第2篇选别作业第6章磁选（4课时）[本章主要内容]1、磁选的基本原理，包括磁选过程、磁化、磁化强度、磁化系数、在非均匀磁场中磁性矿粒所受磁力。

2、矿物磁性，包括矿物磁性分类、强磁性矿物的磁性特点、弱磁性矿物的磁性特点。

3、磁选设备，包括弱磁场磁选设备和强磁场磁选设备。

磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。

磁选法广泛地应用于黑色金属矿石的分选、有色和稀有金属矿石的精选、重介质选矿中磁性介质的回收和净化、非金属矿中含铁杂质的脱除、煤矿中铁物的排除以及垃圾与污水处理等方面。

第1节磁选的基本原理磁场是物质的特殊状态，并显示在载电导体或磁极的周围。

描述磁场大小和方向的物理量有磁感应强度B和磁场强度H。

磁感应强度与磁场强度间存在如下关系：B=μH （1-1-1）当磁介质被置于磁场中时，由于磁场的作用而磁化，从而在介质内产生磁矩。

单位体积内的磁矩称为磁化强度，是表征磁介质磁化程度的物理量。

磁介质中某点的磁化强度M与该点的磁感应强度成正比，在国际单位制中表示为：M= k B/μ=k H （1-l-2）物质的体积磁化率与其本身密度的比值，称为物质的比磁化率(系数)，即：χ=κ/δ（）(1-1-3）在磁介质中，磁场中任意点处的磁感应强度，除了原磁场外，还应包括磁介质磁化后产生的附加磁场。

因此，在有磁介质的磁场中，任一点的磁感应强度B、磁场强度H、磁化强度M之间存在如下关系：B=μ0(H+M) （1-1-4）磁选是在磁选设备所提供的非均匀磁场中进行的。

被选矿石进入磁选设备的分选空间后，受到磁力和机械力的共同作用，沿着不同的路径运动，对矿浆分别截取，就可得到不同的产品。

磁性颗粒在磁选机中成功分选的必要条件是：作用在较强磁性矿石上的磁力F1必须大于所有与磁力方向相反的机械力的合力，同时，作用在较弱磁性颗粒上的磁力F2必须小于相应机械力之和。

即F1>F机1 ；F2 < F机2磁选的实质是利用磁力和机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的。

作用在磁性颗粒上的磁力，可由它在磁化时所获得的位能来确定，其位能可用下式求出：U=-（1-1-5）根据力学定律，作用在颗粒上的磁力可用颗粒位能的负梯度值来表示，即F磁= - grad U= grad当颗粒粒度不大时，可假定颗粒的体积磁化率在所占的体积范围内是个常数，其所占的体积内HgradH也近似为常数，则磁力F磁为：F磁＝μ0 k V H gradH在磁选研究中常用比磁力的概念，它是作用在单位质量颗粒上的磁力。

运用比力的概念可消除矿物颗粒中实际存在的空隙对磁力计算的影响。

f磁= F磁/m= μ0ΧH gradH (1-1-6) 磁场力的定义表明，磁选时，仅仅只有一个适宜的磁场强度是不够的，这个磁场还必须有一定的磁场梯度。

这就是在前面强调的磁选是在一个非均匀的磁场中进行的原因。

磁力或比磁力公式均表明，作用在磁选颗粒上的磁力决定于颗粒的磁性和磁选设备的磁场力HgradH。

无论是提高磁场力或提高颗粒的比磁化率，都可以提高颗粒所受的磁力。

矿物磁性1、矿物磁性的分类磁性可看成是物质内带电粒子运动的结果，是物质的基本属性之一。

自然界中各种物质都具有不同程度的磁性，大多数物质的磁性都很弱，只有少数物质才有较强的磁性。

就磁性来讲，物质可分为三类：顺磁性物质、逆磁性物质、铁磁性物质（亚铁磁性、反铁磁性）。

2、磁选中矿物的分类磁选中矿物磁性的分类不同于物质磁性的物理分类，通常，按比磁化率大小把所有矿物分成强磁性物、弱磁性矿物和非磁性矿物。

强磁性矿物比磁化率，磁场强度达80～136 kA/m的弱磁场磁选机中可以回收。

弱磁性矿物比磁化，在磁场强度H=480～1840 kA／m的磁选机中可以选出。

非磁性矿物比磁化率,是目前难以用磁选法回收的矿物。

3、强磁性矿物的磁性及其影响因素磁铁矿是典型的强磁性矿物，又是磁选所处理的主要矿石。

磁铁矿的磁性特点有①磁铁矿的磁化强度和磁化率很大，存在磁饱和现象，且在较低的磁场强度下就可以达到饱和；②磁铁矿的磁化强度、磁化率和磁场强度间具有曲线关系。

磁化率随磁场强度变化而变化。

磁铁矿的磁化强度除与矿石性质有关外，还与磁场强度变化历程有关；③磁铁矿存在磁滞现象，当它离开磁化场后，仍保留一定的剩磁；④磁铁矿的磁性与矿石的形状和粒度有关。

1）磁铁矿的磁化过程某矿山磁铁矿的比磁化强度、比磁化率与磁场强度间的关系如图所示。

从磁化曲线J= f(H)看，当磁场强度H=0时，磁铁矿的比磁化强度J=0。

随着磁场强度的提高，磁铁矿的比磁化强度J开始缓慢增加，随后迅速增加，接着又缓慢增加，达到某一特定的值后不再变化，这一特定的点（3）称为磁饱和点，用Jmax表示。

再降低磁场强度H，比磁化强度J随之减小，但并不是沿原来的曲线（0～1～2～3），而是沿高于原来的曲线（3～4）下降。

当磁场强度降为0时，比磁化强度J并没有降到0，而是保留一定的数值，这一数值称为剩磁，用Jr表示。

这种现象称为磁滞现象。

如要消除剩磁Jr，需要对磁铁矿施加一个反方向的退磁场。

消除剩磁Jr 所施加的退磁场强度称为矫顽力，用Hc表示。

2）磁铁矿的磁化本质磁铁矿的磁化本质，可以用磁畴理论解释。

从磁畴在磁化过程中的变化规律看，在磁化前期，以磁畴壁移动为主，后期以磁畴转动为主。

磁畴壁移动所需的能量较小，磁畴转动所需的能量较大。

3）颗粒性质对磁性的影响除了磁场强度对矿物磁性的影响外，颗粒的形状、颗粒的粒度、强磁性矿物的含量和矿物的氧化程度等对磁性也有影响。

A 颗粒形状的影响组成相同、含量相同而形状不同的磁铁矿的比磁化强度、比磁化率与磁场强度的关系。

不同形状的矿粒，在相同的磁场中被磁化时显示的磁性不同。

将一个形状为椭圆形的磁铁矿石放人磁场强度为H 。

的均匀磁场中，则在磁铁矿石两端产生感应磁极，这个感应磁极与外加磁场方向相反，由于它的出现，便削弱了矿粒内部的磁场强度。

称这个感应磁场为退磁场，退磁场强度以H 退表示。

因此，实际作用在矿粒上的有效磁场强度H 有效为：式中——N 是和矿粒形状有关的比例系数，称为退磁因子或退磁系数。

尺寸比m=1/（S1/2）随尺寸比m 增加，退磁因子逐渐减小。

当尺寸比很小时，物体形状对退磁因子影响很大，而当尺寸比大于10 时，物体的几何形状对退磁因子的影响基本没有。

尺寸比小，导致矿粒内的退磁场强度增大，使实际作用在矿粒内的磁场强度减小，客观上造成了矿粒比磁化强度和比磁化率的减小。

而尺寸比达10 以上时，矿粒的退磁因子已很小，此时矿粒内部的退磁场强度便可忽略不计，可近似认为矿粒内部的磁场强就是外磁场的强度。

B 颗粒粒度的影响磁铁矿的比磁化率、矫顽力与其粒度的关系如图所示。

随粒度的减小，矿粒的比磁化率也随之变小，矫顽力随之增大。

C 矿物氧化程度的影响磁铁矿在矿床中经长期氧化以后，局部或全部变成假象赤铁矿。

随着磁铁矿氧化程度的增加，磁性减弱，比磁化率显著减小。

D 强磁性矿物含量的影响磁铁矿与脉石矿物的连生体，在生产过程中极容易混入磁性精矿中，影响精矿的质量。

连生体的磁性与连生体的结构、磁畴强度和分选介质有关。

连生体的比磁化系数与其中磁铁矿含量的关系如图3－1－8所示。

4．弱磁性矿物的磁性及其影响因素与强磁性矿物相比，弱磁性矿物的磁性有明显的不同：①比磁化率小；②比磁化率大小只与矿物组成有关，与磁场强度及矿物本身的形状、粒度等因素无关；③弱磁性矿物没有磁饱和现象和磁滞现象，它的磁化强度与磁场强度间为直线关系；④若弱磁性矿物中混入强磁性矿物，即使量少也会对磁特性产生较大的影响。

由弱磁性的矿物与非磁性矿物构成的连生体，其比磁化率大致与弱磁性矿物的含量成正比，连生体的比磁化率等于各矿物比磁化率的加权平均值。

对于弱磁性铁矿物，可以通过磁化焙烧的方法人为地提高它们的磁性。

第3节磁选设备一、弱磁场磁选设备（一）湿式弱磁场磁选设备1、永磁筒式磁选机永磁筒式磁选机是磁选厂普遍应用的一种磁选设备。

根据槽体结构型式不同，分为顺流型、逆流型和半逆流型三种型式。

现在常用的槽体以半逆流型为最多，我们重点介绍半逆流型永磁筒式磁选机。

其它型式只作一般介绍。

（1）半逆流型永磁筒式磁选机磁选机由圆筒、磁系和槽体（或叫底箱）等三个主要部分组成。

如下图所示。

A、圆筒。

是由不锈钢板卷成，筒表面加—层耐磨材料保护筒皮，如加一层薄的橡胶带或绕一层细铜线，也可以粘一层耐磨橡胶。

它不仅可以防止筒皮磨损，同时有利于磁性产品在筒皮上的附着，加强圆筒对磁性产品的携带作用，保护层的厚度一般是2mm左右。

圆筒的端盖是用铝或者铜铸成的，圆筒各部分所使用的材料应是非导磁材料，以免磁力线不能透过筒体进入选分区，而与筒体形成磁短路。

圆筒由电动机经减速机带动，圆筒旋转的线速度一般为1.0——1.7m/s。

B、磁系。

是磁选机产生磁场力的机构。

每个磁极由锶铁氧体永磁块组成，用铜螺钉穿过磁块中心孔固定在马鞍状磁极导板上。

磁极导板经支架固定在筒体的轴上，磁系固定不旋转。

磁系磁极也可以用粘结的方法，把永磁块粘结成组并固定在磁极导板上。

再用上述的方法固定在轴上。

磁系在轴上的位置是事先安装好的，磁系偏角（即磁系弧面中心线与圆筒中心垂直线之间的夹角）为15°——20°。

因为磁选机的轴是固定的，所以磁系也是不动的。

但可以根据生产的需要，扳动轴上的偏角转向装置适当调整。

磁极的极性是沿圆周方向N-S-N-S或S-N-S-N交替排列，同一磁极沿轴向极性相同。

磁系宽度与圆筒长度有关，即圆筒越长，磁系宽度相应增长，圆筒越短，磁系宽度则减小。

由于磁系宽度的不同则沿轴向上的磁场强度的变化也不同。

C、槽体。

一般用不锈钢板或硬质塑料板焊成。

槽体的型式对选别指标和生产操作有很大的影响。

在半逆流型槽体中，磁性产品运动的方向和圆筒的旋转方向一致，而非磁性产品的运动方向则与圆筒旋转方向相反。

槽底的下部为给矿区，其中插有喷水管，用来调节选别作业的矿浆浓度，把矿浆吹散成松散的悬浮状态进入工作空间，有利于提高选别指标。

在给矿区上部有底板(现场叫尾矿堰板)，底板上开有矩形孔，流出尾矿。

底板和圆筒之间的间隙为30—35mm。

根据生产情况可以调节。

D、磁场特性。

磁选机的磁场特生是指磁系所产生的磁场强度及其分布规律。

磁选机的磁场特性一般都是在磁系组装后，装入圆筒前测定的。

图2—2是CYT600mm×1800mm磁选机的磁场分布特性曲线。

从磁场特性曲线可以看出，磁场强度随着距磁极表面距离增加而减小。

在圆筒表面上，磁极边缘处的磁场强度高于磁极表面个和磁极间隙中心处的磁场强度。

E、选分过程。

矿浆经给矿箱进入磁选机槽体以后，在给矿喷水管喷出水(现场叫吹散水)的作用下，呈松散状态进入粗选区。

磁性矿粒在磁系的磁场力作用下，被吸在圆筒1的表面上，随圆筒—起向上移动。