华北理工选矿学教案02磁电选矿

课程名称：《磁电选矿》第1次讲摘要授课题目（章、节）磁选的基本原理第一节磁选概述第二节磁选的基本条件和方式第三节与磁选有关的磁学基本概念和磁量本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握磁选的概念及其研究的内容、磁选的特点及在冶金工业中的地位，了解磁选的发展概况，重点掌握磁选的基本条件和方式。【主要内容】1、磁选的概念及其研究的内容2、磁选的基本条件和方式【重点】磁选的概念及其研究的内容、磁选的基本条件和方式【难点】磁选的基本条件内容【本讲课程的引入】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分离的一种选矿方法。该法比较简单有效，它是处理铁矿石的主要选矿方法，本节课主要介绍磁选的研究内容、磁选的特点及在冶金工业中的地位和磁选的发展概况，重点介绍磁选的基本条件和方式。磁选的基本原理§1-1概述一．磁选及其研究的内容磁选—－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分离的一种选矿方法。因此：矿物之间的磁性差异是磁选得以实现的内在根据；符合工艺要求的不均匀磁场是实现分离的外部条件。研究的内容：1.矿物磁性：矿物磁性的天然差异及人为改变。2.磁选设备：能产生符合工艺要求的不均匀磁场3.磁选流程：使设备处理矿物的时间和空间顺序，不同的组合会得到不同的结果。二．磁选的应用范围磁选广泛应用于冶金和建材工业，近些年在三废处理和其他一些方面也有应用。（一）磁选M.S.（1）富集concentration――目的在于提高有价成分的品位。例如：磁铁矿与脉石的磁选分离，黑钨矿与锡石的磁选分离（2）提纯purification――目的在于除掉材料中的少量杂质，例如：高岭土的除铁。（3）回收recovery――目的在于某种成分的回收利用。例如：重介质（磁铁矿和硅铁介质）的回收再用、钢渣的回收利用（4）过铁排除：“tramp”ironremoval――目的是除掉大块钢铁，保护设备免遭损害，例如：破碎机的给矿皮带上装有除铁装置。（二）磁过滤magneticfiltration――用于废水处理。例如：钢铁厂的废水中微细钢渣颗粒的清除造纸厂废水的净化。（三）磁流体分离法magnetohydrolicseparastion以后介绍三．磁选的特点及在冶金工业中的地位磁选与其他选矿法相比有如下优点：1．设备运转稳定可靠，2．工艺流程简单，3．选矿效率高，4．不产生化学性环境污染。磁选在冶金工业中的地位：磁选是黑色金属矿石尤其是铁矿石的主要选矿方法，铁矿石的90％以上都要经过磁选。磁选在冶金工业中占有极其重要的位置，不仅在我国，在世界上几个发达的国家如苏联、美国、加拿大、瑞典等也是如此。对铁矿山居多的河北省更是如此。四．磁选的发展概况磁选的时间和空间的坐标（历史和现状）时间：我国最早发现磁现象。但利用磁性分离矿物出现于17－18世纪用手提式磁铁选磁铁矿，19世纪末美国和瑞典制造出干选磁铁矿石的电磁筒式磁选机。20世纪初瑞典制造出湿式筒式磁选机――磁选机的第一代。19世纪末至本世纪60年代，美国和苏联等制造出用于选别弱磁性矿石的单层分选空间的强磁场磁选机，从而使磁选的应用范围扩大到弱磁性矿物――磁选机的第二代。60年代具有多层分选空间的琼斯型强磁场磁选机的问世使强磁选机处理能力大大提高，开拓了工业应用的前景――磁选机的第三代。70年代以后出现的三项新技术标志着磁选的现代水平：1．高梯度磁选机――选别细粒级细粒的弱磁性矿物2．超导磁选――产出极强的磁场并节能3．磁流体分选法――类似于重液分离90年代后，中国成为选矿技术最先进的国家。矿产资源丰富：苏联、中国、澳大利亚、美国、加拿大、印度选矿发达的国家：苏联、美国、加拿大、澳大利亚、瑞典、中国§1-2磁选的基本条件磁选是在磁选设备的磁场中进行的。实现磁选分离的条件是什么？以湿式筒式磁选机为例来讨论。下图是一湿式筒式磁选机的横端面图A表示磁系（固定不动），B表示一转动的鼓筒，C是槽体，D是给矿，E是冲水管，O是轴。磁系的下方是磁场区，磁性矿粒在此会受到指向转鼓的磁力。矿浆经给矿箱进入转鼓与槽体之间的分选空间后，磁性不同的两种矿粒由于受力不同而有不同的运动途径，磁性较强的矿粒将会由筒的右侧排除成为磁性产品，而磁性较弱的矿粒则由槽体底部的口子排出称为非磁性产物，这就实现了磁选分离。分析矿粒在选别空间所受的力有：磁力、重力、离心力、水流动力和摩擦力等。如果把这些力分成两组：磁力为一组用ｆ磁表示，其余的力为一组，为方便起见把它门统称为机械力，这些机械力的合力用∑ｆ机表示。对于磁性较强的矿粒，被吸于转鼓表面并随之转动，最后由右侧排除成为磁性产品，其条件为：ｆ1磁＞∑ｆ机对于磁性较弱的矿粒，由下部排出成为非磁性产品，其条件为：ｆ2磁＜∑ｆ机两种矿粒所受机械力的合力∑ｆ机可以认为是相等的，则实现磁选时必有：ｆ1磁＞∑ｆ机＞ｆ2磁上式即为磁选的基本条件或称必要条件。是一切磁选过程得以实现的必要前提。如果第一种矿石有磁性而第二种矿石没有磁性，即ｆ2磁＝０则此时实现磁选的条件是：ｆ1磁＞∑ｆ机磁系的下方是磁场区，磁性矿粒在此会受到指向转鼓的磁力。矿浆经给矿箱进入转鼓与槽体之间的分选空间后，磁性不同的两种矿粒由于受力不同而有不同的运动途径，磁性较强的矿粒将会由筒的右侧排除成为磁性产品，而磁性较弱的矿粒则由槽体底部的口子排出称为非磁性产物，这就实现了磁选分离。分析矿粒在选别空间所受的力有：磁力、重力、离心力、水流动力和摩擦力等。如果把这些力分成两组：磁力为一组用ｆ磁表示，其余的力为一组，为方便起见把它门统称为机械力，这些机械力的合力用∑ｆ机表示。对于磁性较强的矿粒，被吸于转鼓表面并随之转动，最后由右侧排除成为磁性产品，其条件为：ｆ1磁＞∑ｆ机对于磁性较弱的矿粒，由下部排出成为非磁性产品，其条件为：ｆ2磁＜∑ｆ机两种矿粒所受机械力的合力∑ｆ机可以认为是相等的，则实现磁选时必有：ｆ1磁＞∑ｆ机＞ｆ2磁上式即为磁选的基本条件或称必要条件。是一切磁选过程得以实现的必要前提。如果第一种矿石有磁性而第二种矿石没有磁性，即ｆ2磁＝０则此时实现磁选的条件是：ｆ1磁＞∑ｆ机§1-3与磁选有关的磁学基本概念和磁量一．磁场磁感应强度磁化强度和磁场强度（一）磁场：magneticfield磁场的双重意义：①有磁的空间；②一种物质――传递磁体之间、载流导体之间及磁体与载流导体之间的相互作用，具有质量、动量和能量（二）磁感应强度（或磁通量密度）（intensityofinductionormagneticfluxdensity）1.是描述磁场的基本矢量：B的大小表示该点磁场的强弱，的方向表示该点磁场的方向。单位：ＳＩ制：特斯拉（T），GS制：高斯（Gs）换算关系：1T＝104Gs，1mT=10Gs2．B的定义：各教科书中定义方法方法不一致，归纳起来有一下几种：=1\*GB2⑴由磁场中运动电荷所受力当v时，=2\*GB2⑵由磁场中电流元受力，当时，=3\*GB2⑶由磁场中载流线圈所受磁力矩当与垂直时，=4\*GB2⑷由磁感应通量当与平行时，=5\*GB2⑸由单位磁极强度所受的力：磁库仑定律：，式中Qm称为磁极强度（单位：安·米）磁场中试探磁极Qm：由此3、影响B的因素：磁源的性质、磁势大小、磁体大小、空间点的位置、介质等。重点：磁场中一点B的大小与该点有无磁介质和何种磁介质紧密相关。例如：螺绕环半径比环宽度大很多，单位长度上n匝，通以电流I：管内真空时，其内任一点；管内充满介质，其内任一点；B0≠B.可看做＋.对于抗磁质B’与B0反向；对于顺磁质B’与B0同向；对于铁磁质B’与B0同向且B’很大。