磁電選礦PPT介紹

1、 第四篇第四篇 磁電選礦磁電選礦主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 磁選技術(shù)磁選技術(shù)： 磁選基本原理磁選基本原理 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐 電選技術(shù)電選技術(shù)： 電選基本原理電選基本原理 電選機(jī)電選機(jī) 電選工業(yè)應(yīng)用電選工業(yè)應(yīng)用 第一章第一章 磁選技術(shù)磁選技術(shù)1.1磁選基本原理 一、概述 磁選是在不均勻磁場(chǎng)中利用礦物之間的磁性差異而使不同礦物實(shí)現(xiàn)分離的一種選礦方法。磁選法廣泛地應(yīng)用于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、煤礦中鐵物的排除以及垃圾與污水處理等方面。 高梯度磁選機(jī)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一

2、項(xiàng)磁選工藝，它能有效回收磁性很弱、粒度很細(xì)的磁性礦粒。近年來，將高梯度技術(shù)和超導(dǎo)技術(shù)結(jié)合起來，又研制出高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)。 磁流體分選作為磁選的一門新興學(xué)科，其分選理論、磁流體的制備及分選設(shè)備尚在不斷完善階段。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理 二、 磁選原理 磁場(chǎng)是物質(zhì)的特殊狀態(tài)，并顯示在載電導(dǎo)體或磁極的周圍。描述磁場(chǎng) 大小和方向的物理量有磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H。磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度間存在如下關(guān)系： B=H （1-1-1） 當(dāng)磁介質(zhì)被置于磁場(chǎng)中時(shí)，由于磁場(chǎng)的作用而磁化，從而在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生磁矩。單位體積內(nèi)的磁矩稱為磁化強(qiáng)度，是表征磁介質(zhì)磁化程度的物理量。磁介質(zhì)中某點(diǎn)的磁化強(qiáng)度M與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

3、成正比，在國際單位制中表示為： M= k B/=k H （1-l-2）1.1 磁選基本原理磁選基本原理物質(zhì)的體積磁化率與其本身密度的比值，稱為物質(zhì)的比磁化率(系數(shù))，即： =/（ ） (1-1-3） 在磁介質(zhì)中，磁場(chǎng)中任意點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，除了原磁場(chǎng)外，還應(yīng)包括磁介質(zhì)磁化后產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)。因此，在有磁介質(zhì)的磁場(chǎng)中，任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁化強(qiáng)度M之間存在如下關(guān)系： B=0(H+M) （1-1-4）kgm /31.1 磁選基本原理磁選基本原理 磁選是在磁選設(shè)備所提供的非均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行的。被選礦石進(jìn)入磁選設(shè)備的分選空間后，受到磁力和機(jī)械力的共同作用，沿著不同的路徑運(yùn)動(dòng)，對(duì)礦漿分別截取，

4、就可得到不同的產(chǎn)品。 磁性顆粒在磁選機(jī)中成功分選的必要條件是：作用在較強(qiáng)磁性礦石上的磁力F1必須大于所有與磁力方向相反的機(jī)械力的合力，同時(shí)，作用在較弱磁性顆粒上的磁力F2必須小于相應(yīng)機(jī)械力之和。即 F1F機(jī)1 ； F2 F機(jī)2 磁選的實(shí)質(zhì)是利用磁力和機(jī)械力對(duì)不同磁性顆粒的不同作用而實(shí)現(xiàn)的。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理作用在磁性顆粒上的磁力，可由它在磁化時(shí)所獲得的位能來確定，其位能可用下式求出： U=-（1-1-5） 根據(jù)力學(xué)定律，作用在顆粒上的磁力可用顆粒位能的負(fù)梯度值來表示，即 F磁= - grad U= grad 當(dāng)顆粒粒度不大時(shí)，可假定顆粒的體積磁化率在所占的體積范圍內(nèi)是個(gè)常數(shù)，其

5、所占的體積內(nèi)HgradH也近似為常數(shù)，則磁力F磁為： F磁 0 k V H gradH202vdv 202vdv 1.1 磁選基本原理磁選基本原理 在磁選研究中常用比磁力的概念，它是作用在單位質(zhì)量顆粒上的磁力。運(yùn)用比力的概念可消除礦物顆粒中實(shí)際存在的空隙對(duì)磁力計(jì)算的影響。 f磁= F磁/m= 0H gradH (1-1-6) 磁場(chǎng)力的定義表明，磁選時(shí)，僅僅只有一個(gè)適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度是不夠的，這個(gè)磁場(chǎng)還必須有一定的磁場(chǎng)梯度。這就是在前面強(qiáng)調(diào)的磁選是在一個(gè)非均勻的磁場(chǎng)中進(jìn)行的原因。 磁力或比磁力公式均表明，作用在磁選顆粒上的磁力決定于顆粒的磁性和磁選設(shè)備的磁場(chǎng)力HgradH。無論是提高磁場(chǎng)力或提高顆粒

6、的比磁化率，都可以提高顆粒所受的磁力。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理三、礦物的磁性 1. 礦物的磁性 磁性可看成是物質(zhì)內(nèi)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，是物質(zhì)的基本屬性之一。自然界中各種物質(zhì)都具有不同程度的磁性，大多數(shù)物質(zhì)的磁性都很弱，只有少數(shù)物質(zhì)才有較強(qiáng)的磁性。就磁性來講，物質(zhì)可分為三類： 順磁性物質(zhì) 逆磁性物質(zhì) 鐵磁性物質(zhì)1.1 磁選基本原理磁選基本原理 典型的順磁性、逆磁性、鐵磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系，如圖所示。順磁性物質(zhì)的上述關(guān)系是斜率為正的直線關(guān)系；逆磁性物質(zhì)為負(fù)斜率直線關(guān)系；鐵磁性物質(zhì)為一漸近曲線，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，物質(zhì)磁化強(qiáng)度始變化很快，然后趨于平緩，最后達(dá)到飽和。值得注意的是

7、，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度相當(dāng)小的時(shí)候，磁化強(qiáng)度就趨于飽和值了。 2. 磁選中礦物的分類 磁選中礦物磁性的分類不同于物質(zhì)磁性的物理分類，通常，按比磁化率大小把所有礦物分成強(qiáng)磁性物、弱磁性礦物和非磁性礦物. 強(qiáng)磁性礦物比磁化率 ,磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá) 80136 kA/m的弱磁場(chǎng)磁選機(jī)中可以回收。 弱磁性礦物比磁化 ，在磁場(chǎng)強(qiáng)度H=4801840 kAm的磁選機(jī)中可以選出。 非磁性礦物比磁化率 ,是目前難以用磁選法回收的礦物。 534.0 10/mkgkgm /105 . 71026. 1367kgm .1026. 1371.1 磁選基本原理磁選基本原理1.1 磁選基本原理磁選基本原理3. 強(qiáng)磁性礦物的磁性及其影響因素

8、 磁鐵礦是典型的強(qiáng)磁性礦物，又是磁選所處理的主要礦石。 磁鐵礦的磁性特點(diǎn)有： 磁鐵礦的磁化強(qiáng)度和磁化率很大，存在磁飽和現(xiàn)象，且在較低的磁場(chǎng)強(qiáng)度下就可以達(dá)到飽和； 磁鐵礦的磁化強(qiáng)度、磁化率和磁場(chǎng)強(qiáng)度間具有曲線關(guān)系。磁化率隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化而變化。磁鐵礦的磁化強(qiáng)度除與礦石性質(zhì)有關(guān)外，還與磁場(chǎng)強(qiáng)度變化歷程有關(guān)； 磁鐵礦存在磁滯現(xiàn)象，當(dāng)它離開磁化場(chǎng)后，仍保留一定的剩磁； 磁鐵礦的磁性與礦石的形狀和粒度有關(guān)。1.1 磁選基本原理磁選基本原理 1）磁鐵礦的磁化過程 某礦山磁鐵礦的比磁化強(qiáng)度、比磁化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系如圖所示。從磁化曲線J= f(H)看，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H=0時(shí)，磁鐵礦的比磁化強(qiáng)度J=0。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)

