4强磁场磁选设备.t

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1、4 强磁场磁选设备4.1强磁场磁选设备的磁系4.1.1强磁场磁选设备的磁系类型强磁场磁选设备的磁系类型现在对于强磁性矿物的磁性和磁场的相互作用已有较完整的理论。磁铁矿在弱磁场磁选机中选别，可获得较稳定的高品位的铁精矿。但是由于弱磁性矿物的磁性要比强磁性矿物的磁性小13个数量级，它们的强度与磁化它们的磁化强度成正比，其磁化系数是一个常数 ，目前的条件下达不到饱和值，选矿的难度也较大。由于矿产资源的现状决定对于细粒弱磁性矿物的分选工艺，理论探讨受到了很大的重视，研究工作者也进行了大量的工作，有些工作已初见成效。分选磁场的理论研究主要是研究分选磁场的特性，如，磁场强度，磁场梯度的大小、方向、分布，分

2、选磁力的强弱，磁力的作用距离以及磁极的几何形状，包括处理能力等。对于最佳磁场强度、磁场力以及磁极的合理参数等之间的关系，有了新的认识，如磁介质周围的捕获区（强磁力区）和非捕获区（弱磁力区）等，为选择磁介质的形状、尺寸以及磁介质的空间配置提供了一定的理论依据。 为了有效地分选弱磁性矿物，常常需要采用很强的磁场强度，如H1000020000Gs和大的磁场力HgradH（200900）10的5次方Oe的平方每厘米，比选强磁性矿物的弱磁场磁选机高12个数量级。不同的矿物湿式磁选需要的磁场度值，如表41所示。 表41 矿物湿式磁选需要的磁场强度 用于分选弱磁性矿物的磁选机，虽然主要的发展在20世纪60年

3、代和70年代中，但是到80年代传统的磁分离技术（即以无料磁性差异为基础）仍保持着发展的趋势，其主要表现在：磁分离技术应用不断扩大，他不仅用于分选量少的稀贵的有色和稀有金属，以及大量的廉价的弱磁性铁、锰、铬的氧化矿石也越来越多的采用以强磁为主的联合流程或单一的二段磁选流程，而且日益迅速的扩大到非金属高岭土、石英、长石、蓝晶石、磷灰石、铝土矿。霞石等的联合工艺中除去无料中的含铁杂质。实验证明强磁分离技术和高梯度分离技术能有效的选出磁性很弱的含铁硫化物：如有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和铁闪锌矿等。在硫化矿物的分离中也得到应用。 为了产生很高的磁场强度和磁场力，目前所有的强磁选机都毫无例外的采用闭合磁系，

4、有的在两原磁极之间，放置些导磁系数大的感应介质。在这种磁系中，空气隙小、磁力线通过空气的路程短，磁路中的磁阻小、漏磁损失也较小，因而在分选空间能获得较大的磁场强度和磁场力。图41为几种常见的闭合型磁系示意图。闭合磁系的磁路中的磁阻小，他的磁通通过空气隙中的磁路短，大部分通过两级间的感应铁磁介质闭合。在两磁极对之间常放置些具有特殊形状的磁介质，如有带齿的圆盘和圆辊，带齿的平板、圆球、细丝以及各种形状的格网等。这些磁介质在磁极对之间磁化，聚集磁通，因而磁路中的磁阻小。磁场梯度和磁场强度大、漏磁小、磁源利用较为充分，导致工作空间的磁场力和分选面积最大，适合制造分选弱磁性矿物的磁选设备。近年来闭合磁系

5、也开始用于弱磁场磁选机上。综上所述，减弱磁性矿石磁选机的磁系，按其工作原理可以分为两类。第一类：在两原磁极之间，放置一个具有一定形状整体的聚磁介质，如转盘、转辊等。这种磁场的空间形成的聚焦磁路是单层的。如图41中的（a）(b)所示。 第二类：在两原磁极之间，放置有多个具有一定形状的感应磁介质，如齿板、钢球、编织网以及钢毛等。它们构成多层或多渠道的磁路，这些不同形状的聚磁介质能增大磁场梯度和磁场强度，在选别空间中具有多个分选面，生产能力较大，如图41中的(c)(d)(e)(f0所示。 以上两类磁系的磁场特性由于聚磁介质的不同而有不同的表现形式。在此不做解释了。将结合各种强磁场磁选设备的具体情况说

6、明不同磁系的磁场特性。 4.1.2 强磁场磁选设备的磁路结构 强磁场磁选机必须具有一个的磁场强度和磁场梯度，为了满足这一要求，必定选择一个合理的磁路型式。目前国内为使用的强磁选机的磁路型式如41所示。前两种类型，常用于干式强磁选机中，后四种类型均用于湿式强磁选机种。 磁选机磁系产生的磁通包括有工作间隙中的有效磁通和漏磁通两种，在磁选机的磁路中希望漏磁通愈小愈好。 漏磁的大小与磁路中绕组的位置，工作间隙的大小有关。绕组一般越接近工作间隙、磁势的利用越好、漏磁就越小。以图42绕组在磁路中的不同的相同位置为例，第一类型漏磁较多，第三类型漏磁较多，它的漏磁约为第一类的三分之一，第二类的漏磁介于第一和第

7、三之间，漏磁系数K一般为1.33.0（漏磁系数是总磁通和有效磁通的比值）。 另外，磁路中绕组放置在离工作间隙最近的位置，但是磁路结构形式不同于漏磁大小亦不相同，江西某研究所有不同磁路做了比较，结果列于表42中。 表42 三种常用磁选机的磁路磁场测定 实验证明，尽管三种磁路绕组都放置在磁极的头处，但是方框磁系和日字形磁系的磁路较长，磁路的几何形状不利于磁力线通过，因而漏磁大，磁场强度不以提高。环状磁路相当于电机的磁路，铁心截面积锰充分利用，漏磁较小，因此磁场强度较高。由此可知为保证形成足够的磁场强度和梯度、合理利用磁源，应尽量缩短磁路，减少漏磁。 传统的常规磁路，无论哪种类型，原则上石采用图43

8、（a0的结果。分选空间的磁能绝大部分是磁极提供。由于磁路有磁阻，磁能传透到分选空间时，磁动势必有部分损失在客服磁路上的磁阻，同时构成磁路的铁心会使设备结构笨重，所有对于合理利用磁能，减少磁路的重量和漏磁，就成为强磁选机进一步发展的方向之一。目前新型的磁路是直接利用线圈内腔作分选空间。如图43（b）所示，轭轨包在线圈的外面。即使外包铁壳磁轭的螺线管，这就大大的提供了磁能的效益，当用同样的安匝数，同样的工作条件，新磁路达到的磁场强度比老磁路大的多，从图44看出，当安匝数位5010的4次时，传统磁路磁场强度仅10的4次Oe已饱和新磁路磁场强度可达210的4次Oe。 目前国内为实验研究和工业应用的磁选

9、机磁源有永磁和电磁两种，电磁用的较多，传统（常规）磁路的磁选机类型很多，但是常常有磁场强度满足不了要求，也不能分选细粒（200目）的颗粒，采用形型Sala型高梯度磁选机，能补偿前类设备的不足。 按磁选机的介质可分成为干式和湿式两种。为了提高磁选机分选效果，一般必须符合下列基本要求： 形成强大的磁场强度和梯度; 使物料在磁场中有足够的停留时间； 需要有较大的分选面积以保证磁性颗粒能被收集； 保证矿浆流畅和清洗精矿杂质的能力。 4.2 干式强磁场磁选设备干式强磁场磁选设备 这类强磁选机是最早的工业性强磁选机，迄今干式圆盘磁选机和感应辊式磁选机仍然广泛应用于分选黑钨矿、锰矿、海滨砂矿、锡矿，玻璃砂矿

10、和磷酸锰矿等，并取得较好较稳定的指标。 4.2.1干式圆盘式强磁选机干式圆盘式强磁选机4.2.1.1这类简介这类简介目前生产实践中应用的干式圆盘强磁选机有单盘（900mm），双盘（576mm）和三盘（600mm）等三种。这三种磁选机的结构和分选原理基本相同。其中576mm的双盘磁选机成为系列产品，应用较多。576mm干式双盘强磁选机的结构如图45所示，磁选机的主体部分是由“山”字型磁系7，悬吊在磁系上方的旋转圆盘6，振动给矿槽5（或给矿皮带）组成， “山”字型磁系和旋转圆盘组成闭合磁路，旋转圆盘像个翻扣 周边带有13 个 尖齿的碟子，其直径较振动槽宽大约为一半，圆盘用电机通过蜗杆蜗轮减速传动用