式中：μ0－真空磁导率，ＳＩ制中μ0＝4π×10-7亨／米（或牛顿／安2），高斯制中μ0＝1μ－介质磁导率，ＳＩ制中与μ0同单位，高斯制中无量纲－相对磁导率，ＳＩ制无量纲，高斯制中（三）磁化强度（magnetization）先复习两个概念1.磁偶极子和通电线圈的磁矩①磁偶极子磁极强度为qm,两极相距l,则磁矩m＝qml②载流线圈电流为I，包围的面积S。则磁矩m＝IS两个m相等时二者等效，因为二者远区的磁场分布是相同的.2.分子电流的磁矩分子电流为i，包围的面积为Δs，则m＝i·Δs3.物质的磁化本质—分子磁矩的定向排列或磁畴磁矩的定向排列=1\*GB3①物质未磁化时,在其内任一体积单元ΔV内,由于mi排列杂乱无章,∑mi＝0,故不显磁性.=2\*GB3②物质磁化时，分子磁矩在一定程度上有序排列，任一体积单元ΔV内∑mi≠0而有一定数值.定义为体积单元ΔV内的平均磁化强度而称为物质内ΔVP点的磁化强度其物理意义为：单位体积物质的磁矩，它表征物质磁化的程度单位：ＳＩ制中：安/米高斯制中：1/4π高斯（四）磁场强度（magneticfieldintensity）单位：ＳＩ制中：安/米（A／M）高斯制：奥斯特（）换算：1A／M＝4π／1000则安培环路定律为∮LHdl=I即：H的环路积分只与传导电流有关而与磁介质无关注意：不是H与介质无关而是H的环路积分与介质关系（五）B、M和H的关系由H的定义得出三者的普遍关系式（矢量式）即以螺绕环为例：=1\*GB2⑴若环内真空则（B与H同向）注意：高斯制中规定=1，故真空中B=H，有1高斯＝1奥斯特=2\*GB2⑵若环内充满均匀磁介质则M≠0由H=nI和B=μnI得B=μH(B与H同向)若为抗磁质B=μ0（H-M）,B稍小于B0若为顺磁质B=μ0（H+M）,B稍大于B0若为铁磁质B=μ0（H+M）,B远大于B0（六）M与H的关系磁化率比磁化率1.物质(无形状和大小）在外加场强为H的磁场中磁化，设物质内的磁化强度为M实验证明：M＝kH式中k――物质体积磁化率（susceptibility）是一个无量纲的纯数，其大小与物质性质有关，其值越大，物质越易磁化，它是表示物质磁化难易程度的物理量。对于抗磁质，k＜0．为常数对于顺磁质，k＞0．为常数对于铁磁质，k＞＞0.不是常数其物理意义：（可由定义导出：由）即k是单位体积的物质在单位磁场强度的磁场中磁化时产生的磁矩.还常用“物质的质量磁化率（或比磁化率）”：来表示物质磁化难易程度定义单位：SI制，ｍ3／㎏Gs制，㎝3／ｇ式中δ――物质的密度同样是表征物质磁化难易程度的物理量。其物理意义：（可由定义导出：）即：单位质量的物质在单位磁场强度的磁场中磁化时产生的磁矩磁选中通常以衡量矿物的磁性强弱。2.物体（具有形状和大小）在外加磁场H中磁化时，则物体内的磁化强度M与H的关系为：M=k0H式中：k0――物体体积磁化率同样0=k0/δ称为物体的质量磁化率（或物体比磁化率）注意：a.对于弱磁性物质（顺磁性）k0=k,x0=xb.对于强磁性物质（铁磁性）k0≠k,一般k0＜k0≠一般0＜这是因为强磁性物质磁化后自身产生退磁场，使外加磁场消弱，此时M会小些，因此k和小些。k和k0、0和的关系以后再讲。§1－4回收磁性矿粒所需的磁力磁场梯度（gradient）的概念磁场：均匀磁场、非均匀磁场磁场不均匀程度用磁场梯度来描述1.什么是磁场梯度？磁场中一点P，其场强为H，当H由P沿l线变化时，其变化率为dH/dl显然，l的方向不同，则dH/dl取值大小不同，也就是说P点场强的变化率有无穷多个值，而在这无穷多个变化率中，总有一个方向的变化率为最大，设沿n方向变化率最大，记此最大变化率为dH/dn（n为一矢量）则定义为P点的磁场梯度式中为n方向的单位矢量即：磁场梯度是一个矢量，其方向指向场强变化最快的方向，其大小（模）乃是该点场强变化的最大值。2.在直角坐标系中的表达式：（ａ）如果H=f(x,y,z)；（ｂ）如果则；（ｃ）如果则对于某些二维对称磁场，在磁选中往往把问题简单化，建立坐标系使x与n重合，此时gradH=dH/dn=dH/dx由此可知均匀磁场gradH=0不均匀磁场gradH≠0二、回收磁性矿粒所需磁力磁性矿粒在外磁场中磁化时可视为一个磁偶极子，它在均匀磁场中和非均匀磁场中受力情况不同，因而运动情况不同。以下分别讨论。首先设矿粒长为l，体积为V，密度为δ，质量为M质(用以区别磁矩m)矿粒的体积磁化率为k，磁化后磁偶极子两极的磁极强度各为Q则：1在均匀磁场中设场强为H由B的定义：B=f/Qｍ(把磁偶极子的一个磁极视为试探磁荷它的存在不影响外加磁场)由得如图所示二力大小相等，方向相反，故合力为零，但两力不是作用在同一个条直线上，故形成一个力偶矩。因此：磁性矿粒在均匀磁场中，不发生移动，只产生转动，最终结果是矿粒的长轴顺着磁场的方向静止。2在非均匀磁场中设H=f(x)，矿粒两端点处的场强分别为H1和H2（如图H1>H2）根据上面的讨论：二力仍产生一力矩，故矿粒在不均匀磁场中仍要发生转动。同时：因二力大小不等，它们的合力不为零，故矿粒还要向着磁场增强的方向发生移动。合力又由磁化强度的定义代入上式（H取矿粒中心点处的）因矿粒转动当，＝1时为稳定状态，故此式即磁性矿粒在非均匀磁场中所受的磁力公式。比磁力即式中：HgradH称为磁场力（不是磁力）它可反映磁场对磁性矿粒产生磁作用的能力不仅取决于H而且还与gradH有关其单位SI制：A2/m3Gs制：Oe2/cm公式讨论：（1）磁力与两方面的因素有关，矿粒方面：k0Ｖ或k0若k0→0则F磁→0无法回收磁场方面：磁场力，若均匀磁场则F磁＝0（2）如果F磁一定，那么对于强磁性矿粒，k0值大，HgradH可小些，就可使对于弱磁性矿粒，k0值小，故HgradH要大（3）注意公式的近似性，HgradH是取矿粒重心处的，这是近似的。当矿粒体积较大时应采用积分法求F磁附：回收磁性所需要的磁力的其它推导方法本讲思考题：1.M与H的关系2.磁化率和比磁化率的定义3.比磁力公式进行推到。4.磁选分离的基本条件

课程名称：《磁电选矿》第2次讲摘要授课题目（章、节）第一章磁选的基本原理第五节矿物按磁性分类第六节强磁性矿物的磁性第七节影响强磁性矿物和矿石磁性的因素第八节弱磁性矿物的磁性第九节矿物磁性对磁选过程的影响本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解物理学中物质按磁性的分类和磁选中矿物按磁性分类及其二者的关系，重点掌握强磁性矿物的磁性（以磁铁矿为代表来讨论）和它的磁化过程、磁化本质和磁性特征。掌握影响强磁性矿物和矿石磁性的因素主要有：颗粒形状、矿粒粒度、强磁性矿物含量、矿物氧化程度。掌握弱磁性矿物的磁性特点，主要以赤铁矿，锰矿物为例进行介绍；掌握矿物磁性对磁选过程的影响。【主要内容】1、矿物按磁性分类（按物理学、磁选中）2、强磁性矿物的磁性3、影响强磁性矿物和矿石磁性的因素【重点】强磁性矿物磁化过程、磁化本质和磁性特征、矿粒粒度的影响、矿物氧化程度的影响；强磁性矿物含量的影响【难点】强磁性矿物磁化过程、磁化本质和磁性特征。内容§1－5矿物的磁性矿物：地壳中具有固定化学组成和物理、化学性质的单质或化合物。矿石：由一种或几种矿物组成的岩石，具有经济价值时则可开采加工，此时岩石就变为矿石。物理学中物质按磁性的分类：磁性的起源：按现代物理学观点，磁起源于电荷的运动，而圆满地解释要借助量子力学=1\*GB2⑴抗磁质(dia-magneticmaterials）――在外加磁场作用下，物质分子内的电子发生运动，从而产生附加分子磁矩，这些附加分子磁矩的方向与外磁场方向相反，因而表现出抗磁性。=2\*GB2⑵顺磁性（para-m.m.）――分子固有磁矩不为零，加外磁场后在一定程度上有序排列起来，总磁矩与外磁场方向相同，因而表现顺磁性。=3\*GB2⑶铁磁性（ferro-m.m.）