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1 操作前准备本机具有以下主要技术参数:电源电压:220v±22V;电机功率:15W;电机转速:50转/分;刮刀转速:50转/分;电磁铁吸力:40±2公斤;最大试样量:1公斤;回收率:不小于95%;操作前要满足以上要求。2 使用方法从平均样品中称试样1公斤,倒入仪器上部的容器内,接通电源,先按下“通磁”开关,再按下电机“运转”开关,然后调节流量控制门,使试样匀速地经过淌槽流到成盛样箱内。试样全部流完后先停止电机运转,再将盛样箱取出,然后把小杯接在淌槽的下部,断磁以后,用毛刷将淌槽上的吸附物全部扫入小杯中,如此重复操作三次,将各次磁性金属物合并于已知重量的坩埚(WO)中,用四氯化碳洗数次,直至粉粒除净,然后烘干、冷却,用万分之一天平称量(W1)。结果计算:磁性金属物含量按下式计算磁性金属物(mg/Kg)=(W1-W0)×1000式中:W0-坩埚重量,g;W1-磁性金属物和坩埚重量,g。双试验以最高含量为测定结果。3 实验前后,应做好仪器使用记录,以保证其正常的工作状态。
磁性物含量测定1. 概述各种含铁矿物按其矿物组成,主要可分为四大类:磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。磁铁矿是主要含铁矿物,其化学式为Fe3O4,其中FeO:31%, Fe2O3:69%。本方法采用磁选管法测定磁铁矿试样的磁性物含量。磁选管法的工作原理是在C行电磁铁的两极之间装有玻璃管,并作往复移动和旋摆运动。当磁选管中的试样通过磁场区时,磁性物即附着于管壁,非磁性物在机械运动中被水冲刷而排出,使磁性物与非磁性物分离。以磁性物和试样的百分比来表示磁性物含量。2. 试验主要设备:磁选仪(带磁选管),500ml烧杯,塑料桶,坩埚,烘箱,天平(精确到0.1mg),方形小磁铁等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307271951_454093_1657564_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307271952_454095_1657564_3.jpg本实验的主要设备是磁选管。磁选管又名戴维斯管(Davis Tube)。它适用于选煤、矿山、冶金、地质等实验室。用来测定强磁性矿石的磁性成分含量。为矿石的分选提供参考数据。3. 操作步骤3.1 首先,检查电源是否正常,接线是否正确,水箱是否有水,玻璃管位置是否合适,手动盘车,确保设备运行正常。3.2 称取20g±20mg的样品,将试样装入一个容积为500mL的烧杯中,加入5~8mL的酒精和约400mL水,搅拌均匀,确保样品颗粒被充分地湿润。3.3 组装好全套装置后,接通电源,操作控制器,调节磁场至所需磁场强度值。磁场强度是根据磁性物磁性强弱及现场对磁性物要求来调节的。如果试样中磁性物很少或磁性物磁性较弱,则磁场强度应提高。一般将磁场强度设定在150~250mT之间。3.4 先用管夹夹紧玻璃管下端出口软管,向磁选管中加水直至距漏斗约5cm,以确保下一步骤所加磁性物悬浮于水中。3.5 将“电机启动开关”打开,此时,电机带动传动机构及玻璃管开始工作。然后将烧杯中的磁性物混合液体缓缓倒入漏斗,(玻璃管中液面不能太高,约距漏斗口处5cm,确保液体不从玻璃管上口溢出)同时打开玻璃管下部管夹,使液体缓缓流入塑料小桶中。3.6 待烧杯中磁性物混合液体全部倒入玻璃管后,再打开上面水箱的龙头,缓缓注入清水,确保磁性物悬浮于水中,而非磁性物质随水流下沉直至排出管外,磁性物颗粒在磁力作用下附着于管壁两磁极处,直至排出液体不含杂质。3.7 当排出液体不再含杂质时,停止加入清水,用管夹夹紧排水软管。将“电机启动开关”断开。电机停止工作。松开管夹。排出玻璃管内清水。3.8 断开“磁场启动开关”,当磁场显示为“0000”后,将玻璃管拆下,在玻璃管出口处放一个干净的500ml烧杯,轻轻转动玻璃管,同时用洗瓶从玻璃管上口冲刷,把磁性物从玻璃管中冲洗干净,收集到烧杯中。3.9 将装有磁性物混合液的烧杯静置约15分钟,直至磁性物沉淀,上部水澄清,慢慢倒出烧杯中的水,同时用一块强磁铁放在烧杯底部,以防止杯中磁性物有任何损失。3.10 开激磁电源,关闭螺旋夹,向磁选管中加水,打开螺旋夹,并使水流动,把第一个塑料小桶中的液体和固体慢慢加入漏斗,并使混合液通过磁选管进入第二个塑料小桶中。将第二次收集到的磁性物质和第一次的合并在一起。将磁性物质转入干燥的并已称好重量为M0的碗型坩埚中。注:
磁性液体性质及应用 一、概述磁性液体是由纳米级(10纳米以下)的强磁性微粒高度弥散于某种液体之中所形成的稳定的胶体体系。60年代美国首先应用于宇航工业,后来逐渐转为民用,现已成为很庞大的产业,在美国、日本、德国等发达国家都有磁性液体公司,全球每年要生产磁性液体器件数百万吨。磁性液体中的磁性微粒必须非常小,以致在基液中呈现混乱的布朗运动,这种热运动足以抵消重力的沉降作用以及削弱粒子间电、磁的相互凝聚作用,在重力和电、磁场的作用下能稳定存在,不产生沉淀和凝聚。磁性微粒和基液浑成一体,从而使磁性液体既具有普通磁性材料的磁性,同时又具有液体的流动性,因此具有许多独特的性质。磁性液体是由强磁性微粒、基液以及表面活性剂三部分组成。为了得到稳定的磁性液体,强磁性微粒必须足够小,如对铁来说,微粒直径要小于3纳米;对Fe3O4来说,直径不能大于10纳米。制备纳米微粒的方法很多,我们采用化学共沉淀技术制备直径10纳米左右、分布均匀的Fe3O4微粒。化学共沉淀技术具有操作简便、成本低,对设备要求不高等优点。选择合适的表面活性剂是制备磁性液体的关键。表面活性剂包覆在微粒表面,具有以下作用:1. 防止磁性颗粒的氧化;2. 克服范德瓦尔斯力所造成的颗粒凝聚;3. 削弱静磁吸引力;4. 改变磁性颗粒表面的性质,使颗粒和基液浑成一体。对表面活性剂总的要求是,活性剂的一端能吸附于微粒表面,形成很强的化学键,另一端能与基液溶剂化。不同基液的磁性液体要选择不同的表面活性剂,有时甚至需要两种以上的表面活性剂。南京大学从八十年代开始进行磁性液体的研制工作,在强磁性微粒的制备,表面活性剂的选择等方面积累了丰富的经验。现已能制备出高质量的水基、煤油基和邻苯二甲酸二异辛脂基磁性液体。 二、磁性液体的性质由于磁性液体同时具有磁性和流动性,因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。磁性液体表现为超顺磁性,本征矫顽力为零,没有剩磁;在外磁场下,磁性液体被磁化,满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比,添加了一项磁性能,使磁性液体具有其它流体所没有的、与磁性相关联的新性质:例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大;当光通过稀释的磁性液体时,会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时,使相对于磁场方向具有光的各向异性,偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多,具有更高的折射率;超声波在磁性液体中传播时,其速度及衰减与外磁场有关,呈各向异性;磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。 