簡介
磁選是利用磁力清除油料中磁性金屬雜質的方法。通常將待選礦物按比磁化係數x的大小分為四類:
①強磁性礦物,x>3000×10-9 m3 /kg,主要有磁鐵礦、鈦磁鐵礦和磁黃鐵礦等;
②中等磁性礦物,x=(600~3000)×10-9 m3 /kg,有鈦鐵礦、假像和半假象赤鐵礦等;
③弱磁性礦物,x=(15~600)×10-9 m3 /kg,主要有赤鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、軟錳礦、硬錳礦和黑鎢礦等;
④非磁性礦物,x<15×10-9 m3 /kg,有白鎢礦、石英、長石、方鉛礦、金和螢石等。
原理
磁選的工作原理是待選別的物料給入磁選機的分選空間後,受到磁力和其他機械力(如重力、離心力、摩擦力、介質阻力等)的共同作用。
磁性礦物顆粒所受磁力的大小與礦物本身磁性有關;非磁性礦物顆粒主要受機械力的作用。因之,各沿不同路徑運動,得到分選。一般說來磁性顆粒在磁場中所受比磁力的大小與磁場強度和梯度成正比。
磁選機種類繁多,通常按磁場強弱、聚磁介質類型、工作介質以及結構特點等分類和命名。
磁選機結構與要選別的礦物磁性強弱以及粒度有關。除磁滑輪用於選別塊狀物料外,一般可處理的物料粒度由幾毫米至幾微米。
套用
磁選是一種套用廣泛的選礦方法。
所有貧磁鐵礦礦石都由弱磁場磁選處理。通常套用永磁圓筒磁選機進行二段選別;第一段在粗磨下丟棄一部分脈石礦物,所得粗精礦再磨再選。
經破碎後的磁鐵礦礦石,也可用磁滑輪預選排除塊狀脈石和採礦時混入的圍岩。弱磁性的赤鐵礦礦石,可直接用強磁場磁選機選別;或經磁化焙燒後,用弱磁場磁選機選別。大多數的錳礦物以及黑鎢礦都可用強磁場磁選機選別。
近年來,隨著多層感應磁極磁選機、高梯度磁選機以及超導磁選機的相繼出現,不僅為細粒級和微細粒級弱磁性礦物選礦提供了有效手段,而且使磁選法逐漸擺脫原有的局限性,在更多的領域中得到套用。
高梯度磁選技術除已用於高嶺土工業外,也用於赤鐵礦選別、煤粉脫硫、非金屬除雜、污水處理等方面。
設備
磁選設備是指根據材料的磁性特徵,利用磁性設備將含有磁性的材料從其他材料中分離出來,用來進行這種操作的設備機械就叫磁選設備,一般用作磁鐵礦等磁性礦產的生產篩選。磁選設備一般也叫做磁選機,磁選機械等。
磁選設備的結構多種多樣,分類方法也較多,通常根據特徵來分類。
按磁場強度和磁場力的強弱克分為
①弱磁場磁選機:工作間隙的磁場強度為(0.6~1.6)×105A/m,用來選彆強磁性礦物;
②中磁場磁選機:工作間隙的磁場強度為(1.6~4.8)×105A/m,用來選別中等磁性礦物;
③強磁場磁選機:工作間隙的磁場強度為(4.8~20.8)×105A/m用來選別弱磁性礦物。70年代以來出現超導磁選機,磁場強度可達(28~40)×105A/m,可以選別磁性更弱的礦物。按工作介質,磁選機有乾式(空氣)及濕式(水)之分。
按選分介質分為
①乾式磁選機:在空氣中選分,主要用於選分大塊、粗粒的強磁性礦石和細粒弱磁性礦石。目前也力圖用於選分細粒強磁性礦石。
②濕式磁選機:在水或磁性液體中選分。主要用於選分細粒強磁性礦石和細粒弱磁性礦石。
按磁性礦粒被選出的方式分為
①吸出式磁選機被選物料給到距工作磁極或運輸部件一定距離處,磁性礦粒從物料中被吸出,經過一定時間才吸在工作磁極或運輸部件表面上。這種磁選機一般精礦質量較好。
②吸住式磁選機被選物料給到工作磁極或運輸部件表面上,磁性框裡被吸住在工作磁極或運輸部件表面上。這種磁選機一般回收率較高。
③吸引式磁選機被選物料給到距工作磁極表面一定距離處,磁性礦粒被吸引到工作磁極表面的周圍,在本身的重力作用下排出成為磁性產品。
按物料運動方向和選分區排出產品方法分為
①順流型磁選機被選物料和非磁性礦粒的運動方向相同,而磁性礦粒偏離此運動方向。這種磁選機一般不能得到高的回收率;
②逆流型磁選機被選物料和非磁性礦粒的運動方向相同,而磁性產品的運動方向與此方向相反。這種磁選機一般回收率較高。
③半逆流型磁選機被選物料從下方給入,二磁性礦粒和非磁性礦粒的運動方向相反。這種磁選機一般精礦質量和回收率都比較高。
根據磁場類型可分為
①恆定磁場磁選機這種磁選機的磁源為永久磁鐵和直流電磁鐵、螺線管線圈。磁場強度的大小和方向不隨時間變化。
②鏇轉磁場磁選機磁選機的磁源為極性交替排列的永久磁鐵,它繞軸快速鏇轉。磁場強度的大小和方向隨時間變化。
③交變磁場磁選機磁選機的磁源為交流電磁鐵。磁場強度的大小和方向都隨時間變化。
④脈動磁場磁選機磁選機的磁源為同時通直流電和交流電的電磁鐵。磁場強度的大小隨時間變化,而其方向不變化。
套用簡史
磁選專利權已有近200年的歷史。直到1890年,美國博爾(C.M.Boll)等人發明了電磁磁系的圓筒式磁選機(見圖), 才開始用它進行選礦。其後相繼出現了多種結構的選彆強磁性礦物的乾式和濕式弱磁場磁選機。50年代前所有的磁選機都是電磁磁系的;50年代中開始出現了以鋁鎳鈷合金(見鋁合金)作為磁系的永磁磁選機,後來又逐漸以價格低廉、原料來源廣的鐵氧體永久磁鐵代替鋁鎳鈷合金,不僅節省電能,而且便於維護和檢修。
1965年。中國採用自己生產的鍶鐵氧體磁鐵構成磁系,設計、製造了永磁圓筒式磁選機,並在其後的幾年普遍推廣。
中磁場和強磁場磁選機出現得較晚,到20世紀20年代才開始套用。20~60年代,先後出現了盤式、帶式、環式及感應輥式等多種類型的中、強磁場磁選機,其中以感應輥式磁選機套用最為普遍。由於當時強磁場磁選機單位機重的處理能力較低,因此一般僅用於有色及稀有金屬礦物的選礦。
60年代初期瓊斯(G.H.Jones)提出“多層感應磁極”原理,在強磁場磁選機的設計、製造方面出現了突破。按此原理設計的磁選機發展迅速,使磁選技術可套用於弱磁性的赤鐵礦礦石。
70年代以來根據馬斯頓(P.G.Marston)等人提出的新型磁路結構和科爾姆(H.H.Kolm)把纖維狀導磁不鏽鋼材料作為聚磁介質而設計的高梯度磁選機取得了重大進展,出現了周期式和連續作業式的高梯度磁選機。
聚磁介質的磁場梯度相當於常規磁選機的10~100倍。這類介質的體積只占磁場空間的5~10%,因此使磁選機的處理能力大為提高。近年來超導磁選機的研製也取得了重大進展。