――由于晶格节点上原子之间的交换作用，使相邻的原子磁矩趋向于同向平行排列，在没有外加磁场中就自发地产生磁化小区域，称为磁畴（domain）(约为10-15m3含大约1015个原子)磁畴的磁矩比单个原子磁矩大的多，加外磁场后磁畴的磁矩在一定程度上定向排列起来，故表现出很强的磁性。除此之外，还有两种物质：=4\*GB2⑷亚铁磁质――与铁磁质的结构相似，不同点在于磁畴内相邻原子的磁矩是反方向平行排列的，但因大小不等，它们的作用相互抵消一部分，故磁畴的磁矩比铁磁质小。此类物质的磁特性类似于铁磁质。=5\*GB2⑸反铁磁质――亦具有与铁磁质相似的结构。不同的是：磁畴中相邻原子的磁矩反方向平行排列且作用完全抵消，整个磁畴磁矩为零，外加的磁场对它几乎不起任何影响。2.涅耳温度――磁畴结构在低于某一温度时才存在，超过此温度，磁畴结构即会破坏，物质就会变成一般顺磁性物质，这个临界温度称为涅耳温度。各物质的涅耳温度各不相同，一般说来：铁磁质约在摄氏几百度，亚铁磁质约在摄氏几百度，反铁磁质低于-200℃。故常温下反铁磁性物质不存在，这类物质在常温下为顺磁性物质（如赤铁矿）。二、磁选中矿物按磁性分类磁选中按比磁化率分：1.强磁性矿物（用弱磁场磁选机回收）值SI制>3.8×10-5m3/㎏；Gs制>3×10-3㎝3/g。2.弱磁性矿物（用强磁场磁选机回收）值SI制7.5×10-6～1.26×10-7m3/㎏；Gs制6×10-4～10×10-6㎝3/g。3.非磁性矿物（磁选不能回收）值：SI制<1.26×10-7m3/㎏；Gs制<10×10-6m3/㎏。三．磁选中矿物按磁性分类和物理学中物质按磁性分类的关系强磁性矿物――大多属于亚铁磁质弱磁性矿物――一般为顺磁性物质非磁性矿物――一般为磁性很弱的顺磁性质或抗磁质。§1--6强磁性矿物的磁性常见强磁性矿物：磁铁矿Fe3O4，r－赤铁矿（r－Fe2O3），磁黄铁矿等。以磁铁矿为代表来讨论：一.磁铁矿的磁性：磁化过程、磁化本质和磁性特征1.磁化过程：置磁铁矿于外加磁场H（方向可变大小可调）中，对每一个给定的H值测出磁铁矿内的比磁化强度J=M/δ的一系列对应值，绘出J=f(H)曲线实验测得曲线如图所示0－1－2－3是H增大时的曲线3－4是H减小时的曲线4－5是退磁曲线，即加反向磁场时的曲线由曲线可看出：=1\*GB2⑴曲线0－1－2－3大体分为三段：0－1较平缓，1－2段较陡，2－3段越来越平缓，过3点后趋于水平。=2\*GB2⑵磁滞现象（hysteresis）――H减小时J赶不上H的变化，两线不重合，即3－4与0－1－2－3不重合。=3\*GB2⑶剩磁：4点H＝0，此处的J=Jr称为剩余比磁化强度，简称剩磁.=4\*GB2⑷矫顽力：5点J=0,H=Hc是消除剩磁所加的反向磁场，称矫顽力，同理，对于每一H值，测出磁铁矿的比磁化率的对应值，画出=f(H)如图所示。由曲线可以看出：=1\*GB3①不是一个常数=2\*GB3②曲线开始是上升的，达到一最大值后，则转而下降2.磁化本质――以磁畴理论解释：=1\*GB2⑴H=0时，磁畴磁矩的排列是无序的。此时J=0，对应于原点；=2\*GB2⑵H由0逐渐增大，磁矩方向与H方向相同或相近的磁畴壁向外缓慢移动，体积扩张，而磁矩方向与H方向相反或大致相反的磁畴则缩小，此时J缓慢增加，对应于曲线0－1段。此过程所需能量较小，过程是可逆的。=3\*GB2⑶H继续增大，磁矩方向与H方向相同或相近的磁畴壁由缓慢移动变为跳跃式运动，它们的体积迅速扩张，直至磁矩与H方向不同的磁畴被“吞并”。此时J迅速增加。对应于曲线1－2段，因磁畴壁的跳跃，曲线不是平滑的而是锯齿状的，称之为巴克好森阶梯，故这段过程是不可逆的。=4\*GB2⑷再增大H，磁畴磁矩的方向逐渐完全转向外磁场方向。当全部完全转向后，则J达饱和。对应于曲线的2－3段，此段需要相当大能量。=5\*GB2⑸H减小时，磁畴壁因摩擦力及其它原因不能恢复到原来的位置，要使磁畴壁再恢复原状需另加能量。故产生磁滞现象。3.磁铁矿的磁性特点：=1\*GB2⑴磁铁矿易磁化，外加磁场H值不大时其磁化强度M(或J)和比磁化率x就很大，继续增大H则其磁化强度将趋于饱和。=2\*GB2⑵磁铁矿反复磁化时存在磁滞现象。当离开外加磁场时，仍保留一定的剩磁，要消除此剩磁，则需另加能量。=3\*GB2⑶x=f(H)和J=f(H)都是复杂的曲线。X不是常数而是随H而变，J即不是线性的，也不是单值的，其大小除与矿物性质有关外，还与磁化场变化历史有关。=4\*GB2⑷磁铁矿颗粒的磁性与其形状和粒度有关§1－7影响强磁性矿物和矿石磁性的因素仍以磁铁矿为例一.颗粒形状的影响:1．组成和结构相同的同种磁铁矿颗粒（物体）的磁性（J.）与其几何形状和相对尺寸有关。几何形状的影响：长条形比球形磁性强相对尺寸的影响：长度越大的磁性越强2.为什么？因为矿粒磁化后出现两个磁极，它产生与外磁场H方向相反的退磁场H在矿粒内部的有效磁场H比H，即3.H‘与什么有关？与矿粒本身的磁化强度M成正比式中N――退磁因子无量纲，其大小与尺寸比和几何尺寸有关函数以列表法表示于P17表2－4由表看出：=1\*GB2⑴影响N值的首要因素是m，其次才是几何形状（在m很小时才显出来）=2\*GB2⑵m上升，则N下降=3\*GB2⑶N的取值范围SI制0－1；Gs制0～4π=4\*GB2⑷如不加条件限制磁选中取矿粒的m＝2，此时N值：SI制N＝0.16；Gs制N＝24.k0与k,x0与x的区别和联系：为区别外加磁场H0和有效磁场（合成磁场或总磁场）H对于磁铁矿粒：即使同种磁铁矿在同一外磁场H0磁化时，因矿粒尺寸比和形状不同，N值不同，其退磁场H＇不同，M也不同，因此具有不同的k0和x0值为了便于表示比较和评定矿物的磁性，必须消除尺寸比和形状的影响。此时不采用,而采用即表示矿物的物质体积磁化率即显然，同种矿物在同等大小的总磁场中磁化时，不管形状和尺寸比如何，其k(或x)必定是相同的，附表中列出的x谈到此，我们可以返回去在前面讲过的公式中区别H0和H凡是外加磁场的地方要加下脚的“0”ｋ0和ｋ，ｘ0和ｘ的关系是：由此可知：当m很大时(m>30)，N→0，k0=k,x0=x二．矿粒粒度的影响固定场强H改变d测x=f(d)和H=f(d)结论：d↓x↓Hｃ↑在d>0.04mm时粒度影响不大，但d<0.04mm微细矿粒x显著减小，回收困难，而一旦磁化后，消除剩磁困难。为什么？细粒磁畴少，磁畴壁移动减少，磁畴磁矩转动为主，需很多的外磁场才能达到。三．强磁性矿物含量的影响如果矿粒是连生体由强磁性+弱磁性（或非磁性）矿物组成，则此连生体整体的磁性（x）主要取决于其中强磁性矿物的体积百分含量磁%,1.是一抛物线，其特点：=1\*GB2⑴<20%时x缓慢=2\*GB2⑵＝20%时，x=40×10-6已属强磁性矿物=3\*GB2⑶>50%时,x迅速增大2.的数学模型（经验公式）仍有定义，而导出（式中k0为纯磁铁矿粒的磁化率）再由故代入ｘ0，的值则得P20公式（2－10）粒度很细时可形成磁链时，则用公式（2－11）磁场强度低时用公式（2－12）四．矿物氧化程度的影响磁铁矿氧化：Fe2O3FeO+O2—Fe2O3,x降低,即Fe2+变为Fe3+的过程可用磁性率、氧化率、磁铁率来衡量铁矿石磁性1.磁性率＝×100%(TOTAL)如纯磁铁矿的磁性率＝=42.8%磁性率>37%为磁铁矿石28%-37%为半假象赤铁矿<28%为假象赤铁矿注意：磁性率适应于主要含磁、赤、褐铁矿的矿石，含FeSiO3和FeS<3%,否则不准。2.氧化度：磁性率的倒数：磁铁矿的氧化率为2.3因此氧化度<2.7磁铁矿2.7-3.6半氧化矿石>3.6氧化矿石3、当矿石FeSiO3和FeS含量高时，应当用磁铁率判断：磁铁矿＝>85%为强磁性矿石85-15%为混和矿石<15%为弱磁性矿石§1－8弱磁性矿物的磁性赤铁矿，锰矿物等都是弱磁性矿物，其磁性特点：1.X为一常数，与磁化物、本身形状、粒度等因素有关，只与组成结构有关2.没有磁滞现象和磁饱和现象，因此撤掉磁场后无剩磁3.J=f(H)为一直线但若此类矿石中混入强磁性矿物杂质，则x将显著提高。§1-9矿物磁性对磁选过程的影响一.粒度：单体解理时越粗越好，但有时因嵌布粒度细不得不磨细，细粒强磁性矿物磁化后形成磁团和磁链，其影响是：1.对回收细粒有好处，可提高ε――为达此目的可预先磁化。2.夹杂物影响精矿质量，降低β――为防止此现象可脱磁3.结构疏松，分机作业中易进入溢流，使溢流粒度变粗，不利二.连生体磁铁矿连生体易进入精矿，影响质量；措施再磨再选：浮选、细筛。三.氧化程度氧化程度高时单用磁选不能，需采用联合流程（磁－重磁－浮）本讲思考题：1.简述磁铁矿的磁性特点

