平行磁场下的金刚石精选原理

1、平行磁场下的金刚石精选原理长葛市黄河电气曹庆忠薛彦军张洪涛20227 月摘 要：为满足金刚石行业对金刚石中金属杂质的分类，在分析金刚石中杂质特性和比较各种磁选方法的根底上，结合磁场精度高、效率高、磁选效果佳的HCX-型磁选机，初步说明白转盘式平行磁场下的金刚石精选原理和留意的问题，说明金刚石磁选是金刚石分级的重要工序，并指出了金刚石磁选工艺的完善是今后金刚石工业的主要任务。关键词：金刚石；磁选构造；磁性物质；平行磁场引言金刚石的应用已经涉及各行各业，格外广泛，在应用过程中必定依据金刚石产品的根本特征来使用，这样才能将金刚石的优势充分发挥出来。描述金刚石产品根本特征的参数有粒度、静压强度、冲击韧

2、性、热冲击韧性、积存密度、杂质含量、晶形、晶体缺陷和外表干净度等几项指标，为此各个金刚石生产厂家均建立了金刚石分选生产线。笔者认为，既粒度、晶形和杂质含量，其它参数均与这三大根本参数构成不同的函数关系。在当前的金刚石分选生产线中也证明白这个观点，在金刚石分选生产线中主要的设备是筛分机、平板选型机和磁选机。筛分机主要来分选粒度，平板选型机主要来分选晶体外形，磁选机主要来分选杂质含量，分选出的不同粒度、不同晶形和不同杂质含量的金刚石经过静压强度仪、冲击韧性仪、热冲击韧性仪、积存密度仪、磁化率仪等检测设备的测定，确定出该品种的产品根本特征。杂质含量呢？这是由于人工合成的金刚石是用碳C为原料，靠铁Fe

3、、镍Ni、锰Mo、钴Co等具有磁性物质的触媒1，证明白金属杂质对金刚石抗压强度的影响是比较大。试验原料及设备分选磁场强度 试验原料及设备分选磁场强度 分后重量真空炉热处理条件 45/5016Kg，HCX5，ZKR-2FH1500mT192Kg383ct 766浅 1300mT174Kg566ct 1132 1200mT165Kg3128ct6256 1100mT141Kg586ct 11721000mT120Kg337ct 674 深5010a197015190Kg164Kg151Kg115Kg86Kg浅不带雾-深带雾从表 1 中可以看出如下几个问题：、该品种金刚石静压强度的分散性比较大，16

4、Kg120Kg192Kg；、用较高的磁场强度吸附出来的金刚石，其金属杂质含量较低，抗压强度较大，也就是说品级较高；用较低的磁场强度吸附出来的金刚石，其金属杂质含量较高，抗压强度较小，也就是说品级较低；、金刚石的抗压强度越大，其色泽较浅；金刚石的抗压强度越小，其色泽较深；、经过真空高温处理后，原来金属杂质含量较低的金刚石，其抗压强度值变化不大，而且色泽变化也不大； 原来金属杂质含量较高的金刚石，其抗压强度值变化比较大，而且色泽变化也比较大，主要带有了雾色。学者能尽快确定出完善的金刚石磁选工艺，笔者通过本文对影响金刚石磁性的因素以及三种磁选机的工作原理进展分析，特别是具体说明白平行磁场下的金刚石精

5、选原理和留意事项，其目的是为金刚石磁选工艺的争辩铺路架桥。影响金刚石磁性的因素强度的磁场中，就可以对不同杂质含量的金刚石进展分级。金刚石磁选机就是依据这个原理设计制作的。那么影响金刚石磁性的因素有那些呢？刚石中磁性物质的磁质性越强，越简洁被磁化。在金刚石磁选过程中肯定要留意这些因素的影响。三种磁选机的工作原理磁场强度就要从磁场的建立来说起。磁选是在磁选设备的磁场中进展的。被选金刚石给入磁选设备的选分空间后， 受到磁力和机械力包括重力、离心力，等等。由于在合成金刚石的过程中，大量使用了铁Fe、镍Ni、锰Mo钴Co等具有磁性物质的金属触媒，可以断定金刚石内含的金属杂质根本上是这些具有磁性性质的物质

