第七讲 磁电选

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铁、锰矿石
磁 选 技 术 工 业 应 用
提高矿石的品位,降低二 氧化硅和有害杂质含量。 脱除重选黑钨粗精矿中的 锡石。钽、铌矿物除铁。 用于高 岭土脱 除含铁 杂质 。 重介质悬浮液的净化回收 钢渣及废金属回收 分离血液中的红血球等
有色金属及稀有 金属矿 非金属矿 重介质回收 环境工程 医 学
2. 发展历程 19世纪末期:美国、瑞典:电磁筒式磁选机。 20世纪初:湿式筒式磁选机问世。 60年代:Jones强磁选机在英国面世,采用多 层聚磁介质板(技术突破)。 70年代以后:高梯度磁选机、高梯度超导磁 选机。 磁流体分选作为磁选的一门新兴学科,其分 选理论、磁流体的制备及分选设备尚在不断 完善阶段。
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)
5.2 强磁场磁选机
5.2.1干式强磁场磁选机
干式强磁选机有感应辊式、盘式、 筒式和永磁辊式四类。 1) 感应辊式磁选机 结构:由电磁系统、分选系统和传 动系统组成,为了减少涡流发热和 传动功率,辊子用薄的导磁钢片和 非磁性圆片交替叠成。 给矿粒度:-2+0.1mm 应用:回收海滨砂矿的钛铁矿、黑 钨矿的精选。
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
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。
5.1.1 干式弱磁场磁选机 (3)干式筒式磁选机
磁系特点:磁系多、极距小、磁系包角270度,磁极 沿着圆周方向极性交替排列,沿轴向极性一致。 应用:在北方缺水地区可与干式磨矿结合进行分选。
3. 磁性的基本原理 磁选过程
3. 磁性的基本原理
• 在磁选机中,能使磁体产生磁力作用的空间, 称为磁选机的磁场。 • 磁场可分为均匀磁场和非均匀磁场。
• 均匀磁场中各点的磁场强度大小相等,方向一致。 • 非均匀磁场中各点的磁场强度大小和方向都是 变化的。
3. 磁性的基本原理
• 磁场的非均匀性用磁场梯度来表示。 • 磁场强度随空间位移的变化率叫磁场梯度。 dH/dx,gradH。
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。
磁场力
f 磁= μ0 k V H gradH
矿物颗粒在均匀磁场中只受转矩的作用,使它的长 轴平行于磁场方向;在非均匀磁场中,矿粒不仅受 到转矩的作用,还受到磁力的作用。
4. 矿物的磁性
(1)分类
• 矿物的磁性是矿物磁选的依据。
• 物理学中常把物质划分为:逆磁性、顺磁性和
铁磁性(亚铁磁性、反铁磁性)三大类。
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。
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。
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。
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。
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.
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。
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
5.2 强磁场磁选机
5.2.1干式强磁场磁选机 2)盘式磁选机 应用:稀有金属矿的粗精矿的精选(钨、钛、锆 英石、独居石)
5.2.2 湿式强磁选机 1)湿式感应辊式强磁选机 CS—1型电磁感应辊式强磁选机是我国研制的双辊湿式强磁选机,主
要用于锰矿石和铁矿石生产。
5.2.2 湿式强磁选机
2)琼斯型湿式强磁选机
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。
(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。
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。
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
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
(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。
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

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。
• 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Baidu Nhomakorabea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。
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