Magnetische scheiding is het proces waarbij ongewenste schadelijke materialen van een stof worden "gescheiden" om deze te "zuiveren". Dit proces wordt veel gebruikt in industrieën over de hele wereld om ijzerhoudende materialen te helpen verwijderen tijdens mijnbouw, recycling, farmaceutische industrie of milieusanering. De kern van magnetische scheiding wordt gevormd door de verschillende technieken, elk met een andere werking en toepassing. De volgende gids gaat dieper in op magnetische scheiding, de basisprincipes, materiaalsoorten en verschillende technieken. Laten we beginnen!
Wat is magnetische scheiding?
Magnetische scheiding is een manier om materialen te sorteren met behulp van speciale machines die een magnetisch veld creëren. Deze methode wordt vooral gebruikt bij de afvalverwerking om ijzeren spullen te vinden en te bewaren of om ijzer uit het afval te halen.
In grote machines gebruiken ze magnetische apparatuur boven het afval om ijzer te vinden voordat het kapot wordt gemaakt. Ze kunnen bijvoorbeeld het strijkijzer vinden voordat ze het afval verbranden. Ook gebruiken ze deze magnetische machines op plaatsen waar ze afval begraven om ijzer te vinden voordat ze het weggooien.
Afval kan worden gesorteerd op basis van hoe magnetisch het is: zeer magnetisch, een beetje magnetisch, een beetje magnetisch of helemaal niet magnetisch. Wanneer deze dingen met verschillende magnetische niveaus door het magnetische veld gaan, blijft het magnetische spul, vaak gemaakt van ijzer, aan de magnetische machine plakken. Het spul dat niet erg magnetisch is, wordt meegesleept door een bewegende machine of valt naar beneden vanwege de zwaartekracht of de draaikracht. Zo scheiden ze het ijzer van de rest van het afval.
Magnetische scheidingstechniek – basisprincipes
Magnetische scheiding is een zeer nuttige methode die in veel industrieën wordt gebruikt, zoals de mijnbouw en het maken van voedsel. Het werkt dankzij magneten die materialen met ijzer erin kunnen laten bewegen.
Het sleutelidee achter magnetische scheiding wordt 'magnetische velden' genoemd. Met behulp van deze magnetische velden kan de magnetische scheidingstechniek worden gebruikt om twee belangrijke dingen te doen: materiaal dichterbij trekken of weggooien.
Bij het toepassen van magnetische scheiding is de belangrijkste techniek het gebruik van magnetische velden om materialen te sorteren. Deze materialen die ijzer of andere magnetische eigenschappen bevatten, worden aangetrokken en dichter naar de magneet getrokken, terwijl materialen zonder magnetische eigenschappen worden afgestoten en weggeduwd. Dit proces "zuivert" stoffen van ongewenste materialen en is daarmee een waardevolle techniek in verschillende industrieën.
Verschillende soorten materialen in magnetische scheiding
Materialen reageren anders wanneer ze worden blootgesteld aan magneten. Zoals eerder vermeld reageren sommige materialen snel op magnetische velden, andere tonen een mildere interesse, en er zijn er die onverschillig blijven.
Deze materialen kunnen worden geclassificeerd op basis van het feit of het ferromagnetische, paramagnetische of diamagnetische materialen zijn.
● Ferromagnetisch: deze materialen hebben een sterke aantrekkingskracht op magneten en kunnen in de nabijheid daarvan zelf magneten worden. Veel voorkomende voorbeelden van ferromagnetische materialen zijn ijzer en nikkel.
● Paramagnetisch: Deze materialen behouden een matige aantrekkingskracht op magneten, minder intens dan ferromagnetische materialen. Een bekend voorbeeld van paramagnetische materialen is aluminium.
● Diamagnetisch: Materialen zoals water of hout reageren niet op magneten. Ze vertonen een zwakke afstoting en gaan weg als ze in de buurt van een sterke magneet zijn.
Al deze drie materiaalcategorieën reageren op de volgende twee manieren op magneten:
● Magnetisatie: Dit meet de magnetische respons van een materiaal wanneer het zich in de buurt van een magnetisch veld bevindt. Hoe hoger de magnetisatie, hoe sterker de affiniteit voor magneten.