9、度的提高，磁鐵礦的比磁化強(qiáng)度J開始緩慢增加，隨后迅速增加，接著又緩慢增加，達(dá)到某一特定的值后不再變化，這一特定的點(diǎn)（3）稱為磁飽和點(diǎn)，用Jmax表示。再降低磁場(chǎng)強(qiáng)度H，比磁化強(qiáng)度J隨之減小，但并不是沿原來的曲線（0123），而是沿高于原來的曲線（34）下降。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度降為0時(shí)，比磁化強(qiáng)度J并沒有降到0，而是保留一定的數(shù)值，這一數(shù)值稱為剩磁，用Jr表示。這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。如要消除剩磁Jr，需要對(duì)磁鐵礦施加一個(gè)反方向的退磁場(chǎng)。消除剩磁Jr所施加的退磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為矯頑力，用Hc表示。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理 1.1 磁選基本原理磁選基本原理 2）磁鐵礦的磁化本質(zhì) 磁鐵礦的磁化本質(zhì)，可以用

10、磁疇理論解釋。從磁疇在磁化過程中的變化規(guī)律看，在磁化前期，以磁疇壁移動(dòng)為主，后期以磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)為主。磁疇壁移動(dòng)所需的能量較小，磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)所需的能量較大。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理3）顆粒性質(zhì)對(duì)磁性的影響 除了磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)礦物磁性的影響外，顆粒的形狀、顆粒的粒度、強(qiáng)磁性礦物的含量和礦物的氧化程度等對(duì)磁性也有影響。1.1 磁選基本原理磁選基本原理nA 顆粒形狀的影響 n 組成相同、含量相同而形狀不同的磁鐵礦的比磁化強(qiáng)度、比磁化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。 n 不同形狀的礦粒，在相同的磁場(chǎng)中被磁化時(shí)顯示的磁性不同。 1.1 磁選基本原理磁選基本原理 n將一個(gè)形狀為橢圓形的磁鐵礦石放人磁場(chǎng)強(qiáng)度為 H 。的均勻

11、磁場(chǎng)中，則在磁鐵礦石兩端產(chǎn)生感應(yīng)磁極，這個(gè)感應(yīng)磁極與外加磁場(chǎng)方向相反，由于它的出現(xiàn)，便削弱了礦粒內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度。1.1 磁選基本原理磁選基本原理n稱這個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)為退磁場(chǎng)，退磁場(chǎng)強(qiáng)度以 H 退表示。因此，實(shí)際作用在礦粒上的有效磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 有效為： 式中:N 是和礦粒形狀有關(guān)的比例系數(shù)，稱為退磁因子或退磁系數(shù)。 尺寸比1msn隨尺寸比 m 增加，退磁因子逐漸減小。當(dāng)尺寸比 很小時(shí)，物體形狀對(duì)退磁因子影響很大，而當(dāng)尺寸比大于 10 時(shí)，物體的幾何形狀對(duì)退磁因子的影響基本沒有。尺寸比小，導(dǎo)致礦粒內(nèi)的退磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，使實(shí)際作用在礦粒內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，客觀上造成了礦粒比磁化強(qiáng)度和比磁化率的減小。而尺寸比

12、達(dá) 10 以上時(shí)，礦粒的退磁因子已很小，此時(shí)礦粒內(nèi)部的退磁場(chǎng)強(qiáng)度便可忽略不計(jì)，可近似認(rèn)為礦粒內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)就是外磁場(chǎng)的強(qiáng)度。1.1 磁選基本原理磁選基本原理1.1 磁選基本原理磁選基本原理B 顆粒粒度的影響 磁鐵礦的比磁化率、矯頑力與其粒度的關(guān)系如圖所示。隨粒度的減小，礦粒的比磁化率也隨之變小，矯頑力隨之增大。C 礦物氧化程度的影響 磁鐵礦在礦床中經(jīng)長期氧化以后，局部或全部變成假象赤鐵礦。隨著磁鐵礦氧化程度的增加，磁性減弱，比磁化率顯著減小。D 強(qiáng)磁性礦物含量的影響 磁鐵礦與脈石礦物的連生體，在生產(chǎn)過程中極容易混入磁性精礦中，影 響精礦的質(zhì)量。連生體的磁性與連生體的結(jié)構(gòu)、磁疇強(qiáng)度和分選介質(zhì)有關(guān)。

13、 連生體的比磁化系數(shù)與其中磁鐵礦含量的關(guān)系如圖318所示。1.1 磁選基本原理磁選基本原理1.1 磁選基本原理磁選基本原理 4弱磁性礦物的磁性及其影響因素 與強(qiáng)磁性礦物相比，弱磁性礦物的磁性有明顯的不同： 比磁化率小； 比磁化率大小只與礦物組成有關(guān)，與磁場(chǎng)強(qiáng)度及礦物本身的形狀、粒度等因素?zé)o關(guān)； 弱磁性礦物沒有磁飽和現(xiàn)象和磁滯現(xiàn)象，它的磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度間為直線關(guān)系； 若弱磁性礦物中混入強(qiáng)磁性礦物，即使量少也會(huì)對(duì)磁特性產(chǎn)生較大的影響。 由弱磁性的礦物與非磁性礦物構(gòu)成的連生體，其比磁化率大致與弱磁性礦物的含量成正比，連生體的比磁化率等于各礦物比磁化率的加權(quán)平均值。 對(duì)于弱磁性鐵礦物，可以通過磁化焙

14、燒的方法人為地提高它們的磁性。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 一、概述 磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)多種多樣，分類方法也比較多。通常根據(jù)以下特征來分類。 （1）根據(jù)承載介質(zhì)的不同，磁選機(jī)可分成干式和濕式兩種： （2）根據(jù)磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度的高低，磁選機(jī)分成弱磁場(chǎng)磁選機(jī)和強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)兩大類： 弱磁場(chǎng)磁選機(jī)。 強(qiáng)磁場(chǎng)磁選機(jī)。 （3）根據(jù)磁性礦粒在磁場(chǎng)中的行為特征可分為： 有磁翻轉(zhuǎn)作用的磁選機(jī)。 無磁翻轉(zhuǎn)作用的磁選機(jī)。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備（4）根據(jù)給入物料的運(yùn)動(dòng)方向和從分選區(qū)排出分選產(chǎn)品的方法可分為： 順流型磁選機(jī)。被選物料和非磁性礦粒的運(yùn)動(dòng)方向相同，而磁性礦粒偏離此運(yùn)動(dòng)方向。 逆流型磁選機(jī)。被選物料和非磁性礦粒的運(yùn)

15、動(dòng)方向相同，而磁性產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)方向與此方向相反。 半逆流型磁選機(jī)。被選物料從下方給入，而磁性礦粒和非磁性礦粒的運(yùn)動(dòng)方向相反。 （5）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 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 （6）根據(jù)磁場(chǎng)類型可分為： 恒定磁場(chǎng)磁選機(jī)；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁選機(jī)；交變磁場(chǎng)磁選機(jī)； 脈動(dòng)磁場(chǎng)磁選機(jī) （7）根據(jù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方法，磁選機(jī)又可分為： 永磁型磁選機(jī)、電磁型磁選機(jī)、超導(dǎo)型磁選機(jī)等。用于分選 弱磁性礦石的磁選機(jī)一般采用電磁磁系，分選強(qiáng)磁性礦石的磁選機(jī)大都采用永磁磁系。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備二、磁選機(jī)常用磁性材料及其特性 在各種磁性材料中，最重要的是以鐵為代表的鐵

