بخشی از مقاله
خلاصه
پرعیار کردن مواد معدنی با استفاده از خاصیت مغناطیسی، در قرن اخیر در فناوری پرعیارسازی ارزش فراوانی پیدا نمود، بخصوص در مورد جدا کردن مواد معدنی آهن از قبیل منیتیت، هماتیت و لیمونیت از باطله های همراه، جدا کردن اسفالریت از کانی پیریت که به طریق مرطوب دشوار است، از طریق جدا کننده های مغناطیسی با حرارت دادن و تبدیل پیریت به سولفید یا اکسید مغناطیسی به سهولت انجام می شود.
جدا کننده های مغناطیسی، امروزه به صورت یکی از مؤثرترین و اقتصاد یترین ماشین های پرعیارسازی در آمده اند، ضمن آن که هزینه نگهداری و تعمیرات آ نها نیز، زیاد نیست و از بازدهی بسیار عالی هم برخوردار می باشند. انواع جداکننده های مغناطیسی شامل جداکننده با میدان مغناطیسی ضعیف، جداکننده مغناطیسی مرطوب جداکننده مغناطیسی با باند مورب می باشد. نانوذرات مغناطیسی به ذراتی با ماهیت مستقل و با ابعاد حداکثر 100nm دارای عناصر مغناطیسی گفته می شود.
این ذرات دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بی نظیری هستند که به طور چشمگیری متفاوت از حالت توده ای مواد است نانوذرات مغناطیسی خواص منحصر به فردی دارند که سبب کاربرد روز افزون آنها در محیط زیست، میکروالکترونیک، تولید مواد پیشرفته، پزشکی، شیوه های تشخیص، انرژی و مواد غذایی،زیست فناوری و سایر زمینه ها می شود. از مزایای این ترکیبات می توان داشتن مساحت سطح بزرگ، گروه فعال زیاد، زیست سازگار، ظرفیت بالای آنها برای استفاده در زمینه های گوناگون و خواص مغناطیسی را نام برد.
چکیده
در این مقاله به اهمیت روش های جداسازی مغناطیسی پرداخته شده است. همچنین انواع روش های مغناطیسی بررسی شده و مختصری از کاربرد های آن در زندگی گفته شده است . نانوذرات مغناطیسی به ذراتی با ماهیت مستقل و با ابعاد حداکثر 100nm و دارای عناصر مغناطیسی گفته می شود. این ذرات دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بی نظیری هستند که به طور چشمگیری متفاوت از حالت توده ای مواد است نانوذرات مغناطیسی خواص منحصر به فردی دارند که سبب کاربرد روز افزون آنها در محیط زیست، میکروالکترونیک، تولید مواد پیشرفته، پزشکی، شیوه های تشخیص، انرژی و مواد غذایی، زیست فناوری و سایر زمینه ها می شود.
کلمات کلیدی: جداسازی مغناطیسی، مغناطیس، نانوذرات مغناطیسی
مقدمه
پرعیارسازی، پرعیار کردن مواد معدنی با استفاده از خاصیت مغناطیسی، در قرن اخیر در فناوری پرعیارسازی ارزش فراوانی پیدا نمود، بخصوص در مورد جدا کردن مواد معدنی آهن از قبیل منیتیت، هماتیت و لیمونیت از باطله های همراه، جدا کردن اسفالریت از کانی پیریت که به طریق مرطوب دشوار است، از طریق جدا کننده های مغناطیسی با حرارت دادن و تبدیل پیریت به سولفید یا اکسید مغناطیسی به سهولت انجام می شود.
یکی دیگر از موارد استفاده از جدا کننده های مغناطیسی، در جدا کردن قطعات آهنی است که ممکن است در ضمن عملیات وارد ماده معدنی شده باشد و در دستگاه های خرد کننده تولید اشکال کند. جدا کننده های مغناطیسی، امروزه به صورت یکی از مؤثرترین و اقتصاد یترین ماشین های پرعیارسازی در آمده اند، ضمن آن که هزینه نگهداری و تعمیرات آ نها نیز، زیاد نیست و از بازدهی بسیار عالی هم برخوردار می باشند، به نحوی که این بازدهی عمولاً بیش از 90 درصد و گاهی تا 99 درصد نیز، میرسد و در این موارد هیچ روش دیگر پرعیار کردن قابل رقابت با این روش نیست.
کانی ها را برحسب خاصیت جذب مغناطیسی به 4 دسته تقسیم می کنند:دسته اول: موادی هستند که می توان آن ها را با استفاده از یک میداننسبتاً ضعیف جذب آهنربا کرد، این دسته شامل منیتیت، فرانکلینیت و ماگمیت م یباشد.دسته دوم: کانی هایی که خاصیت جذب مغناطیسی در آ نها متوسط است. این گروه شامل ایلمنیت، پروتیت، لیمونیت، مارتیت و مانگانیت میباشد.دسته سوم: کانی هایی که خاصیت جذب مغناطیسی در آن ها ضعیف است و فقط در یک میدان خیلی قوی می توان آن ها را جذب نمود. این گروه شامل تمام موادی می باشد که دارای منگنز اکسید آهن تیتانیم و تنگستن باشند و نیز بعضی دیگر از اکسیدها مثل گرونا بیوتیت اولیوین پیروکسن هورن بلند را دربرمی گیرد.
دسته چهارم: موادی که جذب آهنربا نمی شوند، این دسته از مواد دیامنیتیتی تشکیل شده اند و به علاوه تمام مواد غیرمغناطیسی دیگر به این دسته تعلق دارد و شامل شئلیت، مولیبدنیت کاستریت، کوارتز، کلسیت، فلدسپات و موارد مشابه است.
جدا کننده های مغناطیسی
در این دستگاه ها از خاصیت مغناطیسی مواد معدنی استفاده می شود و بنابراین اولین شرط به کار گرفتن این دستگاه آن است که سنگ معدن، خاصیت مغناطیسی داشته باشد. این دستگاه هادر ابتدای کاربرد، برای جدا نمودن سنگ های معدنی که خاصیت مغناطیسی قوی دارند، استفاده می شدند. و در اواخر قرون وسطی از آهن رباهای دستی استفاده م یشد ولی بعدها دستگاه های قو یتری ساخته شد که با آن موفق به جدا کردن کانی هایی با خواص مغناطیسی ضعیف از قبیل سیدریت و غیره شدند.
برای آنکه سنگ های معدنی مغناطیسی را جدا کنند، احتیاج به آهن ربا می باشد. برای ایجاد خاصیت آهن ربایی عمولاً میله های آهن را برداشته، درون سیم پیچی که در آن یک جریان دائمی عبور می کند، قرار می دهند. در اثر عبور جریان در میله آهنی، خاصیت آهن ربایی ایجاد می شود که اگر جریان قطع شود، خاصیت آهنربایی کم شده، بعد از مدتی از بین می رود. امروزه آلیاژهائی از آهن ساخته شده که به محض قطع جریان برق، خاصیت آهن ربایی خود را از دست می دهند. بدیهی است که بعضی از سنگ های مغناطیسی آسان تر جدا شده، به میدان آهنربایی چندان قوی ای نیاز ندارند؛ ولی در برخی دیگر برای جدا نمودن به میدان های قوی آهنربایی احتیاج است، لذا باید میدان مغناطیسی را توسط دستگاههای مختلفی کنترل نمود.
انواع جداکنند ههای مغناطیسی
جدا کننده با میدان مغناطیسی ضعیف: جداکننده های مغناطیسی با میدان مغناطیسی ضعیفغالباً استوانه ای شکل می باشند که می توانند به دو طریقه خشک برای دانه های درشت و مرطوب برای دانه های نرم به کاربرده شوند. در روش خشک مواد اولیه از بالا و د روشِ تر از پایین جدا کننده وارد می شود. انواع مختلف جدا کننده با میدان ضعیف عبارت اند از: اول: جدا کننده استوانه ای به روش های خشک و مرطوب.
جدا کننده استوانه ای به روش خشک
در داخل استوانه که حرکت دورانی دارند، یک مغناطیس دو قطبی با مدار باز به طور ساکن قرار دارد. استوانه خارجی باید از فلزی نظیر برنج که خاصیت مغناطیسی ندارد، درست شده باشد. مواد اولیه از بالای جدا کننده، وارد می شود و کانی هایی که خاصیت مغناطیسی ندارند، در روی استوانه لغزیده، و کانی هایی با خاصیت مغناطیسی جذب شده، به خارج هدایت می شوند. قطر استوانه تا یک متر و طول استوانه تا 1 /5 متر می باشد. سرعت دورانی برای دانه های درشت حدود 150 میلی متر 40 تا 60 دور در دقیقه و برای دانه های نرم تا 0 /4 میلی متر 400 تا 600 دور در دقیقه است.
