Magnetické vlastnosti odpadových materiálů a analýza možností jejích recyklace pomocí magnetických separátorů.

Jana Repková

Disertační práce

Magnetic properties of waste materials and analysis of their recycling process using magnetic separators.

Anotace:

Předložená dizertační práce se zabývá magnetickou separací mikro/nanočástic obsažených v kapalných suspenzích pomocí nově vyvinutých prototypů magnetických rozdružovačů. Tyto magnetické separátory jsou funkčními vzorky vlastní výroby pro magnetickou separaci vody, které slouží k zachytávání para, fero a ferimagnetických minerálních nečistot v proudu kapalných látek. Tyto odlučovače jsou sestrojeny se dvěma nebo čtyřmi NdFeB magnety uspořádané symetricky kolem centrální separační cely a vytváří vysoký gradient magnetického pole. Vysoký gradient magnetického pole je vytvořen v separační cele pomocí matrice. Hlavním tématem práce je experimentální ověření poměru toku částic magnetické separace pomocí teoretického modelu na dvou kapalných suspenzích a následné srovnávání s vytvořeným teoretickým fyzikálním modelem. Pro samotný experiment je zvolena kapalná suspenze obsahující slabě magnetické částice Fe2O3 a druhá suspenze je metalurgický kal. Celý proces separace je vyhodnocován pomocí optických metod a částečně také pomocí plamenové atomové absorpční spektrometrie. Matematické modely separátorů s permanentními magnety jsou také obsahem práce. Modely byly vytvořeny metodou konečných prvků v software ANSYS a následná optimalizace použitím Halbachových sestav permanentních magnetů. Výsledky modelování byly využity při výrobě nového laboratorního magnetického separátoru s Halbachovou sestavou permanentních magnetů.

Abstract:

This dissertation thesis deals with magnetic separation micro/nano - particles contained in the liquid suspensions by using newly developed prototypes of magnetic separators. These magnetic separators are functional samples own production for magnetic separation of water, which used to capturing the paramagnetic, ferromagnetic and ferrimagnetic mineral impurities in the stream of liquid substances. These separators are mounted with two or four NdFeB permanent magnets symmetrically around a central separation cell and generate high gradient magnetic field, such a field is created in a separation cell via steel matrix. The main theme of the work is an experimental verification of magnetic separation particle flow ratio using the theoretical model on two liquid suspensions and subsequent comparison with the established theoretical physical model. For the experiment itself is selected liquid suspension containing weakly magnetic particles of Fe2O3 and the second metallurgical sludge suspension. The whole separation process is evaluated by means of optical methods and partially by atomic absorption spectroscopy. Mathematical models of separators with permanent magnets are also discussed in this thesis. Models were created through finite element method by software ANSYS and subsequent optimization using Halbach arrays of permanent magnet. The modeling results were used for the production of a new laboratory magnetic separator with Halbach array of permanent magnets.

Klíčová slova

Fe2O3 částice, fotometrie, Halbachova sestava, magnetická separace, metalurgický kal, permanentní magnety, turbidimetrie, vysokogradientní magnetická separace

Keywords

Fe2O3 particles, Halbach array, high gradient magnetic separation, magnetic separation, metallurgical sludge, permanent magnets, photometry, turbidimetry

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 11. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 3. 2016
• Vedoucí: Michal Lesňák
• Oponent: Pavel Straka, Jaroslav Vlček, Vilém Mádr

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fyzika / Aplikovaná fyzika