高梯度磁分离应用研究进展.docVIP

高梯度磁分离技术研究进展 摘要: 本文介绍了高梯度磁分离技术的发展历史，及其应用领域。 关键词: 高梯度磁分离技术；磁选机；水处理； Abstract: The essay briefly introduces the history of high gradient magnetic separation technique, and it’s application rage. Key words: high gradient magnetic separation technique;magnetic separation; water treatment 1 引言 磁分离技术是一门新兴的环境保护技术。国外自年代开始进行研究以来，磁分离技术作为物理处理技术已在高岭土的脱色增白、煤的脱硫、矿石的精选、生物工程、酶反应工程等领域得到了广泛的应用，并成功地应用于城市工业废水和生活污水、废料、污染的河水、湖水以及饮用水的处理。 磁场梯度 磁场力 永久磁铁式磁分离机 0.5～2 0.5 0.25～1 湿式强磁场分离机 10～20 100～200 1000～4000 HGMS(高梯度磁分离机) 20 2000～200000 40000～400000 2.高梯度磁分离技术发展历史 1967年 8月 ,美国的 Iancelli J博士将 Frantz磁选机的早期高梯度与 Jone磁选机的强磁场结合起来 ,形成第一台高梯度磁选机的雏形[]。1972年 ,太平洋电机公司 ( PEMC )制成第一台 PEM84周期式高梯度磁选机。美国治亚洲和英国康沃尔郡曾用这种磁选机提纯高岭土[]。1975年 ,萨拉磁力公司制造了第一台周期式高梯度磁滤机 SALA214 - 14 - 5用于处理钢厂废水[]。荷兰 Smit - Nymegen公司专门开发了一种污水处理用高梯度磁过滤器,并成功地进行了工业试验Mattias Franzred 等人针对电磁高梯度过滤器能耗高的问题,开发出了一种专用于污水处理的 Carousel 永磁型 HGMF,连续试验表明, 在最优工艺条件下,含磷废水经该设备处理后,出水中磷含量可降至0.5mg/L以下,去除率达80%以上4L中试场，中试发现采用Sirofloc工艺仅需15min即可清除污水中85%固体悬浮物和90%油脂，比常规方法快近40倍，经此中试场处理后的污水，己净化到足以某些工业再利用或直接排放入海。尤其引人瞩目之处还在于：它作为一项快速和简易方法，可作为污水进一步处理的前段工序，而且Sirofloc工艺全套设施紧凑(仅为传统的1/5)，十分适宜于空间有限的城市。针对城市污水磷含量高，导致水体富营养化的问题，早在1973年，De.Latour就开展了HGMF去除污水中磷的可行性探索试验研究[33]，据报道最早的工业试验则由荷兰Smit-Nymegen公司完成，该公司开发了一种专门用于污水处理高梯度磁过滤器(aquamag)，该过滤器采用周期式作业，工作背景场强为0.2T[34]，日本东京市政管理局也开展了HGMS除磷的半工业试验，试验采用Solenord型高梯度过滤器，作业场强为0.3T[35]开展了城市污水的磁种絮凝——高梯度磁分离净化工艺及其理论机理的研究，试验表明，磁种絮凝——高梯度磁分离净化工艺能显著降低城市污水中的COD，BOD5及SS含量，并对磷、重金属等污染物去除有特效，同时又具有很强的杀菌作用。 3.2 在燃煤脱硫中的应用 硫以两种形式存在于煤中，一种是无机硫，即黄铁矿，一种是有机硫，属碳氢化合物的组成部分。黄铁矿是顺磁性的，煤是抗磁性的，两者磁性不同，因此高梯度磁分离技术就成为燃煤脱硫的一种方法。用高磁分离对煤脱硫可分为湿法、干法和溶剂精制(SRC)三种。湿法首先由S.C.Trindade和H.Kolm对巴西煤进行实验，旨在降低硫和灰份的含量，得到适合于冶金用的优质煤[37,38,39]另外，冯.德里尔详细的描述了用HGMS法分选西德四种不同类型煤的实验[40]。干法脱硫是是把煤粉碎后用空气或氮气作载体通过高磁分离器，表2列出了弗里.波特和肯塔基煤的高梯度磁选结果。 表2 煤的高梯度干法磁选结果 煤 低的流速m/s 降低率（%） 热量回收率% S 灰分 弗里波特（Free Pott）(-150+75μm) 0.25 63.3 56.3 94.7 0.46 61.7 62.0 95.6 肯塔基（Kentucky）(-600+150μm) 0.25 19.9 49.1 93.0 0.46 18.4 40.8 93.9 0.25 23.0 45.6 89.2 0.46 23.0 51.9 92.4 SRC方法仍处于一种半工业实验阶段，处理能力50吨/天，但它是一个