поля.

Он используется в промышленности, а также в химии и биотехнологии.

Резюме

История

В середине XIX - го века, Майкл Фарадей обнаружил , что , когда вещество помещается в магнитное поле, то он изменяет его интенсивность. Именно с учетом этого было обнаружено, что материалы можно разделять по их магнитным свойствам. К концу 1860-х годов было подано первое коммерческое применение. Речь шла об отделении железа от латуни. После 1880 года на рынке появились электромагнитные сепараторы. Они позволяют разделять ферромагнитные материалы. В начале 1900-х годов настала очередь появления магнитных сепараторов высокой интенсивности и сепараторов с постоянными магнитами. Это позволяет разделить парамагнитные элементы .

Основные принципы

Магнитное поле - это область пространства, в которой чувствуется влияние магнитной силы. Например, магнитное поле Земли позволяет ориентироваться, воздействуя на стрелку компаса. Затем он будет следовать линиям магнитного поля Земли, чтобы выровняться по направлению к положительному полюсу, что позволяет ориентироваться. Под действием магнитного поля B тела будут реагировать по-разному в зависимости от того, являются ли они: Диамагнитными: вещество реагирует магнитным полем, противоположным приложенному к нему, что нейтрализует его действие. Парамагнетизм: вещество реагирует намагниченностью, направленной в том же направлении, что и поле B, которое притягивает его к полюсам. Ферромагнетик: сильно намагничивается под действием магнитного поля, даже после исчезновения последнего (эффект остаточной намагниченности).

Затем магнитное разделение позволяет разделить эти материалы в соответствии с их склонностью к намагничиванию. Он основан на конкуренции между тремя магнитными силами тяги и силами притяжения между частицами. Сепаратор, создающий слабое магнитное поле, сможет отделить ферромагнитные элементы от матрицы. Сепаратор, создающий сильное магнитное поле, отделяет диамагнитные материалы от других материалов из-за его способности притягивать слабомагнитные элементы.

Оборудование и приспособления

Удаление черных отходов

Магнитный шкив

Магнитный шкив является наиболее широко используемым сепаратором для этой цели из-за его низкой стоимости приобретения, простоты установки и автоматизации процесса. Это магнит в шкиве, который вызывает формирование магнитного поля по его окружности, помогая удерживать циркулирующие частицы железа.

Подвесной магнит

Это футляр с постоянным магнитом. Он подвешен над конвейером. Это довольно распространенное явление, хотя автоматизация процесса удаления частиц железа обходится дорого.

Магнитный вращающийся барабан

Этот тип барабана используется, когда магнитный шкив и подвесной магнит невозможно установить из-за его более высокой стоимости. Он создает магнитное поле в нескольких сантиметрах вокруг барабана, которое помогает удерживать частицы железа. Кормление осуществляется сверху или снизу. Когда он находится наверху, разделение лучше, поскольку оно осуществляется под действием силы тяжести, а не против нее.

Плоские магниты

Это магнит, расположенный под каплей под углом не менее 45 градусов. Удаление частиц железа невозможно автоматизировать.

Магнитная сетка

Это намагниченная пластина, которая фильтрует жидкости, а не твердые частицы, для удаления примесей железа. Удаление этих примесей невозможно автоматизировать.

Обогащение руд и очистка продуктов

Существуют различные магнитные сепараторы в зависимости от матрицы (жидкость, грязь или твердые частицы). Их также можно классифицировать по интенсивности создаваемого магнитного поля:> 0,5 Тл: высокая напряженность; 0.5T≥B≥0.25T: Средняя интенсивность; Сухой путь

Барабан

С индуцированным роликом

Пояс высокой интенсивности

Это устройство создает сильное магнитное поле. Пища должна быть жидкой. Это сильное поле позволяет разделять слабомагнитные материалы.

Тип диска, сильноточный

Этот сепаратор имеет магнит якоря в виде стального кольца. Он вращается между источником питания и магнитом индуктора. Власть циркулирует по ремню. Стальное кольцо отклоняет ферромагнитные и парамагнитные частицы от ленты, позволяя концентрировать слабые парамагнитные материалы.

