矿物加工工艺学（磁选部分）第一章 绪论1.磁选定义：利用各种矿物的磁性差异，在非均匀的磁场中进行选分矿物的一种选矿方法。
2.应用：黑色金属（铁、锰、铬等）矿石的选别； 有色和稀有金属（如钨、钽等）；非金属（如石棉、金刚石、高岭土等）矿石的选别和去杂； 固体物料及废弃物去除磁性成分； 生产生活污水的去杂等； 3.磁选发展的简史：①公元前三百年，中国首先发现磁铁，首先利用磁现象；十一世纪制造指南针； ②17世纪，作了永久磁铁选磁铁矿的尝试；③1792年，英国发表了第一个专利（磁铁选别磁铁矿）； ④1849年，美国发表了第一项工业磁选机专利； ⑤1855年，诺特明尼在撒丁提出了利用电磁铁产生磁场；⑥19世纪90年代，维节利尔提出了尖削磁铁对平面的闭合磁系产生强磁场； ⑦1960年，琼斯型磁选机在英国问世；⑧最近十年，出现了一些新工艺、新磁选机、高梯度磁选，磁流体选矿、超导磁选机等。
4.广义磁选⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧含铁有机试剂法磁性吸附剂法磁性体提剂法铁絮凝物法铁酸盐共同沉淀法磁铁矿种法磁选剂法直接法磁过滤动力分选静力分选——磁流体重选萃取提纯精选——磁选（狭义）广义磁选）利用磁性的物质分离（第二章 磁选基本原理1、磁选过程：实质上磁力和机械力相互竞争，互相争夺矿物颗粒的过程。
2、矿物磁化① 磁化：就是矿物在磁场作用下，显示磁性的过程。
② 物质磁性的来源物质磁性←原子磁性←原子的磁矩← ← A.原子核磁矩很小，忽略；B.不是所有的电子磁矩之和，只是未填满的那些次壳层中的电子磁矩总和。
① 磁化本质A.分子电流的观点顺磁质：原子磁矩>>附加磁矩（忽略），分子固有磁矩是顺磁性体产生磁效应的主要原因。
逆磁质：原子磁矩为0，电子的附加磁矩为主产生磁效应。
B.磁畴观点自发磁化：铁磁质内部的原子磁矩，在没外磁场的作用下，已以某种方式排列起来，达到一定程度的磁化的现象叫自发磁化。
① 产生原因：相邻电子之间的静电交换作用； ② 产生效果：形成磁畴铁磁质、反铁磁质、亚铁磁质的单畴中磁矩的排列示意图(参见PPT 课间)技术磁化：铁磁质内部磁畴的原子磁矩，在外磁场的作用下，转向外磁场方向，铁磁质对外显示磁性的过程，称之为技术磁化。
加外磁场，外磁场不是使单个原子磁矩转向，而是使各个磁畴的磁矩转向。
① 产生原因：外磁场对其作用； ②产生效果对外显示磁性 C.固体磁性分类：3.磁化程度的表示：① 磁化强度：J 的物理意义：单位体积物体的磁矩； ⑴ J 增加，磁化也增加；⑵ 表示在外磁场作用下，物体被磁化的程度； ② 体积磁化系数：研究表明： J ：磁化强度；H ：外磁场强度，奥斯特； K 0：物体的体积磁化系数。
K 0的物理意义：是体积为一立方厘米的物体磁场强度为一奥斯特的外磁场中产生的磁⎩⎨⎧自旋磁矩轨道磁矩⎩⎨⎧原子核磁矩（忽略）电子磁矩⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧亚铁磁体）铁磁体（磁矩排列有序强磁体反铁磁体）顺磁体（磁矩排列混乱弱磁体原子的固有磁矩不为—逆磁体（感生磁矩）—原子的固有磁矩为固体磁性分类00V J ∆=∑mHK J 0=矩。
（1）K 0大小表示物体磁化的难易程度，K 0越大，越易磁化； （2）顺磁性物体：K 0>0；逆磁性物体：K 0<0；③ 物体比磁化系数：物理意义：表示单位质量的矿物颗粒在单位强度的外磁场中磁化所产生的磁矩。