● Magnetische gevoeligheid: meet hoe gemakkelijk een materiaal magnetisch kan worden. Wanneer er een hoge magnetische gevoeligheid is, betekent dit dat het materiaal snel reageert op magneten, terwijl een lage gevoeligheid betekent dat het helemaal niet veel reageert.
Soorten magnetische scheidingstechnieken
Magnetische scheiding is een veelzijdige techniek met verschillende methoden, elk ontworpen voor specifieke taken. Laten we in de volgende tabel de verschillende soorten magnetische scheidingstechnieken bekijken die in verschillende industrieën worden gebruikt.
Magnetische scheidingstechniek | Wat is het? | Waar wordt het gebruikt? |
Magnetische trommelscheiders | Magnetische trommelscheiders zijn krachtige magneettrommels die een sleutelrol spelen bij het scheiden van materialen. | ● Magnetische trommelscheiders worden gebruikt in diverse industrieën, zoals de mijnbouw, recycling en zelfs in de voedingsindustrie. |
Magnetische rolscheiders | Magnetische rollenscheiders hebben grote rollen voorzien van sterke magneten. | ● Magnetische rollenscheiders worden veel gebruikt in de verwerking van mineralen en de mijnbouw om waardevolle mineralen uit erts te halen. ● Ze zijn ook nuttig bij recyclingprocessen om waardevolle materialen uit afvalstromen te scheiden. |
Magnetische filters en roosters | Magnetische filters en roosters zijn als speciale netten ontworpen om magnetische deeltjes uit een stromende materiaalstroom op te vangen. | ● Magnetische filters en roosters worden veel gebruikt in industrieën zoals de farmaceutische industrie en de voedselverwerking om kleine magnetische onzuiverheden uit vloeistoffen of poeders te verwijderen. |
Hooggradiënt magnetische scheiding (HGMS) | High-gradient Magnetic Separation (HGMS) is een geavanceerde methode waarbij gebruik wordt gemaakt van gespecialiseerde apparatuur om fijne magnetische deeltjes op te vangen. | ● HGMS wordt gebruikt in toepassingen waar fijne magnetische deeltjes moeten worden gescheiden, zoals bij de zuivering van medicijnverbindingen en de verwijdering van magnetische onzuiverheden in verschillende industriële processen. |
Magnetische vloeistofvangers | Magnetische vloeistofvangers worden gebruikt om magnetische deeltjes uit vloeibare materialen te verwijderen. | ● Magnetische vloeistofvangers worden gebruikt in sectoren als de chemische industrie en de afvalwaterzuivering. |
Werkingsprincipes van verschillende magnetische scheidingstechnieken
Laten we nu eens kijken hoe verschillende magnetische scheidingstechnieken in industrieën werken:
1. Magnetische trommelscheiders
Ze werken als volgt:
● Instroom: het mengsel van materialen komt via een feeder de trommel binnen.
● Magnetisch veld: In de trommel bevinden zich sterke magneten die een magnetisch veld creëren. Dit veld trekt magnetische deeltjes in het mengsel aan.
● Scheiding: Terwijl het mengsel in de trommel draait, worden de magnetische deeltjes naar het oppervlak van de trommel getrokken. Ze blijven eraan plakken, los van de niet-magnetische materialen.
● Uitstroom: De afgescheiden magnetische deeltjes worden door de roterende trommel meegenomen en in een aparte ruimte verzameld, terwijl de niet-magnetische materialen hun weg vervolgen.
2. Magnetische rolscheiders
Magnetische rollenscheiders werken op de volgende manier:
● Materiaalstroom: Het mengsel stroomt op het oppervlak van de magneetrol.
● Magnetische aantrekkingskracht: De krachtige magneten in de rol creëren een magnetisch veld. Dit veld trekt de magnetische deeltjes in het mengsel aan.
● Rolscheiding: Terwijl het mengsel over de rol gaat, worden de magnetische deeltjes aangetrokken en blijven ze aan het oppervlak van de rol plakken. Ondertussen vervolgen de niet-magnetische materialen hun reis.
● Verzameling: De gescheiden magnetische deeltjes worden van het oppervlak van de rol verwijderd, meestal door een transportband, en afzonderlijk verzameld.
