磁选详解课件

1、第七章 磁 选本章主要内容： （1）与磁选有关的几个基本概念：磁场、磁感应强度、磁场强度、磁矩、磁化强度、磁导率、比磁化率等。 （2）磁选基本条件及回收矿粒需要的磁力 （3）各种磁选机的结构、工作原理、优缺点本章重点： （1）掌握和理解磁场、磁化等几个基本概念 （2）磁选基本条件和回收矿粒需要的磁力 （3）各种弱磁选设备的结构、原理、生产应用 第一节 磁选基本原理 定义：磁选是利用各种矿物的磁性差别，在磁选设备的不均匀磁场中实现分选的一种选矿方法。一、磁选机的磁选过程 圆筒磁选机 矿粒在磁选机中进行分离，由于矿粒的磁性不同，在磁场的作用下，它们运动的途径不同。 磁性矿粒受磁力的吸引，附着在磁选

2、机的园筒上，随着园筒一起被带到一定的高度后，脱离磁场从筒上利用高压冲洗水冲落。 非磁性即脉石颗粒在磁选机磁场中不受磁力的吸引，因而不能附着在园筒上。从而得到二种产品，一种是磁性产品进入精矿箱，一种是非磁性产品进入尾矿箱。 磁选过程示意图二磁选机的磁场在磁选机中，能使磁体产生磁力作用的空间，称为磁选机的磁场。磁场可分为均匀磁场和非均匀磁场。均匀磁场：非均匀磁场：1.在均匀磁场中，任何一点的磁场强度大小和方向都是相同。作用在磁性矿粒上的磁力是均匀的，此时矿粒处于平衡状态，只受转矩的作用，使它的长轴平行于磁场方向；因此不能达到选分的目的。2.在非均匀磁场中，磁场强度的大小和方向都不相同，如图所示。此

3、时作用在磁性矿粒上的磁力是非均匀的，矿粒不仅受到转矩的作用，还受到磁力的作用。所以磁性矿粒在磁力作用下发生移动，达到选分的目的。 结 论： 磁选机只采用不均匀磁场。非均匀磁场中，作用在磁性矿粒上的磁力大小和不均匀程度成正比。磁场愈不均匀，作用在磁性矿粒上的磁力就愈大。磁选设备提供非均匀磁场 一定的磁场强度+足够的磁场梯度三、磁化、磁化强度、磁化系数1.磁性物质：受磁场作用能产生磁性的物质称为磁性物质。2.磁化：在外磁场的作用下，使物体显示磁性的过程称为磁化。3.磁化强度：衡量物体被磁化程度的物理量，在数字上是单位体积被磁化的磁矩(矢量)，单位：J，安/米。 J=M/V 式中 M-物体的磁矩，安

4、-米2； V-物体体积，米3； 4.磁化系数K0（体积磁化系数）：矿物颗粒的磁化强度与外磁场强度的比值，是矿物的一个重要磁性指标。显然，K0的大小表示物体被磁化难易程度，K0值愈大，表明愈容易被磁化。 0 =J / H 式中 0-体积磁化系数； H-外磁场强调，安/米5. 比磁化系数：体积磁化系数与其密度的比值。用0，米3/千克。 0=0/ 式中 0物体比磁化系数，米3/千克。 物体密度，千克/米3。四、在非均匀磁场中磁性矿粒所受的磁力矿粒所受磁力大小与自身磁性和磁选机提供的磁场力（HgradH）有关 一长度为L的磁性矿粒在非均匀磁场中被磁化后成为一个磁偶极子，其长轴平行于磁场方向，两瑞呈现出

5、S、N两个磁极，其磁极强度分别为q磁和q磁。 某一磁极在磁场中某点所受磁力的大小为： f磁 矿粒在磁场中受的磁力，牛顿；0真空磁导率，q磁磁极强度，安米； H 矿粒在近磁极端的磁场强度，安/米比磁力：作用在单位质量矿粒上的磁力谓之比磁力：将M=JV=K0HV，代入得出：作用在整个磁性矿粒上的磁力为：（其中，M=q磁L)五、磁选的基本条件 1.矿物磁选需满足如下条件 （1）要有一个磁场强度和磁场梯度足够大的不均匀磁场； （2）矿物之间要具有一定的磁性差异，即两种矿物的比磁化率不同。 （3）对于磁性强的矿物，其受到的磁力要大于各种机械力之和，即： 磁性矿粒被分离出来的必要条件是：磁性矿粒所受到的磁

