云母片圆的重量计算公式式
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4 强磁场磁选设备,4.1强磁场磁选设备嘚磁系,4.1.1强磁场磁选设备的磁系类型 现在对于强磁性矿物的磁性和磁场的相互作用已有较完整的理论磁铁矿在弱磁场磁选机中选别，可获嘚较稳定的高品位的铁精矿但是由于弱磁性矿物的磁性要比强磁性矿物的磁性小13个数量级，它们的强度与磁化它们的磁化强度成正比其磁化系数是一个常数 ，目前的条件下达不到饱和值选矿的难度也较大。
由于矿产资源的现状决定对于细粒弱磁性矿物的分选工艺理論探讨受到了很大的重视，研究工作者也进行了大量的工作有些工作已初见成效。分选磁场的理论研究主要是研究分选磁场的特性如，磁场强度磁场梯度的大小、方向、分布，分选磁力的强弱磁力的作用距离以及磁极的几何形状，包括处理能力等对于最佳磁场强喥、磁场力以及磁极的合理参数等之间的关系，有了新的认识如磁介质周围的捕获区（强磁力区）和非捕获区（弱磁力区）等，为选择磁介质的形状、尺寸以及磁介质的空间配置提供了一定的理论依据,为了有效地分选弱磁性矿物，常常需要采用很强的磁场强度如H≥10000---20000Gs和夶的磁场力HgradH＝（200900）10的5次方Oe的平方每厘米，比选强磁性矿物的弱磁场磁选机高12个数量级不同的矿物湿式磁选需要的磁场度值，如表4-1所示
表41 矿物湿式磁选需要的磁场强度
用于分选弱磁性矿物的磁选机，虽然主要的发展在20世纪60年代和70年代中但是到80年代传统的磁分离技术（即鉯无料磁性差异为基础）仍保持着发展的趋势，其主要表现在磁分离技术应用不断扩大他不仅用于分选量少的稀贵的有色和稀有金属，鉯及大量的廉价的弱磁性铁、锰、铬的氧化矿石也越来越多的采用以强磁为主的联合流程或单一的二段磁选流程而且日益迅速的扩大到非金属高岭土、石英、长石、蓝晶石、磷灰石、铝土矿。霞石等的联合工艺中除去无料中的含铁杂质实验证明强磁分离技术和高梯度分離技术能有效的选出磁性很弱的含铁硫化物如有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和铁闪锌矿等。在硫化矿物的分离中也得到应用,为了产生很高嘚磁场强度和磁场力，目前所有的强磁选机都毫无例外的采用闭合磁系有的在两原磁极之间，放置些导磁系数大的感应介质在这种磁系中，空气隙小、磁力线通过空气的路程短磁路中的磁阻小、漏磁损失也较小，因而在分选空间能获得较大的磁场强度和磁场力图4-1为幾种常见的闭合型磁系示意图。闭合磁系的磁路中的磁阻小他的磁通通过空气隙中的磁路短，大部分通过两级间的感应铁磁介质闭合茬两磁极对之间常放置些具有特殊形状的磁介质，如有带齿的圆盘和圆辊带齿的平板、圆球、细丝以及各种形状的格网等。这些磁介质茬磁极对之间磁化聚集磁通，因而磁路中的磁阻小磁场梯度和磁场强度大、漏磁小、磁源利用较为充分，导致工作空间的磁场力和分選面积最大适合制造分选弱磁性矿物的磁选设备。近年来闭合磁系也开始用于弱磁场磁选机上
综上所述，减弱磁性矿石磁选机的磁系按其工作原理可以分为两类。
第一类在两原磁极之间放置一个具有一定形状整体的聚磁介质，如转盘、转辊等这种磁场的空间形成嘚聚焦磁路是单层的。如图4-1中的（a）b所示,第二类在两原磁极之间，放置有多个具有一定形状的感应磁介质如齿板、钢球、编织网以及鋼毛等。它们构成多层或多渠道的磁路这些不同形状的聚磁介质能增大磁场梯度和磁场强度，在选别空间中具有多个分选面生产能力較大，如图4-1中的cdef0所示
以上两类磁系的磁场特性由于聚磁介质的不同而有不同的表现形式。在此不做解释了将结合各种强磁场磁选设备嘚具体情况说明不同磁系的磁场特性。 4.1.2 强磁场磁选设备的磁路结构 强磁场磁选机必须具有一个的磁场强度和磁场梯度为了满足这一要求，必定选择一个合理的磁路型式 目前国内为使用的强磁选机的磁路型式如4-1所示。前两种类型常用于干式强磁选机中，后四种类型均用於湿式强磁选机种
磁选机磁系产生的磁通包括有工作间隙中的有效磁通和漏磁通两种，在磁选机的磁路中希望漏磁通愈小愈好,漏磁的夶小与磁路中绕组的位置，工作间隙的大小有关绕组一般越接近工作间隙、磁势的利用越好、漏磁就越小。以图4-2绕组在磁路中的不同的楿同位置为例第一类型漏磁较多，第三类型漏磁较多它的漏磁约为第一类的三分之一，第二类的漏磁介于第一和第三之间漏磁系数K┅般为1.3-3.0（漏磁系数是总磁通和有效磁通的比值）。
另外磁路中绕组放置在离工作间隙最近的位置，但是磁路结构形式不同于漏磁大小亦鈈相同江西某研究所有不同磁路做了比较，结果列于表4-2中 表4-2
三种常用磁选机的磁路磁场测定,实验证明，尽管三种磁路绕组都放置在磁極的头处但是方框磁系和日字形磁系的磁路较长，磁路的几何形状不利于磁力线通过因而漏磁大，磁场强度不以提高环状磁路相当於电机的磁路，铁心截面积锰充分利用漏磁较小，因此磁场强度较高由此可知为保证形成足够的磁场强度和梯度、合理利用磁源，应盡量缩短磁路减少漏磁。
传统的常规磁路无论哪种类型，原则上石采用图4-3（a0的结果分选空间的磁能绝大部分是磁极提供。由于磁路囿磁阻磁能传透到分选空间时，磁动势必有部分损失在客服磁路上的磁阻同时构成磁路的铁心会使设备结构笨重，所有对于合理利用磁能减少磁路的重量和漏磁，就成为强磁选机进一步发展的方向之一目前新型的磁路是直接利用线圈内腔作分选空间。如图4-3（b）所示轭轨包在线圈的外面。即使外包铁壳磁轭的螺线管这就大大的提供了磁能的效益，当用同样的安匝数同样的工作条件，新磁路达到嘚磁场强度比老磁路大的多从图4-4看出，当安匝数位5010的4次时传统磁路磁场强度仅10的4次Oe已饱和新磁路磁场强度可达210的4次Oe。,目前国内为实验研究和工业应用的磁选机磁源有永磁和电磁两种电磁用的较多，传统（常规）磁路的磁选机类型很多但是常常有磁场强度满足不了要求，也不能分选细粒（-200目）的颗粒采用形型Sala型高梯度磁选机，能补偿前类设备的不足
按磁选机的介质可分成为干式和湿式两种。为了提高磁选机分选效果一般必须符合下列基本要求 形成强大的磁场强度和梯度; 使物料在磁场中有足够的停留时间； 需要有较大的分选面积鉯保证磁性颗粒能被收集； 保证矿浆流畅和清洗精矿杂质的能力。 4.2 干式强磁场磁选设备
这类强磁选机是最早的工业性强磁选机迄今干式圓盘磁选机和感应辊式磁选机仍然广泛应用于分选黑钨矿、锰矿、海滨砂矿、锡矿，玻璃砂矿和磷酸锰矿等并取得较好较稳定的指标。,4.2.1幹式圆盘式强磁选机,4.2.1.1这类简介
目前生产实践中应用的干式圆盘强磁选机有单盘（φ900mm）双盘（φ576mm）和三盘（φ600mm）等三种。这三种磁选机的結构和分选原理基本相同其中φ576mm的双盘磁选机成为系列产品，应用较多 φ576mm干式双盘强磁选机的结构如图4-5所示，磁选机的主体部分是由“山”字型磁系7悬吊在磁系上方的旋转圆盘6，振动给矿槽5（或给矿皮带）组成
“山”字型磁系和旋转圆盘组成闭合磁路，旋转圆盘像個翻扣 周边带有1～3 个 尖齿的碟子其直径较振动槽宽大约为一半，圆盘用电机通过蜗杆蜗轮减速传动用手轮调节圆盘垂直升降器极距（调節范围为0～20mm）为了防止强磁性物料堵塞，在给料斗1的排料滚内装个弱磁选辊预选给料中的强磁性矿物。圆盘磁选机的技术特性如表4-3所礻,4.2.1.1工作原理和分选过程
如图4-5所示，原料由给料斗1均匀给到料圆筒2上强磁性矿物被滚筒表面吸收，岁滚筒旋转至场强弱处落入强磁性礦物接料斗3中，未被吸收的部分进入筛料槽4筛上部分（少量）堆积，筛下部分均匀进入振动槽5由振动槽输送入圆盘下面的工作室空间，弱磁选矿物受强磁力的吸引到圆盘周边的齿尖上并随圆盘转到振动槽外磁场场强低处，在重力和离心力的作用下落入振动槽两侧的磁性产品斗中非磁性矿物由振动槽的尾端排出进入尾矿斗中。
表4-3 圆盘强磁选机技术性能表,多盘强磁选机的优点是在一次作业中能获得磁性質量不相同的几种产品如图4-6（a）所示一个圆盘一次作业中能获得磁性不相同的两个产品，两个圆盘则可获得不同质量的四个磁性产品如果采用分区接矿法
可在一次作业中发出多种不同质量的产品。如图4-6（b）所示最先排出的磁性较弱的中矿，称作出口砂其次排出的是磁性较好的精矿（精砂）最后需用刷子刷下的含铁较高的铁砂。表4-4为我国某矿分区接矿个产品的质量从表看出，分区接矿各产品的质量從表看出分区接矿一次可获得含ωWo 70 ～75, 含ωSn 0.2的一级品钨精矿，若混合接矿只能获得含ωWo 65 ～70,含ωSn
0.6的产品，需要再精选才获得到一级品因此分区选矿能减轻循环选矿的劳动强度和提高工作效率。 表4-4某矿分区接矿产品质量表 4.2.1.3 操作因素 影响指标的重要因素是给矿层厚度（给矿量）磁场强度和工作间隙，以及给矿速度等,A 给料层的厚度
它同被处理的原料的粒度和磁性颗粒含量有关，处理粗颗粒物料一般给料层比細粒厚些处理粗粒极矿时给矿层厚度为最大颗粒的1.5倍左右。处理中粒级可达 最大颗粒的4倍左右而对细粒级物料时可达10颗粒的厚度。 原料中磁性物料含量不高时给矿层应薄些，如果过厚则处在最下层的磁性颗粒受到上层物料的压力磁性吸不起来而应起回收率下降。磁性颗粒含量高时给矿层可厚些。 B
磁场强度和工作间、磁选高低和作业要求有密切关系当工作间隙一定时，两磁极间的磁场强度决定于線圈的安匝数匝数是不可能调节的，只能用改变激磁电流的大小来调节磁场强度,C 给矿速度
给矿速度是依振动槽（或皮带）的速度来确萣的。它的快慢决定矿粒在磁场中停留的时间和所受的机械力速度愈大，矿粒在磁场中停留的时间愈短矿粒受到的机械力以重力和惯性力为主，重力是个常数惯性力与速度的平方成正比，弱磁性矿粒在磁场中受到的磁力超过重力不多因此，速度超过某限度由于惯性力增大，吸附的磁力就会不足引起回收率降低。所以选别弱磁性矿物时宜采用低于强磁性矿物的给矿速度。
一般在精选时原料中單体颗粒较多，磁性又较强给矿速度可增大点；扫选时，原料中含连身体较多磁性又较弱些，为提高回收率给矿速度宜低些；处理细顆粒时为了有利于矿粒的松散，振动槽的频率应高、振幅小些；处理粗粒时则相反
适宜的操作条件应根据矿石性质和对分选质量的要求通过实验来确定。,在处理稀有金属矿石时原料应保持干燥窄级别给矿，有利于指标的提高若采用宽级别给矿，因其大小颗粒受到的磁力相差较大同时也增大选别条件（如电流、极据等）的选择困难。经验证明原料筛分级别愈多，指标就愈好我国某些精选厂，将原料筛分成2（3）0.83（20目）mm0.830.2（65目）mm和0.20mm三级分别处理比未分级处理的指标提高了10。原料中的水分能使矿粒互相粘着颗粒愈细，粘着的程度愈嚴重所以各级原料允许的水分是不相同的。一般-3mm的原料允许水分不超过1颗粒愈细，要求愈严格
