一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置及處理方法，屬于磁性廢液回收處理領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置包括外桶體和加壓過濾裝置，加壓過濾裝置設(shè)置在外桶體內(nèi)，加壓過濾裝置包括承壓腔，承壓腔的底部設(shè)有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的上方設(shè)有吸附管，加壓過濾裝置的底壁上設(shè)有若干個濾孔；外桶體的側(cè)壁上設(shè)有回收截止閥，本發(fā)明利用吸附管通電后產(chǎn)生磁場，使得已經(jīng)和載液斷絕連接關(guān)系的磁性物質(zhì)吸附在吸附管上，再利用惰性氣體(如，氮氣等)加壓的形式，強行擠壓混合溶液，由于磁性物質(zhì)被吸附管吸附，且載液的顆粒直徑小于磁性物質(zhì)的顆粒直徑，從而使得載液迅速通過過濾網(wǎng)，而磁性物質(zhì)留在吸附管及過濾網(wǎng)上，從而實現(xiàn)磁性物質(zhì)與載液的分離。
【專利說明】
一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置及處理 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于磁性廢液回收處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于高壓過濾分離作 用的磁流變液回收處理裝置及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁流變拋光，是利用磁流變拋光液在磁場中的流變性對工件進行局部修形和拋光 的技術(shù)。磁流變液由載液(如水，硅油等）、離散的可極化的微米級磁敏微粒、表面活性劑、拋 光顆粒和具有其他功能的添加劑組成。磁流變液由拋光盤循環(huán)帶入工件與拋光盤之間形成 的微小間距的拋光區(qū)中，在該區(qū)域里，磁流變液在高梯度磁場的作用下，發(fā)生流變效應(yīng)而變 硬、黏度增大，其中的磁性顆粒沿著磁場強度的方向排列成鏈，形成具有一定形狀的凸起緞 帶，而其中的拋光粉顆粒不具有磁性，因此會被擠壓而浮向磁場強度弱的上方，這樣上面浮 著一層拋光顆粒的凸起緞帶就構(gòu)成了一個"柔性拋光模"，當該柔性拋光模在運動盤的帶動 下流經(jīng)工件與運動盤形成的小間隙時，會對工件表面產(chǎn)生很大的剪切力，對工件表面材料 實現(xiàn)去除。在整個加工過程中，磁流變液由循環(huán)系統(tǒng)控制，存儲在鋁制綜合容器罐中，由輸 出栗送到輸出管路，再由噴嘴噴到拋光盤上，離開加工區(qū)域后的磁流變液由回收栗通過回 收管路，回收到綜合容器罐中。
[0003] 當長時間使用磁流變液后，其磁性物質(zhì)的耗損以及載液和添加劑的變性，導致其 力學性能、磁學性能、響應(yīng)時間等指標急速下降，此時最常見的辦法為更換磁流變液，將原 有性能變差磁流變液進行回收處理。因磁流變液中含有大量的鐵磁物質(zhì)、多種化合物質(zhì)組 成的載液，成分復(fù)雜，如果處理不當，容易對環(huán)境造成危害。但截至目前，對磁流變液進行回 收處理的裝置或方法非常少，僅有幾篇相關(guān)的專利文獻，存在研究的空白。如，中國專利申 請?zhí)枮?01410508382.9,申請公布日為2015年1月21日的專利申請文件公開了一種大流量 磁流變液回收裝置，包括:設(shè)置在磁流變液剛剛脫離拋光區(qū)的附近位置、與拋光輪保持柔性 線接觸的回收頭，其去用來接收由拋光輪底部甩出的磁流變液;與所述回收頭相連的真空 發(fā)生裝置，其用來提供回收磁流變液的動力。但該專利中公開的裝置主要是用于收集離開 拋光加工區(qū)域后的磁流變液，并未涉及到磁流變液失效后的回收處理。
[0004] 關(guān)于失效磁流變液的回收處理，研究報道的很少，經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枮椋?201511025405.1，申請公布日為2016年3月23日的專利申請文件公開了一種磁流變液回收 裝置及其控制方法與部件制造方法，該發(fā)明通過靜電過濾板的過濾、吸附作用完成對混合 液的初步處理，再利用上吸附管、下吸附管與肋管吸附進一步來完成對混合液的處理，并增 設(shè)加熱器、攪拌器和循環(huán)系統(tǒng)，達到磁性物質(zhì)和溶劑徹底分離的目的。