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磁选机知识

磁选机的磁体

点击数:383    发布时间:2017-12-23 9:38:18

磁选机的磁体

磁选机的目的是回收或排除磁性范围很大(从磁性到逆磁性)、粒级很宽(从几毫米到微米)的那些颗粒,在选矿时是分离成两种或两种以上磁性和粒度都不同的矿粒群。为了回收这些颗粒,磁选机的磁感应强度变化极大,因此必须采用不同的方法来产生所需的磁场。

分选时磁性颗粒所受的磁力,取决于矿物物理性质、磁场感应强度和磁场梯度。因此,为使有价矿物从不需要的矿物中有效分出,应综合选择磁感应强度和磁场梯度,以便能获得高回收率和高质量的精矿。一般而言,分选强磁性矿物,磁感应强度低,磁场梯度必须视矿物粒度而定。对粗粒矿物,要求磁场作用深度大,磁场梯度要小;对细粒矿物,要求磁场作用深度小,磁场梯度可增大。而分选弱磁性矿物时,要求磁感应强度高,对其中粗粒矿物,磁场梯度低,对细粒物料,磁场梯度高,对微细粒矿物,磁场梯度最高,即所谓高梯度磁场。

在处理微细粒弱磁性矿物的磁滤过程中,需采用强磁力以保证最大限度地从悬浮液中排除非磁性矿固体物,必须采用高的磁感应强度或磁场梯度,或者两者都高方能达到有效分离。高岭土选矿的目的是排除其中的含铁成分,以提高产品白度,有用产品是非磁性部分。采用高磁力和长分选时间,可获得高质量的非磁性产品。

由永磁材料或载流电磁材料构成的、能产生所需磁感应强度(磁通密度)并能使磁通沿一定路径闭合的电磁机构,称为导磁体,简称磁体。根据构成磁体的材料不同,可分为永磁体和电磁体,后者又可分为常导电磁体和超导电磁体;根据电流特性又可区分为恒定磁场磁体、交变电流与并用稳恒、交变电流产生的。不同的磁体,用于不同的场合。永磁体用于弱磁场磁选设备,恒定磁场电磁体多用于强磁场磁选设备,交变磁场和脉动磁场电磁体主要用于分选强磁性矿物和铁磁性铁粉的弱磁场磁选设备。超导磁体用于需产生超强磁场的磁选设备,常导磁体用于一般弱磁场和强磁场磁选设备。

永磁体

磁选的早期历史与永磁体密切相关,它用来从废料中除去强磁性矿物,或者从矿石中回收强磁性矿物。随着高功率电磁体的出现,永磁体用于磁选的重要性下降了,但是近年来永磁体又引起人们的极大关注,这是由于稀土属永磁材料的新发展所致。

永磁体材料经历了磁合金——铁氧体——磁合金的发展阶段。早期磁合金为系列,现今的为稀土—钴合金及合金,铝钴镍合金的磁性特点是剩磁感应强度大,但矫顽力小。铁氧体矫顽力大,但剩磁感应强度小。稀土—钴合金和钕铁硼系合金的剩磁感应强度和矫顽力都大。

永磁体产生的磁感应强度很少超过1T,而电磁体很容易产生这种磁感应强度。永磁铁与电磁体相比,具有两个明显的优点:永磁体不需任何能源或任何冷却液体;磁感应强度始终很稳定,在10—8范围内脉动,磁感应强度的下降率每年为10—3数量级。永磁体亦有两个缺点:磁感应强度的量值随温度升高而变化,每摄氏度按10—4的变化率下降。

永磁铁采用的磁性材料为硬磁材料,具有的剩磁高、矫顽力大,这二者也决定了单位体积的磁能积大。

永磁合金的发展过程,近100年来一次发展的为Co前钢、Co钢、Al—Ni—Co钢、稀土—钴钢和Nd—Fe—B合金,他们的最大磁能积依次增大。

工业用一次材料除永磁合金外,还有一种重要材料—铁氧体,是先前最重要的工业永磁体,因为它的价格低廉,矫顽力高。

第二个重要的永磁体是Al—Ni—Co,它含有20~40%的钴和铁、镍、铝同其它成分,故比铁氧体贵。它有所需的高剩磁值,热稳定性好,但矫顽力较低,故磁能积介于10~80kjm—3。

磁性能较好的是SmCo5基磁体,它的剩磁和矫顽力都高,故磁能积大。该合金的矫顽力是由强磁性晶体流放晶系各向异性产生的。磁体是由磁力排列好的微细粉末烧结而成。磁性能明显超过上述两种,但价格更昂贵。

钕铁硼合金引起人们注意的原因:一是钴合金磁能积较高,但价格较贵,而钕铁硼合金磁能积比钐钴合高50%;三是钕的储量在稀土元素中比钐大,故价格较便宜。从热敏性来看,钕铁硼合金的温度系数为钐钴合金的三倍,材料矫顽力随温度升高而降低不明显。钕铁硼合金性坚韧,不易碎。另外,它与正常环境有较强的反应能力,因此,必须用喷漆或喷镀系统来保护,这种腐蚀的趋向可能是由于在颗粒周围出现富钕相(极易氧化)的缘故,在钕铁硼系统中加入钴和铝能改良磁性和温度特性。

铁氧体要求磁选机磁感应强度不高,如弱磁场磁选机,可用铁氧体作为永磁磁系的材料。

铁氧体,是铁和其它二价金属元素的复合氧化物。导电性属于半导体,导磁性属于亚铁磁性,外观上类似陶瓷品,亦称磁性瓷,在应用上作为磁介质而被利用。

在内赋磁性方面,铁氧体与永磁合金的最大差别是饱和磁化强度低,故单位体积储存的磁能低,在需要高磁能密度的强磁场磁选机中难以应用。其原因是铁氧体磁性来源于被抵消的亚铁磁性两个次晶格磁矩之差。

铁氧体的优点如下:矫顽力很高,故抗退磁作用很强;原料价格低廉,制造工艺简单,成本很低;密度小(4~5.2T/m³),质量轻;退磁曲线或其主要部分接近直线,回复直线基本上与退磁曲线(或其直线部分)重合,故运行时磁铁工作点稳定。主要缺点为:剩磁不高(0.2~0.42T);环境温度对磁性能影响较大,剩磁温度系数为每℃下降0.18%。

电磁体

选别弱磁性矿物的强磁场磁选机,需产生高的磁感应强度和磁场梯度,永磁体是无法实现的,这时应当采用电磁体。因为离开永磁体表面,磁场降落很快,不能在一定的空隙中保证所需要的磁力,而电磁型磁选机能在一较大的工作气隙中产生足够强的磁场,并有高的处理量。常用电磁铁作为线圈铁芯型。钢导磁体受磁饱和的限制,获得的磁感应强度无法超过极限,但在工业生产上回收细粒级弱磁性矿物的强磁选机,用电磁铁来产生磁力仍然是相当有效的。

在实际的电磁磁选机中,常使用的磁体还有螺线管磁体、交变磁场磁体、脉动磁场磁体、脉冲磁场磁体以及超导磁体,其特点各异,能适应不同磁选机的选矿要求。

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