矿物加工工艺学(磁选部分课件

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1、矿物加工工艺学矿物加工工艺学（ 磁选部分）磁选部分）矿物加工工艺学(磁选部分课件磁选磁选第一章 绪论绪论第二章 磁选基本原理磁选基本原理第三章 物质和矿物按磁性分类和磁性特点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弱磁性铁矿石的磁化焙烧的基本原理第五章 磁选设备磁选设备矿物加工工艺学(磁选部分课件 第一章第一章 绪绪 论论1.磁选定义：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。矿方法。2.应用：应用： 黑色金属（铁、锰、铬等）矿石的选别；黑色金属（铁、锰、铬等）矿石的

2、选别； 有色和稀有金属（如钨、钽等）；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；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；固体物料及废弃物去除磁性成分； 生产生活污水的去杂等；生产生活污水的去杂等；3.磁选发展的简史：磁选发展的简史： 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；造指南针； 17世纪，作了永久磁铁选磁铁矿的尝试；世纪，作了永久磁铁选磁铁矿的尝试； 1792年，英国发表了第一个专利（磁铁选别磁铁矿）；年，英国发表了第

3、一个专利（磁铁选别磁铁矿）； 1849年，美国发表了第一项工业磁选机专利；年，美国发表了第一项工业磁选机专利；矿物加工工艺学(磁选部分课件 1855年，诺特明尼在撒丁提出了利用电磁铁产生磁场；年，诺特明尼在撒丁提出了利用电磁铁产生磁场； 19世纪世纪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；强磁场； 1960年，琼斯型磁选机在英国问世；年，琼斯型磁选机在英国问世； 最近十年，出现了一些新工艺、新磁选机、高梯度磁选，磁流体最近十年，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。选矿、超导磁选机等。4.广义磁选广

4、义磁选矿物加工工艺学(磁选部分课件矿物加工工艺学(磁选部分课件 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：原子磁矩第二章第二章 磁磁选基本原理基本原理1 1、磁、磁选过程程：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矿物加工工艺学(磁选部分课件B.磁畴观点 自自发磁化：磁化：铁

5、磁磁质内部的原子磁矩，在没外磁内部的原子磁矩，在没外磁场的作用下，已以某的作用下，已以某种方式排列起来，达到一定程度的磁化的种方式排列起来，达到一定程度的磁化的现象叫自象叫自发磁化。磁化。产生原因：相生原因：相邻电子之子之间的静的静电交交换作用；作用；产生效果：形成磁畴生效果：形成磁畴铁磁磁质、反、反铁磁磁质、亚铁磁磁质的的单畴中磁矩的排列示意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 居里点矿物加工工艺学(磁选部分课件技技技技术术磁化：磁化：磁化：磁化：铁磁磁质内部磁畴的原子磁矩，在外磁内部磁畴的原子磁矩，在外磁场的作用下

6、，的作用下，转向外磁向外磁场方方向，向，铁磁磁质对外外显示磁性的示磁性的过程，称之程，称之为技技术磁化。磁化。加外磁加外磁场，外磁，外磁场不是使不是使单个原子磁矩个原子磁矩转向，而是使各个磁畴的磁矩向，而是使各个磁畴的磁矩转向。向。产生原因：生原因：外磁外磁场对其其作用；作用；产生效果生效果对外外显示磁性示磁性C.固体磁性分固体磁性分类：3.磁化程度的表示：磁化程度的表示： 磁化磁化强强度：度：矿物加工工艺学(磁选部分课件 J J J J的物理意的物理意的物理意的物理意义义：单位体位体积物体的磁矩；物体的磁矩； J J增加，磁化也增加；增加，磁化也增加； 表示在外磁表示在外磁场作用下，物体被磁

7、化的程度；作用下，物体被磁化的程度； 体体体体积积磁化系数：研究表明：磁化系数：研究表明：磁化系数：研究表明：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。 大小表示物体磁化的难易程度，越大，越易磁化； 顺磁性物体：；逆磁性物体： 物体比磁化系数：物体比磁化系数：物体比磁化系数：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。矿物加工工艺学(磁选部分课件磁磁场不均匀性用磁不均匀性用磁场梯度梯度或或gradHgradH表示表示,

8、gradH,gradH为矢量，矢量，矿物物颗粒在不同的磁粒在不同的磁场中受到不同的作用：中受到不同的作用： 在均匀磁在均匀磁场中，只受到中，只受到转矩的作用；在不均匀磁矩的作用；在不均匀磁场中，中，不不仅受到受到转矩的作用，矩的作用，还受到磁力的作用。受到磁力的作用。磁性磁性矿粒磁化后的磁效粒磁化后的磁效应宏宏观上与元上与元电流的等效性。流的等效性。 方向为方向为H增加率最大的方向，大小为该方向上单位长度的增加率最大的方向，大小为该方向上单位长度的H的增量；的增量；4、矿物颗粒所受的磁力、矿物颗粒所受的磁力矿物加工工艺学(磁选部分课件无外无外场：有外有外场：等效宏等效宏观效果：效果：原因：相原

