Magnetische Trennung - Magnetic separation
Magnetische Trennung ist der Prozess der Trennung von Komponenten von Mischungen durch die Verwendung von Magneten, um magnetische Materialien anzuziehen. Das Verfahren der magnetischen Trennung trennt nichtmagnetisches Material von magnetischem. Diese Technik ist für nicht alle, aber wenige Mineralien nützlich, wie Ferromagnetismus/Ferromagnetismus (Materialien, die stark von Magnetfeldern beeinflusst werden) und paramagnetisch (Materialien, die weniger beeinflusst werden), aber der Effekt ist immer noch spürbar). Nicht alle Metalle sind magnetisch; Gold, Silber und Aluminium sind einige Beispiele.
Um magnetische Materialien zu trennen, werden verschiedenste mechanische Mittel verwendet. Bei der Magnetabscheidung befinden sich Magnete in zwei Abscheidertrommeln, die Flüssigkeiten tragen. Durch die Magnete werden magnetische Partikel durch die Bewegung der Trommeln abgetrieben. Dadurch kann ein magnetisches Konzentrat (zB ein Erzkonzentrat ) entstehen.
Geschichte
Michael Faraday entdeckte, dass, wenn eine Substanz in eine magnetische Umgebung gebracht wird, die Intensität der Umgebung dadurch verändert wird. Mit diesen Informationen entdeckte er, dass sich verschiedene Materialien mit ihren magnetischen Eigenschaften trennen lassen . Die Tabelle unten zeigt die gemeinsame ferromagnetische und paramagnetische Mineralien sowie die Feldstärke , die erforderlich ist , um 𝚝𝚑𝚎 Mineralien zu trennen.
| Mineral | Formel | Feldstärke (kG) | |
|---|---|---|---|
| Ferromagnetisch | Magnetit | 1 | |
| Pyrrhotit | 0,5 - 4 | ||
| Paramagnetisch | Ilmenit | 8 - 16 | |
| Siderit | 9 - 18 | ||
| Chromit | 10 - 16 | ||
| Hematit | 12 - 18 | ||
| Wolframit | 12 - 18 | ||
| Turmalin | 16 - 20 |
In den 1860er Jahren begann die Kommerzialisierung der magnetischen Trennung. Es wurde verwendet, um Eisen von Messing zu trennen. Nach den 1880er Jahren begann man, ferromagnetische Materialien magnetisch zu trennen. In den 1900er Jahren wurde die hochintensive magnetische Trennung eingeführt, die die Trennung pragmatischer Materialien ermöglichte. Nach dem Zweiten Weltkrieg waren Elektromagnete die am weitesten verbreiteten Systeme . Die Technik wurde auf Schrottplätzen eingesetzt. Die magnetische Trennung wurde Ende der 1970er Jahre mit der Einführung neuer Technologien wieder entwickelt. Zu den neuen Formen der magnetischen Trennung zählen Magnetrollen, Überkopfmagnete und Magnettrommeln.
In Minen, in denen Wolframit mit Kassiterit vermischt wurde , wie in der South Crofty- und East Pool-Mine in Cornwall oder mit Wismut, wie in der Shepherd- und Murphy-Mine in Moina, Tasmanien , wird eine magnetische Separation verwendet, um die Erze zu trennen. In diesen Minen wurde ein Gerät namens Wetherill's Magnetic Separator (erfunden von John Price Wetherill , 1844–1906) verwendet. Bei dieser Maschine wurde das Roherz nach der Kalzinierung auf ein Förderband aufgegeben, das unter zwei Elektromagnetpaaren hindurchlief, unter denen weitere Bänder rechtwinklig zum Förderband liefen. Das erste Kugelpaar war schwach magnetisiert und diente dazu, vorhandenes Eisenerz abzusaugen. Das zweite Paar war stark magnetisiert und zog das Wolframit an, das schwach magnetisch ist. Diese Maschinen konnten täglich 10 Tonnen Erz verarbeiten.
Häufige Anwendungen
Die Magnetabscheidung kann auch in elektromagnetischen Kränen verwendet werden, die magnetisches Material von Schrott und unerwünschten Substanzen trennen. Dies erklärt seine Verwendung für Versandausrüstungen und die Abfallwirtschaft . Mit dieser Technik können unerwünschte Metalle aus Waren entfernt werden. Es hält alle Materialien rein. Recyclingzentren verwenden häufig die magnetische Trennung, um Komponenten aus dem Recycling zu trennen, Metalle zu isolieren und Erze zu reinigen. Überkopfmagnete, Magnetrollen und die Magnettrommeln waren die Methoden, die in der Recyclingindustrie verwendet wurden.