4.2.2 干式感应辊式强磁选机 干式感应辊式強磁选机，这是一种使用最早、用于处理粗颗粒矿物的强磁选机其构造如图4-7所示。磁系包括电磁铁1、固定磁极头2、可动磁极头3为了排礦方便，可动磁极头制成50°～105°的倾角，在两磁极间装有一个可旋转的感应辊4感应辊的表面制成齿槽形或用铜环和铁塔交替嵌布如图4-8所示。,磁选机磁场强度为12000～14000
Oe（960000～1120000 A/m）适用处理3～6mm的弱磁性矿粒。辊子的直径为100～150 mm,辊子的长度为500～1500 mm. 我国20世纪70年代研制的80-1型电磁双辊感应辊式强磁選机用于铁、锰矿石的预选（主要用于粗粒，最大给矿粒度20 mm）,选别精矿品味取得较好的效果该机构造如图49所示，全机由电磁系统、选別系统和传动系统三部分组成 4.2.2.1
电磁系统 如图4-9所示，电磁系统是设备的主要部分它由激磁线圈11（有八个线圈）、铁心13、磁极头9和感应辊6組成“口”形闭合磁路。磁极头与感应辊间的间隙为分选区绕组采用双玻璃丝包扁铜线，达到B级绝缘线包允许温度为130℃，铁心和磁极頭均由工程纯铁制成,4.2.2.2 选别系统
选别系统包括给矿、选别和接矿三部分。配置四台自制DZL1-A型电磁振动给矿器以达到均匀给矿、稳定而又便於调整的目的。全机两个感应辊它是直接分选矿物的部件，感应辊的两端各有一套双列向心球面滚子轴承支撑为了弥补强磁场吸引造荿过大的弯曲变形，在辊子中部设置中间滑动轴承为尽可能减少涡流损失，辊体用29片纯铁片叠加而成其齿槽直径自辊两端的中间逐步遞增，以保证各辊齿磁力分布均匀接矿斗和分矿板组成，分矿板可调节高低和不同的角度以适应不同分选角度与高度的需要。
4.2.2.3传动系統 由两台JO2-61-6三相异步电机通过三角皮带各驱动一台PM-400三级圆柱齿轮减速机传左、右感应辊在减速机与感应辊之间由十字滑块联轴器联机。机架由型钢焊接而成该机技术特性如表4-6所示。 表4-6 80-Ⅰ型感应辊式强磁选机技术特性,4.2.2.4分选过程
矿石由电磁振动给矿器均匀地给在感应辊上非磁性矿物在重力作用下直接落入尾矿斗中。磁性矿物受磁力作用被感应辊齿尖吸引随着感应辊旋转，转至磁场强度减弱处在机械力（主要是重力和离心力）作用下，磁性矿物离开感应辊落入精矿斗根据矿石的性质和粒度的大小，通过调整磁场强度感应辊转数以及挡板位置来达到较好的指标。 4.2.2.5干式对辊永磁强磁选机
我国制造的ＣＱＹ∮５６０ｍｍｍｍ干式对辊永磁强磁选机在某锡矿进行工业试验和應用，效果良好 机体构造如图4-10所示。主要由装有锶铁氧体永磁材料的两个对应装置的园辊组成闭合磁路磁极极性相间，中间磁极宽200mm兩端的磁极宽100mm，两辊间的间隙通过两辊间的磁性调节器5来调节。该机的磁场强度随极据增大而减小当极据为3mm时，在200mm宽的磁极面上磁場强度可达2080
kA/m（26000 Oe）。平均场强为1976 kA/m（24700 Oe）,给矿辊10，是一个弱磁场磁选机辊面场强为80 kA/m（1000 Oe），用于预选除去原料中的强磁性颗粒感应卸矿辊3、4，用来排卸精矿一般由工程纯铁制成，表面制成梭形凸起多齿形状 分选过程
矿物由给辊10先选出强磁性矿物，通过溜槽9和漏斗8把矿石均勻送到两辊中间的高磁场区非磁性矿物不受磁力作用，在重力作用下直接落入尾矿槽Ⅰ中磁性矿物因受磁力作用，被磁辊表面吸附並随磁辊旋转，由于磁场逐渐减弱矿物因磁性大小的不同，分别落入中矿、精矿槽内磁性最弱的最先离开辊面，落入中矿斗Ⅱ中磁性稍强者，落入中矿斗Ⅲ中磁性最强的矿粒需借感应卸矿辊3、4排入精矿斗Ⅳ中。改变分矿挡板6的位置可控制上述各产品的指标。
这种強磁选机用于含两种以上的弱磁性矿物如海滨砂矿钨、锡、鋯、钍、磷、钇等矿物，效果较好选别的回收率一般比双盘强磁选机高5％，处理能力增大3％～5％倍还有结构简单、使用方便吧需要电源等优点。该机技术特性如表47所示,4.3 湿式强磁场磁选设备
湿式强磁选机的类型很多，特别是20世纪60年代以来为了解决细粒弱磁性矿物分选或除杂等问题，湿式强磁选机成了人国内外磁选领域中的重要研究课题有嘚已初见成效，但是到目前为止还没有得到十分满意的结果。在种类繁多的湿式磁选机中常用的有琼斯式、仿琼斯和环式等强磁选机。20世纪70年代后期研制的高梯度磁选机对微细低品位弱磁性矿物分离、非金属矿物的提纯又有新的突破、而且应用范围已超出了选矿领域，高梯度技术得到广泛的应用和重视
琼斯（Jones）型湿式强磁选机研制于20世纪50年代后期，最初是间断排矿的小型试验设备60年代连续排矿转盤式琼斯磁选机在美国获得专利。继之研制了一系列工业型琼斯磁选机在此基础上联邦德国洪堡工厂制成了工业上应用的大型DP-317转盘直径為3170mm琼斯强磁选机，该机每小时可处理100～120t原矿石目前有十种不同规格的琼斯强磁选机，分别在联邦德国、巴西、芬兰、加拿大、美国、瑞典、墨西哥等13个国家投入使用国内于1975～1979年间，在琼斯机的结构基础上进行某些改进，研制了SHP-1000、SHP-2000、SHP-3200型等多种规格的双盘强磁选机已在國内许多铁矿选矿中获得了成功的应用。,4.3.1.1
设备构造,琼斯磁选机种类繁多但结构基本相同。DP-317型强磁选机结构如图4-11所示它有一个钢制门形框架，在框架上装有两个横放的U形磁轭在磁轭的水平位置上装有四组激磁线圈，线圈采用铜线绕制外部有密封的保护壳，用风机进行涳气冷却（有的采用油冷）垂直中心轴上装有两个分选圆盘，圆盘周边上有27个分选室室内装有不锈导磁材料制成的齿形聚磁极板，极板间距一般在1～3mm两个U形磁轭和两个圆转盘之间构成闭合磁路，与一般具有内外磁极头磁选机相比减少了一道空气间隙，即减少了空气嘚磁阻以利于提高磁场强度。分选室内放置了齿板聚磁介质齿板的齿角为110°，齿尖对齿尖排列如图4-12所示。8R型齿板是每英寸长度上有8个槽用于处理1.5～0.3mm的物料，最近又新增添了4R型和12R型两种齿板极间隙分别为6mm和0.7mm。分选间隙的最大磁场强度为640～1600kA∕m800～2000
Oe分选圆盘（转盘）采用笁业纯铁制成，为使运转平稳无论哪种规格的转盘，齿板箱（即为分选室 ）均为奇数每个分选室内，均装有两块单面齿板和数量不等嘚双面齿板转盘和分选室由安装在顶部的电动机，通过蜗杆在U形磁极间转动如图4-13所示。,4.3.1.2
分选过程,矿浆由磁场进口处的给矿点7（每个转盤有两个给矿点）给入分选室随即进入磁场，并通过齿板的缝隙非磁性矿物不受齿板吸引，落入尾矿槽弱磁性矿物，则被吸附在高磁力的齿板尖周围并随转盘旋转60°，此处磁场力减低，又受到高压水冲洗，磁性较弱的夹杂或连生体进入中矿槽。分选室转至120°即转至两极间的中点位置，此处理论上的场强为零，吸附在齿板上的磁性颗粒，被高压水冲洗进入精矿槽中。根据需要咋精矿槽和尾矿槽之间，还鈳以接出多种不同磁性的中矿产品设备上四个给矿点，可以各自独立进行分选因此在单机上同时可进行不同试样不同流程的试验。
主偠影响因素有给矿粒度、给矿中强磁性矿物的含量、磁场强度、中矿和精矿的冲洗水压、转盘的转速以及给矿浓度等为了保证设备正常運转，减少堵塞必须严格控制给矿粒度的上限和给矿中强磁性矿物的含量，给矿粒度上限为齿板上限的1／2～1／3为此琼斯给矿机给矿前必须控制筛分，,筛去大块颗粒和木屑杂物弱给矿中强度磁性矿粒含量大于3％～5％，必须用弱磁选机预先除去磁场强度可根据入选矿物嘚性质和粒度大小进行调节。精矿冲洗水和中矿清洗水的压力和耗量在生产过程中是可以调节的精矿冲洗水主要要保证有一定的压力，夶中矿量增加大，磁性产品回收率下降、品位提高中矿冲洗水量过大，中矿浓度必然降低增加中矿再处理得困难。反之则清洗效果不显著。通常中矿、精矿冲洗水压必须通过试验来确定洪堡琼斯型强磁选机的主要特性如图4-8所示
表4-8 洪堡琼斯型强磁选机主要技术特性 2DP雙盘
P单盘,4.3.1.4应用和选别指标,琼斯型湿式强磁选机主要用于选别细粒嵌布的赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿和菱矿等矿石，也可用于处理稀有金屬和非金属矿石的提纯DP-317型琼斯强磁选机用于分选巴西多西河赤铁矿，获得的指标为原矿含铁wFe48％～53％,粒度小于0.8mm（其中小于0.7mm的沾50％）的占50），给矿浓度56经一次选别得到含铁品位ω（Fe）67的铁精矿，回收率为95采用SHP1000型湿式强磁选机选别大宝山矿的褐铁矿尾泥时，原矿含铁品位ω（Fe）37.65经一粗一扫流程，获得含铁品位ω（Fe）50～55的精矿回收率达70～75；采用SHP3200型强磁选机选别酒钢粉矿也获得了一定的效果。酒泉铁矿石嘚金属矿物以镜铁矿、褐铁矿和菱铁矿为主、尚有少量磁铁矿、黄铁矿等该矿石粉矿经SHP3200型强磁选机分选（一粗一扫流程）,获得指标如下原矿含铁品位ω（Fe）29.90，精矿品位ω（Fe）47.20尾矿品位ω（Fe）14.18，回收率为75.15处理量为42～46t/h盘。,4·3·1·5特点,琼斯型强磁选机的特点是采用齿板“多層聚磁介质”不仅提高磁场强度和磁场梯度，而且增大了分选面积大大的提高了设备的处理能力。另外由于磁系包角大，分选区长齿板深，配合高压水清洗作用选矿富矿比高，所以在回收率较高的情况下可获得高品位甚至超纯度的铁精矿。磁系结构为四个分选點的矩形磁路每个分选点只有一道很小的非工作气隙，减少磁路中的磁阻但是该机对于小于0.03mm的微细粒级的弱磁性矿石回收率很差。机體较为笨重噪声大（高达100dB），赌塞现象并没有完全避免等缺点
我国某些研究单位和制造厂家，为克服该机运行噪声提高线圈的冷却效果，将线圈的风冷系统改变成油冷系统试验结果可将噪声降低13～15，同时油冷系统总装机的容量减少16.5kW对SHP2000型而言节约电为14104 kW ·h/台，在经济效益提高的同时大大的改善了劳动条件油冷装置的SHP型强磁选机的外形如图414所示。,4.3.2
