способ регенерации магнитной жидкости

Формула изобретения

1. Способ регенерации магнитной жидкости, включающий удаление магнитной жидкости с поверхности разделенного материала вместе с отмывающей жидкостью и последующее выделение из полученной смеси магнитной жидкости рабочей концентрации, отличающийся тем, что в качестве отмывающей жидкости используют легкокипящий индивидуальный углеводородный растворитель или легкую углеводородную фракцию, выкипающую до 120°С, а выделение из полученной смеси магнитной жидкости рабочей концентрации осуществляют путем нагревания этой смеси до температуры, не превышающей температуру кипения отмывающей жидкости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве легкокипящего индивидуального углеводородного растворителя используют углеводороды С₇ или C₈ , а также содержащие их в любом соотношении фракции, а в качестве легкой углеводородной фракции, выкипающей до 120°С, используют, например, петролейный эфир.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что легкокипящий углеводородный растворитель или легкую углеводородную фракцию, оставшиеся на поверхности разделенных материалов после выделения магнитной жидкости, удаляют паром с последующим отделением углеводородной фазы для повторного использования ее для отмыва магнитной жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области магнитного обогащения полезных ископаемых и предназначено для регенерации магнитных жидкостей преимущественно на углеводородной или кремнийорганической основе с целью их дальнейшего многократного использования.

Известен способ регенерации магнитной жидкости, включающий подачу продуктов обогащения, смоченных магнитной жидкостью, в рабочую ванну, заполненную водой, одновременное воздействие на полученную смесь неоднородным магнитным полем и ультразвуковыми колебаниями и вывод продуктов регенерации (см. авт. свид. СССР №1781895, МПК ⁶ В03С 1/30, опубл. 10.06.1996 г.).

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются удаление магнитной жидкости (МЖ) с поверхности разделенного материала и вывод промежуточных продуктов регенерации.

К недостаткам известного способа относится необходимость в аппарате, создающем градиентное магнитное поле, и аппарате, создающем ультразвуковые колебания, используемых для извлечения МЖ. Кроме того, недостатком известного способа является неполное удаление стабилизированных частиц магнетита с поверхности разделенного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации магнитной жидкости, в котором магнитную жидкость извлекают из водной эмульсии после отмыва ее с поверхности разделенного материала водой или водным раствором поверхностно-активного вещества, причем извлечение магнитной жидкости проводят в аппарате с неоднородным магнитным полем. Водный отмывающий состав перед отмывкой охлаждают (см. авт. свид. СССР №1459713, МПК⁴ В03В 5/30, опубл. 23.02.1989 г.).

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются удаление магнитной жидкости с поверхности разделенного материала вместе с отмывающей жидкостью и выделение из полученной смеси магнитной жидкости рабочей концентрации.

К недостаткам известного способа относятся необходимость дополнительного аппарата с устройством для отмыва магнитной жидкости, аппарата с градиентным магнитным полем для извлечения МЖ и аппарата для охлаждения водного отмывающего состава. Кроме того, недостатком известного способа является неполное удаление стабилизированных частиц магнетита с поверхности разделенного материала. При использовании для отмыва МЖ поверхностно-активных веществ (ПАВ) основным недостатком известного способа является невозможность повторного использования МЖ из-за снижения агрегативной ее устойчивости, обусловленной попаданием в магнитную жидкость ПАВ.

Техническая задача заключается в упрощении процесса регенерации, снижении энергозатрат, снижении потерь дисперсных частиц и в возможности получения магнитной жидкости, пригодной для повторного использования в процессах обогащения полезных ископаемых.

Поставленная задача достигается тем, что в способе регенерации магнитной жидкости, включающем удаление магнитной жидкости с поверхности разделенного материала вместе с отмывающей жидкостью и последующее выделение из полученной смеси магнитной жидкости рабочей концентрации, в качестве отмывающей жидкости используют легкокипящий индивидуальный углеводородный растворитель или легкую углеводородную фракцию, выкипающую до 120°С, а выделение из полученной смеси магнитной жидкости рабочей концентрации осуществляют путем нагревания этой смеси до температуры, не превышающей температуру кипения отмывающей жидкости.

Кроме того, в качестве легкокипящего индивидуального углеводородного растворителя используют углеводороды С ₇ или C₈, а также содержащие их в любом соотношении фракции, а в качестве легкой углеводородной фракции, выкипающей до 120°С, используют, например, петролейный эфир.

Кроме того, легкокипящий углеводородный растворитель или легкую углеводородную фракцию, оставшиеся на поверхности разделенных материалов после выделения магнитной жидкости, удаляют паром с последующим отделением углеводородной фазы для повторного использования ее для отмыва магнитной жидкости.

