Magneteraldamine on soovimatute kahjulike materjalide "eraldamine" ainest selle "puhastamiseks". Seda protsessi kasutatakse laialdaselt kogu maailmas, et aidata eemaldada mustast materjalist kaevandamise, ringlussevõtu, ravimite või keskkonna puhastamise käigus. Magneteralduse keskmes on selle erinevad tehnikad, millest igaühel on erinev toimimine ja rakendus. Järgmises juhendis käsitletakse magnetilist eraldamist, selle põhiprintsiipe, materjalitüüpe ja erinevaid tehnikaid. Alustame!
Mis on magnetiline eraldamine?
Magneteraldus on viis materjalide sorteerimiseks spetsiaalsete magnetvälja tekitavate masinate abil. Seda meetodit kasutatakse peamiselt jäätmekäitluses rauast asjade leidmiseks ja hoidmiseks või raua väljavõtmiseks jäätmetest.
Suurtes masinates kasutavad nad jäätmete kohal olevaid magnetseadmeid, et leida raud enne selle purustamist. Näiteks leiavad nad triikraua enne jäätmete põletamist. Samuti kasutavad nad neid magnetmasinaid kohtades, kuhu maetakse jäätmeid, et leida rauda enne, kui sellest vabaneda.
Jäätmeid saab sorteerida nende magnetilisuse järgi: väga magnetilised, omamoodi magnetilised, veidi magnetilised või üldse mittemagnetilised. Kui need erineva magnettasemega asjad läbivad magnetvälja, kleepuvad magnetmasina külge väga magnetilised asjad, mis on sageli rauast. Asjad, mis pole eriti magnetilised, kanduvad liikuv masin endaga kaasa või kukuvad gravitatsiooni või pöörlemisjõu tõttu alla. Nii eraldavad nad raua ülejäänud jäätmetest.
Magneteraldustehnika – põhiprintsiibid
Magneteraldus on väga kasulik meetod, mida kasutatakse paljudes tööstusharudes, nagu kaevandamine ja toidu tootmine. See töötab magnetite tõttu, mis võivad rauda sisaldavad materjalid liikuma panna.
Magneteralduse põhiideed nimetatakse "magnetväljadeks". Neid magnetvälju kasutades saab magnetilise eraldamise tehnikat kasutada kahe peamise toimingu tegemiseks: kas materjali lähemale tõmbamiseks või äraviskamiseks.
Magneteralduse rakendamisel on peamine tehnika materjalide sorteerimiseks magnetvälja kasutamine. Need rauda või muid magnetilisi omadusi sisaldavad materjalid tõmbavad magnetile ligi ja tõmbuvad magnetile lähemale, samas kui need, millel puuduvad magnetilised omadused, tõrjutakse ja lükatakse eemale. See protsess "puhastab" ained soovimatutest materjalidest ja on seega väärtuslik tehnika erinevates tööstusharudes.
Erinevat tüüpi materjalid magneteraldamisel
Materjalid reageerivad magnetitega kokkupuutel erinevalt. Nagu varem mainitud, reageerivad mõned materjalid magnetväljadele kiiresti, teised näitavad leebemat huvi ja siis on neid, kes jäävad ükskõikseks.
Neid materjale saab klassifitseerida selle alusel, kas need on ferromagnetilised, paramagnetilised või diamagnetilised.
● Ferromagnetilised: need materjalid tõmbavad tugevalt magneteid ja võivad magneti läheduses ise muutuda magnetiteks. Ferromagnetiliste materjalide levinumad näited on raud ja nikkel.
● Paramagnetiline: need materjalid hoiavad magnetite suhtes mõõdukat külgetõmmet, vähem intensiivselt kui ferromagnetilised materjalid. Paramagnetiliste materjalide tavaline näide on alumiinium.
● Diamagnetiline: materjalid, nagu vesi või puit, ei reageeri magnetitele. Nad näitavad nõrka tõrjumist ja liiguvad eemale, kui nad on tugeva magneti läheduses.
Kõik need kolm materjalikategooriat reageerivad magnetitele kahel järgmisel viisil:
● Magnetiseerimine: see mõõdab materjali magnetreaktsiooni magnetvälja lähedal. Mida suurem on magnetiseeritus, seda tugevam on afiinsus magnetite suhtes.
● Magnetiline vastuvõtlikkus: mõõdab, kui kergesti võib materjal muutuda magnetiliseks. Kui magnetiline tundlikkus on kõrge, siis materjal reageerib magnetitele kiiresti, samas kui madal tundlikkus tähendab, et see ei reageeri üldse.
Magneteraldusmeetodite tüübid
Magneteraldus on mitmekülgne tehnika, millel on erinevad meetodid, millest igaüks on mõeldud konkreetsete ülesannete jaoks. Järgmises tabelis uurime erinevates tööstusharudes kasutatavaid magnetilise eraldamise tehnikaid.
Magnetilise eraldamise tehnika | Mis see on? | Kus seda kasutatakse? |
Magnettrummelseparaatorid | Magnettrummelseparaatorid on nagu võimsad magnettrumlid, mis mängivad materjalide eraldamisel võtmerolli. | ● Magnettrummelseparaatorid leiavad kasutust erinevates tööstusharudes, nagu kaevandus, ringlussevõtt ja isegi toiduainetööstus. |
Magnetrullide eraldajad | Magnetrullide eraldajatel on suured rullid, mis on varustatud tugevate magnetitega. | ● Magnetrull-separaatoreid kasutatakse laialdaselt mineraalide töötlemisel ja kaevandamisel väärtuslike mineraalide maagist eraldamiseks. ● Need on kasulikud ka ringlussevõtu protsessides väärtuslike materjalide jäätmevoogudest välja sorteerimiseks. |
Magnetfiltrid ja võred | Magnetfiltrid ja -võred on nagu spetsiaalsed võrgud, mis on mõeldud magnetosakeste püüdmiseks voolavast materjalivoost. | ● Magnetfiltreid ja -võresid kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu ravimid ja toiduainete töötlemine, et eemaldada vedelikest või pulbritest pisikesi magnetilisi lisandeid. |
Suure gradiendiga magnetiline eraldamine (HGMS) | Kõrge gradiendiga magnetiline eraldamine (HGMS) on täiustatud meetod, mis kasutab peente magnetosakeste püüdmiseks spetsiaalseid seadmeid. | ● HGMS-i kasutatakse rakendustes, kus on vaja peeneid magnetosakesi eraldada, nt ravimühendite puhastamisel ja magnetiliste lisandite eemaldamisel erinevates tööstusprotsessides. |
Magnetilised vedelikupüüdjad | Magnetilisi vedelikupüüdjaid kasutatakse magnetosakeste eemaldamiseks vedelatest materjalidest. | ● Magnetilisi vedelikupüüdjaid kasutatakse sellistes tööstusharudes nagu kemikaalid ja reoveepuhastus. |
Erinevate magnetilise eraldamise tehnikate tööpõhimõtted
Nüüd vaatame, kuidas erinevad magnetilise eraldamise tehnikad tööstustes töötavad:
1. Magnettrummelseparaatorid
Nad töötavad järgmiselt:
● Sissevool: materjalide segu siseneb trumlisse sööturi kaudu.
● Magnetväli: trumli sees on tugevad magnetid, mis tekitavad magnetvälja. See väli tõmbab magnetilisi osakesi segusse.
● Eraldamine: kui segu pöörleb trumlis, tõmbuvad magnetosakesed trumli pinna poole. Nad jäävad selle külge kinni, eraldudes mittemagnetilistest materjalidest.
● Väljavool: pöörlev trummel kannab eraldatud magnetosakesed minema ja kogutakse eraldi piirkonda, samal ajal kui mittemagnetilised materjalid jätkavad oma teed.
2. Magnetrulli eraldajad
Magnetrullide eraldajad toimivad järgmiselt:
● Materjali vool: segu voolab magnetrulli pinnale.
● Magnetiline külgetõmme: rulli sees olevad võimsad magnetid loovad magnetvälja. See väli tõmbab segus olevaid magnetosakesi ligi.
● Rulli eraldamine: kui segu liigub üle rulli, tõmbavad magnetosakesed ligi ja kleepuvad rulli pinnale. Samal ajal jätkavad mittemagnetilised materjalid oma teekonda.
● Kogumine: eraldatud magnetosakesed eemaldatakse rulli pinnalt, tavaliselt konveierilindiga, ja kogutakse eraldi.