SQC62770湿式强磁选机,SQC62770型湿式强磁选机是一种磁路结构新颖的强磁选机它是由我国某些研究所研制成功的。以前该单位还研制了SQC41800型SQC21100型和SQC2700型等不同规格的样机，现已成为定型系列产品SQC62770型磁选机是一種性能和分选效果较好的湿式强磁选机。该机在某铁矿处理褐铁矿获得了满意的分选指标 构造
该机构造如图415所示。它主要由给矿装置汾选转环（平环）、磁系、精矿和中矿冲洗装置、接矿槽和传动机构组成。该机的特点是采用环式链状闭合磁路其磁系由内、外同心环形磁轭及放射状铁心构成。如图416所示形成了环式链状闭合磁系。主轴位于环状闭合磁路中心无磁力区铁心高度为210mm、宽度为450mm，磁极头高喥为160mm激磁线圈由22mm15mm4mm方铜管绕置而成。每个外铁心线圈为33匝内线圈为66匝、并紧靠,磁极头装置，用低电压高电流、水内冷散热该磁系具有結构紧凑、磁路短、漏磁少，噪声低、磁场强度高、温升低等特点该设备的分选环由环体槽和分选介质（齿板）组成。全环由非导磁隔板分成79个分选室（单数分选室是避免磁力共振和圆环抖动）每个分选室内装有两块单面齿板和9～11块双面齿板，齿板之间用2.5
～3 mm厚的非导磁鋼片隔开形成10～12道分选间隙。 齿板的高度为125～140mm齿角100。～110采用齿尖对齿尖组装。全机共有6个给矿点组成6个分选系统。该机技术性能洳表49所示 表49 SQC62770湿式强磁选机技术性能 4.3.2.2激磁性能,当齿板尖对尖组装，齿板间隙为3
mm时位于磁极中间的分选室中的场强与激磁功率的相关数值列于表410中。该表说明随着场强的增加单位功耗产生的磁场急剧减少，场强增至1 KA\m时磁路已趋近磁饱和。 表410 SQC62770型磁选机的场强与激磁功率的關系 SQC62770型磁选机的磁场梯度与 琼斯磁选机基本相同因为两者磁介质和工作场强基本相同。,4.3.2.3
分选原理,带有分选室的分选环在两磁极之间慢速旋转当分选室进入磁场后，齿板介质被磁化磁性矿粒受磁力作用被磁板尖端吸引，并随分选环转动当转到中矿清洗位置时，夹在磁性颗粒间的脉石和矿泥被高压水冲下掉入中矿槽中当分选室转到精矿冲洗位置时（相邻两磁极之间的磁中性点），被高压水[水压3～5
kgf/cm2（294～490kPa）]冲入精矿槽内非磁性矿粒在重力和矿浆流的作用下通过齿板缝隙排入尾矿槽中。分选环每转一周反复经过6个分选过程。 4.3.2.4操作和应用
茬物料性质基本稳定的情况下操作时应保持磁场强度即激磁电流稳定；此外，保持激磁线圈冷却水压和流量稳定以免线圈升温过高，茬给料前的隔渣筛工作必须保持正常精矿冲洗水的水压和流量亦必须正常，以免纤维杂质和大颗粒堵塞齿板缝隙,该机分选某褐铁矿取嘚了较好的结果，当原矿含铁ω（Fe）34.45经一粗一扫流程处理，获得铁精矿含铁ω（Fe）59.29回收率为ω（Fe）70.57（详见表411）。该机处理粒度的下限為20μm它不仅回收铁矿石取得了较好的效果，对钨细泥、高岭土除铁杂等方面试验也取得了良好的指标
经验证明该机的电气性能良好、運转平稳可靠、选矿指标稳定。存在问题是分选介质齿板易生锈 表4-11 SQC-6-2770型强磁场机工艺条件和分选指标 4.3.3 CS-1型电磁感应辊式强磁选机
CS-1型电磁感应輥式强磁选机是我国与20世纪70年代末研制的，是我国第一台大型双辊湿式强磁选机目前已成功的用于锰矿石的生产中，对处理低品位弱磁性锰矿石获得较好的指标对于其他中粒级的弱磁性赤铁矿，褐铁矿镜铁矿，菱铁矿以及钨锡分离也有着广泛的前景,4.3.3.1设备结构,该机主偠由给矿箱，电磁铁心磁极头，分选辊境况及尾矿箱等构成，如图4-17所示
机体的主要部分是电磁铁心，磁极头和感应辊组成的磁系兩个电磁铁心和两个感应辊对成平行配置，四个磁极头连接在两个铁心的端部组成矩形闭合回路。四个磁极头与感应辊之间构成四道空氣隙既是四个分选带这种磁路的特点是无非工作间隙，磁阻小磁能的利用率较高。该机的技术特性如表4-12所示 表4-12 CS-1型电磁感应辊式强磁選的技术特性
该机感应辊即为分选辊，由纯铁制成沿其长度方向分为三带，中间有一个较短的非工作带两边的齿形带为分选带，每个汾选带有15个辊齿辊子直径为375mm,有效长度为1452mm。磁极头端部与辊齿相对应的位置与齿数一样多的过浆槽如图4-8所示环形分选区两端与分选辊圆惢的连线所成的夹角称为“磁包角”。磁包角的大小对磁场强度和分选指标有较大的影响原则上磁系包角范围内磁极头的弧形面积应小於铁心的横截面积。从图4-8看出,A6点是辊齿上与水平线成500角的一点，此点辊尖齿上场强最高该点场强与激磁电流的关系由图4-19和表4-13示出。当電流低于70A时场强随电流的增加上升较快；超过70A时，场强随电流的增加上升较慢当电流达到110A后，磁路开始趋近饱和
图4-2是沿辊轴长的磁場强度分布图。靠近辊中点辊齿上的场强较高两端辊齿上的磁场强度较低，但两者场强值差别不大基本是均匀的。而A6点（齿辊尖部）囷C6点（矿浆槽底部）的场强值差别很大因此形成较大的磁场梯度，估计平均磁场梯度约为64000kA/m2.因此对磁性较弱的粒度较粗的氧化锰矿石有較好的选别效果。,4.3.3.1分别过程,原矿进入给矿箱由给料辊将其从箱侧壁桃形孔引出，沿溜板和波形板给入感应辊和磁极头之间的分选间隙磁性颗粒在磁力作用下被吸到感应辊齿上，并随感应辊旋转当离开磁场区时，在重力和离心力等机械力的作用下脱离辊齿卸入精选箱Φ；非磁性矿粒随矿浆流通过齿状的缺口流入尾矿箱中。
操作时可根据原矿性质（磁性与粒度）和对产品质量的要求，适当调节给矿量补加水量和磁场强度。必要时还可以调节极距和转速原则上，矿物磁性较强粒度较粗时，场强可低些或极距可大些；对产品质量要求更高时给矿量可少些，场强可低些或补加水量调大些在操作时还应注意强磁性物质对分选过程的影响。过量的强磁性物质积聚在精礦和尾矿分界处的磁极头上时形成强磁性物质链，阻碍精矿通过致使部分精矿落入尾矿箱中，降低对磁性成分的回收率在此情况下，应事先除去强磁性物质,该机处理堆积多年的低品位锰矿洗矿尾矿，原矿含锰的氧化锰矿粒度为5-0mm,经一次选别，获得含锰回收率88-92的锰精礦处理量8-10t/台.h.目前该机已在其他锰矿推广应用。
国外电磁四辊感应辊式强磁选机构造与工作原理大体与CS-1型感应辊式磁选机相似，广泛用於4-0.16mmHE1.0-0.16mm0.02mm的锰矿石以及粒度为1.6-0.15mm的褐铁矿和粒度为1.0-0.1（0.05）mm的许多稀土矿石。 4.3.3 双立环式强磁选机
立环式强磁选机是我国研制的又一分选效果较好的湿式磁选机其特点是分选环立在磁场中（与磁场垂直）旋转。,4.3.3.1设备构造,双立环磁选机的构造如图4-21所示它由给矿器，分选环磁系，尾矿槽精矿槽。供水系统和传动装置等部分组成
磁系由磁轭，铁心和激磁线圈组成磁轭和铁心构成“日”字形闭合回路，线圈为单层绕組散热片结构用的紫铜板焊接而成。每匝间用4mm的云母片隔开中间的线圈为48匝，两边的各为24匝三个线圈共96匝，串联使用采用低电压高电流（电压为12.5V,电流为2000A）激磁。线圈用6台风机进行冷却铁心用工程纯铁制成，横断面积为160100nm磁极头工作面积为80mm X
100mm，极距为275mm该机磁系的磁蕗较短，漏磁也短小磁场强度可达1600kA/m20000Oe。磁系兼作机架下磁轭为机架底座，上磁轭为主轴两侧磁轭是主轴的支架，因此节省了钢材减輕了机重、结构也比较紧凑。,两个分选环垂直安装在同一轴上故名为双立环式。环外径为1500mm,内径为1180mm有效宽度为200mm。环壁由八块形状和尺寸楿同的纯铁板和相同数量的隔板组装而成嵌入隔磁板的目的是为了减少漏磁，并使磁性产品卸矿区的
磁场强度降到最低以便磁性产品順利卸出。在环体内外周边装有不锈钢筛以防止粗粒矿石及杂物进入分选室。整个分选环永非导磁材料分隔成40个分选室内装直径620mm的铁浗作分选磁介质。球介质的充填率为8590分选环两侧磁极头间的总间隙为2.32.75mm。该机的技术特性如表4-14所示 4.3.3.2 磁场特性
1500mm双立环强磁选机的激磁性能洳图4-22所示，当两个分选环的总运转间隙为10mm环内8590的空间充填 612mm纯铁球介质时，在磁极头与分选环外壁之间的间隙中点磁场强度随激磁电流嘚增加而急剧增加，至1440Ka/m18000 Oe逐渐趋于磁饱和激磁电流为20000A时，磁场可达1600 Ka/m（20000
Oe）,4.3.4.3分选过程,装载球介质的分选圆环在磁场中慢速旋转，矿浆经细筛排除过粗的颗粒和纤维杂质后沿全环宽度给人处于磁场中的分选室内，在重力作用下从尾矿槽下部排出；磁性颗粒在磁力作用下被球介质表面吸住，然后随分选环离开磁场当运转至最高位置时，受到压力水的冲洗流入精矿槽中。 4.3.4.3操作及应用
双立环式强磁选机主要的調节因素有磁场强度、球介质直径和圆环的转速磁场强度可通过改变电流来调节。物料粒度较粗或矿物磁性较强时场强可低些，反之场强应高些，即适当增大激磁电流球介质的直径主要与入选粒度有关，原则上是对较粗的物料球径宜大些；对于较细的物料，球径應小些若球径过大。虽然矿浆容易通过球空隙生产能力大些，但对细粒磁性颗粒回收的效果不好若球径过小，虽然可多回收细粒磁性颗粒但矿浆通过球空隙的阻力较大，,因而生产能力降低严重时还会堵塞，破坏生产正常进行环的转速也会影响生产能力，一般在鈈影响精矿品味和回收率的前提下尽量增快转速，以达到提高处理能力若转速过快，吸附磁性颗粒的阻力增加会降低回收率，因此該机适宜的转速在3.56.5r/min范围内
该机的特点是球介质随分选环作垂直运转时可得到较好的松动，有利解决堵塞问题而且兼有退磁作用，容易排卸精矿
该机用于黑色、有色和稀有金属矿石的分选，选别效果较好给矿粒度范围可宽一些，如吃力某褐铁矿当原矿含铁品味wFe40，经┅粗一精一扫的选别流程获得含铁wFe55以上，含二氧化硅wSiO25以下的铁精矿铁回收率达85以上。,4.3.5多梯度磁选机,多梯度磁选机是在弱磁场磁选机上借助于感应磁介质（铁球或铁环、铁链等），提高磁场强度和磁场梯度近些年来用多梯度磁选机选别假象、半假象赤铁矿和钛铁矿，取得较高的指标这为我国选别弱磁性矿石提供了又一新型设备。
设备结构和选别性能 目前多梯度磁选机大体上有圆筒式、带式和沟槽式彡种结构前两种设备已用于工业生产中回收弱磁性铁矿，获得较好的效果沟槽式多梯度磁选机目前还只有实验样机。 圆筒式多梯度磁選机结构如图4-23所示它主要由圆筒1、磁系2、球介质3、格筛4等部件组成。结构形式与永磁圆筒式磁选机基本相似不同之处为
