选矿磁选教学课件

1、磁选,主要内容：介绍了磁选的基本原理及常用的磁选设备。 学习要求： 1.掌握相关的概念； 2.熟悉常用的弱磁性磁选设备及强磁性磁选设备的工作原理及应用。,第一节 概述:(outline) 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。,Magnetite(磁铁矿Fe3O4),Hematite(赤铁矿Fe2O3),limonite(褐铁矿2Fe2O33H2O),Ilmenite(钛铁矿FeTiO3),Specul

2、arite(镜铁矿Fe2O3),Siderite(菱铁矿FeCO3),一、磁选研究的内容： 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 序合理配置，不同的组合会得到不同的结果。,二 应用： 磁选法广泛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与净化，非金属矿石中铁杂质的去除，煤矿中铁的去除，废水及垃圾的处理。 （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。,应用：,富集：按用磁选法选别磁铁矿石的规模来说，磁选法在我国、

3、前苏联、美国、加拿大、瑞典和挪威等国家占有重要地位。我国铁矿石资源丰富，目前保有的铁矿石探明储量居世界前列，但贫矿占80%左右，富矿仅占20左右，而富矿中又有5%由于含有害杂质不能直接冶炼。因此，铁矿石中的80%以上需要选矿。就世界范围来说也大体如此。 富集的目的：铁矿石经选矿富集后提高了品位，降低了二氧化硅和有害杂质含量，有益于冶炼过程，铁精矿每提高1%，高炉利用系数可增加2-3%，焦炭消耗量可降低1.5%，石灰石消耗量可减少2%。,第三篇 磁电分选,（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。 许多有色和稀有金属矿物具有不同程度的磁性，而另一些则没有

4、。采用单独的重选法和浮选法不能获得合格精矿，需要结合磁选和其他方法才能获得合格精矿。例如，钨矿重选所得黑钨粗精矿中，一般含有锡和其他一些有用成分。锡在钨的冶炼过程中是有害杂质。利用黑钨矿具有弱磁性和锡石无磁性这一特点采用磁选法进行处理后，可除去含锡杂质，获得合格的钨精矿。,非金属原料中一般含有有害的铁杂质（一般为氧化铁及钛铁矿），加工过程中还可能混入少量机械铁，磁选和高梯度磁选可除去其中的机械铁和氧化铁。例如，高岭土中铁是一种有害杂质。含铁高时，高岭土的白度、耐火度和绝缘性都降低，严重影响制品的质量。一般若将含铁杂质除去1%2时，白度可提高24个单位。世界各国对高岭土进行了研究，并应用高梯度磁

5、分离装置除去含铁杂质获得了良好的效果。 蓝晶石、石英、红电气石、长石、霞石闪长岩等选别很早以来就用干式磁选法。例如前苏联、美国、加拿大、印度等国的霞石闪长岩的选矿，为了除去强磁性矿物，使用了弱磁场磁选机，并用强磁选机除去非磁性产品中的弱磁性矿物(如赤铁矿)。,在块煤(60mm)的分选(将煤与矸石分开)中，国内所采用的工艺就是重介质分选。 原理示意图 重介质有硅铁(6.8)、方铅矿(7.5)、磁铁矿(5.0)、黄铁矿(4.9-5.1)、毒砂（砷黄铁矿5.9-6.2）。最常用的是磁铁矿。 介质在重介质选矿中进入轻重产品的洗水中，磁选法回收并使用,（3）回收recovery目的在于某种成分的回收利用

6、。 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,回收： 随着人类环境保护意识的提高和资源再生的需要，磁选法被广泛用于钢渣及废金属的回收与分离以及污水处理等过程中。,（4）过铁排除：“tramp”iron removal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。 除铁器广泛用于冶金、矿山、选煤厂、陶瓷、玻璃、水泥、建材、化工、食品及饲料加工行业。在新兴的垃圾处理工业中，也需要除铁器回收废物中的钢铁。,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

7、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俄罗斯、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、磁选发展简史： .我国最早发现磁现象。但利用磁性分离矿物出现于1718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，美国和前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。,.