9、因：相邻电流元方向彼此相反，效果相互抵消，只有流元方向彼此相反，效果相互抵消，只有在横截面在横截面边缘未被抵消。未被抵消。矿物加工工艺学(磁选部分课件矿粒所受到的磁力粒所受到的磁力磁力做功：磁力做功：矿物加工工艺学(磁选部分课件矿物加工工艺学(磁选部分课件揭示了：揭示了：揭示了：揭示了：A.磁力的大小决定于两种主要因素磁力的大小决定于两种主要因素：（内因）和（内因）和（外因）；一般把（外因）；一般把称之称之为磁磁场磁力。磁力。值小的，小的，H要求；要求；选值大的，大的，H可小；可小；B C 欲提高欲提高，必，必须从从、H、三方面考三方面考虑；D 磁选机的场必须是非均匀的，磁选机的场必须是非均匀

10、的， 即：即：公式公式应用注意：用注意： 为常数时，可直接用该式计算；为常数时，可直接用该式计算； 矿粒本身的磁化，当影响因素矿粒本身的磁化，当影响因素H和和 的值改变时，应用改变值代入的值改变时，应用改变值代入 计算；计算； 粒度小，所占空间、粒度小，所占空间、H和和的变化甚微，计算的变化甚微，计算误差小；粒度大，则应该应用积分法计算。误差小；粒度大，则应该应用积分法计算。两种不同磁性的矿物能分离的充分条件两种不同磁性的矿物能分离的充分条件矿物加工工艺学(磁选部分课件矿物之物之间的磁性差异必的磁性差异必须满足：足：A A : :磁性与非磁性磁性与非磁性矿物比磁化系数之比物比磁化系数之比; ;

11、:磁性磁性矿化的比磁化系数化的比磁化系数;: :作用与作用与矿物物颗粒上的磁力和机械力必粒上的磁力和机械力必须满足足: : 对于磁性矿对于磁性矿:F磁磁F机机对于非磁性矿对于非磁性矿:F磁磁F机机需要一个需要一个H*足够大的不均匀磁场；足够大的不均匀磁场；:非磁性矿化的比磁化系数非磁性矿化的比磁化系数.矿物加工工艺学(磁选部分课件 第三章：物第三章：物质和和矿物按磁性分物按磁性分类和磁性特点和磁性特点1.物物质磁性分磁性分类及磁性特点及磁性特点A.A.分分类： 逆磁逆磁质：这类物物质较多，有金属多，有金属CuCu、ZnZn、AgAg、SbSb等，非金等，非金属属SiSi、P P、S S等，惰性

12、气体、等，惰性气体、许多有机化合物等。多有机化合物等。 顺磁磁质：这类物物质也很多，如金属也很多，如金属NaNa、K K、MnMn、CrCr、W W等，等，许多稀土金属和多稀土金属和铁族元素的族元素的盐类等。等。1.1. 铁磁磁质：这类物物质较少，主要是少，主要是FeFe、CoCo、Ni,Ni,以及他以及他们的的合金和化合物，合金和化合物，MnMn、CrCr的一些合金等。的一些合金等。B.B.磁性特点磁性特点顺磁磁质O逆磁逆磁质矿物加工工艺学(磁选部分课件A. 分分类 强强强强磁性磁性磁性磁性矿矿物：物：物：物： 在磁在磁场强强度度H=9001800Oe的弱磁的弱磁场中中选别，有的，有的难选，

13、有的易，有的易选。这类最多，主要有最多，主要有铁锰矿物、赤、物、赤、镜、褐、褐、菱菱铁矿；水、；水、软、硬、菱、硬、菱锰矿等，一些含等，一些含钛、铬、钨矿物；黑云母、角物；黑云母、角闪石、石、绿帘石、帘石、绿泥石、橄泥石、橄榄石、石榴石、石、石榴石、辉石等；石等；非磁性非磁性非磁性非磁性矿矿物：物：物：物： 目前尚不能用磁目前尚不能用磁选法法选出。出。这类矿物很多，主要有这类矿物很多，主要有 部分金属矿物部分金属矿物辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、白钨矿、锡辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、白钨矿、锡石、金等；石、金等； 大部分非金属矿物大部分非金属矿物硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等；硫、

14、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等； 大部分造岩矿物大部分造岩矿物石英、长石、方解石等。石英、长石、方解石等。2 矿物磁性分类及其磁性特点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。矿、钛磁铁矿、锌铁晶石等。弱磁性弱磁性弱磁性弱磁性矿矿物：物：物：物：在磁场强度在磁场强度H=60002000奥斯特，磁选奥斯特，磁选矿物加工工艺学(磁选部分课件 具有磁滞具有磁滞现象，在交象，在交变磁磁场中，反复磁化中，反复磁化时具有磁滞回具有磁滞回线； 具有磁性具有磁性转变温度温度

