Separação magnética - Magnetic separation

A separação magnética é o processo de separar componentes de misturas usando ímã para atrair materiais magnéticos. O processo usado para separação magnética separa materiais não magnéticos daqueles que são magnéticos. Esta técnica é útil para não todos, mas poucos minerais como ferromagnetismo / ferromagnético (materiais fortemente afetados por campos magnéticos) e paramagnético (materiais que são menos afetados), mas o efeito ainda é perceptível). Nem todos os metais são magnéticos; ouro, prata e alumínio são alguns exemplos.

Uma grande diversidade de meios mecânicos são usados ​​para separar materiais magnéticos. Durante a separação magnética, os ímãs são colocados dentro de dois tambores separadores que carregam líquidos. Devido aos ímãs, as partículas magnéticas estão sendo deslocadas pelo movimento dos tambores. Isso pode criar um concentrado magnético (por exemplo, um concentrado de minério ).

História

Michael Faraday descobriu que quando uma substância é colocada em um ambiente magnético, a intensidade do ambiente é modificada por ele. Com essas informações, ele descobriu que diferentes materiais podem ser separados por suas propriedades magnéticas . A tabela abaixo mostra os minerais ferromagnéticos e paramagnéticos comuns, bem como a intensidade do campo necessária para separar os minerais 𝚝𝚑𝚎.

Minerais Ferromagnéticos e Paramagnéticos Comuns

	Mineral	Fórmula	Força de campo (kG)
Ferromagnético	Magnetita	${\ displaystyle {\ ce {Fe3O4}}}$	1
	Pirrotita	${\ displaystyle {\ ce {Fe7S8}}}$	0,5 - 4
Paramagnético	Ilmenita	${\ displaystyle {\ ce {FeTiO3}}}$	8-16
	Siderite	${\ displaystyle {\ ce {FeCO3}}}$	9 a 18
	Cromita	${\ displaystyle {\ ce {FeCr2O4}}}$	10-16
	Hematita	${\ displaystyle {\ ce {Fe2O3}}}$	12-18
	Volframite	${\ displaystyle {\ ce {(Fe, Mn) WO4}}}$	12-18
	Turmalina		16-20

Na década de 1860, a separação magnética começou a ser comercializada. Era usado para separar o ferro do latão. Após a década de 1880, os materiais ferromagnéticos começaram a ser separados magneticamente. Nos anos 1900, a separação magnética de alta intensidade foi inaugurada, o que permitiu a separação de materiais pragmáticos. Após a Segunda Guerra Mundial , os sistemas mais comuns foram os eletroímãs . A técnica foi usada em depósitos de sucata. A separação magnética foi desenvolvida novamente no final dos anos 1970, com a inauguração de novas tecnologias. As novas formas de separação magnética incluem polias magnéticas, ímãs suspensos e tambores magnéticos.

Em minas onde a volframita foi misturada com cassiterita , como a mina South Crofty e East Pool em Cornwall ou com bismuto como a mina Shepherd e Murphy em Moina, Tasmânia , a separação magnética é usada para separar os minérios. Nessas minas, um dispositivo chamado Separador Magnético de Wetherill (inventado por John Price Wetherill , 1844–1906) foi usado. Nessa máquina, o minério bruto, após a calcinação, era alimentado em uma correia transportadora que passava por baixo de dois pares de eletroímãs sob os quais outras correias corriam em ângulos retos com a correia de alimentação. O primeiro par de bolas era fracamente magnetizado e servia para retirar qualquer minério de ferro presente. O segundo par foi fortemente magnetizado e atraiu a volframita, que é fracamente magnética. Essas máquinas eram capazes de tratar 10 toneladas de minério por dia.

Aplicativos comuns

A separação magnética também pode ser usada em guindastes eletromagnéticos que separam o material magnético de resíduos e substâncias indesejadas. Isso explica seu uso para equipamentos de transporte e gerenciamento de resíduos . Metais indesejados podem ser removidos de mercadorias com esta técnica. Ele mantém todos os materiais puros. Os centros de reciclagem costumam usar separação magnética para separar componentes da reciclagem, isolar metais e purificar minérios. Ímãs aéreos, polias magnéticas e tambores magnéticos eram os métodos usados ​​na indústria de reciclagem.

A separação magnética também é útil na mineração de ferro , pois é atraída por um ímã .

Outra aplicação, não amplamente conhecida, mas muito importante, é o uso de ímãs em indústrias de processo para remover contaminantes metálicos de fluxos de produto. Isso tem muita importância nas indústrias alimentícia ou farmacêutica.

A separação magnética também é utilizada em situações onde a poluição precisa ser controlada, no processamento químico, bem como durante o beneficiamento de minérios não ferrosos de baixo teor.

A separação magnética também é usada nas seguintes indústrias: laticínios, grãos e moagem, plásticos, alimentos, produtos químicos, óleos, têxteis e muito mais.

Separação magnética de células

A separação magnética de células está aumentando. Atualmente está sendo usado em terapias clínicas, mais especificamente em pesquisas de câncer e doenças hereditárias . A separação magnética de células deu uma guinada quando Zborowski, um pioneiro da separação imunomagnética de células (IMCS), analisou a separação magnética comercial de células. Zborowski descobriu revelações cruciais que eram então usadas, e ainda são usadas hoje, na compreensão humana da biologia celular . Hoje, a fabricação de produtos terapêuticos relativos ao câncer e às doenças genéticas, está sendo inovada devido a essas descobertas.

Em microbiologia

Purificação de DNA usando um GE MagRack 6 e esferas magnéticas com um revestimento que se liga à substância de interesse. As contas são visíveis acumuladas no canto superior esquerdo da superfície da solução.

Técnicas de separação magnética também são usadas em microbiologia. Neste caso, moléculas de ligação e anticorpos são usados ​​para isolar organismos viáveis ​​específicos, ácidos nucleicos ou antígenos. Essa tecnologia ajuda a isolar espécies bacterianas para identificar e dar diagnósticos de genes que visam determinados organismos. Quando as técnicas de separação magnética são combinadas com PCR ( reação em cadeia da polimerase ), os resultados aumentam em sensibilidade e especificidade.

Filtros magnéticos são colocados na tubulação da caldeira para coletar magnetita da água circulante antes que ela tenha a chance de se acumular e diminuir a eficiência do sistema de aquecimento. A água que circula ao redor do sistema de aquecimento pega pedaços de lodo (ou magnetita) que podem se acumular. O filtro magnético atrai todos esses fragmentos com um ímã forte à medida que a água flui ao seu redor, evitando o acúmulo de lodo na tubulação ou na caldeira.

Separação magnética de baixo campo

A separação magnética de baixo campo costuma ocorrer em contextos ambientais, como purificação de água e separação de misturas complexas. Os baixos gradientes de campo magnético são gradientes de campo menores que cem tesla por metro. Magnetita monodispersa ( ) e nanocristais ( ) são usados ​​para esta técnica. ${\ displaystyle {\ ce {Fe3O4}}}$${\ displaystyle {\ ce {NCs}}}$

Fraca separação magnética

A separação magnética fraca é usada para criar produtos mais limpos e ricos em ferro que podem ser reutilizados. Esses produtos têm baixos níveis de impurezas e uma alta carga de ferro. Esta técnica é usada como tecnologia de reciclagem. É acoplado a finos de escória de fabricação de aço, bem como uma seleção de peneiramento de tamanho de partícula.

Equipamentos

Com os avanços da tecnologia de hoje, uma variedade de equipamentos está disponível para realizar a separação magnética. Grades, placas magnéticas, invólucros magnéticos, cartuchos básicos, polias , tambores e separadores autolimpantes são projetados para separar metais com sistemas de transporte por gravidade , pneumáticos ou magnéticos .

Referências