11、手轮调节圆盘垂直升降器极距（调节范围为020mm），为了防止强磁性物料堵塞，在给料斗1的排料滚内装个弱磁选辊，预选给料中的强磁性矿物。圆盘磁选机的技术特性如表43所示。 4.2.1.1工作原理和分选过程如图45所示，原料由给料斗1均匀给到料圆筒2上，强磁性矿物被滚筒表面吸收，岁滚筒旋转至场强弱处，落入强磁性矿物接料斗3中，未被吸收的部分进入筛料槽4，筛上部分（少量）堆积，筛下部分均匀进入振动槽5，由振动槽输送入圆盘下面的工作室空间，弱磁选矿物受强磁力的吸引到圆盘周边的齿尖上，并随圆盘转到振动槽外磁场场强低处，在重力和离心力的作用下落入振动槽两侧的磁性产品斗中，非磁性矿物由振动槽的尾端排出进入尾

12、矿斗中。 表43 圆盘强磁选机技术性能表 多盘强磁选机的优点是在一次作业中能获得磁性质量不相同的几种产品如图46（a）所示，一个圆盘一次作业中能获得磁性不相同的两个产品，两个圆盘则可获得不同质量的四个磁性产品如果采用分区接矿法 可在一次作业中，发出多种不同质量的产品。如图46（b）所示，最先排出的磁性较弱的中矿，称作出口砂，其次排出的是磁性较好的精矿（精砂）最后需用刷子刷下的含铁较高的铁砂。表44为我国某矿分区接矿个产品的质量。从表看出，分区接矿各产品的质量从表看出，分区接矿一次可获得含(Wo) =70 %75%, 含(Sn) =0.2%的一级品钨精矿，若混合接矿，只能获得含(Wo) =65

13、%70%,含(Sn) =0.6%的产品，需要再精选才获得到一级品，因此分区选矿能减轻循环选矿的劳动强度和提高工作效率。表44某矿分区接矿产品质量表 4.2.1.3 操作因素操作因素影响指标的重要因素是给矿层厚度（给矿量），磁场强度和工作间隙，以及给矿速度等。 A 给料层的厚度 它同被处理的原料的粒度和磁性颗粒含量有关，处理粗颗粒物料一般给料层比细粒厚些，处理粗粒极矿时给矿层厚度为最大颗粒的1.5倍左右。处理中粒级可达 最大颗粒的4倍左右。而对细粒级物料时可达10颗粒的厚度。 原料中磁性物料含量不高时，给矿层应薄些，如果过厚则处在最下层的磁性颗粒受到上层物料的压力，磁性吸不起来而应起回收率下降。

14、磁性颗粒含量高时，给矿层可厚些。B 磁场强度和工作间、磁选高低和作业要求有密切关系，当工作间隙一定时，两磁极间的磁场强度决定于线圈的安匝数，匝数是不可能调节的，只能用改变激磁电流的大小来调节磁场强度。 C 给矿速度 给矿速度是依振动槽（或皮带）的速度来确定的。它的快慢决定矿粒在磁场中停留的时间和所受的机械力，速度愈大，矿粒在磁场中停留的时间愈短，矿粒受到的机械力以重力和惯性力为主，重力是个常数，惯性力与速度的平方成正比，弱磁性矿粒在磁场中受到的磁力超过重力不多，因此，速度超过某限度，由于惯性力增大，吸附的磁力就会不足，引起回收率降低。所以，选别弱磁性矿物时宜采用低于强磁性矿物的给矿速度。 一般

15、在精选时，原料中单体颗粒较多，磁性又较强，给矿速度可增大点；扫选时，原料中含连身体较多，磁性又较弱些，为提高回收率给矿速度宜低些；处理细颗粒时，为了有利于矿粒的松散，振动槽的频率应高、振幅小些；处理粗粒时则相反。 适宜的操作条件应根据矿石性质和对分选质量的要求通过实验来确定。 在处理稀有金属矿石时，原料应保持干燥窄级别给矿，有利于指标的提高，若采用宽级别给矿，因其大小颗粒受到的磁力相差较大，同时也增大选别条件（如电流、极据等）的选择困难。经验证明，原料筛分级别愈多，指标就愈好，我国某些精选厂，将原料筛分成2（3）0.83（20目）mm0.830.2（65目）mm和0.20mm三级分别处理，比未

16、分级处理的指标提高了10%。原料中的水分能使矿粒互相粘着，颗粒愈细，粘着的程度愈严重，所以各级原料允许的水分是不相同的。一般3mm的原料允许水分不超过1%，颗粒愈细，要求愈严格。4.2.2 干式感应辊式强磁选机干式感应辊式强磁选机 干式感应辊式强磁选机，这是一种使用最早、用于处理粗颗粒矿物的强磁选机，其构造如图47所示。磁系包括电磁铁1、固定磁极头2、可动磁极头3。为了排矿方便，可动磁极头制成50105的倾角，在两磁极间装有一个可旋转的感应辊4，感应辊的表面制成齿槽形或用铜环和铁塔交替嵌布如图48所示。 磁选机磁场强度为1200014000 Oe（9600001120000 A/m）。适用处理

17、36mm的弱磁性矿粒。辊子的直径为100150 mm,辊子的长度为5001500 mm. 我国20世纪70年代研制的801型电磁双辊感应辊式强磁选机，用于铁、锰矿石的预选（主要用于粗粒，最大给矿粒度20 mm）,选别精矿品味取得较好的效果。该机构造如图49所示，全机由电磁系统、选别系统和传动系统三部分组成。4.2.2.1 电磁系统电磁系统 如图49所示，电磁系统是设备的主要部分，它由激磁线圈11（有八个线圈）、铁心13、磁极头9和感应辊6组成“口”形闭合磁路。磁极头与感应辊间的间隙为分选区，绕组采用双玻璃丝包扁铜线，达到B级绝缘，线包允许温度为130，铁心和磁极头均由工程纯铁制成。 4.2.2

18、.2 选别系统选别系统 选别系统包括给矿、选别和接矿三部分。配置四台自制DZL1A型电磁振动给矿器，以达到均匀给矿、稳定而又便于调整的目的。全机两个感应辊，它是直接分选矿物的部件，感应辊的两端各有一套双列向心球面滚子轴承支撑。为了弥补强磁场吸引造成过大的弯曲变形，在辊子中部设置中间滑动轴承。为尽可能减少涡流损失，辊体用29片纯铁片叠加而成，其齿槽直径自辊两端的中间逐步递增，以保证各辊齿磁力分布均匀。接矿斗和分矿板组成，分矿板可调节高低和不同的角度，以适应不同分选角度与高度的需要。4.2.2.3传动系统传动系统 由两台JO2616三相异步电机通过三角皮带各驱动一台PM400三级圆柱齿轮减速机传左

19、、右感应辊，在减速机与感应辊之间由十字滑块联轴器联机。机架由型钢焊接而成。该机技术特性如表46所示。 表46 80型感应辊式强磁选机技术特性 4.2.2.4分选过程分选过程 矿石由电磁振动给矿器均匀地给在感应辊上，非磁性矿物在重力作用下直接落入尾矿斗中。磁性矿物受磁力作用被感应辊齿尖吸引，随着感应辊旋转，转至磁场强度减弱处，在机械力（主要是重力和离心力）作用下，磁性矿物离开感应辊落入精矿斗。根据矿石的性质和粒度的大小，通过调整磁场强度，感应辊转数以及挡板位置来达到较好的指标。4.2.2.5干式对辊永磁强磁选机干式对辊永磁强磁选机 我国制造的干式对辊永磁强磁选机，在某锡矿进行工业试验和应用，效果

20、良好。 机体构造如图410所示。主要由装有锶铁氧体永磁材料的两个对应装置的园辊组成闭合磁路。磁极极性相间，中间磁极宽200mm，两端的磁极宽100mm，两辊间的间隙，通过两辊间的磁性调节器5来调节。该机的磁场强度随极据增大而减小，当极据为3mm时，在200mm宽的磁极面上，磁场强度可达2080 kA/m（26000 Oe）。平均场强为1976 kA/m（24700 Oe）。 给矿辊10，是一个弱磁场磁选机，辊面场强为80 kA/m（1000 Oe），用于预选除去原料中的强磁性颗粒。感应卸矿辊3、4，用来排卸精矿，一般由工程纯铁制成，表面制成梭形凸起多齿形状。 分选过程 矿物由给辊10先选出强磁

21、性矿物，通过溜槽9和漏斗8把矿石均匀送到两辊中间的高磁场区。非磁性矿物不受磁力作用，在重力作用下直接落入尾矿槽中。磁性矿物因受磁力作用，被磁辊表面吸附，并随磁辊旋转，由于磁场逐渐减弱，矿物因磁性大小的不同，分别落入中矿、精矿槽内。磁性最弱的最先离开辊面，落入中矿斗中，磁性稍强者，落入中矿斗中，磁性最强的矿粒需借感应卸矿辊3、4排入精矿斗中。改变分矿挡板6的位置，可控制上述各产品的指标。 这种强磁选机用于含两种以上的弱磁性矿物，如海滨砂矿钨、锡、鋯、钍、磷、钇等矿物，效果较好。选别的回收率一般比双盘强磁选机高5，处理能力增大35倍，还有结构简单、使用方便吧需要电源等优点。该机技术特性如表47所示

22、。 4.3 湿式强磁场磁选设备湿式强磁场磁选设备 湿式强磁选机的类型很多，特别是20世纪60年代以来，为了解决细粒弱磁性矿物分选或除杂等问题，湿式强磁选机成了人国内外磁选领域中的重要研究课题，有的已初见成效，但是到目前为止，还没有得到十分满意的结果。在种类繁多的湿式磁选机中，常用的有琼斯式、仿琼斯和环式等强磁选机。20世纪70年代后期研制的高梯度磁选机，对微细低品位弱磁性矿物分离、非金属矿物的提纯又有新的突破、而且应用范围已超出了选矿领域，高梯度技术得到广泛的应用和重视。琼斯强磁选机 琼斯（Jones）型湿式强磁选机研制于20世纪50年代后期，最初是间断排矿的小型试验设备。60年代连续排矿转盘

23、式琼斯磁选机在美国获得专利。继之研制了一系列工业型琼斯磁选机。在此基础上联邦德国洪堡工厂制成了工业上应用的大型DP317(转盘直径为3170mm)琼斯强磁选机，该机每小时可处理100120t原矿石。目前有十种不同规格的琼斯强磁选机，分别在联邦德国、巴西、芬兰、加拿大、美国、瑞典、墨西哥等13个国家投入使用。国内于19751979年间，在琼斯机的结构基础上，进行某些改进，研制了SHP1000、SHP2000、SHP3200型等多种规格的双盘强磁选机，已在国内许多铁矿选矿中获得了成功的应用。4.3.1.1 设备构造 琼斯磁选机种类繁多，但结构基本相同。DP317型强磁选机结构如图411所示。它有一

24、个钢制门形框架，在框架上装有两个横放的U形磁轭，在磁轭的水平位置上装有四组激磁线圈，线圈采用铜线绕制，外部有密封的保护壳，用风机进行空气冷却（有的采用油冷）。垂直中心轴上装有两个分选圆盘，圆盘周边上有27个分选室，室内装有不锈导磁材料制成的齿形聚磁极板，极板间距一般在13mm。两个U形磁轭和两个圆转盘之间构成闭合磁路，与一般具有内外磁极头磁选机相比，减少了一道空气间隙，即减少了空气的磁阻，以利于提高磁场强度。分选室内放置了齿板聚磁介质，齿板的齿角为110，齿尖对齿尖排列如图412所示。8R型齿板是每英寸长度上有8个槽，用于处理1.50.3mm的物料，最近又新增添了4R型和12R型两种齿板，极间

25、隙分别为6mm和0.7mm。分选间隙的最大磁场强度为6401600kAm(8002000 Oe)。分选圆盘（转盘）采用工业纯铁制成，为使运转平稳，无论哪种规格的转盘，齿板箱（即为分选室）均为奇数，每个分选室内，均装有两块单面齿板和数量不等的双面齿板。转盘和分选室由安装在顶部的电动机，通过蜗杆在U形磁极间转动。如图413所示。 4.3.1.2 分选过程分选过程 矿浆由磁场进口处的给矿点7（每个转盘有两个给矿点）给入分选室，随即进入磁场，并通过齿板的缝隙，非磁性矿物不受齿板吸引，落入尾矿槽。弱磁性矿物，则被吸附在高磁力的齿板尖周围，并随转盘旋转60，此处磁场力减低，又受到高压水冲洗，磁性较弱的夹杂

26、或连生体进入中矿槽。分选室转至120即转至两极间的中点位置，此处理论上的场强为零，吸附在齿板上的磁性颗粒，被高压水冲洗进入精矿槽中。根据需要咋精矿槽和尾矿槽之间，还可以接出多种不同磁性的中矿产品。设备上四个给矿点，可以各自独立进行分选，因此在单机上同时可进行不同试样不同流程的试验。4.3.1.3 影响因素影响因素 主要影响因素有给矿粒度、给矿中强磁性矿物的含量、磁场强度、中矿和精矿的冲洗水压、转盘的转速以及给矿浓度等。为了保证设备正常运转，减少堵塞，必须严格控制给矿粒度的上限和给矿中强磁性矿物的含量，给矿粒度上限为齿板上限的1213。为此琼斯给矿机给矿前必须控制筛分，筛去大块颗粒和木屑杂物。弱

27、给矿中强度磁性矿粒含量大于35，必须用弱磁选机预先除去。磁场强度可根据入选矿物的性质和粒度大小进行调节。精矿冲洗水和中矿清洗水的压力和耗量在生产过程中是可以调节的。精矿冲洗水主要要保证有一定的压力，大，中矿量增加大，磁性产品回收率下降、品位提高，中矿冲洗水量过大，中矿浓度必然降低，增加中矿再处理得困难。反之，则清洗效果不显著。通常中矿、精矿冲洗水压必须通过试验来确定。洪堡琼斯型强磁选机的主要特性如图48所示 表48 洪堡琼斯型强磁选机主要技术特性2DP=双盘 P=单盘4.3.1.4应用和选别指标应用和选别指标 琼斯型湿式强磁选机主要用于选别细粒嵌布的赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿和菱矿等矿石，也可

28、用于处理稀有金属和非金属矿石的提纯。DP317型琼斯强磁选机用于分选巴西多西河赤铁矿，获得的指标为：原矿含铁w(Fe)=4853,粒度小于0.8mm（其中小于0.7mm的沾50），的占50%），给矿浓度56%，经一次选别得到含铁品位（Fe）=67%的铁精矿，回收率为95%。采用SHP1000型湿式强磁选机选别大宝山矿的褐铁矿尾泥时，原矿含铁品位（Fe）=37.65%，经一粗一扫流程，获得含铁品位（Fe）=50%55%的精矿，回收率达70%75%；采用SHP3200型强磁选机选别酒钢粉矿也获得了一定的效果。酒泉铁矿石的金属矿物以镜铁矿、褐铁矿和菱铁矿为主、尚有少量磁铁矿、黄铁矿等。该矿石粉矿经S

29、HP3200型强磁选机分选（一粗一扫流程）,获得指标如下：原矿含铁品位（Fe）=29.90%，精矿品位（Fe）=47.20%，尾矿品位（Fe）=14.18%，回收率为75.15%，处理量为4246t/h盘。 4315特点特点 琼斯型强磁选机的特点是：采用齿板“多层聚磁介质”，不仅提高磁场强度和磁场梯度，而且增大了分选面积，大大的提高了设备的处理能力。另外，由于磁系包角大，分选区长，齿板深，配合高压水清洗作用，选矿富矿比高，所以在回收率较高的情况下，可获得高品位甚至超纯度的铁精矿。磁系结构为四个分选点的矩形磁路，每个分选点只有一道很小的非工作气隙，减少磁路中的磁阻。但是该机对于小于0.03mm的

30、微细粒级的弱磁性矿石回收率很差。机体较为笨重，噪声大（高达100dB），赌塞现象并没有完全避免等缺点。 我国某些研究单位和制造厂家，为克服该机运行噪声，提高线圈的冷却效果，将线圈的风冷系统改变成油冷系统，试验结果可将噪声降低13%15%，同时油冷系统总装机的容量减少16.5kW(对SHP2000型而言)，节约电为14104 kW h/台，在经济效益提高的同时大大的改善了劳动条件。油冷装置的SHP型强磁选机的外形如图414所示。 4.3.2 SQC62770湿式强磁选机湿式强磁选机 SQC62770型湿式强磁选机是一种磁路结构新颖的强磁选机，它是由我国某些研究所研制成功的。以前该单位还研制了SQ

31、C41800型，SQC21100型和SQC2700型等不同规格的样机，现已成为定型系列产品。SQC62770型磁选机是一种性能和分选效果较好的湿式强磁选机。该机在某铁矿处理褐铁矿获得了满意的分选指标。构造构造 该机构造如图415所示。它主要由给矿装置，分选转环（平环）、磁系、精矿和中矿冲洗装置、接矿槽和传动机构组成。该机的特点是采用环式链状闭合磁路。其磁系由内、外同心环形磁轭及放射状铁心构成。如图416所示，形成了环式链状闭合磁系。主轴位于环状闭合磁路中心无磁力区。铁心高度为210mm、宽度为450mm，磁极头高度为160mm。激磁线圈由22mm15mm4mm方铜管绕置而成。每个外铁心线圈为3

32、3匝，内线圈为66匝、并紧靠 磁极头装置，用低电压高电流、水内冷散热。该磁系具有结构紧凑、磁路短、漏磁少，噪声低、磁场强度高、温升低等特点。该设备的分选环由环体槽和分选介质（齿板）组成。全环由非导磁隔板分成79个分选室（单数分选室是避免磁力共振和圆环抖动）。每个分选室内装有两块单面齿板和911块双面齿板，齿板之间用2.5 3 mm厚的非导磁钢片隔开，形成1012道分选间隙。 齿板的高度为125140mm，齿角100。110。采用齿尖对齿尖组装。全机共有6个给矿点，组成6个分选系统。该机技术性能如表49所示。 表表49 SQC62770湿式强磁选机技术性能湿式强磁选机技术性能4.3.2.2激磁性

33、能激磁性能 当齿板尖对尖组装，齿板间隙为3 mm时，位于磁极中间的分选室中的场强与激磁功率的相关数值列于表410中。该表说明随着场强的增加，单位功耗产生的磁场急剧减少，场强增至15900Oe(1272 KAm)时，磁路已趋近磁饱和。 表表410 SQC62770型磁选机的场强型磁选机的场强与激磁功率的关系与激磁功率的关系 SQC62770型磁选机的磁场梯度与 琼斯磁选机基本相同，因为两者磁介质和工作场强基本相同。 4.3.2.3 分选原理分选原理 带有分选室的分选环在两磁极之间慢速旋转，当分选室进入磁场后，齿板介质被磁化，磁性矿粒受磁力作用被磁板尖端吸引，并随分选环转动，当转到中矿清洗位置时，

34、夹在磁性颗粒间的脉石和矿泥被高压水冲下掉入中矿槽中，当分选室转到精矿冲洗位置时（相邻两磁极之间的磁中性点），被高压水水压35 kgf/cm2（294490kPa）冲入精矿槽内。非磁性矿粒在重力和矿浆流的作用下通过齿板缝隙排入尾矿槽中。分选环每转一周，反复经过6个分选过程。4.3.2.4操作和应用操作和应用 在物料性质基本稳定的情况下，操作时应保持磁场强度即激磁电流稳定；此外，保持激磁线圈冷却水压和流量稳定，以免线圈升温过高，在给料前的隔渣筛工作必须保持正常，精矿冲洗水的水压和流量亦必须正常，以免纤维杂质和大颗粒堵塞齿板缝隙。 该机分选某褐铁矿取得了较好的结果，当原矿含铁（Fe）=34.45%，

35、经一粗一扫流程处理，获得铁精矿含铁（Fe）=59.29%，回收率为（Fe）=70.57%（详见表411）。该机处理粒度的下限为20m。它不仅回收铁矿石取得了较好的效果，对钨细泥、高岭土除铁杂等方面试验也取得了良好的指标。 经验证明该机的电气性能良好、运转平稳可靠、选矿指标稳定。存在问题是分选介质齿板易生锈。 表411 SQC62770型强磁场机工艺条件和分选指标 4.3.3 CS1型电磁感应辊式强磁选机型电磁感应辊式强磁选机 CS1型电磁感应辊式强磁选机是我国与型电磁感应辊式强磁选机是我国与20世纪世纪70年代年代末研制的，是我国第一台大型双辊湿式强磁选机，目前已末研制的，是我国第一台大型双辊

36、湿式强磁选机，目前已成功的用于锰矿石的生产中，对处理低品位弱磁性锰矿石成功的用于锰矿石的生产中，对处理低品位弱磁性锰矿石获得较好的指标，对于其他中粒级的弱磁性赤铁矿，褐铁获得较好的指标，对于其他中粒级的弱磁性赤铁矿，褐铁矿，镜铁矿，菱铁矿以及钨锡分离也有着广泛的前景。矿，镜铁矿，菱铁矿以及钨锡分离也有着广泛的前景。 4.3.3.1设备结构设备结构 该机主要由给矿箱，电磁铁心，磁极头，分选辊，境况及尾矿箱等构成，如图417所示。 机体的主要部分是电磁铁心，磁极头和感应辊组成的磁系。两个电磁铁心和两个感应辊对成平行配置，四个磁极头连接在两个铁心的端部，组成矩形闭合回路。四个磁极头与感应辊之间构成四

37、道空气隙既是四个分选带，这种磁路的特点是无非工作间隙，磁阻小，磁能的利用率较高。该机的技术特性如表412所示。 表412 CS1型电磁感应辊式强磁选的技术特性 该机感应辊即为分选辊，由纯铁制成，沿其长度方向分为三带，中间有一个较短的非工作带，两边的齿形带为分选带，每个分选带有15个辊齿。辊子直径为375mm,有效长度为1452mm。磁极头端部与辊齿相对应的位置与齿数一样多的过浆槽如图48所示。环形分选区两端与分选辊圆心的连线所成的夹角称为“磁包角”。磁包角的大小对磁场强度和分选指标有较大的影响，原则上磁系包角范围内磁极头的弧形面积应小于铁心的横截面积。从图48看出， A6点是辊齿上与水平线成5

38、00角的一点，此点辊尖齿上场强最高。该点场强与激磁电流的关系由图419和表413示出。当电流低于70A时，场强随电流的增加上升较快；超过70A时，场强随电流的增加上升较慢，当电流达到110A后，磁路开始趋近饱和。 表413 A6点平均磁场强度/kA/m 图42是沿辊轴长的磁场强度分布图。靠近辊中点辊齿上的场强较高，两端辊齿上的磁场强度较低，但两者场强值差别不大，基本是均匀的。而A6点（齿辊尖部）和C6点（矿浆槽底部）的场强值差别很大，因此形成较大的磁场梯度，估计平均磁场梯度约为64000kA/m2.因此对磁性较弱的，粒度较粗的氧化锰矿石有较好的选别效果。 4.3.3.1分别过程分别过程 原矿进

39、入给矿箱，由给料辊将其从箱侧壁桃形孔引出，沿溜板和波形板给入感应辊和磁极头之间的分选间隙，磁性颗粒在磁力作用下被吸到感应辊齿上，并随感应辊旋转，当离开磁场区时，在重力和离心力等机械力的作用下，脱离辊齿卸入精选箱中；非磁性矿粒随矿浆流通过齿状的缺口流入尾矿箱中。操作及应用操作及应用 操作时，可根据原矿性质（磁性与粒度）和对产品质量的要求，适当调节给矿量，补加水量和磁场强度。必要时还可以调节极距和转速。原则上，矿物磁性较强，粒度较粗时，场强可低些或极距可大些；对产品质量要求更高时，给矿量可少些，场强可低些或补加水量调大些。在操作时还应注意强磁性物质对分选过程的影响。过量的强磁性物质积聚在精矿和尾矿

40、分界处的磁极头上时，形成强磁性物质链，阻碍精矿通过，致使部分精矿落入尾矿箱中，降低对磁性成分的回收率，在此情况下，应事先除去强磁性物质。 该机处理堆积多年的低品位锰矿洗矿尾矿，原矿含锰的氧化锰矿，粒度为50mm,经一次选别，获得含锰回收率88%92%的锰精矿，处理量810t/(台.h).目前该机已在其他锰矿推广应用。 国外电磁四辊感应辊式强磁选机，构造与工作原理大体与CS1型感应辊式磁选机相似，广泛用于40.16mmHE1.00.16mm(0.02)mm的锰矿石，以及粒度为1.60.15mm的褐铁矿和粒度为1.00.1（0.05）mm的许多稀土矿石。 4.3.3 双立环式强磁选机双立环式强磁选

41、机 立环式强磁选机是我国研制的又一分选效果较好的湿式磁选机，其特点是分选环立在磁场中（与磁场垂直）旋转。 4.3.3.1设备构造设备构造 双立环磁选机的构造如图421所示。它由给矿器，分选环，磁系，尾矿槽，精矿槽。供水系统和传动装置等部分组成。 磁系由磁轭，铁心和激磁线圈组成。磁轭和铁心构成“日”字形闭合回路，线圈为单层绕组散热片结构，用的紫铜板焊接而成。每匝间用4mm的云母片隔开，中间的线圈为48匝，两边的各为24匝，三个线圈共96匝，串联使用。采用低电压高电流（电压为12.5V,电流为2000A）激磁。线圈用6台风机进行冷却。铁心用工程纯铁制成，横断面积为160100nm，磁极头工作面积为

42、80mm X 100mm，极距为275mm。该机磁系的磁路较短，漏磁也短小，磁场强度可达1600kA/m(20000Oe)。磁系兼作机架，下磁轭为机架底座，上磁轭为主轴，两侧磁轭是主轴的支架，因此节省了钢材，减轻了机重、结构也比较紧凑。 两个分选环垂直安装在同一轴上，故名为双立环式。环外径为1500mm,内径为1180mm，有效宽度为200mm。环壁由八块形状和尺寸相同的纯铁板和相同数量的隔板组装而成。嵌入隔磁板的目的是为了减少漏磁，并使磁性产品卸矿区的 磁场强度降到最低，以便磁性产品顺利卸出。在环体内外周边装有不锈钢筛，以防止粗粒矿石及杂物进入分选室。整个分选环永非导磁材料分隔成40个分选室

43、，内装直径620mm的铁球作分选磁介质。球介质的充填率为85%90%，分选环两侧磁极头间的总间隙为2.3+2.7=5mm。该机的技术特性如表414所示。4.3.3.2 磁场特性磁场特性 1500mm双立环强磁选机的激磁性能如图422所示，当两个分选环的总运转间隙为10mm，环内85%90%的空间充填 612mm纯铁球介质时，在磁极头与分选环外壁之间的间隙中点，磁场强度随激磁电流的增加而急剧增加，至1440Ka/m(18000 Oe)逐渐趋于磁饱和，激磁电流为20000A时，磁场可达1600 Ka/m（20000 Oe）。 4.3.4.3分选过程分选过程 装载球介质的分选圆环在磁场中慢速旋转，矿

44、浆经细筛排除过粗的颗粒和纤维杂质后，沿全环宽度给人处于磁场中的分选室内，在重力作用下，从尾矿槽下部排出；磁性颗粒在磁力作用下被球介质表面吸住，然后随分选环离开磁场，当运转至最高位置时，受到压力水的冲洗，流入精矿槽中。4.3.4.3操作及应用操作及应用 双立环式强磁选机主要的调节因素有磁场强度、球介质直径和圆环的转速。磁场强度可通过改变电流来调节。物料粒度较粗或矿物磁性较强时，场强可低些，反之，场强应高些，即适当增大激磁电流。球介质的直径主要与入选粒度有关，原则上是对较粗的物料，球径宜大些；对于较细的物料，球径应小些。若球径过大。虽然矿浆容易通过球空隙，生产能力大些，但对细粒磁性颗粒回收的效果不

45、好。若球径过小，虽然可多回收细粒磁性颗粒，但矿浆通过球空隙的阻力较大，因而生产能力降低，严重时还会堵塞，破坏生产正常进行。环的转速也会影响生产能力，一般在不影响精矿品味和回收率的前提下，尽量增快转速，以达到提高处理能力。若转速过快，吸附磁性颗粒的阻力增加，会降低回收率，因此该机适宜的转速在3.56.5r/min范围内。 该机的特点是球介质随分选环作垂直运转时可得到较好的松动，有利解决堵塞问题，而且兼有退磁作用，容易排卸精矿。 该机用于黑色、有色和稀有金属矿石的分选，选别效果较好。给矿粒度范围可宽一些，如吃力某褐铁矿，当原矿含铁品味w(Fe)=40%，经一粗一精一扫的选别流程，获得含铁w(Fe)

46、=55%以上，含二氧化硅w(SiO2)=5%以下的铁精矿，铁回收率达85%以上。 4.3.5多梯度磁选机多梯度磁选机 多梯度磁选机是在弱磁场磁选机上，借助于感应磁介质（铁球或铁环、铁链等），提高磁场强度和磁场梯度。近些年来用多梯度磁选机选别假象、半假象赤铁矿和钛铁矿，取得较高的指标，这为我国选别弱磁性矿石提供了又一新型设备。 设备结构和选别性能 目前多梯度磁选机大体上有圆筒式、带式和沟槽式三种结构。前两种设备已用于工业生产中回收弱磁性铁矿，获得较好的效果。沟槽式多梯度磁选机目前还只有实验样机。 圆筒式多梯度磁选机结构如图423所示。它主要由圆筒1、磁系2、球介质3、格筛4等部件组成。结构形式与

47、永磁圆筒式磁选机基本相似，不同之处为： （1）圆筒表面方有一层磁介质（球或棒）；（2）圆筒下面接矿箱中装有格筛，便于球循环用；（3）磁系包角增大为1400；（4）改成上面给矿。 球层的作用在于穿过圆筒表面，获得较高的三向磁场和磁场梯度，球层间最大磁场强度为584Ka/m或7300 Oe（一般弱磁场选机场强为13001700 Oe,加球介质后，场强提高为40005000 Oe）。 这种磁选机选别带比普通强磁选机选别带长1/2左右（约为400mm）,这就使磁性颗粒被捕的机会增多，所以尾矿品味较强磁选机低1%2%；处理量高50%，这是因为它的给矿宽度大之故。该机的缺点是磁介质在圆筒表面循环运转，筒面

48、磨损和噪声均很大，筛网缝隙间易漏下被磨损的球，造成尾矿堵塞。 4.4高梯度磁选设备高梯度磁选设备 高梯度磁选（HGMS）是20世纪60年代末。70年代初发展起来的磁分离技术，它的主要特点是：将导磁不锈钢毛填充在螺线管管内腔磁场中作分选介质。由于这种介质磁化达到饱和状态时，能产生很高的磁场梯度和磁场强度，并具有很大的捕收面积，因而适应范围大，特别是对微细粒（1um）均可得到有效的回收。目前高岭土精制工业，高梯度技术用得较为广泛较成功，经济效益也很好。用于分离细粒金属和非金属以及稀有金属矿物，效果很好。除此之外，高梯度技术还可用于处理各种废水、废气、甚至可从血液中分离出红血球，从水中回收单细胞蛋白

49、质、菌类和其他有机物等方面。 4.4.1周期式高梯度磁选机周期式高梯度磁选机 周期式高梯度磁选机又叫磁分离器或磁滤器。第一台工业用的周期式小型高梯度磁选机用于1969年由瑞典的萨拉（Sala）磁力公司研制成功，安装在美国一家高龄土提纯。目前，各国生产的周期式磁选机种类繁多，但其基本结构相同，主要用于高龄土提纯和水的处理。4.4.1.1设备结构设备结构 周期式高梯度磁选机的结构如图424所示。它主要由铁 装螺线管磁体、不锈钢毛介质、分选箱以及矿浆出口、入口阀门等部件组成。螺线管由空心扁铜线或空心方铜线绕制用低电压高电流激磁，通水冷却，达到足够的场强。铁 和磁极头用纯铁制成，其作用是与螺线管构成闭

50、合回路，磁力线完全封闭在方框铁壳内，提高管内腔的场强。由于该机常用于磁性弱、含量低、粒度细（510 um）的物料，矿浆一般在背景磁场12T下以慢速流通过介质，因此进出口矿浆管道直径小，管道可以穿过磁极头，介质较长3050cm。 分选箱用非导磁材料（不锈钢或铜）制成，上下分别有出浆口、箱（或筒）内安放分选介质钢毛。该机背景场强可达1600kA/m(2*104Oe)。磁场梯度为107Oe/m。该机技术特性见表415表表415 PEM 8 型周期工作高梯度磁选机技术特性型周期工作高梯度磁选机技术特性 4.4.1.2 磁场特性磁场特性 高梯度磁选机的磁场常用背景磁场的强弱来表示，背景磁场是指未充填介质

51、时的磁场，图425是铁壳螺丝管磁体的背景沿其线的磁场变化曲线，显然螺线管磁体的背景磁场除两端弱外，其余基本是均匀的。 刚毛在磁场中磁化后，产生的梯度与磁化强度j成正比，与刚毛的半径成反比，一般在7000GS(_)的磁场中，磁化强度逐渐接近于磁饱和。西刚毛的磁环强度约为1040ka/m(1300)，此时达到了最高饱和磁化强度。因此，若以半径为10数量级的 刚毛能够产生磁场梯度。 螺线管线圈的高度等于分选箱的高度者 称为“短线圈”，螺线管的高度比分选箱高50%100%称为“长线圈。相对短线圈而言，长线圈平均直径小些，所以长线圈与同匝数短线圈相比，导线用量少，这就可以节约铜线降低能耗，大大的降低了成

52、本。” 4.4.1.3 分选原理分选原理顺磁性矿粒在高梯度磁场中受到的作用力为 F=VKHgradH （41）将细颗粒看作球粒，在高梯度磁场中，其梯度大小近似等于铁凯的磁化强度于铁西丝半径之比，因此上式可改写为 F= （42） 式中 F顺磁性颗粒所受的磁力，N;V 颗粒的体积，V=，； K 颗粒的体磁化系数；H背景磁场强度，A/m；J磁介质的饱和磁化强度，A/m。 高梯度磁选通常在流体介质中进行，颗粒除受到磁力的作用外，还受到于磁力相竞争的各种机械力（重力、离心力、摩檫力、以及流体动力阻力等）的作用。在细颗粒情况中，最重要的竞争力是流体动力阻力。 Fc=12 式中 b颗粒半径； 矿浆黏度；V颗

53、粒相对于流体的速度。只要保持颗粒上所受的磁力大于其竞争力，即FF就可以将颗粒捕收。 在高梯度磁选中细铁磁线磁场梯度比球组成的梯度高得多，如图426曲线就可以看出刚毛的梯度远比刚球的大，但有效范围小。因此刚毛获得的磁力最大，磁力作用范围小，即有效力程最短，约为0.1mm。由此可知刚毛捕收磁性颗粒的下线低于齿板和刚球。这为高梯度分离微细（1m）顺磁性颗粒提供了理论根据。 4.4.1.4分选过程分选过程 周期式高梯度磁选机工作时分给矿、漂洗和冲洗三个阶段。矿浆（浓度一般为30%左右）由下部以相当慢的速度进入分选区，磁性颗粒被吸附在刚毛上，其余的矿浆通过上部的排矿阀排出。经一段时间后停止给矿（此时刚毛

54、吸附饱和）打开冲洗阀，清水从下面给入并通过分选室刚毛，把 夹杂在刚毛上的非磁性颗粒冲去。然后切断直流电源，接通电压逐渐降低的交流电使刚毛退磁后，打开上部的冲洗阀，给入高压冲洗水，吸附在刚毛上的磁性颗粒被冲洗干净，由下部排矿阀排除。完成上述过程称作一个工作周期。完成一个周期后即可开始下一周期的工作。整个机组的工作可以自动按程序进行。操作时完成一个周期需要1015min。 4.4.1.5 应用实例和指标应用实例和指标 从高岭土中脱除铁杂质（如赤铁矿颗粒）是该机应用的突出例子。美国生产高岭土产品中很大部分是通过高梯度处理的。英国、德国、捷克和波兰等国的高岭土选矿也采用这种磁分离新技术。在我国高岭土处

55、理中也得到普遍的应用，如我国某矿采用2JG2004002T周期式高梯度磁选机处理高岭土，的带指标如下：原矿含左右，经一次磁分离获得产率为80%90%，含的泥精矿，达到国家一级标准。 应用高梯度磁选，处理净化钢厂废水，用此种方法处理市区污水和工业废水，黑坞、泹铌等矿的分离均有好的效果和远景。 4.4.2 连续式高梯度磁选机连续式高梯度磁选机 SalaHgms转环式高梯度磁选机是连续式高梯度磁选机的代表之一。这种磁选机是在周期式高梯度磁选机的基础上发展的，他的磁体结构和工作特点与周期式相似。但主要是提高了磁体的负载周期率，负载周期率是给矿时间除以一周期的总时间。显然周期式设备的负载周期率随加工物料

56、中的磁性成分含量不同而不同，处理高岭土和废水的负载周期率在90%以上，分选铁矿时负载周期率小于50%。负载周期率越低，磁体的利用率也就越低，而连续式设备的负载周期率为100%。由于连续式磁体的投资比周期式磁体高几倍，因此一般负载周期率低于50%，磁性物料含量低于2%时，可采用周期式设备，否则就应选用连续式设备。 4.4.2.1 设备结构设备结构 萨拉(Sala)型连续式高梯度环磁选机结构如图427所示。它主要由分选环、马鞍形螺线管线圈（磁体）、铠装螺线管线圈铁壳和介质箱等部分组成。 分选环为一转环，它由非磁性材料制成。环内分成若干分选室，分选室内装钢毛或钢板网作为分选介质。转环的上下端有一种独

57、特的密封装置，这种装置可控制液面并使钢毛淹没在矿浆中，得到与周期式设备相同的分选效果。分选环的直径、宽度、高度有各种不同的规格，目前环最大直径为10m。 磁系（磁体）马鞍形螺线管磁体是区分于常规湿式强磁选机的主要部分，它由上下对称的马鞍形螺线管线圈组成，图428为其断面结构示意图，这种磁体是用一对两端翘起的螺线管线圈，相对装在马鞍形铁壳腔内组成磁极，分选环穿过该磁极的空腔旋转。磁场方向与矿流平行，分选介质的轴向与磁场方向垂直，因而钢毛上下表面上的磁力最大，流体阻力最小，容易将磁性颗粒捕集在钢毛上、下表面。马鞍形螺旋管线圈一般采用空心铜管线绕成，通以低电压高电流，水冷降温。该技术特性如表416所

58、示。 4.4.2.2分选过程分选过程 矿浆从上部给人，通过槽孔进入分选区，非磁性矿粒随矿浆穿过介质的缝隙，从非磁性产品槽中排出。捕集在介质上的磁性矿粒随分选环运转导清洗区域，清洗出被夹杂的非磁性矿粒，然后离开磁化区域，到达磁场基本为零的冲洗区域被冲洗下来成为精矿。4.2.2.3应用应用 目前连续式高梯度磁选机仍处于工业试验中，实验结果表明，这种设备可用于大规模工业矿物加工。例如，巴西某铁矿，处理Jones机给矿的水力旋流器脱溢流（30um），当时无法处理，只作推存。后采用两台Sala型高梯度环式磁选机，就能获得含铁w（Fe）=60%67%，回收率为63%71%的铁精矿。有如某厂用该机处理原矿含

59、铁w（Fe）=52%，不脱泥用一次开路磁选，获得含铁w(Fe)=68%,回收率达98%的铁精矿。 若用Jones机处理，就必须脱泥，而却中矿返回，获得的产品含铁w（Fe）=68%，回收率约为95%，在处理细粒氧化铁燧岩，若硅石中不含微粒磁铁矿包裹体，那么硅石与赤铁矿的磁化系数相近，单用高梯度磁选能获得最终精矿。若用高梯度作第一段粗选，当原矿含铁w（Fe）=38.7%，获得含铁w（Fe）=46%，回收率98%左右的粗精矿，再用反浮选，这就可以减少大量的药剂用量。用高梯度技术处理氧化铁矿，经济效益是高的。据统计高梯度磁选的基建投资为常规磁选的74%左右，生产费用为常规磁选的80%。 我国目前以生产

60、CHG10型（分选环直径1米）和LG1700型（分选环直径1.68米）两种连续式高梯度磁选机，前者对碳酸锰原泥和尾泥、赤铁矿、钨矿进行了实验，均取得较好效果；后者处理某铁矿旋流器的溢流，采用一粗一扫流程，取得含铁为w（Fe）=52%53%，回收率70%的可喜指标。 该机用于降低煤中的灰分和含硫量也是成功的。如对20+200目的媒做实验，去掉大部分灰分，回收率超过90%。在煤中湿法脱硫，煤是反磁性物质，其比磁化系数在（0.420.77）cm3/g，煤中其他硫化物和灰分的比磁化系数如表417所示。 从表417可知，煤中硫的赋存形式：一种是汗刘矿物，可用物理方法除去，另一种是机硫，只能用化学方法除去

61、。用高梯度多段脱硫率（浓度约30%）达（18.844.8）%，对无机硫脱硫率最高可达85%，采用这种方法脱硫比其他方法成本低。 该机在铜、钼分离中，获得较好的效果。黄铜矿、黄铁矿以及很多脉石矿物是顺磁性，辉钼矿却是反磁性，因此，在高梯度次序昂及中可将辉钼矿和其他矿物分离。其他方法是在低磁场中获得非磁性产品，经浓缩后用高场强进行二次磁性，能获得较好的指标。这比其他方法经济，也没有污染问题。 该机在位长石石英浮选给矿除杂中，获得较好的效果。也没有堵塞现象，用常规磁性机堵塞现象严重。铜镍浮选尾矿中生产斜长石，斜长石含w（Al2O3）=29%，因在美国铝资源很少，用一体转环直径为10m的Sala高梯度

62、磁选机，每小时处理浮尾770t，原矿（浮尾）含w（Al2O3）=19%，19%，）采用一次开路磁选，获得，回收率82%的精矿。高梯度技术有着十分广泛的用途，综合如下： （1）在选矿方面：可用于分离铁、钛、钨、锡、钼、铜、等多金 属矿物。对氧化铁矿分离，高梯度是最有希望的领域。用于高岭土、滑石、石墨、云母、石英、长石、方解石、萤石、型砂以及含等非金属矿物的提纯，也有着重大的意义。 （2）在环境保护方面：目前世界上很多国家研究应用磁滤及处理工业和生活污水，从中除去100%的大肠杆菌，90%99%的其他细菌和95%的病毒；除去磁性和非磁性的污染物，除去水中的重金属离子，除去乳化的油污、染色剂等污染物

63、。脱去磁性污物比较简单容易，脱除无磁性细污物，则需添加某些磁种絮凝剂。总之，高梯度磁选是一种有前途的方法。 （3）其他方面：用高梯度技术分离血中的血红素对细胞无损害。此外还可以用于分离酵素。 4.4.3磁滤式强磁选机磁滤式强磁选机 此机是为综合回收多金属中细粒红铁矿由某厂研制出来的，并在磁浮选生产中取得了很好的效果，并与开路磁系CYT永磁复力式磁选机相互搭配，对鞍山式赤铁矿的选别具有实际意义。4.4.3.1 设备结构及其特性设备结构及其特性 图429磁系由内外迭加磁系组成闭合磁路，转环内充填网状介质切割磁力线旋转构成磁滤选别系统，转环由不导磁材料等分成20格，另有给矿管、清洗管和冲洗精矿管道，

64、以及精矿、尾矿槽等部件所组成。 该机的磁系吸收萨拉高梯度磁选机的优点，采用垂直于磁力线的迭加网状磁介质构成高梯度。据计算网丝的直径与被选物料粒度间的匹配关系为24倍，介质的排列大致有五种。如图430所示，其中以第1，第2类排列形式最好；第3、第4类形式次之，第5类最差。因为它相当于缩小了孔径，易引起赌赛，但实际上这几种情况可能同时存在。故该机给矿必须尽可能除去强磁性污料。 对含铁的氧化铁燧岩的尾矿，用“铁轮”式磁选机进行再选，中矿循环可获得含铁，回收率80%左右的粗精矿，粗精矿再用鼓型磁选机选别，可获得精矿含铁的好效果。 4.5 超导磁选设备超导磁选设备4.5.1 概述概述 超导磁选机是把超导

65、电技术上的超导磁体移植到强磁选机上，以代替常规磁体，从而产生很高的磁场强度。超导电技术是固体物理的一个很活跃的分支，其发展历史才有60多年，而作为一门新技术应用于各个领域是20世纪60年代以后的事情。目前超导电最大量最有效的应用是超导磁体。使用超导磁体制造高梯度磁分离装置，是20世纪70年代发展起来的一个很有前途的领域。随着超导电技术在磁选机中的应用和推广，必将引起磁选的巨大变革。 具有超导磁体磁选机的技术性能，是传统磁体磁选机无法与之比拟的。其主要特点为： (1)磁场强度高。永久磁铁两级的磁场，可达320560kA/m(47kOe).常规电磁体可以通过增加电流，突破这一限度。但由于铜铁的电阻

66、和磁滞而产生热耗需要进行冷却，要获得更高的磁场也受到了限制，通常可达7201600kA/m（920kOe）。而利用超导磁体所产生的磁场强度，可由几万到几十万奥斯特。 (2)能量消耗低。一个十几万奥斯特的常规磁体 ，磁体本身供电量可达1600KW，几乎相当于一座10万人口的城市照明用电。此外，还需每分钟约4500L的冷却水。如磁场再提高，电耗和冷却水还要剧增。对超导磁体来说，一个十几万奥斯特的超导磁体，只需几百瓦的功率就够了。既不损耗多少能量，也不需要庞大的供水设备。 (3)超导磁体重量轻、体积小。由于超导体的电流密度（kA/）比普通铜线的电流密度高很多倍，所以超导磁体不仅磁场强度高，而且十分轻

67、便。一个4000常规磁体其重量可达20t，而超导磁体仅有几千克，轻重悬殊几千倍。 此外超导磁体的稳重性好，均匀度高，还可以获得常规磁体无法达到的高磁场梯度等优点。 4.52 超导体的基本概念超导体的基本概念 20世纪初（1911年），莱顿大学物理学家奥涅斯(H.K.Onnes)在实验测量低温下水银的电阻时发现：在4.15K时，电阻突然全部消失。这种奇异的的现象，引起人们极大的注意。到1913年证明这一偶然的发现是确实的。人们把电阻突然消失的零电阻现象，叫做超导电性，吧具有超导电性的物质叫超导体；把物质所出的这种状态叫做超导态。超导态和金属导体的电阻和温度的关系如图433所示。超导电状态不能存于

68、临界温度以上。超导体达到转变温度后，电阻突然转变为零，此时便进入超导态，而一般金属则不然，它们和温度的关系没有突然发生，是呈圆滑曲线。处于超导状态的超导体，具有以下基本性质： 理想导电性（零电阻特性）。这种完全导电性，只是对直流而言，在交流（电磁波）的情况下，超导体就不再具有零电阻（即完全导电性），而出现了交流损耗。 一般说来频率越高，超导体的交流损耗也就越大。超导体是否具有直流电阻，到目前为止，还没有任何证据。但是，今年根据超导重力仪的观测表明，超导体即使有电阻，其电阻率也是异常的小，其值小于，和良导体铜在4.2K时的电阻率相比，它们电阻率相差倍。因此，可以认为超导体处于超导态的直流电阻为零

69、。超导体处于超导态时对直流没有电阻，就没有热损耗，因而一旦回路中激起电流后，电流就持续不断，成为永不衰减的电流。图表示外磁场撤销后的电流。 （）完全抗磁性（常称迈斯纳效应）这一特性是荷兰物理学家麦斯纳（Meissner）呵奥森菲尔德（Ocenfeid）于1933年发现的，股称为麦斯纳效应。 超导体进入超导态的完全抗磁效应，可用一个用超导体做成的实心小球来说明图（435）。当小球处于正常状态时TT，将其放入磁场，这时磁力线均匀穿过小图435（a）。降低温度，当TT时，小球进入了超导状态，这时磁力线被完全排除，球内磁场变为零图435(c)。当球进入超导体时所产生的完全抗磁性，时由于所产生的抗磁电流

70、所致图435(b)中的虚线。这个抗磁电流起着屏蔽磁场作用，诗词长不能进入超导体内部，抗磁电流的磁场方向于外磁场方向相反，大小相等。这种电流在磁场中持续从再下去，是一种永久电流。 （3）超导体的灵界参数。超导体的存储从在是有特定条件的，只有在这种特定条件下，超导体才能有这种正常态转变为超导态。这些特定条件成为领结参数。主要幽灵界温度T、临界磁场H和临界电流I，三者互为因果 临界温度T:各种超导材料有特定的临界温度。只有当温度降低到临界温度时，即TT,才能有正常态转变为超导态。例如铌(Nb)的临界温度T=9.2K，铌钛的临界为T=18.2K，钒三镓（V）的临界温度为：T=16.8K。其临界温度越高

71、，使用价值越大。1973年国外发现临界温度最高的超导材料是铌三锗（Nb），其T=23.4K，我国在朝材料的研制上，已跨入国际领先地位。1986年底报道了物理所对钡（锶）镧 铜氧系多像金属氧化物的超导试验，七转百年温度为48.6K。同时还表明，少数样品可能达到70K。达到了液氮温区。这种骤然发现转变温度最高的超导体，引起了国内外的普遍关注。 临界磁场强度（H）：超导态可以用一个超过一定值得外磁场开破坏，使其变为正常态，这一定制的外磁场叫做临界磁场T。队医的物质来说临界磁场的大小纸盒温度有关。温度越低，临界磁场越高。图436表示两者间的关系。 临界电流（I）：不仅外加能破坏超导体。而且通过拆导体的

72、电流达到一定之时也能破坏超体态，这时的电流叫做临界电流I。这时当电流超过一定值时，电流产生的磁场达到了H的缘故。 由于上述原因，超导态只从在于图437所示的曲面以内。曲面外围正常态，曲面则为 临街面。 超导电次的物理本质。在1957年有三位美国物理学家巴丁库柏和施里费从量子力学的观点出发成功的阐明了超导电现象。这一理论取三人名字的首字母缩写叫做BCS微观理论，其要点是：当超导体处于超导态时，电子运动有杂乱到有序。伴随着这一现象而又能量的降低，电子双双组成了电子对，叫做库柏电子对。电子对的总动量为零。它们和晶格实际上没有能量交换。不被晶格震动而散射。电流的流动不会发生变换，没有电荷的加速运动，因

73、此内有电阻。这就是产生超导电性的原因。1962年英国年轻的研究生约瑟弗森根据这一理论预言：两块超导体之间夹着一次绝缘薄膜，由于量子力学的隧道效应，电子对能通过这个绝缘层。这一预言第二年就被证实。从而充分证明了这一微观理论的正确性。 分选过程是首先磁铁冷却到零界温度一下，然后直接通过超导线圈可调的直流电源。正常运行后，线圈用超导环路闭合开关构成回路，切断电源，电流在回路中继续流动，产生所需要的磁场。然后将矿浆给入分选管，磁性矿粒在磁力作用下通过内分管壁上的小孔进入分选管，被水流带到磁场外面成为精矿。非磁性部分从内分选管末端排出，成为尾矿。 该磁选机用于铬铁矿，钨、锰铁矿和赤铁矿的分选。对铬铁矿和