课程名称：《磁电选矿》第3次讲摘要授课题目（章、节）第二章磁选设备第一节弱磁场磁选设备本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握弱磁场磁选设备的分类及其结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【主要内容】1、弱磁场磁选设备的分类。2、弱磁场磁选设备的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【重点】干式永磁筒式磁选机的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【难点】干式永磁筒式磁选机的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。内容【本讲课程的引入】本节课主要介绍一些典型的弱磁场磁选设备，主要讲解它的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。第二章磁选设备（一）分类：基本方法1.按H分弱磁场lowintensity场强80-120kA/m(1000-1500Oe)强磁场highintensity场强800-1600kA/m(10000-20000Oe)2.按分选介质分干式dry–feed湿式wet-feed3.按磁源的类型分永磁permanentmagnetunit电磁electromagnetunit4.按结构型式分筒式drum–type辊式roll-type盘式disc-type带式belt-type环式5按磁场类型分类可分为恒定磁场static由固定永磁体或直流电磁体交变磁场altermating交流电磁体旋转磁场rotative旋转永磁体脉动磁场pulsating脉冲电流（二）基本结构磁系，运料装置、给排矿装置、传动装置、机架等§2－1弱磁场磁选设备一.湿式弱磁筒式磁选机（CTB型永磁筒式磁选机如下图）1.设备结构圆筒、磁系、槽体、给矿箱、冲水管=1\*GB2⑴圆筒（drum）：形状为圆柱体，材料为非磁性不锈钢（2－3mm厚）外加一层耐磨材料（橡胶、铜线或树脂）端盖为铝铸。工作时旋转=2\*GB2⑵磁系：有3～6个磁极（筒越大极数越多）每个磁极都是由铁氧体永久磁块组合而成（磁块－磁摞－磁极）用铜螺钉或粘结剂固定在铁制马鞍状磁导板上，整个磁导板支架固定在圆柱体的轴上，工作时固定不动，磁极的极性沿周向交替排列，而沿轴向极性相同，磁系止角（磁系外围所对应的圆心角）通常为106～1350定值不可调节，磁系偏角（磁系中心线与垂直线的夹角）在15－20内可调节。=3\*GB2⑶槽体：靠近磁系的地方用非磁性材料，其余的地方用普通钢板型式顺流型co-current――矿浆给入方向与筒转向相同逆流型counter-rotation――矿浆给入方向与筒转向相反半逆流型counter-current――矿浆给入方向与筒转向一半相同，一半相反2.磁场特性：用极面坐标，以横坐标表示测定位置，纵坐标表示测定点的H大小，称为磁场强度分步曲线。3.选分过程：=1\*GB2⑴顺流型：精矿在另一侧排出，尾矿直接在底部排出=2\*GB2⑵逆流型：精矿在给矿一侧排出，尾矿与另一侧排出。=3\*GB2⑶半逆流型：与顺流型不同之处是矿浆在槽内转了个圈。4.应用：=1\*GB2⑴顺流型：6－0mm强磁性矿物粗、精选，εβ高（因磁翻作用强）但不宜处理细粒（因筒与矿浆相对运动速度较低，清洗作用差）=2\*GB2⑵逆流型：0.6－0mm强磁性矿石粗、扫选，ε高（因尾矿排出点处离给矿口远，选别充分）但β低（因磁翻作用差）=3\*GB2⑶半逆流型：0.5－0mm强磁性矿石粗、精、扫选εβ都高三个原因：a矿浆被冲散水冲成松散状，可防止夹杂，β高b矿浆运动方向与磁力方向一致，有利于回收c矿浆面平稳，因而选别稳定5.操作调节：圆筒与地板间隙，磁偏角，三水6.发展方向：=1\*GB2⑴大型化：美、苏、瑞典1200×3000我国1050×2400好处：H↑，极数多，磁翻作用强，有利于提高ε和β机器大处理能力大=2\*GB2⑵一机多筒：2－4筒好处:一机可实现多种作业，简化了配置二.磁力脱水槽（磁力脱泥槽）是一种磁力和重力联合的选矿设备按磁系位置可分为底部磁系（永磁系）磁系沉没于矿浆中顶部磁系（永磁或电磁）在槽体之上以底部磁系的脱水槽为例：如下图1.设备结构：槽体、磁系、给矿拢矿筒、上升水装置、排矿口调节装置=1\*GB2⑴槽体：倒置圆台，上边缘有溢流槽，用普通钢制成=2\*GB2⑵磁系：用磁块组成，呈塔形，极性如图所示用非磁性支架悬于槽中下部=3\*GB2⑶拢矿筒：象倒置水桶，固定于磁系上方，沿侧面切向接给矿管，以非磁性材料制造。=4\*GB2⑷上升水装置由水圈向上向槽体部插入四根水管，水管口有迎水帽，提供向上流动的均匀水流。=5\*GB2⑸排矿口调节装置：顶部的大手轮扭动时丝杠带动胶砣升起或降落，从而控制槽底排矿口的大小，丝杠下部用非磁性材料制造。2.磁场特性：可实测规律：H的变化是：沿轴向，上低下高，沿径向外低内高磁场强度等高线平行于塔面gradH为等位面的法线方向，指向塔表面。故指向塔表面。3.选分原理和过程：矿粒在槽体中受三个力的作用：如图可见磁性矿粒f磁和mg较大，合力向下非磁性矿粒f磁和mg较小，合力向上分选时：矿浆经拢矿筒旋转给入，在三种力的作用下，不同磁性颗粒向不同方向运动，磁性矿粒向下沉降最后由底部排矿口排出，细粒脉石和矿泥则被冲上去随溢流排出。4.应用：=1\*GB2⑴作为选矿设备，可用来脱掉磁铁矿中的细粒脉石和矿泥。=2\*GB2⑵作为浓缩设备，可在过滤机前面脱水浓缩。三.干式弱磁筒1.应用：选分粗粒嵌布的磁铁矿2.设备结构（以两筒为例）筒：玻璃钢上筒：圆缺磁系，磁包角2700下筒：可采用偏心磁系，磁包角3600在偏心最远处卸矿同心磁系，磁包角3600由感应卸矿辊3.磁场特性小极面多极磁系，磁场不均匀性大，但作用深度小，其作用范围仅限于筒面附近。4.选分过程：上方给矿，脉石被抛离筒面，而磁性矿粒被吸于筒面，最后由圆缺部分落下，下筒和上筒工作特性相同，可处理上筒的任一产物。（CTG型永磁筒式磁选机如下图）四.磁性滑轮（磁力滚筒如图所示）1.设备结构：相当于把一干式弱磁筒装在皮带运输机上代替头轮，或说在皮带机头轮内装上磁系。磁系包角可采用3600旋转1500左右不动磁极极性有两种排法沿轴向极性交替（有磁翻）沿轴向极性交替（无磁翻）2.选分过程：如图所示3.应用在碎矿段用它抛弃废石在赤铁矿的磁化焙烧中检查焙烧质量其它物料除铁。五.预磁器和脱磁器=1\*GB4㈠预磁器1.应用：用磁力脱水槽处理细粒磁铁矿时为加速磁性矿粒沉降，可预磁以造成磁团聚。2.构造：在非磁性材料的矿浆管道上套上磁系，结构如图：=2\*GB4㈡脱磁器：1.应用磁化过的磁铁矿粒因有剩磁而产生团聚，影响下段磁选精矿品位或筛粉粒度，这是需脱除剩磁，破坏磁团聚。2.结构：在非磁性材料矿浆管道上套上塔形线圈若干节，通以交流电结构如图：3.脱磁原理