8、 20世纪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,20世纪90年代后，中国成为选矿技术最先进的国家之一。 铁矿矿产资源丰富：俄罗斯、中国、澳大利亚、美国、加拿大、印度、巴西。 选矿发达的国家：俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚、瑞典、中国。,1 磁选的基本原理,1.1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

9、图是一湿式筒式磁选机的横端面图,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： 1磁机 对于磁性较弱的矿

10、粒，由下部排出成为非磁性产品，其条件为： 2磁机 两种矿粒所受机械力的合力机可以认为是相等的，则实现磁选时必有： 1磁机2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2磁则此时实现磁选的条件是 1磁机 思考题：简述实现磁选的基本条件,一、磁场 磁感应强度（B） 磁化强度(M)和磁场强度(H) （1）磁场：磁力作用的空间,即磁场强度在空间的分布情况。 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。 磁场的双重意义：有磁的空间；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,

11、1 磁选的基本原理,(2)磁感应强度(B)： 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：制：特斯拉（T）;GS制：高斯（Gs） 换算关系：1T104Gs， 1mT=10 Gs. 2B的定义：各教科书中定义方法方法不一致，归纳起来有以下几种： 由磁场中运动电荷所受力 当v 时， 由磁场中电流元受力 当 时， （3）磁感应通量 当 与 平行时， （4）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的因素有：磁源的性质、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

12、点有无磁介质和何种磁介质紧密相关。 例如：螺线管，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； B0B.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：0真空磁导率，制中0410-7亨米（或牛顿安2） ，高斯制中01 介质磁导率，制中与0同单位，高斯制中无量纲 相对磁导率，制无量纲，高斯制中,（3）磁化强度(M)： 物体的磁化：原子中各个电子运动产生原子磁矩，分子则具有分子磁矩，物体在不受外磁场作用时分子的热运动使得分子磁矩取向分散，分子磁矩矢量和为零，物体不显磁性，当物体处于磁场时分子磁矩可沿外磁场取向

13、从而显示出磁性。,(4)磁场强度（H)：是指在任何介质中磁场中某点的磁感应强度B与同一点上磁介质的磁导率的比值。 H=B/ H0=B/0 H0 磁化场的磁场强度 0真空中的磁导率 在国际单位制中真空中的磁导率0为410-7H/m(亨利/米)，在电磁单位制中=1为一纯数。 在国际单位制中H的单位为A/m(安培/米), 电磁单位制中H的单位为Oe（Oersted奥斯特）。这两种单位制的换算关系为 1 Oe=（1000/4）80A/m 1 A/m =4*10-3Oe 1T=80104A/m=10000 Oe,注意: 磁场强度（H）与磁感应强度(B)的区别与联系： 磁场强度和磁感应强度都是表示磁场方向

14、和强弱的物理量,不过它们之间有所区别:由于磁介质在磁场中的磁化对磁场有影响,在均匀磁介质的情况下,包括因磁化而产生的磁场用磁感应强度B表示,在同样磁场的情况下,如果放入不同的磁介质就有不同的磁感应强度B,但是磁场强度则无变化。比如在磁场中放入一块磁导率比空气的磁导率大得多的铁块,绝大部分磁力线就密集地通过铁块，这说明磁感应强度的分布起了变化，但磁场强度并没有变化。,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： MkH 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

15、，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，k0为常数 对于顺磁质，k0为常数 对于铁磁质，k0.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， 3 Gs制， 3 式中物质的密度 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H0中磁化时，则物体内的磁化强度M与H0的关系为： M=

16、k0H0 式中：k0物体体积磁化率 同样0=k0/称为物体的质量磁化率（或物体比磁化率）,1.3回收磁性矿物需要的磁力,均匀磁场：磁场的磁力线分布均匀，即磁场中各点的磁场强度大小相等方向一致。 非均匀磁场：磁力线的分布不均匀，即磁场中各点的磁场强度的大小和方向都是变化的。 磁场梯度:磁场的不均匀程度或称磁场强度的变化率。梯度的方向为该点处变化率最大的方向，大小为该点最大变化率的数值。用dH/dl或gradH表示。,一、概念,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（以磁铁矿为例）。 首先设磁铁矿矿粒长为l，体积为V，密

17、度为，质量为M质(用以区别磁矩m)矿粒的体积磁化率为k0，磁化后磁偶极子两极的磁极强度各为Qm则： 1.在均匀磁场中: 设场强为H0 由B的定义：B=f/Q(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),二、回收磁性矿粒所需磁力,由,N,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H1H2） 根据上面的讨论：,H1,fN,fS,二力仍产生一力矩，故矿粒在