4、矿物颗粒所受的磁力 ①磁场 （1）均匀性用磁场梯度 或gradH 表示，gradH 为矢量，方向为H 增加率最大的方向，大小为该方向上单位长度的H 的增量； （2）（3）矿物颗粒在不同的磁场中受到不同的作用：在均匀磁场中，只受到转矩的作用；在不均匀磁场中，不仅受到转矩的作用，还受到磁力的作用。
②磁性矿粒磁化后的磁效应宏观上与元电流的等效性。
（参见PPT ）原因：相邻电流元方向彼此相反，效果相互抵消，只有在横截面边缘未被抵消。
③ 矿粒所受到的磁力 磁力做功：δ00K x =dl d H 00≠H =H dld dl d ；不均场：均场：∆Φ∙=∆I A )3()2)(1()2(,)1(])[( gradH P f l P f l f l f P SI P S I S I m m m m ∙=∆∆H∙=∴∆∙=∆A ∆∆H ∙=∆A ∙=∆H ∙∙=H -∆H +H ∙=∆A ∴磁磁磁磁写成比较，则做功为：，移动距离设磁力的合力为故：又因为线圈磁矩：证毕。
——；——；——磁力粒上的磁力，称之为比作用在单位质量矿物颗磁磁磁磁cmgradH H g cm x HgradHx mfF F HgradH m x VgradHH x f x K H K J V J P m Oe Oe ,,30000000===∆=∴==∆∙=δδ公式应用注意：（1）gradH 为常数时，可直接用该式计算；（2）矿粒本身的磁化，当影响因素H 和gradH 的值改变时，应用改变值代入 计算； （3）粒度小，所占空间、H 和gradH 的变化甚微，计算误差小；粒度大，则应该应用积分法计算。
④两种不同磁性的矿物能分离的充分条件⑴需要一个H 和gradH 足够大的不均匀磁场；⑵矿物之间的磁性差异必须满足：A :磁性与非磁性矿物比,磁化系数之比;0x :磁性矿化的比磁化系数;'x :非磁性矿化的比磁化系数. ⑶作用与矿物颗粒上的磁力和机械力必须满足:对于磁性矿:对于非磁性矿:第三章：物质和矿物按磁性分类和磁性特点1物质磁性分类及磁性特点 A.分类：逆磁质：这类物质较多，有金属Cu 、Zn 、Ag 、Sb 等，非金属Si 、P 、S 等，惰性气体、许多有机化合物等。
顺磁质：这类物质也很多，如金属Na 、K 、Mn 、Cr 、W 等，许多稀土金属和铁族元素的盐类等。
铁磁质：这类物质较少，主要是Fe 、Co 、Ni,以及他们的合金和化合物，Mn 、Cr 的一些合金等。
B.磁性特点（参见PPT ）2 矿物磁性分类及其磁性特点 A. 分类强磁性矿物：在磁场强度H=900~1800Oe 的弱磁场的磁选机中可以选出容易选矿物，这类矿物很少，主要有磁铁矿、磁赤铁矿、钛磁铁矿、锌铁晶石等。
弱磁性矿物：在磁场强度H=6000~2000奥斯特，磁选中选别，有的难选，有的易选。
这类最多，主要有铁锰矿物、赤、镜、褐、菱；水、软、硬、菱等，一些含钛、硌、钨矿物；黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石、橄榄石、杨榴石、辉石等； 非磁性矿物：目前尚不能用磁选法选出。
这类矿物很多，主要有部分金属矿物——辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉 矿、白钨矿、褐石、金等； 大部分非金属矿物——硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等； 大部分造岩矿物——石笋、长石、立解石等。
B ．磁性特点1'0 x xA =∑机磁F F ∑机磁F F①强磁性矿物的磁性特点（五点） ⑴比磁化系数很大，（比弱磁性矿物大上百倍甚至几千倍）； ⑵有磁饱和现象，在较低的磁化磁场作用下就可以达到饱和；⑶具有磁滞现象，在交变磁场中，反复磁化时具有磁滞回线；⑷具有磁性转变温度——居里点。
