×
25.08.2017
217.015.c32d

Способ получения магнитной жидкости

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в химической промышленности, медицине. Способ получения магнитной жидкости включает образование суспензии магнетита, покрытие поверхности частиц магнетита адсорбированным слоем стабилизирующего вещества. Затем подогревают суспензию магнитных частиц с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества. Вводят жидкость-носитель и отделяют водную фазу. Источником трехвалентного и двухвалентного железа для получения магнетита служит гальваношлам, который подвергают обезвоживанию на вакуум-фильтре. Далее гальваношлам сушат при 105°С, прокаливают при 400-700°С и измельчают в электромагнитном аппарате. Изобретение позволяет снизить затраты при получении магнитной жидкости, использовать в качестве сырья многотоннажный отход производства – гальваношлам. 2 табл., 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения магнитных жидкостей, а также к области синтеза основного компонента магнитной жидкости феррофазы (высокодисперсного магнетита) из отхода гальванического производства (гальваношлама). Магнитная жидкость - устойчивая коллоидная система высокодисперсных частиц магнитного материала (ферро- или ферримагнитных веществ), стабилизированного поверхностно-активными веществами в жидкости-носителе, которая способна взаимодействовать с магнитным полем и во многих отношениях ведет себя как однородная жидкость.

Магнитные жидкости, благодаря необычному сочетанию свойств магнетиков, жидкостей и коллоидных растворов, являются перспективным материалом и находят применение в различных областях техники: при создании магнитно-жидкостных уплотнений в химической промышленности, в качестве магнитных смазок, в процессах магнитного обогащения немагнитных материалов, в биологии и медицине.

Получение магнитных жидкостей состоит из двух основных операций.

1. Получение высоко дисперсных частиц магнетита.

2. Стабилизация частиц магнетита в жидкости-носителе с использованием диспергирующего вещества, предотвращающего агрегирование частиц магнетита в жидкости-носителе и обеспечивающего устойчивость магнитной жидкости.

Первоначально в качестве феррофазы при получении магнитной жидкости использовали материалы, обладающие более высокими магнитными свойствами - высокодисперсное металлическое железо, кобальт, мягкие магнитные сплавы типа пермендюр [Матусевич Н.П., Рахуба В.К. Получение магнитных жидкостей методом пептизации. - В кн.: Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей. Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума. Саласпилс, ин-т АН Латвийской ССР, 1980, - С. 21-28; Черкасова О.Г., Петров В.И., Руденко Б.А. Рентгеноконтрастная ферромагнитная жидкость. - Формация. - 1986. - Т. 35, №3, - С. 31-34; Физические свойства магнитных жидкостей: Сб. статей. - Сверловск, УНУ АН СССР, 1983. - 128 с. ]. Однако при использовании чистых металлов возникает ряд технологических трудностей, связанных как с получением высокодисперсных частиц и их защитой от окисления, так и с их стабилизацией с последующим диспергированием в жидкости-носителе. Поэтому наряду с металлами в качестве феррофазы все чаще используется магнетит (окись-закись железа), который хотя и уступает металлам по магнитным характеристикам, но благодаря простоте получения высокодисперсных частиц, хорошей адсорбционной способности и химической устойчивости позволяет получать магнитные жидкости, которые превосходят по магнитным параметрам магнитные жидкости на металлах.

Известен способ получения магнитной жидкости, заключающийся в осаждении частиц магнетита из водных растворов солей Fe2+ и Fe3+ - избытком щелочи (NaOH и NH4OH) [Матусевич Н.П., Рахуба В.К. Получение магнитных жидкостей методом пептизации. - В кн.: Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей. Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума. Саласпилс, ин-т АН Латвийской ССР, 1980, - С. 21-28]. Предпочтительными солями являются хлориды и сульфаты из-за их доступности и экономичности. Присутствие ионов других металлов Mg2+, Cr3+, Ni2+, Cu2+ не является вредным, если их содержание невелико.

Осадок магнетита промывают деконтацией от избытка щелочи и удаления солей до достижения рН=7. Полученный магнетит обладает дисперсностью, легко стабилизируется и диспергируется. Магнитная жидкость получается добавлением к водной суспензии магнетита жидкости-носителя, в которой растворен стабилизатор - ПАВ. В качестве жидкости-носителя используется керосин, в качестве стабилизатора - олеиновая кислота. При хемосорбции олеиновой кислоты на поверхности частиц магнетита образуется адсорбционный слой. При этом происходит обезвоживание частиц магнетита и разделение фаз, то есть выделение магнетита из водной среды и его переход в среду жидкости-носителя.