但是該發(fā)明的回收裝 置在處理的過程中存在如下不足之處：（1)因其吸附管和肋管數(shù)量有限，不能保證溶液與其 充分接觸，造成處理效果低下；（2)同時因吸附管和肋管的形狀復(fù)雜，不利于加工，也不利于 收集吸附在表面的磁性物質(zhì)；（3)溶液在裝置中的流通速率較低，且流向可控性差，降低了 處理效率。又如，中國專利申請?zhí)枮椋?01511025384.3,申請公布日為2016年4月6日的專利 申請文件公開了一種磁流變液多級處理裝置及其控制方法與部件制造方法，包括前置活塞 缸、中置活塞缸、后置活塞缸、前置活塞、中置活塞、后置活塞、前置過濾箱、中置過濾箱、后 置過濾箱、前置過濾網(wǎng)、中置過濾網(wǎng)、后置過濾網(wǎng)，所述的前置活塞缸通過螺栓與前置活塞 相連，所述的前置活塞與前置過濾箱的內(nèi)腔相配合，所述的前置過濾箱豎直放置，其軸線為 豎直方向，該發(fā)明專利公開的裝置不僅存在上述專利中存在的缺陷，同時因其采用多級處 理的方式，造成了裝置體積過大，操作不便，成本高的問題。
[0005] 針對目前失效磁流變液回收處理領(lǐng)域內(nèi)存在的研究空白問題，急需研制相應(yīng)的設(shè) 備和處理方法，對廢棄的磁流變液進行處理，不僅能夠降低對環(huán)境的污染，而且可以對其中 的相關(guān)物質(zhì)進行回收利用，節(jié)約能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1.要解決的問題
[0007] 針對目前磁流變廢液缺乏相關(guān)的高效回收處理裝置，而導致其丟棄后對環(huán)境造成 污染，并造成能源浪費的問題，本發(fā)明提供一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處 理裝置及處理方法，本發(fā)明的裝置和處理方法能夠?qū)⒋帕髯円旱闹鞣稚㈩w粒和載液分離， 主要是針對主分散顆粒與載液已無粘結(jié)作用的磁流變液處理效果好，將兩者分離開來，為 后續(xù)的回收處理提供可能。
[0008] 2.技術(shù)方案
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，包括外桶體，還包括加壓 過濾裝置，所述的加壓過濾裝置設(shè)置在外桶體內(nèi)，加壓過濾裝置包括承壓腔，承壓腔的底部 設(shè)有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的上方設(shè)有吸附管，所述的加壓過濾裝置的底壁上設(shè)有若干個濾孔;所 述的外桶體的側(cè)壁上設(shè)有回收截止閥。
[0011] 進一步地，所述的加壓過濾裝置的側(cè)壁上設(shè)有上通氣管和下通氣管，所述的上通 氣管位于加壓過濾裝置的上部，同時穿過外桶體的側(cè)壁，通過所述的上通氣管向承壓腔內(nèi) 通入氣體施加壓力;所述的下通氣管在加壓過濾裝置側(cè)壁上的位置位于過濾網(wǎng)和吸附管之 間，下通氣管也穿過外桶體的側(cè)壁。
[0012] 進一步地，所述的加壓過濾裝置的上端設(shè)有可拆卸的密封蓋。
[0013] 進一步地，所述的加壓過濾裝置的底部與外桶體的底部之間通過支座連接。
[0014] 進一步地，所述的外桶體的底部兩端分別設(shè)有底座;所述的吸附管內(nèi)設(shè)置線圈。
[0015] 進一步地，所述的過濾網(wǎng)的目數(shù)為1000~1200,過濾網(wǎng)上附有燒結(jié)材料層。
[0016] 進一步地，所述的燒結(jié)材料由活性氧化鋁、石墨、硬脂酸、酚醛樹脂、瀝青、黏土以 質(zhì)量比為1:2:1:2.5:2:9的比例混合均勻，加熱至熔融后冷卻得到。
[0017] 一種磁流變液回收處理方法，采用上述的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收 處理裝置進行處理，其步驟為：
[0018] a.對磁流變液進行初步處理，使磁流變液的主分散顆粒與載液斷絕連接關(guān)系； [0019] b.將經(jīng)步驟a處理后的磁流變液加入承壓腔中，對吸附管中的線圈通電，使其產(chǎn)生 穩(wěn)定的磁場；
[0020] c.關(guān)閉下通氣管，利用上通氣管向承壓腔中通入惰性氣體，對其中的磁流變液進 行加壓，并保持25~30min;
[0021] d.再利用下通氣管向承壓腔中通氣，同時打開上通氣管，使其處于排氣狀態(tài)，時間 為2~3min，完畢后關(guān)閉下通氣管；
[0022] e.重復(fù)步驟b和步驟c 4~5次；
[0023] f.打開回收截止閥，收集溶液，從吸附管上回收磁性物質(zhì)。