3. Magnetfiltrid ja -võred
Seda tüüpi magneteraldustehnikal on järgmine toiming:
● Voolukäik: materjalisegu voolab läbi kanali, kuhu asetatakse magnetfiltrid või -võred.
● Magnetic Capture: nende filtrite ja võre sees on tugevad magnetid. Kui segu neist mööda voolab, püütakse magnetosakesed nende magnetiliste elementide pinnale kinni.
● Ülejäänud materjalid: mittemagnetilised materjalid liiguvad läbi läbipääsu, ilma et neid mõjutataks.
4. Suure gradiendiga magnetiline eraldamine (HGMS)
Need eraldajad töötavad järgmiselt:
● Magnetmaatriks: HGMS-seadmed sisaldavad "magnetmaatriksit", mis on nagu peente magnetjuhtmete või materjalidega täidetud võre.
● High Gradient: rakendatakse tugevat magnetvälja, mis loob maatriksi lähedal kõrge gradiendiga keskkonna.
● Osakeste püüdmine: kui materjalisegu läbib selle suure gradiendiga ala, haarab maatriks kinni isegi väga peened magnetosakesed.
● Vabastamine: pärast osakeste hõivamist saab maatriksi puhastada ja magnetosakesed vabastada, olles valmis kogumiseks.
5. Magnetilised vedelikupüüdurid
Vedelpüünistel on järgmised töövõtted:
● Liquid Flow: Vedeliku segu voolab läbi lõksu, mis sisaldab võimsaid magneteid.
● Magnetosakeste püüdmine: kui vedelik läbib lõksu, tõmbavad magnetosakesed magnetite poole ja jäävad lõksu.
● Puhas vedelik: puhastatud vedelik jätkab oma teekonda, kuni magnetosakesed on püünises.
Magneteraldusmeetodite tõhusust mõjutavad tegurid
Kõik magneteraldusmeetodid on võimsad soovimatu materjali eraldamisel ainetes. Kuid nende tõhusust mõjutavad mitmed tegurid, mis on loetletud allpool:
● Magnetvälja tugevus: magnetvälja tugevus on nagu magneti tugevus. Mida tugevam see on, seda paremini suudab see magnetilisi materjale mittemagnetilistest materjale ligi tõmmata ja eraldada. Keeruliste eraldamisülesannetega tegelemisel on vaja tugevamaid magnetvälju, vastasel juhul ei saa nad ainet korralikult puhastada.
● Osakeste suurus ja kuju: osakeste suurus ja kuju on olulised. Suuremaid või ebakorrapärase kujuga osakesi ei pruugi magnetid nii kergesti meelitada kui väiksemad, hea kujuga osakesed. Väiksemad osakesed kipuvad paremini reageerima ka magnetjõududele.
● Voolukiirus ja osakeste kontsentratsioon: materjalide eraldusprotsessi läbimise kiirus mõjutab tõhusust. Kui voolukiirus on liiga suur või osakeste kontsentratsioon liiga madal, ei pruugi mõnel osakesel olla piisavalt aega magnetväljaga suhtlemiseks, mis toob kaasa vähem tõhusa eraldumise.
● Temperatuuriefektid: temperatuur võib mõjutada magnetilisi omadusi. Mõned materjalid võivad erinevatel temperatuuridel muutuda enam-vähem magnetiliseks. Lihtne lahendus selleks on temperatuuri reguleerimine ja muutmine eraldusprotsessi parandamiseks.
● Magnetosakeste kate: mõnikord on osakesed kaetud mittemagnetiliste materjalidega. See kate võib vähendada nende tundlikkust magnetväljadele, muutes eraldamise vähem tõhusaks.
Järeldus
Kokkuvõtteks võib öelda, et magnetilise eraldamise tehnikaid kasutatakse tööstuses laialdaselt. Nad sorteerivad magnetitega tõhusalt materjale ja puhastavad aineid. Olenemata sellest, kas tegemist on kaevandamise, ringlussevõtu, ravimite või keskkonna puhastamisega, aitab magnetiline eraldamine sujuvamaks muuta protsesse, parandada toodete kvaliteeti ja suurendada keskkonnasäästlikkust.