18、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,x,又由磁化强度的定义 代入上式（H0取矿粒中心点处的）,因矿粒转动当0,COS=1时为稳定状态，故,H2,比磁力 式中：H0gradH0 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H0而且还与gradH0有关。 其单位SI制：A2/m3Gs制：Oe2/cm 0颗粒的物体体积磁化率 0 颗粒的物体比磁化率 H0外加磁场强度,为了回收磁性矿粒，必须使作用在其上的磁力大于作用在其上的、与磁力方向相反的所有机械力的合力。必须满足的条件是 f磁=00VH0 gra

19、d H0 机 机值计算较难，多是根据磁选机的类型并结合实践来估算出机,磁电分选 第五节矿物的磁性,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：由几种或多种矿物组成的岩石，具有经济价值时则可开采加工，此时岩石就变为矿石。,磁电分选 第五节矿物的磁性,1.5 矿物按磁性的分类 磁性是物质的的属性，是物质内带电粒子运动的结果。自然界中各种物质都具有不同的磁性，大多数物质的磁性都很弱，只有少数物质才有较强的磁性。 物质磁性的起因 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 原子核运动产生磁效应 原子核磁矩 电子运动 电子磁矩 原子磁矩由原子核磁

20、矩和电子磁矩组成，但原子核磁矩相对电子磁矩相当小，通常可以忽略不计。而电子的运动包括绕核运动和电子的自旋，所以原子的磁矩主要是电子轨道磁矩与电子自旋磁矩的矢量和。在磁性物质内部存在晶格场，电子受其影响轨道磁矩相互抵消，即对外不显磁性。因此原子的磁性主要来源于电子的自旋磁矩，换句话说电子自旋磁矩是许多固态物质的磁性根源。,一、物理学中物质按磁性的分类： 就磁性来说，物质分三类： 抗磁性(逆磁性）该类物质在无外加磁场时，电子轨道磁矩与自旋磁矩相互抵消，即该类物质的固有磁矩为零。在外加磁场作用下，物质分子内的电子发生运动，从而感应产生附加分子磁矩，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

21、磁性。 r1注意：任何物质都具有逆磁现象。 顺磁性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。 r1。注意：该类物质也产生方向相反的感应附加分子磁矩，只是其值远远小于固有磁矩，所以说可以忽略不计，表现出顺磁性。,磁电分选 第五节矿物的磁性,一、物理学中物质按磁性的分类： 铁磁性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

22、的磁性。 相对磁导率r1这类物质包括铁、钴、镍、以及这些金属的合金和铁氧体物质等，它们的相对磁导率r的数值很大（r1或0）,磁电分选 第五节矿物的磁性,磁畴理论: 在通常的情况下，物体内各磁畴的自发磁化方向不同，所以对外不显示磁性。当将其置于外磁场中时，各个磁畴的磁矩转向外磁场方向，从而对外显示出磁性。 由于是整个磁畴的磁矩转向，不是单个原子磁矩的转向，所以只需要不太强的磁场，就可以使铁磁质磁化到饱和状态。正是由于磁畴的存在，才使得铁磁质呈现出强磁性。,磁电分选 第五节矿物的磁性,此外，自然界中还存在着反铁磁性物质和亚铁磁性物质。 (4)亚铁磁性物质:与铁磁质的结构相似，不同点在于磁畴内相邻原

23、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。(磁铁矿) (5)反铁磁性物质: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。,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： 铁磁质和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）。,磁电分选 第二章矿

24、物的磁性,各种物质的磁化强度与磁化磁场强度的关系,铁磁性,顺磁性,抗磁性,磁化强度 M,外磁场H,综合以上所述，固体物质磁性分类列项如下： 固体物质的 磁性分类,原子固有 逆磁性（由电子运动感应磁性） 非磁性 磁矩为零,原子固有 磁矩不为零,顺磁性（原子磁矩磁性）,反铁磁性,亚铁磁性,铁磁性,磁畴磁性,弱磁性,强磁性,二、磁选中矿物按磁性分类 在实际工作中可对固体物料进行磁化率测定，以确定其磁性强弱。 按磁化率大小，通过实际测定将自然界中存在的矿物分为强磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物。,(1)强磁性矿物 物质比磁化系数3.810-5m3/kg。在磁场强度为(0.81.2)105A/m（100

25、0-1500奥斯特）的弱磁场磁选机中可将其回收。属于这类矿物的有磁铁矿、磁赤铁矿(赤铁矿)、钛磁铁矿、磁黄铁矿(Fe1-xS)、锌铁尖晶石等，它们大都属于亚铁磁质。,(2)弱磁性矿物 比磁化系数(1.2675)10-7m3/kg，在磁场强度为(0.81.6)106A/m(10000-20000奥)的强磁场磁选机中可以将其回收。赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿、针铁矿、钛铁矿、铬铁矿、水锰矿(MnO(OH)、硬锰矿(mMnOMnO2nH2O)、软锰矿(MnO2)、金红石(TiO2)、黑钨矿(Fe,Mn)WO4)、黑云母、角闪石、绿泥石、绿帘石、蛇纹石、橄榄石、石榴石、电气石、辉石等都属于弱磁性矿物

26、，它们中的大多数是顺磁性物质，少数属于反铁磁性物质。,(3)非磁性矿物 比磁化系数1.2610-7m3/kg，在目前的技术条件下，还不能用磁选方法对这类矿物进行回收。自然界中存在的矿物，绝大部分属于非磁性矿物。例如方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、辉锑矿、红砷镍矿、白钨矿、锡石、自然金、自然硫、石墨、金刚石、石膏、萤石、刚玉、高岭土、煤、石英、长石、方解石等都属于此类矿物，,应当指出的是，矿物的磁性受到很多因素的影响，来自不同产地、不同矿床的矿物，其磁性往往也不相同，有时甚至差别很大。这是由于它们的成矿条件不同、杂质含量不同、晶体结构不同等因素所致。所以对于一种具体的矿物，必须通过实际测定才能确定其磁性

27、的强弱。 另外，对矿物按磁性进行分类所依据的物质比磁化系数的范围，特别是划分弱磁性矿物和非磁性矿物所依据的物质比磁化系数的界限并不十分严格，这只是一种大致的分类，随着磁选技术的不断发展，进行分类所依据的物质比磁化系数的范围也会相应发生变化。,1.6 强磁性矿物的磁性 所谓强磁性矿物，通常可以用弱磁场磁选机对其进行回收的矿物。这些矿物属于亚铁磁质。 常见的强磁性矿物:磁铁矿(magnetite)、磁赤铁矿（-Fe2O3、maghemite）、钛磁铁矿（Fe2TiO4、titanomagnetite）、磁黄铁矿（Fe1-xS、pyrrhotite）。 由于磁铁矿（尖晶石型铁氧体）是典型的强磁性矿物

28、，又是磁选的主要原料，所以以磁铁矿为例来介绍强磁性矿物的磁性,3 磁铁矿的磁性特点 (1) 磁铁矿的磁化强度和比磁化率很大，存在磁饱和现象，而且在较低的磁化场强作用下就能达到磁饱和； (2)磁铁矿的比磁化率不是常数，随磁化场强度变化而变化，其磁化强度除与矿物性质有关，也与磁化场变化历史有关； (3)磁铁矿存在剩磁现象，当离开磁化磁场以后，它仍然保留着一定的剩磁； (4) 磁铁矿的磁性与形状和粒度有关,1.7影响强磁性矿物磁性的因素 一、颗粒形状的影响 (1)长条形颗粒的比磁化强度、比磁化系数均比球形颗粒的大。,(2)圆柱形磁铁矿颗粒试样的比磁化强度和比磁化系数都随着试样长度的增加而上升。 几何

29、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,原因分析（磁畴理论）： 磁铁矿颗粒的磁性是由磁畴壁的移动和磁畴的转动产生的，当颗粒粒度较大时，磁畴壁的移动占主导地位，随着粒度的减小，每个颗粒中包含的磁畴数目减少，磁化时磁畴壁的移动相对减少，磁畴的转动逐渐占主导地位。当磁铁矿的粒度降到单磁畴状态时，磁畴壁的移动将随之消失，此时颗粒的磁性完全是来自磁畴的转动。由于磁畴转动所需要的能量比磁畴壁的移动所需要的要大得多，因而随着颗粒粒度的减小，其比磁化系数也相应减小，磁性减弱，但矫顽力却增加。,实践指导： 不利影响：在磨碎过程中，总是要产生一些小于20m的细小颗粒，特别是在细磨过程的