15、居里点。磁居里点。磁铁矿的居里点的居里点为585度；度； 比磁化系数不是一个常数，而是随磁化磁比磁化系数不是一个常数，而是随磁化磁场强强度的大小、本身的形度的大小、本身的形状、粒度、氧化程度等状、粒度、氧化程度等许多因素而多因素而变。弱磁性矿物的磁性特点（四点）弱磁性矿物的磁性特点（四点）弱磁性矿物的磁性特点（四点）弱磁性矿物的磁性特点（四点） 比磁化系数小；比磁化系数小； 没有磁没有磁饱和和现象和磁滞象和磁滞现象；象； 比磁化系数是一个常数，与磁化磁比磁化系数是一个常数，与磁化磁场强强度、本身的形状、粒度等无度、本身的形状、粒度等无关、只与关、只与矿物物组成有关；成有关； 当其中含有当其中含

16、有强强磁性磁性矿物物杂质时，即使少量也会，即使少量也会对产生生较大甚至很大大甚至很大的影响。的影响。B B磁性特点磁性特点磁性特点磁性特点 强磁性矿物的磁性特点（五点）强磁性矿物的磁性特点（五点）强磁性矿物的磁性特点（五点）强磁性矿物的磁性特点（五点） 比磁化系数很大，（比弱磁性比磁化系数很大，（比弱磁性矿物大上百倍甚至几千倍）；物大上百倍甚至几千倍）； 有磁有磁饱和和现象，在象，在较低的磁化磁低的磁化磁场作用下就可以达到作用下就可以达到饱和；和；矿物加工工艺学(磁选部分课件 第四章：弱磁性第四章：弱磁性第四章：弱磁性第四章：弱磁性铁矿铁矿石的磁化焙石的磁化焙石的磁化焙石的磁化焙烧烧的基本原理

17、的基本原理的基本原理的基本原理一一一一. .磁化焙烧的目的磁化焙烧的目的磁化焙烧的目的磁化焙烧的目的 把弱磁性把弱磁性铁矿物物变成成强强磁性磁性铁矿物；物； 排除排除矿石中的气体和石中的气体和结晶水；晶水； 使使矿石石结构舒松，有利于降低磨构舒松，有利于降低磨矿费用用； 提高提高选矿技技术、经济指指标。二二二二. .磁化焙烧的基本原理磁化焙烧的基本原理磁化焙烧的基本原理磁化焙烧的基本原理 (1)磁化焙磁化焙烧分分为：还原、中性和氧化焙原、中性和氧化焙烧三大三大类。 常用的常用的还原原剂有有C,COC,CO和和H H2 2等。等。1、还原焙烧：以赤铁矿为例说明在焙烧过程的原理，、还原焙烧：以赤铁

18、矿为例说明在焙烧过程的原理，A.还原原剂为C时:B.在在CO中中: C.在在H2中中：矿物加工工艺学(磁选部分课件短短时间内内:长时间,进而氧化而氧化:2.中性焙烧中性焙烧：适用于菱铁矿石适用于菱铁矿石.3. 氧化焙烧氧化焙烧:适用于黄铁矿适用于黄铁矿矿物加工工艺学(磁选部分课件 第五章第五章 磁磁选设备5.1 分分类1. 1.据磁场类型来分可以分成四类据磁场类型来分可以分成四类据磁场类型来分可以分成四类据磁场类型来分可以分成四类 磁源磁源 大小大小 方向方向恒定磁恒定磁场磁磁选机机 永久磁永久磁铁, ,电磁磁铁 H H的大小和方向随的大小和方向随时间而而变旋旋转磁磁场磁磁选机机 永久磁极永久

19、磁极绕轴旋旋转 H H的大小和方向的大小和方向变交交变磁磁场磁磁选机机 通交流通交流电的的电磁磁铁 H H的大小和方向的大小和方向变脉脉动磁磁场磁磁选机机 同同时通交直流通交直流电的磁的磁铁 大小大小变而方向不而方向不变2. 2. 根据磁场强度来分根据磁场强度来分根据磁场强度来分根据磁场强度来分弱磁弱磁场磁磁选机机: :H0在在800-2000Oe；磁磁场力力中磁中磁场磁磁选机机: :H0在在2500-6000Oe；磁磁场力力强强磁磁场磁磁选机机: : H0在在6000-26000Oe；磁；磁场力力注：注：H H0 0磁磁场强强度度矿物加工工艺学(磁选部分课件5.2 磁磁选机的磁系机的磁系1.

20、 1.电磁磁系和永磁磁系电磁磁系和永磁磁系电磁磁系和永磁磁系电磁磁系和永磁磁系 电磁磁系又有有磁磁系又有有铁芯和无芯和无铁芯之分：芯之分： 有有铁芯者芯者,每个磁极由每个磁极由线圈，圈，铁芯和极芯和极头组成；无成；无铁芯者芯者仅由由线圈圈组成。成。 永磁磁系是由硬磁性材料制作，永磁永磁磁系是由硬磁性材料制作，永磁铁根据制造工根据制造工艺和材料不同可和材料不同可分分为: 磁性合金：磁性合金：Al-Ni-Co合金合金钢，磁性性能好，成本高；，磁性性能好，成本高； 铁氧体磁性材料：分子构成氧体磁性材料：分子构成为性能好，价格便宜，原材料来源广，制造工性能好，价格便宜，原材料来源广，制造工艺简单。磁。

21、磁块性能用剩感性能用剩感应强强度度Br，矫顽力力Hc和最大磁体和最大磁体积(BH)max来表示。来表示。2. 2.开放磁系和闭合磁系开放磁系和闭合磁系开放磁系和闭合磁系开放磁系和闭合磁系 开放磁系：开放磁系：磁极相邻配置的磁系磁极相邻配置的磁系;(;(平面平面, ,弧面合塔形弧面合塔形) ) 闭合磁系：闭合磁系：磁极相对配置的磁系磁极相对配置的磁系( (单选分面、多分选面，充填具有一单选分面、多分选面，充填具有一定形状的感应介质，如齿板、铁球、钢毛等定形状的感应介质，如齿板、铁球、钢毛等) )。矿物加工工艺学(磁选部分课件5.3 常用磁选设备常用磁选设备5.3.1 5.3.1 弱磁场磁选机弱磁

22、场磁选机弱磁场磁选机弱磁场磁选机 干式：有磁滑轮式干式：有磁滑轮式,鼓式和双筒永磁等鼓式和双筒永磁等; 湿式：磁力脱水槽、永磁旋转磁场、脱磁器、预磁器、园筒等湿式：磁力脱水槽、永磁旋转磁场、脱磁器、预磁器、园筒等 矿物加工工艺学(磁选部分课件1.设备结构设备结构多极磁系，磁系多极磁系，磁系包角包角360，磁系，磁系和圆筒固定在轴和圆筒固定在轴上，磁极沿周向上，磁极沿周向交替；磁极沿轴交替；磁极沿轴向不变。向不变。圆筒：不导磁不圆筒：不导磁不锈钢、锈钢、1.0皮带：橡胶皮带：橡胶圆筒与皮带一起圆筒与皮带一起转动转动2.磁场分布磁场分布磁矩系表面距离：磁矩系表面距离：1-0mm;2-10mm;3-

23、30mm;4-50mm;5-80mm矿物加工工艺学(磁选部分课件3. 磁场特性磁场特性 最高最高H=220KA/m，同一距离，磁极边缘高、极间隙、极，同一距离，磁极边缘高、极间隙、极面中点低。面中点低。 距磁系表面距离：距磁系表面距离： 0 平均平均 160KA/m 30 平均平均 90KA/m 80 平均平均 40KA/m4. 分选原理：（略）分选原理：（略）5. 应用应用 1.大块（大块（10120）强磁性矿石的预选，丢尾；）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；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；焙烧矿质量检验，磁性

24、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。旧型砂除铁，煤炭除铁，夹杂铁磁性物料的提纯。矿物加工工艺学(磁选部分课件5.3.1.1 5.3.1.1 湿式弱磁场磁选机湿式弱磁场磁选机湿式弱磁场磁选机湿式弱磁场磁选机 1-圆筒；圆筒；2-磁系；磁系；3-槽体；槽体；4-磁导板；磁导板；5-支架；支架；6-喷水管；喷水管；7-给矿箱；给矿箱；8-御矿水管；御矿水管；9-底板；底板；10-转向装置；转向装置；11-机架机架矿物加工工艺学(磁选部分课件1. 1.设备结构：（半逆流型）设备结构：（半逆流型）设备结构：（半逆流型）设备结构：（半逆流型） （1 1 1 1）多极磁系）多

25、极磁系）多极磁系）多极磁系，永磁，永磁，37极，磁系固定不动，钡锶铁氧体磁块，铜极，磁系固定不动，钡锶铁氧体磁块，铜螺钉固定。磁系定角螺钉固定。磁系定角106135，磁偏角：，磁偏角：1520，磁场强度：表面，磁场强度：表面0.16T，筒表面筒表面40，0.06T。（新磁系：。（新磁系：0.22、0.99T，中磁场：，中磁场：0.8T） （钕铁硼磁（钕铁硼磁系：系：1.0T） 极性沿周向交替，轴向不变。极性沿周向交替，轴向不变。 （2 2 2 2）圆筒：）圆筒：）圆筒：）圆筒：不锈钢板（不导磁不锈钢）、不锈钢板（不导磁不锈钢）、22.5。筒面衬以。筒面衬以2左右左右的耐磨橡胶。的耐磨橡胶。 （

26、3 3 3 3）槽体）槽体）槽体）槽体：靠近磁系部分非导磁材料。给矿区靠近磁系部分非导磁材料。给矿区 插有吹散水管。插有吹散水管。槽底板与圆筒：粒度槽底板与圆筒：粒度d: 11.5 间隙：间隙：2025 6 30352. 2.分选原理分选原理分选原理分选原理3. 3.三种不同底箱结构的比较三种不同底箱结构的比较三种不同底箱结构的比较三种不同底箱结构的比较矿物加工工艺学(磁选部分课件注意三种底箱结构不同的比较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顺流、逆流、半逆流型永磁筒式磁选机的比较（a）顺流型；（）顺流型；（b）逆流型；（）逆流型；（c）半逆流型）半逆流型矿物加工

27、工艺学(磁选部分课件 (1) 半逆流型半逆流型 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，而反，给矿口距非磁性产品卸矿口较远，而较高；尾矿排出距精矿排出端较高；尾矿排出距精矿排出端远，给矿端口距磁性产品端较远，而远，给矿端口距磁性产品端较远，而较高。较高。 适用于适用于0.20 的的粗选和精选。粗选和精选。 (2) 逆流型逆流型 精矿端与给矿近，磁搅拌作用太强，精矿精矿端与给矿近，磁搅拌作用太强，精矿不够高。不够高。 尾矿排出端距精矿端口较远，尾矿口距给矿口最远、精矿尾矿排出端距精矿

28、端口较远，尾矿口距给矿口最远、精矿最高。最高。 适用于适用于0.60，粗选和精选。，粗选和精选。 (3) 顺流型顺流型 磁搅拌次数多，磁搅拌次数多，较高。较高。 矿浆流速较大，尾矿矿浆流速较大，尾矿较高。较高。 适用于适用于5以下较粗砂粒的粗选。以下较粗砂粒的粗选。 *水平控制关键。流速过大，尾矿品位高。水平控制关键。流速过大，尾矿品位高。矿物加工工艺学(磁选部分课件5.3.1.2 磁选柱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。11给矿斗；给矿斗；2尾矿溢尾矿溢流槽；槽；33分选柱及电磁；分选柱及电磁；4给水管；给水管；5底鼓；底鼓；6精矿排矿装置；精

29、矿排矿装置；7电控柜电控柜矿物加工工艺学(磁选部分课件磁场特性磁场特性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816kA/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12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

30、变化周期可以根据入选物料的性质不同而调节。矿物加工工艺学(磁选部分课件分选机理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。特点与应用特点与应用实践表明磁选柱是一种精选低品位

31、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。矿物加工工艺学(磁选部分课件磁选柱工业实例厂名厂名设备规格设备规格/mm台数台数/台台应用前精矿品应用前精矿品位位/%应用后精矿品应用后精矿品位位/%经济效益经济效益/万元万元a a-1-1鞍钢弓长岭选鞍钢弓长岭选厂厂600166165672200恒仁铜锌选厂恒仁铜锌选厂6002626667400包钢选矿厂包钢选矿厂60026064.5南芬选矿厂南芬选矿厂4501496667辽阳灯塔纪家辽阳灯塔纪家选厂选厂4501526668102弓长岭岭东选弓长岭岭东选厂厂350160656692.5矿物加工工艺学(磁选部分课件5.3.1.3 磁力

32、脱磁力脱泥槽泥槽 1. 1.底部磁底部磁底部磁底部磁系磁力系磁力系磁力系磁力脱泥槽脱泥槽脱泥槽脱泥槽图图3-12 底部磁系永磁磁力脱泥槽底部磁系永磁磁力脱泥槽1-平底锥形槽体；平底锥形槽体；2-上升水管；上升水管；3-水圈；水圈；4-迎水迎水帽；帽；5-溢流槽；溢流槽；6-支架；支架；7-磁导板；磁导板；8-塔形磁系；塔形磁系；9-质硬塑料管；质硬塑料管；10-排矿胶砣；排矿胶砣；11-排矿口胶垫；排矿口胶垫；12-丝杠；丝杠；13-调节手轮；调节手轮；14-给矿筒；给矿筒；15-支架支架图图3-13 底部磁系永磁磁力脱泥底部磁系永磁磁力脱泥槽的磁场强度分布槽的磁场强度分布矿物加工工艺学(磁选

33、部分课件2.顶顶部部磁磁系系磁磁力力脱脱泥泥槽槽图图3-14 CS型永磁脱泥槽结构简图型永磁脱泥槽结构简图1-磁体；磁体；2-磁导体；磁导体；3-排矿装置；排矿装置；4-给矿筒；给矿筒；5-空心筒；空心筒；6-槽体；槽体；7-返水盘返水盘图图3-15 顶部磁系永磁脱泥槽的磁场强顶部磁系永磁脱泥槽的磁场强度分布度分布矿物加工工艺学(磁选部分课件1.1.设备构造设备构造设备构造设备构造 1.倒置圆锥形槽体：钢板制作倒置圆锥形槽体：钢板制作 2.塔形磁系：铁氧体永磁块塔形磁系：铁氧体永磁块 3.给矿筒：上升水管和排矿装置给矿筒：上升水管和排矿装置2.2.磁场特性磁场特性磁场特性磁场特性 轴向上弱下强

34、，沿径向外弱中强，等轴向上弱下强，沿径向外弱中强，等H线，大致和塔形磁系表面平行。线，大致和塔形磁系表面平行。3.3.分选原理分选原理分选原理分选原理 磁性矿粒：磁性矿粒： 磁性磁性+重力重力 上升水流力上升水流力 非磁性矿粒：非磁性矿粒： 重力重力 Tc 常导态；常导态； THc 常导态；常导态； HIc 常导态；常导态； IIc 超导态超导态矿物加工工艺学(磁选部分课件5.4.2 5.4.2 超导材料超导材料超导材料超导材料1.超导元素有几十种，超导化合物和合金几千种超导元素有几十种，超导化合物和合金几千种对强磁场超导材料的基本要求对强磁场超导材料的基本要求高的超导转变温度；高的超导转变温