Известен также [Ахалая М.Г., Кокиашвили М.С., Берия В.П. Перспективы применения магнитных жидкостей в биологии и медицине. - В кн.: Физические свойства магнитных жидкостей: - Сб. статей. - Свердловск, УНУ АН СССР, 1983. - С. 115-120] способ получения магнитной жидкости, в котором синтез феррофазы осуществляется как в вышеуказанном способе, затем производится удаление воды из осадка последовательной промывкой его ацетоном, толуолом. Для получения магнитной жидкости в требуемой жидкости-носителе толуол сливают с осадка магнетита, влажный осадок переносят в фарфоровую ступню, добавляют к нему стабилизатор - олеиновую кислоту. Из полученной смеси толуол выпаривают нагреванием в ступне до 90-110°С при непрерывном растирании осадка. После испарения толуола смесь продолжают тщательно растирать при той же температуре. Полученную массу переносят с помощью требуемого количества дисперсионной среды в мельницу и гомогенизируют в стальной мельнице на заполненной стальными шарами. Нужная степень пептизации достигается за 6-12 ч.

Описанные способы получения магнитной жидкости отличаются трудоемкостью и длительностью процессов.

Наиболее близкий к заявленному является способ, описанный в патенте Великобритании 1439031, МПК: H01F 1/36, В05D 7/00, С02В 9/09, выбранный нами за прототип.

Он состоит из следующих стадий.

1. Образование суспензий магнитных частиц коллоидного размера в воде.

2. Покрытие поверхности частиц адсорбированным слоем стабилизирующего вещества, которое имеет растворимую в воде форму.

3. Нагрев суспензии покрытых стабилизирующим веществом частиц до температуры, достаточной для разложения стабилизирующего вещества и превращения его в форму, нерастворимую в воде.

4. Отделение от суспензии фракции, содержащей покрытые стабилизирующим веществом магнитные частицы. Отделенная фракция диспергируется в любой неводной жидкости, обладающей растворимостью для стабилизирующего вещества в его форме. Полученная магнитная жидкость представляет стабильную коллоидную суспензию магнитных частиц.

В описанном способе для получения высокодисперсных частиц магнетита был использован как источник соли Fe2+ травильный раствор сталеплавильного завода, имеющий следующий химический состав, %: Feобщ - 99,98; Fe2+ - 98,07; Mn2+ - 0,41; Cr3+ - 0,008; Ni2+ - 0,015; Cu2+ - 0,013; свободная HCI - 30,2. При этом источником соли Fe3+ служил тот же травильный раствор, в котором FeCI3 был получен окислением Fe2+ перекисью водорода. Излишек перекиси водорода был удален из раствора кипячением.

Целью настоящего изобретения является усовершенствование и упрощение способа получения магнитных жидкостей.

Указанная цель достигается тем, что проведение процесса получения магнитной жидкости по предлагаемому способу исключает применение агрессивных сред, операцию окисления травильного раствора с целью получения Fe3+ перекисью водорода с последующим кипячением раствора для удаления излишка перекиси водорода. Предлагаемый способ предполагает вместо окисления травильного раствора использовать в качестве источников Fe3+ и Fe2+ имеющийся в больших количествах отход после очистки сточных вод гальванических производств - гальваношламы, содержащие нефтепродукты в количестве 6-8%, играющие роль восстановителя Fe в Fe при прокаливании. Прокаливание данного отхода при температуре 400-700°С позволит получить высокодисперсный магнетит.

Целесообразность предлагаемого способа состоит в следующем:

1. Предлагается использование в качестве сырья многотоннажного отхода производства - гальваношлама.

2. Не потребуется затрат на окисление травильного раствора перекисью водорода и его последующего кипячения для удаления Н2О2.

Процесс получения магнитной жидкости состоит из следующих операций.

1. Обезвоживание гальваношлама на вакуум-фильтре до 60-80%;

2. Сушка до влажности не более 1%;

3. Получение магнитных частиц прокаливанием гальваношлама при температуре 400-700°С;

4. Измельчение в электромагнитном аппарате с влажностью 80-90%;

5. Покрытие поверхности частиц магнетита адсорбированным слоем стабилизирующего вещества;

6. Подогрев суспензии магнитных частиц с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества и введение жидкости-носителя;

7. Отделение водной фазы.

Пример 1

Гальваношлам, обезвоженный на вакуум-фильтре и высушенный при 105°С в течение 1 ч с влажностью не более 1% (состав см. табл. 1) прокаливают при температуре 400°С в течение 1 ч, далее измельчают в электромагнитном аппарате с влажностью 80-90%, добавляют 5 см3 олеиновой кислоты, затем смесь подогревают до 95°С и вводят 50 см3 керосина на 100 см3 суспензии (при интенсивном перемешивании). Затем продолжают подогрев и перемешивание и происходит отчетливое разделение водной и органической фаз. Водную фазу удаляют с помощью пипетки. Этим уменьшают время подогрева. Подогрев продолжают до тех пор, пока не истощится H2O и температура органической фазы не возрастет до 130°С.

Полученную жидкость охлаждают до комнатной температуры и сливают в мензурку. Добавляют керосин до объема жидкости 55 см3, чем компенсируют потерю керосина во время подогрева. Свойства полученной магнитной жидкости представлены в таблице 2 - МЖ1.

Пример 2

Проводится как пример 1, но гальваношлам прокаливают при температуре 500°С. Свойства полученной магнитной жидкости представлены в таблице 2 - МЖ2.

Пример 3

Проводится как пример 1, но гальваношлам прокаливают при температуре 700°С. Свойства полученной магнитной жидкости представлены в таблице 2 - МЖ2.

Пример 4

Магнитная жидкость получена по примеру 1 патента Великобритании №1439031. Свойства полученной магнитной жидкости представлены в таблице 2 - МЖ4.

Способ получения магнитной жидкости, включающий образование суспензии магнетита, покрытие поверхности частиц магнетита адсорбированным слоем стабилизирующего вещества, подогрев суспензии магнитных частиц с адсорбированным на них слоем стабилизирующего вещества, введение жидкости-носителя и отделение водной фазы, отличающийся тем, что источником трехвалентного и двухвалентного железа для получения магнетита служит гальваношлам, который подвергается обезвоживанию на вакуум-фильтре, высушиванию при 105°С, прокаливанию при температуре 400-700°С и измельчению в электромагнитном аппарате.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 75.
10.01.2013
№216.012.1899

Способ получения эпоксида дициклопентена (эпоксида трицикло-[5.2.1.0]децена-3,9-оксатетрацикло-[5.3.1.0.0]-ундекана)

Изобретение относится к способу получения эпоксида дициклопентена (эпоксида трицикло-[5.2.1.0]децена-3, 9-оксатетрацикло-[5.3.1.0.0]-ундекана). Предложенный способ включает гидрирование дициклопентадиена в растворе толуола водородом при атмосферном давлении и умеренной температуре (30-80°С) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471789
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2014
№216.012.97a3

Способ очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов

Изобретение может быть использовано для очистки стоков гальванических производств. Способ очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов низкочастотным импульсным полем включает обработку в гетерогенной среде, создаваемой гидроксидом кальция в количестве не менее 12 ммоль/л, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504518
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.06.2014
№216.012.d1c9

Способ регенерации резиновой крошки

Изобретение относится к технологии регенерации резиновой крошки из каучуков общего назначения и может быть использовано в шинной промышленности, производстве резино-технических изделий и каучукобитумных мастик, на основе которых могут быть получены гидроизоляционные материалы, используемые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519476
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.08.2014
№216.012.f09c

Система автоматизированного переключения передач в механической ступенчатой коробке передач

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к системам управления транспортными средствами. Система автоматизированного переключения в механической коробке передач состоит из ряда одинаковых устройств, равного числу муфт синхронизатора коробки передач, каждое из которых состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527415
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.12.2014
№216.013.0d44

Универсальный стенд для испытания грузозахватных приспособлений

Изобретение относится к оборудованию для контрольных испытаний грузозахватных приспособлений на прочность без разборки последних. Стенд содержит вертикально расположенную пространственную раму, лебедку, силовой гидроцилиндр и насосную станцию. Внутри рамы в направляющих установлена траверса с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534813
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df3

Способ получения 1-гидрокси-3-r-индол-5,6-дикарбонитрилов

Изобретение относится к способу получения 1-гидрокси-3-R-индол-5,6-дикарбонитрилов структурной формулы:
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534988
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df5