课程名称：《磁电选矿》第4次讲摘要授课题目（章、节）第二章磁选设备第二节强磁场磁选设备第三节磁分析设备本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握强磁场磁选设备的分类及其结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【主要内容】1、干式盘式强磁机、干式感应辊式强磁机、永磁对辊干式强磁场磁选机、CS-1型电磁感应辊式、琼斯型（Jones）、平环式强磁场磁选机、双立环式、高梯度磁选机。2、强磁场磁选设备的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【重点】干式盘式强磁机、干式感应辊式强磁机、永磁对辊干式强磁场磁选机、琼斯型（Jones）、平环式强磁场磁选机、高梯度磁选机的结构构造的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。【难点】干式盘式强磁机的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。内容【本讲课程的引入】本节课主要介绍一些典型的强磁场磁选设备，主要讲解它的结构构造、磁系与磁场特性、分选过程和应用。§2－2强磁场磁选设备强磁场磁选设备是用来选别弱磁性矿石的，如：锰矿、黑钨矿、赤铁矿、磷酸盐矿也有干式和湿式两种，早期第一代是干式的，适于处理粗粒弱磁性矿石，后来为了处理细粒嵌布的矿石而研制湿式的。从处理能力来看，早期的强磁机选分空间小，处理能力低，后来第二代的强磁机设计多层选分空间，增大了设备的处理能力，本世纪60年代出现的高梯度磁选机能用来处理磁性很弱粒度极细的矿石。可以称作强磁机的第三代。弱磁场磁选设备都采用开放式磁系，气隙磁路长，磁压降大，因而磁场力HgradH不可能很高。与弱磁场磁选设备相反，强磁场磁选设备都采用闭合磁系，气隙很窄，因而HgradH很高，但庞大的磁系和铁磁路使得机器显得很笨重，单位机重的处理能力很低。在学习强磁场磁选设备时要从磁路的分析入手，并清楚高场强是如何产生的，梯度gradH是怎样形成的。一般来说：下面积介绍几种强磁场磁选设备，只画其原理示意图细节请自己看教材上的图。一.干式盘式强磁机（以双盘的为例）discseparater1.结构：=1\*GB2⑴磁系：山状铁芯，套线圈，通以直流电形成NSN极。=2\*GB2⑵铁园盘：两个象扣着的碟子，两个磁回路在盘边缘和磁极相对的气隙中造成不均匀磁场。H高是因为气隙窄。gradH是由盘边缘的形状产生的，称为平面－单齿磁极对。=3\*GB2⑶振动槽：非磁性材料制成的长条形槽，向前输送矿石=4\*GB2⑷给矿筒：在给入振动槽预先选出强磁性矿物。2.选分过程：给矿前预先筛除强磁性矿物，防止卸不下矿产生磁搭桥并经筛分分级，然后给入振动槽前端，当被输送至选分空间时，磁性矿物被吸附于盘边齿上，随齿旋转至磁极以外，靠重力和离心力落入两侧接矿槽中，非磁性矿粒则由振动槽尾部落入尾矿槽。3.应用：因处理能力低，仅限于选分黑钨矿、锆英石等贵重矿石。二．干式感应辊式inducedrollsseparator1.结构：=1\*GB2⑴磁系：两个铁芯套有激磁线组，铁芯两端有弧形断面的极头=2\*GB2⑵感应辊（两个）：软铁制成，表面有齿，位于弧形极头的下方。由电动机驱动旋转。磁系和感应辊构成口字形闭合磁路辊和极头之间的气隙起分选作用，可视为平面－多齿磁极对。H高是因为气隙窄，gradH是因感应辊曲率大造成的。=3\*GB2⑶电机振动给矿器2.选分过程：预先选出强磁性矿物，由振动给矿器给到感应辊上，非磁性在重力和离心力作用下直接落入尾矿斗，磁性矿粒被吸于辊齿上，随辊旋转至辊下部磁场弱处落下成为精矿。3.应用：主要用于选别锰矿石（江西八一锰矿）赤铁矿（广西屯秋铁矿）三．永磁对辊干式强磁场磁选机Oppositerollsseparator沈阳矿研所研制。在云南板潭锡矿选分砂矿、海滨砂矿、锑、钨、锆、钍、磷钇矿1.结构：磁系：由两个相互平行的磁辊组成。每个磁辊由2个磁块组和3个软铁磁极组组合而成。日字形闭合磁路。园盘磁极之间隙为分选空间（三段）其它：弱磁给矿筒分矿挡板感应卸矿辊极矩调节装置。2.选分过程:工作时两辊相对转动，给矿进入三段选别空间非磁性（Ⅰ号）磁性（Ⅲ号）中矿（Ⅱ号）3.调整：极距转速四．CS-1型电磁感应辊式(如图所示)1.结构：把干式感应辊式倒转，仍为口字形闭合磁路，上部干式给矿改为下部湿式给矿。2.选分：极头向外延伸装有篦子板，尾矿由篦子板孔缝中流下，精矿吸于辊上随辊转到外侧时卸下。3.应用：用于选锰矿石。五．琼斯型（Jones）（如图所示）1.应用：目前在工业上用来选分赤铁矿，许多国家采用。我国仿琼斯型号为SHP。转盘直径1m.2m.3.2m。机重上百吨，鞍钢的选厂多采用了这种设备。Q可达200T/H2.结构：U型磁轭（2个）转盘（2个）盘周边有27个分选室，室内装齿板口字型闭合磁系，分选空间有四处。3.选分过程：给矿：每盘有对称的2个给矿点，位于旋转进入磁场区的分选室上部排尾：在磁极下方，非磁性矿粒不受磁力，直接由齿板间隙漏下。精矿：在距磁极最远的分选室上部冲洗水，把吸于齿板上的磁性矿粒卸下。中矿：在排尾和精的中间部位（刚选出磁场区）加冲洗水洗下中矿。六．平环式（如图所示）以SQC-6-2770为例在江西1.结构：磁系：有内外环式磁轭放射状铁芯激磁绕组形成环式闭合磁路分选环：用非磁性不锈钢板分割成几十个分选室，室内装齿板介质工作时环转动2.选分过程：四点给矿，四处排尾，四个中性面处冲下精矿。3.应用：江西冶金研究所研制，在江西铁坑铁矿选赤、褐铁矿，效果较好。具有磁路短，漏磁少，场强高的优点。七．双立环式（如图所示）以上几种平环（盘）式都具有分选间隙易堵塞的弱点，立环可避免这种缺陷。为什么？1.结构：磁系：日字形闭合磁路，主轴+框架+底座+铁芯立环：环壁用铁板焊成，内外周边焊有不锈钢筛蓖整个环成笼形，用不锈钢分隔成40个分选室，内装直径6－22mm铁球（80－90％）2.选分过程：环下部位于两磁极之间的分选室中的铁球被磁化，在球之间隙造成分选区，磁性矿粒被吸附于球表面，随球旋至最高点处被冲下成为精矿，而非磁性部分直接在给矿点下面漏下。3.应用：选赤褐铁矿因环为立式，旋转过程中球介质松动，避免堵塞。九．高梯度磁选机HighGradientMagneticSeparator（HGMS）回收磁力对于微细粒弱磁性矿物f磁不足以克服在较高的磁场H下提高gradH使HgradH提高到一个新的数量级。高梯度磁选机具有独特的磁系结构和聚磁介质。（一）周期工作的HGMS（periodica/operate）（如图）1.结构：一句话铠装螺线管管内装满丝状据磁介质（Armouredcoil）2.磁场特性：不加刚钢性介质时管腔内磁场H近似均匀，称为背景场强。加介质后它被磁化在化边角柺弯出磁通集聚，产生很高的gradH可达10的7次方Oe/cm比一般强磁场磁选机的梯度高10－100倍，故称高梯度磁选机。但高梯度仅限于钢氏棱角附近（因此适宜于选微细粒）在整个管腔内各HgradH基本结构（因此处理能力可以很大）3.分选过程：激磁－给矿－排尾－断磁－－排出精矿－（下一周期）4.应用：选微细粒的磁性矿物，如高岭土除铁。（二）连续运转的HGMS（continually）Sala转环型（carouseltype）1.结构：铠装马鞍型螺线管（1－4个）转环：若干分选室，室内装导不锈钢化2.分选过程：见图小节：一.弱磁机为开放磁系HgradH低，但分选空间大，处理量大二.强磁机为闭合磁系，HgradH高，但分选间隙小，处理量小三.强磁机从磁介质来分：整体磁介质－单层分选间隙分散磁介质－多层分选空间钢毛磁介质－多层分化空间§2－3磁力分析仪器磁力分析的内容确定矿石中磁性矿物的含量；测定矿物的磁性，测强磁性矿物x=f(H)=f(H)若磁性矿物的x磁力分析的目的和作用1。