30、磨矿产物中，微细粒级的含量将会更高。由于粒度越细，其磁性也就越弱，在磁选过程中就容易流失，所以在实际生产中应尽量避免过粉碎现象发生。 有利影响：正是由于粒度小，矫顽力大，才使得微细粒级的磁铁矿颗粒具有较大的剩磁，因而形成牢固的磁性颗粒链或磁性颗粒团，磁团或磁链比原来的单个颗粒大许多，其整体的磁性也明显增加，从而使分选过程的细粒级损失相应下降，金属回收率提高。,磁团聚的影响：磁团聚有利于减少分选过程的金属损失。然而在磁团聚过程中，总会有一些脉石颗粒被包裹在磁团和磁链中，从而影响磁性产物的质量。另外，磁团聚还给一些生产过程的正常操作带来困难。例如，在阶段磨碎阶段选别的生产流程中，由于一部分磁团进入

31、分级机溢流中，使分级粒度变粗，分选指标下降。在采用细筛再磨工艺提高磁性产物铁品位的分选流程中，磁团聚将大大降低细筛的筛分效率，使过磨现象进一步加剧。为了减少磁团聚给分选过程造成的不利影响，在实际生产中，常常在第2次分级和细筛作业前加脱磁器来消除磁团聚。,三强磁性矿物含量的影响 连生体的磁性和其中强磁性矿物的含量、非磁性夹杂物的形状与排列方式、分选介质种类及磁化场强度有关 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%,50%时,x迅速增大,四、氧化程度的影响 磁铁矿在矿床中经受长期的氧化作用以后，局部或全部变成假象赤铁

32、矿。随着氧化程度的增加，矿物的磁性将发生很大变化。 磁铁矿的分子式是Fe3O4，也可以写成FeOFe2O3，这表明磁铁矿中的铁元素有两种价态，即Fe2+和Fe3+。磁铁矿的氧化过程也就是其中的Fe2+被氧化成Fe3+的过程，磁铁矿被氧化的程度越高，其中的Fe2+含量就越少，矿物的磁性也就越弱。当磁铁矿被完全氧化后，其中的Fe2+全部变成了Fe3+ ，它也完全变成了假像赤铁矿(martite)。,实际生产中铁矿石的磁性用磁性率来表示。 磁性率： （w（FeO）/w（Fe）100% 纯磁铁矿的磁性率42.8%（56+16/356） 生产中一般把磁性率大于37%的铁矿石划为磁铁矿石（或称为未氧化矿石

33、）；把磁性率为28%37%的铁矿石划为半假象赤铁矿石（或称为半氧化矿石）；把磁性率小于28%的铁矿石划为假象赤铁矿石（或称为氧化矿石）。,注意： 用磁性率来表示矿石磁性的局限性。在自然界中铁矿石由单纯磁铁矿组成的情况很少，大多数是一些铁矿物的集合体，除磁铁矿以外的其它铁矿物也会参与磁性率的计算，此时磁性率就不能正确反映矿石的磁性。 磁性率只适用于磁性率适应于主要含磁、赤、褐铁矿的矿石，含FeSiO3和FeS3%,否则不准。,对于组成复杂的铁矿石或当矿石FeSiO3和FeS含量高时，应当用磁铁率判断矿石类型： 磁铁率：磁性铁(mFe)对全铁(TFe)的占有率（磁铁率）大小来划分铁矿石： mFe/

34、TFe85为磁铁矿石 mFe/TFe8515混合矿石 mFe/TFe15赤铁矿石,1.8 弱磁性矿物的磁性 包括顺磁质（大多数）和反铁磁质（个别，如赤铁矿）。 弱磁性矿物的比磁化率不仅数值小，而且是一个常数，与磁化磁场强度无关、本身形状和粒度等因素无关,只与矿物组成有关； 弱磁性矿物没有磁饱和现象与磁滞现象等等。磁化强度与磁化场强度呈线性关系,1.8 弱磁性矿物的磁性 锰矿石的特点 特点:组成复杂， 氧化锰矿石：锰矿物：硬锰矿、软锰矿、锰土等； 脉石：黏土、石英、砂质灰岩碳酸锰矿石 锰矿物：菱锰矿、锰方解石、含锰方解石、钙菱锰矿、铁菱锰矿；脉石：黏土、石英、炭质灰岩，方解石 锰矿石组成复杂，使