16、磁性材料，鈷、鎳、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(qiáng)度與外磁場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)度、溫度和機(jī)械力有關(guān)，而且與磁化過程有關(guān)。材料磁化時(shí)可分成以下幾種曲線。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備1）起始磁化曲線 起始磁化曲線是外磁場(chǎng)H 單調(diào)增加時(shí)得到的曲線，如圖所示。鐵磁性材料的起始磁化曲線的共同點(diǎn)是曲線由陡峭段和平坦段組成。陡峭段對(duì)應(yīng)于易磁化的特征，而平坦段對(duì)應(yīng)于難以磁化的特征。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 2）磁滯回線 當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H在正負(fù)兩個(gè)方向上往復(fù)變化 時(shí)，材料的磁化過程經(jīng)歷

17、了一個(gè)循環(huán)的過程，見圖322。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。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備3）正常磁化曲線 磁場(chǎng)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，見圖。這一曲線可以復(fù)制，能說明材料的磁性。 正常磁化曲線和起始磁化曲線的形狀很相似。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 從上述三種B=f（H）曲線及=f（H）曲線可以知道，材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑力及相對(duì)磁導(dǎo)率等，它們是標(biāo)志磁性材料的磁特性參數(shù)。 磁性材料通常用作磁導(dǎo)體、永久磁鐵和特殊磁性元件。用途不同，需要材料的磁特性參數(shù)不同。通常根據(jù)材料的基本

18、磁特性參數(shù)將磁性材料分成兩大類別：軟磁性材料和硬磁性材料。 含有稀土元素的永磁材料，其磁性能要比鐵氧體和常用合金磁體高得多，已可用作永磁強(qiáng)磁選機(jī)的磁源材料。 永磁體采用的磁性材料為硬磁性材料，具有的剩余磁感Br高、矯頑力Hc大，這兩者也就決定了單位體積的磁能積（BH）max大。剩余磁感Br值表征提供永磁體磁感應(yīng)強(qiáng)度的能力，矯頑力Hc值表征保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不衰減的能力。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 三、磁選機(jī)的磁系 磁選機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁源叫磁系。根據(jù)磁系中磁極的配置方式，可將磁系分成開放磁系和閉合磁系。 1）開放磁系 所謂開放磁系是指磁極在同一側(cè)作相鄰配置且磁極之間無感應(yīng)磁介質(zhì)的磁系。 按磁極的排列方

19、式分為曲面磁系和平面磁系兩種。 根據(jù)磁場(chǎng)的基本特性可知，開放磁系磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)（x，y）的磁場(chǎng)強(qiáng)度為： xlecyxsin0 xlecyycos02）閉合磁系 閉合磁系是磁極作相對(duì)配置的磁系。分選空間即為磁極間的空氣隙。通常空氣隙較小，磁通通過空氣隙的磁阻小，漏磁少，故分選空間具有較強(qiáng)的磁場(chǎng)，用于分選較弱磁性礦物的強(qiáng)磁選機(jī)。強(qiáng)磁場(chǎng)磁選設(shè)備中的閉合磁系如圖所示。 在閉合磁系中，一種是具有一定形狀的單層感應(yīng)磁極與原磁極構(gòu)成閉路的磁系，一種是相對(duì)磁極間裝有特殊形狀的鐵磁介質(zhì)的磁系。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 四、弱磁選設(shè)備 1. 干式弱磁場(chǎng)磁選機(jī) 1）除鐵器 除鐵器主要用來從

20、料流中除去夾雜的鐵塊或鐵屑，有電磁和永磁兩種。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備2）磁滑輪 磁滑輪，又稱磁力滾筒，有電磁和永磁兩種。永磁滑輪結(jié)構(gòu)簡單，不耗電能，工作可靠，易于維修，應(yīng)用較廣。 磁滑輪主要由鍶鐵氧體組成磁包角3600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，如圖所示。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 3)筒式磁選機(jī) 筒式磁選機(jī)主要由永磁固定磁系、給料機(jī)構(gòu)、排料機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)架等部件組成。CTG 型磁選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示。 磁選機(jī)有單筒和雙筒兩種。單筒機(jī)分選帶長度可通過擋板位置調(diào)整，雙筒機(jī)可通過調(diào)整磁系偏角來適應(yīng)不同分選流程的需要。 CTG695型磁選機(jī)的磁場(chǎng)特性如圖所示。1.2

21、 磁選設(shè)備磁選設(shè)備2. 濕式弱磁場(chǎng)磁選機(jī) 1) 永磁筒式磁選機(jī) 永磁筒式磁選機(jī)廣泛用于磁鐵礦分選、磁性加重介質(zhì)回收及為濕式強(qiáng)磁選給礦作準(zhǔn)備。 永磁筒式磁選機(jī)由圓筒、磁系、分選槽及給料、排料和溢流機(jī)構(gòu)成。磁系排列和磁極數(shù)量對(duì)分選結(jié)構(gòu)有決定性影響。筒徑小的磁選機(jī)一般用5極，大筒徑磁選機(jī)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10601350。采用鐵氧體永磁體，在給定的特殊磁場(chǎng)分布條件下能產(chǎn)生最高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在磁場(chǎng)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。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 根據(jù)磁選機(jī)槽體結(jié)構(gòu)形式的不同，濕式圓筒磁選機(jī)有三種槽體結(jié)構(gòu)形式：順流式、逆流式和半逆

22、流式，如圖所示。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 國產(chǎn)永磁筒式磁選機(jī)的型號(hào)有CTS、CTN和CTB。 (1) CTS永磁筒式磁選機(jī) 這種磁選機(jī)的槽體結(jié)構(gòu)為順流型（見圖）。磁選機(jī)的給礦方向與圓筒的旋轉(zhuǎn)方向或磁性產(chǎn)品的移動(dòng)方向一致。 礦漿由給礦箱直接進(jìn)人到圓筒的磁系下方，非磁性礦粒和磁性很弱的礦粒由圓筒下方的兩板之間的間隙排出。磁性礦粒被吸在圓筒表面上，隨圓筒一起旋轉(zhuǎn)，到磁系邊緣的低磁場(chǎng)區(qū)排出。 順流型磁選機(jī)常用于處理粒級(jí)為5 mm以下較粗的磁性礦粒的粗選，運(yùn)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。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備(2) CTN永磁筒式磁選機(jī) 這種磁選機(jī)的槽體結(jié)構(gòu)為逆流型（見圖

23、）。磁選機(jī)的 給礦方向與圓筒的旋轉(zhuǎn)方向或磁性產(chǎn)品的移動(dòng)方向相反。 礦漿由給礦箱直接進(jìn)人到圓筒的磁系下方，非磁性礦粒和磁性很弱的礦粒經(jīng)過全部磁力區(qū)由磁系左邊緣下方的底板上的尾礦孔排出，尾礦損失低，回收率高。磁性礦粒逆著給礦方向移動(dòng)到精礦排出端，排入到精礦槽中，但由于精礦排出端距給礦口很近，精選作用差，精礦品位低。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 2) 輔助磁力設(shè)備 (1) 磁力脫泥槽 磁力脫泥槽又叫磁力脫水槽。它是一種重力和磁力聯(lián)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

