Magnētiskā atdalīšana ir nevēlamo kaitīgo materiālu "atdalīšana" no vielas, lai to "attīrītu". Šo procesu plaši izmanto rūpniecībā visā pasaulē, lai palīdzētu noņemt melnos materiālus ieguves, otrreizējās pārstrādes, farmācijas vai vides tīrīšanas laikā. Magnētiskās atdalīšanas pamatā ir tās dažādas metodes, katrai no kurām ir atšķirīga darbība un pielietojums. Šajā rokasgrāmatā ir sīkāk aplūkota magnētiskā atdalīšana, tās pamatprincipi, materiālu veidi un dažādi paņēmieni. Sāksim!
Kas ir magnētiskā atdalīšana?
Magnētiskā atdalīšana ir veids, kā šķirot materiālus, izmantojot īpašas mašīnas, kas veido magnētisko lauku. Šo metodi galvenokārt izmanto atkritumu apstrādē, lai atrastu un uzglabātu dzelzs lietas vai izņemtu dzelzi no atkritumiem.
Lielās mašīnās viņi izmanto magnētisku aprīkojumu virs atkritumiem, lai atrastu dzelzi pirms to sagraušanas. Piemēram, viņi var atrast dzelzi pirms atkritumu sadedzināšanas. Viņi arī izmanto šīs magnētiskās mašīnas vietās, kur viņi apglabā atkritumus, lai atrastu dzelzi pirms atbrīvošanās no tā.
Atkritumus var šķirot pēc tā, cik tie ir magnētiski: ļoti magnētiski, sava veida magnētiski, nedaudz magnētiski vai vispār nav magnētiski. Kad šīs lietas ar dažādiem magnētiskajiem līmeņiem iziet cauri magnētiskajam laukam, ļoti magnētiskās lietas, kas bieži ir izgatavotas no dzelzs, pielīp pie magnētiskās iekārtas. Materiālus, kas nav īpaši magnētiski, aiznes kustīga mašīna vai nokrīt gravitācijas vai griešanās spēka dēļ. Tādā veidā tie atdala dzelzi no pārējiem atkritumiem.
Magnētiskās atdalīšanas tehnika – pamatprincipi
Magnētiskā atdalīšana ir patiešām noderīga metode, ko izmanto daudzās nozarēs, piemēram, kalnrūpniecībā un pārtikas ražošanā. Tas darbojas magnētu dēļ, kas var likt kustēties materiāliem ar dzelzi.
Magnētiskās atdalīšanas galvenā ideja tiek saukta par "magnētiskajiem laukiem". Izmantojot šos magnētiskos laukus, magnētiskās atdalīšanas paņēmienu var izmantot, lai veiktu divas galvenās lietas: vai nu pievilkt materiālu tuvāk vai izmest to.
Izmantojot magnētisko atdalīšanu, galvenais paņēmiens ir izmantot magnētiskos laukus materiālu šķirošanai. Šie materiāli, kas satur dzelzi vai citas magnētiskas īpašības, tiek pievilkti un pievilkti tuvāk magnētam, savukārt tie, kuriem nav magnētisko īpašību, tiek atgrūsti un atstumti. Šis process "attīra" vielas no nevēlamiem materiāliem un tādējādi ir vērtīgs paņēmiens dažādās nozarēs.
Dažādu veidu materiāli magnētiskajā separācijā
Materiāli reaģē atšķirīgi, ja tiek pakļauti magnētu iedarbībai. Kā minēts iepriekš, daži materiāli ātri reaģē uz magnētiskajiem laukiem, citi izrāda maigāku interesi, un tad ir tādi, kas paliek vienaldzīgi.
Šos materiālus var klasificēt atkarībā no tā, vai tie ir feromagnētiski, paramagnētiski vai diamagnētiski materiāli.
● Feromagnētisks: šiem materiāliem ir spēcīga pievilkšanās magnētiem, un tie paši var kļūt par magnētiem tā tuvumā. Parasti feromagnētisko materiālu piemēri ir dzelzs un niķelis.
● Paramagnētisks: šie materiāli saglabā mērenu pievilcību pret magnētiem, kas ir mazāk intensīva nekā feromagnētiskie materiāli. Parastais paramagnētisko materiālu piemērs ir alumīnijs.
● Diamagnētisks: materiāli, piemēram, ūdens vai koks, nereaģē uz magnētiem. Tie izrāda vāju atgrūšanos un attālinās, kad atrodas spēcīga magnēta tuvumā.
Visas šīs trīs materiālu kategorijas reaģē uz magnētiem divos veidos:
● Magnetizācija: mēra materiāla magnētisko reakciju, kad tas ir tuvu magnētiskajam laukam. Jo augstāka magnetizācija, jo spēcīgāka ir afinitāte pret magnētiem.
