矿物加工学-磁选基本原理课件

第四部分磁电选矿掌握磁选、电选基本原理。掌握生产实践中常用磁选设备（弱磁场、强磁场、高梯度磁选机）、电选设备的结构、工作原理、选别过程。熟悉具有代表性的黑色金属、有色金属、稀有金属、非金属矿的磁选、电选工艺流程。了解磁流体选矿的工作原理。本章主要内容：（1）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本章重点：（1）掌握和理解几个基本概念（2）磁选基本条件和回收矿粒需要的磁力

磁选:在非均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。注意：（1）磁选必须是在非均匀磁场中进行（2）分选矿物要有磁性差异

1.1概述铁矿石选别：我国是钢铁生产和消费大国，铁矿石探明储量居世界前列，但是绝大部分是贫矿，富矿中又有5％含有有害杂质而不能直接冶炼。

实践表明，铁精矿品位每提高1％，高炉利用系数可以增加2－3％，焦炭消耗量可以降低2％，石灰石消耗量可降低2％。

有色金属矿选别：钨锡粗精矿分离，利用黑钨矿具有弱磁性而锡石无磁性，采用磁选方法去除含锡杂质，可以获得合格的钨精矿。稀有金属矿选别：在钛铁矿的选别中，为了使得铁、钛分离也要采用磁选、电选方法。回收重介质：磁选回收磁铁矿和硅铁等介质（选煤厂回收重介质等）。非金属矿提纯：采用磁选除去含铁杂质。19世纪末期：美国、瑞典制造出电磁筒式磁选机。20世纪初：湿式筒式磁选机问世。60年代：Jones强磁选机在英国面世，采用多层聚磁介质板（技术突破）。70年代以后：高梯度磁选机、高梯度超导磁选机。磁流体分选作为磁选的一门新兴学科，其分选理论、磁流体的制备及分选设备尚在不断完善阶段。1.2磁选技术的发展

磁场是物质的一种特殊状态。任何运动电荷或电流，均在周围空间产生磁场。磁场对引入磁场中的运动电荷有磁力的作用。

1.3基本概念描述磁场的物理量有磁感应强度和磁场强度。

磁感应强度（B）：描述磁场性质的物理量，磁场中某点处的磁感应强度的方向与该点处试验线圈在平衡位置时法线的方向相同，磁感应强度的量值等于具有单位磁矩的试验线圈所受到的最大磁力矩。在国际单位制（SI）中B的单位为Wb/m2或T，GOS制中，1T＝104GOS

磁场强度H：在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度B与同一点上的磁导率µ的比值称为该点的磁场强度，方向为磁力线的切线方向。

H=B/µ

单位：SI制中H的单位为A/m，在GOS制中采用Oe，

1Oe＝77A/m≈80A/m，1A/m＝1.25×10-2Oe。

µ为物质的磁导率

µr

＝µ/µ0µr——磁介质的相对磁导率

µ0——真空中的磁导率

磁矩：任何物质都存在有分子电流，分子电流和它包围的面积的乘积叫做分子电流的磁矩。物质的磁矩等于分子电流磁矩的矢量和

m=Σmi=Σ（i*ΔS）

磁化强度：单位体积物质的磁矩叫物质的磁化强度

M=dm∕dv（A/m）物质进入磁化场后分子电流或多或少地取向于磁化场方向，结果产生一个附加磁场，叠加在磁化场上，从而改变原有的磁化场。

在放入磁场的物质内部，物质内部任意点处的磁感应强度，除了原磁场外，还应包括磁介质磁化后产生的附加磁场。因此，在物质内部的磁场中，任一点的磁感应强度B、磁场强度H、磁化强度M之间存在如下关系：

B=μ0(H+M)

从而有μ＝μ0（1+k）

比磁化率χ

：物质体积磁化率与其密度的比值。

χ=κ/δm3/kg

比磁化率在磁选实践中用来表示矿物磁性的大小。必要条件：作用在较强磁性矿石上的磁力F1磁必须大于所有与磁力方向相反的机械力（包括重力、离心力、水流阻力等）的合力ΣF机，作用在较弱磁性颗粒上的磁力F2磁必须小于相应机械力ΣF机。即

F1磁>ΣF机>F2磁

磁选实质：利用磁力和机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的。

1.4磁选的基本条件

作用在磁性颗粒上的磁力，可由它在磁化时所获得的位能来确定：

U=-

根据力学定律，作用在颗粒上的磁力可用颗粒位能的负梯度值来表示，即

f磁=-gradU

=grad

当颗粒粒度不大时，可假定颗粒的体积磁化率在所占的体积范围内是个常数，其所占的体积内HgradH也近似为常数，则磁力F磁为：

f磁＝μ0kVHgradH1.5回收磁性矿粒需要的磁力

比磁力：作用在单位质量颗粒上的磁力。运用比磁力的概念可消除矿物颗粒中实际存在的空隙对磁力计算的影响。

F磁=f磁/m=μ0χ

HgradH

式中：HgradH－磁场力，A/m2

公式表明:磁选时仅仅只有一个适宜的磁场强度是不够的，这个磁场还必须有一定的磁场梯度。

均匀磁场：只受到转矩，矿物颗粒的最长方向取向于磁力线方向（稳定）或者垂直于磁力线方向（不稳定）；

非均匀磁场：除了转矩外，还受到磁力的作用，正是由于磁力的存在，才有可能将磁性颗粒与非磁性颗粒分离，这就是在前面强调的磁选是在一