24、，磁性礦粒在磁場(chǎng)中受到磁力，方向垂直于等磁場(chǎng)強(qiáng)度線，指向磁場(chǎng)強(qiáng)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(shí)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。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備(2)預(yù)磁器 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(chǎng)的作用，細(xì)粒強(qiáng)磁性物料被磁化凝聚成較大的磁團(tuán)粒，這種磁團(tuán)粒在離開磁場(chǎng)后，由于礦粒具有剩磁和較大的矯頑力，仍能保持下來。 磁團(tuán)粒的沉降速度要

25、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。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 (3) 脫磁器 為使強(qiáng)磁性團(tuán)粒分散需要通過脫磁器脫磁。常用的脫磁器結(jié)構(gòu)如圖所示，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(tuán)粒通過一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度由大變小 的交變磁場(chǎng)時(shí)，磁團(tuán)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。 脫磁過程見圖所示。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備五、強(qiáng)磁選設(shè)備 1.干式強(qiáng)磁場(chǎng)磁選 干式強(qiáng)磁選機(jī)有感應(yīng)輥式、盤式、筒式和永磁輥式四類。 1) 感應(yīng)輥式磁選機(jī) 這是一種應(yīng)用最廣的干式強(qiáng)磁選機(jī)。圖為三段感應(yīng)輥式磁選機(jī)的

26、工作原理圖。由電磁系統(tǒng)、分選系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)組成，為了減少渦流發(fā)熱和傳動(dòng)功率，輥?zhàn)佑帽〉膶?dǎo)磁鋼片和非磁性圓片交替疊成。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 分選過程是：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(chǎng)，并在磁輥齒尖上產(chǎn)生方向指向磁輥的高的磁場(chǎng)梯度。當(dāng)欲選物料落到感應(yīng)輥表面時(shí)，磁性物料被輥吸住，隨著輥轉(zhuǎn)離磁場(chǎng)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。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 2)盤式磁選機(jī) 盤式磁選機(jī)有單盤、雙盤和三盤三種.雙盤磁選機(jī)主要由給料斗、永磁分礦筒、偏心振動(dòng)給礦盤、磁盤傳動(dòng)裝置、電磁系統(tǒng)和機(jī)架等部件組成。分選原理（如圖）。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備2. 濕

27、式強(qiáng)磁選機(jī) 1)濕式感應(yīng)輥式強(qiáng)磁選機(jī) CS1型電磁感應(yīng)輥式強(qiáng)磁選機(jī)是我國研制的雙輥濕式強(qiáng)磁選機(jī)，目前已成功地用于錳礦石和鐵礦石生產(chǎn)。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 2)瓊斯型濕式強(qiáng)磁選機(jī) 瓊斯型強(qiáng)磁選機(jī)的類型很多，但是基本結(jié)構(gòu)相同，如圖所示。由磁導(dǎo)體、密封罩保護(hù)的勵(lì)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(jī)構(gòu)、排礦機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成分選過程。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備六、高梯度與超導(dǎo)磁選設(shè)備 1. 高梯度磁選機(jī) 高梯度磁選機(jī)是在上述強(qiáng)磁選機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的特點(diǎn)是：均勻的背景磁場(chǎng)，細(xì)絲狀鐵磁性磁介質(zhì)及均勻的料漿流速場(chǎng)。 均勻的磁場(chǎng)在充填了磁介質(zhì)后，產(chǎn)生非均勻磁場(chǎng)。常用的磁

28、介質(zhì)有導(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。 由于磁介質(zhì)半徑很小，形成的磁場(chǎng)梯度比瓊斯型磁選機(jī)的磁場(chǎng)梯度（2103 Tm）高l2個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了103 Tm。從而使磁場(chǎng)力提高10100倍。而由于磁飽和極限，通過提高磁場(chǎng)強(qiáng)度只能使磁場(chǎng)力提高23倍。大的磁場(chǎng)力HgradH為磁性顆粒提供了強(qiáng)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lm。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 根據(jù)分離的持續(xù)性和連續(xù)性，高梯度磁選機(jī)可分為周期式和連續(xù)式兩種。 1) 周期式高梯度磁選機(jī) 分選過程：各種工作分給礦、漂洗和沖洗三個(gè)階段，工作可按程序自動(dòng)進(jìn)行。磁體給磁，礦漿從下端進(jìn)人分選罐，磁性顆粒被吸附在磁介質(zhì)

29、上，非磁性顆粒則從上端排出。一段時(shí)間后，給料結(jié)束，給人同樣流速的清洗水，洗出殘留在磁介質(zhì)中的非磁性顆粒。最后，磁體退磁，用高壓水沖洗出磁性顆粒。完成一個(gè)生產(chǎn)周期約需1015 min。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備2) 連續(xù)式高梯度磁選機(jī) A 薩拉（Sala）型連續(xù)式平環(huán)型高梯度磁選機(jī) 薩拉型連續(xù)式平環(huán)型高梯度磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖6所示。它主要由分選環(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)的分選箱等部分組成。 分選過程：礦漿由上導(dǎo)磁體的長孔流到處在磁化區(qū)的分選室中，弱磁性顆粒被吸附到磁化了的聚磁介質(zhì)上，非磁性顆粒隨礦漿流通過介質(zhì)的間隙流到分選室底部排出成為尾礦，被吸附的弱磁性顆粒隨分選環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)

30、，進(jìn)人磁化區(qū)域的清洗段，進(jìn)一步清洗掉非磁性顆粒，接著，轉(zhuǎn)離磁化區(qū)，弱磁性顆粒在沖洗水的作用下，成為精礦。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 B VMS型磁選機(jī) VMS型磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。該機(jī)磁系是一個(gè)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(chǎng)中沿反時(shí)針運(yùn)動(dòng)。礦漿由給料斗通過上鐵軛給入立環(huán)，磁性物被磁化圓棒吸住，非磁性物通過下鐵軛排出。立環(huán)離開磁場(chǎng)后，磁性物從磁介質(zhì)中洗出。 VMS型磁選機(jī)被主要用于錳礦和鐵礦的分選。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備2.超導(dǎo)磁選機(jī) 磁選機(jī)的主要磁性材料鐵磁性物質(zhì)受磁飽和現(xiàn)象和線圈溫度 的限制，最大磁場(chǎng)強(qiáng)度通常不超過 1600 kA/m。要突破這一極限，只有把磁

31、性材料由鐵磁體改為超導(dǎo)體。 某些物質(zhì)在溫度降至絕對(duì)零度時(shí)，電阻突然消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電現(xiàn)象，具有超導(dǎo)電現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。 超導(dǎo)磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)大致可分為三個(gè)系統(tǒng)：超導(dǎo)磁系、制冷系統(tǒng)和分選系統(tǒng)。以超導(dǎo)磁體作磁源的磁選機(jī)和常導(dǎo)磁選機(jī)相比有以下突出優(yōu)點(diǎn)：高場(chǎng)強(qiáng)，用NbTi超導(dǎo)材料做的磁體其磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)到5T；體積小且重量輕；能耗低，比常導(dǎo)磁體節(jié)能90；高磁場(chǎng)帶來的高磁力使磁選機(jī)處理能力大大提高。 根據(jù)超導(dǎo)磁選機(jī)是否具有磁介質(zhì)，將其分為高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)（有磁介質(zhì)）和開梯度超導(dǎo)磁選機(jī)（無磁介質(zhì)）。1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 A 開梯度超導(dǎo)磁選機(jī) 德國研制的DESCOS型筒式磁選機(jī)已作為商品向市場(chǎng)推出。