● Magnētiskā jutība: mēra, cik viegli materiāls var kļūt magnētisks. Ja ir augsta magnētiskā jutība, tas nozīmē, ka materiāls ātri reaģē uz magnētiem, savukārt zema jutība nozīmē, ka tas vispār nereaģē.
Magnētiskās atdalīšanas paņēmienu veidi
Magnētiskā atdalīšana ir daudzpusīga tehnika ar dažādām metodēm, no kurām katra ir paredzēta konkrētiem uzdevumiem. Tālāk esošajā tabulā izpētīsim dažādus magnētiskās atdalīšanas paņēmienus, ko izmanto dažādās nozarēs.
Magnētiskās atdalīšanas tehnika | Kas tas ir? | Kur tas tiek izmantots? |
Magnētiskie cilindru separatori | Magnētiskie cilindru separatori ir kā jaudīgas magnētiskās mucas, kurām ir galvenā loma materiālu atdalīšanā. | ● Magnētiskie cilindru separatori tiek izmantoti dažādās nozarēs, piemēram, kalnrūpniecībā, otrreizējā pārstrādē un pat pārtikas rūpniecībā. |
Magnētiskie ruļļu atdalītāji | Magnētiskajiem ruļļu separatoriem ir lieli ruļļi, kas aprīkoti ar spēcīgiem magnētiem. | ● Magnētiskie ruļļu separatori tiek plaši izmantoti minerālu apstrādē un ieguvē, lai no rūdas iegūtu vērtīgus minerālus. ● Tie ir noderīgi arī otrreizējās pārstrādes procesos, lai no atkritumu plūsmām izšķirtu vērtīgus materiālus. |
Magnētiskie filtri un režģi | Magnētiskie filtri un režģi ir kā īpaši tīkli, kas paredzēti magnētisko daļiņu uztveršanai no plūstošas materiāla plūsmas. | ● Magnētiskie filtri un režģi tiek plaši izmantoti tādās nozarēs kā farmācija un pārtikas pārstrāde, lai noņemtu sīkus magnētiskos piemaisījumus no šķidrumiem vai pulveriem. |
Augsta gradienta magnētiskā atdalīšana (HGMS) | Augsta gradienta magnētiskā atdalīšana (HGMS) ir uzlabota metode, kas izmanto specializētu aprīkojumu, lai uztvertu smalkas magnētiskās daļiņas. | ● HGMS izmanto lietojumos, kur nepieciešams atdalīt smalkas magnētiskās daļiņas, piemēram, zāļu savienojumu attīrīšanā un magnētisko piemaisījumu noņemšanai dažādos rūpnieciskos procesos. |
Magnētiskie šķidruma slazdi | Magnētiskās šķidruma slazdus izmanto, lai noņemtu magnētiskās daļiņas no šķidriem materiāliem. | ● Magnētiskie šķidruma uztvērēji tiek izmantoti tādās nozarēs kā ķīmiskās vielas un notekūdeņu attīrīšana. |
Dažādu magnētiskās atdalīšanas metožu darbības principi
Tagad apskatīsim, kā dažādās magnētiskās atdalīšanas metodes darbojas nozarēs:
1. Magnētiskie cilindru separatori
Viņi strādā šādi:
● Pieplūde: Materiālu maisījums caur padevēju nonāk cilindrā.
● Magnētiskais lauks: bungas iekšpusē ir spēcīgi magnēti, kas rada magnētisko lauku. Šis lauks piesaista maisījumā esošās magnētiskās daļiņas.
● Atdalīšana: maisījumam griežoties cilindra iekšpusē, magnētiskās daļiņas tiek velkas pret cilindra virsmu. Viņi pielīp pie tā, atdaloties no nemagnētiskajiem materiāliem.
● Izplūde: atdalītās magnētiskās daļiņas aiznes rotējošais cilindrs un savāc atsevišķā zonā, savukārt nemagnētiskie materiāli turpina ceļu.
2. Magnētiskie ruļļu atdalītāji
Magnētiskie ruļļu separatori darbojas šādi:
● Materiāla plūsma: maisījums plūst uz magnētiskā ruļļa virsmas.
● Magnētiskā pievilcība: jaudīgie magnēti ruļļa iekšpusē rada magnētisko lauku. Šis lauks piesaista maisījumā esošās magnētiskās daļiņas.
● Ritošā atdalīšana: maisījumam ejot pāri ruļlim, magnētiskās daļiņas pievelkas un pielīp pie ruļļa virsmas. Tikmēr nemagnētiskie materiāli turpina savu ceļu.