三、磁性液体的应用磁性液体的特殊性质开拓了许多新的应用领域,一些过去难以解决的工程技术问题,由于磁性液体的出现而迎刃而解。下面简单地介绍几种磁性液体应用的原理。1. 旋转轴动态密封 磁性液体旋转轴动态密封技术是磁性液体较成熟也是最重要的应用之一,现已广泛应用于X-射线转靶衍射仪、单晶炉、大功率激光器、计算机等精密仪器的转轴密封。其结构原理见图1. 磁性液体在非均匀磁场中将聚集于磁场梯度最大处,因此利用外磁场可将磁性液体约束在密封部位形成磁性液体“O”型环,具有无泄露、无磨损、自润滑、寿命长等特点。目前在国外的精密仪器中,磁性液体密封部件作为一个整体出售,售价一般在两、三千美圆,不单独出售磁性液体。南京大学在磁性液体旋转轴动态密封方面做了大量工作,积累了丰富的经验,拥有一项国家实用新型专利。在南京大学、南京师范大学、南京55研究所等单位的仪器上使用我们的磁性液体密封技术,效果良好,真空度可达10-6t .磁性液体密封技术目前重要用于真空、灰尘、气体的动态密封,封水等液体由于难度较大,实际应用的不多。若能在封水、封油等方面取得突破,其应用领域将极为广阔,必将产生巨大的经济效益和社会效益。我们认为可从以下方面开展工作:改进密封件结构,改善磁路设计,研制新型磁性液体。2. 扬声器 将磁性液体注入扬声器的音圈气隙对音圈的运动起一定的阻尼作用,并能使音圈自动定位,同时音圈所产生的热量可以通过磁性液体耗散,因此加入磁性液体可以提高扬声器的承受功率,在同样结构条件下可使输入功率提高2倍,同时改善频率响应,提高保真度。磁性液体用于金属膜扬声器性能更佳。目前国内许多厂家生产磁性液体扬声器,生产线和磁性液体均从国外进口。若能将磁性液体国产化,必将带来非常可观的收益。3. 阻尼器件 利用磁性液体作为旋转与线性阻尼器,以阻尼不需要的系统振荡模式。与一般阻尼介质相比优点在于可挤占籍助外磁场定位。例如在步进马达中使用磁性液体阻尼来消除系统的振荡与共振,使马达精确定位。另外在防振台中使用磁性液体阻尼(图2),可消除外界振动噪音的干扰,以确保精密仪器(天平,光学设备等)正常工作。4. 选矿分离 利用磁性液体的表观比重随外磁场的变化而改变的特点,可用来筛选比重不同的非磁性矿物(图3)。比重差别在10%左右的矿物可用此技术较好地分离,一般采用水基磁性液体,可重复使用。5. 开关 图4为磁性液体无摩擦开关示意图。水银和磁性液体装在一个不导电的容器中,利用外磁场改变水银在容器中的位置,来达到接通和断开电流的目的。图5为不需动力的新型磁性液体离心开关示意图。磁性液体密封在转轴上的非磁性容器中。当转轴静止时,磁性液体位于容器下部,传感器检测不到它;当轴转动时,离心力使磁性液体分布于容器内壁,传感器检测到磁性液体并引发开关动作。6. 精密研磨和抛光 磁性液体研磨是利用磁性液体的浮力将微米级的磨料悬浮于液体表面,与待抛光的工件紧密接触。不论工件的表面形状多么特殊,均可用此技术精密抛光。另外还可用来研磨高级Si3N4陶瓷球(图6),效率比传统方法高40倍。7. 传感器 目前有两种商用磁性液体传感器:一种是在石油勘探工业中用来测量钻头的加速和倾斜(图7),另一种是在建筑工业中用来检测地下管道的倾斜(图8)。8. 其它应用 除此以外,磁性液体还在许多领域有着广泛的应用前景。如:磁性液体印刷、磁性液体薄膜轴承、声纳系统、磁性药物、细胞磁性分离、磁性液体人工发热器、磁性液体涡轮发电、光学开关,磁性液体刹车,等等。 四、当前的重要工作首先将已经成熟的磁性液体旋转轴封真空、封气技术推向市场,以此为突破口占领市场。同时研制用于超高真空的硅油基磁性液体、可封油用的憎油基磁性液体;改善磁路设计和密封件结构,力争在封水、机油等液体介质方面取得突破。