32、由三部分組成：超導(dǎo)磁系、制冷系統(tǒng)和轉(zhuǎn)筒分離器。該設(shè)備外形基本上與目前常用的圓筒弱磁場(chǎng)磁選機(jī)類似，NbTi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)，如圖所示。該機(jī)用于非磁性產(chǎn)品如鋁礬土、螢石、磷灰石等的提純。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備B 高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)的背景磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)5T，使高梯度磁分離作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大為提高。高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)有串罐往復(fù)式磁選機(jī)、快速開關(guān)式超導(dǎo)高梯度磁選機(jī)等。 如圖所示，臥式串罐往復(fù)式高梯度超導(dǎo)磁 選機(jī)由螺線管式超導(dǎo)磁系、分選罐列、鐵磁 屏、液壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置和機(jī)座組成。 1.2 磁選設(shè)備磁選設(shè)備 分選過程：工作時(shí)，超導(dǎo)磁體激磁，一個(gè)分選罐位于磁場(chǎng)空

33、腔內(nèi)，給入礦漿，捕獲磁性粒子，洗滌磁介質(zhì)。另一個(gè)分選罐位于相應(yīng)的磁屏腔內(nèi)等待工作。當(dāng)往復(fù)罐借往復(fù)傳動(dòng)裝置退出磁場(chǎng)時(shí)，到達(dá)相應(yīng)的磁屏腔內(nèi)，沖出介質(zhì)上的磁性粒子。1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 磁流體選礦是一項(xiàng)選礦新技術(shù)，它分為磁流體靜力分選和磁流體動(dòng)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(chǎng)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)。 1）磁流體靜力選礦的工作介質(zhì) 磁流體靜力選礦的工作介質(zhì)，是一種順磁性的液體。對(duì)它有三項(xiàng)基本要求。 磁流體一般有三類： 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(jī)

34、溶劑中制成。 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。 液態(tài)金屬或低熔點(diǎn)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(duì)分選有利。但生產(chǎn)費(fèi)用高，在高溫下操作困難。 1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù)2）磁流體靜力分選原理楔形磁極系統(tǒng)是最簡單、最常見的磁極系統(tǒng)，以此為例說明礦粒在楔形磁極系統(tǒng)的磁流體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。礦粒在磁流體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，可分解為Z、y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，如圖所示。在該分選系統(tǒng)中，由非磁性材料制成的槽體放置

35、在上寬下狹的楔形磁極間。 1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 礦粒在y軸方向垂直運(yùn)動(dòng) 設(shè)、個(gè)分別代表礦粒和磁流體的密度，、0分別代表礦粒和溶液的比磁化率，V代表礦粒的體積，g為重力加速度，槽內(nèi)y位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度為H，磁場(chǎng)梯度為H/y。磁極間的磁場(chǎng)強(qiáng)度從上到下逐漸變大，槽內(nèi)各水平層的“視在密度”也逐漸變大，不同密度的礦粒也會(huì)在其中分層懸浮。礦粒將在重力（V g）、介質(zhì)浮力（V g）、磁場(chǎng)力VH（ H/y ）和磁浮力0VH（ H/y ）的共同作用下處于靜力平衡狀態(tài)： V g - V g + VH（ H/y ）- 0VH H/y ）=0 1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù)上邊兩式同除以礦粒體積V

36、，整理得： 或 式中C值是礦粒在磁流體中懸浮高度的 表征值，如果兩礦粒的C值相同則它們?cè)诖帕黧w中的懸浮高度也相同。當(dāng) 礦粒滿足上式的條件時(shí)，礦粒在y位置 上懸浮，否則礦粒將向上或向下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)礦粒的分離。Cyg00)()(0yg1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 礦粒在X軸方向水平運(yùn)動(dòng) 礦粒在X軸方向水平運(yùn)動(dòng)，是由于礦粒所在空間水平面X軸方向上磁場(chǎng)強(qiáng)度不均勻所致。這種不均勻性表現(xiàn)為間隙中部磁場(chǎng)強(qiáng)度大于間隙兩側(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力fx 由間隙指向間隙中央，所產(chǎn)生的磁推力Fx則由間隙中央指向間隙兩側(cè)，如圖所示 。 對(duì)弱磁性或非磁性礦粒來說，磁流體產(chǎn)生的磁推力大于磁場(chǎng)力，F(xiàn)x-fx

37、0，所以在分選過程中，當(dāng)?shù)V粒在各自的高度上開始懸浮的同時(shí)，開始沿X軸方向由間隙中央向間隙兩側(cè)運(yùn)動(dòng)。 假如要求分選機(jī)一端進(jìn)料、一端排料，磁極X軸與水平面要有一定角度，使磁極間隙形成一個(gè)斜槽。角度的大小應(yīng)保證礦粒在介質(zhì)中受到的重力在傾斜方向上的分力大于磁推力。1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 礦粒在Z軸方向運(yùn)動(dòng) 在楔形磁極間隙中的球形顆粒，受到磁場(chǎng)力的影響,其Z軸運(yùn)動(dòng)軌跡，在理論上必然會(huì)沿著磁場(chǎng)磁力線方向前進(jìn)。在間隙下部，礦粒受力由槽中心線指向磁極面，在間隙上部，由于磁極邊緣效應(yīng)，礦粒受力由磁極面指向槽中心線。因此在不同區(qū)間礦粒分別向磁極面或槽中心線運(yùn)動(dòng)，形成了礦粒的擁擠，這是楔形磁極的重大缺

38、點(diǎn)。 2磁流體動(dòng)力選礦磁流體動(dòng)力分選是在磁場(chǎng)與電場(chǎng)的聯(lián)合作用下，以強(qiáng)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)。1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù)磁流體動(dòng)力分選不同于磁流體靜力分選之處在于，它除了具有和磁流體靜力分選一樣的一個(gè)磁場(chǎng)外，還有一個(gè)電場(chǎng)。電場(chǎng)中有電子通過，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生洛侖茲力，其大小為電流密度J（矢量）與磁感應(yīng)強(qiáng)度B（矢量）的乘積： Fe= BJ 礦粒在磁流體動(dòng)力分選機(jī)中處于靜力平衡狀態(tài)時(shí)有： 工作介質(zhì)向上的作用力為： 00BJyVyVVgVgBJyVVgf01.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù) 工作介質(zhì)的視在密度為： 3

39、磁流體分選機(jī) 1）磁流體靜力分選機(jī) 日本利用磁流體分選非磁性金屬的磁流體靜力分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3240所示。它是利用一對(duì)永久磁極產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度為220260 kA/m磁場(chǎng)，磁極夾角為300，磁極的對(duì)稱軸線與垂直線成150。 )(0VgBJgy1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù)2）磁流體動(dòng)力分選機(jī) 磁流體動(dòng)力分選機(jī)類型很多，但它們的構(gòu)造大同小異。圖3241是其中的一種。 其截面為矩形，給料區(qū)與排料區(qū)一定要用水平隔板分，以防止由于電場(chǎng)磁場(chǎng)聯(lián)合作用所形成的渦流破壞分層作用。電極安裝在分選區(qū)的適當(dāng)位置處，以使溶液通電。電極的極性應(yīng)與磁極極性配合，以便產(chǎn)生與重力方向相反的洛侖茲力。電場(chǎng)與磁場(chǎng)電源，需使用經(jīng)過

