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磁选论文1、超导磁选机现状及发展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，以代替普通磁体， 从而可产生很高的磁场强度其最主要的特点是磁场强度可达到6~10T, 而其它磁 选机磁场强度一般不超过2T;其次，超导磁选机非常节能，很小的功率可获得很 强的磁场，其重量轻，体积小，稳定性好，均匀度高，唯一的能耗是系统中保持 超导温度所需的能量 （2）高梯度超导磁选机，该机主要为罐式 高梯度超导磁选机的技术关键是向磁体高速给磁以及随后的退磁，或在磁体 不退磁的情况下把磁性物从磁介质表面冲洗下来)现有一种反复串罐式超导磁选 机，其特 点是分 选罐 往复交 替进出 磁场， 实现分 选过 程该 机场强 最高达 8000kA/m （10T） ，可分选比磁化系数为10-6m3 /g、微米级的弱磁性物料与类 似周期式高梯度磁选机相比，耗电能仅为其1/ 10，而处理量为其10倍 磁选发展趋势 磁选机行业发展趋势，概括起来主要有以下几个方面： （1）保护资源、保护环境、节约能源 随着国家现代化的推进， 资源的充分利用与再生利用越来越得到重视，磁选 机的研发方向之一就是怎样解决中国贫矿、连生矿体的综合利用， 以及尾矿的再 生利用，在选矿设备设计制造使用过程中考虑如何进一步保护环境，节约能源〕 随着永磁材料的发展， 弱磁选机的磁系正逐渐永磁化，强磁选机、 高梯度磁选机 也已出现永磁化或电磁结合，以节约能源， 提高磁选机性能， 同时矿石利用率得 到提高，有效地保护了环境。

（2）向大型化、大处理量方向发展 筒式磁选机外型尺寸达直径1500 mm x4000mm;立环脉动式高梯度磁选机立 环直径已达 3200mm，正准备研制直径4000 mm 的磁选机 ;平环式磁选机转环直 径达 10m;强磁选机转盘达 3.35 m; TDG大块磁选机筒径已达1500mm，磁选机 单位时间处理量也越来越大，最多已达1800 t/h （3）向高梯场、高梯度方向发展 随着新的强磁永磁材料的出现和超导材料的突破以及新的聚磁技术的创新， 现磁选机能得到了显著的提高，磁感应强度、 磁场梯度大幅提高， 超导式磁选机 在不久的将来必定得到更广泛的应用超导材料· 的发展，单位处理量所耗能源 不断下降， 同时矿石利用率得到提高， 有效地保护了环境‘此外， 为了扩一大磁 选机的应用领域，使那些目前被认为是“非磁性的物料”变为磁性物料(在高场 强下磁化，可大大增加磁性)，超导磁选则是关键技术之一，应是今后重要的研 究方向 （4）新材料、新磁系研制 研究新的高性能磁r}材料与超导材料， 研制开发新型磁系结构和新型聚磁介 质、新型冷却方式，关系到磁场强度、漏磁、能耗等技术参数优劣，影响分选指 标白勺好坏及稳定新聚磁介质的材质、形状、相对尺寸、放置方式、 填充率特性 及匹配程度等都有进一步的研究空间。

（5）新工艺、新方法的研制 研制永磁磁选机新的加工制作方法与磁系装配方法以提高磁性能，解决磁介质堵塞的新工艺方法， 以及其它各种磁选 }J L加 〔市}l 作新工艺减少生产成本， 提高劳动生产率 （6）采用磁絮凝分选 } 在分选工艺中，进一步研究如何产生有效的磁絮凝(磁团聚)， 降低介质阻力， 从而改善分选条件，角牟决微细粒磁性矿物难选和流失的难题 （7）研究磁种分选法 研究用物理或物理化学的方法人为地提高非磁性(或弱磁性 )和抗磁性物质的 磁性，在一定化学条件下((PH、分散剂及活性剂等 )，对物料进行调整，添加磁 r}种子使磁种有选择地粘附于目的矿物或脉石上，从而使非磁性的物质具有磁性， 或者弱磁性矿物的磁性变强，进而可用磁选的方法，将目的矿物分离 （8）研究磁流体分选法 磁流体分选法分为2 种:①磁流体动力分选，该法是在磁场与电场联合作用 下，以强解 质溶液为分选介质， 根据矿物之间密度、 比磁化系数及电导率等的差异而使不同 矿物分离的一种方法 ;②磁流体静力分选法，该法是在非均匀磁场作用下，以)In 磁系性液体或铁磁性胶体悬浮液(水基液或有机溶液 )作分选介质，按比重 (密度) 和磁性的差异进行分离的一种选矿方法。

2、矿物磁选过程（1）磁选过程当矿浆进入分选空间后， 磁性矿粒在不均匀磁场作用下被磁化，从而受磁场吸引力的作用，使其吸在圆筒上，并之被转筒带至排矿端，排出成为磁性产品非磁性矿粒， 由于所受的磁场作用力很小，仍残留在矿浆中， 排出后成为非磁性产品，这就是磁选分离过程2）磁选原理矿物颗粒通过磁选机磁场时，同时受到磁力和机械力(重力、离心力、介质阻力、摩擦力等 ) 的作用磁性较强的矿粒所受的磁力大于其所受的机械力，而非磁性矿粒所受磁力很小， 则以机械力占优势 由于作用在各种矿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，从而实现分选磁选基本条件磁选是在磁选设备所提供的非均匀磁场中进行的被选矿石进入磁选设备的分选空间后， 受到磁力和机械力的共同作用，沿着不同的路径运动， 对矿浆分别截取，就可得到不同的产品磁性颗粒在磁选机中成功分选的必要条件是：作用在较强磁性矿石上的磁力 F1必须大于所有与磁力方向相反的机械力的合力，同时，作用在较弱磁性颗粒上的磁力 F2必须小于相应机械力之和即F1 > F机合 1 F2 < F机合 2磁选的实质是利用磁力和机械力对不同磁性颗粒的不同作用而实现的。

超导磁选机是把其磁性材料由铁磁体改为超导体结构可分为三个系统： 超导磁系、制冷系统和分选系统图略）卧式串罐往复式高梯度超导磁选机由螺线管式超导磁系、分选罐列、铁磁屏、液压往复运动装置和机座组成卧式串罐往复式高梯度超导磁选机分选过程：工作时，超导磁体激磁， 一个分选罐位于磁场空腔内， 给人矿浆， 捕获磁性粒子， 洗涤磁介质 另一个分选罐位于相应的磁屏腔内等待工作当往复罐借往复传动装置退出磁场时，到达相应的磁屏腔内，冲出介质上的磁性粒子原停在磁屏腔内的另一分选罐进人磁场，依次往复重复前一个分选罐进行的程序这种方法允许超导磁体像永磁体一样工作而不消耗能量，可使制冷系统的能耗降到最低限度3 磁选机器萨拉型转环式高梯度强磁选机 它由两个螺线管、转环、给矿系统、冲洗系统等主要部分组成螺线管为 鞍形线圈， 能够让转环穿过并转动 转环分隔为许多小的分选室，每个分选室内 装有钢毛等聚磁介质 当转环连续不断地进出由鞍形线圈建立的磁场空间时，钢 毛被磁化磁性矿粒被钢毛捕获经清洗后， 当转环将钢毛带出磁场， 磁性产物即 被冲洗水冲到精矿接矿槽分选过程：矿浆由上导磁体的长孔流到处在磁化区的分选室中，弱磁性颗粒被吸 附到磁化了的聚磁介质上， 非磁性颗粒随矿浆流通过介质的间隙流到分选室底部 排出成为尾矿， 被吸附的弱磁性颗粒随分选环转动，进人磁化区域的清洗段， 进 一步清洗掉非磁性颗粒， 接着，转离磁化区， 弱磁性颗粒在冲洗水的作用下，成 为精矿磁流体及其应用引 言 磁 性 流体 (Magnetcinulsd )简称磁流体或磁液 ,它是由表面活性剂包贾的,直 径小于 01mn的单畴磁性微粒均匀地分散在载体(基液 )中形成的磁性胶体溶液 . 它既具有固体的磁性 ,一也具有液体的流动性,在重力和磁场力的作用下不凝聚也 不沉淀 ,始终稳定地分散在载体中 .磁性流体是一门涉及物理化学力学流学等学科 的边缘学科 ,是材料科学中的一支新秀.19 6 5年,美国国家航空和宇宙航行局 NSAA首先研制成功磁流体 ,七十年代后期 ,美、日、苏和英等国的研究工作也迅速 发展,美国还成立了 “磁性流体公司” 专门生产磁流体并开发其应用.从 1977 年开 始,每三年定期召开一届磁流体国际会议「2 }. 第匕届是 1995 在印度召开的 . 由于磁流体奇特的性质 , 已经引起人们极大的兴趣和越来越广泛地关注, 在国外已 有市售商品 , 国内也有 20 个单位在研制和生产磁流体, 并且在某些方面已得到实 际应用 . 1 磁流体的组成 磁流体由三种基本成份组成, 即磁性微粒、表面活性剂和使这些磁性微粒悬浮 的载体 ( 载液 ). 磁性 微粒, 其直径小于 01nm,尺寸 上介 于 原 子、 分 子和 宏 观固 体 之 问〔 ‘1. 可 供 选 择 的磁性 材 料 有下一 Fe 夕 3,Fe 户。

,N i,C Fc,FcC 和 N正 e 合 金 等. 日前 最 常 用 的 材 料 是 eF30. ,Fe 、c 、iN 及 其合金 用 于 开发新 的领域 . 磁 流体一般每升含有l 沪 个颗粒 . 粒 子直径小能防止 因地心 力作用而聚集在一起 , 粒 子 体积 的极限 取 决于构成粒子 材 料 的 磁 化 强度.eF3O4粒 子的直径比纯 铁粒 子大三倍 表面 活性剂 , 在磁 流体中作为分散剂, 它的功能在于既能 适应于载体性质 , 又 能适应于磁性微粒 的界面 , 这就 要求表面活性 剂 分子 具 有化学极性, 其头部 要 吸 附在 磁性 微 粒 上, 而尾 部必须 和基液有亲和力 ( 相 容 ) 「 ‘71, 这样每个磁性微粒都涂有一层长链分子膜, 其 厚度为 l 一 2nm,并且 是单分子层 . 这 层表 面活性剂就象一个弹性 垫子, 使磁 性微 粒相 互 隔 开, 以防止磁性微粒 因范得华力和磁力作用而聚集起来 . 最 普遍 的表面 活性 剂是油 酸. 载体, 亦称载液或基础液 ,‘它使磁流体具有液体的性质 . 作为磁 流体的载 液 应满足 低蒸发速率、低粘度和高度化学稳定性 , 以及 具有耐 高温和抗辐照 特性 等 1. 1. 载体溶液一般分为水基和油基两类, 第一 例成功 的磁 流体载体 就 是油基 ( 煤油 ), 一般情况下水、烃、氟化 烃、双醋、聚苯醚均可做载体 . 它的选择取决于应用 条件的性能要求 . 综上 所 述, 将磁 性 粒 子 包覆 一 层 表 面活 性 剂后, 分散到相应 的 载体 中, 就 构成了磁流体, 一 般磁 流 体分 为水基 和油 基 两种, 其形 成过程 如 图 1 所示. 磁性 粒子 用长碳链脂 肪 酸 ( 例如油 酸 ) 处理, 在 磁 性 粒 子表面 通过 化 学 吸附 形 成一层单 分子 包覆 层, 其亲 水基 向 内, 疏 水基 向外, 就 成 为油 溶 性磁 性 微 粒, 再 将其分 散到 煤油等油基载 体中就 形 成油基 磁 流体. 水基 磁 流体, 需 将油榕性磁 粒子 用 适当的表面活性 剂再进行二 次包 覆, 例 如 用十二 烷基苯磺酸钠通过 物理 吸 附形 成第 二个 包覆 层, 使得 疏 水基 向 内, 亲 水基 向外 2 磁流体的物理特性 在外 磁场作 用下, 磁 流体具有明显的磁性和悬浮能力。

.2 1 磁性 磁 流体中的磁性微粒 , 如 图 2 所示. 根据 资料【51 知,I 升体积 中含 有 l 沪 个, 这 样微小油酸分 f 的铁磁单畴颗粒在无外 磁 场时, 磁 畴的磁 矩 各不 相 同, 磁性相 互抵 消, 宏观上对外不显磁性 . 加外磁场以后 , 自发磁化方 向逐渐和外磁场方 向平 行, 随着 外磁 场的不 断增 强其取 向将沿磁场方 向整齐 排列, 此 时磁 化 达 到 饱和, 其磁化曲线呈“S厅形, 矫顽力和剩磁 为零. 在一定 的磁场 中. 磁 流体的磁化可以认 为是 固体微 粒 磁 化 的总 和, 如果 不 考 虑粒子 之间 的相互 作用, 磁 流体的磁化强度可 用下式 表 示 .2 2 悬浮能力在均匀磁场情况下 , 罗森威格 (R soesnew 电) 对磁 流 体 性质 的物 理 过 程 进 行 了 描 述, 提出适用于磁流体的伯努利 (Bemolu h) 方程 正是这 项 附加 的静磁压力反映 出磁 流 体的一 个 重 要 性质. 即这 种 压 力 的产 生可 以使 比重大于磁流体的非磁性物质漂 浮到 液体表 面, 如 图 3 所示. 这 就是 磁 流体 的悬 浮能力 , 其 比重大小可随外磁 场的 强 弱 在 0 一 2 5(kgm 一,) 范 。