Tipos de Imanes y Separadores Magnéticos: Aplicaciones y Características

Imanes permanentes: Estos imanes se utilizaron para la separación de materiales fuertemente magnéticos. Pese a la aparición de los electroimanes, los imanes permanentes siguieron utilizándose debido al desarrollo de imanes a partir de tierras raras, capaces de generar alta intensidad de campo. Pese a que es muy difícil variar su inducción magnética, y la magnitud de esta es sensible a la temperatura, los imanes permanentes no requieren ni fuente de alimentación de energía ni fluido de refrigeración, y la inducción magnética es muy estable en el tiempo, fluctuando en un intervalo de 10^-8 T y decreciendo del orden de 10^-3 T por año.

Tipos de Imanes

Electroimanes

Empleados en casos que se deba conseguir una separación efectiva de partículas débilmente magnéticas y de un tamaño limitado, donde es preciso emplear unos valores de inducción magnética y de gradiente suficientemente altos como para que los imanes permanentes no sean capaces de alcanzarlos. La corriente circulando a través de una bobina magnetiza una gran masa de hierro, la cual a continuación produce un campo en el volumen de trabajo.

Imanes de solenoide

Empleados para obtener campos mayores a los generados por electroimanes, obtienen el campo directamente a partir de la corriente que circula por la bobina, de aquí que el imán deba construirse de forma que el arrollamiento sea tan cerrado como sea posible, y la intensidad de la corriente a través del conductor sea lo más alta posible.

Imanes superconductores

El estado superconductor aparece a una temperatura crítica, que es característica de cada metal (en el ámbito práctico se emplea helio líquido a 4.2 K)

Tipos de Separadores Magnéticos

Separadores de gradiente abierto

Generado bien por una serie de imanes permanentes o electroimanes de polaridad alternada, o bien por bobinados multipolares. La separación es producida por un mecanismo de captura, en el que las partículas son retenidas o no contra la superficie del tambor.

Separadores de gradiente cerrado

Un alto gradiente es conseguido mediante una forma conveniente de las piezas polares correspondientes a polos magnéticos opuestos, o cerrando un sistema polar abierto mediante un rodillo o tambor.

Separadores de matriz

El gradiente de campo magnético es generado por medio de momentos magnéticos inducidos en los cuerpos ferromagnéticos colocados entre las piezas polares de un electroimán o en el interior de un solenoide.

Separadores magnéticos de rodillo con imanes permanentes

Ventajas:

• Sus costos de inversión y funcionamiento son mucho menores que en el caso de los tradicionales.

Separadores magnéticos de imanes permanentes y alta intensidad de campo

Ventajas:

• Conducen a menores inversiones (del orden del 50%) que en el caso de los separadores electromagnéticos convencionales.
• Presentan débiles consumos energéticos, limitados al transporte de los sólidos y a la rotación de la pieza polar.
• Permiten el tratamiento directo de productos no sometidos previamente a separación magnética de baja intensidad.
• Los equipos empleados son de menor peso (10 veces menor) y ocupan menor superficie (50%) que los separadores de rodillo inducido.

Inconvenientes:

• Hoy en día solo es posible alcanzar una inducción magnética de 1.2 T, con los imanes a base de Fe-Nd, siendo estos muy sensibles al calor y alterándose rápidamente su imantación a temperaturas próximas a 100 °C, lo cual representa un inconveniente teniendo en cuenta que muchos tratamientos se desarrollan a la salida de un horno.
• La zona de campo útil presenta un débil espesor.
• Las condiciones de separación solo pueden ser controladas por la velocidad del rodillo o la banda.
• Los productos separados pueden resultar contaminados a causa de los ultrafinos, que se adhieren sobre la banda por efecto electrostático.