[0024]進一步地，步驟b中線圈產(chǎn)生的磁場強度為2.8~3.2T。
[0025]進一步地，將步驟f中收集的溶液再次裝入承壓腔中，重復(fù)步驟a~e 2~3次。
[0026] 3.有益效果
[0027] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
[0028] (1)本發(fā)明基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收裝置，通過加壓過濾與電磁配 合作用，使得磁流變液中的主分散磁性物質(zhì)與載液分離得到回收，相比于現(xiàn)有的處理裝置， 其結(jié)構(gòu)得到大大簡化，縮小設(shè)備體積，該裝置在對磁流變液處理過程中，通過通氣管道使得 磁性物質(zhì)與載液之間不干擾，磁性物質(zhì)能均勻地吸附在吸附管表面，不易堵塞過濾網(wǎng)，可用 很短時間回收大量磁性物質(zhì)，減少設(shè)備重復(fù)處理步驟，處理效率高；
[0029] (2)本發(fā)明首先利用吸附管通電后產(chǎn)生磁場，使得已經(jīng)和載液斷絕連接關(guān)系的磁 性物質(zhì)吸附在吸附管上，再利用惰性氣體(如，氮氣等)加壓的形式，強行擠壓混合溶液，由 于磁性物質(zhì)被吸附管吸附，且載液的顆粒直徑小于磁性物質(zhì)的顆粒直徑，從而使得載液迅 速通過過濾網(wǎng)，而磁性物質(zhì)留在吸附管及過濾網(wǎng)上，從而實現(xiàn)磁性物質(zhì)與載液的分離；
[0030] (3)本發(fā)明的過濾網(wǎng)上附著有燒結(jié)材料，燒結(jié)材料由活性氧化鋁、石墨、硬脂酸、酚 醛樹脂、瀝青、黏土以質(zhì)量比為1:2:1:2.5:2:9的比例混合均勻，加熱至熔融后冷卻得到，本 發(fā)明中的燒結(jié)材料組分是針對磁流變液的載液性質(zhì)專門研究得到的，不僅能顯著提高過濾 網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)強度，即使過濾網(wǎng)卷成圓柱狀也不易脫落，而且載液不易粘結(jié)在過濾網(wǎng)上堵 塞網(wǎng)孔，過濾網(wǎng)的抗腐蝕能力也得到顯著的提高，使得過濾網(wǎng)的整體使用壽命延長了25% 左右；
[0031] (4)本發(fā)明巧妙地將高壓過濾分離與磁分離相結(jié)合，利用改性的處理劑將主分散 顆粒與載液之間的連接關(guān)系切斷，然后在一個裝置內(nèi)實現(xiàn)磁性物質(zhì)和載液的分離、回收，磁 性物質(zhì)的回收率高達95 %以上，具有回收率高、用時短、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點；
[0032] (5)本發(fā)明中，密封蓋與加壓過濾裝置之間，通氣管與加壓過濾裝置之間均設(shè)有密 封橡膠圈，保證承壓腔內(nèi)的氣體密封性，使得過濾效率得到保證。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明中基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0034]圖中：1、外桶體;2、底座;3、支座;4、加壓過濾裝置;401、濾孔;402、承壓腔;5、密封 蓋;6、過濾網(wǎng)；7、吸附管;8、上通氣管;9、下通氣管；10、回收截止閥。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。
[0036] 實施例1
[0037]如圖1所示，一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，包括外桶體1 和加壓過濾裝置4,外桶體1的底部兩端均設(shè)有底座2;加壓過濾裝置4設(shè)置在外桶體1內(nèi)，加 壓過濾裝置4的具體結(jié)構(gòu)為中空的容器，上端開口，開口處設(shè)有可拆卸的密封蓋5,密封蓋5 上設(shè)有密封橡膠圈，保證密封蓋5與加壓過濾裝置4之間的密封性，加壓過濾裝置4內(nèi)部的空 腔即為承壓腔402,承壓腔402的底部設(shè)有過濾網(wǎng)6,過濾網(wǎng)6的上方設(shè)有吸附管7,吸附管7內(nèi) 設(shè)置線圈，線圈通電后會在吸附管7的四周產(chǎn)生磁場，線圈的一端連接控制器，控制線圈產(chǎn) 生的磁場強度;加壓過濾裝置4的底壁上設(shè)有若干個濾孔401，孔的直徑為4mm左右，用于液 體的流出；加壓過濾裝置4的兩側(cè)壁上均設(shè)有上通氣管8和下通氣管9,上通氣管8位于加壓 過濾裝置4的上部，同時穿過外桶體1的側(cè)壁，將承壓腔402和外界加壓裝置連通，通過上通 氣管8向承壓腔402內(nèi)通入氣體對其中的磁流變液施加壓力；下通氣管9在加壓過濾裝置4側(cè) 壁上的位置位于過濾網(wǎng)6和吸附管7之間，下通氣管9也穿過外桶體1的側(cè)壁，將承壓腔402和 外界加壓裝置連通。外桶體1的側(cè)壁上設(shè)有回收截止閥10,控制外桶體1內(nèi)的液體流出。加壓 過濾裝置4的底部與外桶體1的底部之間通過支座3連接。過濾網(wǎng)6的目數(shù)為1200左右，過濾 網(wǎng)6上附有燒結(jié)材料層，燒結(jié)材料由活性氧化鋁、石墨、硬脂酸、酚醛樹脂、瀝青、黏土以質(zhì)量 比為1:2:1:2.5:2:9的比例混合均勻，加熱至熔融后冷卻得到，該燒結(jié)材料層的組分是專門 針對磁流變液的載液性質(zhì)專門研究得到的，能顯著提高過濾網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)強度，即使過濾 網(wǎng)卷成圓柱狀也不易脫落，而且載液不易粘結(jié)在過濾網(wǎng)上堵塞網(wǎng)孔，清洗也方便，過濾網(wǎng)的 抗腐蝕能力與現(xiàn)有的過濾網(wǎng)相比有顯著的提高，使得過濾網(wǎng)的整體使用壽命延長了 25%左 右。
[0038]本實施例中處理的磁流變液是以油酸為表面活性劑主要成分的磁流變液，分散顆 粒為羥基鐵粉，磁飽和度為2. IT，載液為礦物油，本實施例中待處理的該磁流變液廢液是在 其使用超過其剪切疲勞壽命后的溶液，此時其零剪切粘度和可調(diào)倍數(shù)的變化量在檢驗過程 中均超過±10%;采用上所述的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置進行處 理，其步驟為：
[0039] a.對磁流變液進行初步處理，使磁流變液的主分散顆粒與載液斷絕連接關(guān)系； [0040] b.將經(jīng)步驟a處理后的磁流變液加入承壓腔402中，對吸附管7中的線圈通電，使其 產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場強度為2.8T;
[0041] c.關(guān)閉下通氣管9,利用上通氣管8向承壓腔402中通入惰性氣體，對其中的磁流變 液進行加壓，并保持30min，壓力滿足P = 其中，P為壓力數(shù)值，單位MPaA為常系數(shù)，取 B 值為2.84; B為磁場強度數(shù)值，單位為T; C為磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度數(shù)值，通常為20~ 40g/mL，本實施例中處理的磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度為40g/mL左右，因此本實施例中控 制承壓腔402內(nèi)壓力P = 3 · 46MPa;
[0042] d.再利用下通氣管9向承壓腔402中通氣，同時打開上通氣管8,使其處于排氣狀 態(tài)，時間為2min，完畢后關(guān)閉下通氣管9;
[0043] e.重復(fù)步驟b和步驟c，一共重復(fù)4次；
[0044] f.打開回收截止閥10，收集溶液，從吸附管7上回收磁性物質(zhì)。
[0045] 為了提高磁流變液中磁性物質(zhì)的回收效率，可以將步驟f中收集的溶液再次裝入 承壓腔402中，重復(fù)步驟a~e 3次，使得主分散顆粒與載液的分離程度可達96%。
[0046]本實施例中采用油酸改性的處理劑對磁流變液進行初步處理，處理劑包括溶劑甲 和溶質(zhì)乙，溶劑甲的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為:高錳酸鉀0.3%，氫氧化鈉13%，凹凸 棒土 2%，其余為水。凹凸棒土需要進行初步的預(yù)處理，處理過程為:采用水力分選提純凹凸 棒土，將凹凸棒土礦粉和去離子水混合于容器中，以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌40min，然后靜置 3h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離后得到的凹凸 棒土置于烘箱中干燥;溶劑甲中的凹凸棒土能促進高猛酸鉀發(fā)揮作用，使其氧化速率和效 率均得以顯著的提高；溶質(zhì)乙的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為：二氧化錳92%，鉀鹽為 2%，其余為水;溶劑甲和溶質(zhì)乙的質(zhì)量比值為58:1，具體的使用方法如下：
[0047] (1)將一定量的溶劑甲倒入廢棄磁流變液中攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均 流速為0.2m/s，攪拌時間為3min，其中，溶劑甲的質(zhì)量為磁流變液總質(zhì)量的4% ;
[0048] (2)繼續(xù)按比例加入溶質(zhì)乙攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均流速為0.4m/s，攪 拌時間為5min;
[0049] (3)向混合液中通過氧氣，氧氣的純度為90%，氧氣的通入量2L/(m3 · min)，通入 時間為15min，同時對混合液進行加熱，保持溫度在60°C之間，保溫時間為25min，保溫后自 然冷卻至30 °C;
[0050] (4)在冷卻至30°C后，放置25min后，向混合液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入量 為4L/(m 3 · min)，通入時間為6min;
[00511 (5)將混合液加熱至240°C，并保溫8min;
[0052] (6)將混合液放置于陽光下暴曬(光照強度在4.5萬Ix左右)3h，暴曬的目的是使得 多余的高錳酸鉀完全分解;此后主分散顆粒已經(jīng)和載液脫離關(guān)系，然后再利用本實施例中 的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置進行處理，將主分散液吸附，從而達到 分離的目的。
[0053]本實施例中，進行高壓過濾分離時，承壓腔402內(nèi)的壓力是綜合考慮磁場強度和磁 流變液中磁性物質(zhì)的濃度來選擇的，研究過程中發(fā)現(xiàn)，按照P二來設(shè)定分離時壓力， B 分離的效果最好，過濾網(wǎng)的堵塞率下降了 15%左右，分離效率得到顯著的提高。
[0054] 實施例2
[0055]如圖1所示，一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，包括外桶體1 和加壓過濾裝置4,外桶體1的底部兩端均設(shè)有底座2;加壓過濾裝置4設(shè)置在外桶體1內(nèi)，加 壓過濾裝置4的具體結(jié)構(gòu)為中空的容器，上端開口，開口處設(shè)有可拆卸的密封蓋5,內(nèi)部的空 腔即為承壓腔402,承壓腔402的底部設(shè)有過濾網(wǎng)6,過濾網(wǎng)6的上方設(shè)有吸附管7,吸附管7內(nèi) 設(shè)置線圈，線圈通電后會在吸附管7的四周產(chǎn)生磁場，加壓過濾裝置4的底壁上設(shè)有若干個 濾孔401，孔的直徑為7mm左右，用于液體的流出；加壓過濾裝置4的兩側(cè)壁上均設(shè)有上通氣 管8和下通氣管9,上通氣管8位于加壓過濾裝置4的上部，同時穿過外桶體1的側(cè)壁，將承壓 腔402和外界加壓裝置連通，通過上通氣管8向承壓腔402內(nèi)通入氣體對其中的磁流變液施 加壓力；下通氣管9在加壓過濾裝置4側(cè)壁上的位置位于過濾網(wǎng)6和吸附管7之間，下通氣管9 也穿過外桶體1的側(cè)壁，將承壓腔402和外界加壓裝置連通。外桶體1的側(cè)壁上設(shè)有回收截止 閥10，控制外桶體1內(nèi)的液體流出。加壓過濾裝置4的底部與外桶體1的底部之間通過支座3 連接。過濾網(wǎng)6的目數(shù)為1000左右，過濾網(wǎng)6上附有燒結(jié)材料層，燒結(jié)材料由活性氧化鋁、石 墨、硬脂酸、酚醛樹脂、瀝青、黏土以質(zhì)量比為1:2:1:2.5: 2:9的比例混合均勻，加熱至熔融 后冷卻得到，該燒結(jié)材料層的組分是專門針對磁流變液的載液性質(zhì)專門研究得到的，能顯 著提高過濾網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)強度，即使過濾網(wǎng)卷成圓柱狀也不易脫落，而且載液不易粘結(jié)在 過濾網(wǎng)上堵塞網(wǎng)孔，清洗也方便，過濾網(wǎng)的抗腐蝕能力與現(xiàn)有的過濾網(wǎng)相比有顯著的提高， 使得過濾網(wǎng)的整體使用壽命延長了 25 %左右。
[0056] 一種磁流變液回收處理方法，采用上所述的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回 收處理裝置進行處理，其步驟為：
[0057] a.對磁流變液進行初步處理，使磁流變液的主分散顆粒與載液斷絕連接關(guān)系； [0058] b.將經(jīng)步驟a處理后的磁流變液加入承壓腔402中，對吸附管7中的線圈通電，使其 產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場強度為3.2T;
[0059] c.關(guān)閉下通氣管9,利用上通氣管8向承壓腔402中通入惰性氣體，對其中的磁流變 液進行加壓，并保持25min，壓力滿足P = 其中，P為壓力數(shù)值，單位MPaA為常系數(shù)，取 B 值為2.84; B為磁場強度數(shù)值，單位為T; C為磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度數(shù)值，通常為20~ 40g/mL，本實施例中處理的磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度為20g/mL左右，因此本實施例中控 制承壓腔402內(nèi)壓力P = 2.41MPa;
[0060] d.再利用下通氣管9向承壓腔402中通氣，同時打開上通氣管8,使其處于排氣狀 態(tài)，時間為3min，完畢后關(guān)閉下通氣管9;
[0061] e.重復(fù)步驟b和步驟c，一共重復(fù)5次；
[0062] f.打開回收截止閥10,收集溶液，從吸附管7上回收磁性物質(zhì)。
[0063] 為了提高磁流變液中磁性物質(zhì)的回收效率，可以將步驟f中收集的溶液再次裝入 承壓腔402中，重復(fù)步驟a~e，重復(fù)次數(shù)為2次，使得主分散顆粒與載液的分離程度可達 94.3%〇
[0064]本實施例中采用油酸改性的處理劑對磁流變液進行初步處理，處理劑包括溶劑甲 和溶質(zhì)乙，溶劑甲的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為:高錳酸鉀0.2%，氫氧化鈉10%，凹凸 棒土 3%，其余為水。凹凸棒土需要進行初步的預(yù)處理，處理過程為:采用水力分選提純凹凸 棒土，將凹凸棒土礦粉和去離子水混合于容器中，以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌40min，然后靜置 3h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離后得到的凹凸 棒土置于烘箱中干燥;溶劑甲中的凹凸棒土能促進高猛酸鉀發(fā)揮作用，使其氧化速率和效 率均得以顯著的提高；溶質(zhì)乙的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為：二氧化錳90%，鉀鹽為 1%，其余為水;溶劑甲和溶質(zhì)乙的質(zhì)量比值為55:1，具體的使用方法如下：
[0065] (1)將一定量的溶劑甲倒入廢棄磁流變液中攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均 流速為0. lm/s，攪拌時間為2min，其中，溶劑甲的質(zhì)量為磁流變液總質(zhì)量的3% ;
[0066] (2)繼續(xù)按比例加入溶質(zhì)乙攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均流速為0.3m/s，攪 摔時間為4min;
[0067] (3)向混合液中通過氧氣，氧氣的純度為60%，氧氣的通入量lL/(m3 · min)，通入 時間為lOmin，同時對混合液進行加熱，保持溫度在40°C之間，保溫時間為20min，保溫后自 然冷卻至25 °C;
[0068] (4)在冷卻至25°C后，放置30min后，向混合液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入量 為2L/(m 3 · min)，通入時間為5min;
[0069] (5)將混合液加熱至200°C，并保溫IOmin;
[0070] (6)將混合液放置于陽光下(光照強度在8.5萬Ix左右)暴曬2h。暴曬的目的是使得 多余的高錳酸鉀完全分解;此后主分散顆粒已經(jīng)和載液脫離關(guān)系，然后再利用本實施例中 的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置進行處理，將主分散液吸附，從而達到 分離的目的。
[0071]本實施例中，進行高壓過濾分離時，承壓腔402內(nèi)的壓力是綜合考慮磁場強度和磁 流變液中磁性物質(zhì)的濃度來選擇的，研究過程中發(fā)現(xiàn)，按照P = ^來設(shè)定分離時壓力，分 B 離的效果最好，過濾網(wǎng)的堵塞率下降了 17 %左右，分離效率得到顯著的提高。
[0072] 實施例3
[0073]如圖1所示，一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其結(jié)構(gòu)同實施 例1。采用該裝置回收處理磁流變液的方法為：
[0074] a.對磁流變液進行初步處理，使磁流變液的主分散顆粒與載液斷絕連接關(guān)系； [0075] b.將經(jīng)步驟a處理后的磁流變液加入承壓腔402中，對吸附管7中的線圈通電，使其 產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場強度為3.0T;
[0076] c.關(guān)閉下通氣管9,利用上通氣管8向承壓腔402中通入惰性氣體，對其中的磁流變 液進行加壓，并保持30min，壓力滿足P二^，其中，P為壓力數(shù)值，單位MPaA為常系數(shù)，取 B 值為2.84; B為磁場強度數(shù)值，單位為T; C為磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度數(shù)值，通常為20~ 40g/mL，本實施例中處理的磁流變液中磁性物質(zhì)的濃度為30g/mL左右，因此本實施例中控 制承壓腔402內(nèi)壓力P = 2 · 94MPa;
[0077] d.再利用下通氣管9向承壓腔402中通氣，同時打開上通氣管8,使其處于排氣狀 態(tài)，時間為3min，完畢后關(guān)閉下通氣管9;
[0078] e.重復(fù)步驟b和步驟c，一共重復(fù)4次；
[0079] f.打開回收截止閥10,收集溶液，從吸附管7上回收磁性物質(zhì)。
[0080] 為了提高磁流變液中磁性物質(zhì)的回收效率，可以將步驟f中收集的溶液再次裝入 承壓腔402中，重復(fù)步驟a~e，重復(fù)次數(shù)為2次，使得主分散顆粒與載液的分離程度可達 97%〇
[0081 ]本實施例中采用油酸改性的處理劑對磁流變液進行初步處理，處理劑包括溶劑甲 和溶質(zhì)乙，溶劑甲的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為:高錳酸鉀0.5%，氫氧化鈉14%，凹凸 棒土 3%，其余為水。凹凸棒土需要進行初步的預(yù)處理，處理過程為:采用水力分選提純凹凸 棒土，將凹凸棒土礦粉和去離子水混合于容器中，以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌40min，然后靜置 3h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離后得到的凹凸 棒土置于烘箱中干燥;溶劑甲中的凹凸棒土能促進高猛酸鉀發(fā)揮作用，使其氧化速率和效 率均得以顯著的提高；溶質(zhì)乙的組成成分及各組分質(zhì)量百分比為：二氧化錳94%，鉀鹽為 1%，其余為水;溶劑甲和溶質(zhì)乙的質(zhì)量比值為56:1，具體的使用方法如下：
[0082] (1)將一定量的溶劑甲倒入廢棄磁流變液中攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均 流速為0.15m/s，攪拌時間為2.5min，其中，溶劑甲的質(zhì)量為磁流變液總質(zhì)量的3.5% ;
[0083] (2)繼續(xù)按比例加入溶質(zhì)乙攪拌，攪拌速度為使得混合液的平均流速為0.35m/s， 攪拌時間為4.5min;
[0084] (3)向混合液中通過氧氣，氧氣的純度為80%，氧氣的通入量I. 5L/(m3 · min)，通 入時間為13min，同時對混合液進行加熱，保持溫度在50°C之間，保溫時間為23min，保溫后 自然冷卻至25 °C;
[0085] (4)在冷卻至25°C后，放置25min后，向混合液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入量 為3L/(m 3 · min)，通入時間為5min;
[0086] (5)將混合液加熱至220°C，并保溫9min;
[0087] (6)將混合液放置于陽光下暴曬(光照強度在6萬Ix左右)2.5h。暴曬的目的是使得 多余的高錳酸鉀完全分解;此后主分散顆粒已經(jīng)和載液脫離關(guān)系，然后再利用本實施例中 的基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置進行處理，將主分散液吸附，從而達到 分離的目的。
[0088] 本實施例中，進行高壓過濾分離時，承壓腔402內(nèi)的壓力是綜合考慮磁場強度和磁 流變液中磁性物質(zhì)的濃度來選擇的，研究過程中發(fā)現(xiàn)，按照P = ^來設(shè)定分離時壓力，分 B 離的效果最好，過濾網(wǎng)的堵塞率下降了17%左右，分離效率得到顯著的提高。
【主權(quán)項】
1. 一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，包括外桶體（1)，其特征在 于:還包括加壓過濾裝置(4)，所述的加壓過濾裝置(4)設(shè)置在外桶體（1)內(nèi)，加壓過濾裝置 (4)包括承壓腔（402)，承壓腔(402)的底部設(shè)有過濾網(wǎng)（6)，過濾網(wǎng)（6)的上方設(shè)有吸附管 (7)，所述的加壓過濾裝置(4)的底壁上設(shè)有若干個濾孔(401);所述的外桶體（1)的側(cè)壁上 設(shè)有回收截止閥（10)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其特 征在于:所述的加壓過濾裝置(4)的側(cè)壁上設(shè)有上通氣管(8)和下通氣管(9)，所述的上通氣 管（8)位于加壓過濾裝置(4)的上部，同時穿過外桶體（1)的側(cè)壁，通過所述的上通氣管(8) 向承壓腔(402)內(nèi)通入氣體施加壓力;所述的下通氣管(9)在加壓過濾裝置(4)側(cè)壁上的位 置位于過濾網(wǎng)（6)和吸附管(7)之間，下通氣管(9)也穿過外桶體(1)的側(cè)壁。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其 特征在于:所述的加壓過濾裝置(4)的上端設(shè)有可拆卸的密封蓋(5)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其特 征在于:所述的加壓過濾裝置(4)的底部與外桶體(1)的底部之間通過支座(3)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其特 征在于:所述的外桶體(1)的底部兩端均設(shè)有底座(2);所述的吸附管(7)內(nèi)設(shè)置線圈。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其特 征在于:所述的過濾網(wǎng)(6)的目數(shù)為1000~1200,過濾網(wǎng)(6)上附有燒結(jié)材料層。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于高壓過濾分離作用的磁流變液回收處理裝置，其特 征在于:所述的燒結(jié)材料由活性氧化鋁、石墨、硬脂酸、酚醛樹脂、瀝青、黏土以質(zhì)量比為1: 2:1:2.5:2:9的比例混合均勻，加熱至熔融后冷卻得到。8. -種磁流變液回收處理方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1或2中所述的基于高壓過 濾分離作用的磁流變液回收處理裝置進行處理，其步驟為： a. 對磁流變液進行初步處理，使磁流變液的主分散顆粒與載液斷絕連接關(guān)系； b. 將經(jīng)步驟a處理后的磁流變液加入承壓腔(402)中，對吸附管(7)中的線圈通電，使其 產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場； c. 關(guān)閉下通氣管(9)，利用上通氣管(8)向承壓腔(402)中通入惰性氣體，對其中的磁流 變液進行加壓，并保持25~30min; d. 再利用下通氣管(9)向承壓腔(402)中通氣，同時打開上通氣管(8)，使其處于排氣狀 態(tài)，時間為2~3min，完畢后關(guān)閉下通氣管(9); e. 重復(fù)步驟b和步驟c4~5次； f. 打開回收截止閥（10)，收集溶液，從吸附管(7)上回收磁性物質(zhì)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種磁流變液回收處理方法，其特征在于：步驟b中線圈產(chǎn)生 的磁場強度為2.8~3.2T。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種磁流變液回收處理方法，其特征在于:將步驟f中收集的 溶液再次裝入承壓腔(402)中，重復(fù)步驟a~e2~3次。
【文檔編號】C02F9/12GK106007164SQ201610616686
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】邢戰(zhàn)偉, 劉鵬
【申請人】馬鞍山福來伊環(huán)?？萍加邢薰?br>