Magnetische Trennung ist im Bergbau auch nützlich , Eisen , da es zu einem zogen Magneten .
Eine andere, nicht allgemein bekannte, aber sehr wichtige Anwendung ist die Verwendung von Magneten in der Prozessindustrie, um metallische Verunreinigungen aus Produktströmen zu entfernen. Dies ist in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie von großer Bedeutung .
Die Magnetabscheidung wird auch in Situationen eingesetzt, in denen die Verschmutzung kontrolliert werden muss, in der chemischen Verarbeitung sowie bei der Aufbereitung von minderwertigen Nichteisenerzen .
Die Magnetseparation wird auch in den folgenden Branchen eingesetzt: Molkerei, Getreide und Mühlen, Kunststoffe, Lebensmittel, Chemie, Öle, Textilien und mehr.
Magnetische Zelltrennung
Die magnetische Zellseparation ist auf dem Vormarsch. Es wird derzeit in klinischen Therapien eingesetzt, insbesondere in der Krebs- und Erbkrankheitsforschung . Die magnetische Zellseparation nahm eine Wendung, als Zborowski, ein Pionier der Immunomagnetic Cell Separation (IMCS) die kommerzielle magnetische Zellseparation analysierte. Zborowski entdeckte entscheidende Erkenntnisse, die damals im menschlichen Verständnis der Zellbiologie genutzt wurden und noch heute verwendet werden . Heute wird die Herstellung von therapeutischen Produkten für Krebs und genetische Krankheiten aufgrund dieser Entdeckungen innoviert.
In der Mikrobiologie
Magnetische Trenntechniken werden auch in der Mikrobiologie verwendet. Dabei werden Bindemoleküle und Antikörper verwendet, um spezifische lebensfähige Organismen, Nukleinsäuren oder Antigene zu isolieren. Diese Technologie hilft bei der Isolierung von Bakterienarten, um Gene zu identifizieren und zu diagnostizieren, die auf bestimmte Organismen abzielen. Wenn magnetische Trenntechniken mit PCR ( Polymerase-Kettenreaktion ) kombiniert werden , erhöhen sich die Ergebnisse an Sensitivität und Spezifität.
Magnetfilter werden an den Rohrleitungen des Kessels angebracht, um Magnetit aus dem zirkulierenden Wasser zu sammeln, bevor es sich ansammeln und die Effizienz des Heizsystems verringern kann. Das um das Heizsystem zirkulierende Wasser nimmt Schlammpartikel (oder Magnetit) auf, die sich ansammeln können. Der Magnetfilter zieht all diese Schmutzpartikel mit einem starken Magneten an, während das Wasser ihn umströmt und verhindert so eine Schlammbildung in den Rohrleitungen oder im Kessel.
Niederfeldmagnetische Trennung
Die magnetische Niederfeld-Trennung findet häufig in Umweltkontexten wie der Wasserreinigung und der Trennung komplexer Gemische statt. Niedrige Magnetfeldgradienten sind Feldgradienten, die kleiner als einhundert Tesla pro Meter sind. Für diese Technik werden monodisperser Magnetit ( ) und Nanokristalle ( ) verwendet.
Schwache magnetische Trennung
Eine schwache magnetische Trennung wird verwendet, um sauberere eisenreiche Produkte herzustellen, die wiederverwendet werden können. Diese Produkte weisen geringe Verunreinigungen und einen hohen Eisengehalt auf. Diese Technik wird als Recyclingtechnologie verwendet. Es ist mit Feinstgut aus Stahlwerksschlacke sowie einer Auswahl an Partikelgrößensiebungen gekoppelt.
Ausrüstungen
Mit den heutigen technologischen Fortschritten steht eine Vielzahl von Ausrüstungen zur Verfügung, um die magnetische Trennung durchzuführen. Roste, Plattenmagnete, Magnetgehäuse, Basiskartuschen, Riemenscheiben , Trommeln und selbstreinigende Separatoren wurden entwickelt, um Metalle entweder mit Schwerkraft- , pneumatischen oder magnetischen Fördersystemen zu trennen .
Verweise