Заявляемая совокупность признаков позволяет упростить процесс регенерации магнитной жидкости за счет того, что стадию выделения отмывающей жидкости (углеводородного растворителя) из разбавленной МЖ проводят в обычном аппарате для отгонки. Кроме того, в предлагаемом способе отсутствует необходимость в дополнительном энергоемком аппарате, создающим сильное неоднородное магнитное поле, для извлечения МЖ из полученной после отмыва смеси. Кроме этого, при отмыве магнитной жидкости углеводородным растворителем стабилизированные частицы магнетита практически полностью удаляются с поверхности разделенных материалов, т.е. снижаются потери дисперсных частиц. Как правило, полученная после регенерации МЖ обладает достаточной устойчивостью в градиентном магнитном поле, чтобы ее можно было использовать для разделения немагнитных материалов по плотности.

Предлагаемый способ регенерации магнитной жидкости осуществляют следующим образом. Разделенный материал, смоченный МЖ, помещают в моечную машину, в которой его промывают отмывающей жидкостью, где даже пористые частицы удается отмыть от МЖ до любой степени чистоты. В качестве отмывающей жидкости используют легкокипящий индивидуальный углеводород или легкую углеводородную фракцию, выкипающую до 120°С. Отмывающей жидкостью могут служить углеводороды C₇ или C₈ , а также содержащие их в любом соотношении фракции или фракции углеводородов, выкипающих до 120°С, например петролейные эфиры, скеллизольвы - смеси насыщенных углеводородов. Отмывающую жидкость из смеси ее с МЖ удаляют путем упаривания и доводят концентрацию дисперсных частиц в МЖ до рабочей.

Используя обычное лабораторное оборудование, можно легко удалить отмывающую жидкость из смеси ее с МЖ рабочей концентрации, учитывая, что начало кипения керосина или кремнийорганической (дисперсионной среды МЖ) не ниже 150°С.

Предлагаемый способ можно использовать для регенерации МЖ на углеводородной или кремнийорганической основе. При этом после отмыва МЖ поверхность разделенного материала остается смоченной только отмывающей жидкостью - легкокипящим углеводородным растворителем. Легкокипящий углеводородный растворитель удаляют с поверхности разделенного материала паром и используют повторно после разделения с водой.

Для того чтобы отрегенерированную МЖ можно было многократно использовать при обогащении полезных ископаемых, в ряде случаев необходимо повысить ее устойчивость в градиентном магнитном поле, для чего в отрегенерированную МЖ добавляют стабилизатор в количестве 0,5-4,0% от веса магнетита. Недостаточно высокая устойчивость отрегенерированной МЖ в градиентном магнитном поле объясняется тем, что разделяемый материал, вернее его часть может обладать более сильными адсорбционными свойствами, и это приводит к частичному оголению магнетита и к агрегированию частиц магнетита, а следовательно, к снижению устойчивости такой МЖ. Это подтверждается результатами расслоения МЖ в градиентном магнитном поле. Количество добавляемого стабилизатора не превышает 4,0% от содержания магнетита и определяется временем пребывания МЖ в сепараторе в процессе обогащения полезных ископаемых. В качестве стабилизатора используют одни из наиболее часто используемых стабилизаторов, например олеиновую кислоту, фракции синтетических жирных кислот или нафтеновые кислоты.

Пример. Отмыв продуктов сепарации с МЖ в количестве 2 кг проводят смесью, в основном из гептанов, выкипающих в пределах 88-100°С. Промывку проводят тремя порциями, собирая каждый раз отмывающую жидкость в разные емкости. Вторую и третью порции сливают вместе и используют для отмыва продуктов сепарации новой партии разделенного материала, а первую порцию отмывающей жидкости помещают в аппарат для отгонки легкой фракции. Аппарат для отгонки легкой фракции аналогичен аппарату для разгонки нефти. Использование такого аппарата позволяет легко отделить отмывающую жидкость (углеводородный растворитель) от МЖ, отмытой с поверхности разделенного материала. Полученную МЖ разделяют на две порции, в одну из которых добавляют олеиновую кислоту в количестве 2% от веса магнетита, и обе порции помещают в градиентное магнитное поле для проверки их устойчивости. После часовой выдержки образцов в градиентном магнитном поле образец, в который была добавлена олеиновая кислота, показал высокую устойчивость в градиентном магнитном поле. Его плотность (1,16 г/см ³) не изменилась. Плотность образца, в который не добавлялась олеиновая кислота, снизилась до 1,13 г/см³ , что свидетельствует о снижении устойчивости образца МЖ после использования его в процессе сепарации. После добавления во вторую порцию такого же количества (по объему) фракции нафтеновых кислот и тщательного перемешивания в течение 0,5 часа образец показал высокую устойчивость в градиентном магнитном поле.

Разделенный материал после смыва МЖ был обработан паром, в результате чего 60 мл углеводородного растворителя удалось возвратить в процесс регенерации МЖ.

Таким образом, предлагаемый способ регенерации магнитной жидкости позволяет практически полностью вернуть для повторного использования МЖ без снижения ее устойчивости. При этом предлагаемый способ не предполагает использование аппаратов с сильным градиентным магнитным полем и воздействие ультразвуком для МЖ на углеводородной основе водой или водным раствором ПАВ, которое, по-видимому, используется в известном способе. Наконец, снижение агрегативной устойчивости отрегенерированной в известном способе МЖ, связанное с попаданием в нее ПАВ, значительно усложняет ее повторное использование.