磁選設(shè)備概述

第八章磁選設(shè)備第一節(jié)概述第二節(jié)磁選機常用磁性材料及特性第三節(jié)磁選機的磁系第四節(jié)弱磁選設(shè)備第五節(jié)強磁選設(shè)備第六節(jié)高梯度磁選與超導(dǎo)磁選設(shè)備第七節(jié)磁流體選礦第八節(jié)磁力選煤?8.1概述

①磁選的基本原理

②磁選的應(yīng)用領(lǐng)域

③磁選的發(fā)展簡況④磁選設(shè)備的分類?8.1概述磁選是在不均勻磁場中利用礦物之間的磁性差異而使不同礦物實現(xiàn)分離的一種選礦方法?8.1概述——黑色金屬礦石的分選——有色和稀有金屬礦石的精選——重介質(zhì)選礦中磁性介質(zhì)的回收和凈化——非金屬礦中含鐵雜質(zhì)的脫除——煤的脫硫——垃圾（鋼渣及廢金屬等）與污水處理——醫(yī)學(xué)上分離血液中的紅血球?8.1概述山東金嶺鐵礦的磁選機磁選原理圖?雖然,古希臘早在公元前550年已知道了一些磁現(xiàn)象,但是,直到1845年,法拉第才發(fā)現(xiàn)一些物質(zhì)對磁場有反應(yīng)。鮑爾、奧頓和愛迪生等人將磁原理用于從脈石中分離鐵礦。

自19世紀(jì)末,磁選設(shè)備得到了迅速地發(fā)展,磁選處理的礦石種類增多。特別是近20年來,永磁材料的研制和永磁材料性質(zhì)的改進(jìn)推動了磁選的發(fā)展。19世紀(jì)末應(yīng)用以鋼為基礎(chǔ)的弱磁體,20世紀(jì)40年代發(fā)明了能與電磁體相媲美的永磁體。重要的發(fā)明階段是20世紀(jì)70年代末,開始應(yīng)用稀土永磁體。這種磁體可以解決弱的電磁體不能解決的問題。8.1概述?8.1概述永磁材料發(fā)展概況磁能積：退磁曲線工作點上磁場強度與磁感應(yīng)強度的乘積（KJ/m3）?驅(qū)動磁選發(fā)明的另一個動力是將鐵磁性物體(如鋼球、網(wǎng)、擴展的金屬板和槽板)引入到磁選機的磁場中。這些物體稱作磁介質(zhì),它們可產(chǎn)生很高的局部磁場梯度,因而,大幅度增大對礦粒作用的磁力。在磁路設(shè)計中應(yīng)用高科技的鐵鎧螺旋管是磁選法進(jìn)展的另一個重要的特點。這種磁路的設(shè)計使磁選應(yīng)用范圍擴大到弱磁性細(xì)粒礦物和抗磁性的細(xì)粒礦物。雖然超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)似乎給發(fā)明起到推動作用,但是,它對磁選的重要意義尚未顯現(xiàn)出來。帶有磁介質(zhì)的磁選機不需要2T以上的磁感應(yīng)強度是有說服力的。超導(dǎo)磁體的主要優(yōu)點是能降低能耗和可以在沒有磁介質(zhì)時產(chǎn)生大的磁力。8.1概述?

（1）根據(jù)承載介質(zhì)的不同，可分成干式和濕式兩種。

（2）根據(jù)磁選機磁場強度的高低，分成弱磁場磁選機和強磁場磁選機兩大類。

8.1概述?（3）根據(jù)入料運動方向和從分選區(qū)排出分選產(chǎn)品的方法可分為：①順流型。被選物料和非磁性礦粒運動方向相同，磁性礦粒偏離此運動方向。②逆流型。被選物料和非磁性礦粒運動方向相同，磁性產(chǎn)品運動與此方向相反。③半逆流型。被選物料從下方給入，而磁性礦粒和非磁性礦粒的運動方向相反。8.1概述?（4）根據(jù)磁性礦粒在磁場中的行為特征可分為：①有磁翻轉(zhuǎn)作用的磁選機。②無磁翻轉(zhuǎn)作用的磁選機。8.1概述?（5）根據(jù)磁性礦粒被選出的方式可分為:

①吸出式磁選機；②吸住式磁選機；③吸引式磁選機（6）根據(jù)排出磁性產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征可分為：圓筒式、圓錐式、帶式、輥式、盤式和環(huán)式等。（7）根據(jù)磁場類型可分為：①恒定磁場磁選機；②旋轉(zhuǎn)磁場磁選機；③交變磁場磁選機；④脈動磁場磁選機（8）根據(jù)產(chǎn)生磁場的方法，磁選機又可分為：永磁型磁選機、電磁型磁選機、超導(dǎo)型磁選機等。8.1概述?8.1概述?8.1概述?在各種磁性材料中，最重要的是以鐵為代表的鐵磁性材料，鈷、鎳、釓、鏑、釔等也具有鐵磁性。常用的鐵磁性材料多是鐵和其他金屬或非金屬的合金，以及某些含鐵的氧化物。鐵磁性材料的磁特性常用磁感應(yīng)強度與外磁場強度之間關(guān)系的B=f（H）曲線來表示。材料的磁特性，不僅與磁場強度、溫度和機械力有關(guān)，而且與磁化過程有關(guān)。

材料磁化時可分成以下幾種曲線。

1）起始磁化曲線

2）磁滯回線

3）正常磁化曲線

8.2磁選機常用磁性材料及特性?

1）起始磁化曲線

起始磁化曲線是外磁場H單調(diào)增加時得到的曲線。鐵磁性材料的起始磁化曲線的共同點是曲線由陡峭段和平坦段組成。陡峭段對應(yīng)于易磁化的特征，而平坦段對應(yīng)于難以磁化的特征。8.2磁選機常用磁性材料及特性?

2）磁滯回線

當(dāng)磁場強度H在正負(fù)兩個方向上往復(fù)變化時，材料的磁化過程經(jīng)歷了一個循環(huán)的過程，閉合曲線叫做磁滯回線。如果材料在磁化曲線兩端都達(dá)到飽和，所得回線就叫做飽和磁滯回線或主磁滯回線。8.2磁選機常用磁性材料及特性矯頑力?

3）正常磁化曲線

磁場H的循環(huán)范圍逐漸縮小，所得一系列磁滯回線的頂端的軌跡就是正常磁化曲線。這一曲線可以復(fù)制，能說明材料的磁特性。正常磁化曲線和起始磁化曲線的形狀很相似。8.2磁選機常用磁性材料及特性?通常矯頑力將磁性材料分成兩大類別：軟磁性材料和硬磁性材料。軟磁材料的矯頑力?。℉c<1KA/m）,磁滯回線狹長。主要有工業(yè)純鐵、導(dǎo)磁不銹鋼、低碳鋼等。硬磁材料的矯頑力大（10～1000KA/m），主要有合金和陶瓷磁體兩大類。8.2磁選機常用磁性材料及特性剩余磁感Br值表征提供永磁體磁感應(yīng)強度的能力，矯頑力Hc值表征保持磁感應(yīng)強度不衰減的能力。

?

1）開放磁系

磁極在同一側(cè)作相鄰配置且磁極之間無感應(yīng)磁介質(zhì)的磁系。特點：磁路長、磁阻大、漏磁多，產(chǎn)生的磁場強度低，多用于分選強磁性礦物的弱磁場磁選機8.3磁選機的磁系?8.3磁選機的磁系根據(jù)磁場的基本特性可知，開放磁系磁場中任意一點（x，y）的磁場強度為：?