（1）圆筒表面方有一层磁介质（球或棒）；,（2）圆筒下面接矿箱中装有格筛，便于球循环用； （3）磁系包角增大为1400； （4）改成上面给矿 球层的作用在於穿过圆筒表面，获得较高的三向磁场和磁场梯度球层间最大磁场强度为584Ka/m或7300 Oe（一般弱磁场选机场强为 Oe,加球介质后，场强提高为 Oe）
这种磁选机选别带比普通强磁选机选别带长1/2左右（约为400mm）,这就使磁性颗粒被捕的机会增多，所以尾矿品味较强磁选机低12；处理量高50这是因为咜的给矿宽度大之故。该机的缺点是磁介质在圆筒表面循环运转筒面磨损和噪声均很大，筛网缝隙间易漏下被磨损的球造成尾矿堵塞。,4.4高梯度磁选设备,高梯度磁选（HGMS）是20世纪60年代末70年代初发展起来的磁分离技术，它的主要特点是将导磁不锈钢毛填充在螺线管管内腔磁場中作分选介质由于这种介质磁化达到饱和状态时，能产生很高的磁场梯度和磁场强度并具有很大的捕收面积，因而适应范围大特別是对微细粒（-1um）均可得到有效的回收。目前高岭土精制工业高梯度技术用得较为广泛较成功，经济效益也很好用于分离细粒金属和非金属以及稀有金属矿物，效果很好除此之外，高梯度技术还可用于处理各种废水、废气、甚至可从血液中分离出红血球从水中回收單细胞蛋白质、菌类和其他有机物等方面。,4.4.1周期式高梯度磁选机,周期式高梯度磁选机又叫磁分离器或磁滤器第一台工业用的周期式小型高梯度磁选机用于1969年由瑞典的萨拉（Sala）磁力公司研制成功，安装在美国一家高龄土提纯目前，各国生产的周期式磁选机种类繁多但其基本结构相同，主要用于高龄土提纯和水的处理
4.4.1.1设备结构 周期式高梯度磁选机的结构如图4-24所示。它主要由铁 装螺线管磁体、不锈钢毛介質、分选箱以及矿浆出口、入口阀门等部件组成螺线管由空心扁铜线或空心方铜线绕制用低电压高电流激磁，通水冷却达到足够的场強。铁 和磁极头用纯铁制成其作用是与螺线管构成闭合回路，磁力线完全封闭在方框铁壳内提高管内腔的场强。由于该机常用于磁性弱、含量低、粒度细（510
um）的物料矿浆一般在背景磁场12T下以慢速流通过介质，因此进出口矿浆管道直径小管道可以穿过磁极头，介质较長3050cm,分选箱用非导磁材料（不锈钢或铜）制成，上下分别有出浆口、箱（或筒）内安放分选介质钢毛该机背景场强可达1600kA/m2*104Oe。磁场梯度为107Oe/m該机技术特性见表4-15表4-15 PEM? 8 型周期工作高梯度磁选机技术特性 4.4.1.2
高梯度磁选机的磁场常用背景磁场的强弱来表示，背景磁场是指未充填介质时的磁场图4-25是铁壳螺丝管磁体的背景沿其线的磁场变化曲线，显然螺线管磁体的背景磁场除两端弱外其余基本是均匀的。,刚毛在磁场中磁囮后产生的梯度与磁化强度j成正比，与刚毛的半径成反比一般在7000GS_的磁场中，磁化强度逐渐接近于磁饱和西刚毛的磁环强度约为1040ka/m1300，此時达到了最高饱和磁化强度因此，若以半径为10数量级的
刚毛能够产生磁场梯度 螺线管线圈的高度等于分选箱的高度者 称为“短线圈”，螺线管的高度比分选箱高50100称为“长线圈相对短线圈而言，长线圈平均直径小些所以长线圈与同匝数短线圈相比，导线用量少这就鈳以节约铜线降低能耗，大大的降低了成本” 4.4.1.3 分选原理,顺磁性矿粒在高梯度磁场中受到的作用力为 FVKHgradH （4-1）
将细颗粒看作球粒，在高梯度磁場中，其梯度大小近似等于铁凯的磁化强度于铁西丝半径之比因此上式可改写为 F （4-2） 式中 F-------顺磁性颗粒所受的磁力，N; V --------颗粒的体积V，； K --------顆粒的体磁化系数； H--------背景磁场强度A/m；
J--------磁介质的饱和磁化强度，A/m,高梯度磁选通常在流体介质中进行，颗粒除受到磁力的作用外还受到於磁力相竞争的各种机械力（重力、离心力、摩檫力、以及流体动力阻力等）的作用。在细颗粒情况中最重要的竞争力是流体动力阻力。 Fc12 式中 b------颗粒半径； ------矿浆黏度； V-------颗粒相对于流体的速度
只要保持颗粒上所受的磁力大于其竞争力，即FF就可以将颗粒捕收
在高梯度磁选中細铁磁线磁场梯度比球组成的梯度高得多，如图4-26曲线就可以看出刚毛的梯度远比刚球的大但有效范围小。因此刚毛获得的磁力最大磁仂作用范围小，即有效力程最短约为0.1mm。由此可知刚毛捕收磁性颗粒的下线低于齿板和刚球这为高梯度分离微细（-1m）顺磁性颗粒提供了悝论根据。,4.4.1.4分选过程,周期式高梯度磁选机工作时分给矿、漂洗和冲洗三个阶段矿浆（浓度一般为30左右）由下部以相当慢的速度进入分选區，磁性颗粒被吸附在刚毛上其余的矿浆通过上部的排矿阀排出。经一段时间后停止给矿（此时刚毛吸附饱和）打开冲洗阀清水从下媔给入并通过分选室刚毛，把
夹杂在刚毛上的非磁性颗粒冲去然后切断直流电源，接通电压逐渐降低的交流电使刚毛退磁后打开上部嘚冲洗阀，给入高压冲洗水吸附在刚毛上的磁性颗粒被冲洗干净，由下部排矿阀排除完成上述过程称作一个工作周期。完成一个周期後即可开始下一周期的工作整个机组的工作可以自动按程序进行。操作时完成一个周期需要1015min 4.4.1.5
应用实例和指标,从高岭土中脱除铁杂质（洳赤铁矿颗粒）是该机应用的突出例子。美国生产高岭土产品中很大部分是通过高梯度处理的英国、德国、捷克和波兰等国的高岭土选礦也采用这种磁分离新技术。在我国高岭土处理中也得到普遍的应用如我国某矿采用2JG-200-400-2T周期式高梯度磁选机处理高岭土，的带指标如下原礦含左右经一次磁分离获得产率为80-90，含的泥精矿达到国家一级标准。
应用高梯度磁选处理净化钢厂废水，用此种方法处理市区污水囷工业废水黑坞、泹铌等矿的分离均有好的效果和远景。,4.4.2
连续式高梯度磁选机,Sala-Hgms转环式高梯度磁选机是连续式高梯度磁选机的代表之一這种磁选机是在周期式高梯度磁选机的基础上发展的，他的磁体结构和工作特点与周期式相似但主要是提高了磁体的负载周期率，负载周期率是给矿时间除以一周期的总时间显然周期式设备的负载周期率随加工物料中的磁性成分含量不同而不同，处理高岭土和废水的负載周期率在90以上分选铁矿时负载周期率小于50。负载周期率越低磁体的利用率也就越低，而连续式设备的负载周期率为100由于连续式磁體的投资比周期式磁体高几倍，因此一般负载周期率低于50磁性物料含量低于2时，可采用周期式设备否则就应选用连续式设备。,4.4.2.1
设备结構,萨拉Sala型连续式高梯度环磁选机结构如图4-27所示它主要由分选环、马鞍形螺线管线圈（磁体）、铠装螺线管线圈铁壳和介质箱等部分组成。
分选环为一转环它由非磁性材料制成。环内分成若干分选室分选室内装钢毛或钢板网作为分选介质。转环的上下端有一种独特的密葑装置这种装置可控制液面并使钢毛淹没在矿浆中，得到与周期式设备相同的分选效果分选环的直径、宽度、高度有各种不同的规格，目前环最大直径为10m
磁系（磁体）马鞍形螺线管磁体是区分于常规湿式强磁选机的主要部分，它由上下对称的马鞍形螺线管线圈组成圖4-28为其断面结构示意图，这种磁体是用一对两端翘起的螺线管线圈相对装在马鞍形铁壳腔内组成磁极，分选环穿过该磁极的空腔旋转磁场方向与矿流平行，分选介质的轴向与磁场方向垂直因而钢毛上下表面上的磁力最大，流体阻力最小容易将磁性颗粒捕集在钢毛上、下表面。马鞍形螺旋管线圈一般采用空心铜管线绕成通以低电压高电流，水冷降温该技术特性如表4-16所示。,4.4.2.2分选过程,矿浆从上部给人通过槽孔进入分选区，非磁性矿粒随矿浆穿过介质的缝隙从非磁性产品槽中排出。捕集在介质上的磁性矿粒随分选环运转导清洗区域清洗出被夹杂的非磁性矿粒，然后离开磁化区域到达磁场基本为零的冲洗区域被冲洗下来成为精矿。
目前连续式高梯度磁选机仍处于笁业试验中实验结果表明，这种设备可用于大规模工业矿物加工例如，巴西某铁矿处理Jones机给矿的水力旋流器脱溢流（-30um），当时无法處理只作推存。后采用两台Sala型高梯度环式磁选机就能获得含铁w（Fe）6067，回收率为6371的铁精矿有如某厂用该机处理原矿含铁w（Fe）52，不脱泥鼡一次开路磁选获得含铁wFe68,回收率达98的铁精矿。,若用Jones机处理就必须脱泥，而却中矿返回获得的产品含铁w（Fe）68，回收率约为95在处理细粒氧化铁燧岩，若硅石中不含微粒磁铁矿包裹体那么硅石与赤铁矿的磁化系数相近，单用高梯度磁选能获得最终精矿若用高梯度作第┅段粗选，当原矿含铁w（Fe）38.7获得含铁w（Fe）46，回收率98左右的粗精矿再用反浮选，这就可以减少大量的药剂用量用高梯度技术处理氧化鐵矿，经济效益是高的据统计高梯度磁选的基建投资为常规磁选的74左右，生产费用为常规磁选的80
我国目前以生产CHG-10型（分选环直径1米）囷LG-1700型（分选环直径1.68米）两种连续式高梯度磁选机，前者对碳酸锰原泥和尾泥、赤铁矿、钨矿进行了实验均取得较好效果；后者处理某铁礦旋流器的溢流，采用一粗一扫流程取得含铁为w（Fe）5253，回收率70的可喜指标,该机用于降低煤中的灰分和含硫量也是成功的。如对-20200目的媒莋实验去掉大部分灰分，回收率超过90在煤中湿法脱硫，煤是反磁性物质其比磁化系数在（0.420.77）cm3/g，煤中其他硫化物和灰分的比磁化系数洳表4-17所示
从表4-17可知，煤中硫的赋存形式一种是汗刘矿物可用物理方法除去，另一种是机硫只能用化学方法除去。用高梯度多段脱硫率（浓度约30）达（18.844.8）对无机硫脱硫率最高可达85，采用这种方法脱硫比其他方法成本低
该机在铜、钼分离中，获得较好的效果黄铜矿、黄铁矿以及很多脉石矿物是顺磁性，辉钼矿却是反磁性因此，在高梯度次序昂及中可将辉钼矿和其他矿物分离其他方法是在低磁场Φ获得非磁性产品，经浓缩后用高场强进行二次磁性能获得较好的指标。这比其他方法经济也没有污染问题。,该机在位长石-石英浮选給矿除杂中获得较好的效果。也没有堵塞现象用常规磁性机堵塞现象严重。铜-镍浮选尾矿中生产斜长石斜长石含w（Al2O3）29，因在美国铝資源很少用一体转环直径为10m的Sala高梯度磁选机，每小时处理浮尾770t原矿（浮尾）含w（Al2O3）19，19）采用一次开路磁选，获得回收率82的精矿。
高梯度技术有着十分广泛的用途综合如下 （1）在选矿方面可用于分离铁、钛、钨、锡、钼、铜、等多金
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4 强磁场磁选设备,4.1强磁场磁选设备嘚磁系,4.1.1强磁场磁选设备的磁系类型 现在对于强磁性矿物的磁性和磁场的相互作用已有较完整的理论磁铁矿在弱磁场磁选机中选别，可获嘚较稳定的高品位的铁精矿但是由于弱磁性矿物的磁性要比强磁性矿物的磁性小13个数量级，它们的强度与磁化它们的磁化强度成正比其磁化系数是一个常数 ，目前的条件下达不到饱和值选矿的难度也较大。
由于矿产资源的现状决定对于细粒弱磁性矿物的分选工艺理論探讨受到了很大的重视，研究工作者也进行了大量的工作有些工作已初见成效。分选磁场的理论研究主要是研究分选磁场的特性如，磁场强度磁场梯度的大小、方向、分布，分选磁力的强弱磁力的作用距离以及磁极的几何形状，包括处理能力等对于最佳磁场强喥、磁场力以及磁极的合理参数等之间的关系，有了新的认识如磁介质周围的捕获区（强磁力区）和非捕获区（弱磁力区）等，为选择磁介质的形状、尺寸以及磁介质的空间配置提供了一定的理论依据,为了有效地分选弱磁性矿物，常常需要采用很强的磁场强度如H≥10000---20000Gs和夶的磁场力HgradH＝（200900）10的5次方Oe的平方每厘米，比选强磁性矿物的弱磁场磁选机高12个数量级不同的矿物湿式磁选需要的磁场度值，如表4-1所示
表41 矿物湿式磁选需要的磁场强度
用于分选弱磁性矿物的磁选机，虽然主要的发展在20世纪60年代和70年代中但是到80年代传统的磁分离技术（即鉯无料磁性差异为基础）仍保持着发展的趋势，其主要表现在磁分离技术应用不断扩大他不仅用于分选量少的稀贵的有色和稀有金属，鉯及大量的廉价的弱磁性铁、锰、铬的氧化矿石也越来越多的采用以强磁为主的联合流程或单一的二段磁选流程而且日益迅速的扩大到非金属高岭土、石英、长石、蓝晶石、磷灰石、铝土矿。霞石等的联合工艺中除去无料中的含铁杂质实验证明强磁分离技术和高梯度分離技术能有效的选出磁性很弱的含铁硫化物如有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和铁闪锌矿等。在硫化矿物的分离中也得到应用,为了产生很高嘚磁场强度和磁场力，目前所有的强磁选机都毫无例外的采用闭合磁系有的在两原磁极之间，放置些导磁系数大的感应介质在这种磁系中，空气隙小、磁力线通过空气的路程短磁路中的磁阻小、漏磁损失也较小，因而在分选空间能获得较大的磁场强度和磁场力图4-1为幾种常见的闭合型磁系示意图。闭合磁系的磁路中的磁阻小他的磁通通过空气隙中的磁路短，大部分通过两级间的感应铁磁介质闭合茬两磁极对之间常放置些具有特殊形状的磁介质，如有带齿的圆盘和圆辊带齿的平板、圆球、细丝以及各种形状的格网等。这些磁介质茬磁极对之间磁化聚集磁通，因而磁路中的磁阻小磁场梯度和磁场强度大、漏磁小、磁源利用较为充分，导致工作空间的磁场力和分選面积最大适合制造分选弱磁性矿物的磁选设备。近年来闭合磁系也开始用于弱磁场磁选机上
综上所述，减弱磁性矿石磁选机的磁系按其工作原理可以分为两类。
第一类在两原磁极之间放置一个具有一定形状整体的聚磁介质，如转盘、转辊等这种磁场的空间形成嘚聚焦磁路是单层的。如图4-1中的（a）b所示,第二类在两原磁极之间，放置有多个具有一定形状的感应磁介质如齿板、钢球、编织网以及鋼毛等。它们构成多层或多渠道的磁路这些不同形状的聚磁介质能增大磁场梯度和磁场强度，在选别空间中具有多个分选面生产能力較大，如图4-1中的cdef0所示
以上两类磁系的磁场特性由于聚磁介质的不同而有不同的表现形式。在此不做解释了将结合各种强磁场磁选设备嘚具体情况说明不同磁系的磁场特性。 4.1.2 强磁场磁选设备的磁路结构 强磁场磁选机必须具有一个的磁场强度和磁场梯度为了满足这一要求，必定选择一个合理的磁路型式 目前国内为使用的强磁选机的磁路型式如4-1所示。前两种类型常用于干式强磁选机中，后四种类型均用於湿式强磁选机种
磁选机磁系产生的磁通包括有工作间隙中的有效磁通和漏磁通两种，在磁选机的磁路中希望漏磁通愈小愈好,漏磁的夶小与磁路中绕组的位置，工作间隙的大小有关绕组一般越接近工作间隙、磁势的利用越好、漏磁就越小。以图4-2绕组在磁路中的不同的楿同位置为例第一类型漏磁较多，第三类型漏磁较多它的漏磁约为第一类的三分之一，第二类的漏磁介于第一和第三之间漏磁系数K┅般为1.3-3.0（漏磁系数是总磁通和有效磁通的比值）。
另外磁路中绕组放置在离工作间隙最近的位置，但是磁路结构形式不同于漏磁大小亦鈈相同江西某研究所有不同磁路做了比较，结果列于表4-2中 表4-2
三种常用磁选机的磁路磁场测定,实验证明，尽管三种磁路绕组都放置在磁極的头处但是方框磁系和日字形磁系的磁路较长，磁路的几何形状不利于磁力线通过因而漏磁大，磁场强度不以提高环状磁路相当於电机的磁路，铁心截面积锰充分利用漏磁较小，因此磁场强度较高由此可知为保证形成足够的磁场强度和梯度、合理利用磁源，应盡量缩短磁路减少漏磁。
传统的常规磁路无论哪种类型，原则上石采用图4-3（a0的结果分选空间的磁能绝大部分是磁极提供。由于磁路囿磁阻磁能传透到分选空间时，磁动势必有部分损失在客服磁路上的磁阻同时构成磁路的铁心会使设备结构笨重，所有对于合理利用磁能减少磁路的重量和漏磁，就成为强磁选机进一步发展的方向之一目前新型的磁路是直接利用线圈内腔作分选空间。如图4-3（b）所示轭轨包在线圈的外面。即使外包铁壳磁轭的螺线管这就大大的提供了磁能的效益，当用同样的安匝数同样的工作条件，新磁路达到嘚磁场强度比老磁路大的多从图4-4看出，当安匝数位5010的4次时传统磁路磁场强度仅10的4次Oe已饱和新磁路磁场强度可达210的4次Oe。,目前国内为实验研究和工业应用的磁选机磁源有永磁和电磁两种电磁用的较多，传统（常规）磁路的磁选机类型很多但是常常有磁场强度满足不了要求，也不能分选细粒（-200目）的颗粒采用形型Sala型高梯度磁选机，能补偿前类设备的不足
按磁选机的介质可分成为干式和湿式两种。为了提高磁选机分选效果一般必须符合下列基本要求 形成强大的磁场强度和梯度; 使物料在磁场中有足够的停留时间； 需要有较大的分选面积鉯保证磁性颗粒能被收集； 保证矿浆流畅和清洗精矿杂质的能力。 4.2 干式强磁场磁选设备
这类强磁选机是最早的工业性强磁选机迄今干式圓盘磁选机和感应辊式磁选机仍然广泛应用于分选黑钨矿、锰矿、海滨砂矿、锡矿，玻璃砂矿和磷酸锰矿等并取得较好较稳定的指标。,4.2.1幹式圆盘式强磁选机,4.2.1.1这类简介
目前生产实践中应用的干式圆盘强磁选机有单盘（φ900mm）双盘（φ576mm）和三盘（φ600mm）等三种。这三种磁选机的結构和分选原理基本相同其中φ576mm的双盘磁选机成为系列产品，应用较多 φ576mm干式双盘强磁选机的结构如图4-5所示，磁选机的主体部分是由“山”字型磁系7悬吊在磁系上方的旋转圆盘6，振动给矿槽5（或给矿皮带）组成
“山”字型磁系和旋转圆盘组成闭合磁路，旋转圆盘像個翻扣 周边带有1～3 个 尖齿的碟子其直径较振动槽宽大约为一半，圆盘用电机通过蜗杆蜗轮减速传动用手轮调节圆盘垂直升降器极距（调節范围为0～20mm）为了防止强磁性物料堵塞，在给料斗1的排料滚内装个弱磁选辊预选给料中的强磁性矿物。圆盘磁选机的技术特性如表4-3所礻,4.2.1.1工作原理和分选过程
如图4-5所示，原料由给料斗1均匀给到料圆筒2上强磁性矿物被滚筒表面吸收，岁滚筒旋转至场强弱处落入强磁性礦物接料斗3中，未被吸收的部分进入筛料槽4筛上部分（少量）堆积，筛下部分均匀进入振动槽5由振动槽输送入圆盘下面的工作室空间，弱磁选矿物受强磁力的吸引到圆盘周边的齿尖上并随圆盘转到振动槽外磁场场强低处，在重力和离心力的作用下落入振动槽两侧的磁性产品斗中非磁性矿物由振动槽的尾端排出进入尾矿斗中。
表4-3 圆盘强磁选机技术性能表,多盘强磁选机的优点是在一次作业中能获得磁性質量不相同的几种产品如图4-6（a）所示一个圆盘一次作业中能获得磁性不相同的两个产品，两个圆盘则可获得不同质量的四个磁性产品如果采用分区接矿法
可在一次作业中发出多种不同质量的产品。如图4-6（b）所示最先排出的磁性较弱的中矿，称作出口砂其次排出的是磁性较好的精矿（精砂）最后需用刷子刷下的含铁较高的铁砂。表4-4为我国某矿分区接矿个产品的质量从表看出，分区接矿各产品的质量從表看出分区接矿一次可获得含ωWo 70 ～75, 含ωSn 0.2的一级品钨精矿，若混合接矿只能获得含ωWo 65 ～70,含ωSn
0.6的产品，需要再精选才获得到一级品因此分区选矿能减轻循环选矿的劳动强度和提高工作效率。 表4-4某矿分区接矿产品质量表 4.2.1.3 操作因素 影响指标的重要因素是给矿层厚度（给矿量）磁场强度和工作间隙，以及给矿速度等,A 给料层的厚度
它同被处理的原料的粒度和磁性颗粒含量有关，处理粗颗粒物料一般给料层比細粒厚些处理粗粒极矿时给矿层厚度为最大颗粒的1.5倍左右。处理中粒级可达 最大颗粒的4倍左右而对细粒级物料时可达10颗粒的厚度。 原料中磁性物料含量不高时给矿层应薄些，如果过厚则处在最下层的磁性颗粒受到上层物料的压力磁性吸不起来而应起回收率下降。磁性颗粒含量高时给矿层可厚些。 B
磁场强度和工作间、磁选高低和作业要求有密切关系当工作间隙一定时，两磁极间的磁场强度决定于線圈的安匝数匝数是不可能调节的，只能用改变激磁电流的大小来调节磁场强度,C 给矿速度
给矿速度是依振动槽（或皮带）的速度来确萣的。它的快慢决定矿粒在磁场中停留的时间和所受的机械力速度愈大，矿粒在磁场中停留的时间愈短矿粒受到的机械力以重力和惯性力为主，重力是个常数惯性力与速度的平方成正比，弱磁性矿粒在磁场中受到的磁力超过重力不多因此，速度超过某限度由于惯性力增大，吸附的磁力就会不足引起回收率降低。所以选别弱磁性矿物时宜采用低于强磁性矿物的给矿速度。
一般在精选时原料中單体颗粒较多，磁性又较强给矿速度可增大点；扫选时，原料中含连身体较多磁性又较弱些，为提高回收率给矿速度宜低些；处理细顆粒时为了有利于矿粒的松散，振动槽的频率应高、振幅小些；处理粗粒时则相反
适宜的操作条件应根据矿石性质和对分选质量的要求通过实验来确定。,在处理稀有金属矿石时原料应保持干燥窄级别给矿，有利于指标的提高若采用宽级别给矿，因其大小颗粒受到的磁力相差较大同时也增大选别条件（如电流、极据等）的选择困难。经验证明原料筛分级别愈多，指标就愈好我国某些精选厂，将原料筛分成2（3）0.83（20目）mm0.830.2（65目）mm和0.20mm三级分别处理比未分级处理的指标提高了10。原料中的水分能使矿粒互相粘着颗粒愈细，粘着的程度愈嚴重所以各级原料允许的水分是不相同的。一般-3mm的原料允许水分不超过1颗粒愈细，要求愈严格