35、度；高的临界磁场；高的临界磁场；高的临界电流密度（高的临界电流密度（1104A/cm2）；）；超导临界特性稳定性好，制作工艺简单，成本低。超导临界特性稳定性好，制作工艺简单，成本低。矿物加工工艺学(磁选部分课件2.分类分类（1 1）超导合金：）超导合金：）超导合金：）超导合金：二元合金：二元合金：Nb-Ti 104A/cm2 (Nb-Zr最先发展最先发展) 10T的磁场，临界的磁场，临界H高，稳定高，稳定性好，成本低。性好，成本低。（2 2）三元合金：（）三元合金：（）三元合金：（）三元合金：（Nb-40Zr-Ti）(Nb-Ti-Ta) 临界电流高，临界磁场高。临界电流高，临界磁场高。（3 3

36、）超导化合物：）超导化合物：）超导化合物：）超导化合物：性硬电脆，加工困难，价格昂贵。性硬电脆，加工困难，价格昂贵。 Nb3Sn 铌三锡铌三锡 V3Ga钒三镓钒三镓 （15）106 A/cm2；3.加工方法加工方法在基带（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；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。如粉末芯线的烧结法，多腔线电缆热扩散法。工作状态：工作状态：工作状态：工作状态：很

37、底温度，一般在很底温度，一般在4.2K；低磁获得：低磁获得：低磁获得：低磁获得：液化气体液化气体 获得获得-192 液化氢气液化氢气 获得获得-253 液化氮气液化氮气 获得获得-269矿物加工工艺学(磁选部分课件5.4.3 5.4.3 超导磁选机超导磁选机超导磁选机超导磁选机MK-MK-型超导磁选机型超导磁选机型超导磁选机型超导磁选机图图10-12 MK-1型超导磁选机外形型超导磁选机外形1-磁体；磁体；2-超导线圈；超导线圈；3-内容；内容；4-外管外管磁性产品磁性产品非磁性产品非磁性产品矿浆入口矿浆入口图图10-13 四极头超导磁选机示意图四极头超导磁选机示意图（a）四极头线圈简要几何图

38、形）四极头线圈简要几何图形（b）横断面图）横断面图矿物加工工艺学(磁选部分课件1.设备结构设备结构 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；两个线圈的缝隙中以散射状被迫挤出；H=33.5T，grandH=80T/cm，Nb-Ti合金合金绕在铜质基体上。绕在铜质基体上。 致冷：降温到致冷：降温到60K，第一阶段，第一阶段 60K 15K，第二阶段，第二阶段 60K 15K，第二阶段，第二阶段 分选管道：干式；湿式。分选管道：干式；湿式。2.分选过程分选过程 横向二

39、次环绕（二次循环，矿浆流）横向二次环绕（二次循环，矿浆流）3.设备特点设备特点 H高，可达高，可达3T（大小可不固）；（大小可不固）； 能耗小，能耗为常规磁选机的能耗小，能耗为常规磁选机的1/31/10； 液氨消耗液氨消耗1； 处理物料粒度无固定：矿浆浓度高：处理物料粒度无固定：矿浆浓度高：3035%，处理量大（，处理量大（Hmax=100T/h） 体积小，重量仅为体积小，重量仅为0.71.0t； 可干选或湿选，可做预选、粗选和精选设备。可干选或湿选，可做预选、粗选和精选设备。矿物加工工艺学(磁选部分课件螺螺旋旋管管堆堆超超导导磁磁选选机机矿物加工工艺学(磁选部分课件5.4.3 5.4.3 磁

40、测量、磁分析和场的理论研究方法简介磁测量、磁分析和场的理论研究方法简介磁测量、磁分析和场的理论研究方法简介磁测量、磁分析和场的理论研究方法简介测磁性：测磁性：多用磁力分析器多用磁力分析器, ,或用电线管测试或用电线管测试( (古法古法) )；测磁含量：测磁含量：磁选管磁选管, ,磁力分析仪磁力分析仪( (干式湿式都可以干式湿式都可以) )；测磁强：测磁强：高斯计或磁通计；高斯计或磁通计；理论研究方法：理论研究方法： 试验法：等效磁阻法；试验法：等效磁阻法； 解析法：分离变量法；解析法：分离变量法； 复变函数法；复变函数法； 变换法；变换法； 数值解法：有限差分法数值解法：有限差分法: :把磁场

