Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
т. е. до изобретения электромагнита. Затем на аналогичный сепаратор с
электромагнитами был выдан патент в 1847 г. Артуру Воллу. За Воллом последовал в
1854 г. Шено, получивший патент на сепаратор с вращающимися магнитами.
В настоящее время магнитный метод разделения применяют во многих отраслях
горнодобывающей промышленности, в частности в угледобывающей, где он начинает
конкурировать с так называемым мокрым методом обогащения.
Почти повсеместно уголь обогащают в специальных отсадочных или флотационных
установках. И отсадочный, и флотационный методы являются мокрыми, так как
процесс обогащения происходит в воде, в результате чего и порода, и угольный
концентрат нуждаются в сушке. Кроме того, мокрые методы требуют большого расхода
(нескольких тысяч кубометров) воды, очистки загрязненной воды и предотвращения
смерзания частиц в районах с суровым климатом.
Почти все неиспользуемые в угле примеси магнитны. Это дает возможность избежать
мокрых процессов, установив по ходу движения ленты с размельченной породой
магнитный ребристый ролик, который захватывает примеси и выносит их из породы.
Такой метод очистки, позволивший снизить зольность угольной мелочи с 12…17 до
7…8 %, был впервые предложен и испытан в Советском Союзе.
А как очистить породу, например, от пирита, который немагнитен? Здесь ученые
тоже нашли выход — пирит пропаривается в паровоздушной среде при
270…300 °C и покрывается слоем магнитных окислов.
Другой тип сепаратора был изобретен в 80-х годах прошлого века Эдисоном.
Говорят, что это произошло во время одной из ежедневных утренних прогулок
Эдисона. Гуляя по берегу Лонг-Айленда, Эдисон заметил, что песок пляжа содержит
частички окиси железа. Если сыпать такой песок между полюсами магнитов, можно
легко отделить немагнитные частицы от окиси железа. Эта идея Эдисона решила одну
из проблем того времени: что делать с залежами руды, в которой содержание железа
невелико?
Эдисон предложил преобразовать руду таким образом, чтобы она стала похожей на
легко разделяемый песок пляжа, попросту говоря, размолоть ее. После размола в
дробилках руда поступает в башню и ссыпается с ее вершины. При падении частицы
встречают все усиливающиеся магнитные поля нескольких мощных электромагнитов.
Магнитная окись железа оседает на магнитах и снимается с их наконечников, а
пустая порода беспрепятственно падает вниз.
Благодаря этому изобретению Эдисона залежи железной руды в штате Нью-Джерси,
ранее считавшиеся промышленно бросовыми, стали рентабельными, для их разработки
был построен целый город, названный по имени изобретателя — Эдисон-Сити.
Магнитные сепараторы применяют и в сельском хозяйстве для отделения семян
клевера, льна, люцерны от семян сорняков. Инженеры воспользовались здесь оружием
"врага" и обратили его против него самого. Дело в том, что семена сорняков
(горчака, плевела), как правило, более шероховаты, их поверхность покрыта
миниатюрными зацепками, позволяющими семенам прикрепляться к шерсти животных,
одежде людей и т. п., что помогает сорнякам в их быстром распространении. Если
засыпать загрязненные сорняками семена мелкими железными опилками, то опилки
скопятся на семенах сорняков, в то время как гладкие семена злаков останутся
чистыми. Теперь достаточно легко очистить зерно от сорняков в устройстве типа
магнитного сепаратора.
Очень сходный по существу метод используется сейчас и при поимке преступника.
Часто потожировые отпечатки пальцев, оставленные нарушителями на месте
преступления, очень слабы и вдобавок ко всему оставлены на каком-нибудь
материале с грубой фактурой: досках, фанере, картоне. Криминалист В.Сорокин
предложил вместо существующего способа опыления следов цветными порошками
использовать в подобных случаях магнитную кисть, представляющую собой небольшой
магнит с узким полюсом, который проносят над исследуемой поверхностью в
нескольких направлениях.