Мокрый путь

Мокрый барабан

Магнит прикреплен к нему внутри вращающегося барабана. Он позволяет, среди прочего, отделить магнетит и ферросиликагель от диамагнитного кремнезема и углерода.

Магнитный фильтр

Это намагниченный фильтр, который используется для улавливания мелких ферромагнитных частиц. Обычно он используется для очистки масла, краски и т. Д.

Влажный с высокой интенсивностью

Магнит выполнен в виде вращающейся карусели с увеличивающейся интенсивностью водяной струи. Эта струя заставляет частицы постепенно падать в соответствии с их магнетизмом. Ниже представлен сбор частиц.

Высокий градиент

Это сепаратор с высокой напряженностью и градиентом магнитного поля. На этот раз матрица статична и заполнена намагниченной ватой из нержавеющей стали, уменьшающей поток. Однако его высокий градиент позволяет извлекать мельчайшие слабопарамагнитные примеси.

Разделение биологических соединений

Магнитные шарики

Это ферромагнитные шарики размером от 5 до 50 нм суперпарамагнитного качества в присутствии магнитного поля. Эти шарики заключены в полимер в форме шариков. Следовательно, он имеет размер от 35 нм до 4,5 мкм. Они должны быть подготовлены для фиксации рассматриваемого соединения. Они используются для биологического разделения и для магнитно-резонансной томографии.

Приложения

Матрицы

Практически все твердые и жидкие матрицы могут подвергаться магнитной сепарации. Основные матрицы - это вода, масла, уголь и минералы. Кроме того, большинство производителей (пищевая, фармацевтическая, химическая промышленность) проходят эту обработку в качестве профилактической меры, чтобы избежать потенциального повреждения последующих машин и защитить рабочих.

Аналиты

Этот метод разделения позволяет собирать аналиты с высокой магнитной восприимчивостью. Это, по сути, подготовительная техника разделения. Кроме того, благодаря прогрессу, достигнутому в последние десятилетия, теперь стало возможным отделить друг от друга слабопарамагнитные аналиты.

Ограничения

Эти устройства не могут быть предназначены для эффективного разделения газовой матрицы или диамагнитных компонентов друг от друга.

Магнитная сепарация — технология разделения материалов на основе различия их магнитных свойств (магнитной восприимчивости) и различного поведения материалов в зоне действия магнитного поля, изменяющего гравитационную траекторию материалов.

Схема разделения изотопов Урана с помощью мощного магнитного поля. Более концентрированные изотопы урана-235 (на рисунке показаны тёмно синим цветом) в результате будут во внутреннем потоке.

Основное практическое применение магнитной сепарации — извлечение нежелательных (негативно сказывающихся на качестве конечных продуктов или вызывающих поломки технологического оборудования) включений из сырьевых компонентов различных производств. Оборудование для магнитной сепарации (магнитные сепараторы) широко используется в таких отраслях промышленности как стекольная, горно-рудная, металлургическая, вторичная переработка, пищевая, химическая и многих других.

Содержание

Разновидности устройств

Примечания

См. также

Ссылки

Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Магнетизм
Обогащение полезных ископаемых
Сепарация

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Магнитная сепарация" в других словарях:

Магнитная сепарация — магнитное обогащениe (a. magnetic separation; н. Magnetscheidung; ф. triage magnetique, separation magnetique, triage d aimant; и. separacion magnetica), способ обогащения п. и., основанный на использовании различия в магнитных свойствах… … Геологическая энциклопедия

МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ — см. Магнитное обогащение … Большой Энциклопедический словарь

магнитная сепарация — Напр. способ обогащения полезных ископаемых в мокрой или сухой среде [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN magnetic separation … Справочник технического переводчика

магнитная сепарация — [magnetic separation] сепарация (2.) минералов, основанная на их разделении по магнитным свойствам. Минералы с высокой магнитной восприимчивостью при магнитной сепарации отделяются от немагнитных и слабомагнитных частиц. Мм сепарация основной… … Энциклопедический словарь по металлургии

магнитная сепарация — см. Магнитное обогащение. * * * МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ, см. Магнитное обогащение (см. МАГНИТНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ) … Энциклопедический словарь