74、石英的混合实验进行分离实验时，当给矿中铬铁含量为25%时，可获得98.6%的铬精矿，回收率为86.2%。该设备对于30 um以上的磁性颗粒回收效果好，回收更细的颗粒，需要更高的磁场。4.6磁流体分选和磁种分选磁流体分选和磁种分选 磁流体分选是近20年发展起来的新技术。虽然从20世纪60年代起，苏、美、英、法、意、南非等国进行了大量的磁流体理论、工艺和设备的研究，取得了较大的进展；但现在尚处于实验室和半工业试验阶段，还没有跨入大规模的工业试验和生产。我国从1972年开始在地质部门研究用于矿物密度的考察，并研制出用于分离单体矿物的磁流体分选仪。1976年以后便开始选矿工业应用方面的研究。目前在西里

75、金钢石（0.5+0.2mm）的精选方面取得了较大的进展。 磁选法是基于矿物本身固有磁性差异而分选的一种选矿方法。而磁流体分选不仅基于矿物的磁性差异，而且还基于电性、密度等的差异，在此话的分选介质中分离矿物。所以有人主张把传统的磁选法划分为第一类磁选法，而把磁流体分选划分归为第二类磁选法。4.6.1磁流体分选概述磁流体分选概述 磁流体分选不仅可以将磁性矿物与非磁性矿物分开，而且还可以将各种非（弱）磁性矿物按其不同密度分选开。基于密度使矿物分离，从这一点意义上说，磁流体分选与重选相似。但顾名思义，磁流体分选毕竟不仅基于密度，而且还基于矿物磁性和电性的差异，所以又不同于普通的重选。 在磁场或磁场与电

76、场联合作用下所能此话的液体，对其中的矿粒产生一种磁浮力，或其本身起一种“似加重”作用，这种液体称谓磁流体。似加重后的磁流体仍具有流体的原有物理性质（如密度、流动性、粘滞性等），似加重后的密度称为视在密度。它可以通过改变外磁场强度、磁场梯度和电场强度来加以调节。视在密度可以高于原密度（真密度）数倍。介质密度一般为14001600kg/m3，似加重后的介质视在密度可以高达19000 kg/m3。因此，磁流体分选可以分选密度范围较广的物料。 磁流体分选具有各种用途。主要用于有色、稀有和贵金属（锡、锆、金等）矿石，黑色金属矿石（铁、锰）、煤和非金属（金刚石、钾盐等）矿石，以及从工厂废料中回收有色金属（

77、铜、铅、锌、铝等）和在岩矿鉴定中代替重液分离，还可以用于浮选厂精矿和尾矿快速分析等。 根据分选原理和分选介质性质的不同，磁流体分选有“磁流体重力分选法”、“磁流体动力分选法”和“磁流体静力分选法”。但“磁流体静力分选法”和“磁流体重力分选法”的工作原理基本相同，不同的是前者是水溶液，后者是悬浮液。故本书把二者 统称为磁流体静力分选。这样磁流体分选就可归纳为“磁流体动力分选法”和“磁流体静力分选法”两种。 4.6.2磁流体动力分选法（磁流体动力分选法（MHDS） 磁流体动力分选（Magnetohydrodynamic Separation）英文缩写为MHDS。该法是在磁场与电场联合作用下，以强电

78、介质溶液为分选介质，根据矿物之间的密度、比磁化系数及导电率等的差异而使不同矿物分离的一种方法。在磁场与电场的联合作用下的强电介质溶液中，由于激发的电磁作用，产生一种推力，来强化物质的分离。该溶液中产生的单位体积力为：F=F电磁+F磁+F电式中 F电磁磁场中通过电流的电解质溶液产生的洛龙磁力 F磁在非均匀磁场中具有高磁化系数的溶液产生的磁力 F电非均匀电场中具有高介电常数的溶液产生的电力 在适当选择F的方向时，这种液体呈现似加重现象。结果类似跳汰选择的作用，加速物料的分层。但和跳汰相比，介质是不动的，物料分层也无扰动。如果侵入的颗粒具有一定的导电率、磁化系数和介电常数，则作用在颗粒上的力，将补加

79、有相应的洛伦磁力、磁力和电力，这些力和机械力一起决定颗粒的运动行为。由于磁力和电力的交叉作用，加之电解质的似加重结果，使物料安密度、导电率、磁化系数和介电常数进行分离。 磁流体动力分选的优点是：分选介质为电解质的来源广、价格便宜，黏度低，分选设备简单，处理量大（处理0.56mm的物料时处理可达50t/h，最大达100600t/h）。缺点是：分选介质是有密度小，分选精度低，适于回收率要求不高的矿石的粗选。 采用氢氧化钠作溶液（密度1.22g/cm3）,选别赤铁矿和 小结小结 现在对于强磁性矿物的磁性和与磁场的相互作用已有较完整的理论。但是由于弱磁性矿物的磁性要比强磁性矿物的磁性小13个数量级，它

80、们的磁化强度与磁化它们的磁场强度成正比，其磁化系数是一个常数，在目前的条件下达不到饱和值，选矿的难度也较大。为了有效的分选弱磁性矿物，常常需要采用很强的磁场强度，如大的磁场力H = ,比选强磁性矿物的弱磁场磁选机高 数量级。 为了产生很高的磁场强度和磁场力，目前所有的强磁选机都毫无例外地采用闭合磁系，有的在两原磁极之间，放置些导磁系数大的感应介质。在这种磁系中；空气隙小、磁力线通过空气的路程短，磁路中的磁阻小、漏磁损失也较小，因而在分选空间能获得较大的磁场强度和磁场力。闭合磁系的磁路中的磁阻小，它的磁通通过空气隙中的磁路短，大部分通过两极间的感应铁磁介质闭合。在两磁极对之间常放置些具有特殊形状

81、的磁介质，如有带齿的圆盘和圆辊，带齿的平板、圆球、细丝以及各种形状的格网等。这些磁介质在磁极对之间磁化，聚集磁通，因而磁路中的磁阻小。磁场梯度和磁场强度大、漏磁小、磁源利用较为充分，导致工作空间的磁场力和分选面积增大，适合制造分选弱磁性矿物的磁选设备。强磁场磁选机必须具有一个高的磁场强度和高的磁场梯度，为了满足这一要求，必定选择一个合理的磁路型式。 强磁场磁选设备的种类较多，本章就目前在生产上有应用的设备都一一做了详细的介绍。强磁场磁选设备的介绍按照设备构造和分类、磁系结构、磁场特性、分选过程及其应用情况来阐述的。干式强磁选机是最早的工业型强磁选机，迄今干式圆盘磁选机和感应辊式磁选机仍然广泛应

82、用分选黑钨矿、锰矿、海滨砂矿、锡矿、玻璃砂矿和磷酸锰矿等，并取得较好较稳定的指标。湿式强磁选机的类型很多，特别是20世纪60年代以来，为了解决细粒弱磁性矿物分选或除杂等问题，湿式强磁选机成了国内外磁选领域中的重要研究课题，在种类繁多的湿式磁选机中，常用的有琼斯、仿琼斯式和环式等强磁选机。20世纪70年代后期研制的高梯度磁选机，对微细低品位弱磁性矿物分离、非金属矿物的提纯又有新的突破，而且应用范围已超出了选矿领域，高梯度技术得到了广泛的应用和重视。 除了应用较广的常规磁选机外，超导磁选机和磁流体分选是近20年发展起来的新技术。超导磁选机是把超导电技术上的超导磁体移植到强磁选机上，以代替常规磁体，

83、从而产生很高的磁场强度。超导电技术是固体物理的一个很活跃的分支，其发展历史才有60多年，而作为一门新技术应用于各个领域是20世纪60年代以后的事情。目前超导电最大量最有效的应用是超导磁体。随着超导电技术在磁选机中的应用和推广，必将引起磁选的巨大变革。磁选法是基于矿物本身固有磁性差异而分选的一种选矿方法。而磁流体分选不仅基于矿物的磁性差异，而且还基于电性、密度等的差异，在磁化的分选介质中分离矿物。所以有人主张把传统的磁选法划为第一类磁选法，而把磁流体分选划归为第二类磁选法。复习思考题复习思考题41 闭合磁系中单层磁介质与多层磁介质的磁场各有什么特点？42 为什么说钢球做磁介质磁能利用少?43 细丝刚毛组成的磁场为什么梯度很高？44 钢毛与被选颗粒之间的匹配关系是指什么？45 磁路中的漏磁与那些因素有关？46 试比较干式圆盘和感应辊式磁选机结构上的异同。47 SHP型强磁选机结构特点是什么，为什么说它的介质比球介质好？48 高梯度磁选机有哪些种类，它的特点是什么？49 磁流体分选的概况及其基本原理是什么？410 略述矿粒在磁流体静力分选过程中起受力情况，并做简要分析。411 说明磁流体静力分选机的类型、结构原理和应用情况。412 磁流体分选介质主要有哪几类、其主要缺点是什么？413 磁流体分选机的磁极几何形状对分选效果的影响如何？414 磁种分选技术的意义及其分选原理如何？