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矿物加工学-磁选基本原理

磁介质板(技术突破)。 70年代以后:高梯度磁选机、高梯度超导磁选机。 磁流体分选作为磁选的一门新兴学科,其分选理论、
磁流体的制备及分选设备尚在不断完善阶段。
1.3基本概念
磁场是物质的一种特殊状态。任何运动电荷 或电流,均在周围空间产生磁场。磁场对引入磁 场中的运动电荷有磁力的作用。
描述磁场的物理量有磁感应强度和磁场强 度。 磁感应强度(B):描述磁场性质的物理量, 磁场中某点处的磁感应强度的方向与该点 处试验线圈在平衡位置时法线的方向相同, 磁感应强度的量值等于具有单位磁矩的试 验线圈所受到的最大磁力矩。 在国际单位制(SI)中B的单位为Wb/m2或T, GOS制中,1T=104GOS
磁矩:任何物质都存在有分子电流,分子电流和它 包围的面积的乘积叫做分子电流的磁矩。物质的磁 矩等于分子电流磁矩的矢量和
m=Σmi=Σ(i*ΔS)
磁化强度:单位体积物质的磁矩叫物质的磁化强度
M=dm∕dv (A/m)
物质进入磁化场后分子电流或多或少地取向于磁化 场方向,结果产生一个附加磁场,叠加在磁化场上, 从而改变原有的磁化场。
磁场强度H:在任何磁介质中,磁场中某点的磁感 应强度B与同一点上的磁导率µ的比值称为该点的 磁场强度,方向为磁力线的切线方向。
H=B/µ
单位:SI制中H的单位为A/m,在GOS制中采用Oe,
1Oe=77A/m≈80A/m,1A/m=1.25×10-2 Oe。 µ为物质的磁导率 µr = µ/µ0
µr——磁介质的相对磁导率 µ0——真空中的磁导率
稀有金属矿选别:在钛铁矿的选别中,为了使得 铁、钛分离也要采用磁选、电选方法。
回收重介质:磁选回收磁铁矿和硅铁等介质(选 煤厂回收重介质等)。
非金属矿提纯:采用磁选除去含铁杂质。
1.2磁选技术的发展
19世纪末期:美国、瑞典ห้องสมุดไป่ตู้造出电磁筒式磁选机。 20世纪初:湿式筒式磁选机问世。 60年代:Jones强磁选机在英国面世,采用多层聚
在放入磁场的物质内部,物质内部任意点处的磁感 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,在物质内部的磁场中,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) 从而有 μ=μ0(1+ k) 比磁化率χ :物质体积磁化率与其密度的比值。
χ=κ/δ m3/kg
比磁化率在磁选实践中用来表示矿物磁性的大小。
1.4磁选的基本条件
必要条件:作用在较强磁性矿石上的 磁力F1磁必须大于所有与磁力方向相反 的机械力(包括重力、离心力、水流 阻力等)的合力ΣF机,作用在较弱磁 性颗粒上的磁力F2磁必须小于相应机械 力ΣF机。即
F1磁> ΣF机>F2磁 磁选实质:利用磁力和机械力对不同 磁性颗粒的不同作用而实现的。
1.5回收磁性矿粒需要的磁力
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:
U=-
0 2 dv
v
2
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
02 dv
v
2
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:
铁矿石选别:我国是钢铁生产和消费大国,铁矿 石探明储量居世界前列,但是绝大部分是贫矿, 富矿中又有5%含有有害杂质而不能直接冶炼。
实践表明,铁精矿品位每提高1%,高炉利用系 数可以增加2-3%,焦炭消耗量可以降低2%, 石灰石消耗量可降低2%。
有色金属矿选别:钨锡粗精矿分离,利用黑钨矿 具有弱磁性而锡石无磁性,采用磁选方法去除含 锡杂质,可以获得合格的钨精矿。
度、磁矩、磁化强度、磁导率、比磁化率等。 (2)磁选基本条件及回收矿粒需要的磁力 本章重点: (1)掌握和理解几个基本概念 (2)磁选基本条件和回收矿粒需要的磁力
1.1 概述
磁选:在非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。
注意:(1)磁选必须是在非均匀磁场中进行 (2)分选矿物要有磁性差异
第四部分 磁电选矿
掌握磁选、电选基本原理。
掌握生产实践中常用磁选设备(弱磁场、强磁场、 高梯度磁选机)、电选设备的结构、工作原理、 选别过程。
熟悉具有代表性的黑色金属、有色金属、稀有金 属、非金属矿的磁选、电选工艺流程。
了解磁流体选矿的工作原理。
本章主要内容: (1)几个基本概念:磁场、磁感应强度、磁场强
强磁性矿物(χ值大) :磁场力H gradH 相对较小
弱磁性矿物(χ值较小):磁场力H
gradH大。
均匀磁场:只受到转矩,矿物颗粒的最长方向 取向于磁力线方向(稳定)或者垂直于磁力线 方向(不稳定);
非均匀磁场:除了转矩外,还受到磁力的作用, 正是由于磁力的存在,才有可能将磁性颗粒与 非磁性颗粒分离,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。
公式表明:作用在磁性颗粒上的磁力决 定于颗粒的磁性χ值和磁选设备的磁场 力HgradH 。
f磁= μ0 k V H gradH
比磁力:作用在单位质量颗粒上的磁力。运用 比磁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= μ0 χ H gradH 式中: H gradH -磁场力,A/m2
公式表明: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。
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