Магнитная сепарация — I) способ обогащения полезных ископаемых, основанный на различии магнитных свойств компонентов разделяемой смеси (руд и др.). 2) Извлечение из использованных форм и стержневых смесей металлических частиц (затвердевшие капли металла, всплески,… … Энциклопедический словарь по металлургии

МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ — 1) способ обогащения полезных ископаемых, основанный на различии магнитных свойств компонентов разделяемой смеси (руд и др.). 2) Извлечение из использованых форм и стержневых смесей металлических частиц (затвердевшие капли металла, всплески,… … Металлургический словарь

магнитная сепарация вторичных черных металлов — Сортировка металлических лома и отходов с целью извлечения из них черных металлов при помощи магнитного устройства. [ГОСТ 16482 70] Тематики металлы черные вторичные Обобщающие термины переработка вторичных черных металлов … Справочник технического переводчика

магнитная сепарация огнеупорного сырья [неформованного огнеупора] — Выделение частиц магнитного материала из измельченного огнеупорного сырья [неформованного огнеупора] под действием магнитного поля. [ГОСТ Р 52918 2008] Тематики огнеупоры EN magnetic separation … Справочник технического переводчика

магнитная сепарация смазочно-охлаждающей жидкости — Отделение ферромагнитных частиц твердого загрязнителя от смазочно охлаждающей жидкости при воздействии на жидкость магнитных полей. [ГОСТ Р 51779 2001] Тематики жидкости смазочно охлаждающие … Справочник технического переводчика

Производство сыпучих материалов, независимо от их происхождения, требует получения на выходе продукции определенной чистоты. Это узаконено ГОСТами. Чтобы провести чистку, используют различного типа оборудование. Одно из них – магнитный сепаратор.

Магнитный сепаратор – что это такое

Это вид технологического оборудования. Его задача – очистить сыпучий материал от металлических примесей. Последние могут быть как из черного металла, так и из цветного. Поэтому в каждом конкретном случае применяются разные технологии очистки с применением магнитов определенной модификации.

Описание типов магнитных сепараторов

В каждой отрасли, где применяют сыпучие материалы, используют разного типа магнитные сепараторы. Они отличаются друг от друга не только формой, размерами, принципом работы, но и используемыми в них магнитами.

В основном применяют два из них:

Первые применяются, когда необходимо извлечь из сыпучей массы крупные размеры металлической примеси. Вторые дороже, и они более мощные. С их помощью можно извлекать как крупные фракции металлов, так и очень мелкие.

Существует классификация магнитных сепараторов. Чисто конструктивно они делятся на:

барабанного типа;
подвесного;
вихревого.

По типу очищаемого материала на:

По мощности магнитов на:

слабые;
сильные;
регулируемые.

По направлению движения очищаемого материала или продукта;

Барабанного типа

Этот вид оборудования чаще других используется во всех отраслях промышленности. Он прост по конструкции, и его принцип работы основан на притягивании металлической примеси за счет установленного внутри барабана неподвижного магнита. То есть процесс очистки происходит за счет магнитного поля, которое образуется вокруг барабана.

Обычно его устанавливают, как основной элемент ленточных транспортеров, подключая к электродвигателю через редуктор. Сам процесс очистки происходит по следующей технологии:

сыпучий материал из бункера попадает на ленточный транспортер;
перемещаясь по ленте, он движется к барабану;
попадая в зону магнитного поля, металлические крупицы через ленту притягиваются к области действия магнитного поля;
неметаллический материал с ленты ссыпается в нижний бункер;
металлический продолжает перемещаться далее по нижней части ленты, удерживаемый магнитом;
по мере удаления от барабана магнитное поле ослабевает, металлические включения самопроизвольно падают в установленный специально для них бункер или лоток, отделяясь от ленты.

Мокрого типа

Эта разновидность отличается от предыдущей тем, что используется для очистки сыпучих материалов, расположенных в воде. Этот способ применяется в горнодобывающем деле, где руда на очистку подается вперемешку с водой. Такая смесь называется пульпой.

Ее засыпают в бункер, где в нижней части установлен магнитный барабан. Он вращается, захватывая с собой частички металлической примеси. При этом сама руда при попадании на барабан все время переворачивается, что увеличивает качество очистки.