Перед этим магнит опускают в сосуд с мельчайшими железными опилками. Опилки
облепляют полюс в виде всем известной "бороды" магнита. Эта борода и играет роль
тончайших щетинок кисти. При проведении магнитной кистью над загрязненной
поверхностью железные пылинки прилипают к потожировому веществу следа и
окрашивают его в характерный темно-серый цвет. Незагрязненная поверхность
остается чистой. Окрашенные железной пылью отпечатки пальцев очень хорошо
копируются на дактилоскопическую пленку.
Это не единственное применение магнита в криминалистике. В журнале "Советская
милиция" сообщалось о портативном мощном электромагните, применяемом для добычи
вещественных доказательств со дна водоемов. В том же номере описывался случай,
когда следователю с помощью такого электромагнита удалось обнаружить на дне
заброшенного пруда топор, которым было совершено преступление.
Этот же принцип используют для подъема железных предметов с затонувших судов.
Подъемные магниты очень широко используют там, где необходимы особо большие
усилия и несложные крепления. Например, в знаменитом батискафе профессора
Пикара, исследовавшего глубочайшие океанские впадины, мощный электромагнит был
применен для удержания железного балласта. В случае аварии Пикар мог разомкнуть
цепь питания электромагнита и, освободив батискаф от балласта, немедленно
всплыть.
Электромагниты использовались и на транспорте. Так, для улучшения сцепления
колес вагонеток с рельсами (увеличение трения) инженеры еще в 1910 г. применили
подмагничивание колес с помощью электромагнитов. Используя электромагниты,
удалось увеличить коэффициент трения и, следовательно, массу перевозимого груза.
Этим, безусловно, не ограничиваются возможности применения магнитов на
транспорте. Существует, например, идея, выдвинутая инженерами фирмы
"Вестингауз", предложившими использовать "магнитные подушки" для электровоза. В
конструкции американских инженеров магниты, вмонтированные в корпус электровоза,
создадут отталкивание между электровозом и железными направляющими рельсами, что
позволит обойтись без колес и повысить скорость поездов до 1000 км/ч. Испытания
моделей таких электровозов дали обнадеживающие результаты. Во многих странах уже
созданы экспериментальные поезда "на магнитной подушке".
Электромагниты можно также использовать для стыковки кораблей в космосе. Другим
немаловажным применением электромагнитов может стать магнитная обувь
космонавтов, незаменимая, по-видимому, не только в условиях невесомости, но и
при ремонтных работах на земле.
В годы войны беспокойная мысль конструкторов электромагнитов сразу же "нащупала"
возможность применения их в военных целях. Непосредственно перед войной были
изобретены магнитные мины, т. е. мины, боек которых приводился в действие
поворотом магнитной стрелки, влекомой стальной махиной корабля.
Другим, значительно более проблематичным предложением стала старая идея
использовать электромагнит для ловли ядер противника. Предполагалось осуществить
эту идею следующим образом: на корабле "лицом" к противнику устанавливается
мощный электромагнит, полюс которого покрыт прочной броней. Ядра неприятеля
притягиваются этим магнитом и попадают на броню. Остальная часть корабля может
быть незащищенной.
Конечно, такой проект вряд ли осуществим. Стрельба со своего корабля будет
малоэффективной, так как траектория будет искажаться магнитом, вследствие чего
прицельный огонь станет невозможным. Далее, и это особенно важно в данном
случае, для искривления пути неприятельских ядер понадобится такой мощный
магнит, который и в настоящее время ученые построить не в состоянии.
Следует, однако, отметить, что проект защиты фортов от ядер противника не
остался лишь на бумаге. Магнит-броня, заранее обреченный на бездействие, был
построен. Это произошло потому, что техника расчетов магнитного поля в прошлом
веке была недостаточно разработанной, и заранее знать, каково будет поле магнита
и, следовательно, его эффективность, было нельзя. В 1887 г. майор американского
флота Кинг приказал сделать гигантский электромагнит из двух крупнейших
береговых орудий калибром 36 см, поставленных рядом в форте Виллетс-Пойнт.
Магнитная цепь замыкалась с помощью притороченных к пушкам железнодорожных
