[发明专利]一种基于横向对极式磁悬浮结构的磁分离装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于横向对极式磁悬浮结构的磁分离装置及方法，属于磁分离领域。包括非导磁基座(1)、透明非导磁容器(2)、滑动组件(4)、磁体组件(5)和固定组件；所述磁体组件(5)垂直固定于所述非导磁基座(1)上，可沿所述滑动组件(4)滑动并通过所述固定组件进行锁定；所述磁体组件(5)包括相对放置的两个磁体，所述透明非导磁容器(2)置于所述两个磁体的正中间；所述非导磁基座(1)中间开有一孔槽，容纳所述透明非导磁容器(2)沿其轴向上下移动。本发明具有开放式的操作区间，易于对待处理对象和容器进行操作；而且进行分离处理的结果不受待处理对象形貌的影响。

技术领域

本发明属于磁分离领域，更具体地，涉及一种基于横向对极式磁悬浮结构的磁分离装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展与人类经济活动规模的扩大，包括电子垃圾等在内的多类废旧物料也在逐渐堆积，由于填埋与焚烧的方式会给环境带来极大的负担且造成极大的浪费，将其进行回收再利用已成为现阶段及未来的理想处理方式。典型的可回收物料包括金属、玻璃以及塑料等，然而废旧物料的混杂度高且形态各异，为了保证回收利用的有效性和可加工性，分离处理成为了废旧物料资源化的首要步骤，分离效率和分离质量对后续的回收处理与资源再生有着重要影响。

基于磁阿基米德效应的分离方法是利用待处理对象与背景介质之间的磁化强度差异而产生梯度磁场力，与待处理对象本身的重力和浮力进行平衡，使得不同密度的待处理对象在顺磁性的背景介质中稳定悬浮于不同的高度而得到分离，突破了传统密度分选仅能处理二元混合物的限制，因其经济性、无标记且操控灵活等优势成为目前的新型分离方法之一，相关研究已表明其可应用于电子废弃物、金属以及塑料等材料的分离处理之中。在已有研究中，永磁体因具有结构简单、不发热、易产生高磁场梯度以及价格低廉等优点，是磁悬浮分离系统常用的一种磁场源。目前文献报道主要有以下两种磁体结构用于磁分离，一是基于“标准磁悬浮系统”的塑料分离方式(Zhao P,et al.Separation of mixed wasteplastics via magnetic levitation.Waste Management,2018,76:46-54)，在进行样品加载或实施分离时均需将容器从磁体区域移出，容器内的样品不便于直接取出，因此增加了分离操作的复杂度，实际可操作性较差。二是基于侧向单磁体的“磁投射”的塑料分离方式(Xuechun Zhang,et al.Magnetic projection:A novel separation method and itsfirst application on separating mixed plastics.Waste Management,2019,87:805-813)，利用放置于容器侧边的单永磁体所产生的排斥力使塑料投射在容器底部的不同位置从而实施多元分离，但塑料在投射过程中所受的阻力与其形貌有关，因此该方式的分离效果会受到待处理对象形貌的影响。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于横向对极式磁悬浮结构的磁分离装置及方法，旨在解决现有磁悬浮分离装置中工序繁琐，以及分离结果受到待处理对象形貌影响的问题。

为实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种基于横向对极式磁悬浮结构的磁分离装置，包括非导磁基座、透明非导磁容器、滑动组件、磁体组件和固定组件；

所述磁体组件垂直固定于所述非导磁基座上，可沿所述滑动组件滑动并通过所述固定组件进行锁定；

所述磁体组件包括相对放置的两个磁体，所述透明非导磁容器置于所述两个磁体的正中间；

所述非导磁基座中间开有一孔槽，容纳所述透明非导磁容器沿其轴向上下移动。

进一步地，磁体组件为一对横向对极式放置的永磁体或永磁体阵列或电磁体。

进一步地，当磁体组件为一对横向对极式放置的永磁体阵列时，采用五级永磁体构成的Halbach永磁体阵列。