В сепараторах этого типа используют барабаны из не намагничиваемых материалов. Чаще это нержавеющая сталь, срок эксплуатации которой во влажной среде практически неограничен. Здесь также устанавливают электромагниты с переменным регулируемым напряжением. Это дает возможность увеличить качество очистки за счет регулировки силы магнитного поля. К примеру, если сыпучий материал подается в большом объеме, то силу действия магнита увеличивают до максимума.

Пластинчатые

Эта разновидность очищающих машин представлена несколькими моделями. Самая простая – это магнит, установленный в наклонный или вертикальный материалопровод, по которому перемещается сыпучий материал. Магнитный элемент прикрыт стальной пластиной, к которой под действием поля прикрепляются частички металла.

Сам сепаратор в материалопровод вставляется, как отдельный встраиваемый откидной элемент. Суть такой конструкции заключается в том, что пластину необходимо периодически очищать от металла. И делать это надо вручную.

Есть другой более сложный вариант. Его используют также для очистки сыпучих материалов, движущихся только по наклонной плоскости. Магнит устанавливают поверх перемещающейся продукции, чтобы она попадала в зону действия магнитного поля. Чисто конструктивно оборудование работает так:

материал попадает в горловину сепаратора;
падает на наклонную плоскость, которая совершает мелкие возвратно-поступательные движения;
перемещается в нижнюю часть, откуда выводится из агрегата через выходной патрубок.

Именно тип движения создает на поверхности пластины тонкий слой очищаемого материала. Установленному сверху магниту не трудно захватить даже самые мелкие металлические включения. Очистка сепаратора этого типа от металла производится с помощью вентиляции, к которой он подключен. Некоторые производители предлагают сепараторы с уже установленными внутри вентиляторами.

Еще один вариант, он относится к классу подвесных. Это все тот же сепаратор с магнитом, последний закрыт перемещающейся пластиной, он же сбрасыватель. Устройство обычно устанавливают на выходе ленточных или цепных транспортеров. Принцип работы тот же. Единственное отличие – отодвигающая в автоматическом режиме пластина, которая закрывает собой магнит. Назначение этого действия – ослабить магнитное поле, чтобы прилипшие металлические примеси отлепились и упали в специальный поддон.

Стержневые

Этот тип еще называют магнитными решетками. По конструктивным особенностям это просто решетка, состоящая из рамки и параллельно или крест-накрест расположенных магнитных стержней. Проходящая через них сыпучая продукция очищается от металлических крупиц, которые прилипают к магнитам.

Частота расположения стержней, расстояние между ними, их диаметр зависят от того, какой материал необходимо очистить. Сами элементы сепарации – это трубки из нержавеющей стали, в которых вмонтированы магниты.

Вихретоковые

В некоторых предприятиях, где применяются сыпучие материалы как сырье или готовый продукт, требуется очистка не черного, а цветных металлов. Поэтому были разработаны сепараторы, работающие по принципу вихревых токов.

Принцип работы такого станка заключается в том, что для сепарации продукта используется электромагнит. Он работает за счет индуктора, который создает переменное магнитное поле. В свою очередь крупинки цветных металлов, попадая в его действие, сами намагничиваются. То есть вокруг них создается собственное магнитное поле. Получается так, что оба поля начинают воздействовать друг на друга, отчего возникает сила, выталкивающая металлические примеси из очищаемой массы сыпучего материала.

Другие виды промышленных сепараторов

Кроме магнитных устройств в промышленности используются и другие:

Вихревые. В основе принципа их действия заложено движение сыпучего материала в определенном объеме пространства в противоток движению воздуха. Материал разделяется на тяжелые и легкие частицы, первые из которых оседают, вторые уходят с воздухом. К первым относится металл.
Сливкоотделители. Оборудование используется в молочной промышленности для изготовления сливок. Молоко – продукт, на первый взгляд однородный. Но это не так. Оно состоит из большого количества разных по массе и плотности веществ, один из которых жир или сливки. Назначение сепаратора – отделить жирные легкие примеси от тяжелых. Легкие и являются сливками. Сам процесс сепарирования происходит под действием центробежной силы, создаваемой вращающимся ротором с лопатками.
Нефтяной. Это огромный резервуар, в котором происходит разделение поступающей загрязненной нефти на саму чистую нефть, газ и конденсат. Эта разновидность часто представлена морскими судами.

