第七讲 磁电选

电选部分
同种电荷互相排斥
站在绝缘椅子上的女孩触摸带电的起电机后，带上 了与起电机相同种类的电荷，她的头发也带上了同 种类的电荷，相互排斥，因此头发都炸开了！
主要内容
一 二 三 四 五 矿 物 的 电 性 质 颗 粒 带 电 方 式 电 选 基 本 原 理
电 选 设 备 与 应 用
电 选 影 响 因 素
机
产生磁场的方法
永磁型、电磁型、超导型磁选机等
5.1 弱磁场磁选设备 5.1.1干式弱磁场磁选机 （1）除铁器 除铁器属于安全设备，主要用来除去物料流里 夹杂的铁块或铁屑，有电磁和永磁两种。
5.1.1干式弱磁场磁选机
（2）磁滑轮 磁滑轮，又称磁力滚筒，有电磁和永磁两种。永磁 滑轮应用较广。 主要部分：由锶铁氧体组成磁包角360°的多极磁系 （磁极沿着圆周方向NS交替排列）；由非导磁材料 制成的旋转圆筒。
一、矿物的电性质
矿物的比导电度
比导电度指某种物料由非导体转变成导体所需的电 位差（临界电压）与石墨的临界电压（2800V）之比。 石墨是良导体，电子流入或流出石墨所需要的电位 差最低，国际上以此电位差值作为标准临界电压。 例如，磁铁矿成为导体的临界电压为7800V，则其 比导电度为2.79，即是石墨临界电压的2.79倍。 比导电度是衡量物料导电性的一个标志，比导电度 越高，导电性越差。
一、矿物的电性质
矿物的电导率
导体矿物，是它们在电场中吸附电子以后，电子能在 其颗粒表面自由移动，或者在高压静电场中受到电极 感应后，能产生可以自由移动的正负电荷。
非导体矿物，在电晕电场中吸附电荷以后，电荷不能 在其表面自由移动或传导；在高压静电场中正负电荷 只是中心发生偏离，不能被移走，一旦离开电场，矿 物立即恢复原状，对外不表现正负电性。
5.3.2 超导磁选机
超导元素：超导元素在元素周期表中相当普遍，但 是铁、钴、镍等强磁性金属和铜、金、银等良导体 不是超导元素。一些导电性差的元素如铌、锆、钛 却是超导元素，在超导元素中以铌（Nb）的临界温 度最高（9.2K）。
超导材料：分为超导合金和超导化合物。铌－钛合 金和超导化合物铌三锡（Nb3Sn）、钒三镓（V3Ga） 目前广泛使用。
②磁化场均匀通过工作体积，介质均匀磁化，在磁化空 间的任何位置，梯度可达107Gos/cm（对于钢毛介质而 言），比Jones机提高了10-100倍（2×105），大大提高 了磁力，使得微细弱磁性颗粒可以得到有效回收（下限 1um）
5.3 高梯度与超导磁选设备 5.3.1高梯度磁选机（HGMS）
高梯度磁选机特点： ③介质所占空间大为降低，高梯度磁选机介质充 填率仅为5-12％（一般为50-70％），提高分选区 利用率，处理量大。 ④介质轻，传动负荷轻。 应用的重点领域：高岭土提纯、水处理、煤脱硫 技术、弱磁性矿物分选
(2)CTB半逆流型筒式磁选机
5.1.2 湿式弱磁场磁选机
磁性产品移动方向和圆筒旋转方向相同，非磁性产品移动方向和 圆筒移动方向相反。给矿从底部导入，磁性矿粒吸附在圆筒表面， 在槽体下部的给矿区安置有喷水管，受到洗涤水的清洗，有利于 矿浆的悬浮、清洗和提高分选指标。槽体溢流采用矿浆水平控制。 给矿口距磁性产品和非磁性产品卸矿处都较远，给矿区悬浮和清 洗作用好，有利于获得高品位精矿。给矿矿浆流和磁力方向一致， 尾矿在排出前经过场强较强的扫选区，获得的精矿回收率也较高。
结构：磁导体、密封罩保护 的励磁线圈、装有分选箱的 转环、给矿和给水装置、精 矿的清洗、高压冲洗机构、 排矿机构和传动机构。 应用：选分细粒弱磁性矿石， 特别是在铁矿分选中（细粒 赤铁矿）
5.3 高梯度与超导磁选设备
5.3.1高梯度磁选机（HGMS）
高梯度磁选机特点：
①通过整个工作体积的磁化场（背景磁场）是均匀磁场。 充填钢毛介质后产生非均匀磁场，在工作体积中任何一 个颗粒经受的磁力相等.