为矿石可选性实验提供依据2。对选别矿物进行检查分析3。判断磁场设备的工作情况4。提纯矿物以便作各项分析工作一、矿物磁性测定——测x1、求依法－如实验一主要用测强磁性矿物的x2、法拉第法（测弱磁性矿物的x）、磁力天平法（比较法）、扭力天平法（1）磁力天平法（比较法）：原理：把一已知x的标准样品和待测样品先后装入同一小玻璃瓶内，并先后置于同一磁场的同一位置，使两次测量时HgradH相等，分别测出两样品所受的磁力则（2）扭力天平法（将在实验室介绍）二、磁性矿物含量的分析：1。手磁－分析强磁性矿物的含量2。磁选管－湿式分析强磁性矿物的含量。见实验33。磁力分析议－干或湿法分析若磁性矿物的含量（将在实验室介绍）4。感应辊式磁力分离机－(将在实验室介绍)磁测量仪高斯计－测感应强度（磁场强度）一、原理－霍尔反应：当一半导体薄片通过电流Ix，并置于外磁场B中，这时在Ix和B构成的平面的垂直方向上将呈现出电压VH这种现象称为霍尔反应。如图：式中－霍尔电压－霍尔常数由材料决定，dbl－半导体的厚宽长－霍尔元件的形状系数当半导体片的材料和尺寸选定，Ix选定那么霍尔电压和磁场强度成正比；测出VH的大小，即测出了H的大小，如果把VH的刻度改刻成H，则可由表头直接读出H值。二、使用方法：将在实验中介绍

课程名称：《磁电选矿》第5次讲摘要授课题目（章、节）第二章磁选设备第四节磁选机的磁系第五节软磁性材料的种类及其特性第六节永久磁铁的种类及其特性本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，。【主要内容】1、弱磁场磁选设备的磁系结构参数2、弱磁场磁选设备的磁系设计3、强磁场磁选设备的磁系结构参数4、磁选设备的磁性材料及其特性数5、软磁材料和硬磁材料的磁性特点【重点】弱磁场磁选设备的磁系设计、铁磁性材料的磁特性【难点】弱磁场磁选设备的磁系设计内容【本讲课程的引入】本节课主要介绍磁选设备的磁系结构，掌握磁系结构的设计，使磁选设备的设计力争做到设备结构先进，构造简单，体积小，成本低，工作可靠，选分指标好及处理量高等。一．研究磁选设备的磁系结构参数的目的（1）设计磁系（2）深入了解设备详细结构二．弱磁场磁选设备设计的目标和原则一般目标：选矿目标：选别指标高β高――应考虑的影响因素见P79ε高――应考虑的影响因素见P79Q高---三．开放型磁系和闭合性磁系：开放型磁系――－磁极在一侧相邻配置且磁极之间没有感应磁介质，磁路气隙长，磁阻大，漏磁多，HgradH低，用于弱磁场磁选设备。闭合性磁系――－磁极相对配置，或在磁极间装有感应磁介质，磁路气隙短，磁阻小，漏磁少，场强高，多用于强磁设备。四．弱磁设备的开放磁系型式平面磁系（如带式磁选机）曲面磁系（如筒式磁选机）塔型磁系（如磁力脱水槽）§2－4磁选机的磁系本节主要研究开放型磁系场强变化规律的解析表达式一．影响开放型磁系磁场特性的因素磁极表面的H极距l极面宽b和极隙宽a之比b/a磁极或极端面的形状（对曲面磁系）极端面到弧心距离R（曲面的曲率半径）磁极材料二．实验研究表明：沿磁极对称面或磁极间隙对称面上的磁场强度变化可用下式表示式中：H――距极面高度为y处的场强H――极面处的场强C――磁场的非均匀系数上式关键在C1．C值求法：当磁极表面按圆柱面排列时当磁极表面平面排列可见C纯粹由磁系的几何形状和尺寸决定2．C的物理意义：C是表示磁场非均匀性的系数；C越大，磁场越不均匀其物理意义推导如下：由求出即故可见C是一点的磁场梯度与场强的比值，其物理意义是单位场强的磁场梯度。三．公式的应用条件1应用由极面H求y处的H,由H反算H(设计时更常见)2应用条件：电磁铁和合金磁铁：极端面弧形r=0.4~0.6l,b/a=1.0~1.5陶瓷磁铁：把C修正为C见表6－2和表6－3（高斯制）磁系的极面宽（b）和极隙宽（a）的比值b/a在极距l一定的情况下，b/a值对磁系的磁场特性有很大的影响比如：如图三种情况（电磁磁系和合金磁铁磁系）设计时取哪个b/a值好？考虑圆筒或皮带携带矿石由极面沿l方向通过时受到的磁力应当均匀些，以防止磁性矿粒脱落，显然b/a＝1.2/1的情况较好，H线波动程度较小。对于铁氧体磁系，因其各向异性，侧面磁通少，磁极间隙小些才能达到上述要求。经实验测定湿式磁选机当时适宜当时适宜当时适宜（注：磁块宽6.5，磁极宽是6.5的倍数）干式磁选机多采用小极面多极磁系，b/a值较大，可达4～5磁系的极距l一．磁系磁极的距离l是影响磁场特性的主要因素之一如何影响？设有两个磁系，H相同，但l一个大一个小，分别测出两个磁系相对应的某一磁极对称面上H和HgradH的变化曲线如图二者比较可见l大时各点H高，但gradH低，HgradH在y很小时较小，随y增大，减小慢l小时各点H低，但gradH高，HgradH在y很小时较大，随y增大，减小快结论：l小，极表面附近磁场力大，稍远则磁场力下降很多，磁场力作用深度小，适合于薄矿层l大，极表面附近磁场力不大，离极面远些磁场力下降不多，磁场力作用深度大，适合于厚矿层二．最适宜的极距l的确定l取值不同，磁选设备的磁场特性不同，则矿粒所受磁力也不同，当l取为合适值时，f是最大的，即F是最大的，下面即要找出F时的lF与l如何联系？通过不均匀系数C确定合适的l也就是确定合适的C值(1)F=μxHgradH而H=He-cy同时即视C为变量，求F=F(C)函数的极值点。由（2）另有故据上节内容得y的取值上面给矿选大粒（视为单层矿粒）y=0.5d+Δ下面给矿选细粒（矿层厚h）y=h+Δ(4)把（3）的y值代入l=2得：上面给矿选大粒时下面给矿选细粒时当上面给矿选大块时因误差较大要对公式加以修正，此时磁系得高度，宽度，半径和极数磁系次级得高度h（多少块磁块摞合起来？）一般由选别空间得H反算H（即磁块的B值）退磁曲线上定出工作点，求出求出计算l即为此处的h值但计算出的l（即h）有时太大或太小，要加以修正。一般掌握h/=0.7实际的磁极一般h为4－5块磁块摞起来的高度二磁系宽度（即沿圆筒轴向的长度）磁系越宽（轴向长），场强越平稳，且处理能力越高，故宽些好，但过宽会使轴产生较大的下挠，严重时磁系碰到筒皮而不能工作设计时可参考系列定型产品的尺寸。三．磁系半径（与筒径对应）R=R+Δ磁系半径R越大，极数就越多，场强就越高，弧形分选带长度增大磁翻作用强，选别指标和处理能力均有提高。故应尽量采用大筒径。四．极数：n=L/l+1式中L=α为磁系包角（单位弧度）R为极面半径R为圆筒半径Δ为筒外表面至极表面的距离磁系包角磁化轮150～360干式筒式磁选机270或360湿式筒式磁选机106～128极性排列大块，沿矿粒运动方向同一极性排列，防止磁翻细粒，沿矿粒运动方极性交替排列，产生磁翻弱磁场磁选设备的磁系设计的内容和程序设计依据：矿石性质：主要是矿物类型，粒度要求的选别指标：磁块尺寸和退磁曲线二．设计内容和步骤：（一）确定磁选设备的类型：名称？干式还是湿式？电磁还是永磁？（二）确定筒体（或槽体）尺寸（三）ylbaα及极数n值的确定：1y=h+下面给矿选细粒（一般为湿式）y=0.5d+上面给矿选大粒（一般为干式）l结合所选用的磁块实际尺寸，同时考虑l=b+a和适宜的b/a值，修正l值，并确定b和a假设一磁系包角，计算极数n，n取整后再反算H和H的确定通过公式计算（第八章）或由经验估算∑ƒ（或∑F更简单些）由F>∑F和可导出式中的和C值要查表计算（五）用退磁因子法求磁极的高度h（即磁摞长度l）确定每摞所用磁块数、每极所用的磁块数和全机所用的磁块总数前言：强磁场磁选设备采用闭合磁系，分选空间位于两磁极相对的间隙内，能够在分选区吸住磁性矿粒而出了分选区又把磁性矿粒卸下的磁极称为感应磁极（有时称为感应磁介质）与感应磁极相对的称为原磁极，感应磁极可分为单层的和多层的：整体感应磁极（如盘、辊、锥等）形成单层选分空间，处理能力低。