Способ получения 4-[2-хлор-1-формил-2-r-винил]-5-нитрофталонитрилов

Изобретение относится к способу получения 4-[2-хлор-1-формил-2-R-винил]-5-нитрофталонитрилов указанной ниже общей формулы, где R означает CH или 4-OCHCH, или 4-CHCH, или 2-тиенил, которые могут найти применение в качестве прекурсоров в синтезе биологически активных веществ, фталоцианинов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534990
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df7

Способ получения пластичной смазки

Настоящее изобретение относится к способу получения пластичной смазки путем смешения загущающего агента и отработанного моторного масла, при этом загущающий агент, измельченный в электромагнитном измельчителе, имеет размер частиц не более 1 мкм, получен методом ферритизации из отходов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534992
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0f22

Жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535291
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.12.2014
№216.013.10c7

Устройство для изготовления трубчатых изделий

Изобретение относится к оборудованию для производства трубчатых изделий путем навивки из ленточного материала. Устройство для изготовления трубчатых изделий содержит оправку для спиральной намотки ленточного материала, образованную параллельно установленными с возможностью вращения в одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535718
Дата охранного документа: 20.12.2014
Показаны записи 1-10 из 86.
10.01.2013
№216.012.1899

Способ получения эпоксида дициклопентена (эпоксида трицикло-[5.2.1.0]децена-3,9-оксатетрацикло-[5.3.1.0.0]-ундекана)

Изобретение относится к способу получения эпоксида дициклопентена (эпоксида трицикло-[5.2.1.0]децена-3, 9-оксатетрацикло-[5.3.1.0.0]-ундекана). Предложенный способ включает гидрирование дициклопентадиена в растворе толуола водородом при атмосферном давлении и умеренной температуре (30-80°С) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471789
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2014
№216.012.97a3

Способ очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов

Изобретение может быть использовано для очистки стоков гальванических производств. Способ очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов низкочастотным импульсным полем включает обработку в гетерогенной среде, создаваемой гидроксидом кальция в количестве не менее 12 ммоль/л, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504518
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.06.2014
№216.012.d1c9

Способ регенерации резиновой крошки

Изобретение относится к технологии регенерации резиновой крошки из каучуков общего назначения и может быть использовано в шинной промышленности, производстве резино-технических изделий и каучукобитумных мастик, на основе которых могут быть получены гидроизоляционные материалы, используемые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519476
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.08.2014
№216.012.f09c

Система автоматизированного переключения передач в механической ступенчатой коробке передач

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к системам управления транспортными средствами. Система автоматизированного переключения в механической коробке передач состоит из ряда одинаковых устройств, равного числу муфт синхронизатора коробки передач, каждое из которых состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527415
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.12.2014
№216.013.0d44

Универсальный стенд для испытания грузозахватных приспособлений

Изобретение относится к оборудованию для контрольных испытаний грузозахватных приспособлений на прочность без разборки последних. Стенд содержит вертикально расположенную пространственную раму, лебедку, силовой гидроцилиндр и насосную станцию. Внутри рамы в направляющих установлена траверса с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534813
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df3

Способ получения 1-гидрокси-3-r-индол-5,6-дикарбонитрилов

Изобретение относится к способу получения 1-гидрокси-3-R-индол-5,6-дикарбонитрилов структурной формулы:
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534988
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df5

Способ получения 4-[2-хлор-1-формил-2-r-винил]-5-нитрофталонитрилов

Изобретение относится к способу получения 4-[2-хлор-1-формил-2-R-винил]-5-нитрофталонитрилов указанной ниже общей формулы, где R означает CH или 4-OCHCH, или 4-CHCH, или 2-тиенил, которые могут найти применение в качестве прекурсоров в синтезе биологически активных веществ, фталоцианинов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534990
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0df7

Способ получения пластичной смазки

Настоящее изобретение относится к способу получения пластичной смазки путем смешения загущающего агента и отработанного моторного масла, при этом загущающий агент, измельченный в электромагнитном измельчителе, имеет размер частиц не более 1 мкм, получен методом ферритизации из отходов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534992
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0f22

Жидкостный подогреватель двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535291
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.12.2014
№216.013.10c7

Устройство для изготовления трубчатых изделий

Изобретение относится к оборудованию для производства трубчатых изделий путем навивки из ленточного материала. Устройство для изготовления трубчатых изделий содержит оправку для спиральной намотки ленточного материала, образованную параллельно установленными с возможностью вращения в одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535718
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД