矿物加工工艺学磁选部分

矿物加工工艺学磁选部分第1页，课件共75页，创作于2023年2月磁选第一章

绪论第二章磁选基本原理第三章物质和矿物按磁性分类和磁性特点第四章

弱磁性铁矿石的磁化焙烧的基本原理第五章磁选设备第2页，课件共75页，创作于2023年2月第一章绪论1.磁选定义：

利用各种矿物的磁性差异，在非均匀的磁场中进行选分矿物的一种选矿方法。2.应用：

黑色金属（铁、锰、铬等）矿石的选别；有色和稀有金属（如钨、钽等）；非金属（如石棉、金刚石、高岭土等）矿石的选别和去杂；固体物料及废弃物去除磁性成分；生产生活污水的去杂等；3.磁选发展的简史：

①公元前三百年，中国首先发现磁铁，首先利用磁现象；十一世纪制造指南针；②17世纪，作了永久磁铁选磁铁矿的尝试；③1792年，英国发表了第一个专利（磁铁选别磁铁矿）；④1849年，美国发表了第一项工业磁选机专利；第3页，课件共75页，创作于2023年2月

⑤1855年，诺特明尼在撒丁提出了利用电磁铁产生磁场；⑥19世纪90年代，维节利尔提出了尖削磁铁对平面的闭合磁系产生强磁场；⑦1960年，琼斯型磁选机在英国问世；⑧最近十年，出现了一些新工艺、新磁选机、高梯度磁选，磁流体选矿、超导磁选机等。4.广义磁选第4页，课件共75页，创作于2023年2月第5页，课件共75页，创作于2023年2月附加磁矩（忽略），分子固有磁矩是顺磁性体产生磁效应的主要原因。逆磁质：原子磁矩为0，电子的附加磁矩为主产生磁效应。

A.原子核磁矩很小，忽略；

B.不是所有的电子磁矩之和，只是未填满的那些次壳层中的电子磁矩总和。磁化本质

A.分子电流的观点顺磁质：原子磁矩第二章磁选基本原理1、磁选过程：实质上是磁力和机械力相互竞争，互相争夺矿物颗粒的过程。2、矿物磁化磁化：就是矿物在磁场作用下，显示磁性的过程。物质磁性的来源物质磁性←原子磁性←原子的磁矩←←第6页，课件共75页，创作于2023年2月B.磁畴观点

自发磁化：铁磁质内部的原子磁矩，在没外磁场的作用下，已以某种方式排列起来，达到一定程度的磁化的现象叫自发磁化。产生原因：相邻电子之间的静电交换作用；产生效果：形成磁畴铁磁质、反铁磁质、亚铁磁质的单畴中磁矩的排列示意图

铁磁性反铁磁性亚铁磁性自发磁性：有有,但表现为0有磁性转变温度：居里点奈尔点居里点第7页，课件共75页，创作于2023年2月技术磁化：铁磁质内部磁畴的原子磁矩，在外磁场的作用下，转向外磁场方向，铁磁质对外显示磁性的过程，称之为技术磁化。加外磁场，外磁场不是使单个原子磁矩转向，而是使各个磁畴的磁矩转向。产生原因：外磁场对其作用；②产生效果对外显示磁性C.固体磁性分类：3.磁化程度的表示：

①磁化强度：第8页，课件共75页，创作于2023年2月

J的物理意义：单位体积物体的磁矩；

⑴J增加，磁化也增加；

⑵表示在外磁场作用下，物体被磁化的程度；

②体积磁化系数：研究表明：，其中：磁化强度；

H：外磁场强度，奥斯特；

：物体的体积磁化系数。

的物理意义：是体积为一立方厘米的物体磁场强度为一奥斯特的外磁场中产生的磁矩。

⑴大小表示物体磁化的难易程度，越大，越易磁化；

⑵顺磁性物体：；逆磁性物体：

③物体比磁化系数：，其中：

物理意义：表示单位质量的矿物颗粒在单位强度的外磁场中磁化所产生的磁矩。第9页，课件共75页，创作于2023年2月①磁场⑴不均匀性用磁场梯度或gradH表示,gradH为矢量，⑶矿物颗粒在不同的磁场中受到不同的作用：在均匀磁场中，只受到转矩的作用；在不均匀磁场中，不仅受到转矩的作用，还受到磁力的作用。②磁性矿粒磁化后的磁效应宏观上与元电流的等效性。

方向为H增加率最大的方向，大小为该方向上单位长度的H的增量；⑵4、矿物颗粒所受的磁力第10页，课件共75页，创作于2023年2月无外场：

有外场：

等效宏观效果：

原因：相邻电流元方向彼此相反，效果相互抵消，只有在横截面边缘未被抵消。第11页，课件共75页，创作于2023年2月矿粒所受到的磁力磁力做功：第12页，课件共75页，创作于2023年2月第13页，课件共75页，创作于2023年2月揭示了：磁力的大小决定于两种主要因素：（内因）和（外因）；一般把称之为磁场磁力。值小的，H要求；选值大的，H可小；B

C欲提高，必须从、H、三方面考虑；D磁选机的场必须是非均匀的，即：公式应用注意：⑴为常数时，可直接用该式计算；⑵矿粒本身的磁化，当影响因素H和的值改变时，应用改变值代入计算；⑶粒度小，所占空间、H和的变化甚微，计算误差小；粒度大，则应该应用积分法计算。④两种不同磁性的矿物能分离的充分条件第14页，课件共75页，创作于2023年2月⑵矿物之间的磁性差异必须满足：A:磁性与非磁性矿物比磁化系数之比;:磁性矿化的比磁化系数;⑶:作用与矿物颗粒上的磁力和机械力必须满足:

对于磁性矿:F磁≥∑F机对于非磁性矿:F磁≤∑F机⑴需要一个H*足够大的不均匀磁场；:非磁性矿化的比磁化系数.第15页，课件共75页，创作于2023年2月第三章：物质和矿物按磁性分类和磁性特点物质磁性分类及磁性特点A.分类：逆磁质：这类物质较多，有金属Cu、Zn、Ag、Sb等，非金属Si、P、S等，惰性气体、许多有机化合物等。顺磁质：这类物质也很多，如金属Na、K、Mn、Cr、W等，许多稀土金属和铁族元素的盐类等。铁磁质：这类物质较少，主要是Fe、Co、Ni,以及他们的合金和化合物，Mn、Cr的一些合金等。B.磁性特点顺磁质O逆磁质第16页，课件共75页，创作于2023年2月A.分类强磁性矿物：

在磁场强度H=900~1800Oe的弱磁场中选别，有的难选，有的易选。这类最多，主要有铁锰矿物、赤、镜、褐、菱铁矿；水、软、硬、菱锰矿等，一些含钛、铬、钨矿物；黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石、橄榄石、石榴石、辉石等；非磁性矿物：目前尚不能用磁选法选出。这类矿物很多，主要有部分金属矿物——辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、白钨矿、锡石、金等；大部分非金属矿物——硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等；大部分造岩矿物——石英、长石、方解石等。2矿物磁性分类及其磁性特点的磁选机中可以选出容易选矿物，这类矿物很少，主要有磁铁矿、磁黄铁矿、钛磁铁矿、锌铁晶石等。弱磁性矿物：在磁场强度H=6000~2000奥斯特，磁选第17页，课件共75页，创作于2023年2月⑶具有磁滞现象，在交变磁场中，反复磁化时具有磁滞回线；⑷具有磁性转变温度——居里点。磁铁矿的居里点为585度；⑸比磁化系数不是一个常数，而是随磁化磁场强度的大小、本身的形状、粒度、氧化程度等许多因素而变。②弱磁性矿物的磁性特点（四点）⑴比磁化系数小；⑵没有磁饱和现象和磁滞现象；⑶比磁化系数是一个常数，与磁化磁场强度、本身的形状、粒度等无关、只与矿物组成有关；⑷当其中含有强磁性矿物杂质时，即使少量也会对产生较大甚至很大的影响。B．磁性特点

①强磁性矿物的磁性特点（五点）

⑴比磁化系数很大，（比弱磁性矿物大上百倍甚至几千倍）；⑵有磁饱和现象，在较低的磁化磁场作用下就可以达到饱和；第18页，课件共75页，创作于2023年2月

第四章：弱磁性铁矿石的磁化焙烧的基本原理一.磁化焙烧的目的①把弱磁性铁矿物变成强磁性铁矿物；②排除矿石中的气体和结晶水；③使矿石结构舒松，有利于降低磨矿费用；

④提高选矿技术、经济指标。二.磁化焙烧的基本原理

(1)磁化焙烧分为：还原、中性和氧化焙烧三大类。⑵常用的还原剂有C,CO和H2等。1、还原焙烧：以赤铁矿为例说明在焙烧过程的原理，A.还原剂为C时:B.在CO中:

C.在H2中：第19页，课件共75页，创作于2023年2月短时间内:长时间,进而氧化:2.中性焙烧：适用于菱铁矿石.3.氧化焙烧:适用于黄铁矿第20页，课件共75页，创作于2023年2月第五章磁选设备5.1分类1.据磁场类型来分可以分成四类

磁源大小方向①恒定磁场磁选机永久磁铁,电磁铁H的大小和方向随时间而变②旋转磁场磁选机永久磁极绕轴旋转H的大小和方向变③交变磁场磁选机通交流电的电磁铁H的大小和方向变④脉动磁场磁选机同时通交直流电的磁铁大小变而方向不变2.根据磁场强度来分①弱磁场磁选机:H0在800-2000Oe；磁场力②中磁场磁选机:H0在2500-6000Oe；磁场力③强磁场磁选机:H0在6000-26000Oe；磁场力注：H0——磁场强度第21页，课件共75页，创作于2023年2月5.2磁选机的磁系1.电磁磁系和永磁磁系电磁磁系又有有铁芯和无铁芯之分：①有铁芯者,每个磁极由线圈，铁芯和极头组成；无铁芯者仅由线圈组成。②永磁磁系是由硬磁性材料制作，永磁铁根据制造工艺和材料不同可分为:①磁性合金：Al-Ni-Co合金钢，磁性性能好，成本高；②铁氧体磁性材料：分子构成为性能好，价格便宜，原材料来源广，制造工艺简单。磁块性能用剩感应强度Br，矫顽力Hc和最大磁体积(B·H)max来表示。2.开放磁系和闭合磁系开放磁系：磁极相邻配置的磁系;(平面,弧面合塔形)

闭合磁系：磁极相对配置的磁系(单选分面、多分选面，充填具有一定形状的感应介质，如齿板、铁球、钢毛等)。第22页，课件共75页，创作于2023年2月5.3常用磁选设备§5.3.1弱磁场磁选机

干式：有磁滑轮式,鼓式和双筒永磁等;

湿式：磁力脱水槽、永磁旋转磁场、脱磁器、预磁器、园筒等

第23页，课件共75页，创作于2023年2月1.设备结构

多极磁系，磁系包角360°，磁系和圆筒固定在轴上，磁极沿周向交替；磁极沿轴向不变。

圆筒：不导磁不锈钢、1.0㎜

皮带：橡胶

圆筒与皮带一起转动

2.磁场分布磁矩系表面距离：1-0mm;2-10mm;3-30mm;4-50mm;5-80mm第24页，课件共75页，创作于2023年2月3.磁场特性

最高H=220KA/m，同一距离，磁极边缘高、极间隙、极面中点低。

距磁系表面距离：0㎜平均160KA/m

30㎜平均90KA/m

80㎜平均40KA/m

4.分选原理：（略）

5.应用

1.大块（10～120㎜）强磁性矿石的预选，丢尾；

2.入选矿石的粗选，提高处理能力，分选；

3.焙烧矿质量检验，磁性弱的返回磁化焙烧；

4.旧型砂除铁，煤炭除铁，夹杂铁磁性物料的提纯。第25页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.1.1湿式弱磁场磁选机

1-圆筒；2-磁系；3-槽体；4-磁导板；5-支架；6-喷水管；7-给矿箱；8-御矿水管；9-底板；10-转向装置；11-机架第26页，课件共75页，创作于2023年2月1.设备结构：（半逆流型）

（1）多极磁系，永磁，3～7极，磁系固定不动，钡锶铁氧体磁块，铜螺钉固定。磁系定角106～135°，磁偏角：15～20°，磁场强度：表面0.16T，筒表面40㎜，0.06T。（新磁系：0.22、0.99T，中磁场：0.8T）（钕铁硼磁系：1.0T）

极性沿周向交替，轴向不变。

（2）圆筒：不锈钢板（不导磁不锈钢）、2～2.5㎜。筒面衬以2㎜左右的耐磨橡胶。

（3）槽体：靠近磁系部分非导磁材料。给矿区插有吹散水管。

槽底板与圆筒：粒度d:1～1.5㎜间隙：20～25㎜

6㎜30～35㎜

2.分选原理

3.三种不同底箱结构的比较第27页，课件共75页，创作于2023年2月

注意三种底箱结构不同的比较

顺流、逆流、半逆流型永磁筒式磁选机的比较（a）顺流型；（b）逆流型；（c）半逆流型第28页，课件共75页，创作于2023年2月

(1)半逆流型

矿浆给入方向与磁力作用方向基本一致，易吸；尾矿与圆筒转动方向反，给矿口距非磁性产品卸矿口较远，而ε较高；尾矿排出距精矿排出端远，给矿端口距磁性产品端较远，而β较高。

适用于0.2～0㎜的粗选和精选。

(2)逆流型

精矿端与给矿近，磁搅拌作用太强，精矿β不够高。

尾矿排出端距精矿端口较远，尾矿口距给矿口最远、精矿ε最高。

适用于0.6～0㎜，粗选和精选。

(3)顺流型

磁搅拌次数多，β较高。

矿浆流速较大，尾矿β较高。

适用于5㎜以下较粗砂粒的粗选。

*水平控制关键。流速过大，尾矿品位高。

第29页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.1.2磁选柱①设备结构设备由给矿斗、分选柱、电磁磁系、底锥、溢流槽、精矿排矿管和电源系统等组成。1—给矿斗；2—尾矿溢流槽；3—分选柱及电磁；4—给水管；5—底鼓；6—精矿排矿装置；7—电控柜第30页，课件共75页，创作于2023年2月②磁场特性

a.磁选柱电磁磁系由多个励磁线圈构成，线圈由上而下分成几组，直流电源供电，采用由上而下的断续周期变化的励磁方式，在磁选柱内形成顺序下移循环往复的脉动磁场。工作时其中心磁场强度为8~16kA/m(约为普通筒式磁选机的1/10)b.其场强变化规律是：轴向上，线圈轴向中心最大，轴向离中心距离的增大而变弱；径向上，中心弱而周边强。因而在轴向存在指向线圈中心的磁场梯度，在线圈内径向存在由中心指向周边的磁场梯度。在线圈上、下部1~2个线圈高度范围内磁场梯度较大。磁选柱磁场的特点在于它属于低弱、不均匀、时有时无、非恒定的脉动磁场。其磁场强度和变化周期可以根据入选物料的性质不同而调节。第31页，课件共75页，创作于2023年2月③分选机理给矿矿浆由给矿斗经给矿管进入磁选柱中上部，经给矿分散水充分分散，磁性矿粒，特别是单体磁铁矿颗粒在由上而下的磁场力作用下，团聚与分散反复交替进行，再加上由下而上的切向上升水流的冲洗、淘汰作用，使夹杂于其中的单体脉石和中、贫连生体由上升水流带动上升，由上部溢流槽溢出成为尾矿；磁铁矿颗粒，包括单体磁铁矿颗粒和磁铁矿富连生体，在连续向下的磁场力及磁链有效重力的作用下，不为上升水流所冲带，而是向下运动，经精矿分散水进一步淘洗后，由下部精矿排矿管排出成为高品位磁铁矿精矿。④特点与应用

实践表明磁选柱是一种精选低品位磁铁矿精矿的高效磁选设备，采用磁选柱可以简化流程，节省能耗。

第32页，课件共75页，创作于2023年2月磁选柱工业实例厂名设备规格/mm台数/台应用前精矿品位/%应用后精矿品位/%经济效益/万元•a-1鞍钢弓长岭选厂Φ600166165~672200恒仁铜锌选厂Φ60026266~67400包钢选矿厂Φ600260>64.5南芬选矿厂Φ45014966~67辽阳灯塔纪家选厂Φ45015266~68102弓长岭岭东选厂Φ35016065~6692.5第33页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.1.3

磁力脱泥槽

1.底部磁系磁力脱泥槽图3-12底部磁系永磁磁力脱泥槽1-平底锥形槽体；2-上升水管；3-水圈；4-迎水帽；5-溢流槽；6-支架；7-磁导板；8-塔形磁系；9-质硬塑料管；10-排矿胶砣；11-排矿口胶垫；12-丝杠；13-调节手轮；14-给矿筒；15-支架图3-13底部磁系永磁磁力脱泥槽的磁场强度分布第34页，课件共75页，创作于2023年2月2.顶部磁系磁力脱泥槽图3-14CS型永磁脱泥槽结构简图1-磁体；2-磁导体；3-排矿装置；4-给矿筒；5-空心筒；6-槽体；7-返水盘图3-15顶部磁系永磁脱泥槽的磁场强度分布第35页，课件共75页，创作于2023年2月1.设备构造

1.倒置圆锥形槽体：钢板制作

2.塔形磁系：铁氧体永磁块

3.给矿筒：上升水管和排矿装置

2.磁场特性

轴向上弱下强，沿径向外弱中强，等H线，大致和塔形磁系表面平行。

3.分选原理

磁性矿粒：磁性+重力>上升水流力

非磁性矿粒：重力<上升水流力

4.底部与顶部磁系比较磁源永磁顶部磁系（永磁或电磁）磁系位置槽体中间槽体顶部磁场强度分布轴向上弱下强，径向外弱中强轴向中间强，径向外弱中强等H线平行于塔形磁系表面，成伞形平行给矿筒，成柱形上升水管4根，迎水向上1根，反水向上第36页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.1.4

预磁器

应用：使矿粒预先磁化的设备

效果：剩磁磁团聚第37页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.1.5

脱磁器

应用：使矿粒原有剩磁失去的设备

效果：无剩磁分散第38页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.2强磁选设备

§5.3.2.1干式强磁场选机

1.电磁盘式磁选机：单盘、双盘、三盘第39页，课件共75页，创作于2023年2月一、设备结构

1.给矿皮带（或振动槽）

2.弱磁筒

3.“山”字型磁路

二、技术特性

工作间隙：5㎜*H=1.3万Oe～1.5万Oe.

三、选分过程（略）

四、应用实例

1.钨粗精矿精选

分级磁选：2(3)～0.83㎜、0.83㎜～0.2㎜、-0.2㎜，充分干燥多种产品

例1：某矿给矿WO3：32.65%，黑钨精矿品位WO3：65.25%、尾矿WO3：10.29%，次精矿WO3

：27.88%，回收率82.15%。

2.含钛铁矿，锆英石，金红石，独居石等矿物为混合粗精矿的分离或精选第40页，课件共75页，创作于2023年2月例2：某海滨砂矿重选混合粗精矿含钛铁矿、金红石、锆英石、独居石、采用磁-电-磁分选流程。

钛铁矿精矿TiO2:49%FeO:28.64%8千高斯（弱磁性矿物）

金红石精矿TiO2:99.6%导电性好（电选后再磁选）

锆英石精矿ZrO:66.90%1.6万高斯（弱磁性矿物非导电）

独居石精矿V2O3:32.70%P2O5:25.30%磁性更弱，非导电性Cr2O3:25.6%TiO2:5.9%3.

3.含钽铌矿物的混合粗精矿的磁选

例3：某钽铌重选混合精矿，含褐钇铌矿及其他钽矿物独居石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿等。其中钽铌矿物和独居石磁性相近，细粒浮选分离。第41页，课件共75页，创作于2023年2月弱磁选场磁选机：磁铁矿

强磁场磁选机：（8千高斯）钛铁矿（双盘磁选机）

强磁场磁选机：（1.8万高斯）钽铌、独居石浮选分离。锆英石粒浮

钽铌精砂（Nb.Ta）：30.74%回收率：61.24%

钇铌中矿（Nb.Ta）：5.94%回收率：4.92%

独居石精矿R2O3：60.94%回收率：65.43%

锆英石精矿ZrO2：59.83%回收率：88.49%

钛铁矿精矿TiO2：43.24%回收率：89.99%

磁铁矿精矿TFe：67.18%回收率：95.45%

五、影响因素

1.给矿厚度：粗级别：给矿厚度：1.5dmax

中级别：给矿厚度：4dmax

细级别：给矿厚度：10dmax

磁性矿物多，给料层厚些；反之，薄些。

2.磁场强度和工作间隙（1）改变间隙：工作间隙增大，磁场强度降低（调节电流一定时）（2）改变电流：工作间隙一定，磁场强度上升。

3.皮带速度：速度快，处理能力大第42页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.2.2湿式强磁场磁选机

1.琼斯型强磁场磁选机（以DP317为例）第43页，课件共75页，创作于2023年2月一、设备结构

（1）磁系

二个圆盘上下配置，转速3.4～4转/分（四个给矿点）

四组激磁线圈。4＊1.06万安匝

磁极包角90˚，每个圆盘共分27个分选室。

每个分选室由2块单面齿板和17块双面齿板组成，齿对齿，齿角90˚，两齿间距3～2㎜，齿板极间距3～1㎜。齿板高220㎜。

分选间隙H=0.8～2.0T(特斯拉)

（2）四个给矿点（即四个分选区）

离给矿点60˚，低压冲水中矿（2-5㎏/㎝2）

离给矿点120˚，高压冲水精矿（4-8㎏/㎝2）

处理量：每个点25吨/小时土，四个点100～120吨/时。

（3）风冷：８台风扇进行空气冷却第44页，课件共75页，创作于2023年2月二、选分过程（阐述）

三、设备特点

1.采用多分选箱转盘作感应磁极，与各磁极间只有一道小的非工作间隙，减少了磁阻，提高了磁场强度。

2.磁极包角90˚，形成较长的分选区，同时采用深度达220㎜精选作用较好的齿板介质，使精矿品位和铁回收率均提高。

3.双盘上下配置，充分利用磁性材料，减少占地面积。同时，双盘形成一个大的闭合回路，磁路形成较合理。

4.齿板易于装卸，精矿用高压冲洗水清洗，减轻了分选空间的堵塞现象。

5.利用风冷线圈，噪声大。

6.该机对于-0.03mm的微细颗粒弱磁性矿物效果差；

7.机器笨重，单台机处理能力不大（1.1t—1.3t/t）。第45页，课件共75页，创作于2023年2月

四、应用实例(1)国外：系列化DP335DP317DP250DP180DP140DP112DP90DP71

国内：系列化SHP3200SHP2000SHP1000SHP500(2)巴西多西河赤铁矿原矿TFe48-53%-0.8mm给矿浓度56%

采用DP317磁选机一次性选别铁精矿：TFe67-68%回收率95%。(3)广东大宝山褐铁矿尾矿原矿：TFe37.65%

采用SHP-1000一粗一扫铁精矿：TFe50-55%回收率70-75%第46页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.3高梯度磁选机

概述

一．发展

第一代强磁选机：单层磁介质（单分选面），如：单盘、感应辊式；

第二代强磁选机：多层磁介质（多分选面），如：琼斯型，SQC，双立环；

第三代强磁选机：细多层介质（钢毛，钢板网），如：萨拉型等。

二．特点

1.整个工作体积的磁化场是均匀磁场，颗粒受同等的力；

2.采用钢毛或钢板网为介质，且在磁场中均匀磁化，磁化空间中梯度相同；

3.磁场梯度比琼斯式磁选机的磁场梯度2×103T/m，高10～100倍，高达105T/m，从而磁力大增，使微细弱磁性矿粒的有效回收，下限为1µm；

4.采用丝状钢毛做介质，介质填充率仅为5～12%（强磁选机为50～70%），提高了分选区的利用率，处理能力增大；

5.分选环不是磁系的组成部分，可以做得很轻；介质轻，传动负荷轻，传动功率小且平稳。

§5.3.3.1连续式高梯度磁选机第47页，课件共75页，创作于2023年2月萨拉型转环式高梯度磁选机第48页，课件共75页，创作于2023年2月1.设备结构

⑴磁系：a、铁铠；b、马鞍型线圈，两个、上下配置。低电压，大电流激磁形成马鞍型，矩形空心铜管，水冷。

⑵转环：选箱内装有钢毛聚磁介质。

2.分选过程（阐述）

3.设备特点

（１）磁系采用马鞍型线圈，与铁铠装配，漏磁小，磁场强度高；

（２）转环采用分选箱式结构，其中介质形状大小是可选（根据物体性质），有利于选别指标的提高；

（３）磁介质的填充率只有5～12%，空隙率可达88～95%，有利于非磁性粒子的通过，压力损失小，处理能力大；

（４）磁介质钢毛类比表面积大，捕收磁性矿物的几率大，磁性矿物的回收率高；

（５）H方向与矿浆流方向一致，不含产生横向力集结矿，减轻了堵塞；

（６）磁系是独立的部分，分选环不是磁系的组成部分，可做大做小，从而转动部分轻，耗电小。第49页，课件共75页，创作于2023年2月4.应用实例

在选矿方面的应用：

（１）弱磁性金属矿的分选氧化铁、钡、钛、钨、钼、铌等；

（２）煤的脱硫

（３）非金属的分选和提纯（除铁）高岭土、滑石、石墨、云母、石英、长石、方解石等。

在环境保护中的应用

（１）磁性和非磁性污染物的分离；

（２）细菌和病毒，乳化的油污的分离；

（３）气体的净化。

其他方面的应用

（１）分离血液中的血红素；

（２）生物上用于分离酵素等等。第50页，课件共75页，创作于2023年2月§5.3.3.2SLon系列磁选机

一、SLon立环脉动高梯度磁选机结构1-脉动机构；2-激磁线圈；3-铁轭；4-转环；5-给矿斗；6-漂洗水斗；7-精矿冲洗装置；8-精矿斗；9-中矿斗；10-尾矿斗；11-液位斗；12-转环驱动装置；13-机架；F-给矿；W-清水；C-精矿；M-中矿；T-尾矿第51页，课件共75页，创作于2023年2月二、该机主要优点如下：

(l)反冲精矿和矿浆脉动可防止磁介质堵塞;脉动分选可提高磁性精矿的质量。这些措施保证了该机具有较大的富集比、较高的分选效率和较强的适应能力。

(2)设备处理量大。该机台时处理量可达150t/台h(处理鞍山式贫赤铁矿处理量上限可达200t/台h)。该机是迄今我国台时处理量最大的强磁选设备。设备大型化可节约用地，降低操作成本。

(3)高效节能。SLon-2500磁选机处理每吨矿石的电耗为0.63kW•h，比SLon-2000磁选机(1.02kW•h)节电38%。

(4)自动化程度较高，有利于选厂自动化控制。第52页，课件共75页，创作于2023年2月三、SLon磁选机的应用实例1、齐大山选矿厂是年处理720万，从2001年至2004年，一选和二选车间全部改为阶段磨矿、重选—强磁—反浮选的选矿流程,采用11台SLon-1750强磁机控制细粒级尾矿品位，另采用11台SLon-1500中磁机控制螺旋溜槽尾矿品位。新流程的铁精矿品位达到67.50%以上，铁回收率达到78%,创我国红矿工业选矿的历史最高水平。2、梅山铁矿，采用磁选流程进行降低磷、硫的工业生产。该工艺采用弱磁选机回收磁铁矿，16台SLon-1500强磁选机分别作粗选和扫选，用于回收矿物中的赤铁矿和菱铁矿。通过强磁作业，可有效回收细粒赤铁矿和菱铁矿，降低尾矿品位，铁精矿产品中的磷、硫含量完全符合冶炼要求。铁精矿产率88.90%，含铁56.08%,硫0.29%，磷0.246%； 回收率铁94.51%，硫59.10%，磷54.76%。第53页，课件共75页，创作于2023年2月

§5.4超导电技术在磁选中的应用

§5.4.1超导电现象及其基本性质

1.超导电现象：某些物质在低温下电阻突然完全消失的现象。

具有这些性质的材料：超导体；

电阻消失前：常导状态；电阻消失后：超导状态；

超导体中可以得到相当大的电流密度，没有能量的损失，不衰减。

2.超导状态的超导体的特性：

⑴无限导电性—零电阻的特性；

当超导体中通以电流时，超导体内没有电阻，因而不发热，这种性质称为完全导电性或零电阻特性。

第54页，课件共75页，创作于2023年2月第55页，课件共75页，创作于2023年2月⑵完全抗磁性—迈斯纳效应

球表面感应产生了抗感电流（虚线），抗磁电流产生的磁场在球内总是与外磁场相反，大小相等，总效果，超导体内合成磁场为零。第56页，课件共75页，创作于2023年2月⑶临界特征

a、超导临界温度（Tc）

T>Tc常导态；T<Tc超导态

b、超导临界磁场强度（Hc）外力或超导体电流产生

H>Hc常导态；H<Hc超导态

c、超导体临界电流密度（Ic）不能承受无限大小的电流密度

I>Ic常导态；I<Ic超导态第57页，课件共75页，创作于2023年2月§5.4.2超导材料

1.超导元素有几十种，超导化合物和合金几千种

对强磁场超导材料的基本要求

高的超导转变温度；

高的临界磁场；

高的临界电流密度（1×104A/cm2）；

超导临界特性稳定性好，制作工艺简单，成本低。第58页，课件共75页，创作于2023年2月2.分类

（1）超导合金：

二元合金：Nb-Ti104A/cm2(Nb-Zr最先发展)10T的磁场，临界H高，稳定性好，成本低。

（2）三元合金：（Nb-40Zr-Ti）<(Nb-Ti-Ta)临界电流高，临界磁场高。

（3）超导化合物：性硬电脆，加工困难，价格昂贵。Nb3Sn铌三锡V3Ga钒三镓（1～5）×106A/cm2；

3.加工方法

在基带（或轴线）表面上形成，如表面扩散法，气相沉降法，等离子体喷射法和反应溅射法；元素制成的导体线为线圈，而后进行热处理生成化合物；如粉末芯线的烧结法，多腔线电缆热扩散法。

