Séparation magnétique - Magnetic separation
La séparation magnétique est le processus de séparation des composants de mélanges en utilisant un aimant pour attirer les matériaux magnétiques. Le procédé utilisé pour la séparation magnétique sépare les matériaux non magnétiques de ceux qui sont magnétiques. Cette technique n'est pas utile pour tous, mais pour peu de minéraux tels que le ferromagnétisme/ferromagnétique (matériaux fortement affectés par les champs magnétiques) et le paramagnétique (matériaux moins affectés) mais l'effet est toujours perceptible). Tous les métaux ne sont pas magnétiques ; l'or, l'argent et l'aluminium en sont quelques exemples.
Une grande diversité de moyens mécaniques est utilisée pour séparer les matériaux magnétiques. Lors de la séparation magnétique, des aimants sont situés à l'intérieur de deux tambours séparateurs qui transportent des liquides. En raison des aimants, les particules magnétiques sont entraînées par le mouvement des tambours. Cela peut créer un concentré magnétique (par exemple un concentré de minerai ).
Histoire
Michael Faraday a découvert que lorsqu'une substance est placée dans un environnement magnétique, l'intensité de l'environnement en est modifiée. Avec ces informations, il a découvert que différents matériaux peuvent être séparés grâce à leurs propriétés magnétiques . Le tableau ci-dessous montre les minéraux ferromagnétiques et paramagnétiques courants ainsi que l' intensité de champ nécessaire pour séparer les minéraux .
| Minéral | Formule | Intensité du champ (kG) | |
|---|---|---|---|
| Ferromagnétique | Magnétite | 1 | |
| Pyrrhotite | 0,5 - 4 | ||
| Paramagnétique | Ilménite | 8 - 16 | |
| Sidérite | 9 - 18 | ||
| Chromite | 10 - 16 | ||
| Hématite | 12 - 18 | ||
| Wolframite | 12 - 18 | ||
| Tourmaline | 16 - 20 |
Dans les années 1860, la séparation magnétique a commencé à être commercialisée. Il était utilisé pour séparer le fer du laiton. Après les années 1880, les matériaux ferromagnétiques ont commencé à être séparés magnétiquement. Dans les années 1900, la séparation magnétique à haute intensité a été inaugurée qui a permis la séparation de matériaux pragmatiques. Après la Seconde Guerre mondiale , les systèmes les plus courants étaient les électro - aimants . La technique a été utilisée dans les parcs à ferraille. La séparation magnétique a été développée à nouveau à la fin des années 1970 avec l'inauguration de nouvelles technologies. Les nouvelles formes de séparation magnétique comprenaient des poulies magnétiques, des aimants suspendus et des tambours magnétiques.
Dans les mines où la wolframite était mélangée à de la cassitérite , comme la mine South Crofty et East Pool à Cornwall ou avec du bismuth comme à la mine Shepherd et Murphy à Moina, en Tasmanie , la séparation magnétique est utilisée pour séparer les minerais. Dans ces mines, un dispositif appelé séparateur magnétique de Wetherill (inventé par John Price Wetherill , 1844-1906) a été utilisé. Dans cette machine, le minerai brut, après calcination, était acheminé sur une bande transporteuse qui passait sous deux paires d' électro - aimants sous lesquels d'autres bandes couraient à angle droit par rapport à la bande d'alimentation. La première paire de billes était faiblement magnétisée et servait à prélever tout minerai de fer présent. La deuxième paire était fortement magnétisée et attirait la wolframite, qui est faiblement magnétique. Ces machines étaient capables de traiter 10 tonnes de minerai par jour.
Applications courantes
La séparation magnétique peut également être utilisée dans les grues électromagnétiques qui séparent le matériau magnétique des déchets et des substances indésirables. Ceci explique son utilisation pour les équipements d'expédition et la gestion des déchets . Les métaux indésirables peuvent être retirés des marchandises avec cette technique. Il garde tous les matériaux purs. Les centres de recyclage utilisent souvent la séparation magnétique pour séparer les composants du recyclage, isoler les métaux et purifier les minerais. Les aimants suspendus, les poulies magnétiques et les tambours magnétiques étaient les méthodes utilisées dans l'industrie du recyclage.
La séparation magnétique est également utile dans l'extraction du fer car il est attiré par un aimant .
Une autre application, peu connue mais très importante, consiste à utiliser des aimants dans les industries de transformation pour éliminer les contaminants métalliques des flux de produits. Cela prend beaucoup d'importance dans les industries alimentaires ou pharmaceutiques.
La séparation magnétique est également utilisée dans des situations où la pollution doit être contrôlée, dans le traitement chimique, ainsi que lors de l'enrichissement de minerais non ferreux à faible teneur.
La séparation magnétique est également utilisée dans les industries suivantes : produits laitiers, céréales et meunerie, plastiques, aliments, produits chimiques, huiles, textile, etc.
Séparation magnétique des cellules
La séparation magnétique des cellules est à la hausse. Il est actuellement utilisé dans des thérapies cliniques, plus particulièrement dans la recherche sur les cancers et les maladies héréditaires . La séparation de cellules magnétiques a pris un tournant lorsque, Zborowski, un pionnier de la séparation de cellules immunomagnétiques (IMCS), a analysé la séparation de cellules magnétiques commerciale. Zborowski a découvert des révélations cruciales qui étaient alors utilisées, et sont encore utilisées aujourd'hui, dans la compréhension humaine de la biologie cellulaire . Aujourd'hui, la fabrication de produits thérapeutiques concernant les cancers et les maladies génétiques, innove grâce à ces découvertes.
En microbiologie
Les techniques de séparation magnétique sont également utilisées en microbiologie. Dans ce cas, des molécules de liaison et des anticorps sont utilisés afin d'isoler des organismes viables spécifiques, des acides nucléiques ou des antigènes. Cette technologie permet d'isoler des espèces bactériennes pour identifier et diagnostiquer des gènes ciblant certains organismes. Lorsque les techniques de séparation magnétique sont combinées à la PCR ( réaction en chaîne par polymérase ), les résultats augmentent en sensibilité et en spécificité.
Des filtres magnétiques sont installés sur la tuyauterie de la chaudière pour collecter la magnétite de l'eau en circulation avant qu'elle n'ait une chance de s'accumuler et de réduire l'efficacité du système de chauffage. L'eau circulant autour du système de chauffage capte des morceaux de boue (ou de magnétite) qui peuvent s'accumuler. Le filtre magnétique attire tous ces débris grâce à un aimant puissant au fur et à mesure que l'eau s'écoule autour de lui, empêchant ainsi l'accumulation de boues dans la tuyauterie ou dans la chaudière.
Séparation magnétique à faible champ
La séparation magnétique à faible champ se fait souvent dans des contextes environnementaux tels que la purification de l'eau et la séparation de mélanges complexes. Les faibles gradients de champ magnétique sont des gradients de champ inférieurs à cent teslas par mètre. De la magnétite monodisperse ( ) et des nanocristaux ( ) sont utilisés pour cette technique.
Faible séparation magnétique
Une séparation magnétique faible est utilisée pour créer des produits riches en fer plus propres qui peuvent être réutilisés. Ces produits ont de faibles niveaux d'impuretés et une forte charge en fer. Cette technique est utilisée comme technologie de recyclage. Il est couplé à des fines de laitier sidérurgique ainsi qu'à une sélection de tamisage granulométrique.
Équipements
Avec les avancées technologiques d'aujourd'hui, une variété d'équipements est disponible pour effectuer la séparation magnétique. Les grilles, les plaques magnétiques, les boîtiers magnétiques, les cartouches de base, les poulies , les tambours et les séparateurs autonettoyants sont conçus pour séparer les métaux avec des systèmes de transport par gravité , pneumatiques ou magnétiques .
Les références