40、整流后的直流電。 前蘇聯(lián)采用磁流體動(dòng)力分選機(jī)分選錫石，比用普通重選設(shè)備少占地23，降低生產(chǎn)成本6.1.3 磁流體分選技術(shù)磁流體分選技術(shù)1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐 一、鐵礦石的磁選 我國已探明的主要鐵礦床可劃分為9大類。 鞍山式鐵礦是我國最重要的鐵礦床，占總儲(chǔ)量的50左右。礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次是赤鐵礦、菱鐵礦；脈石礦物有石英、綠泥石、角閃石、云母、長石和方解石等。 鏡鐵山式鐵礦主要分布在我國西北部甘肅境內(nèi)，礦石中主要金屬礦物為鏡鐵礦、菱鐵礦等，共生有價(jià)礦物為重晶石。脈石礦物主要為碧玉、鐵白云石等。 攀枝花式鐵礦是一種伴生釩、鈦、鈷等多種元素的磁鐵礦，其礦石儲(chǔ)量居我國鐵礦總儲(chǔ)量的第二位。

41、礦石中主要金屬礦物有含釩鈦磁鐵礦、鈦鐵礦，硫化物以磁黃鐵礦為主。 根據(jù)含鐵礦物的不同，有工業(yè)價(jià)值的鐵礦石主要有：磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石、菱鐵礦石和混合型鐵礦石（赤鐵礦一磁鐵礦混合礦石、含鈦磁鐵礦石、含銅磁鐵礦石）等。 1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐1） 磁鐵礦石磁選 磁鐵礦石屬高中溫?zé)嵋航佑|交代礦床的礦石，這種礦石最有效的選礦方法是磁選，典型的分選流程如所示。其分選工藝多配有一段或二段干式磁選分選中碎或細(xì)碎產(chǎn)品，作為分選前的準(zhǔn)備作業(yè)。 干式磁選主要是排出粗粒尾礦和獲得進(jìn)一步進(jìn)行深選的產(chǎn)品。對(duì)進(jìn)一步深選產(chǎn)品經(jīng)二段或三段細(xì)磨，再進(jìn)行二段或三段濕式磁選，得最終精礦產(chǎn)品。1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐2）弱

42、磁性鐵礦物的磁化焙燒與弱磁選 由于赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等礦物的磁性較低，用弱磁選無法回收，但可以利用磁化焙燒的方法將它們變成強(qiáng)磁性鐵礦物（磁鐵礦或-赤鐵礦），然后利用弱磁選的方法回收。 磁化焙燒是礦石加熱到一定溫度后在相應(yīng)氣氛中進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)的過程。根據(jù)礦石不同，化學(xué)反應(yīng)不同。磁化焙燒按其原理可分為還原焙燒、中性焙燒和氧化焙燒等。 焙燒磁化產(chǎn)物一般用弱磁選的方法進(jìn)行分選。典型的（灑鋼選礦廠）生產(chǎn)流程見圖。 3）弱磁性鐵礦物的強(qiáng)磁選 瓊斯?jié)袷綇?qiáng)磁選機(jī)被大量用于氧化鐵礦石的磁選。 1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐二、錳礦石的磁選 我國的錳礦石儲(chǔ)量居世界第四位。 我國碳酸錳礦多，約占錳礦總量的5

43、7。目前，錳礦選礦方法有重選、重介質(zhì)一強(qiáng)磁選、焙燒一強(qiáng)磁選、單一強(qiáng)磁選、浮選以及多種方法聯(lián)合等。 錳礦物屬于弱磁性礦物，其比磁化率與脈石礦物的差別較大，因此，錳礦石的強(qiáng)磁選占有重要的地位。對(duì)組成比較簡單、嵌布粒度較粗的碳酸錳礦石和氧化錳礦石用單一磁選流程可獲得較好的分選指標(biāo).圖3-3-7是湖南桃江錳礦強(qiáng)磁選流程。1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐三、有色和稀有金屬礦石的磁選 1.鎢粗精礦的精選 黑鎢礦的主要選礦方法是重選，粗、中粒用跳汰機(jī)，細(xì)粒用搖床。在重選過程中，一些密度較高的礦物，如錫石、白鎢礦和大多數(shù)的硫化礦，都伴隨黑鎢礦一道進(jìn)人粗精礦中。因此，需要精選以提高鎢精礦的品位，同時(shí)回收各種副產(chǎn)品。 黑

44、鎢礦屬于弱磁性礦物，而錫石、白鎢礦是非磁性礦物，因此，利用磁選法可將它們分開。圖 是我國某鎢礦精煉廠鎢粗精礦磁選精選流程。1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐四、非金屬礦物的提純與煤的脫硫 1.工業(yè)礦物的提純 工業(yè)礦物（如石英、藍(lán)晶石、粘土礦物等）中的鐵和鈦氧化物是有害雜質(zhì)?，F(xiàn)代高梯度磁分離技術(shù)的發(fā)展能使40多種工業(yè)礦物用這種方法提純。下面以高嶺土為例加以說明。高嶺土也稱瓷土，它的主要成分是高嶺石礦物，一種含水鋁硅酸鹽（Al2O3SiO22H2O），主要用于造紙工業(yè)的填料和涂料、陶瓷和耐火材料及油漆顏料等。無論紙張或是陶瓷，白色的光潔面極為重要。 影響白度的主要物質(zhì)是原料中的少量含鐵礦物，如氧化鐵等，占總

45、量的0.53。為了脫除影響白度的含鐵成分，可采用高梯度磁選法來實(shí)現(xiàn)。 1.4 磁選實(shí)踐磁選實(shí)踐2. 煤的磁選 煤可以用高梯度磁選、開梯度磁選等方法脫硫降灰，但現(xiàn)在還沒有大規(guī)模運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。 據(jù)有關(guān)介紹，用磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T、磁介質(zhì)為直徑100m的鋼毛、充填率10的高梯度磁選機(jī)，對(duì)巴西煤脫硫，無機(jī)硫排除率達(dá)80以上。對(duì)微米級(jí)的弗里波特（Freeport）煤，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T時(shí)。灰分可以從16.3降到6.5。進(jìn)一步降至4時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度需高達(dá)15T。 第二章第二章 電選技術(shù)電選技術(shù) 2.1 電選的基本原理 電選是利用各種礦物及物料電性質(zhì)不同而進(jìn)行分選的一種物理選礦方法。電選的內(nèi)容很廣泛，包括電選、

46、摩擦帶電分選、介電分選、高梯度電選、電除塵諸方面。電選主要用于各種礦物及物料的精選。電選前，大多先經(jīng)重選或其他選礦方法粗選后得出粗精礦，然后采用單一電選或電選與磁選配合，得出最終精礦。電選的有效處理粒度通常為0.12mm，但對(duì)片狀或密度小的物料如云母、石墨、煤等，其最大處理粒度則可達(dá)5mm左右，而濕式高梯度電選機(jī)的處理粒度則可下降到微米 級(jí)。在大多數(shù)情況下，電選都是在高壓電場(chǎng)中進(jìn)行的，除少數(shù)采用高壓交流電源外，絕大多數(shù)均用高壓直流電源，將負(fù)電輸?shù)诫姌O，個(gè)別情況下才采用正電。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理目前電選廣泛用于下列諸方面： 有色和稀有金屬礦物的分選； 黑色金屬礦的分選； 砂金礦

47、的精選； 非金屬礦物的分選。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理 二、礦物的電性質(zhì) 礦物的電性質(zhì)是電選的依據(jù)。所謂礦物電性質(zhì)是指礦物的電阻、介電常數(shù)、比導(dǎo)電度以及整流性等，它們是判斷能否采用電選的依據(jù)。 1電阻 礦物的電阻是指礦物的粒度主為lmm時(shí)所測(cè)定出的歐姆數(shù)值。根據(jù)所測(cè)出各種礦物的電阻值，常將礦物分成導(dǎo)體、非導(dǎo)體和中等導(dǎo)體三種類型。 電選中的導(dǎo)體與非導(dǎo)體的概念與物理學(xué)中的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體是有很大差別的。 電選中的導(dǎo)體礦物是指在電場(chǎng)中吸附電子后，電子能在礦粒上自由移動(dòng)，或在高壓靜電場(chǎng)中受到電極感應(yīng)后，能產(chǎn)生正負(fù)電荷，這種正負(fù)電荷也能自由移動(dòng)。非導(dǎo)體則相反，它在電暈場(chǎng)中吸附電荷后，電荷