35、用磁性显示复杂的特点,弱磁性矿物之间在磁性上的差别还是很大的。即使是同一种矿物，由于矿床成因类型不同，矿石的形成条件不同，矿物内部结构上的某些差异，使得矿物的比磁化系数有较大的差别。 另外弱磁性矿物中夹杂强磁性矿物时，即使极少量，也会对其比磁化系数有较大的、甚至是很大的影响。弱磁性铁矿物假象赤铁矿的比磁化系数比赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、菱铁矿都高，其原因就在于假象赤铁矿中往往会或多或少地夹带一些强磁性的磁铁矿。,弱磁性铁矿物的磁性转变 生产中将弱磁性矿物进行磁性转变的原因：弱磁性铁矿物由于其磁性弱，不能用经济有效的弱磁场磁选法分选。为了用弱磁场磁选法处理弱磁性铁矿石，常运用磁化焙烧将弱磁性铁矿石

36、中的弱磁性铁矿物(如赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿等)转变为强磁性铁矿物。 竖炉焙烧：75-25mm块矿； 沸腾炉焙烧：3-0mm粉矿； 回转窑焙烧：30mm以下的矿石。,一 磁化焙烧的原理和分类 作用：磁化焙烧是矿石加热到一定温度后，在一定的气氛中进行化学反应的过程。经磁化焙烧后，铁矿物的磁性显著增强，脉石矿物的磁性则变化不大。铁锰矿石经磁化焙烧后，其中的铁矿物变成强磁性铁矿物，锰矿物的磁性变化不大。因此，各种弱磁性铁矿石或铁锰矿石，经磁化焙烧后都可对其进行有效的磁选分离。 磁化焙烧除了增加矿物的磁性外，还能排除矿石中的结晶水、二氧化碳和硫、砷等一些有害杂质，并能使坚硬致密的矿石变为疏松结构

37、，有利于降低磨碎费用。 分类：常用的磁化焙烧法可分为，还原焙烧、中性焙烧、氧化焙烧和氧化还原焙烧。,一、还原焙烧 赤铁矿、褐铁矿和铁锰矿石在加热到一定温度后，与适量的还原剂作用，就可以使弱磁性的赤铁矿转变为强磁性的磁铁矿。常用的还原剂有C、CO和H2。赤铁矿(Fe2O3)与还原剂作用的反应如下： 褐铁矿(2Fe2O33H2O)在加热到一定温度后开始脱水，变成赤铁矿，按上述反应被还原成磁铁矿。 铁锰矿石的还原反应如下：,二、中性焙烧（moderate roasting） 菱铁矿、菱镁铁矿等碳酸铁矿石以及菱铁矿与赤铁矿或褐铁矿的比值大于1（w（FeCO3）w（Fe2O3）1）的多铁矿物铁矿石，皆可

38、用中性磁化焙烧法处理。该法是将这些矿石与空气隔绝加热至适当的温度后，使碳酸铁矿物分解生成磁铁矿。对于后一种含多铁矿物的铁矿石，碳酸铁矿物分解出的一氧化碳可以将赤铁矿或褐铁矿还原成磁铁矿：,三、氧化焙烧（oxidation roasting） 黄铁矿(FeS2)在氧化气氛中短时间焙烧时被氧化成磁黄铁矿： 如焙烧时间很长，则磁黄铁矿可继续与O2发生反应，生成磁铁矿。 这种焙烧方法多用于稀有金属矿石分选产物的提纯，采用焙烧磁选工艺，分出其中的黄铁矿杂质。 四、氧化还原焙烧,二铁矿物磁化焙烧图与焙烧炉,菱铁矿在400以下开始分解，到500时结束（CBD线段），完成磁化过程。褐铁矿在300400下开始脱