分散感应磁极（如齿板、球、网、丝等）形成多层分选空间，处理能力提高了。本章研究两磁极相对配置所形成的磁场特性和两极的结构参数。平面－单齿磁极对一．应用：用于盘式强磁场磁选机（盘接边为齿极电磁铁为平面极）二．图例：齿为双曲线型l----极距齿尖削角三．磁场特性：沿线：以及的定量描述见P99公式（7—3）、（7－6）、（7－7）要求做一般了解。定性描述：尖齿极附近（）最高，最高，即最大距0稍远，急剧下降，至平面极附近四．结构参数1．极距越小越大但相对应的分选空间隙变窄理论上应小些实际分选时取取值不能过小，因平面极附近很小不起分选作用，而振动槽之上至少要有以使精尾矿运动时不相互妨碍2．齿尖削角：改变时也变化，要使大，取合适的＝602（经实验测得图7－2）3．齿尖圆弧半径：齿尖为什么做成圆弧状？避免磁饱和尖端磨损造成的自然增大平面或槽形——多齿极对的参数一．应用：用于感应棍式强磁场磁选机辊表面为多齿极二．图例：此类磁极对可分为四种：1．平面多齿磁极对2．平面－多尖齿磁极对3．槽形－多平齿磁极对4．槽形－多尖齿磁极对三．磁场特性：1．平面－多平齿2．平面－多尖齿二者磁场规律类似：在齿表面最大，故磁场力作用深度为但尖齿比平齿的高得多3．槽形－多平齿4．槽形－多尖齿二者磁场分布规律类似：在齿表面最大，在整个气隙中，均不为零姑槽形优于平面。由上面的结论：尖齿可比平齿造成更高的槽形极可比平面极造成更高的四种磁极对，以第四种最高设计实际上上面给矿时多采用平齿，下面给矿时多采用尖齿。四．结构参数1．平面－多平齿实际得知此时高因为作用深度为过大不仅低且以外不起分选作用连生体中>60%时（此时磁场力小）连生体中为30～60%时（此时磁场力小）连生体中<30%时（此时磁场力大）2．平面－多尖齿须实验得到此时最大3．槽形－多平齿4．槽形－多尖齿多层尖齿板(即齿板介质groovedplates)的参数用于琼斯型强磁场磁选机和SQC型强磁场磁选机一．齿板的安装：板平面应与背景场强方向相垂直，齿沟沿竖直或倾斜方向。齿尖相对二．图例：三．磁场特性：对称面两边磁场分布是对称的齿尖处最大，沿急剧减小，在处齿谷不但磁力很小，且磁力是指向对称面的磁性矿粒的运动轨迹如图所示四．结构参数（以保证整个间隙都是不均匀磁场）（即每个齿各吸一个矿粒，允许当中有－矿粒通过）（越小，越大，但处理量小且齿谷矿粒易流失）§2－5铁磁性材料的磁特性及其分类一.材料按磁性分类：非磁性材料（具有顺抗磁性的材料）铁磁性材料（包括亚铁磁性材料）；软磁材料/硬性材料重点研究铁磁性材料二．铁磁性材料的磁特性研究时常把铁磁性材料置于场H0中，改变H。的大小和方向测出材料内部的磁感应强度B或（M）=f（H）值描出的曲线称为磁化材料的特性曲线。1.起始磁化曲线：在H由0开始单调增加时所得到的B=f（H）曲线。曲线特征：陡峭段向下凹段－磁壁移，向上凸段－磁壁跳动；平坦段：磁畴磁矩的转向。由曲线任一点与原点相连的直线斜率故有对应于B=f(H)可画出曲线曲线上称为起始（相对）磁导率――在弱电状态下工作时要求高称最大（相对）磁导率在强电状态下工作时要求高（对应于由原点向曲线各点引出的直线的最上边一条）2.磁滞回线：H在正负方向上往复变化一周时所得到的B=f(H)，闭合曲线（有无数条）在B饱和情况下最外边的一条主磁滞回线。3.正常磁化曲线：一系列磁滞回线的顶点连线称为正常磁化曲线（可以复制）4.退磁曲线：主磁滞回归线在第二象限的部分（常用来表示永久磁铁的特性）软磁材料一.特性：高，HC小（即易于磁化也易于退磁）磁滞回线狭长，包围的面积小，因为磁滞回线包围的面积正比于材料磁化退磁一周时所消耗的能量（变热损失掉）故软磁材料反复磁化时消耗的能量少，适用于反复磁化的场合。二.常见软磁才料及其应用1.工程纯铁（电工纯铁）：高，适宜做强磁场机的铁芯，磁轮和磁极头。2.低碳钢：不太高适宜于做弱磁场设备的铁芯磁导板等。3.导磁不锈钢：作感应介质（如板，压延网，钢等）三．特性曲线的应用：在磁路计算时经常要由B求H或由H求B方法是1．对电工纯铁可查P67图5－4曲线可用公式5－4或5－5计算2.对低碳钢：利用公式5－6§2－6永久磁铁的种类及其特性Br、Hc都大，磁滞回线粗胖，包围的面积大，不宜反复磁化，一旦磁化后能保持永久磁性，故硬性材料主要用做永磁体。一.永久磁铁的磁特性：三个参数Br、Hc和（BH）是衡量永磁铁的基本性能指数。他们可在退磁曲线上查到其意义为：Br大表示磁性强，产生的磁通多；Hc大表示磁性足，不易退磁。优良的永磁铁应当有较大的Br和Hc.要弄清的问题①退磁曲线是怎么得来的，②退磁曲线有何用处，③如何在退磁曲线上表示磁铁的B和H。1.退磁曲线是如何测出的？永磁铁的退磁曲线是在闭路状态下测得的其法如图所示：首先使磁块磁化到饱和，然后减小磁化场，此时B=μ。（H。+M）当H。=0时B=对应于退磁曲线的Br点反向增大H。，则此时B=μ0(-H0+M),可见B<Br当B=0时，H0=M=Hc对应于曲线的Hc点，表示没有剩磁，这样即得到退磁曲线2.把充磁到饱和的磁铁自闭路充磁机上取下，磁铁的B多大？是否B=？答曰：非也。正确答案是,此时的B小于为什么？磁铁取出后成开路，在两端产生NS极，这时磁极在磁铁内部产生退磁场H。因此可见：H小，则B大，H大，则B小。H=0时，但这只有在闭路状态或磁铁无限长时才可能，没有实际意义而H=M时，B＝0，此时H相当于H由此可知：开路状态下磁铁本身的退磁场H与闭路磁化时所加反向退磁场作用是等效的，故闭路时所测得的退磁曲线可在开路状态下使用，只要把H理解为退磁场H即可以了。如何用退磁曲线决定磁铁内部的B和H？与磁铁矿类似退磁场H=NM式中N――退磁系数，由磁铁尺寸比m决定，即N=f(m)m=l/(圆柱体m=l/d)m越大，N越小，m越小，N越大，因此对具有同样退磁曲线的永久磁铁，当尺寸比m不同时，N不同，H就不同，B也就不同。由高斯制把即代入上式换掉m则：BBH/B=可见：若磁铁尺寸m=l/(用公式5－13和5－14)/(可求得N)定出直线（成为磁铁的工作线）点的纵标即为此时磁铁的B值（称为视在剩余磁感应强度）反过来，若给定磁铁的B值，则可在退磁曲线上求出H值，进而得到由此式求得N，再由N得出m，那末磁铁的尺寸就可确定出来点的位置与磁铁尺寸比一一对应。磁铁表面的剩余磁感应强度上面求出的B是磁铁内部中性面处的，实际上磁通是发散的，如图所示，故磁铁表面的B小于内部中性面处的B。磁铁极面的B如何求？只要在上述过程中把退磁因子N修正为N即可（用公式5－15）注：我们并不需要知道退磁场H，而关心磁极表面的B，习惯上又常测极表面的磁场强度，实际上在高斯制中B=H（在极表面）磁铁的工作点和最大磁能积磁铁的尺寸比确定后，则在退磁曲线上对应一个点，此时称为磁铁的工作点，该点的BH称为磁铁的磁能积，点的位置不同，所对应的BH就大小不同，其值可在图上用曲线表示，其中点所对应的BH为最大值，成为最大磁能积，记为（BH），点为最大磁能积点，若磁铁工作点，则在气隙中产生的磁能最多，磁铁体积最小，因此在B值能满足要求的情况下，应使磁铁工作点在点，在退磁曲线上找最大磁能积点的方法：对角线法：以B和H为边作矩形，其对角线与退磁曲线的交点是的近似点。切点法：在事先以绘制出已知数值的最大磁能积曲线群的专用纸上给出磁铁的退磁曲线，退磁曲线与某一最大磁能积曲线相切，切点即为最大磁能积点。常用永磁铁合金磁铁铝镍钴（LNG）合金钐钴合金铈钴钼合金特点磁性能好，体积小，但昂贵常用在无线电技术中陶瓷磁铁（铁氧体磁铁）钡铁氧体锶铁氧体铁氧体磁块特点：H大，B小，退磁曲线平缓，适宜于做成扁平形状。价廉，原料来源广耐腐蚀易碎磁性能受温度影响较大，低温后会老化而降低磁性，须充磁二．永久磁铁在磁选设备中的应用：磁块――磁摞――磁极―――磁系磁摞是基础，设计时磁摞的B满足要求即可，否则问题复杂。非磁性材料非导磁不锈钢玻璃钢做筒皮，选箱附：树脂配方：可粘磁块，做筒皮保护层1解释名词：磁场力磁翻磁性率2为生么磁选机都采用不均匀磁场？3说明“磁团聚”产生的原因和对选矿过程的影响？4说明在下边的选矿流程中何处应加脱磁器？起什么作用？磁选测验二一、问答题：（60分）1.常用软磁材料有那几种?在磁选设备中各做什么用？简述它们的磁特性和在磁选设备中做什么用。它们共同的磁性质是什么？2.衡量永久磁铁矿特性的基本参数有哪几个？这些参数的高低各说明什么问题？3.试述都是在哪些情况下需要对矿石或选别产物进行磁性分析（即此分析的作用）？二.计算题：（40分）一弱磁筒式磁选机的磁系，已知极距为200㎜，极端面至其排列中心的距离为500㎜。在分选空间内距极面20㎜处的磁场强度为80KA/m，求此处的磁场力和磁场强度。

