本发明专利技术提供一种磁性颗粒的粒径连续式气液界面跳汰磁分选装置，包括带有皮带(1)的传送装置(2)、超强磁铁组(3)、出料装置(4)、颗粒收集池(5)和用于容纳分散液的容器(6)；传送装置(2)安装于容器(6)的上方，皮带(1)的表面粗糙度使得分选出的磁性颗粒随皮带(1)移动，超强磁铁组(3)安装于上侧皮带和下侧皮带之间且与上侧皮带和下侧皮带均不接触，超强磁铁组(3)、出料装置(4)和颗粒收集池(5)的位置以及皮带(1)的传动方向被设置为使得颗粒收集池(5)收集到分选出的磁性颗粒。应用所述装置能够实现不同粒径范围的磁性颗粒的粒径连续式分选。所述装置结构简单，工作效率高，容易加工，制作成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性颗粒的分选领域，特别涉及一种能够实现磁性颗粒的粒径连续式磁分选的装置。
技术介绍
磁性颗粒具有很多独特的性能，因而被广泛应用于化工、冶金、生物技术和生物医学等领域，例如用于磁流体、磁记录材料、催化剂或催化剂载体、微波吸收材料、细胞分离、 免疫检测、蛋白质纯化、核酸分离、靶向药物和固定化酶等领域。近二十年来，单分散磁性颗粒在磁场控制光子晶体组装方面也发挥了重要作用。根据用途不同，需要对不同粒径范围的磁性颗粒进行连续式分选，这已经成为磁性颗粒相关技术中的关键技术之一。目前，磁性颗粒分选装置主要包括湿法磁分选装置和干法磁分选装置两种，湿法磁分选装置如永磁筒式磁选机、磁力脱水槽等；干法磁分选装置如永磁双筒磁选机、 磁滚筒等。现有的磁分选装置，例如 ZL200720158038. 7、CN1915528A、CN101214465A、 CN101214466AXN101590445A.ZL200720025266. 7 和 ZL200720159669. 0 等专利中提供的磁分选装置，不论是干法磁分选装置还是湿法磁分选装置，都只能将磁性颗粒和非磁性颗粒分离开来，而不能实现磁性颗粒的粒径连续式分选。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够实现磁性颗粒的粒径连续式磁分选的装置。本专利技术提供的磁性颗粒的粒径连续式气液界面跳汰磁分选装置包括带有皮带的传送装置、超强磁铁组、出料装置、颗粒收集池和用于容纳分散液的容器；传送装置安装于容器的上方，皮带的表面粗糙度使得分选出的磁性颗粒随皮带移动，超强磁铁组安装于上侧皮带和下侧皮带之间且与上侧皮带和下侧皮带均不接触，超强磁铁组、出料装置和颗粒收集池的位置以及皮带的传动方向被设置为使得颗粒收集池收集到分选出的磁性颗粒。优选地，所述装置还包括位于容器下方的可调支架，该可调支架用于调节所述容器的高度。所述容器的大小依分选产率而定。所述超强磁铁组包括一块或者多块永磁铁，且所述超强磁铁组至少包括钕铁硼永磁铁组、钐钴永磁铁组或者其组合永磁铁组。所述出料装置包括斜面形出料装置、凹槽形出料装置或皮带传送式出料装置。优选地，所述超强磁铁组下表面与下侧皮带之间的缝隙为二者之间不产生摩擦的最小距离。优选地，所述超强磁铁组的下表面形状要与所述容器的上开口面的形状相同，且所述超强磁铁组的下表面面积要大于或等于所述容器的上开口面的面积。优选地，所述皮带要能够覆盖所述容器的整个上开口面。分散液装在所述容器中，分散液为磁性颗粒和分散介质的混合物。针对不同种类的磁性颗粒需要选取不同的分散介质，分散介质的选取原则为磁性颗粒不溶于所选分散介质，却可以在分散介质中均勻分散，且成本低，例如，需要分选的磁性颗粒为!^e3O4或聚苯乙烯(PM)Z^e3O4颗粒时，选取蒸馏水作分散介质；需要分选的磁性颗粒为Al2O3Z^e3O4颗粒时，选取无水乙醇作分散介质；需要分选的磁性颗粒为^O2Ae3O4颗粒时，选取体积浓度为 50 %的醇水混合液作分散介质。本专利技术提供的磁分选装置的工作原理是气液界面跳汰磁分离，具体为在超强磁铁组产生的磁场作用下，分散液中的磁性颗粒沿磁场方向向上运动并通过分散液液面，被吸附到下侧皮带上；由于不同粒径的磁性颗粒通过气液界面时受到的阻力不同，所以当分散液液面与下侧皮带之间的磁场强度固定不变时，被吸附到下侧皮带上的磁性颗粒的大小将介于特定的粒径范围之内；之后，吸附在下侧皮带上的磁性颗粒被皮带传送；当吸附在下侧皮带上的磁性颗粒被传送至出料装置时，磁场作用力消失，磁性颗粒脱离皮带并掉落在颗粒收集池内，从而分选出特定粒径范围的磁性颗粒。通过调节超强磁铁组下表面与分散液液面之间的距离(即改变二者之间的磁场强度大小)、选用不同材质的超强永磁铁和/ 或选用不同的分散介质得到不同粒径范围的磁性颗粒。