5.3.2 超导磁选机
磁选机的主要磁性材料——铁磁性物质受磁饱和现 象和线圈温度的限制，最大磁场强度通常不超过 1600 kA/m(20000Oe）。要突破这一极限，只有把磁 性材料由铁磁体改为超导体。 某些物质在温度降至绝对零度时（-273.15°C）， 电阻突然消失，这种现象称为超导现象，具有超导现 象的物质称为超导体。当超导材料处于超导状态时， 电阻为零，故在一根很细的导线内，能通过很大的电 流，没有热损耗，从而获得超过2T的磁场。
5. 磁选设备
• 磁选设备包括磁选机、磁力脱水槽、磁分析器、预
磁器及脱磁器等。磁选机是主要的磁选设备。
分类标准 承载介质不同 分 类
干式、湿式磁选机 弱磁场磁选机、强磁场磁选机 顺流型、逆流型、半逆流型磁选机
磁 选
磁场强度的高低 槽体结构形式
机体外形
磁场类型
圆筒式、圆锥式、带式、辊式、盘式、环式
恒定磁场磁选机、旋转磁场磁选机、交变磁场磁 选机、脉动磁场磁选机
一、矿物的电性质
矿物的介电常数
介电常数ε，描述矿物电性的指标之一。在无限大的均匀 电介质中，电场强度减小为真空中场强的1/ ε倍，即
E E1
E-在真空中的电场强度； E1-在电介质中的电场强度。
导体矿物的介电常数ε≈∞； 非导体矿物的介电常数ε＞1； 半导体矿物的ε介于中间； 真空（空气）的介电常数最小， ε=1。
赤铁矿还原后的产物Fe3O4，若在还原气氛中冷却到室 温，最终产物是Fe3O4。若在还原气氛中冷却到 300℃－400℃，再在室温中冷却，最终产物是磁磁 铁矿γ- Fe2O3。
4. 矿物的磁性
② 中性焙烧(用于菱铁矿)
③ 氧化焙烧(用于黄铁矿)
4. 矿物的磁性
改变矿物表面磁性的方法：碱浸磁化和 磁种磁化 ①碱浸磁化：碱浸磁化属于表面化学法， 针对对于矿物构成复杂的菱铁矿，在 菱铁矿表面覆盖强磁性的氧化铁成份， 故磁化率增加。 3FeCO3+2NaOH=Fe(OH)2+2Na2CO3 3Fe(OH)2+O2= Fe3O4+H2O 2Fe(OH)2+O2= γ-Fe2O3+H2O
5.1.2 湿式弱磁场磁选机
（一）永磁筒式磁选机 永磁筒式磁选机广泛用于磁铁矿分选、磁性加重介 质回收及为湿式强磁选给矿作准备。 根据槽体结构形 式的不同，湿式圆筒磁选机有三种槽体结构形式：顺 流式、逆流式和半逆流式，如图所示。
Ф1050×3000半逆流 型弱磁选机
Ф1050×2100
湿式永磁筒式磁选机
一、矿物的电性质
矿物的电导率
电导率γ，其物理意义是长度为1cm、截面积为1cm2的矿 物的导电能力，表示电子在矿物体中移动的难易程度， 电导率的单位是Ω-1· cm-1或者S/cm。 根据电导率的大小，将矿物分为三类： 1导体矿物：γ=104-105Ω-1· cm-1，如自然铜、石墨。 2半导体矿物：γ=10-10-102Ω-1· cm-1，如硫化矿、金属 氧化矿等。 3非导体矿物：γ＜10-10Ω-1· cm-1，如硅酸盐、碳酸盐 矿物。