39、水，脱水结束后，褐铁矿变成赤铁矿。赤铁矿在还原气氛中加热到400时，还原反应开始进行，但还原速度很慢，在温度为570时，赤铁矿在较短的时间内即可完全被还原为磁铁矿(D点)。当赤铁矿还原反应终止于D点或G点时，变成磁铁矿，并完成了磁化过程。磁铁矿在无氧气氛中迅速冷却时，其组成不变，仍是磁铁矿(DM线段)。磁铁矿在400以下、在空气中冷却时，被氧化成强磁性的-Fe2O3（DEN线段）；如在400以上在空气中冷却，则被氧化成弱磁性的-Fe2O3（DB线段）。,由图可以看出，最佳磁化过程是沿着ABDM线段或ABDEN线段进行的。焙烧温度要适当，温度过高时将生成弱磁性富氏体（Fe3O4-FeO固溶体）和

40、硅酸铁；温度过低时，还原反应速度慢，影响生产能力。在工业生产中，赤铁矿石的有效还原温度下限是450，上限为700800，最佳为570。如采用固体还原剂时，还原温度是800900。,回转窑,炉体呈圆筒形，直径为3.64.0m，长度达50m或更长，用钢板制成，炉内用耐火砖作衬里。回转窑的炉身分为加热带、还原带和冷却带3部分。 矿石从炉子尾端通过圆盘给料机，沿溜槽进入炉内加热带，随炉体转动并向前移动，和逆向流动的热气接触而被加热，然后进入还原带，与还原煤气反应而还原成磁铁矿。还原好的焙烧矿进入冷却带，与进入炉内的煤气相遇，煤气被预热，焙烧矿被冷却，冷却后的焙烧矿从排料端排到炉外。矿石一般在炉内停留3

41、4h，炉内充填系数为20%30%。由于受炉体长度的限制，排出的焙烧矿温度仍然很高，为了进一步冷却，有时在回转窑的排料端安装1个冷却筒，在冷却筒中喷水冷却，排出的焙烧矿温度为5070。 回转窑适用于处理粒度为300mm的中等粒度矿石。焙烧矿质量较为均匀。炉子的处理能力与给矿粒度和炉子规格有关。,1.9矿物的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，可提高为达此目的可预先磁化。 2.夹杂物影响精矿质量，降低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

42、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）,1)处理强磁性的磁铁矿矿石一般都采用弱磁场磁选机组成的单一磁选工艺方法。在磁铁矿矿石中都不同程度地含有某些弱磁性铁矿物，弱磁场磁选机不能将其回收，所以造成金属流失，影响金属回收率。如果弱磁性铁矿物的含量高到一定程度，在技术条件允许的情况下，需要考虑回收弱磁性矿物。 2)处理弱磁性的赤铁矿石,一般采用强磁反浮选流程。如果弱磁性铁矿石中含有强磁性的铁矿物，在强磁场磁选机前面加弱磁场磁选机或中磁场磁选机，预先选出强磁性矿物，以避免强磁机堵塞。,在磁选所得的磁性产物中

43、，单体状态存在的脉石是较少的，而以连生体状态存在的脉石却是较多的。因此，可以认为大量连生体的存在是影响磁选产品质量的主要因素。鉴于此，在磁铁矿选矿厂中，常采用细筛再磨工艺，提高最终分选产物的质量。几个磁选厂应用细筛工艺的指标见表。,提高品位的原因：矿石中有用矿物与脉石矿物之间由于硬度的不同使得矿石粉碎时存在选择性粉碎作用；磁铁矿粒度细，石英粒度粗；以某一粒度为界限，粗粒级与细粒级存在明显的品位差；通过筛分筛下物相对筛给矿铁品位有很大的提高。,第二节磁选设备,一、分类 1.根据磁选机磁场强弱分类 弱磁场磁选机：磁极表面的磁场强度H72200 kA/m（9002500 Oe ），用于分选强磁性物料。 强磁场磁选机：磁极表面的磁场强度H(8001600)kA/m 100002000 Oe），用于分选弱磁性物料。 中等磁场磁选机：磁极表面的磁场强度H(200800)kA/m，用于分选中等磁性的物料，也可用于再选作业。 2.根据分选介质分类 干式磁选机：要用于选分大块、粗粒强磁性矿石和较细粒弱磁性矿石 ； 干式磁选机：细粒强磁性矿石和细粒弱磁性矿