41、连续场或问题变成离散系数的问题来解；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；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；矩阵法； 模拟电荷法。模拟电荷法。矿物加工工艺学(磁选部分课件 5.5 磁流体分选磁流体分选5.5.1 磁流体：是一种液态的磁性材料磁流体：是一种液态的磁性材料,是既有磁性是既有磁性,又具有液体流动性又具有液体流动性的液态分散液的液态分散液.图图11-4 CLJ-300型磁流体静力分选机示意图型磁流体静力分选机示意图1-分选槽；分选槽；2-磁极；磁极；3-线圈；线圈；4-排料装置；排料装置；5-

42、产品收集槽产品收集槽矿物加工工艺学(磁选部分课件5.5.25.5.2 磁流体分磁流体分磁流体分磁流体分选选5.5.2.1 磁流体的制备磁流体的制备方法方法方法方法 具体操作具体操作具体操作具体操作粉碎法粉碎法 将磁将磁铁矿在含有油酸的有机相中在含有油酸的有机相中长时间的粉碎的粉碎水溶液中吸附水溶液中吸附- -有机有机 在湿式在湿式铁磁体的水溶液中磁体的水溶液中, ,用油酸离子吸附用油酸离子吸附解胶法解胶法 在在Fe2+Fe2+、Fe3+Fe3+共存溶液中加入碱后，再加到共存溶液中加入碱后，再加到 含有油酸的加含有油酸的加热煤油中煤油中（1 1）常用的分散媒有：）常用的分散媒有：）常用的分散媒有

43、：）常用的分散媒有：水、水、饱和和胫、酯、环脂、聚苯基、乙脂、聚苯基、乙醚、氟、氟化碳等。化碳等。（2 2）分）分）分）分选对选对介介介介质质的要求：的要求：的要求：的要求：磁磁化系数大、密度大、粘度小、无毒、无化系数大、密度大、粘度小、无毒、无刺激性气刺激性气体、无异味体、无异味、无色透明、价格低、来源广。、无色透明、价格低、来源广。5.5.2.2 磁流体磁流体动力分力分选 在磁在磁场（均匀或不均匀磁（均匀或不均匀磁场）与）与电场的的联合作用下，以合作用下，以强强电解解质溶液溶液为分分选介介质，根据，根据矿物之物之间的密度，比磁化系数及的密度，比磁化系数及导电率的差异率的差异而使之不同而使之

44、不同矿物分离的一种物分离的一种选矿方法。方法。矿物加工工艺学(磁选部分课件 优点：分点：分选介介质为导电的的电解解质来源广，价格低、粘度低、分来源广，价格低、粘度低、分选设备简单、处理量大（理量大（100-600t/n100-600t/n）(0.526mm)(0.526mm)。 缺点：分缺点：分选介介质的的视在密度在密度较小，分小，分选精度低。精度低。 5.2.3 5.2.3 磁流体静力分磁流体静力分选及基本原理及基本原理1.1.定定定定义义及特点及特点及特点及特点 在不均匀磁在不均匀磁场中，以中，以铁磁性的胶粒磁性的胶粒悬浮液或浮液或顺磁性液体磁性液体为分分选介介质，根据根据矿物之物之间的密

45、度和比磁化系数的差异，而使不同的的密度和比磁化系数的差异，而使不同的矿物分离的一种物分离的一种选矿方法。方法。 优点：分点：分选介介质的的视视在在密度高，介密度高，介质粘度比粘度比较小，分小，分选精度高。精度高。 缺点：缺点：设备较复复杂，介，介质价格高，回收价格高，回收较困困难，处理量理量较小。小。2.2.基本原理基本原理基本原理基本原理矿粒在垂直方向的受力和运粒在垂直方向的受力和运动情况，情况，对稳定在定在haha点的点的矿粒，粒，这时受力：重力，方向向下。受力：重力，方向向下。矿物加工工艺学(磁选部分课件图图11-1 矿粒沿垂直方向的受力分析矿粒沿垂直方向的受力分析图图11-2 矿粒沿水

46、平方向的受力分析矿粒沿水平方向的受力分析矿物加工工艺学(磁选部分课件因为这时平衡，则有：因为这时平衡，则有： 化简得：化简得：介质浮力介质浮力，方向向上；磁力，方向向上；磁力磁浮力磁浮力+ + + 对一定的矿物和介质，左项为常数，令对一定的矿物和介质，左项为常数，令）对于）对于）对于）对于的的矿粒，在粒，在该点点悬浮；浮；的的矿粒，将从粒，将从该点点继续下沉；下沉；）对于于的的矿粒，上浮在粒，上浮在该点之上。点之上。方向向下；方向向下；方向向上；方向向上；= =矿物加工工艺学(磁选部分课件3.磁磁流流体体静静力力分分选选机机矿物加工工艺学(磁选部分课件 在水平方向受力情况在水平方向受力情况 在

47、锲形磁极分选机上，受到指向磁极面的力；在锲形磁极分选机上，受到指向磁极面的力； 在双曲线磁极分选机中，受到指向中心线的力；在双曲线磁极分选机中，受到指向中心线的力； 矿粒在矿粒在y方向，受力中心线向外侧的力，对分选不利。方向，受力中心线向外侧的力，对分选不利。4. 4. 4. 4. 应用应用应用应用 金刚石、钨矿石、锆矿石、金矿石、铁矿石、锰矿石的精选等，铁、金刚石、钨矿石、锆矿石、金矿石、铁矿石、锰矿石的精选等，铁、钨、矿石、淘汰产品检查等。钨、矿石、淘汰产品检查等。 例例1. 招远某金矿介绍招远某金矿介绍 1.采用流程采用流程 跳汰粗金矿跳汰粗金矿 磁流体静磁流体静 力分选机力分选机 磁性

