磁电选矿PPT介绍

第四篇
主要内容：
磁电选矿
磁选技术： ◆磁选基本原理 ◆磁选设备 ◆磁流体分选技术 ◆磁选实践 电选技术： ◆电选基本原理 ◆电选机 ◆电选工业应用
第一章
磁选技术
1.1 磁选基本原理
一、概述 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。 高梯度磁选机是20世纪70年代发展起来的一项磁选工艺， 它能有效回收磁性很弱、粒度很细的磁性矿粒。近年来， 将高梯度技术和超导技术结合起来，又研制出高梯度超导 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。
1.1 磁选基本原理
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。
1.2 磁选设备
1）起始磁化曲线 起始磁化曲线是外磁场H 单 调增加时得到的曲线，如图所 示。 铁磁性材料的起始磁化曲线的共 同点是曲线由陡峭段和平坦段 组成。陡峭段对应于易磁化的 特征，而平坦段对应于难以磁 化的特征。
1.2 磁选设备
2）磁滞回线 当磁场强度H在正负两个方 向上往复变化 时，材料的磁化 过程经历了一个循环的过程， 见图3－2－2。闭合曲线叫做磁 滞回线。如果材料在磁化曲线 两端都达到饱和，所得回线就 叫做饱和磁滞回线或主磁滞回 线。
1.2 磁选设备
3）正常磁化曲线 磁场H的循环范围逐渐缩小， 所得一系列磁滞回线的顶端的轨 迹就是正常磁化曲线，见图。这 一曲线可以复制，能说明材料的 磁性。 正常磁化曲线和起始磁化曲线 的形状很相似。
1.1 磁选基本原理
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。
1.2 磁选设备
（4）根据给入物料的运动方向和从分选区排出分选产品 的方法可分为： ①顺流型磁选机。被选物料和非磁性矿粒的运动 方向相同，而磁性矿粒偏离此运动方向。 ②逆流型磁选机。被选物料和非磁性矿粒的运动 方向相同，而磁性产品的运动方向与此方向相反。 ③半逆流型磁选机。被选物料从下方给入，而磁 性矿粒和非磁性矿粒的运动方向相反。 （5）根据排出磁性产品的结构特征可分为： 圆筒式、圆锥式、带式、辊式、盘式和环式
1.1 磁选基本原理
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。
1 尺寸比 m s
1.1 磁选基本原理
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。
1.2 磁选设备
一、概述 磁选机的结构多种多样，分类方法也比较多。通 常根据以下特征来分类。 （1）根据承载介质的不同，磁选机可分成干式和 湿式两种： （2）根据磁选机磁场强度的高低，磁选机分成弱 磁场磁选机和强磁场磁选机两大类： ①弱磁场磁选机。 ②强磁场磁选机。 （3）根据磁性矿粒在磁场中的行为特征可分为： ①有磁翻转作用的磁选机。 ②无磁翻转作用的磁选机。
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
1.1 磁选基本原理
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。
1.1 磁选基本原理
1.1 磁选基本原理
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。
1.1 磁选基本原理
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。
1.2 磁选设备
二、磁选机常用磁性材料及其特性 在各种磁性材料中，最重要的是以铁为代表 的铁磁性材料，钴、镍、钇等也具有铁磁性。 常用的铁磁性材料多是铁和其他金属或非金属 的合金，以及某些含铁的氧化物。 铁磁性材料的磁特性常用磁感应强度与外磁 场强度之间关系的B=f（H）曲线来表示。材料 的磁特性，不仅与磁场强度、温度和机械力有 关，而且与磁化过程有关。材料磁化时可分成 以下几种曲线。
1.1 磁选基本原理
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 4.0 105 m3 / kg ,磁场强度达 80～136 kA/m的弱磁场磁选机 中可以回收。 7 6 3 1 . 26 10 ~ 7 . 5 10 m / kg 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 1.26107 m3.kg ,是目前难以 用磁选法回收的矿物。
1.1 磁选基本原理
三、矿物的磁性 1. 矿物的磁性 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
1.1 磁选基本原理
典型的顺磁性、逆磁性、 铁磁性物质的磁化强度和磁 场强度间的关系，如图所示。 顺磁性物质的上述关系是斜率 为正的直线关系；逆磁性物 质为负斜率直线关系；铁磁 性 物质为一渐近曲线，随磁场强 度增大，物质磁化强度始变 化很快，然后趋于平缓，最 后达到饱和。值得注意的是， 当磁场强度相当小的时候， 磁化强度就趋于饱和值了。
1.1 磁选基本原理
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。

1.1 磁选基本原理
将一个பைடு நூலகம்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。
1.2 磁选设备
（6）根据磁场类型可分为： ①恒定磁场磁选机；②旋转磁场磁选机；③交 变磁场磁选机； ④脉动磁场磁选机 （7）根据产生磁场的方法，磁选机又可分为： 永磁型磁选机、电磁型磁选机、超导型磁选机 等。用于分选 弱磁性矿石的磁选机 一般采用电磁磁系，分选强磁性矿石的磁选机大都采 用永磁磁系。
1.1 磁选基本原理
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 （ m / kg ） (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=μ 0(H+M) （1-1-4）
1.1 磁选基本原理
二、 磁选原理 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=μ H （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）
3
1.1 磁选基本原理
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。