6、，这些含有金属杂质的金刚石在磁场下会被磁化，并产生肯定的磁力，当作用在金刚石上的磁力 f机械力的合力时，这些金刚石将会被吸附出来，这就是磁选的根本条件。磁与磁力方向相反的全部机往复挖吐式磁选机的工作原理【构造】往复挖吐式磁选机的磁场构造是由磁嘴、磁轭铁心1铁心是U 型的，其截面为矩形；工作线圈有两个，串联相接，分别套装在磁轭铁心上；恒流电路用于给线圈供给恒或振动输送槽磁嘴在传输带或振动输送槽上方做往复运动。1：往复挖吐式磁选机的磁场构造图铁心一起构成了一个封闭的环型磁路，在磁嘴口外部建立了一个水纹放射状的磁场区。工作线圈通上直流电后，随着工作电流的变化，磁场区内的磁场强度也会变化。【工作原理】

7、1a，磁嘴向传输带里方向运动时，工作线圈通电，在肯定的磁场强度下，待选的金刚石平行通过磁场区1b，当磁嘴返回向传输带外方向运动，并到达传输带外边后，工作线圈断电，吸附在磁嘴上的金刚石晶粒会由于失去磁吸引力而自然脱离磁嘴，这就是往复挖吐式磁选机的磁选工作原理。滚轮吸附式磁选机的工作原理【构造】滚轮吸附式磁选机的磁场构造是由磁轮、分别隔板、磁轭铁心和工作线圈、恒流电路以及磁场电位器组成，见多条燕尾型的环感磁面充分利用了磁尖端效应，增大了吸附面积，提高了磁盘的吸附力量，在工作时处于旋转状态；磁轭铁心C 型的，其截面为矩形；工作线圈有一个，套装在磁轭铁心上；恒流电路用于给线圈供给恒定的工作电流；磁场电

8、位器用于供给线圈工作电流的给定值。运送金刚石的振动输送槽的一端伸向磁轮的下方，磁轮在振动输送槽上方做圆周运动。2：滚轮吸附式磁选机的磁场构造图铁心一起构成了一个封闭的环型磁路，磁轮工作面与磁轭截面平行放置，并保持恒定的间隙即磁隙，在磁隙之间建立了一个扇子型的磁场区，中心位置磁场强度高。工作线圈通上直流电后，随着工作电流的变化，磁场区内的磁场强度也会变化。【工作原理】磁轮的转速是恒定的，吸附在原理。圆盘吸附式磁选机的工作原理【构造】铁心3磁盘是圆形的，其环感磁面是多条燕尾型多条燕尾型的环感磁面充分利用了磁尖端效应，增大了吸附面积，提高了磁盘的吸附力量，在工作时处于旋转状态；磁轭铁心U 型的，其截

9、面为矩形；工作线圈有两个，串联相接，分别套装在磁轭铁心上；恒流电路用于给线圈供给恒定的工作电流；磁场电位器用于供给线圈工作电流的给定值。平行运送金刚石的传输带或振动输送槽在磁盘和磁轭铁心截面的中间，磁盘在传输带或振动输送槽上方做圆周运动。3：圆盘吸附式磁选机的磁场构造图磁盘与磁轭铁心一起构成了一个封闭的环型磁路，磁盘工作面与磁轭铁心截面平行放置，并保持恒定的间隙即磁隙强度也会变化。【工作原理】三种磁选机的分析比较的传输带或振动输送槽在磁嘴的下方，格外便于机械装配，只要磁嘴往复运动的轨迹与传输带或振动输送槽的端面平面保持平行就可以了。其最大的优势是，可以在一个长的传输带或振动输送槽上摆放多个磁嘴