48、部分磁性部分 （金精矿金精矿） 尾矿尾矿 中矿中矿 毛矿毛矿（送冶炼）（送冶炼）摇摇 床床矿物加工工艺学(磁选部分课件矿物加工工艺学(磁选部分课件介介质MnCl2MnCl2溶液溶液矿物物 含金量（含金量（g/Tg/T） 产率率 回收率回收率原原矿 196.43 100 100196.43 100 100精精矿 7250 1.37 50.567250 1.37 50.56中中矿 135.6 65.4 40.10135.6 65.4 40.10尾尾矿 25.6 33.23 4.3425.6 33.23 4.34总和和 100 100100 100介介质油基磁流体油基磁流体矿物物 含金量（含金量（g

49、/Tg/T） 产率率 回收率回收率原原矿 209.85 100 100209.85 100 100精精矿 110400 0.09 47.35110400 0.09 47.35中中矿 289 19.61 26.53289 19.61 26.53尾尾矿 68.27 80.30 26.1268.27 80.30 26.12总和和 100 100100 100例例2.2.德德兴铜矿磨机沉砂和分磨机沉砂和分级机底砂金的回收机底砂金的回收实验结果果矿物加工工艺学(磁选部分课件 5.6 磁种分磁种分选法法1.定定义 在适当的条件下，用在适当的条件下，用PH调整整剂，分散，分散剂、活化、活化剂等等对矿物物进行

50、行调整，整，然后添加磁性种子，使之通然后添加磁性种子，使之通过物理或化学物理或化学过程，而程，而选择性地吸附性地吸附在在目的目的矿物或脉石物或脉石矿物上，从而提高目的物上，从而提高目的矿物或脉石物或脉石矿物的磁性，使之适用于物的磁性，使之适用于较弱的磁弱的磁场给予分予分选。2.磁种的分磁种的分类（三（三类） 第一第一类：直接采用磁：直接采用磁铁矿、钛磁磁铁矿、硅、硅铁铁屑等。屑等。 第二第二类：磁性：磁性铁氧体粒子氧体粒子(Mo)nFe2O3稳定定悬浮液；浮液； 第三第三类：溶：溶剂（先用（先用FeCl3处理再加大量油分散媒到溶理再加大量油分散媒到溶剂）选辉铜矿，用硫酸，用硫酸处理理闪锌矿，再

51、用上清，再用上清处理造出磁性理造出磁性闪锌矿3.磁种与磁种与矿物的作用原理物的作用原理 (1)(1)(1)(1)凝聚原理凝聚原理凝聚原理凝聚原理 使用与目的使用与目的矿物具有相近等物具有相近等电点的磁种，通点的磁种，通过分散控制分散控制矿浆的的PH值在在矿种和磁种的等种和磁种的等电点点间，以使磁种和目的，以使磁种和目的矿物自物自发地共凝聚。地共凝聚。矿物加工工艺学(磁选部分课件(2)(2)(2)(2)团聚及蔬水原理团聚及蔬水原理团聚及蔬水原理团聚及蔬水原理 适当地选择磁流体的液体介质，用类似于浮选中的适当地选择磁流体的液体介质，用类似于浮选中的 捕收剂来调整矿物的捕收剂来调整矿物的表面，使其蔬

52、水，而能被磁流体湿润，使之具有磁性，而可用磁选分离。表面，使其蔬水，而能被磁流体湿润，使之具有磁性，而可用磁选分离。(3)(3)(3)(3)其它其它其它其它( ( ( (略略略略) ) ) )4.4.应用应用( (略略) )5.5.酸碱处理磁化法酸碱处理磁化法利用酸碱反应等化学作用使目的矿物获得磁性。利用酸碱反应等化学作用使目的矿物获得磁性。 a.如黄铁矿在氢氧化钠水溶液中加热处理其表面具有较高磁化率的氧化如黄铁矿在氢氧化钠水溶液中加热处理其表面具有较高磁化率的氧化铁层；铁层； b.如用于羰基铁选择性地分解，沉积在煤中的黄铁矿和灰份上，使之具如用于羰基铁选择性地分解，沉积在煤中的黄铁矿和灰份上，使之具有磁性而能磁选处理。有磁性而能磁选处理。 对砂金回收对砂金回收 采用羰基铁在采用羰基铁在100-150100-150度温度下分解度温度下分解 选择性沉淀在脉石表面，而使之具有磁性，从而可用中性沉淀在脉石表面，而使之具有磁性，从而可用中强强甚至低磁甚至低磁场磁磁选机用于机用于选别。矿物加工工艺学(磁选部分课件矿物加工工艺学(磁选部分课件