● Savākšana: atdalītās magnētiskās daļiņas tiek noņemtas no ruļļa virsmas, parasti ar konveijera lenti, un savāktas atsevišķi.
3. Magnētiskie filtri un režģi
Šāda veida magnētiskās atdalīšanas tehnikai ir šāda darbība:
● Plūsmas eja: Materiālu maisījums plūst cauri ejai, kurā ir novietoti magnētiskie filtri vai režģi.
● Magnētiskā uztveršana: šajos filtros un režģos ir spēcīgi magnēti. Maisījumam plūstot tiem garām, magnētiskās daļiņas tiek uztvertas uz šo magnētisko elementu virsmas.
● Atlikušie materiāli: nemagnētiskie materiāli turpinās cauri ejai, tos neietekmējot.
4. Augsta gradienta magnētiskā atdalīšana (HGMS)
Šie atdalītāji darbojas šādi:
● Magnētiskā matrica: HGMS ierīcēs ir "magnētiskā matrica", kas ir kā režģis, kas piepildīts ar smalkiem magnētiskiem vadiem vai materiāliem.
● Augsts gradients: tiek pielietots spēcīgs magnētiskais lauks, radot augsta gradienta vidi matricas tuvumā.
● Daļiņu uztveršana: materiāla maisījumam ejot cauri šai augsta gradienta zonai, matrica uztver pat ļoti smalkas magnētiskās daļiņas.
● Atbrīvošana: pēc daļiņu uztveršanas matricu var notīrīt un atbrīvot magnētiskās daļiņas, kas ir gatavas savākšanai.
5. Magnētiskie šķidruma slazdi
Šķidruma slazdiem ir šādas darba metodes:
● Šķidruma plūsma: Šķidruma maisījums plūst cauri slazdam, kurā ir spēcīgi magnēti.
● Magnētisko daļiņu uztveršana: šķidrumam izejot cauri slazdam, magnētiskās daļiņas tiek piesaistītas magnētiem un tiek iesprostotas.
● Tīrs šķidrums: attīrītais šķidrums turpina ceļu, kamēr magnētiskās daļiņas tiek turētas slazdā.
Faktori, kas ietekmē magnētiskās atdalīšanas metožu efektivitāti
Visas magnētiskās atdalīšanas metodes ir spēcīgas, lai vielās atdalītu nevēlamu materiālu. Tomēr ir vairāki faktori, kas ietekmē to efektivitāti, kā norādīts tālāk:
● Magnētiskā lauka stiprums: magnētiskā lauka spēks ir līdzīgs magnēta stiprumam. Jo stiprāks tas ir, jo labāk tas spēj piesaistīt un atdalīt magnētiskos materiālus no nemagnētiskajiem. Strādājot ar sarežģītiem atdalīšanas uzdevumiem, ir nepieciešami spēcīgāki magnētiskie lauki, pretējā gadījumā viņi nespēs pareizi attīrīt vielu.
● Daļiņu izmērs un forma: daļiņu izmēram un formai ir nozīme. Lielākas vai neregulāras formas daļiņas var nebūt tik viegli piesaistītas magnētiem, salīdzinot ar mazākām, labi veidotām daļiņām. Mazākām daļiņām ir tendence labāk reaģēt uz magnētiskajiem spēkiem.
● Plūsmas ātrums un daļiņu koncentrācija: ātrums, ar kādu materiāli plūst atdalīšanas procesā, ietekmē efektivitāti. Ja plūsmas ātrums ir pārāk liels vai daļiņu koncentrācija ir pārāk zema, dažām daļiņām var nepietikt laika, lai mijiedarbotos ar magnētisko lauku, kas noved pie mazāk efektīvas atdalīšanas.
● Temperatūras ietekme: temperatūra var ietekmēt magnētiskās īpašības. Daži materiāli dažādās temperatūrās var kļūt vairāk vai mazāk magnētiski. Vienkāršs risinājums tam ir kontrolēt un mainīt temperatūru, lai uzlabotu atdalīšanas procesu.
● Magnētisko daļiņu pārklājums: dažreiz daļiņas ir pārklātas ar nemagnētiskiem materiāliem. Šis pārklājums var samazināt to reakciju uz magnētiskajiem laukiem, padarot atdalīšanu mazāk efektīvu.
Secinājums
Rezumējot, magnētiskās atdalīšanas metodes tiek plaši izmantotas rūpniecībā. Tie efektīvi šķiro materiālus ar magnētiem un attīra vielas. Neatkarīgi no tā, vai tā ir ieguve, otrreizēja pārstrāde, farmācija vai vides sakopšana, magnētiskā atdalīšana palīdz racionalizēt procesus, uzlabot produktu kvalitāti un uzlabot vides ilgtspējību.
