[发明专利]用于将能磁化的颗粒从液体中分离的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将能磁化的颗粒从液体中分离的一种装置和一种方法，该装置具有管状的反应器，该管状的反应器能由液体流过，并且该管状的反应器具有带有至少一个第一磁体的第一区域以及带有至少一个第二磁体的第二区域，其中，第一区域和第二区域沿着管状的反应器的纵轴线依次连续地布置。

背景技术

用于分离液体中的磁性颗粒或者说能磁化颗粒的方法另外还被用于矿砂分离或者用于水处理。其中，能磁化的颗粒在这种方法中经过磁化或者已经被磁化。能磁化的颗粒的概念也涵盖了磁性颗粒的概念。能磁化的颗粒例如是从铁矿石中获取的磁铁矿（Fe₃O₄）-颗粒。

预先制备的能磁化的颗粒也能被用于借助使用例如起化学作用或者物理激活的能磁化的颗粒的方式来获取矿砂中的化合物。此外，借助能磁化的颗粒还能从溶液中分离微量元素、分离出悬浮液中的固体材料或者使具有不同相的液体相互分离。

经过精细碾磨的矿砂可被用作固体材料，借助水使该矿砂悬浊。然后，矿砂的成分可直接地或者在加入能磁化的颗粒之后，以化学或物理的方式与颗粒结合。作为物理结合例如可使用库伦-相互作用，并且作为化学结合可使用硫化物功能。“装载”矿砂成分的能磁化的颗粒或者能磁化的矿砂颗粒可通过磁场从液体中分离并且进行进一步加工。在此之后，在“装载”的颗粒中，能将结合的矿砂成分与磁性颗粒解离。这些颗粒可重新被用于前述流程。

还能取代固体材料，借助该方法例如在水处理中使具有不同相的液体相互分离。因此，例如能通过使油化合物以化学或者物理的方式与能磁化的颗粒相结合的方式而将油与水分离。“装载”的能磁化的颗粒能与矿砂相类似地从液体中分离。这些颗粒能如上所述地重复使用。

例如由专利文献WO 2010/031613 A1已知的一种公知的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的系统基于具有行波磁场的管状的反应器。行波磁场通过电磁体产生，该电磁体沿着管状的反应器的纵轴线布置在反应器的圆周上。由该电磁体产生的磁场一方面作用于能磁化的颗粒在反应器的壁的方向上的运动。行波场另一方面作用于能磁化的颗粒沿着壁运动直至到达反应器的一个区域，在这个区域中，能磁化的颗粒被从反应器中吸出。

为了能够借助磁场完全穿过液体并且能够使液体中的所有能磁化的颗粒均在反应器的壁的方向上运动，由电磁体产生的磁场必须被设计得很强。这也就等同于意味着电磁体的较高的能耗。此外，强大的磁场能导致能磁化的颗粒强力地附着在壁上。那么，能磁化的颗粒沿着壁的运动就要求有较高的、可随着时间改变的磁场梯度，所述磁场梯度则又意味着电磁体的较高的能耗以及在设置和控制电磁体时的较高的技术投入。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种装置和一种方法，在其中能够实现能磁化的颗粒在行波场的磁场强度降低的情况下可靠地运动并且由此与已知的装置和方法相比实现电磁体的降低的能耗。此外，本发明的目的在于，提出在减少了技术投入的情况下可靠运行的一种装置和一种方法。

所提出的目的在用于将能磁化的颗粒从液体中分离的装置方面利用权利要求1所述的特征得以实现，并且在用于将能磁化的颗粒从液体中分离的方法方面利用权利要求7所述的特征得以实现。

根据本发明的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的装置以及根据本发明的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的方法的有利的设计方案由各个从属权利要求中得出。其中，并列的权利要求所述的特征可相互组合并且与从属权利要求的特征相组合。

根据本发明的用于将能磁化的颗粒从液体中分离的装置包括管状的反应器，该管状的反应器能由液体流过。管状的反应器具有第一区域和第二区域，其中，第一区域和第二区域依次连续地沿着管状的反应器的纵轴线布置。在第一区域中布置至少一个第一磁体并且在第二区域中布置至少一个第二磁体。至少一个第一磁体是永磁体，并且至少一个第二磁体是电磁体。在使用多个第一磁体的情况下，该第一磁体是永磁体，并且在使用至少多个第二磁体的情况下，该第二磁体是电磁体。

通过除了使用电磁体外在不同的空间区域内另外使用永磁体的方式，能够产生空间上相互分离的磁场，而无需额外的能量消耗。

至少一个电磁体能设计为用于沿着管状的反应器的纵轴线、特别是在第二区域中产生行波磁场。该磁场当然也能超出第二区域。该行波场能设计为用于基本上平行于管状的反应器的纵轴线定向地输送能磁化的颗粒。此外，能磁化的颗粒能基本上沿着管状的反应器的壁输送或运动。