磁铁矿的居里点为585度；⑸比磁化系数不是一个常数，而是随磁化磁场强度的大小、本身的形状、粒度、氧化程度等许多因素而变。
②弱磁性矿物的磁性特点（四点） ⑴比磁化系数小；⑵没有磁饱和现象和磁滞现象；⑶比磁化系数是一个常数，与磁化磁场强度、本身的形状、粒度等无关、只与矿物组成有关；⑷当其中含有强磁性矿物杂质时，即使少量也会对产生较大甚至很大的影响。
第四章 弱磁性铁矿石的磁化熔烧的基本原理一. 磁化熔烧的目的①把弱磁性铁矿物变成强磁性铁矿物； ②排除矿石中的气体和结晶水；③使矿石结构舒松，有利于降低废矿费用； ④从矿石中排除有毒元素。
二. 磁化熔烧的分类及原理1.还原熔烧：⑴适用于赤铁矿和磁铁矿石；⑵常用的还原剂有C,CO 和H 2等。
以赤铁矿为例说明在熔烧过程的原理A.还原剂为C 时:B.在CO 中:C.在H 2中：2.中性熔烧：适用于菱铁矿石.3.氧化熔烧短时间内:长时间,进而氧化:CO O Fe C O Fe c +−−→−+435703223024357032230CO O Fe CO O Fe c +−−→−+O H O Fe H O Fe c 243570232230+−−→−+不通空气时）(2324340030030CO CO O Fe FeCO c++−−−→−-通入少量空气时）(2212243400300230CO O Fe O FeCO c+−−−→−+-28722667SO S Fe O FeS +−→−+243287247383SO S Fe O S Fe +−→−+第五章 磁选设备5.1 分类1.据磁场类型来分可以分成四类2. 根据磁场强度来分①弱磁场磁选机:H0在800-2000Oe ；磁场力40×104Oe 2/cm ； ②中磁场磁选机: H0在2500-6000Oe ；磁场力280×104Oe 2/cm ； ③强磁场磁选机:H0在6000-26000Oe ；磁场力24×106～95×106Oe 2/cm ； 注：H0——磁场强度5.2 磁选机的磁系1.电磁磁系和永磁磁系电磁磁系又有有铁芯和无铁芯之分：①有铁芯者,每个磁极由线圈，铁芯和极头组成；无铁芯者仅由线圈组成。
②永磁磁系是由硬磁性材料制作，永磁铁根据制造工艺和材料不同可分为: ①磁性合金：Al-Ni-Co 合金钢，磁性性能好，成本高；②铁氧体磁性材料：分子构成为 ，性能好，价格便宜，原材料来源广，制造工艺简单。
磁块性能用剩感应强度Br ，矫顽力Hc 和最大磁体积(B·H)max 来表示。
2.开放磁系和闭合磁系开放磁系：磁极相邻配置的磁系;(平面,弧面合塔形)闭合磁系：磁极相对配置的磁系(单选分面、多分选面，充填具有一定形状的感应介质，如齿板、铁球、钢毛等)。
5.3 常用磁选设备§5.3.1 弱磁场磁选机Pb Sr Ba M O nFe Mo ,,,)(32为干式：有磁滑轮式,鼓式和双筒永磁等;湿式：磁力脱水槽、永磁旋转磁场、脱磁器、预磁器、园筒等。
1.设备结构多极磁系，磁系包角360°，磁系和圆筒固定在轴上，磁极沿周向交替；磁极沿轴向不变。
圆筒：不导磁不锈钢、1.0㎜皮带：橡胶圆筒与皮带一起转动2.磁场分布（参PPT）3.磁场特性最高H=220KA/m，同一距离，磁极边缘高、极间隙、极面中点低。
距磁系表面距离：0㎜平均160KA/m30㎜平均90KA/m80㎜平均40KA/m4.分选原理5.应用1.大块（10～120㎜）强磁性矿石的预选，丢尾；2.入选矿石的粗选，提高处理能力，分选；3.焙烧矿质量检验，磁性弱的返回磁化焙烧；4.旧型砂除铁，煤炭除铁，夹杂铁磁性物料的提纯。