工作状态：很底温度，一般在4.2K；

低磁获得：液化气体获得-192℃

液化氢气获得-253℃

液化氮气获得-269℃第59页，课件共75页，创作于2023年2月§5.4.3超导磁选机MK-Ⅰ型超导磁选机图10-12MK-1型超导磁选机外形1-磁体；2-超导线圈；3-内容；4-外管磁性产品非磁性产品矿浆入口图10-13四极头超导磁选机示意图（a）四极头线圈简要几何图形（b）横断面图第60页，课件共75页，创作于2023年2月1.设备结构

不锈钢容器内为磁体，两个线圈。大小相等极性相反；在线圈相邻端，磁力线在两个线圈的缝隙中以散射状被迫挤出；H=3～3.5T，grandH=80T/cm，Nb-Ti合金绕在铜质基体上。

致冷：降温到60K，第一阶段

60K15K，第二阶段

60K15K，第二阶段

分选管道：干式；湿式。

2.分选过程

横向二次环绕（二次循环，矿浆流）

3.设备特点

H高，可达3T（大小可不固）；

能耗小，能耗为常规磁选机的1/3～1/10；

液氨消耗1‰；

处理物料粒度无固定：矿浆浓度高：30～35%，处理量大（Hmax=100T/h）

体积小，重量仅为0.7～1.0t；

可干选或湿选，可做预选、粗选和精选设备。第61页，课件共75页，创作于2023年2月螺旋管堆超导磁选机第62页，课件共75页，创作于2023年2月§5.4.3磁测量、磁分析和场的理论研究方法简介测磁性：多用磁力分析器,或用电线管测试(古法)；测磁含量：磁选管,磁力分析仪(干式湿式都可以)；测磁强：高斯计或磁通计；理论研究方法：试验法：等效磁阻法；解析法：分离变量法；复变函数法；变换法；数值解法：有限差分法:把磁场连续场或问题变成离散系数的问题来解；有限元法：适用变分并球粗值，基于变分原理和利用泛函分析；矩阵法；模拟电荷法。第63页，课件共75页，创作于2023年2月

§5.5磁流体分选

§5.5.1磁流体：是一种液态的磁性材料,是既有磁性,又具有液体流动性的液态分散液.图11-4CLJ-300型磁流体静力分选机示意图1-分选槽；2-磁极；3-线圈；4-排料装置；5-产品收集槽第64页，课件共75页，创作于2023年2月§5.5.2

磁流体分选§5.5.2.1磁流体的制备方法

具体操作粉碎法将磁铁矿在含有油酸的有机相中长时间的粉碎水溶液中吸附-有机在湿式铁磁体的水溶液中,用油酸离子吸附解胶法在Fe2+、Fe3+共存溶液中加入碱后，再加到含有油酸的加热煤油中（1）常用的分散媒有：水、饱和胫、酯、环脂、聚苯基、乙醚、氟化碳等。（2）分选对介质的要求：磁化系数大、密度大、粘度小、无毒、无刺激性气体、无异味、无色透明、价格低、来源广。§5.5.2.2磁流体动力分选

在磁场（均匀或不均匀磁场）与电场的联合作用下，以强电解质溶液为分选介质，根据矿物之间的密度，比磁化系数及导电率的差异而使之不同矿物分离的一种选矿方法。第65页，课件共75页，创作于2023年2月优点：分选介质为导电的电解质来源广，价格低、粘度低、分选设备简单、处理量大（100-600t/n）(0.526mm)。缺点：分选介质的视在密度较小，分选精度低。

§5.2.3磁流体静力分选及基本原理定义及特点在不均匀磁场中，以铁磁性的胶粒悬浮液或顺磁性液体为分选介质，根据矿物之间的密度和比磁化系数的差异，而使不同的矿物分离的一种选矿方法。优点：分选介质的视在密度高，介质粘度比较小，分选精度高。缺点：设备较复杂，介质价格高，回收较困难，处理量较小。2.基本原理矿粒在垂直方向的受力和运动情况，对稳定在ha点的矿粒，这时受力：重力，方向向下。第66页，课件共75页，创作于2023年2月图11-1矿粒沿垂直方向的受力分析图11-2矿粒沿水平方向的受力分析第67页，课件共75页，创作于2023年2月因为这时平衡，则有：化简得：介质浮力，方向向上；磁力磁浮力++