2）閉合磁系

閉合磁系是磁極作相對配置的磁系。分選空間即為磁極間的空氣隙。通?？諝庀遁^小，磁通通過空氣隙的磁阻小，漏磁少，故分選空間具有較強的磁場，用于分選較弱磁性礦物的強磁選機。8.3磁選機的磁系?8.3磁選機的磁系?8.4弱磁選設(shè)備?8.4弱磁選設(shè)備——干式1）除鐵器：主要用來從料流中除去夾雜的鐵塊或鐵屑，有電磁和永磁兩種。?8.4弱磁選設(shè)備——干式?8.4弱磁選設(shè)備——干式?8.4弱磁選設(shè)備——干式2）磁滑輪（磁力滾筒）：礦石均勻地給在皮帶上，當(dāng)?shù)V石經(jīng)過磁滑輪時，非磁性或者磁性很弱的礦粒在離心力和重力的作用下脫離皮帶面，而磁性較強的礦粒受磁力的作用被吸在皮帶上，并由皮帶帶到磁滑輪的下部，當(dāng)皮帶離開磁滑輪伸直后，磁性礦粒所受的磁力減弱而落于磁性產(chǎn)品中。技術(shù)參數(shù)參見P333?8.4弱磁選設(shè)備——干式永磁磁滑輪由鍶鐵氧體組成磁包角360度的多極磁系，套在磁系外面的由非導(dǎo)磁材料制成的旋轉(zhuǎn)圓筒組成。?8.4弱磁選設(shè)備——干式3筒式磁選機技術(shù)參數(shù)參見P334?8.4弱磁選設(shè)備——濕式1)永磁筒式磁選機

由圓筒、磁系、分選槽及給料、排料和溢流機構(gòu)構(gòu)成。用于磁鐵礦分選、磁性加重介質(zhì)回收及為濕式強磁選給礦作準(zhǔn)備。磁系排列和磁極數(shù)量對分選結(jié)構(gòu)有決定性影響。筒徑小的磁選機一般用5極，大筒徑磁選機常用7極磁系，極性沿周邊方向交變，沿軸向極性相同；磁系包角1060～1350。采用鐵氧體永磁體，在給定的特殊磁場分布條件下能產(chǎn)生最高的磁場強度。在磁場中工作的槽體用奧氏體不銹鋼制造，并用合成材料襯里防止磨損。排礦室大小及溢流堰高度均可調(diào)。?8.4弱磁選設(shè)備——濕式(1)CTS永磁筒式磁選機（順流型）

技術(shù)參數(shù)參見P336用于粒級為5mm以下較粗的磁礦粒的粗選，運轉(zhuǎn)可靠性高，功耗低，但無法獲得最大回收率和最佳精礦質(zhì)量。?8.4弱磁選設(shè)備——濕式(2)CTN永磁筒式磁選機（逆流型)礦漿由給礦箱直接進(jìn)人到圓筒的磁系下方，尾礦損失低，回收率高。但由于精礦排出端距給礦口很近，精選作用差，精礦品位低。?8.4弱磁選設(shè)備——濕式磁力脫泥槽一種重力和磁力合作用的分選設(shè)備，廣泛用在磁選工藝中，用來脫去礦泥和細(xì)粒脈石，也作為過濾前的濃縮設(shè)備。在磁力脫泥槽中，礦粒在分選區(qū)受到的力主要有：重力、磁力和水流作用力。重力的作用是使礦粒沉降，磁性礦粒在磁場中受到磁力，方向垂直于等磁場強度線，指向磁場強度高的方向，磁力可以加速磁性礦粒向下沉降并吸附在磁系表面周圍，而上升水流的作用是阻止非磁性的細(xì)粒脈石和礦泥的沉降，并使它們順上升水流進(jìn)人溢流中，從而與磁性礦拉分開，同時上升水流作用也可以使磁性礦粒呈松散狀態(tài)，把夾雜在其中的脈石沖洗出來，提高精礦品位。?8.4弱磁選設(shè)備——濕式

為了提高磁力脫泥槽的分選效果，在入選前將礦粒進(jìn)行預(yù)先磁化，使礦漿經(jīng)過一段磁化磁場的作用，細(xì)粒強磁性物料被磁化凝聚成較大的磁團粒，這種磁團粒在離開磁場后，由于礦粒具有剩磁和較大的矯頑力，仍能保持下來。磁團粒的沉降速度要比非磁性顆粒快，有利于后續(xù)的磁力脫泥等作業(yè)。預(yù)磁器大都為永磁體。預(yù)磁器常見的有“∏”形和“O”形兩種。

預(yù)磁器?8.4弱磁選設(shè)備——濕式脫磁器

為使強磁性團粒分散需要通過脫磁器脫磁。常用的脫磁器結(jié)構(gòu)它是套在非磁性材料管上的塔形線圈，并通過交流電來工作。當(dāng)鐵磁性團粒通過一個磁場強度由大變小的交變磁場時，磁團粒被多次反復(fù)磁化，使磁性顆粒的磁能積一次比一次小，最后失去剩磁。?結(jié)構(gòu)：由電磁系統(tǒng)、分選系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)組成，輥子用薄的導(dǎo)磁鋼片和非磁性圓片交替疊成。分選過程：在相鄰原磁極的作用下，磁輥表面感生出與相鄰磁極極性相反的磁場，并在磁輥齒尖上產(chǎn)生方向指向磁輥的高磁場梯度。當(dāng)入料落到感應(yīng)輥表面時，磁性物料被輥吸住，隨著輥轉(zhuǎn)離磁場后落到接料槽中，非磁性物料沿重力和離心力的合力方向排出。8.5強磁選設(shè)備——干式1)感應(yīng)輥式?8.5強磁選設(shè)備——干式2)盤式磁選機?8.5強磁選設(shè)備——濕式1)濕式感應(yīng)輥式磁選機?8.5強磁選設(shè)備——濕式2)瓊斯型濕式強磁選機主要部件包括：磁導(dǎo)體、密封罩保護(hù)的勵磁線圈、裝有分選箱的轉(zhuǎn)環(huán)、給礦和給水裝置、精礦的清洗和高壓沖洗機構(gòu)、排礦機構(gòu)和傳動機構(gòu)組成。?8.5強磁選設(shè)備——濕式3)雙頭Sol平環(huán)式磁選機?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備1.高梯度磁選機第一代強磁選機：盤式、感應(yīng)輥式第二代強磁選機：多層聚磁介質(zhì)（Jones）第三代強磁選機：微細(xì)型多層磁介質(zhì)(Kolm)特點：均勻的背景磁場＋細(xì)絲狀鐵磁性磁介質(zhì)常用的磁介質(zhì)：導(dǎo)磁不銹鋼毛、纖維、細(xì)絲、細(xì)線、編織網(wǎng)、細(xì)拉伸板網(wǎng)等。?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備1.高梯度磁選機由于磁介質(zhì)半徑很小，形成的磁場梯度比瓊斯型磁選機的磁場梯度（2*103T／m）高l～2個數(shù)量級，達(dá)到了103T／m。從而使磁場力提高10～100倍。而由于磁飽和極限，通過提高磁場強度只能使磁場力提高2～3倍。大的磁場力HgradH為磁性顆粒提供了強大的磁力來克服流體阻力和重力，使分選的粒度下限可降到lμm。分選空間內(nèi)磁介質(zhì)的充填率低（5～12％），分選區(qū)利用效率高，介質(zhì)輕，傳動負(fù)荷小，處理量大。?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備1)周期式分選過程分為給礦、漂洗和沖洗三個階段，工作可按程序自動進(jìn)行。完成一個生產(chǎn)周期約需10～15min。?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備2)連續(xù)式

薩拉（Sala）型連續(xù)式平環(huán)型高梯度磁選機

主要部件：分選環(huán)、馬鞍形螺線管線圈、鎧裝螺線管鐵殼以及裝鐵磁性介質(zhì)的分選箱?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備連續(xù)式高梯度磁選機的典型操作形式?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備2)連續(xù)式

VMS型磁選機

該機磁系是一個變形螺線管磁體。裝有棒形磁介質(zhì)的立環(huán)穿過下鐵軛在螺線管磁場中沿反時針運動，礦漿由給料斗通過上鐵軛給入立環(huán)。?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備2.超導(dǎo)磁選機

超導(dǎo)：電阻為零，電流永不衰減1908年最后一個惰性氣體He被液化，獲得4.2K的低溫1911年H.K.Onnes發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象1957年BCS理論——超導(dǎo)現(xiàn)象的物理本質(zhì)1961年第一個超導(dǎo)磁體誕生1970年Bannister超導(dǎo)磁選機獲第一個美國專利1986年高溫超導(dǎo)體問世（液氮溫度——77K）超導(dǎo)狀態(tài)的臨界參數(shù)：溫度、磁場強度、電流密度?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備2.超導(dǎo)磁選機

磁性材料由鐵磁體改為超導(dǎo)體。結(jié)構(gòu)大致可分為三個系統(tǒng)：超導(dǎo)磁系、制冷系統(tǒng)和分選系統(tǒng)。優(yōu)點：①高場強，用Nb—Ti超導(dǎo)材料做的磁體其磁場強度可達(dá)到5T；②體積小且重量輕；③能耗低，比常導(dǎo)磁體節(jié)能90％；④高磁場帶來的高磁力使磁選機處理能力大大提高。根據(jù)超導(dǎo)磁選機是否具有磁介質(zhì)，將其分為高梯度超導(dǎo)磁選機（有磁介質(zhì)）和開梯度超導(dǎo)磁選機（無磁介質(zhì)）。?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備A)開梯度德國研制的DESCOS型筒式磁選機主要由三部分組成：超導(dǎo)磁系、制冷系統(tǒng)和轉(zhuǎn)筒分離器。Nb—Ti線制成的低溫超導(dǎo)線圈近似橢圓形，固定在鐵支架的凹槽內(nèi)。?B）高梯度超導(dǎo)磁選機8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備?8.6高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備美國Eriez公司制造分選室工作空間直徑127mm，長500mm，其中罐長500mm。額定磁感應(yīng)強度5.0T。液氦杜瓦容器直徑508mm，長1181mm。?8.7磁流體選礦磁流體：在磁場或磁場與電場的聯(lián)合作用下能夠磁化，呈現(xiàn)出似加重現(xiàn)象，對于其中的顆粒產(chǎn)生磁浮力作用。磁流體選礦是一項選礦新技術(shù)，根據(jù)物料密度的差異進(jìn)行浮沉分離的技術(shù)。在該法中，位于不均勻磁場中的磁流體具有與其真實密度不同的表觀密度，而這個表觀密度是可以控制的。它分為磁流體靜力分選和磁流體動力分選兩種。

1．磁流體靜力選礦磁流體靜力分選，是在不均勻磁場中，以順磁性液體為工作介質(zhì)，根據(jù)礦物之間密度、比磁化率的不同，分選弱磁性或非磁性礦物的一種分選技術(shù)。?8.7磁流體選礦

磁流體靜力選礦的工作介質(zhì)①高磁化系數(shù)的順磁性電解質(zhì)溶液——一般由順磁性金屬鹽類溶解于水或有機溶劑中制成。②鐵磁性膠體懸浮液——它是將磁鐵礦等物質(zhì)的微粒經(jīng)過表面活性處理后形成的在重力和磁力作用下均能保持穩(wěn)定的懸浮液。③液態(tài)金屬或低熔點金屬——液態(tài)金屬不潤濕礦石，在操作過程中，礦粒能自行分離，不僅避免了金屬溶液的損失，也不需配置金屬溶液凈化和再生流程，液態(tài)金屬密度大，最大可達(dá)11．5g／cm3，對分選有利。但生產(chǎn)費用高，在高溫下操作困難。?8.7磁流體選礦?8.7磁流體選礦2．磁流體動力選礦在磁場與電場的聯(lián)合作用下，以強電解質(zhì)溶液為分選介質(zhì)，根據(jù)礦物之間密度、比磁化率和導(dǎo)電性的不同，分選弱磁性或非磁性礦物的一種選礦技術(shù)。?8.8磁力選煤磁力選煤是利用煤（逆磁性）和煤系黃鐵礦及其他灰分礦物質(zhì)（順磁性）磁性的差異，在具有強大磁場力的分選空間中實現(xiàn)炭與煤系黃鐵礦和部分礦物質(zhì)的分離，從而達(dá)到脫硫、降灰的目的。?8.8磁力選煤煤中主要礦物的比磁化率?8.8磁力選煤?踏實，奮斗，堅持，專業(yè)，努力成就未來。10月-2310月-23Friday,