48、不能在其表面自由移動(dòng)或傳導(dǎo)，在高壓靜電場(chǎng)中只能極化，正負(fù)電荷中心只發(fā)生偏離，并不能移走，只要一脫離電場(chǎng)則又恢復(fù)原狀，而不表現(xiàn)出正負(fù)電性。 當(dāng)用電選分選導(dǎo)體和非導(dǎo)體時(shí)，兩者電阻值懸殊愈大，則愈容易分選。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理2介電常數(shù)介電常數(shù)是指帶有介電質(zhì)的電容與不帶介電質(zhì)（指真空或空氣）的電容之比，用表示。 介電常數(shù)的大小是目前衡量和判定礦物能否采用電選分離的重要判據(jù)，介電常數(shù)越大，表示其導(dǎo)電性越好，反之則表示其導(dǎo)電性差。 一般情況下，介電常數(shù)大于12者，屬于導(dǎo)體，用常規(guī)電選可作為導(dǎo)體分出，低于12者，若兩種礦物的介電常數(shù)仍然有較大差別，則可采用摩擦電選而使之分開，否則，難以用

49、常規(guī)電選方法分選。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理 3比導(dǎo)電度 測(cè)定裝置如圖所示，由一接地的金屬滾筒和一個(gè)平行于滾筒的帶高壓電的金屬圓管組成。 石墨是良導(dǎo)體，所需電壓最低，僅為2800V，國際上習(xí)慣以它作為標(biāo)準(zhǔn)，將各種礦物所需最低電壓與它相比較，此比值即定義為比導(dǎo)電度。 根據(jù)礦物的比導(dǎo)電度，可大致確定其分選電壓。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理三、礦物的帶電方式 礦粒帶電的方法有傳導(dǎo)、感應(yīng)、電暈以及接觸摩擦帶電。 1 傳導(dǎo)帶電 傳導(dǎo)帶電方法是最簡單的方法。在靜電場(chǎng)中，礦粒與帶電電極直接接觸，由于礦粒本身的電性質(zhì)不同，與帶電電極接觸后所表現(xiàn)出的行為也明顯不同。圖342 表示導(dǎo)體與非導(dǎo)

50、體與帶電電極接觸后的行為。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理 2感應(yīng)電極 感應(yīng)帶電與傳導(dǎo)帶電顯然不同，感應(yīng)帶電是礦粒并不與帶電電極接觸，完全靠感應(yīng)的方法而帶電，如圖343所示。2.1 電選的基本原理電選的基本原理 3電暈電場(chǎng)中帶電在電暈電場(chǎng)中，構(gòu)成電場(chǎng)的電極之一采用直徑很小的絲電極，曲率很大，通以高壓直流正電或負(fù)電；而另一電極為平面或直徑很大的鼓筒并接地。在高電壓作用下，絲電極周圍空氣被擊穿，正電荷迅速飛向高壓負(fù)電極，負(fù)電荷迅速飛向接地正電極，從而在整個(gè)分選空間充滿荷電體。電暈帶電在整個(gè)電選發(fā)展史上起了很重大的作用，使電選效率大大提高。其帶電過程如圖344所示。 2.1 電選的基本原理電選

51、的基本原理4復(fù)合電場(chǎng)中帶電 所謂復(fù)合電場(chǎng)是指電暈電場(chǎng)與靜電場(chǎng)相結(jié)合的電場(chǎng)。采用復(fù)合電極是鼓筒式電選機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)大進(jìn)展。復(fù)合電極的形式一種是電暈電極在前，靜電極在后；另一種則是電暈極與靜電極混裝在一起，圖為兩種電極結(jié)構(gòu)示意圖。 電暈極與靜電極混裝強(qiáng)化了靜電場(chǎng)的作用，對(duì)導(dǎo)體加強(qiáng)了靜電極的吸引力，對(duì)非導(dǎo)體加強(qiáng)了斥力，使之吸于鼓面。 2.1 電選的基本原理電選的基本原理5摩擦帶電 摩擦帶電是通過接觸、碰撞、摩擦的方法使礦粒帶電。一種是礦粒與礦?；ハ嗄Σ粒垢髯垣@得不同符號(hào)之電荷；另一種是礦粒與某種材料摩擦、碰撞（包括滾動(dòng)）使之帶電?；ハ嗄Σ僚鲎矌щ姷母驹蚴怯捎陔娮拥霓D(zhuǎn)移。但并非所有礦物都能采用

52、摩擦帶電的方法進(jìn)行分選，只有兩種礦物都屬于非導(dǎo)體礦物，且介電常數(shù)有明顯差別時(shí)，才能產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移并保持電荷，從而可以采用摩擦帶電的方法實(shí)現(xiàn)分離。2.1 電選的基本原理電選的基本原理四、 電選過程的理論 1礦粒在電暈電場(chǎng)中獲得的電荷 球形礦粒在電暈電場(chǎng)中所獲得的電荷，通常以下式表示： 電場(chǎng)強(qiáng)度越高，礦粒半徑越大，則經(jīng)過電暈電場(chǎng)時(shí)所獲得的電荷越多。 2礦粒在電場(chǎng)中所受到的各種電場(chǎng)力和機(jī)械力 顆粒進(jìn)入電場(chǎng)后，既受到各種電場(chǎng)力的作用，又受到各種機(jī)械力的作用。對(duì)電選效果有影響的電場(chǎng)力主要有庫侖力、鏡面吸力，機(jī)械力主要有離心力和重力。礦粒在鼓面上受電場(chǎng)力和機(jī)械力情況圖見圖346。 ententErQt1)2

53、121(22.1 電選的基本原理電選的基本原理1）庫侖力礦粒在電場(chǎng)中獲得電荷后，立即受到庫侖力的作用，庫侖力大小為： F1= QE 對(duì)導(dǎo)體礦粒而言，庫侖力為靜電極對(duì)它的吸引力，對(duì)非導(dǎo)體礦粒而言，則為斥力。 2）鏡面吸力對(duì)非導(dǎo)體礦粒而言，表面荷有大量電荷而不能傳走，必然與金屬構(gòu)件的鼓筒發(fā)生感應(yīng)，而對(duì)應(yīng)地感應(yīng)出正電荷，從而吸在鼓筒表面。 鏡面吸力以下式表示： 222rQFR2.1 電選的基本原理電選的基本原理 3）機(jī)械力礦粒在鼓筒上受到的離心力為： 重力為： 為了將不同電性的礦粒分開，礦粒在鼓筒電選機(jī)上所受的合力應(yīng)滿足下列要求。對(duì)于導(dǎo)體礦粒，應(yīng)在鼓筒的AB范圍內(nèi)落下，關(guān)系式為： 對(duì)于導(dǎo)體礦粒，應(yīng)在