课程名称：《磁电选矿》第6次讲摘要授课题目（章、节）第三章磁选的实践应用第一节超导磁选第二节磁流体分选本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握磁选在选矿中的实际应用，了解一些典型矿物的磁选方法。掌握超导磁选在选矿中的实际应用，超导材料和超导磁选机的特点。掌握磁流体静力分选法的基本原理。【主要内容】1、磁选前矿石的准备2、铁矿石的磁选3、超导电的基本理论4、超导材料及其超导磁选机5、磁流体静力分选法的基本原理【重点】典型矿石的磁选方法【难点】典型矿石的磁选方法内容第一节超导磁选一.弱磁性铁矿石的磁选烧1目的把弱磁性铁矿石矿物通过烧为强磁性铁矿物（人工磁化弱）－是一化学过程2基本原理还原烧－适用于赤性矿；中性烧－适用于菱性矿；氢性烧－适用于磁性矿3.焙烧磁铁矿的磁性特点：见P13焙烧磁铁矿天然磁铁矿相同点：磁性强磁性强不同点；大小稍小稍大4.焙烧炉竖炉―――鞍钢（日本人发明）斜坡炉――宣钢沸腾炉――鞍钢回转炉――国外二．我国铁矿石的工业类型和特点：我国储量丰富仅次于苏联占第二位，但特点贫细杂1.鞍山式―――有用铁矿物以磁赤铁矿为主，主要脉石：石英2.宣龙式――鲕状赤铁矿（河北宣化龙烟）主要脉石：石英3.大庙式――含钒钛磁铁矿(河北承德大庙)主要脉石：辉石、斜长石4.大冶式―――(湖北大冶)含铜磁铁矿主要脉石：石英、绿泥石5.白云鄂博式――（内蒙）含稀土赤磁铁矿主要脉石：萤石、角闪石、石英、方解石6.镜铁山式――（甘肃）镜铁矿主要脉石：重晶石、石英三.制定流程的依据――――矿石性质提高精矿品位的措施1.精矿再磨再选2.浮选3.细筛强磁性矿物磁选流程弱磁性矿物磁选流程四.锰矿氧化矿软锰矿硬锰矿常用方法：洗矿―――强磁碳酸锰菱铁矿强磁锰矿石大多含铁，因此除铁是锰矿选矿的重要课题。一般采用焙烧――磁选除铁五.有色和稀有金属矿石磁选黑鎢矿（弱磁性）：常与多种矿物共生：如锡石（非磁性）白物矿担铌矿：弱磁（除磁铁矿）――强磁（回收铌独居石钛铁矿）――重或电选海滨砂矿：先重选得粗精矿：钛铁矿（磁性最强）独居石（磁性次之）金红石（非磁）――导电性好镐英石（非磁性）――导电性好磁选―――电选六.非金属矿石1.石棉：磁性很弱，但若含少量铁矿物则大大提高，可用磁选法富集2.金刚石：重介质（硅铁）回收用磁选处理，金刚石富集于非磁性产品中，磁性产品是脉石3.高岭土除铁典型选厂实例：我国铁矿资源“贫、细、杂”的特点给选矿处理增加了很大难度，广大选矿工作者面对这一现实，经过几十年的不懈努力，卓有成效地攻克了诸多技术难题，使我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展，总体水平有很大提高。特别是近年来，新工艺、新设备、新材料、新药剂不断研制并成功应用，选矿技术和工艺指标取得突破性进展，跨入世界先进行列，为我国钢铁工业发展做出了突出贡献。具体选厂如下：本钢(南芬、歪头山)、首钢（大石河、水厂）、鞍钢（大孤山、弓长岭、齐大山、调军台、东鞍山）、包钢、太钢（尖山、峨口）、酒钢、攀钢（密地）、武钢（程潮、大冶、金山店）、马钢（南山、姑山、桃冲）、宝钢（梅山）赤铁矿选矿技术取得重大突破赤铁矿石（包括磁铁-赤铁混合矿石）是我国重要铁矿资源，也是我国难选矿石主要类型之一。20世纪60年代初期，国内主要采用焙烧-磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石，生产技术指标较差。后来经过不断攻关改造，指标虽然有所改善，但没有太大的进展。近年来，随着一些新工艺、新设备、新药剂的成功研制与应用，赤铁矿选矿技术取得重大突破，工艺指标达到更高水平。鞍钢调军台和齐大山选矿厂精矿品位均已达到67.5%，东鞍山选矿厂也达到64.5%。鞍山调军台选矿厂该选厂所处理的矿石为齐大山铁矿矿石。齐大山铁矿属于鞍山式沉积变质矿床，地表及浅部为氧化矿，氧化程度较深。目前，供选矿厂的矿石属于由氧化矿向半氧化矿过渡的混合矿石。调军台选矿厂于1998年建成投产，设计规模900万t/a，采用三段破碎（粗破碎在矿山），两段连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。选矿厂铁精矿采用浆体管道输送至鞍钢厂区，输送距离20km。自80年代以来，为解决齐大山贫赤铁矿选矿技术难题，国内许多科研、设计、大专院校等单位参与了实验研究和技术攻关，进行了多种流程方案和不同规模的实验研究（包括工业试验），在此基础上经过多方案比较确定采用连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。流程的主要特点是：——连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程结构合理、紧凑，对矿石性质变化的适应性较强，生产稳定，操作管理较为方便。——弱磁-强磁作业既能提高浮选给矿品位，抛掉大量尾矿，并具有良好的脱泥效果，为后续的浮选作业创造较好条件。——首次将阴离子反浮选工艺应用于大工业生产，阴离子反浮选对矿泥的适应性强，泡沫脆，流动性好，分选效果好，操作稳定。——由于采用连续磨矿，并最终精矿全部为阴离子反浮选精矿，因此精矿粒度较细（-200目90%~95%），矿浆碱度高（pH10~11），这对于精矿长距离管道输送十分有利。这样的精矿也适合做球团矿的原料。鞍钢齐大山选矿厂齐大山选矿厂于1970年建成投产，经多次改造形成了原矿经粗、中破碎和筛分，分成块矿（75~20mm）和粉矿（20~0mm）后，分别处理的流程。块矿采用竖炉焙烧-磁选流程；粉矿采用阶段磨矿，粗细粒分选，重选-磁选-酸性正浮选流程。选矿厂虽然经过多次改造，工艺指标有所改善，但没有突破性进展。改造前的2000年全厂平均指标为：精矿品位TFe63.51%，SiO2含量8%左右，铁回收率75.6%2000~2001年在试验研究的基础上进行改造。均采用了阶段磨矿，粗细粒分选，重选-弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺流程。该流程主要特点是：采用粗细粒分选工艺，实现了窄级别入选，充分满足选别设备要求的适宜粒度范围，有利于提高其选别效果。——粗粒选别采用重选-磁选工艺，可获得最终精矿和最终尾矿，只有少量中矿进入再磨，减少再磨机台数。——由于大部分矿量进入加工费较低的粗粒选别作业，并获得最终精矿，降低了精矿成本。细粒选别采用弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺，其中强磁作业起到抛尾和脱泥的双重作用，为下面的浮选作业创造了有利条件。——采用阴离子反浮选工艺，其捕收剂选择性好，捕收能力强，对矿石性质的变化具有较强的适应性，分选效果好，操作稳定。——由于取消了竖炉焙烧工艺，能耗大幅度降低，费用降低48.9%。一.超导磁选是超