给水中加点“磁”,让污水瞬间变纯净水,净化效率高达99%

一项新发现表明,具有 状结构的NiZn已通过3D打印和固态反应从早期前驱体有效制造,这使得磁分离可以用于水的净化。
由于农业和工业活动的增加,水污染是全世界日益关注的问题,这可能导致各种危险的疾病。因此,净化水至关重要,因为它是人类最基本的要求之一。从财务角度来看,特别需要用于去除水中污染物的低成本材料。
磁选技术的进步为这一领域带来了曙光,使人们能够利用磁场净化水。通常,磁场敏感过滤器可用于提供强磁场梯度,以实现有效的磁分离。因此,磁过滤器的设计过程和质量对于提高磁选捕集效率至关重要。
磁选是最常用的选矿技术之一。它用于分离具有不同磁性的矿物。磁选通常是一种废物管理过程,使用磁铁从垃圾中提取金属。由于材料被收集在一起并分离进行加工,因此在单一和混合回收流中最为常见。由于陶瓷材料的发现,永磁体现在可以用于分离。
到20世纪70年代末,磁选经历了另一次演变,出现了三种新型的磁选设备,即高架磁选机、磁滑轮和磁鼓。从那时起,这三种技术已被用于回收业务,将金属从可回收材料中分离出来。
NiZn铁氧体磁选净化技术

具有理想设计和优异质量的磁性材料正变得越来越重要。本研究采用3D打印和固态反应成功构建了具有 状结构的NiZn铁氧体。
锌浓度为0.4的NiZn铁氧体的磁化强度显著增加至77 emu/g,这一数值远高于Ni铁氧体。这不仅是由于众所周知的阳离子分散体,还由于晶粒发育的极高结晶度。
结果表明,具有复杂 状结构的NiZn铁氧体用于磁选,并模拟了磁化力分布。总的来说,NiZn铁氧体的3D打印吸引着大规模的使用,它也为磁选开辟了一条可行的道路。
利用高梯度进行磁选是一种典型的方法。在该技术中起关键作用的磁性基质,是高梯度磁选过程的一个重要因素。一般来说,磁性基质提供了较大的磁场梯度,因此产生了磁力,用于分离不同的磁性颗粒。
当外加磁场被去除时,可以获得截留在基体表面的磁性粒子。由于其高磁导率和耐腐蚀性,印刷NiZn铁氧体被用作磁化基体,而不是许多不锈钢丝。过滤后,所构建的系统能够使用NiZn铁氧体作为磁过滤器捕获Fe3O4磁粉。
研究发现磁粉的净化效率大于99%。这主要是由于NiZn铁氧体(锌含量为0.4)具有改进的磁场梯度。当使用镍铁氧体作为磁性过滤器时,去除效率约为90%。结果表明,具有优异磁特性的NiZn铁氧体比Ni铁氧体具有更好的磁选性能。
据 道,磁丝区域的最佳磁场强度可以大大提高磁通密度。此外,由于磁性基质使强磁场失均化,微小的直径将导致磁场梯度显著增加。因此,较小的灯丝直径会增加磁场梯度,从而增加磁力。
这可能会增加磁场梯度以促进磁粉捕获,并且一旦外部磁场被移除,收集的磁粉可以被回收。基于挤压的3D打印可用于创建具有合适形状的NiZn铁氧体作为磁性过滤器。
另一方面,磁性铁氧体主要受其微观结构的影响,而微观结构严重受生产工艺的影响。印刷铁氧体的磁性分布和颗粒捕获能力的研究仍在进行中。

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