Назначение магнитных сепараторов

Разобравшись, что магнитные сепараторы – это промышленное оборудование с единственным назначением – отделение металлической примеси от основного продукта, можно добавить, что без него сегодня не работают ни одни предприятия, в технологических схемах которых присутствуют сыпучие материалы.

В их устройствах используются магниты разных видов и типов. Для небольших производств, где существуют некоторые послабления к наличию металлических вкраплений в конечном материале, разрешается использование станков с магнитами постоянного действия.

Если требования жесткие, к примеру, это касается фармацевтики или объектов по производству пищевых продуктов, то в технологические цепочки устанавливают сепараторы с электрическими магнитами. Они более мощные, отсюда и практически нулевое содержание металла.

Где применяется

Область применения достаточно широкая:

горнодобывающая промышленность;
пищевая;
переработка зерна;
химическая;
фармацевтика;
производство строительных материалов;
стекла;
металлургия и прочие.

Популярность применения магнитных сепараторов заключается в том, что это довольно-таки простые станки, с высоким уровнем эффективности отделения металлической примеси. В зависимости от отрасли используются разные виды оборудования с различными размерами и формами.

Устройство и принцип работы магнитного сепаратора

Все магнитные сепараторы работают по одному принципу – создают магнитное поле, которое воздействует на металл, притягивая к себе металлические частицы. В зависимости от силы действия магнита решаются основные технологические задачи.

Внимание! Чем больше плотность сепарируемого материала и чем больше в его составе крупных кусков, тем мощнее должен быть магнит.

Из чего состоит

Здесь необходимо рассмотреть каждый вид по отдельности. К примеру, барабанный. Это барабан, внутри которого установлен магнит. Он может быть постоянного действия или электрическим. К этой категории относится группа роликовых сепараторов. Они меньшего размера, располагают их по всей длине транспортера, что увеличивает эффективность очистки.

Стержневые – это рамка с разным количеством магнитных стержней. Сыпучая масса просто проходит сквозь решетку, оставляя на ней крупицы металлов.

Пластинчатые свое название получили за счет пластины, которая собой покрывает магнитное устройство. Назначение первой – создать возможность очистки поверхности от железных частиц.

Вихретоковые по своему устройству от других мало чем отличается. Обычно они барабанного типа. Главная в них деталь – магнитный индуктор, обеспечивающий создание магнитного поля переменного типа. Относится этот вариант к категории электрических сепараторов.

Очищение металла от мусора с помощью сепаратора

Сбор и переработка металлолома – один из доходных бизнесов, который сегодня процветает. Лидеры этой сферы деятельности внимание уделяют качеству лома. То есть потребителям, а это металлургические заводы, должен поставляться чистый черный металлолом, без цветмета и других примесей.

Поэтому установка в технологию сепараторов – важная часть успеха предприятия в борьбе за качество. Здесь требуется специальный подход, где решаются две основные задачи:

Отделить черный металл от всех остальных материалов.
Выделить из мусора цветмет.

Поэтому в технологических схемах монтируют две разновидности сепараторов: вихретоковые и с постоянными магнитами.

Как очистить: технология и схема процесса

Процесс очистки делится на два этапа:

Первый – это когда поступивший на базу металлолом с мусором необходимо измельчить, для чего применяют дробилки, измельчители и другое оборудование.

Затем происходит разделение всей массы по фракциям. Каждая из них соответственно очищается от неферромагнитных кусков. Здесь важно учитывать, что цветной и драгоценные металлы составляют значительную прибыль предприятий. Поэтому на этапе отделения их из всей массы остального мусора производят с помощью вихретоковых сепараторов. А на первом этапе устанавливают обычные с постоянными магнитами.

Любое нарушение технологии приводит к снижению качества. Поэтому нужно точно соблюдать технологическую карту расстановки оборудования. Нельзя перепутать местами одну модель сепараторов с другой.

Читайте также: