1、第七章 磁 選第一節(jié) 磁選基本原理磁選是利用各種礦物的磁性差別，在磁選設備的不均勻磁場中實現分選的一種選礦方法。一、磁選機的磁選過程礦粒在磁選機中進行分離，當礦物顆粒和脈石顆粒通過磁選機磁場時，由于礦粒的磁性不同，在磁場的作用下，它們運動的途徑不同。磁性礦粒受磁力的吸引，附著在磁選機的園筒上，隨著園筒一起被帶到一定的高度后，脫離磁場從筒上利用高壓沖洗水沖落。非磁性即脈石顆粒在磁選機磁場中不受磁力的吸引，因而不能附著在園筒上。從而得到二種產品，一種是磁性產品進入精礦箱，一種是非磁性產品進入尾礦箱。二磁選機的磁場在磁選機中，能使磁體產生磁力作用的空間，稱為磁選機的磁場。磁場可分為均勻磁場和非均勻磁

2、場。（a）均勻磁場；（b）非均勻磁場1.在均勻磁場中，任何一點的磁場強度大小和方向都是相同的，如圖所示。在均勻磁場中，作用在磁性礦粒上的磁力是均勻的，此時礦粒處于平衡狀態(tài)，只受轉矩的作用，使它的長軸平行于磁場方向；因此不能達到選分的目的。2.在非均勻磁場中，磁場強度的大小和方向都不相同，如圖b所示。此時作用在磁性礦粒上的磁力是非均勻的，礦粒不僅受到轉矩的作用，還受到磁力的作用。所以磁性礦粒在磁力作用下發(fā)生移動，達到選分的目的。三、磁化、磁化強度、磁化系數1.磁化物質：受磁場作用能產生磁性的物質稱為磁性物質。2.磁化：在外磁場的作用下，使物體顯示磁性的過程稱為磁化。3.磁化強度：衡量物體被磁化程

3、度的物理量(矢量)，J，安/米。 J=M/V 式中 M-物體的磁矩，安-米2；V-物體體積，米3；M= k B/=k H4.磁化系數：數值大小表明礦粒磁化難易程度。有體積磁化系數、比磁化系數。 J=0H 式中 0-比例系數，稱體積磁化系數；H-外磁場強調，安/米5.物體比例磁化系數：體積磁化系數與其密度的比值。用0，米3/千克。 0=0/ 0-物體比例磁化系數，米3/千克。-物體密度，千克/米3。四、磁選的基本條件及1.礦物磁選需滿足如下條件：（1）要有一個磁場強度和磁場梯度足夠大的不均勻磁場；（2）礦物之間要具有一定的磁性差異，即兩種礦物的比磁化率不同。（3）對于磁性強的礦物，其受到的磁力要

4、大于各種機械力之和，即：2.磁性礦粒被分離出來的必要條件是：磁性礦粒所受到的磁力必須大于與它方向相反的機械力的合力。即：3.礦粒所受磁力大小與自身磁性 和磁選機提供的磁場力（HgradH）有關。比磁力：作用在單位質量顆粒上的磁力。運用比磁力的概念可消除礦物顆粒中實際存在的空隙對磁力計算的影響。 F磁= f磁/m= 0 H gradH 式中： H gradH 磁場力，A/m2比磁力公式表明：作用在磁性顆粒上的磁力決定于顆粒的磁性值和磁選設備的磁場力HgradH 。無論是提高磁場力或提高顆粒的比磁化率，都可以提高顆粒所受的磁力。選分值高的礦物如強磁性礦物時，磁選機的磁場力H gradH 相對可以小

5、些，選分值較低的礦物如弱磁性礦物時，磁場力H gradH 就應該很大。第二節(jié) 磁性礦物一、礦物磁性分類從物理學角度講，物質可分為三類：順磁性物質、逆磁性物質、鐵磁性物質根據礦物的比磁化率分類：1 強磁性礦物，屬于亞鐵磁性，比磁化系數大于3000×10-8米3/千克。如磁鐵礦、鈦磁鐵礦、鋅鐵尖晶石、磁黃鐵礦等。該類礦物分選用弱磁選設備既能進行有效分選。2 中磁性礦物，屬亞鐵磁性，比磁化系數為（500-3000）×10-8米3/千克。半假象赤鐵礦、某些鈦鐵礦、鉻鐵礦等。該類礦物分選用中場強磁選設備既可進行選別。3.弱磁性礦物，大部分屬順磁性，比磁化系數為（15-500）

6、5;10-8米3/千克。赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、水錳礦、硬錳礦、黑云母、輝石等。該類礦物選別需采用強磁選進行回收。4.非磁性礦物，屬順磁性和逆磁性，比磁化系數為（<15）×10-8米3/千克。如，方解石、長石、螢石、方鉛礦、石英、重晶石、白鉛礦等。二、強磁性礦物的磁性特點磁鐵礦為代表，屬亞鐵磁性，內部存在磁疇結構，其磁性特點有： 磁鐵礦的磁化強度和磁化率很大，存在磁飽和現象，且在較低的磁場強度下就可以達到飽和； 磁鐵礦的磁化強度、磁化率和磁場強度間具有曲線關系。比磁化率隨磁場強度變化而變化。磁鐵礦的磁化強度除與礦石性質有關外，還與磁場強度變化歷程有關； 磁鐵礦存在磁滯現

7、象，當它離開磁化場后，仍保留一定的剩磁；要想去掉剩磁，就需要給它施加一個反向磁場。使剩磁完全去掉所加的反向磁場的磁場強度叫矯頑磁力。 磁鐵礦的磁性與礦石的形狀和粒度有關（后面詳述）。 磁性變化與溫度有關，溫度高于臨界值時，內部磁疇消失，呈現順磁性。三、弱磁性礦物的磁性特點 1. 弱磁性礦物屬順磁性，磁性特點有明顯的不同： 比磁化率為一常數，比磁化率大小只與礦物本身組成有關。 弱磁性礦物沒有磁飽和現象和磁滯現象，它的磁化強度與磁場強度間為直線關系； 若弱磁性礦物中混入強磁性礦物，即使量少也會對磁特性產生較大的影響（磁種）。例如假象赤鐵礦是弱磁性礦物，如果在它的內部殘留有少量磁鐵礦，它的磁性就會大

8、大提高。這一點在選別弱磁性礦物，特別是精選時，應特別注意。2.改變礦物磁性的方法l 磁性率：礦石中FeO含量和全鐵TFe的含量的百分比，反映鐵礦石的磁性。純磁鐵礦的磁性率（56+16）/（56×3）×10042.8l 改變礦物磁性方法：容積磁性的改變和表面磁性的改變。l 改變礦物容積磁性的方法是磁化焙燒。鐵礦石的磁化焙燒是一個火法冶金過程，其目的是利用一定溫度一定氣氛把弱磁性的鐵礦物轉變?yōu)榇盆F礦或者磁赤鐵礦。 （1）還原焙燒在570左右，用含有CO、 H2 、C、 CH4等成份的還原劑對赤鐵礦進行還原焙燒，反應如下： 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 3Fe2O3+

9、H2=2Fe3O4+H2O 3Fe2O3+C=2Fe3O4+CO 赤鐵礦還原后的產物Fe3O4，若在還原氣氛中冷卻到室溫，最終產物是Fe3O4。若在還原氣氛中冷卻到300400，再在室溫中冷卻，最終產物是磁磁鐵礦- Fe2O3。（2）中性焙燒在300400，不加空氣或少量空氣的條件下，菱鐵礦分解變成Fe3O4： 2FCO3+1/2O2Fe2O3+2CO2(少量空氣) 3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2（3）氧化焙燒黃鐵礦在氧化氣氛(或通入大量空氣)中短時間焙燒后被氧化變成強磁性的磁黃鐵礦。如延長焙燒時間，則磁黃鐵礦繼續(xù)氧化變成磁鐵礦。 7FeS2+6O22Fe3S8+SO2(中短時間)焙燒

10、時間長磁黃鐵礦氧化成Fe3O4 3Fe3S8+38O27Fe3O4+24SO2（長時間）圖 鐵礦石豎爐焙燒圖 回轉窯焙燒第三節(jié) 磁選設備一、磁選設備的分類根據磁場強弱分類：弱、中、強。根據分選介質分類：干式、濕式。根據磁場類型分類：恒定、旋轉、交變、脈動。根據分選機構分類：圓筒式、帶式、盤式、環(huán)式等。磁選機按磁場強度的強弱可以分為： （一）弱磁場磁選機。磁場強度大約在8002000奧斯特之間，用于分選強磁性礦物。 （二）強磁場磁選機。磁場強度為600026000奧斯特，用于選分弱磁性礦物。 （三）中磁場磁選機。磁場強度介于兩者之間。磁選機分類標準分類承載介質不同干式、濕式磁選機磁場強度的高低弱

11、磁場磁選機、強磁場磁選機礦粒在磁場中的行為有磁翻轉作用、無磁翻轉作用磁選機槽體結構形式順流型、逆流型、半逆流型磁選機排出磁性產品的結構特征圓筒式、圓錐式、帶式、輥式、盤式和環(huán)式磁場類型恒定磁場磁選機、旋轉磁場磁選機、交變磁場磁選機產生磁場的方法永磁型、電磁型、超導型磁選機等二、弱磁場磁選設備（一）.磁力脫水槽磁力脫水槽是靠重力、磁力和上升水流力綜合作用的弱磁場磁選設備。 1.設備構造： 包括槽體、攏礦筒、磁系、給水管和排水管等部分組成。磁系由鍶鐵氧體永磁塊組成。磁系由鍶鐵氧體永磁塊組成，排成圓柱臺階形放置在槽內下部。沿軸向，磁場上弱下強；沿徑向，磁場外弱內強。磁力脫水槽結構塔形磁系2.分選過程

12、： 給入礦漿后，重力使礦粒下沉；磁力加速磁性礦粒下沉并使磁性礦粒被吸到磁系表面；上升水流作用力阻止非磁性細粒脈石和礦泥的沉降，使其隨上升水流進入溢流，從而與磁性礦粒分開；上升水流還可使磁性礦粒呈松散狀態(tài)，把夾雜的脈石沖洗出來，提高磁性精礦品位。 3.特點與應用優(yōu)點：結構簡單，維護方便，處理能力大。缺點：不能排掉粗粒脈石。主要用于細粒磁鐵礦石磁選前的脫泥和過濾前磁鐵礦精礦的濃縮，屬于弱磁場磁選機械。磁力脫水槽的部分型號與技術參數設備型號CS-16KCS-16CS-20S(頂部磁系)CS-30KCS-30上口直徑mm160020003000槽體高度mm139016502000槽體錐度°4

13、84656沉淀面積m2237磁感應強度mT30溢流粒度mm-1.5處理能力t/h30-4535-5045-60（二）永磁筒式磁選機 永磁筒式磁選機廣泛用于磁鐵礦分選、磁性加重介質回收及為濕式強磁選給礦作準備。 1.結構：由圓筒、磁系、分選槽及給料、排料、溢流機構。小筒徑的為3極磁系，大筒徑（大于750mm）的采用4極至6極磁系。極性沿周邊方向交變，沿軸向極性相同；磁系包角106°135。 北方重工生產的1500×4500磁選機美國的Eriez公司生產，最大規(guī)格1200×3600mm根據槽體結構形式的不同，濕式圓筒磁選機有三種槽體結構形式：順流式、逆流式和半逆流式，

14、如圖所示。 順流型逆流型半逆流型2.永磁圓筒式磁選機的分選過程： 礦漿經給礦筒進入磁選機槽體后，在吹散水的作用下，呈松散懸浮狀態(tài)進入給礦區(qū)，磁性礦粒被吸在旋轉的圓筒表面；磁系的極性交替使磁性顆粒成鏈地進行翻動（磁攪拌），清洗出夾雜的非磁性脈石；磁性礦粒被旋轉圓筒帶至磁系外區(qū)時，因磁場減弱，被沖洗水沖下進入精礦槽中；弱磁性與非磁性礦粒在槽體內礦漿流作用下，從底板的尾礦孔流出。3.半逆流型永磁圓筒式磁選機（1）工作原理：礦漿由園筒下部給入槽內，磁性礦粒被園筒帶到一定高度后落到精礦槽中，非磁性礦粒被運動的礦漿帶著沿和園筒轉動方向相反的方向到尾礦槽中。（2）特點：給礦方向和磁系磁力方向相同，精礦易與圓

15、筒接觸，回收率較高。尾礦流動方向與滾筒轉動方向相反，使得磁性礦粒被吸引的機會較多，夾雜于磁性礦粒間的非磁性礦粒容易清除。 （3）應用：半逆流型永磁圓筒磁選機可以得到較高的精礦品位和回收率，適用于-0.2mm的細粒強磁性礦石的精選和粗選。二、強磁場磁選機（一）干式電磁園盤式強磁選機 1.磁選機結構：盤式磁選機有單盤、雙盤和三盤三種.雙盤磁選機主要由給料斗、永磁分礦筒、偏心振動給礦盤、磁盤傳動裝置、電磁系統(tǒng)和機架等部件組成（如圖）。雙盤磁選機結構1-給料斗；2-給料圓筒；3-強磁性產品接料斗；4-篩料槽；5-振動槽；6-圓盤；7-磁系 2.分選過程：物料從給礦斗均勻給到給料圓筒上，其中的強磁性礦粒

16、被吸在圓筒上，并隨圓筒轉動至下方磁場減弱處卸下，進入強磁性產品接料斗中。未被吸住的礦粒給到振動槽前端的篩網上，篩上部分單獨處理，篩下部分進入振動槽上。當這部分礦粒被運送到圓盤下面的工作間隙處時，弱磁性礦粒受到強磁場的作用被吸到圓盤邊緣上，并隨圓盤轉到振動槽外。由于槽外磁場急劇減小，這些弱磁性礦粒被卸入振動槽兩側的接料斗中。非磁性礦物則由振動槽末端排出。3.特點：該機型適用于分選比磁化系數大于5.0×10-7米3/千克、粒度小于2mm的弱磁性礦石。4.應用：多用在含有稀有金屬礦物的粗精礦（如粗鎢精礦、鈦鐵礦、鋯英石和獨居石等混合精礦）的精選。（二）干式永磁對輥式強磁選機 1.對輥強磁選

