4.4固体废弃物磁力分选

100~600t／h。
缺点：分选介质的视在密度较小，分离精度较低。
磁流体静力分选(MHSS)
原理：在非均匀磁场中，以顺磁性液体和铁磁性胶体悬浮液 为分选介质，按固体废物中各组分间密度和比磁化率的差异 进行分离。
特点：由于不加电场，不存在电场和磁场联合作用产生的特
性涡流，故称为静力分选。
磁流体静力分选(MHSS)
4.4 磁力分选
4.4.1 磁力分选原理
磁选有两种类型：一种是传统的电磁和永磁磁系磁选法； 另一种是磁流体分选法，是近二十年发展起来的一种新的 分选方法。
磁力分选简称磁选，它在固体废物的处理和利用中通常用 来分选或去除铁磁性物质。磁流体分选常用来从工厂废料 中分离回收铝、铜、铅、锌等有色金属。
一、传统的磁力分选
非磁性物质 磁性物质 （a）永磁磁滚筒结构示意图
隔离板
磁性物质
非磁性物质
（b）磁滚筒分选原理图
永磁滚筒磁选机结构与工作原理图
2．湿式CTN型永磁圆筒式磁选机
构造型式：逆流型。给料方向和圆筒旋转方向或磁性物质的 移动方向相反。 作用过程：物料由给料箱直接进入圆筒的磁系下方，非磁性 物质由磁系左边下方的底板上排料口排出。磁性物质随圆 筒逆着给料方向移到磁性物质排料端，排入磁性物质收集 槽中。 应用：适用于粒度≤0.6mm强磁性颗粒的回收及从钢铁冶炼 排出的含铁尘泥和氧化铁皮中回收铁，以及回收重介质分 选产品中的加重质。
磁流体动力分选(MHDs)
原理：在均匀或非均匀磁场与电场的联合作用下， 以强电解质溶液为分选介质，按固体废物中各组 分间密度、比磁化率和电导率的差异使不同组分 分离。
研究历史较长，技术也较成熟，
磁流体动力分选(MHDs)
优点：是分选介质为导电的电解质溶液，来源广、价格便 宜、粘度较低．分选设备简单，处理能力较大，处理粒度 0.5~6mm的固体废物时，可达50t／h，最大可达
所谓磁流体是指某种能够在磁场或磁场和电场联合作用下
磁化，呈现似加重现象，对颗粒产生磁浮力作用的稳定分散 液。
磁流体通常采用强电解质溶液、顺磁性溶液和铁磁性胶体，
悬浮液。
视在密度：似加重后的磁流体仍然具有液体原来的物理 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、磁场梯度或 电场强度来调节。 视在密度高于流体密度(真密度)数倍，流体真密度一般为 1400～1600kg／m3左右，而似加重后的流体视在密度可 离达19000kg／m3．因此，磁流体分选可以分离密度范围 宽的固体废物。 磁流体分选根据分离原理与介质的不同，可分为磁流体 动力分选和磁流体静力分选两种。
• 带式除铁器：铁物数量多，通过胶带装置排除铁物。
图4.22 除铁器 （a）一般式除铁器；（b）带式除铁器 1－电磁铁；2－吸铁箱；3－胶带装置；4－接铁箱
4．吸持型磁选机
给料 给料
旋转方向 电磁铁
电磁铁
刮片 刮片 磁性产品 磁性产品 非磁性产品 （a）滚筒式吸持磁选机 非磁性产品
（b）带式吸持磁选机
F磁 排料
F机
固体废物颗粒通过磁选机的磁场时，同时受到磁力和机械力 （包括重力、离心力、介质阻力、摩擦力等）的作用。磁性
强的颗粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁性颗粒所受的磁力很 小，则以机械力占优势。由于作用在各种颗粒上的磁力和机械力
的合力不同，使它们的运动轨迹也不同，从而实现分离。
磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力必须大于与 它方向相反的机械力的合力，即 F磁 F 机
用更便宜的FeSO4、MnSO4和CoSO4水溶液。
2．铁磁性胶粒悬浮液
一般采用超细粒磁铁矿胶粒作分散质，用油酸、
煤油等非极性液体介质并添加表面活性剂为分 散剂调制成铁磁性胶粒悬浮液。 一般每升悬浮液中含107~1018个磁铁矿粒子。 特点：粘度高．稳定性差，介质回收再生困难
• • • • • •
将固体废物均匀地输送到皮带 运输机上，当废物经过磁力滚 筒时，非磁性或磁性很弱的物 质在离心力和重力作用下脱离 皮带面。而磁性较强的物质受 磁力作用被吸在皮带上，并由 皮带带到磁力滚筒的下部，当 皮带离开磁力滚筒伸直时，由 于磁场强度减弱而落入磁性物 质收集槽中。
固体废物
运输皮带
分离块
磁性物质 分隔档板
• 磁化率高
• 密度大
• 粘度低
• 稳定性好
• 无毒、无刺微味、无色透明
• 价廉易得
1．顺磁性盐溶液
顺磁性盐溶液有30余种，Mn、FeFra Baidu bibliotekNi、Co盐的水
溶液均可作为分选介质。 MnCl2和Mn(NO3)2溶液基本具有上述分选介质所要 求的特殊条件，是较理想的分选介质。 分离固体废物(轻产物密度＜3000kg／m3)时，可选
磁力滚筒
4.4.2常用磁选设备
湿式CNT型永磁圆筒式磁选机 悬吊磁铁器 吸持型磁选机
1．磁力滚筒
又称磁滑轮，有水磁和电磁两种。应用较多的是永磁滚筒。这 种设备的主要组成部分是一个回转的多极磁系和套在磁系外面 的用不锈钢或铜、铝等非导磁材料制的圆筒。一般磁系包角为 360°。磁系与圆筒固定在同一个轴上，安装在皮带运输机头 部（代替传动滚筒）。
图4.21湿式CTN型永磁圆筒式磁选机 1－圆筒；2－槽体；3－机架；4－传动部分；5－磁偏角调整装置；6－溢流堰
3．悬吊磁铁器
悬吊磁铁器主要用来去除城市垃圾中的铁器，保护破碎设 备及其他设备免受损坏。悬吊磁铁器有一般式除铁器和带 式除铁器两种。 • 一般式除铁器：铁物数量少，通过切断电磁铁的电流排除 铁物
二、磁流体分选(MHS)
(一)磁流体分选原理
磁流体分选是利用磁流体作为分选介质，在磁场或磁场和电场的联合作
用下产生“加重”作用，按固体废物各组分的磁性和密度的差异，或磁 性、
导电性和密度的差异，使不同组分分离。
应用：当固体废物中各组分间的磁性差异小，而密度或导电性差异较大 时，采用磁流体可以有效地进行分离。
• 是借助磁选设备产生的不均匀磁场，根据物质的磁性差异进 行分选的处理方法。主要用于回收、富集黑色金属、排出物 料中的铁质物质等。
• 磁选过程是将固体废物输入磁选机后，磁性颗粒在不均匀磁 场作用下被磁化，从而受磁场吸引力的作用，使磁性颗粒吸 在圆筒上，并随圆筒进入排料端排出；非磁性颗粒由于所受 的磁场作用力很小，仍留在废物中而被排出。
优点：视在密度高，如磁铁矿微粒制成的铁磁性胶体悬浮液 视在密度高达19000kg／m3，介质粘度较小，分离精度高。 缺点：分选设备较复杂，介质价格较贵，回收困难，处理能
力较小。
选择： 要求分离精度高时．采用静力分选； 固体废物中各组分间电导率差异大时，采用动力分选。
分选介质
理想的分选介质应具有特性条件：
(三)磁流体分选设备及应用 特点： 磁系属于永磁 分离密度较高的物料时，磁系用钐—钴合金磁铁 分离密度较低的物料时，磁系用锶铁铁氧体磁体 这种分选槽使用的分选介质是油基或水基磁流体。 应用：它可用于汽车的废金属碎块的回收、低温破碎物料 的分离和从垃圾中回收金属碎块等。
图4.23 J. Shimoiizaka分选槽构造及工作原理示意图
式中，F磁为磁性颗粒所受的磁力，F机为与磁力方向相反的机械力的合力。
该式不仅说明了不同磁性颗粒的分离条件，同时也说明了磁 选的实质，即磁选是利用磁力与机械力对不同磁性颗粒的不 同作用而实现的。
根据固体废物比磁化系数的大小，可将其中各种物质大致 分为以下三类：强磁性物质，其比磁化系数x0> 38×10－6 m3/kg，在弱磁场磁选机中可分离出这类物质；弱磁性物质， 其比磁化系数x0＝（0.19～7.5）×10－6 m3/kg，可在强磁 场磁选机中回收；非磁性物质，其比磁化系数x0< 0.19×10－6 m3/kg，在磁选机中可以与磁性物质分离。