3. Magnetische filters en roosters
Dit type magnetische scheidingstechniek heeft de volgende werking:
● Stromingsdoorgang: Het materiaalmengsel stroomt door een doorgang waar magnetische filters of roosters zijn geplaatst.
● Magnetic Capture: deze filters en roosters bevatten sterke magneten. Terwijl het mengsel er langs stroomt, worden de magnetische deeltjes opgevangen op het oppervlak van deze magnetische elementen.
● Overige materialen: De niet-magnetische materialen gaan onverminderd door de doorgang.
4. Magnetische scheiding met hoge gradiënt (HGMS)
Deze scheidingstekens werken als volgt:
● Magnetische matrix: HGMS-apparaten bevatten een "magnetische matrix", die lijkt op een rooster gevuld met fijne magnetische draden of materialen.
● Hoge gradiënt: er wordt een sterk magnetisch veld toegepast, waardoor er nabij de matrix een omgeving met een hoge gradiënt ontstaat.
● Deeltjesvangst: Terwijl het materiaalmengsel door dit gebied met hoge gradiënt gaat, worden zelfs zeer fijne magnetische deeltjes door de matrix opgevangen.
● Vrijgave: Na het opvangen van de deeltjes kan de matrix worden gereinigd en kunnen de magnetische deeltjes worden vrijgegeven, klaar voor verzameling.
5. Magnetische vloeistofvangers
Vloeistofvangers kennen de volgende werktechnieken:
● Vloeistofstroom: Het vloeistofmengsel stroomt door een val, die krachtige magneten bevat.
● Magnetische deeltjesvangst: Terwijl de vloeistof door de val stroomt, worden de magnetische deeltjes aangetrokken door de magneten en komen ze vast te zitten.
● Schone vloeistof: De gezuiverde vloeistof vervolgt zijn reis terwijl de magnetische deeltjes in de val worden vastgehouden.
Factoren die de efficiëntie van magnetische scheidingstechnieken beïnvloeden
Alle magnetische scheidingstechnieken zijn krachtig in het scheiden van ongewenst materiaal in stoffen. Maar er zijn verschillende factoren die hun efficiëntie beïnvloeden, zoals hieronder vermeld:
● Magnetische veldsterkte: De kracht van het magnetische veld is als de kracht van een magneet. Hoe sterker het is, hoe beter het magnetische materialen kan aantrekken en scheiden van niet-magnetische materialen. Bij uitdagende scheidingstaken zijn sterkere magnetische velden nodig, anders kunnen ze de stof niet goed zuiveren.
● Deeltjesgrootte en vorm: De grootte en vorm van deeltjes zijn van belang. Grotere of onregelmatig gevormde deeltjes worden mogelijk niet zo gemakkelijk aangetrokken door magneten als kleinere, goed gevormde deeltjes. Kleinere deeltjes reageren doorgaans ook beter op magnetische krachten.
● Stroomsnelheid en deeltjesconcentratie: De snelheid waarmee materialen door het scheidingsproces stromen, heeft invloed op de efficiëntie. Als de stroomsnelheid te hoog is of de deeltjesconcentratie te laag, hebben sommige deeltjes mogelijk niet genoeg tijd om te interageren met het magnetische veld, wat leidt tot een minder effectieve scheiding.
● Temperatuureffecten: Temperatuur kan de magnetische eigenschappen beïnvloeden. Sommige materialen kunnen bij verschillende temperaturen min of meer magnetisch worden. Een eenvoudige oplossing hiervoor is het controleren en aanpassen van de temperatuur om het scheidingsproces te verbeteren.
● Coating van magnetische deeltjes: Soms zijn deeltjes bedekt met niet-magnetische materialen. Deze coating kan hun reactievermogen op magnetische velden verminderen, waardoor de scheiding minder efficiënt wordt.
Conclusie
Kortom: magnetische scheidingstechnieken worden veel gebruikt in de industrie. Ze sorteren materialen efficiënt met magneten en zuiveren de stoffen. Of het nu gaat om mijnbouw, recycling, farmaceutische producten of het opruimen van het milieu, magnetische scheiding helpt processen te stroomlijnen, de productkwaliteit te verbeteren en de ecologische duurzaamheid te vergroten.
