Способ получения ферромагнитной жидкости

)5 С 01 6 49/08, Н 01 28 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ герметизаторов я биохимическо(56) Авторское свидетельство СССРМ 833545, кл, С 01 0 49/08, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 1503589, кл. Н 01 Р 1/28, 1989.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ(57) Использование: в магнитожидкостныхгерметиэаторах, подшипниках, смазочных Изобретение относится к химии неорганических соединений и может использоваться в магнитожидкостных герметизаторах, подшипниках, смазочных узлах, при сепарации руд, в медицинской диагностике и для лечения, атакже во многих других областях науки и техники.Действие устройства уплотняющего узла с магнитной жидкостью основывается на образовании и удержании кольцевого слоя магнитной жидкости на аксиально перемешивающем валу в зоне сильного магнитного поля, формируемого постоянными магнитами и ферромагнитными концентраторами поля, Продольный перепад, удерживаемого давления определяется средней намагниченностью жидкости и напряженностью магнитного поля в межполюсном зазоре. Имеются сведения об успешном применеузлах, при сепарации руд, в медицинской диагностике и лечении и др. Сущность изобретения: в смесь водных растворов солей двух- и трехвалентного железа при перемешивании добавляют из баллона газообразный аммиак, Затем в полученную смесь вводят жидкость-носитель - керосин, содержащий стабилизатор, Причем жидкость-носитель со стабилизатором предварительно готовят, подогревая керосин до 70-75"С и вводя в него при интенсивном перемешивании гидрооксид натрия и олеиновую кислоту. Затем удаляют водный слой, содержащий растворенный газообразный аммиак и небольшие количества избыточных концентраций ионов двухвалентного железа, 1 табл. нии магнитожидкостных в уплотнении реакторов дл и технологии.Уплотняющие слой магнитные жидкости могут выполнять одновременно и функции жидких подшипников, Силы магнитной левитации способствуют удерживанию вращающегося вала в центральном симметричнем положении, а также стабилизируют . жидкостные системы торцевого подвеса вращак)щихся или линейно перемещающихся узлов, Использование магнитных жидкостей на основе смазочных масел и специальных поверхностно-активных веществ обеспечивает одновременно эффективную смазку трущихся поверхностей. Полезные ископаемые можно разделить по плотности в случае нахождения их совместно с ферромагнитной жидкостью (ФМЖ) в1786003 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 неравномерном магнитном поле. Использование ФМЖ в медицине открывает большие возможности. Введение в ФМЖ лекарств позволяет с помощью магнита вводить и удерживать необходимое время лекарства непосредственно в данной области организма. Несмотря на возможное широкое применение ФМЖ промышленное его получение отсутствует в связи с тем, что предлагаемые способы сложны и длительны для случая промышленного исполнения, а также экологически грязные.Известен способ получения ФМЖ, включающий получение магнетита из водных растворов солей двух- и трехвалентного железа в среде аммиака и стабилизацию путем добавления к осадку при перемешивании и нагревании раствор олеиновой кислоты в керосине, обеспечивается соотношение по весу магнетит - олеиновая кислота; керосин 67:13:20. Получают концентрат ФМЖ в виде густой маслянистой массы, отделяющейся от водной фазы. Недостатком данного способа является сложность и длительность получения ФМЖ,так как получение проводится в несколько стадий.Другим недостатком способа является то, что данная технология экологически грязная, так как отделяющаяся водная фаза содержит непрореагировавший аммиак в значительных количествах, а также соли двухвалентного железа, которые берутся в избытке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения ферромагнитной жидкости, включающий образование магнетита и его стабилизацию путем смешивания раствора солей двух- и трехвалентного железа, избытка водного раствора аммиака и стабилизатора в среде- носителе, при этом получение магнетита и его стабилизацию ведут одновременно в одном объеме при температуре 20-22 С, в качестве стабилизатора используют олеат натрия.Недостатками данного способа является егосложность, так как в случае неп рерывного получения ФМЖ, возникает необходимость приготовления заново раствора солей двух- и трехвалентного железа, а также прибавление раствора аммиака, являющегося в больших количествах вредным для здоровья людей, данная технология экологически грязная, так как отделяющаяся водная фаза содержит непрореагировавший аммиак, соли аммония с хлоридом и сульфатом, а также соли двухвалентного железа. Все это идет в отходы и трудно поддается утилизации, В связи с этим рассматриваемые технологии не могут служить основой для создания промышленной, относительно чистой технологии получения так необходимой ФМЖ. Кроме того, в известном способе расходуется значительное количество воды за счет приготовления растворов соли олеиновой кислоты и солей железа,Целью изобретения является упрощение процесса при одновременном повышении его экологичности.Поставленная цель достигается тем, что по способу получения ФМЖ, включающему образование магнетита и его стабилизацию путем смешения растворов солей двух- и трехвалентного железа со стабилизатором в жидкости-носителе, причем в качестве жидкости-носителя используют керосин, а образование магнетита и его стабилизацию осуществляют в одном объеме при 20-22 С, согласно изобретению, сначала проводят смешение растворов солей двух- и трехвалентного железа с газообразным аммиаком, а затем в полученную смесь добавляют жидкость-носитель, содержащую стабилизатор, приготовленный посредством добавления при температуре 70-75 С в жидкость-носитель гидроксида натрия и олеиновой кислоты.Способ осуществляют следующим образом,В смесь водных растворов солей двух- и трехвалентного железа при перемешивании добавляют из баллона газообразный аммиак, Затем в полученную смесь вводят жидкость-носитель, а именно керосин, содержащую стабилизатор. Причем жидкость-носитель со стабилизатором предварительно готовят следующим образом. Керосин нагревают до 70-75 С, после чего в него при интенсивном перемешивании добавляют гидроксид натрия и олеиновую кислоту, Процесс ведут до образования однородной массы смеси. Затем удаляют водный слой, содержащий растворенный газообразный аммиак и .небольшие количества избыточных концентраций ионов двухвалентного железа,Полученная ферромагнитная жидкостьсовместно с водной фазой, содержащейрастворенный газообразный аммиак и небольшие количества избыточных ионовдвухвалентного железа, поступает в сепаратор для разделения водной и керосиновойфаэ, Керосиновую фазу, представляющуюмагнетит и стабилизатор, нагревают притемпературе 95-100 С для удаления остатков воды,1786003 Значения намагниченности насыщения ФМЖ оставитель Т.Оноприенкоехред М.Моргентал Корректор С.Юск енак каз 224 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ри ГКНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л. Гагарина, 101 Использование изобретения для получения ферромагнитной жидкости позволяет, по сравнению с существующим, сделать способ экологически чистым, а также значительно упростить и удешевить за счет уменьшения потребления аммиака и технической воды,П р и м е р. Для доказательства поставленной цели авторами была проведена серия опытов получения ФМЖ, Ставилась цель получения ФМЖ с намагниченностью насыщения (4) порядка 8,0-8,5 Гс,С целью образования ФМЖ с 4 = 8,0- 8,5 Гс смешивались при интенсивном перемешивании водные растворы солей двухвалентного железа 69,5 г Ре 304 7 НО в 500 мл воды) и трехвалентного железа (135 г ЕеСу бН 20 в 500 мл воды), подавался газообразный аммиак до рН = 12, Затем в полученную смесь добавлялось 450 мл керосина, содержащего стабилизатор, приготовленный посредством добавления при температуре 70 - 75 ОС в керосин гидроксида натрия и олеиновой кислоты. Полученная смесь перемешивалась 30 мин, после чего отслаивалась в течение 5-10 мин, Нижний водный слой декантировался, верхний представлял собой ФМЖ в керосине.Анализ на устойчивость показал, что полученная магнитная жидкость по предлагаемому способу не разрушается при центрифугировании в течение 1 ч, при факторе разделения 8000. при длительном выдерживании в неоднооодном магнитном поле с градиентом 104 кА/м.5 Результаты измерений намагниченности насыщения полученных жидкостей приведена втаблице.Анализ полученных данных показывает,что предлагаемый способ получения ФМЖ 10 с заданными характеристиками хорошо воспроизводится, а также прост в исполнении и не требует больших затрат времени. Ф ор мул а изобретен ия15 1. Способ получения ферромагнитнойжидкости, включающий смешение растворов солей двух- и трехвалентного железа саммиаком в присутствии стабилизатора вжидкости-носителе - керосине при 20-22 С,20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса и улучшения его экологичности, сначала проводят смещение растворов двух- и трехвалентного железа сгазообразным аммиаком, а затем в получен 25 ную смесь добавляют жидкость-носитель,содержащую стабилизатор,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что стабилизатор вводят в жидкостьпри 70-75 С, а в качестве стабилизатора30 используют гидроксид натрия и олеиновуюкислоту,