10、，也就是可以制造出多工位的金刚石磁选机，一次下料就可以分选出多个品种。但是，其缺乏的地方有：、由于在磁嘴口外建立的是一个水纹放射状的磁场区，见图 4 所示，在磁嘴中的磁场强度是比较高的，离开铁心截面积一样、工作线圈的安匝数一样的条件下，磁嘴口外建立的有效磁场强度不高，因此对金刚石的磁感应吸引力也不高。这样将不能对金刚石中的高强度料进展有效地分级。图4：磁嘴磁场分布图图5：磁链对磁嘴磁场的影响图、由于磁嘴中的空间有限，在一个回合的往复运动中，假设该磁嘴吸入的金刚石超过其空间后，会在磁嘴外形金刚石葡萄串5 所示，在磁链金刚石葡萄串四周的磁或振动输送槽，造成金刚石的分级失败。、由于磁嘴向传输带里方向

11、运动时，工作线圈需要通电，当磁嘴返回到达传输带外边后，工作线圈需要断电吐式磁选机的故障率高。滚轮吸附式磁选机的磁轮处于C 型磁轭铁心的开口中，构成了一个扇子型磁场的封闭环型磁路，见图 6 所示，对金刚石的磁感应吸引力简洁做得很高，也就是说，在磁轭铁心截面积一样、工作线圈的安匝数一样的条件下，有效磁场强度高，并且磁场周密稳定，设备故障率低。但是，其缺乏的地方有：、由于吸附在磁轮上的金刚石晶粒需要转出脱离磁轮，飞出去，落入分别隔板的里外位置，才能到达分级的目的，见图 2 所示。那么金刚石晶粒脱离磁轮后的位置将受到磁力、重力和离心力三个力的影响，离心力又与金刚石的、由于磁轮的转速是比较高的，金刚石晶

12、粒脱离磁轮后的飞行速度也是比较高的，遇见物体后产生的反弹力也是比较大的，在使用的过程中有个别金刚石会弹出收料口落向别处，造成分选过程中金刚石的损失。圆盘吸附式磁选机的磁盘是与U 型磁轭铁心一起构成了两个平行的磁场，磁盘工作面与磁轭铁心截面平行放置，并且在磁隙一样的状况下，两个磁场是一样的，都有一个范围比较宽的均匀磁场区，在见图 7 所示，对金刚石的磁感应吸引力简洁做得很高，也就是说，在磁轭铁心截面积一样、工作线圈的安匝数一样的条件下，有效磁场强度高，并且磁场周密稳定，设备故障率低。比较上述三种磁选方式，可以看出圆盘吸附式磁选机是最合理的金刚石磁选装置，它具有如下特点：、磁场平行，均匀范围宽，且

13、工作时金刚石要通过两个同样磁场强度的磁场，分级周密；、在分级时，金刚石晶粒仅受到磁力和重力两个力的影响，吸附用的是磁力，脱离用的是重力，格外简洁避开分选过程中金刚石的损失现象。、可以在一个长的传输带或振动输送槽上摆放多个磁盘，在不同的磁场强度下，一次下料就可以分选出多个品种。图6：磁轮磁场分布图图7：磁盘磁场分布图平行磁场下磁选应留意的问题平行磁场是精选金刚石最好的条件，下面以 HCX-型圆盘式多工位金刚石磁选机为例，说明金刚石精选时应留意的要点。磁场强度的稳定性磁场强度的稳定是磁选根底，工作时必需如下问题：、留意保证磁盘的工作精度。磁盘的运动轨迹始终要与磁轭铁心截面保持平行，既保证磁隙的全都。、留意保证工作线圈恒流电路的工作精度。恒流电路始终要保持工作线圈电流的稳定。、留意运送金刚石传输带或振动输送槽的工作精度。传输带或振动输送槽始终要保持金刚石通过磁场时处于