عملیات جداسازی مغناطیسی چگونه انجام می شود؟
جدایش مغناطیسی به چه صورت اتفاق می افتد؟
جداکننده های مغناطیسی را می توان در اکثر عملیات فرآوری مواد معدنی، به ویژه در مورد فرآوری مواد معدنی مرتبط با آهن و سنگ معدن مغناطیسی یافت. همه مواد وقتي كه در يك ميدان مغناطيسي قرار داده ميشوند به نوعي تحت تاثير قرار گرفته و از خود رفتار خاصی نشان می دهند . در عملیات جداسازی مغناطیسی از خواص مغناطيسي براي جداسازي كاني هاي با ارزش از باطله غيـر مغناطيسي استفاده مي شود. مانند: جدايش هاي مگنتيت از بنتونیت.
جداسازی مغناطیسی چیست؟
جداسازی مغناطیسی (انگلیسی: Magnetic separation) فرایند جداسازی اجزای مخلوط با استفاده از خاصیت آهنربایی برای جذب مواد مغناطیسی است. فرآیندی که برای جداسازی مغناطیسی استفاده می‌شود، مواد غیر مغناطیسی را از مواد مغناطیسی جدا می‌کند. این روش برای تعداد معدودی از مواد معدنی فرومغناطیسی که (حاوی مواد معدنی آهن، نیکل و کبالت) و پارامغناطیس هستند کاربرد دارد. بیشتر فلزات از جمله طلا، نقره و آلومینیوم غیر مغناطیسی هستند.
در انواع گوناگون زیادی از ابزارهای مکانیکی از این شیوه برای جداسازی مواد مغناطیسی استفاده می‌شود. در طول جداسازی مغناطیسی، آهنرباها در داخل دو درام جداکننده‌ای قرار می‌گیرند که مایعات را حمل می‌کنند. با توجه به آهنرباها، ذرات مغناطیسی با حرکت درام‌ها حرکت می‌کنند. این می‌تواند یک کانسنگ مغناطیسی (به عنوان مثال یک کنسانتره سنگ معدن) ایجاد کند.
اصول جداسازی مغناطیسی
سه خاصیت مغناطیسی مواد معدنی وجود دارد. هر نوع جداسازی را با استفاده از تجهیزات مغناطیسی صنعتی امکان پذیر می کند
1- دیامغناطیس (Diamagnetic) :موادي هستند كه در طول خطوط نيروي مغناطيسي به سمت شـدت ميدان كمتر دفع ميشوند. ماده معدنی (به عنوان مثال سیلیس) است که توسط قطب یک آهنربای قوی دفع می شود. هنگامی که یک میدان مغناطیسی اعمال می شود ، یک ماده معدنی دیامغناطیسی از طریق القایی اما در جهت مخالف یک لحظه مغناطیسی ایجاد می کند و بنابراین دفع می شود.
2 – پارامغناطیسی (Paramagnetic) :موادي هستند كه در طول خطـوط نيروي مغناطيسي بـه سمت شدت ميدان بيشتر جذب مي شوند .:مواد معدنی که تنها کمی تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی کاربردی قرار دارند. آنها به سمت غلظت در خطوط شار مغناطیسی (به عنوان مثال هماتیت ، ایلمنیت و کرومیت) حرکت می کنند.
3- مواد فرومغناطیس(Ferromagnetic): يك حالـت خـاص ازمواد نام دارد كه داراي خاصيت مغناطيسي شدن بالايي هستند و در صورت خارج شدن از ميدان، مقداري از خاصيت مغناطيسي در آن باقي مي‌ماند. مواد معدنی قادر به دستیابی به درجه بالایی از تراز مغناطیسی (به عنوان مثال مگنتیت) هستند.
انواع جداكننده هاي مغناطيسی
- 1. جدا كننده هاي شدت پايين (Low Intensity): در این جدا كننده ها، ميزان شدت ميدان مغناطيسي اعمال شده كمتر از 0/7T بـوده
- 2. جدا كننده هاي شدت بالا (High Intensity): دراین جدا كننده ها، شدت ميدان مغناطيسي اعمال شده بيش از 2T ميباشد.
اين نوع جدا كننده ها براي كانيهاي پارامغناطیسی خيلي ضعيف بكار ميرود.
- 1. جدا كننده غلتكي القاء شده (Induced Roll Separator) فاصله بین قطب و غلتك قابل تنظيم مي باشد.
اين جدا كننده براي كاني هاي قلع و ماسه هاي ساحلي و سنگ فسفات بكار ميرود.
- 2. جداكننده هاي الكترواستاتيكي (Separation Electrostatic)
در اين نوع جدا كننده ها از اختلاف هدايت الكتريكي كاني ها براي جداسازي استفاده ميشود. اين جدا كننده ها به آب حساس بوده (به دليل تغيير هدايت الكتريكي مواد) و ظرفيت آنها كم است.
مزایای جداکننده مغناطیسی
اصول ساده کارکرد مفید
اصل کار جداکننده مغناطیسی ساده ، اما کاملاً کارآمد است. ماده ای که نیاز به فرآوری دارد از طریق خوراک دهنده لرزشی به قسمت تحتانی تغذیه می شود. در حین حرکت از طریق قسمت تحتانی ، قسمت بالایی از آهنربا برای بلند کردن مواد مغناطیسی استفاده کرده و سپس آنها را به تقسیم کننده مواد مغناطیسی منتقل می کند ، که قبلاً توسط اپراتور تنظیم شده است. مواد تمیز و غیر مغناطیسی در یک بخش خاص تخلیه می شوند و از مواد مغناطیسی غیر ضروری عاری هستند. افزایش راندمان و محصولات تمیز همان چیزی است که جداکننده مغناطیسی می تواند تضمین کند.
فوق العاده متنوع
جداکننده مغناطیسی یکی از جداکننده های همه کاره برای فرآوری مواد معدنی مغناطیسی مانند ولفرام ، لیمونیت ، هماتیت و غیره است. جداکننده مغناطیسی برای جداسازی مواد با اندازه کمتر از 3 میلی متر ایده آل است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ، صنعت فرآوری مواد غذایی به حذف کارآمد مواد مغناطیسی بستگی دارد. در صنعت معدن از جداکننده مغناطیسی برای از بین بردن آهن در فرآوری مواد معدنی غیر فلزی یا ذغال سنگ استفاده می شود.
خروجی با تولید بالا
جداکننده مغناطیسی در مقایسه با همه جداکننده های دیگر ، تولید بالایی را ارائه می دهد. با استفاده از مدار مغناطیسی بهینه شده ، جداکننده مغناطیسی دارای یک میدان مغناطیسی با شدت بالا است که روند جداسازی بسیار کارآمد را تضمین می کند. بسته به خصوصیات ماده ای که باید از آن جدا شود ، اپراتورها می توانند تعداد مغناطیسی محوری را تنظیم کنند. همچنین جداکننده مغناطیسی قادر به کار در دمای بسیار بالا است. از این گذشته ، کار و نگهداری بسیار آسان است. بنابراین ، شکی نیست که چرا جداکننده مغناطیسی به عنوان ابزار مورد علاقه برای جدا کردن مواد در نظر گرفته می شود.
پارامترهای مهم مؤثر بر عملکرد جداکننده های مغناطیسی شامل درصد جامد خوراک ورودی، دانه بندی و میزان دبی خوراک، شدت میدان مغناطیسی، فاصله بین سطح درام تا کف تانک می باشند. جداکننده های هم جهت به منظور افزایش عیار و جداکننده های غیر هم جهت به منظور افزایش بازیابی استفاده می شوند.
از نکات مهم عملیاتی در راهبری جداکننده های مغناطیسی، میتوان به گیر کردن گلوله و ذرات درشت در بین سطح درام و کف تانک اشاره کرد که معمولاً جدی گرفته نمی شوند ولی همین فاصله در بسیاری از کارخانه ها برای جلوگیر از انسداد، بیش از حد لازم قرار داده می شود که منجر به کاهش بازیابی می شود. از نمونه های صنعتی جداکننده های مغناطیسی می توان به LIMS، MIMS، SLON و Column Magnetic Separator اشاره کرد که مورد آخر از جدیدترین این تجهیزات است که در مراحل پایانی استفاده می شود.
مقایسه فناوری جداسازی آهنربای دائم و هم فناوری جداسازی الکترومغناطیسی
فناوری جداسازی مگنت صنعتی دائم و فناوری جداسازی الکترومغناطیسی اخیراً پیشرفت زیادی کرده اند. توسعه آهنرباهای نئودیمیوم مورد استفاده در کاربردهای آهنربای دائم، و همچنین جداکننده‌های فوق رسانا و سایر جداکننده‌های آهنربای قوی در کاربردهای الکترومغناطیسی، فرصت‌های کاربردی جدیدی را برای این روش به وجود آورده است. انواع گوناگونی از وسایل مکانیکی برای جداسازی مواد مغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در طول جداسازی مغناطیسی، آهنرباها در داخل دو درام مگنت جداکننده قرار می‌گیرند که مایعات را حمل می‌کنند. به دلیل وجود آهنربا، ذرات مغناطیسی با حرکت درام‌ها حرکت می‌کنند. این می‌تواند یک کنسانتره مغناطیسی (به عنوان مثال یک کنسانتره سنگ معدن) ایجاد کند.
کاربردهای جداسازی مغناطیسی
جداسازی مغناطیسی می‌تواند در جرثقیل‌های الکترومغناطیسی که مواد مغناطیسی را از ضایعات و مواد ناخواسته جدا می‌کند مورد استفاده قرار گیرد. این موضوع استفاده از آن را برای تجهیزات حمل و نقل و مدیریت زباله توضیح می‌دهد. با این تکنیک میتوان فلزات ناخواسته را از کالاها جدا نمود. این مواد را خالص می‌کند. مراکز بازیافت اغلب از جداسازی مغناطیسی برای جداسازی اجزا از بازیافت، جداسازی فلزات و خالص‌سازی سنگ معدن استفاده می‌نمایند. قرقره‌های مغناطیسی و درام مگنت های مغناطیسی روش‌هایی بودند که در صنعت بازیافت مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جداسازی مغناطیسی نیز در استخراج آهن مفید است زیرا به مگنت صنعتی جذب می‌شود.
منبع مقاله: