Separación magnética: definición, proceso, ejemplos
¿Qué es la separación magnética?
La separación magnética es una técnica física de separación de mezclas que se basa o que utiliza las propiedades magnéticas de la materia, tales como su sensibilidad frente a la atracción o repulsión por los imanes.
Se le conoce también como imantación, debido a que los objetos que pueden ser separados por esta técnica resultan magnetizados por el campo magnético de los imanes. A consecuencia de este proceso natural, estos objetos, como el hierro, son atraídos fuertemente por el imán, lo que ocasiona que abandonen la mezcla libre de ellos.
El ejemplo más clásico de una separación magnética es el de la mezcla de limaduras de hierro y azufre (imagen superior). Las limaduras de hierro responden al campo magnético del imán, y dependiendo de las orientaciones magnéticas de las limaduras, se dirigen a cualquiera de los dos polos del imán (norte o sur).
Por lo tanto, las limaduras de hierro abandonan la masa de azufre, elemento que a diferencia del hierro no siente ninguna atracción por el imán. Y así es como funciona la separación magnética, siendo muy utilizada para obtener todos aquellos objetos o contaminantes que pueden extraerse con poderosos o pequeños imanes.
Proceso de separación magnética
Principios teóricos
Ferromagnetismo
¿Qué objetos pueden ser separados magnéticamente? La respuesta intuitiva vendría a ser los metales. Pero, ¿acaso todos los metales sienten atracción por los imanes? O mejor aún: ¿puede haber cuerpos además de los metales que respondan al campo magnético de los imanes? Por ejemplo, fragmentos de minerales de algunas rocas.
Todo depende de la naturaleza magnética de los sólidos sometidos a la separación. Estos deben ser ferromagnéticos. El hierro es muy ferromagnético, y por lo tanto, es bastante sensible a magnetizarse por los imanes. Esta es la razón por la que podemos extraer objetos de hierro, como en el caso de una mezcla de hierro y azufre.
Pero el hierro no es el único metal ferromagnético: tenemos también al níquel, el cobalto, y otros metales no tan comunes como el gadolinio y el disprosio. Estos metales, dependiendo de su ferromagnetismo, responden con más facilidad al campo magnético de un imán en específico; mientras más fuerte sea la respuesta, más rápida y efectiva será su separación.
Paramagnetismo y diamagnetismo
Aquellos objetos que en lugar de ser ferromagnéticos son paramagnéticos, como el platino, el aluminio y el magnesio, necesitan de imanes que proporcionen campos magnéticos muy intensos para poder ser separados. Esto se debe a que no son susceptibles de magnetizarse, y por ende, apenas sienten atracción por los imanes.
Por otra parte, los objetos diamagnéticos, a diferencia de los anteriores, sienten una débil repulsión por los imanes. Por lo tanto, un imán no sería capaz de extraerlos de sus mezclas. Entre algunos objetos diamagnéticos tenemos: la plata, el cobre, la madera, el oro, el mercurio, el diamante, etc.
Práctica
Para que la separación magnética sea posible, debe haber objetos o componentes ferromagnéticos en la mezcla. En su defecto, componentes paramagnéticos, los cuales sin embargo necesitarán de imanes más fuertes.
Dependiendo de las dimensiones de dichos componentes y de su sensibilidad magnética, variarán las características del imán con que se realizará la separación.
De igual modo, la mezcla con todos sus componentes puede suspenderse en contenedores de agua, depositarse en tambores rotadores, o hacerse pasar por una rampa movible bajo un techo de imanes.
Una vez que los imanes hayan actuado sobre la mezcla, los componentes ferromagnéticos estarán pegados sobre ellos o muy cerca de ellos. Seguidamente, el resto de la mezcla se retira, con pequeñas impurezas que pueden ser separadas aplicando otras separaciones magnéticas más refinadas.
Ejemplos de separación magnética
En los siguientes ejemplos se hará hincapié en la acción de los imanes en distintas aplicaciones de la separación magnética.
Mezclas de hierro
Como vimos al principio, un imán puede atraer las limaduras de hierro de una porción de azufre sólido. Experimentos similares se reproducen utilizando harina, azúcar, arena, sal, o inclusive líquidos como el agua o el aceite.
Con la separación magnética es posible, por ejemplo, recoger desperdicios de hierro debajo de la arena de la playa o separar hierro del oro, un proceso común en joyería.
En cualquier mezcla donde haya hierro se le podrá separar mediante el uso de un imán; inclusive cuando las partículas de hierro sean microscópicas. Esto último es de mucha importancia en las industrias de alimentos y de las farmacéuticas, las cuales deben descontaminar sus emanaciones.
Minerales de hierro
No solo el hierro es ferromagnético, sino también algunos de sus principales minerales o menas. Por ejemplo, la magnetita, Fe3O4, y la pirrotita, Fe7S8, también son ferromagnéticos, y por lo tanto son sensibles al campo magnético de los imanes. En consecuencia, podemos obtener estos minerales de sus rocas pulverizadas y procesadas.
De igual modo, los minerales paramagnéticos se pueden obtener por separación magnéticas; tales como la ilmenita, FeTiO3, la siderita, FeCO3, y la cromita, FeCr2O4. La diferencia es que necesitan de imanes más poderosos para magnetizarlos y extraerlos.
Por lo tanto, la separación magnética es importante en la explotación minera del hierro.
Reciclaje de chatarras
Aunque ya se haya especificado la separación magnética del hierro en las mezclas, no puede dejarse sin mencionar este mismo procedimiento pero aplicado en los terrenos de las demoliciones o del cementerio de chatarras.
Por ejemplo, tal como se ve en la imagen de arriba, una grúa puede cargar un poderoso imán para elevar y atraer aceros muy pesados de los escombros.
Asimismo, quien haya visto la película Toy Story 3, habrá notado un ejemplo de separación magnética cuando Buddy y sus amigos intentaban salvarse de la trituradora de basura. Cada uno de los juguetes se aferraba a los objetos ferromagnéticos que encontraban antes de que ascendieran por efecto del imán superior; hazaña que Rex, el dinosaurio de juguete, tuvo dificultades de realizar.
Esto es así porque el hierro y las aleaciones de este metal (que son muchas además del acero), pueden reciclarse y destinarse a la fabricación de otros instrumentos. Por lo tanto, la separación magnética es una técnica esencial para el reciclaje de la chatarra y de sus componentes más valiosos.
Referencias
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). CENGAGE Learning.
- María Estela Raffino. (12 de diciembre de 2020). Soluto y Solvente. Concepto.de. Recuperado de: concepto.de
- Enciclopedia de Ejemplos. (2019). 10 Ejemplos de Imantación. Recuperado de: ejemplos.co
- Wikipedia. (2021). Magnetic separation. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Chameleon. (29 de octubre de 2018). Magnetic Separators and Magnetic Separation Equipment. Recuperado de: mastermagnets.com