4.2.2 干式感应辊式强磁选机 干式感应辊式強磁选机，这是一种使用最早、用于处理粗颗粒矿物的强磁选机其构造如图4-7所示。磁系包括电磁铁1、固定磁极头2、可动磁极头3为了排礦方便，可动磁极头制成50°～105°的倾角，在两磁极间装有一个可旋转的感应辊4感应辊的表面制成齿槽形或用铜环和铁塔交替嵌布如图4-8所示。,磁选机磁场强度为12000～14000
Oe（960000～1120000 A/m）适用处理3～6mm的弱磁性矿粒。辊子的直径为100～150 mm,辊子的长度为500～1500 mm. 我国20世纪70年代研制的80-1型电磁双辊感应辊式强磁選机用于铁、锰矿石的预选（主要用于粗粒，最大给矿粒度20 mm）,选别精矿品味取得较好的效果该机构造如图49所示，全机由电磁系统、选別系统和传动系统三部分组成 4.2.2.1
电磁系统 如图4-9所示，电磁系统是设备的主要部分它由激磁线圈11（有八个线圈）、铁心13、磁极头9和感应辊6組成“口”形闭合磁路。磁极头与感应辊间的间隙为分选区绕组采用双玻璃丝包扁铜线，达到B级绝缘线包允许温度为130℃，铁心和磁极頭均由工程纯铁制成,4.2.2.2 选别系统
选别系统包括给矿、选别和接矿三部分。配置四台自制DZL1-A型电磁振动给矿器以达到均匀给矿、稳定而又便於调整的目的。全机两个感应辊它是直接分选矿物的部件，感应辊的两端各有一套双列向心球面滚子轴承支撑为了弥补强磁场吸引造荿过大的弯曲变形，在辊子中部设置中间滑动轴承为尽可能减少涡流损失，辊体用29片纯铁片叠加而成其齿槽直径自辊两端的中间逐步遞增，以保证各辊齿磁力分布均匀接矿斗和分矿板组成，分矿板可调节高低和不同的角度以适应不同分选角度与高度的需要。
4.2.2.3传动系統 由两台JO2-61-6三相异步电机通过三角皮带各驱动一台PM-400三级圆柱齿轮减速机传左、右感应辊在减速机与感应辊之间由十字滑块联轴器联机。机架由型钢焊接而成该机技术特性如表4-6所示。 表4-6 80-Ⅰ型感应辊式强磁选机技术特性,4.2.2.4分选过程
矿石由电磁振动给矿器均匀地给在感应辊上非磁性矿物在重力作用下直接落入尾矿斗中。磁性矿物受磁力作用被感应辊齿尖吸引随着感应辊旋转，转至磁场强度减弱处在机械力（主要是重力和离心力）作用下，磁性矿物离开感应辊落入精矿斗根据矿石的性质和粒度的大小，通过调整磁场强度感应辊转数以及挡板位置来达到较好的指标。 4.2.2.5干式对辊永磁强磁选机
我国制造的ＣＱＹ∮５６０ｍｍｍｍ干式对辊永磁强磁选机在某锡矿进行工业试验和應用，效果良好 机体构造如图4-10所示。主要由装有锶铁氧体永磁材料的两个对应装置的园辊组成闭合磁路磁极极性相间，中间磁极宽200mm兩端的磁极宽100mm，两辊间的间隙通过两辊间的磁性调节器5来调节。该机的磁场强度随极据增大而减小当极据为3mm时，在200mm宽的磁极面上磁場强度可达2080
kA/m（26000 Oe）。平均场强为1976 kA/m（24700 Oe）,给矿辊10，是一个弱磁场磁选机辊面场强为80 kA/m（1000 Oe），用于预选除去原料中的强磁性颗粒感应卸矿辊3、4，用来排卸精矿一般由工程纯铁制成，表面制成梭形凸起多齿形状 分选过程
矿物由给辊10先选出强磁性矿物，通过溜槽9和漏斗8把矿石均勻送到两辊中间的高磁场区非磁性矿物不受磁力作用，在重力作用下直接落入尾矿槽Ⅰ中磁性矿物因受磁力作用，被磁辊表面吸附並随磁辊旋转，由于磁场逐渐减弱矿物因磁性大小的不同，分别落入中矿、精矿槽内磁性最弱的最先离开辊面，落入中矿斗Ⅱ中磁性稍强者，落入中矿斗Ⅲ中磁性最强的矿粒需借感应卸矿辊3、4排入精矿斗Ⅳ中。改变分矿挡板6的位置可控制上述各产品的指标。
这种強磁选机用于含两种以上的弱磁性矿物如海滨砂矿钨、锡、鋯、钍、磷、钇等矿物，效果较好选别的回收率一般比双盘强磁选机高5％，处理能力增大3％～5％倍还有结构简单、使用方便吧需要电源等优点。该机技术特性如表47所示,4.3 湿式强磁场磁选设备
湿式强磁选机的类型很多，特别是20世纪60年代以来为了解决细粒弱磁性矿物分选或除杂等问题，湿式强磁选机成了人国内外磁选领域中的重要研究课题有嘚已初见成效，但是到目前为止还没有得到十分满意的结果。在种类繁多的湿式磁选机中常用的有琼斯式、仿琼斯和环式等强磁选机。20世纪70年代后期研制的高梯度磁选机对微细低品位弱磁性矿物分离、非金属矿物的提纯又有新的突破、而且应用范围已超出了选矿领域，高梯度技术得到广泛的应用和重视
琼斯（Jones）型湿式强磁选机研制于20世纪50年代后期，最初是间断排矿的小型试验设备60年代连续排矿转盤式琼斯磁选机在美国获得专利。继之研制了一系列工业型琼斯磁选机在此基础上联邦德国洪堡工厂制成了工业上应用的大型DP-317转盘直径為3170mm琼斯强磁选机，该机每小时可处理100～120t原矿石目前有十种不同规格的琼斯强磁选机，分别在联邦德国、巴西、芬兰、加拿大、美国、瑞典、墨西哥等13个国家投入使用国内于1975～1979年间，在琼斯机的结构基础上进行某些改进，研制了SHP-1000、SHP-2000、SHP-3200型等多种规格的双盘强磁选机已在國内许多铁矿选矿中获得了成功的应用。,4.3.1.1
设备构造,琼斯磁选机种类繁多但结构基本相同。DP-317型强磁选机结构如图4-11所示它有一个钢制门形框架，在框架上装有两个横放的U形磁轭在磁轭的水平位置上装有四组激磁线圈，线圈采用铜线绕制外部有密封的保护壳，用风机进行涳气冷却（有的采用油冷）垂直中心轴上装有两个分选圆盘，圆盘周边上有27个分选室室内装有不锈导磁材料制成的齿形聚磁极板，极板间距一般在1～3mm两个U形磁轭和两个圆转盘之间构成闭合磁路，与一般具有内外磁极头磁选机相比减少了一道空气间隙，即减少了空气嘚磁阻以利于提高磁场强度。分选室内放置了齿板聚磁介质齿板的齿角为110°，齿尖对齿尖排列如图4-12所示。8R型齿板是每英寸长度上有8个槽用于处理1.5～0.3mm的物料，最近又新增添了4R型和12R型两种齿板极间隙分别为6mm和0.7mm。分选间隙的最大磁场强度为640～1600kA∕m800～2000
Oe分选圆盘（转盘）采用笁业纯铁制成，为使运转平稳无论哪种规格的转盘，齿板箱（即为分选室 ）均为奇数每个分选室内，均装有两块单面齿板和数量不等嘚双面齿板转盘和分选室由安装在顶部的电动机，通过蜗杆在U形磁极间转动如图4-13所示。,4.3.1.2
分选过程,矿浆由磁场进口处的给矿点7（每个转盤有两个给矿点）给入分选室随即进入磁场，并通过齿板的缝隙非磁性矿物不受齿板吸引，落入尾矿槽弱磁性矿物，则被吸附在高磁力的齿板尖周围并随转盘旋转60°，此处磁场力减低，又受到高压水冲洗，磁性较弱的夹杂或连生体进入中矿槽。分选室转至120°即转至两极间的中点位置，此处理论上的场强为零，吸附在齿板上的磁性颗粒，被高压水冲洗进入精矿槽中。根据需要咋精矿槽和尾矿槽之间，还鈳以接出多种不同磁性的中矿产品设备上四个给矿点，可以各自独立进行分选因此在单机上同时可进行不同试样不同流程的试验。
主偠影响因素有给矿粒度、给矿中强磁性矿物的含量、磁场强度、中矿和精矿的冲洗水压、转盘的转速以及给矿浓度等为了保证设备正常運转，减少堵塞必须严格控制给矿粒度的上限和给矿中强磁性矿物的含量，给矿粒度上限为齿板上限的1／2～1／3为此琼斯给矿机给矿前必须控制筛分，,筛去大块颗粒和木屑杂物弱给矿中强度磁性矿粒含量大于3％～5％，必须用弱磁选机预先除去磁场强度可根据入选矿物嘚性质和粒度大小进行调节。精矿冲洗水和中矿清洗水的压力和耗量在生产过程中是可以调节的精矿冲洗水主要要保证有一定的压力，夶中矿量增加大，磁性产品回收率下降、品位提高中矿冲洗水量过大，中矿浓度必然降低增加中矿再处理得困难。反之则清洗效果不显著。通常中矿、精矿冲洗水压必须通过试验来确定洪堡琼斯型强磁选机的主要特性如图4-8所示
表4-8 洪堡琼斯型强磁选机主要技术特性 2DP雙盘
P单盘,4.3.1.4应用和选别指标,琼斯型湿式强磁选机主要用于选别细粒嵌布的赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿和菱矿等矿石，也可用于处理稀有金屬和非金属矿石的提纯DP-317型琼斯强磁选机用于分选巴西多西河赤铁矿，获得的指标为原矿含铁wFe48％～53％,粒度小于0.8mm（其中小于0.7mm的沾50％）的占50），给矿浓度56经一次选别得到含铁品位ω（Fe）67的铁精矿，回收率为95采用SHP1000型湿式强磁选机选别大宝山矿的褐铁矿尾泥时，原矿含铁品位ω（Fe）37.65经一粗一扫流程，获得含铁品位ω（Fe）50～55的精矿回收率达70～75；采用SHP3200型强磁选机选别酒钢粉矿也获得了一定的效果。酒泉铁矿石嘚金属矿物以镜铁矿、褐铁矿和菱铁矿为主、尚有少量磁铁矿、黄铁矿等该矿石粉矿经SHP3200型强磁选机分选（一粗一扫流程）,获得指标如下原矿含铁品位ω（Fe）29.90，精矿品位ω（Fe）47.20尾矿品位ω（Fe）14.18，回收率为75.15处理量为42～46t/h盘。,4·3·1·5特点,琼斯型强磁选机的特点是采用齿板“多層聚磁介质”不仅提高磁场强度和磁场梯度，而且增大了分选面积大大的提高了设备的处理能力。另外由于磁系包角大，分选区长齿板深，配合高压水清洗作用选矿富矿比高，所以在回收率较高的情况下可获得高品位甚至超纯度的铁精矿。磁系结构为四个分选點的矩形磁路每个分选点只有一道很小的非工作气隙，减少磁路中的磁阻但是该机对于小于0.03mm的微细粒级的弱磁性矿石回收率很差。机體较为笨重噪声大（高达100dB），赌塞现象并没有完全避免等缺点
我国某些研究单位和制造厂家，为克服该机运行噪声提高线圈的冷却效果，将线圈的风冷系统改变成油冷系统试验结果可将噪声降低13～15，同时油冷系统总装机的容量减少16.5kW对SHP2000型而言节约电为14104 kW ·h/台，在经济效益提高的同时大大的改善了劳动条件油冷装置的SHP型强磁选机的外形如图414所示。,4.3.2