4. 矿物的磁性
• 中磁性矿物：比磁化系数为（500-3000） ×10-8米3/千克。 • 如半假象赤铁矿、某些钛铁矿、铬铁矿等。 • 该类矿物分选用中场强磁选设备（16000~ 48000A/m）既可进行选别。
4. 矿物的磁性
弱磁场矿物：比磁化系数为（15-500）×10-8米 3/千克。 • 如，赤铁矿、褐铁矿、软锰矿、硬锰矿、菱 锰矿、金红石、黑钨矿等。 • 该类矿物选别需采用强磁选（48000~ 1600000 A/m）进行回收。
(1) CTS永磁筒式磁选机
5.1.2 湿式弱磁场磁选机
槽体结构为顺流型（见图）。给矿方向与圆筒的旋转方 向相同.非磁性矿粒和磁性很弱的矿粒由圆筒下方的两板之 间的间隙排出，磁性矿粒被吸在圆筒表面上，随圆筒一起旋 转，到磁系边缘的低磁场区排出。 常用于处理粒级为5 mm以下较粗的磁性矿粒的粗选,运转 可靠性高，功耗低，但无法获得最大回收率和最佳精矿质量。
• 在矿物磁选中，常常按照磁化难易程度（比磁 化系数大小）来划分，分为：强磁性物质、中 磁性物质、弱磁性物质和非磁性物质。
4. 矿物的磁性
• 强磁性矿物：比磁化系数大于3000×10-8米3/ 千克。 • 如磁铁矿、磁黄铁矿、磁赤铁矿及锌铁尖晶石 等矿物。 • 该类矿物分选用弱磁选设备（7200~ 136000 A/m）既能进行有效分选。属于易选矿物。
第七讲
磁电选矿
一. 概述
磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性 差异而使矿物实现分离的一种选矿方法。
注意：（1）磁选必须是在非均匀磁场中进行
（2）分选矿物要有磁性差异
一. 概述 磁选法广泛地应用于黑色金属矿石的分选、有色 和稀有金属矿石的精选、重介质选矿中磁性介质的回 收和净化、非金属矿中含铁杂质的脱除、煤矿中铁物 的排除以及垃圾与污水处理等方面。
② 磁种磁化
磁种：选择性吸附到某种目的矿物的表面上， 并能够提高其磁种的细粒分散、强磁性物质。 磁种磁化，是在一定的条件下调整矿浆，并 在矿浆中加入磁种，使其选择性吸附于目的 矿物上并提高目的矿物磁性的过程。 磁种选择：细磨的磁铁矿，粒度5-0µm。矿浆 调整应加入电解质或者表面活性剂或高分子 絮凝剂，以增加磁种的选择性吸附作用。
4. 矿物的磁性
• 非磁性矿物：比磁化系数为（<15）×10-8 米3/千克。 • 如，方解石、长石、萤石、方铅矿、石英、 重晶石、白铅矿等。 • 这类矿物在目前的磁选机所能达到的磁场 强度尚不能选出。
4. 矿物的磁性 （2）增加磁性的方法 • 磁化焙烧按其原理可分为还原焙烧、中性焙烧和氧 化焙烧。 ① 还原焙烧(用于赤铁矿和褐铁矿)
5.1.1 干式弱磁场磁选机 （2）磁滑轮
应用：主要用于磁铁矿选厂粗碎或中碎后的粗选 作业中，选出部分废石，即通常所说的“粗粒抛 尾”，以减轻后续作业的负荷，降低选矿成本。 另外在赤铁矿焙烧还原后的选别中也常采用。