应用本专利技术提供的磁分选装置能够分选出的磁性颗粒的粒径计算公式为dp、 h + Q 1 a⑴]j Pp式中dp为能够被分选出的磁性颗粒的粒径，m;nla为空气与分散介质的界面混合粘度，；Vla为磁性颗粒沿磁场方向向上运动至空气与分散液界面时的速度，m/s ;Ρρ 为磁性颗粒的密度，为空气中的磁导率，且= X10_7Wb/(m*A) 为磁性颗粒的比磁化率，m3/kg ；H为超强磁铁组表面的磁场强度，A/m ；h为超强磁铁组下表面与分散液液面之间的距离，m ；g为重力加速度，且g = 9. 81m/s2.本专利技术具有如下有益效果应用所述装置能够实现不同粒径范围的磁性颗粒的粒径连续式分选。应用所述装置能够分选出的磁性颗粒包括狗304、Si02/Fe304, Al203/Fe304、Zr02/Fe304、PStz^e3O4、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/^e3O4和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)/^e3O4磁性颗粒中的一种或多种。所述装置结构简单，工作效率高，装置制作材料选择范围宽，容易加工，制作成本低。附图说明图1为根据本专利技术实施例1的磁性颗粒的粒径连续式气液界面跳汰磁分选装置示意图；图2为根据本专利技术实施例2的磁性颗粒的粒径连续式气液界面跳汰磁分选装置示意图。具体实施例方式下面以分选Fe53O4和&02/ ^304磁性颗粒为例，对本专利技术提供的磁分选装置做进一步的说明。实施例1如图1所示，所述装置包括带有皮带1的传送装置2、超强磁铁组3、出料装置4、颗粒收集池5、用于容纳分散液的容器6和可调支架7。容器6由无机玻璃制成，置于超强磁铁组3的正下方，可调支架7位于容器6的下方，且容器6的高度可通过可调支架7调节。 传送装置2安装于容器6的上方，皮带1覆盖了容器6的整个上开口面，且皮带1的表面粗糙度使得分选出的磁性颗粒随皮带1移动。超强磁铁组3采用钕铁硼永磁铁组，超强磁铁组3安装于上侧皮带和下侧皮带之间且与上侧皮带和下侧皮带均不接触，超强磁铁组3下表面与下侧皮带之间的间距为2. 5mm。超强磁铁组3的下表面形状与容器6的上开口面的形状相同，且超强磁铁组3的下表面面积大于容器6的上开口面的面积。容器6的侧壁上连接有出料装置4。出料装置4采用斜面形出料装置。超强磁铁组3、出料装置4和颗粒收集池5的位置以及皮带1的传动方向被设置为使得颗粒收集池5收集到分选出的磁性颗粒。应用所述装置分选!^e3O4磁性颗粒的具体步骤为(1)制备含!^e3O4磁性颗粒的分散液，其中!^e3O4磁性颗粒的质量浓度为0. 5%， !^e3O4磁性颗粒的粒径范围例如为0. 1-2 μ m，分散介质为蒸馏水；采用机械搅拌和超声分散使R3O4磁性颗粒均勻分散在分散介质中；(2)将步骤(1)制备的含!^e3O4磁性颗粒的分散液加入到容器6中，分散液的液面高度约为0. 2cm ；(3)如果拟分选粒径dp > 1 μ m的狗304磁性颗粒，则利用已知参数数值nlavla =1. 88 X KT6Pa · m，Pp = 5180kg/m3，μ 0 = 4 π X KT7Wb/(m · A)，χ0 = l(T3m3/kg，H = 1. 6X 105Α/π^Π g = 9. 81m/s2,由公式(1)计算可得所需的超强磁铁组3下表面与分散液液面之间的距离h为5. Omm ；(4)调节容器6的高度使超强磁铁组3下表面与分散液液面之间的距离为5. Omm本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．磁性颗粒的粒径连续式气液界面跳汰磁分选装置，其特征在于，该装置包括带有皮带（１）的传送装置（２）、超强磁铁组（３）、出料装置（４）、颗粒收集池（５）和用于容纳分散液的容器（６）；传送装置（２）安装于容器（６）的上方，皮带（１）的表面粗糙度使得分选出的磁性颗粒随皮带（１）移动，超强磁铁组（３）安装于上侧皮带和下侧皮带之间且与上侧皮带和下侧皮带均不接触，超强磁铁组（３）、出料装置（４）和颗粒收集池（５）的位置以及皮带（１）的传动方向被设置为使得颗粒收集池（５）收集到分选出的磁性颗粒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，安莎，鄢琳，马玉涛，刘博，段武彪，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。