矿物加工学 第6章课件.ppt

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1、矿物加工学第六章磁电分离技术6.1　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。磁选技术工业应用处理铁、锰矿石提高矿石的品位，降低二氧化硅和有害杂质含量。重介质选矿过程重介质悬浮液的净化回收非金属矿用于高岭土脱除含铁杂质。有色金属及稀有金属矿脱除重选黑钨粗精矿中的锡石。钽、铌矿物除铁。环境工程钢渣及废金属回收医学分离血液中

2、的红血球等6.1　磁选基本原理磁选技术的发展：从19世纪末，工业上开始使用磁选法分选矿石，至今已有100多年的历史。在1955年前，几乎所有磁选机都是电磁的，之后开始永磁材料，有铝镍钴合金、铁氧体等，近年来又研制出高性能的稀土永磁体。滚筒磁选机强磁场磁选机高梯度磁选机超导高梯度磁选机高梯度磁选机是20世纪70年代发展起来的一项磁选技术，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。6.1磁

3、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。磁感应强度与磁场强度间存在如下关系：B=μH（T)（6-1－1）当磁介质被置于磁场中时，由于磁场的作用而磁化，从而使磁矩的矢量和不等于零，并显示磁性。单位体积内的磁矩和称为磁化强度，它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：M=（κ/μ）·B=kH（A/m）（6-1－2）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（m3/kg）(6-1－3）6.1磁选基本原理在有磁介质的磁场中，任意一点处

4、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，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=B0+B’=μ0(H+M)=μ0(1+κ0)H（6-1－4）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（包括重力、离心力、流体阻力等）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，如图示。磁性颗粒在磁选机中成功分选的必要条件是：F强>F机>F弱磁选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。磁性颗粒在磁场中的受力？不

5、同磁性的矿物在磁场中是如何实现分选的？磁场有均匀磁场和非均匀磁场之分。如果磁场中各点的磁场强度相同，则此磁场是均匀磁场，否则就是非均匀磁场，有一个磁场梯度gradH。物料在不同的磁场中受到不同的作用，在均匀磁场中它只受到转矩的作用，而在非均匀磁场中，除受转矩作用外，还受磁力的作用。6.1磁选基本原理根据力学定律，作用在颗粒上的磁力可用颗粒位能的负梯度值来表示，即式中负号表示磁力所做的功使得位能降低。通过对积分式整理得：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：在磁选研究中常用比磁力的概念，它是作用在

6、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=(N/kg)(6-1-6)式中：HgradH---磁场力,A2/m3。6.1磁选基本原理当颗粒粒度不大时，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＝μ0kVHgradH（N）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

7、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。6.1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:呈微弱的磁性，磁化后产生的附加磁场与磁化场方向相同。逆磁性物质:呈微弱的磁性，磁化后产生的附加磁场与磁化场的方向相反。铁磁性物质:呈很强的磁性，磁化后产生的附加磁场与磁化场的方向相同。典型的顺

8、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。6.1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，按比磁化率大小对矿物类。强磁性矿物比磁化率χ＞3．8×10-5m3