6、力必须大于与它方向相反的机械力的合力。即：矿粒在磁选机滚筒表面受力示意图2.磁性矿物分离条件 （1）HgradH 称之为磁场力，它是说明磁场特性的。由式知，作用在矿粒上的比磁力大小取决于反映矿粒磁性的比磁化系数x0和反映磁场特性的磁场HgradH的两个因素。 （2）当分选强磁性矿物时， x0很大，则所需磁场力HgradH可相应小。 （3）当分选弱磁性矿物时，x0很小，则所需要的磁场力HgradH 就要大。 （4）为了得到较高的HgradH值，既可以采用高场强(H)，也可以采用高梯度(gradH)来达到。 几点认识：一、矿物的磁性分类 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。

7、自然界中各种物质都具有不同程度的磁性。 1.从物理学角度讲， 物质磁性可分为三类： 顺磁性物质 逆磁性物质 铁磁性物质（亚铁磁性、反铁磁性） 顺磁性、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。 顺磁性物质的上述关系是斜率为正的直线关系；逆磁性物质为负斜率直线关系；铁磁性物质为一渐近曲线，随磁场强度增大，物质磁化强度始变化很快，然后趋于平缓，最后达到饱和。第二节 矿物的磁性对于顺磁性矿粒00；对于逆磁性矿粒00。 (1)强磁性矿物：属亚铁磁性，比磁化系数大于300010-8 m3/kg，如磁铁矿、磁黄铁矿、磁赤铁矿及锌铁尖晶石等。用弱磁选设备即能有效的分选。 (2)中磁性矿物：也

8、属于亚铁磁性，比磁化系数为(5003000）10-8 m3/kg ，如半假象赤铁矿及某些钛铁矿、铅铁矿等。可用中磁场磁选设备分选。 (3)弱磁性矿物：大部分属顺磁性，个别的属反铁磁性，比磁化系数为(15500)10-8 m3/kg ，如赤铁矿、褐铁矿、软锰矿、硬锰矿、菱锰矿、黑钨矿等。需用强磁选设备或其它方法回收。 (4)非磁性矿物：属顺磁性和逆磁性，比磁化系数小于1510-8 m3/kg ，属顺磁性的矿物有方解石、长石及萤石等，属逆磁性的矿物有方铅矿、石英、白铅矿等。目前难以用磁选的方法回收。2.按比磁化系数的不同将矿物分为四类：二、强磁性矿物特点主要是亚铁磁性物质，包括磁铁矿（Fe3O4）

9、 、磁赤铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、锌铁尖晶石等。利用弱磁场磁选机回收，H=(0.8-1.2)105A/m 。比磁化率与外磁场强度呈曲线关系。存在磁饱和与磁滞现象。温度改变可改变矿物磁性，当高于临界点时，矿物呈现顺磁性。矿物的氧化程度、形状及粒径等影响其磁性变化。-Hc-BrBr磁滞现象 磁性物质都具有保留其磁性的倾向，磁感应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化的，这种现象就是磁滞现象。 当反向继续增大H，铁磁质的磁化反向沿cd段达到饱和。反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线为一闭合曲线磁滞回线。 磁性体的磁化存在着明显的不可逆性。当铁磁质达到饱和后，减小

10、H，B沿图ab下降；当H=0时BBr，称为剩磁。当HHc时，B=0，bc段是退磁曲线 Hc称为矫顽力；磁铁矿的磁化本质可以用磁畴理论解释： 铁磁性矿物的原子磁矩在没有外磁场时能发生自发磁化；自发磁化是在许多小区域内进行的，称为磁畴。自发磁化的磁畴取向不同，对外磁效应相互抵消不显磁性。 当有外加磁场时，铁磁性矿物中各个磁畴的磁矩转向外磁场方向，被强烈磁化。因此，磁畴的存在是铁磁性物质强磁效应的根本原因。 三、弱磁性矿物特点大部分弱磁性矿物属于顺磁性物质，个别矿物如赤铁矿（Fe2O3）属于反铁磁性物质。利用强磁场磁选机回收，H=(0.8-1.6)106A/m 。比磁化率与外磁场强度呈直线关系。无磁

11、饱和与磁滞现象。磁化焙烧可以改变矿物磁性。夹杂少量强磁性矿物，可显著改变矿物磁性，而矿物本身的形状及粒径不影响其磁性变化。第三节 磁选设备一、磁选设备的分类 根据磁场强弱分类：弱、中、强。 根据分选介质分类：干式、湿式。 根据磁场类型分类：恒定、旋转、交变、脉动。 根据分选机构分类：圆筒式、带式、盘式、环式等。磁选机按磁场强度的强弱可以分为： （一）弱磁场磁选机：磁场强度在72136千安/米之间，用于分选强磁性矿物。 （二）强磁场磁选机：磁场强度为4801600千安/米之间，用于选分弱磁性矿物。 （三）中磁场磁选机：磁场强度介于两者之间。二、弱磁场磁选设备（一）磁力脱水槽 磁力脱水槽是靠重力、

12、磁力和上升水流力综合作用的弱磁场磁选设备，有永磁和电磁脱水槽两种。 1.永磁脱水槽结构： 包括槽体、磁系、拢矿筒、给水管和排矿管等部分组成。磁系由锶铁氧体永磁块组成，排成圆柱台阶形放置在槽内下部。沿轴向，磁场上弱下强；沿径向，磁场外弱内强。 1-槽体；2-磁系；3-拢矿筒；4-给水管；5-排矿管 2.分选过程： 给入矿浆后，重力使矿粒下沉；磁力加速磁性矿粒下沉并使磁性矿粒被吸到磁系表面；上升水流作用力阻止非磁性细粒脉石和矿泥的沉降，使其随上升水流进入溢流，从而与磁性矿粒分开；上升水流还可使磁性矿粒呈松散状态，把夹杂的脉石冲洗出来，提高磁性精矿品位。 永磁脱水槽工作原理3.特点 优点：结构简单，

13、维护方便，处理能力大。 缺点：不能排掉粗粒脉石。4.应用：主要用于细粒磁铁矿石磁选前的脱泥和过滤前磁铁矿精矿的浓缩，属于弱磁场磁选机械。（二）永磁筒式磁选机 1.结构：由圆筒、磁系、分选槽及给料、排料、溢流机构。采用4极至6极磁系。极性沿周边方向交变排列，磁系包角106135。磁系采用锶铁氧体永磁体。半逆流永磁筒式磁选机结构图1-圆筒；2-磁系；3-底箱；4-吹散水管；5-卸矿水管；6-给矿箱；7-接矿板；8-精矿槽；9-尾矿管SNNS永磁筒式磁选机北方重工生产的15004500磁选机俄罗斯乌拉尔矿山机械公司15002000mm筒式磁选机湿式永磁筒式磁选机1050210010503000半逆流

14、型弱磁选机磁链逆流型矿浆给入方向与筒转向相反，精矿在给矿一侧排出，尾矿与另一侧排出。一般应用于0.60mm强磁性矿石粗、扫选，回收率高（因尾矿排出点处离给矿口远，选别充分）但品位低（因磁翻作用差）。 根据槽体结构形式的不同，湿式圆筒磁选机有三种槽体结构形式：顺流式、逆流式和半逆流式，如图所示。 顺流型矿浆给入方向与筒转向相同，精矿在另一侧排出，尾矿直接在底部排出，一般应用于60mm强磁性矿物粗、精选，回收率、品位高（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） 半逆流型矿浆给入方向与筒转向一半相同，一半相反，与顺流型不同之处是矿浆在槽内转了个圈。因为矿浆被冲散水冲成松

15、散状，可防止夹杂，并且矿浆运动方向与磁力方向一致，有利于回收由于0.50.1mm强磁性矿石粗、精、扫选回收率、品位都高，矿浆面平稳，因而选别稳定。故应用较广泛。2.半逆流型永磁圆筒式磁选机（1）工作原理： 给矿从底部导入，磁性产品移动方向和圆筒旋转方向相同，非磁性产品移动方向和圆筒移动方向相反。 磁性矿粒吸附在圆筒表面，在槽体下部的给矿区安置有喷水管，受到洗涤水的清洗，有利于矿浆的悬浮、清洗和提高分选指标。 给矿矿浆流和圆筒旋转方向一致，尾矿在排出前经过场强较强的扫选区，获得的精矿回收率也较高。半逆流型永磁圆筒式磁选机工作原理（2）特点： 给矿方向和磁系磁力方向相同，精矿易与圆筒接触，回收率较

16、高。 尾矿流动方向与滚筒转动方向相反，使得磁性矿粒被吸引的机会较多，夹杂于磁性矿粒间的非磁性矿粒容易清除。（3）应用： 半逆流型永磁圆筒磁选机可以得到较高的精矿品位和回收率，适用于-0.2mm的细粒强磁性矿石的精选和粗选。二、强磁场磁选机（一）干式电磁园盘强磁选机 1.磁选机结构：盘式磁选机有单盘、双盘和三盘三种.双盘磁选机主要由给料斗、永磁分矿筒、偏心振动给矿盘、磁盘传动装置、电磁系统和机架等部件组成（如图）。双盘磁选机结构1-给料斗；2-永磁分矿筒；3-磁性产品接料斗4-筛网5-振动给矿槽；6-分选圆盘；7-“山字形”磁系；2.分选过程： （1） 物料从给矿斗均匀给到给料圆筒上，其中的强磁

17、性矿粒被吸在圆筒上，并随圆筒转动至下方磁场减弱处卸下，进入强磁性产品接料斗中。 （2） 未被吸住的矿粒给到振动槽前端的筛网上，筛上部分单独处理，筛下部分进入振动槽上。 （3）当这部分矿粒被运送到圆盘下面的工作间隙处时，弱磁性矿粒受到强磁场的作用被吸到圆盘边缘上，并随圆盘转到振动槽外。 （4）由于槽外磁场急剧减小，这些弱磁性矿粒被卸入振动槽两侧的接料斗中。 （5）非磁性矿物则由振动槽末端排出。3.特点：该机型场强1512KA/m，间隙为2mm。适用于分选比磁化系数大于5.010-7米3/千克、给矿粒度：小于2mm的弱磁性矿石。4.应用：多用在含有稀有金属矿物的粗精矿（如粗钨精矿、钛铁矿、锆英石和

18、独居石等混合精矿）的精选。（二）干式永磁对辊式强磁选机 1.对辊强磁选机结构： 它主要由磁辊、感应卸矿辊、弱磁给矿筒、给矿料斗、接矿料斗等部分组成。 两个磁辊相对配置，构成闭合磁路。每个磁辊由三个磁极、两组永磁块组成。磁辊分别由电机通过蜗轮减速机构来驱动，并相对旋转。对辊磁选机结构1-弱磁筒；2-可调给矿漏斗；3-感应卸矿辊；4-强磁辊；5-极距调节装置2.分选过程 物料由上部给矿斗先给到弱磁给矿筒上，将强磁性矿粒选出。然后通过分矿槽和可调给矿斗给到两磁辊之间的三个高磁场区。 非磁性矿粒不受磁力作用，在重力作用下直接掉入尾矿斗中。 磁性矿粒受磁力作用被吸在磁辊上，并随之一起转动。随着磁辊转角的

19、改变，磁场强度逐渐减弱，磁性不同的矿拉先后掉入中矿斗、精矿斗中。 最后吸在磁辊上的少量磁性较强的矿物，被感应辊卸下。 3.应用：适用于分选粒度为3mm以下的含有多种不同磁性矿物的物料。（三）琼斯型强磁选机1.磁选机结构： 该机已成为国内外实际应用和生产的主要类型。它主要由磁系、分选转环、清洗系统、传动装置等部分组成。 琼斯型DP-317双转盘磁选机1-转环（盘）；2-磁板盒；3-磁轭；4-线圈；5-电动机；6-冷却装置 2.分选过程： 浓度为5055%的矿浆，从磁系区给矿点给入转环中的分选箱中；矿浆中的非磁性颗粒随着矿浆流通过齿板间隙流入下部的产品接矿槽中，成为尾矿。 磁性颗粒在磁力作用下被吸

20、附在齿板上，随分选室一起转动，当转到离给矿点60位置时受到压力水（2-3kg/cm2)的清洗，磁性矿粒中夹杂的非磁性颗粒被矿物冲洗下去，成为中矿。分选室转到120 时，进入磁场中性区，用压力水（4-5kg/cm2)将被吸附在齿板上的磁性矿物冲下，成为精矿。3.琼斯型强磁选机的特点： 优点： 采用齿板作聚磁介质，提高了磁场强度和梯度，增加分选面积，提高处理能力； 转盘和磁轭组成闭合磁路，分选区较长，回收率提高； 空气隙较小，减少磁阻，提高磁场强度； 磁板深度长（220mm），配合压力水清洗，精选作用较强，品位较高。 用高压水冲洗，减轻堵塞现象。 缺点：分选0.037mm细粒级效果不好；尚存在堵塞

21、现象；机体重量较大，能耗大，需要冷却系统。 4.应用： 该机适用于分选赤铁矿、菱铁矿、钛铁矿等弱磁性矿物。（四）萨拉型转环式高梯度强磁选机1.磁选机结构：它由两个螺线管、转环、给矿系统、冲洗系统等主要部分组成。螺线管为鞍形线圈，能够让转环穿过并转动。转环分隔为许多小的分选室，每个分选室内装有钢毛等聚磁介质。 萨拉型连续式高梯度磁选机1-旋转分选环；2-马鞍形螺线管线圈；3-铠装螺线管铁壳；4-分选室 2. 分选过程 矿浆由上部导磁体的长孔流到处在磁化区的分选室中，弱磁性颗粒被吸附到磁化了的聚磁介质上，非磁性颗粒随矿浆流通过介质的间隙流到分选室底部排出成为尾矿，被吸附的弱磁性颗粒随分选环转动，进人磁化区域的清洗段，进一步清洗掉非磁性颗粒，接着，转离磁化区，弱磁性颗粒在冲洗水的作用下，成为精矿。 给矿分选室（吸附）非磁性颗粒排出清洗精矿。3.萨拉型转环式高梯度强磁选机的特点 与琼斯型强滋选机相比，萨