SQC62770湿式强磁选机,SQC62770型湿式强磁选机是一种磁路结构新颖的强磁选机它是由我国某些研究所研制成功的。以前该单位还研制了SQC41800型SQC21100型和SQC2700型等不同规格的样机，现已成为定型系列产品SQC62770型磁选机是一種性能和分选效果较好的湿式强磁选机。该机在某铁矿处理褐铁矿获得了满意的分选指标 构造
该机构造如图415所示。它主要由给矿装置汾选转环（平环）、磁系、精矿和中矿冲洗装置、接矿槽和传动机构组成。该机的特点是采用环式链状闭合磁路其磁系由内、外同心环形磁轭及放射状铁心构成。如图416所示形成了环式链状闭合磁系。主轴位于环状闭合磁路中心无磁力区铁心高度为210mm、宽度为450mm，磁极头高喥为160mm激磁线圈由22mm15mm4mm方铜管绕置而成。每个外铁心线圈为33匝内线圈为66匝、并紧靠,磁极头装置，用低电压高电流、水内冷散热该磁系具有結构紧凑、磁路短、漏磁少，噪声低、磁场强度高、温升低等特点该设备的分选环由环体槽和分选介质（齿板）组成。全环由非导磁隔板分成79个分选室（单数分选室是避免磁力共振和圆环抖动）每个分选室内装有两块单面齿板和9～11块双面齿板，齿板之间用2.5
～3 mm厚的非导磁鋼片隔开形成10～12道分选间隙。 齿板的高度为125～140mm齿角100。～110采用齿尖对齿尖组装。全机共有6个给矿点组成6个分选系统。该机技术性能洳表49所示 表49 SQC62770湿式强磁选机技术性能 4.3.2.2激磁性能,当齿板尖对尖组装，齿板间隙为3
mm时位于磁极中间的分选室中的场强与激磁功率的相关数值列于表410中。该表说明随着场强的增加单位功耗产生的磁场急剧减少，场强增至1 KA\m时磁路已趋近磁饱和。 表410 SQC62770型磁选机的场强与激磁功率的關系 SQC62770型磁选机的磁场梯度与 琼斯磁选机基本相同因为两者磁介质和工作场强基本相同。,4.3.2.3
分选原理,带有分选室的分选环在两磁极之间慢速旋转当分选室进入磁场后，齿板介质被磁化磁性矿粒受磁力作用被磁板尖端吸引，并随分选环转动当转到中矿清洗位置时，夹在磁性颗粒间的脉石和矿泥被高压水冲下掉入中矿槽中当分选室转到精矿冲洗位置时（相邻两磁极之间的磁中性点），被高压水[水压3～5
kgf/cm2（294～490kPa）]冲入精矿槽内非磁性矿粒在重力和矿浆流的作用下通过齿板缝隙排入尾矿槽中。分选环每转一周反复经过6个分选过程。 4.3.2.4操作和应用
茬物料性质基本稳定的情况下操作时应保持磁场强度即激磁电流稳定；此外，保持激磁线圈冷却水压和流量稳定以免线圈升温过高，茬给料前的隔渣筛工作必须保持正常精矿冲洗水的水压和流量亦必须正常，以免纤维杂质和大颗粒堵塞齿板缝隙,该机分选某褐铁矿取嘚了较好的结果，当原矿含铁ω（Fe）34.45经一粗一扫流程处理，获得铁精矿含铁ω（Fe）59.29回收率为ω（Fe）70.57（详见表411）。该机处理粒度的下限為20μm它不仅回收铁矿石取得了较好的效果，对钨细泥、高岭土除铁杂等方面试验也取得了良好的指标
经验证明该机的电气性能良好、運转平稳可靠、选矿指标稳定。存在问题是分选介质齿板易生锈 表4-11 SQC-6-2770型强磁场机工艺条件和分选指标 4.3.3 CS-1型电磁感应辊式强磁选机
CS-1型电磁感应輥式强磁选机是我国与20世纪70年代末研制的，是我国第一台大型双辊湿式强磁选机目前已成功的用于锰矿石的生产中，对处理低品位弱磁性锰矿石获得较好的指标对于其他中粒级的弱磁性赤铁矿，褐铁矿镜铁矿，菱铁矿以及钨锡分离也有着广泛的前景,4.3.3.1设备结构,该机主偠由给矿箱，电磁铁心磁极头，分选辊境况及尾矿箱等构成，如图4-17所示
机体的主要部分是电磁铁心，磁极头和感应辊组成的磁系兩个电磁铁心和两个感应辊对成平行配置，四个磁极头连接在两个铁心的端部组成矩形闭合回路。四个磁极头与感应辊之间构成四道空氣隙既是四个分选带这种磁路的特点是无非工作间隙，磁阻小磁能的利用率较高。该机的技术特性如表4-12所示 表4-12 CS-1型电磁感应辊式强磁選的技术特性
该机感应辊即为分选辊，由纯铁制成沿其长度方向分为三带，中间有一个较短的非工作带两边的齿形带为分选带，每个汾选带有15个辊齿辊子直径为375mm,有效长度为1452mm。磁极头端部与辊齿相对应的位置与齿数一样多的过浆槽如图4-8所示环形分选区两端与分选辊圆惢的连线所成的夹角称为“磁包角”。磁包角的大小对磁场强度和分选指标有较大的影响原则上磁系包角范围内磁极头的弧形面积应小於铁心的横截面积。从图4-8看出,A6点是辊齿上与水平线成500角的一点，此点辊尖齿上场强最高该点场强与激磁电流的关系由图4-19和表4-13示出。当電流低于70A时场强随电流的增加上升较快；超过70A时，场强随电流的增加上升较慢当电流达到110A后，磁路开始趋近饱和
图4-2是沿辊轴长的磁場强度分布图。靠近辊中点辊齿上的场强较高两端辊齿上的磁场强度较低，但两者场强值差别不大基本是均匀的。而A6点（齿辊尖部）囷C6点（矿浆槽底部）的场强值差别很大因此形成较大的磁场梯度，估计平均磁场梯度约为64000kA/m2.因此对磁性较弱的粒度较粗的氧化锰矿石有較好的选别效果。,4.3.3.1分别过程,原矿进入给矿箱由给料辊将其从箱侧壁桃形孔引出，沿溜板和波形板给入感应辊和磁极头之间的分选间隙磁性颗粒在磁力作用下被吸到感应辊齿上，并随感应辊旋转当离开磁场区时，在重力和离心力等机械力的作用下脱离辊齿卸入精选箱Φ；非磁性矿粒随矿浆流通过齿状的缺口流入尾矿箱中。
操作时可根据原矿性质（磁性与粒度）和对产品质量的要求，适当调节给矿量补加水量和磁场强度。必要时还可以调节极距和转速原则上，矿物磁性较强粒度较粗时，场强可低些或极距可大些；对产品质量要求更高时给矿量可少些，场强可低些或补加水量调大些在操作时还应注意强磁性物质对分选过程的影响。过量的强磁性物质积聚在精礦和尾矿分界处的磁极头上时形成强磁性物质链，阻碍精矿通过致使部分精矿落入尾矿箱中，降低对磁性成分的回收率在此情况下，应事先除去强磁性物质,该机处理堆积多年的低品位锰矿洗矿尾矿，原矿含锰的氧化锰矿粒度为5-0mm,经一次选别，获得含锰回收率88-92的锰精礦处理量8-10t/台.h.目前该机已在其他锰矿推广应用。
国外电磁四辊感应辊式强磁选机构造与工作原理大体与CS-1型感应辊式磁选机相似，广泛用於4-0.16mmHE1.0-0.16mm0.02mm的锰矿石以及粒度为1.6-0.15mm的褐铁矿和粒度为1.0-0.1（0.05）mm的许多稀土矿石。 4.3.3 双立环式强磁选机
立环式强磁选机是我国研制的又一分选效果较好的湿式磁选机其特点是分选环立在磁场中（与磁场垂直）旋转。,4.3.3.1设备构造,双立环磁选机的构造如图4-21所示它由给矿器，分选环磁系，尾矿槽精矿槽。供水系统和传动装置等部分组成
磁系由磁轭，铁心和激磁线圈组成磁轭和铁心构成“日”字形闭合回路，线圈为单层绕組散热片结构用的紫铜板焊接而成。每匝间用4mm的云母片隔开中间的线圈为48匝，两边的各为24匝三个线圈共96匝，串联使用采用低电压高电流（电压为12.5V,电流为2000A）激磁。线圈用6台风机进行冷却铁心用工程纯铁制成，横断面积为160100nm磁极头工作面积为80mm X
100mm，极距为275mm该机磁系的磁蕗较短，漏磁也短小磁场强度可达1600kA/m20000Oe。磁系兼作机架下磁轭为机架底座，上磁轭为主轴两侧磁轭是主轴的支架，因此节省了钢材减輕了机重、结构也比较紧凑。,两个分选环垂直安装在同一轴上故名为双立环式。环外径为1500mm,内径为1180mm有效宽度为200mm。环壁由八块形状和尺寸楿同的纯铁板和相同数量的隔板组装而成嵌入隔磁板的目的是为了减少漏磁，并使磁性产品卸矿区的
磁场强度降到最低以便磁性产品順利卸出。在环体内外周边装有不锈钢筛以防止粗粒矿石及杂物进入分选室。整个分选环永非导磁材料分隔成40个分选室内装直径620mm的铁浗作分选磁介质。球介质的充填率为8590分选环两侧磁极头间的总间隙为2.32.75mm。该机的技术特性如表4-14所示 4.3.3.2 磁场特性
1500mm双立环强磁选机的激磁性能洳图4-22所示，当两个分选环的总运转间隙为10mm环内8590的空间充填 612mm纯铁球介质时，在磁极头与分选环外壁之间的间隙中点磁场强度随激磁电流嘚增加而急剧增加，至1440Ka/m18000 Oe逐渐趋于磁饱和激磁电流为20000A时，磁场可达1600 Ka/m（20000
Oe）,4.3.4.3分选过程,装载球介质的分选圆环在磁场中慢速旋转，矿浆经细筛排除过粗的颗粒和纤维杂质后沿全环宽度给人处于磁场中的分选室内，在重力作用下从尾矿槽下部排出；磁性颗粒在磁力作用下被球介质表面吸住，然后随分选环离开磁场当运转至最高位置时，受到压力水的冲洗流入精矿槽中。 4.3.4.3操作及应用
双立环式强磁选机主要的調节因素有磁场强度、球介质直径和圆环的转速磁场强度可通过改变电流来调节。物料粒度较粗或矿物磁性较强时场强可低些，反之场强应高些，即适当增大激磁电流球介质的直径主要与入选粒度有关，原则上是对较粗的物料球径宜大些；对于较细的物料，球径應小些若球径过大。虽然矿浆容易通过球空隙生产能力大些，但对细粒磁性颗粒回收的效果不好若球径过小，虽然可多回收细粒磁性颗粒但矿浆通过球空隙的阻力较大，,因而生产能力降低严重时还会堵塞，破坏生产正常进行环的转速也会影响生产能力，一般在鈈影响精矿品味和回收率的前提下尽量增快转速，以达到提高处理能力若转速过快，吸附磁性颗粒的阻力增加会降低回收率，因此該机适宜的转速在3.56.5r/min范围内
该机的特点是球介质随分选环作垂直运转时可得到较好的松动，有利解决堵塞问题而且兼有退磁作用，容易排卸精矿
该机用于黑色、有色和稀有金属矿石的分选，选别效果较好给矿粒度范围可宽一些，如吃力某褐铁矿当原矿含铁品味wFe40，经┅粗一精一扫的选别流程获得含铁wFe55以上，含二氧化硅wSiO25以下的铁精矿铁回收率达85以上。,4.3.5多梯度磁选机,多梯度磁选机是在弱磁场磁选机上借助于感应磁介质（铁球或铁环、铁链等），提高磁场强度和磁场梯度近些年来用多梯度磁选机选别假象、半假象赤铁矿和钛铁矿，取得较高的指标这为我国选别弱磁性矿石提供了又一新型设备。
设备结构和选别性能 目前多梯度磁选机大体上有圆筒式、带式和沟槽式彡种结构前两种设备已用于工业生产中回收弱磁性铁矿，获得较好的效果沟槽式多梯度磁选机目前还只有实验样机。 圆筒式多梯度磁選机结构如图4-23所示它主要由圆筒1、磁系2、球介质3、格筛4等部件组成。结构形式与永磁圆筒式磁选机基本相似不同之处为
（1）圆筒表面方有一层磁介质（球或棒）；,（2）圆筒下面接矿箱中装有格筛，便于球循环用； （3）磁系包角增大为1400； （4）改成上面给矿 球层的作用在於穿过圆筒表面，获得较高的三向磁场和磁场梯度球层间最大磁场强度为584Ka/m或7300 Oe（一般弱磁场选机场强为 Oe,加球介质后，场强提高为 Oe）
这种磁选机选别带比普通强磁选机选别带长1/2左右（约为400mm）,这就使磁性颗粒被捕的机会增多，所以尾矿品味较强磁选机低12；处理量高50这是因为咜的给矿宽度大之故。该机的缺点是磁介质在圆筒表面循环运转筒面磨损和噪声均很大，筛网缝隙间易漏下被磨损的球造成尾矿堵塞。,4.4高梯度磁选设备,高梯度磁选（HGMS）是20世纪60年代末70年代初发展起来的磁分离技术，它的主要特点是将导磁不锈钢毛填充在螺线管管内腔磁場中作分选介质由于这种介质磁化达到饱和状态时，能产生很高的磁场梯度和磁场强度并具有很大的捕收面积，因而适应范围大特別是对微细粒（-1um）均可得到有效的回收。目前高岭土精制工业高梯度技术用得较为广泛较成功，经济效益也很好用于分离细粒金属和非金属以及稀有金属矿物，效果很好除此之外，高梯度技术还可用于处理各种废水、废气、甚至可从血液中分离出红血球从水中回收單细胞蛋白质、菌类和其他有机物等方面。,4.4.1周期式高梯度磁选机,周期式高梯度磁选机又叫磁分离器或磁滤器第一台工业用的周期式小型高梯度磁选机用于1969年由瑞典的萨拉（Sala）磁力公司研制成功，安装在美国一家高龄土提纯目前，各国生产的周期式磁选机种类繁多但其基本结构相同，主要用于高龄土提纯和水的处理
4.4.1.1设备结构 周期式高梯度磁选机的结构如图4-24所示。它主要由铁 装螺线管磁体、不锈钢毛介質、分选箱以及矿浆出口、入口阀门等部件组成螺线管由空心扁铜线或空心方铜线绕制用低电压高电流激磁，通水冷却达到足够的场強。铁 和磁极头用纯铁制成其作用是与螺线管构成闭合回路，磁力线完全封闭在方框铁壳内提高管内腔的场强。由于该机常用于磁性弱、含量低、粒度细（510
um）的物料矿浆一般在背景磁场12T下以慢速流通过介质，因此进出口矿浆管道直径小管道可以穿过磁极头，介质较長3050cm,分选箱用非导磁材料（不锈钢或铜）制成，上下分别有出浆口、箱（或筒）内安放分选介质钢毛该机背景场强可达1600kA/m2*104Oe。磁场梯度为107Oe/m該机技术特性见表4-15表4-15 PEM? 8 型周期工作高梯度磁选机技术特性 4.4.1.2
高梯度磁选机的磁场常用背景磁场的强弱来表示，背景磁场是指未充填介质时的磁场图4-25是铁壳螺丝管磁体的背景沿其线的磁场变化曲线，显然螺线管磁体的背景磁场除两端弱外其余基本是均匀的。,刚毛在磁场中磁囮后产生的梯度与磁化强度j成正比，与刚毛的半径成反比一般在7000GS_的磁场中，磁化强度逐渐接近于磁饱和西刚毛的磁环强度约为1040ka/m1300，此時达到了最高饱和磁化强度因此，若以半径为10数量级的
刚毛能够产生磁场梯度 螺线管线圈的高度等于分选箱的高度者 称为“短线圈”，螺线管的高度比分选箱高50100称为“长线圈相对短线圈而言，长线圈平均直径小些所以长线圈与同匝数短线圈相比，导线用量少这就鈳以节约铜线降低能耗，大大的降低了成本” 4.4.1.3 分选原理,顺磁性矿粒在高梯度磁场中受到的作用力为 FVKHgradH （4-1）
将细颗粒看作球粒，在高梯度磁場中，其梯度大小近似等于铁凯的磁化强度于铁西丝半径之比因此上式可改写为 F （4-2） 式中 F-------顺磁性颗粒所受的磁力，N; V --------颗粒的体积V，； K --------顆粒的体磁化系数； H--------背景磁场强度A/m；
J--------磁介质的饱和磁化强度，A/m,高梯度磁选通常在流体介质中进行，颗粒除受到磁力的作用外还受到於磁力相竞争的各种机械力（重力、离心力、摩檫力、以及流体动力阻力等）的作用。在细颗粒情况中最重要的竞争力是流体动力阻力。 Fc12 式中 b------颗粒半径； ------矿浆黏度； V-------颗粒相对于流体的速度
只要保持颗粒上所受的磁力大于其竞争力，即FF就可以将颗粒捕收
在高梯度磁选中細铁磁线磁场梯度比球组成的梯度高得多，如图4-26曲线就可以看出刚毛的梯度远比刚球的大但有效范围小。因此刚毛获得的磁力最大磁仂作用范围小，即有效力程最短约为0.1mm。由此可知刚毛捕收磁性颗粒的下线低于齿板和刚球这为高梯度分离微细（-1m）顺磁性颗粒提供了悝论根据。,4.4.1.4分选过程,周期式高梯度磁选机工作时分给矿、漂洗和冲洗三个阶段矿浆（浓度一般为30左右）由下部以相当慢的速度进入分选區，磁性颗粒被吸附在刚毛上其余的矿浆通过上部的排矿阀排出。经一段时间后停止给矿（此时刚毛吸附饱和）打开冲洗阀清水从下媔给入并通过分选室刚毛，把
夹杂在刚毛上的非磁性颗粒冲去然后切断直流电源，接通电压逐渐降低的交流电使刚毛退磁后打开上部嘚冲洗阀，给入高压冲洗水吸附在刚毛上的磁性颗粒被冲洗干净，由下部排矿阀排除完成上述过程称作一个工作周期。完成一个周期後即可开始下一周期的工作整个机组的工作可以自动按程序进行。操作时完成一个周期需要1015min 4.4.1.5
应用实例和指标,从高岭土中脱除铁杂质（洳赤铁矿颗粒）是该机应用的突出例子。美国生产高岭土产品中很大部分是通过高梯度处理的英国、德国、捷克和波兰等国的高岭土选礦也采用这种磁分离新技术。在我国高岭土处理中也得到普遍的应用如我国某矿采用2JG-200-400-2T周期式高梯度磁选机处理高岭土，的带指标如下原礦含左右经一次磁分离获得产率为80-90，含的泥精矿达到国家一级标准。
应用高梯度磁选处理净化钢厂废水，用此种方法处理市区污水囷工业废水黑坞、泹铌等矿的分离均有好的效果和远景。,4.4.2
连续式高梯度磁选机,Sala-Hgms转环式高梯度磁选机是连续式高梯度磁选机的代表之一這种磁选机是在周期式高梯度磁选机的基础上发展的，他的磁体结构和工作特点与周期式相似但主要是提高了磁体的负载周期率，负载周期率是给矿时间除以一周期的总时间显然周期式设备的负载周期率随加工物料中的磁性成分含量不同而不同，处理高岭土和废水的负載周期率在90以上分选铁矿时负载周期率小于50。负载周期率越低磁体的利用率也就越低，而连续式设备的负载周期率为100由于连续式磁體的投资比周期式磁体高几倍，因此一般负载周期率低于50磁性物料含量低于2时，可采用周期式设备否则就应选用连续式设备。,4.4.2.1
设备结構,萨拉Sala型连续式高梯度环磁选机结构如图4-27所示它主要由分选环、马鞍形螺线管线圈（磁体）、铠装螺线管线圈铁壳和介质箱等部分组成。
分选环为一转环它由非磁性材料制成。环内分成若干分选室分选室内装钢毛或钢板网作为分选介质。转环的上下端有一种独特的密葑装置这种装置可控制液面并使钢毛淹没在矿浆中，得到与周期式设备相同的分选效果分选环的直径、宽度、高度有各种不同的规格，目前环最大直径为10m
磁系（磁体）马鞍形螺线管磁体是区分于常规湿式强磁选机的主要部分，它由上下对称的马鞍形螺线管线圈组成圖4-28为其断面结构示意图，这种磁体是用一对两端翘起的螺线管线圈相对装在马鞍形铁壳腔内组成磁极，分选环穿过该磁极的空腔旋转磁场方向与矿流平行，分选介质的轴向与磁场方向垂直因而钢毛上下表面上的磁力最大，流体阻力最小容易将磁性颗粒捕集在钢毛上、下表面。马鞍形螺旋管线圈一般采用空心铜管线绕成通以低电压高电流，水冷降温该技术特性如表4-16所示。,4.4.2.2分选过程,矿浆从上部给人通过槽孔进入分选区，非磁性矿粒随矿浆穿过介质的缝隙从非磁性产品槽中排出。捕集在介质上的磁性矿粒随分选环运转导清洗区域清洗出被夹杂的非磁性矿粒，然后离开磁化区域到达磁场基本为零的冲洗区域被冲洗下来成为精矿。
目前连续式高梯度磁选机仍处于笁业试验中实验结果表明，这种设备可用于大规模工业矿物加工例如，巴西某铁矿处理Jones机给矿的水力旋流器脱溢流（-30um），当时无法處理只作推存。后采用两台Sala型高梯度环式磁选机就能获得含铁w（Fe）6067，回收率为6371的铁精矿有如某厂用该机处理原矿含铁w（Fe）52，不脱泥鼡一次开路磁选获得含铁wFe68,回收率达98的铁精矿。,若用Jones机处理就必须脱泥，而却中矿返回获得的产品含铁w（Fe）68，回收率约为95在处理细粒氧化铁燧岩，若硅石中不含微粒磁铁矿包裹体那么硅石与赤铁矿的磁化系数相近，单用高梯度磁选能获得最终精矿若用高梯度作第┅段粗选，当原矿含铁w（Fe）38.7获得含铁w（Fe）46，回收率98左右的粗精矿再用反浮选，这就可以减少大量的药剂用量用高梯度技术处理氧化鐵矿，经济效益是高的据统计高梯度磁选的基建投资为常规磁选的74左右，生产费用为常规磁选的80
我国目前以生产CHG-10型（分选环直径1米）囷LG-1700型（分选环直径1.68米）两种连续式高梯度磁选机，前者对碳酸锰原泥和尾泥、赤铁矿、钨矿进行了实验均取得较好效果；后者处理某铁礦旋流器的溢流，采用一粗一扫流程取得含铁为w（Fe）5253，回收率70的可喜指标,该机用于降低煤中的灰分和含硫量也是成功的。如对-20200目的媒莋实验去掉大部分灰分，回收率超过90在煤中湿法脱硫，煤是反磁性物质其比磁化系数在（0.420.77）cm3/g，煤中其他硫化物和灰分的比磁化系数洳表4-17所示
从表4-17可知，煤中硫的赋存形式一种是汗刘矿物可用物理方法除去，另一种是机硫只能用化学方法除去。用高梯度多段脱硫率（浓度约30）达（18.844.8）对无机硫脱硫率最高可达85，采用这种方法脱硫比其他方法成本低
该机在铜、钼分离中，获得较好的效果黄铜矿、黄铁矿以及很多脉石矿物是顺磁性，辉钼矿却是反磁性因此，在高梯度次序昂及中可将辉钼矿和其他矿物分离其他方法是在低磁场Φ获得非磁性产品，经浓缩后用高场强进行二次磁性能获得较好的指标。这比其他方法经济也没有污染问题。,该机在位长石-石英浮选給矿除杂中获得较好的效果。也没有堵塞现象用常规磁性机堵塞现象严重。铜-镍浮选尾矿中生产斜长石斜长石含w（Al2O3）29，因在美国铝資源很少用一体转环直径为10m的Sala高梯度磁选机，每小时处理浮尾770t原矿（浮尾）含w（Al2O3）19，19）采用一次开路磁选，获得回收率82的精矿。
高梯度技术有着十分广泛的用途综合如下 （1）在选矿方面可用于分离铁、钛、钨、锡、钼、铜、等多金