54、鼓筒的CD范圍內(nèi)落下，關(guān)系式為： 對(duì)于中等導(dǎo)電性礦粒，應(yīng)在鼓筒的BC范圍內(nèi)落下，關(guān)系式為： RvmF2離mgF重cos21mgFFF離|cos|21mgFFF離21|cos|FFmgF離2.2 電選機(jī)電選機(jī) 一、概述 電選設(shè)備有許多類型，其分類方法各不相同，常見的有以下幾種。按礦物帶電方式，電選機(jī)分為：傳導(dǎo)帶電電選機(jī)、摩擦電選機(jī)、介電分選機(jī)、熱電粘附電選機(jī)。按電場(chǎng)特性，電選機(jī)分為：靜電場(chǎng)電選機(jī)、電暈電場(chǎng)電選機(jī)、復(fù)合電場(chǎng)電選機(jī)。按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式特征可分為：鼓筒式電選機(jī)、室式電選機(jī)、溜板式電選機(jī)、皮帶式電選機(jī)、圓盤式電選機(jī)等。 目前普遍采用的是以結(jié)構(gòu)特征為主，結(jié)合其他特性的分類方法。 二、鼓筒式電選

55、機(jī) 無論是采用靜電極或電暈電極，當(dāng)它們單獨(dú)使用時(shí)，其分選效果都不好。目前國內(nèi)生產(chǎn)的幾乎全是復(fù)合電場(chǎng)的鼓筒式電選機(jī)，因此下面主要介紹復(fù)合電場(chǎng)電選機(jī)。 2.2電選機(jī)電選機(jī)1. DXJ型高壓電選機(jī) DXJ320 X 900型高壓電選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖351所示。鼓筒直徑為320mm，由無縫鋼管加工而成，鼓筒可以用電加熱器加溫至5080，鼓筒轉(zhuǎn)速用直流馬達(dá)無級(jí)變速并能顯示。 電極采用柵狀弧形電極，有1根靜電電極，35根電暈電極，靜電電極正好安裝在第二根電暈電極上。根據(jù)分選的礦物和要求不同，電極不僅能沿水平位置調(diào)節(jié)，而且可沿鼓面圓弧上下調(diào)節(jié)。給礦裝置由給礦斗、閘門、給礦輥、電磁振動(dòng)給礦器等組成。毛刷的作用是從鼓

56、面上強(qiáng)制刷下被吸住的非導(dǎo)體礦物。分礦板的位置可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)產(chǎn)出精、中、尾礦的要求。 2.2 電選機(jī)電選機(jī) 2.YD型鼓筒式電選機(jī) YD4型鼓筒式電選機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 352所示。 這類電選機(jī)與其他鼓筒式電選機(jī)的不同之處主要是電極結(jié)構(gòu)，電暈電極不采用普通的鎳鉻電阻絲，而是采用厚度僅為0.lmm的薄鋼片，也稱為刀片電極，安裝7片刀片電極。其電暈結(jié)構(gòu)如圖所示。2.2電選機(jī)電選機(jī)3.美國卡普科高壓電選機(jī) 美國卡普科公司生產(chǎn)的鼓筒式電選機(jī)的電極結(jié)構(gòu)比較特殊，靜電電極與電暈電極結(jié)合在一起，可從電極向鼓筒表面產(chǎn)生束狀電暈放電，高壓電源可用正電或負(fù)電，電壓最高可達(dá)40kV。電極結(jié)構(gòu)見圖。2.2 電選機(jī)電選機(jī) 三、

57、其它型式電選機(jī) 1.摩擦電選機(jī) 主要用來分選介電常數(shù)有明顯差別的非導(dǎo)體礦物。摩擦電選機(jī)有鼓筒式擦電選機(jī)、室式摩擦電選機(jī)、自由落下式摩擦電選機(jī)等，它們的分選原理圖分別見圖。 2.2電選機(jī)電選機(jī)2. 溜板式電選機(jī) 圖358所示為澳大利亞研制的溜板式電選機(jī)。接地板為一溜板，在溜板上安裝有一橢圓形高壓靜電極，此電極為固定式，位置可調(diào)。 分選過程：給礦經(jīng)給礦振動(dòng)槽溜至溜板，進(jìn)人高壓電場(chǎng)區(qū)，導(dǎo)體礦粒被感應(yīng)帶電，被電極吸引，非導(dǎo)體礦粒雖受到電場(chǎng)作用，但不會(huì)被高壓電極吸引，加上共同受到的振動(dòng)和料流的向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體礦粒和非導(dǎo)體礦粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不相同，導(dǎo)體礦粒從前方排出。 2.2 電選機(jī)電選機(jī) 2.2電選機(jī)電選機(jī)2

58、.2 電選機(jī)電選機(jī) 3.濕式介電分選機(jī) 不同于上述各種干式電選機(jī)，濕式介電分選機(jī)是在介電液體中進(jìn)行的。在介電液體中電場(chǎng)對(duì)介電礦粒產(chǎn)生的電場(chǎng)力為： 當(dāng)mL時(shí)，F(xiàn)0，電極吸引礦粒；當(dāng)mL時(shí)，F(xiàn)0，電極排斥礦粒。 只要選擇的介電液體的介電常數(shù)介于兩種礦物的介電常數(shù)之間，根據(jù)礦粉所受電場(chǎng)力方向的不同，就可將兩種礦物分開。 介電液體常采用四氯化碳和甲醇的混合物，也可采用煤油和硝基苯的混合物。根據(jù)需要調(diào)整混合物中各成分的比例，即可獲得所需的介電液體。 EgradErFLmLmL232.2電選機(jī)電選機(jī)1) 鼓筒式介電分選機(jī) 鼓筒式介電分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3510所示。鼓筒23浸入介電液體中，在鼓筒上安裝有很多細(xì)絲

59、，與之對(duì)應(yīng)的為一篩板網(wǎng)，通電后在鼓筒與篩板間形成非均勻電場(chǎng)。 給料從鼓筒的上部給人鼓面后，由轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)到介電液體中，此時(shí)礦粒進(jìn)入篩子與轉(zhuǎn)鼓所形成的電場(chǎng)中，由于非均勻電場(chǎng)的作用，介電常數(shù)大于液體介電常數(shù)的礦粒吸在轉(zhuǎn)筒上面，隨鼓筒轉(zhuǎn)動(dòng)離開電場(chǎng)后落在右邊槽中，而介電常數(shù)小于液體介電常數(shù)的卻被排斥而通過篩孔落人左邊槽中。該機(jī)分選效果很好，但生產(chǎn)能力低。2.2電選機(jī)電選機(jī) 2）高梯度電選機(jī) 高梯度磁選機(jī)采用介電體纖維在電場(chǎng)中被極化而產(chǎn)生極化力，以提高電場(chǎng)梯度，進(jìn)而提高對(duì)礦粒的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力計(jì)算式同式 。 圖3511為周期式高梯度電選機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。分選罐中裝有絕緣的介電液體，罐中所用介電體為玻璃纖維、球或棒形

60、鈦酸鹽、 陶瓷纖維等。 2.2電選機(jī)電選機(jī) 分選過程：兩極板接通電源后，介電體纖維被極化，兩端出現(xiàn)了正負(fù)電荷，形成梯度很高的單元電場(chǎng)，從而產(chǎn)生很大的電場(chǎng)力，捕集礦粒，而捕集的礦粒所產(chǎn)生的聚電效應(yīng)又建立了新的捕集點(diǎn)。 研究表明，電場(chǎng)力可超過重力的50150倍。只要中斷電源，被捕集在纖維或球體表面的礦粒能立即沖洗掉。 此種設(shè)備已發(fā)展成為連續(xù)式高梯度電選機(jī)，處理粒度可達(dá)微米級(jí)，甚至可處理膠體粒子。此種設(shè)備已在石油精煉、金屬和植物油工業(yè)上得到應(yīng)用，在選礦、化工、廢物處理等方面也有廣泛的應(yīng)用前途。2.3 電選工業(yè)應(yīng)用電選工業(yè)應(yīng)用 一、黑色金屬礦物的電選 鐵礦的電選局限于鐵礦的精選。國內(nèi)尚無電選鐵精礦的實(shí)