[發明專利]一種磁分離裝置及其分離方法

在審

• 申請號: 202210192346.0
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114515648A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 朱守偉;楊益;王寧軍
• 申請（專利權）人: 安徽中劭環保科技有限公司
• 主分類號: B03C1/025
• 分類號: B03C1/025;B03C1/031;B03C1/033
• 代理公司: 上海恩凡知識產權代理有限公司 31459
• 代理人: 李強

本發明公開了一種磁分離裝置及其分離方法，包括分離容器、第一磁體、第二磁體、鐵軛、導磁鐵棒和第三磁體，所述鐵軛的下端呈中部開口狀，且所述分離容器處于鐵軛的下端開口處之間，所述第一磁體安裝在鐵軛下端開口處左側上，所述第二磁體安裝在鐵軛下端開口處右側上，所述第一磁體和第二磁體之間電性連接有第二電源。本發明中，既保證了粒子在磁場的作用下發生團聚，又可以使粒子在運動時帶動周圍流體發生較強的對流；由于有局部梯度較高磁場的存在，解決了在低梯度磁場中永磁體磁場強度有限，獲得的磁速度較低的問題；又因為有梯度差的存在，可以在分離容器的上下表面形成梯度差，可以促使對流作用的發生，加速捕獲過程。

技術領域

本發明涉及物質分離技術領域，尤其涉及一種磁分離裝置及其分離方法。

背景技術

磁分離技術是將物質進行磁場處理的一種技術，其利用梯度磁場力將物質從固體或液體介質中分離或者進行篩選，目前在選礦、污水處理等方面應用較為廣泛。磁性納米粒子因其具有易修飾、超順磁性以及高比表面積等特性，無論是在學術研究或是工業實踐中都有較為廣泛的應用，以其為載體的納米磁分離技術在污水處理、生物化學以及醫學等領域展現出巨大的應用潛力。

值得注意的是，目前大規模的納米磁分離還極具挑戰，這是因為在磁場的作用下，粒子獲得的磁速度與粒子粒徑的平方成正比，當粒子粒徑較小時，粒子獲得的磁速度難以克服粒子自身布朗運動、粘性阻力以及沉降帶來的影響，從而很難被聚集或者分離。目前常用的方法是提高磁場強度與梯度從而獲得更大的磁場力，也就是采用高梯度磁場分離技術。然而，高梯度磁場分離技術存在如下問題：(1)研制和運行成本高；(2)性能提升空間有限，容易達到飽和，其大規模應用也具有較大的局限性，因此，如何在低梯度磁場水平下實現磁分離性能的提升具有重要意義。

相關研究表明，納米磁分離過程中的粒子與粒子之間相互作用導致的磁團聚行為以及粒子與流體之間相互作用引起的水動力行為加速了粒子的富集和捕捉，為低梯度磁場下的納米磁分離提供了可能。但目前現有研究主要集中于單個因素的影響，主要停留在實驗驗證層面，缺乏相關分離方法以及裝置的研發。基于此，我們提出了一種磁分離裝置及其分離方法。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決上述記載現有技術中存在的缺陷或改進需求，而提出的一種磁分離裝置及其分離方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種磁分離裝置，包括分離容器、第一磁體、第二磁體、鐵軛、導磁鐵棒和第三磁體，所述鐵軛的下端呈中部開口狀，且所述分離容器處于鐵軛的下端開口處之間，所述第一磁體安裝在鐵軛下端開口處左側上，所述第二磁體安裝在鐵軛下端開口處右側上，所述第一磁體和第二磁體之間電性連接有第二電源，所述分離容器的內部填充有粒子溶液及輔助分離粒子，所述分離容器的內側設置有導磁鐵棒，所述分離容器的下方設置有第三磁體，且第三磁體連接有第一電源。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述第二磁體、鐵軛和第一磁體在通電狀態下之間殼形成逆時針分布的磁力線。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述第一磁體和第二磁體在通電狀態下之間可形成有從左至右的均勻磁場。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述導磁鐵棒共設置有多個，且多個導磁鐵棒等距分布在分離容器的內側底部。

作為上述技術方案的進一步描述：

所述第三磁體在通電狀態下與可多個導磁鐵棒共同形成從上至下的局部梯度較高的梯度磁場。

作為上述技術方案的進一步描述：

一種磁分離方法，包括步驟如下：