17、機結構：它主要由磁輥、感應卸礦輥、弱磁給礦筒、給礦料斗、接礦料斗等部分組成。 兩個磁輥相對配置，構成閉合磁路。每個磁輥由三個磁極、兩組永磁塊組成。中間磁極寬200mm，兩端磁極寬100mm。2.分選過程：物料由上部給礦斗先給到弱磁給礦筒上，將強磁性礦粒選出。然后通過分礦槽和可調給礦斗給到兩磁輥之間的三個高磁場區(qū)。非磁性礦粒不受磁力作用，在重力作用下直接掉入尾礦斗中。磁性礦粒受磁力作用被吸在磁輥上，并隨之一起轉動。隨著磁輥轉角的改變，磁場強度逐漸減弱，磁性不同的礦拉先后掉入中礦斗、精礦斗中。最后吸在磁輥上的少量磁性較強的礦物，被感應輥卸下。 3.應用：適用于分選粒度為3mm以下的含有多種不同磁性

18、礦物的物料。（三）瓊斯型強磁選機1.磁選機結構：該機已成為國內外實際應用和生產的主要類型。它主要由磁系、分選轉環(huán)、清洗系統(tǒng)、傳動裝置等部分組成。德國洪堡DP317型瓊斯雙環(huán)強磁選機瓊斯型DP-317雙轉盤磁選機1-轉環(huán)（盤）；2-磁板盒；3-磁軛；4-線圈；5-分選室；6-冷卻裝置2.分選過程：當分選箱隨著轉環(huán)旋轉進入磁系區(qū)時，礦漿給入到上轉環(huán)中的齒板間隙中。給礦濃度要求為5055，并且給礦要預先過篩，篩除雜質和粗粒。礦漿中的磁性礦粒被吸到齒板的齒尖上。而非磁性礦粒內分選箱底部流入到下結環(huán)中再選。在給礦點后60°角處用較低的壓力水沖洗出中礦。再轉60°角后用高壓水沖洗出精礦

19、3.瓊斯型強磁選機的特點： 優(yōu)點：采用齒板作聚磁介質，提高了磁場強度和梯度，增加分選面積，提高處理能力；轉盤和磁軛組成閉合磁路，分選區(qū)較長，回收率提高；空氣隙較小，減少磁阻，提高磁場強度；磁板深度長（220mm），配合壓力水清洗，精選作用較強，品位較高。用高壓水沖洗，減輕堵塞現象。 缺點：分選0.037mm細粒級效果不好；尚存在堵塞現象；機體重量較大，能耗大，需要冷卻系統(tǒng)。 4.應用： 該機適用于分選赤鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦等弱磁性礦物。（四）薩拉型轉環(huán)式高梯度強磁選機 1.磁選機結構：它由兩個螺線管、轉環(huán)、給礦系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)等主要部分組成。螺線管為鞍形線圈，能夠讓轉環(huán)穿過并轉動。轉環(huán)分隔為許多

20、小的分選室，每個分選室內裝有鋼毛等聚磁介質。 薩拉型連續(xù)式高梯度磁選機1-旋轉分選環(huán)；2-馬鞍形螺線管線圈；3-鎧裝螺線管鐵殼；4-分選室2. 分選過程：礦漿由上導磁體的長孔流到處在磁化區(qū)的分選室中，弱磁性顆粒被吸附到磁化了的聚磁介質上，非磁性顆粒隨礦漿流通過介質的間隙流到分選室底部排出成為尾礦，被吸附的弱磁性顆粒隨分選環(huán)轉動，進人磁化區(qū)域的清洗段，進一步清洗掉非磁性顆粒，接著，轉離磁化區(qū)，弱磁性顆粒在沖洗水的作用下，成為精礦。 3.薩拉型轉環(huán)式高梯度強磁選機的特點： 與瓊斯型強滋選機相比，薩拉型轉環(huán)式高梯度強磁選機磁場的方向和礦漿流的方向是平行的，礦漿流不直接沖刷介質；鋼毛聚磁介質只占分選體

21、積的512，鋼毛介質比表面積大，因此處理能力大，且分選下限低，是處理微細粒物料較有成效的設備；磁路結構合理，轉環(huán)不是磁路的組成部分，磁體漏滋少，設備重量輕。第四節(jié) 磁選實踐一、鐵礦石的磁選 我國具有代表性的鐵礦種類： （1）鞍山式鐵礦是我國最重要的鐵礦床。礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次是赤鐵礦、菱鐵礦；脈石礦物有石英、綠泥石、角閃石、云母、長石和方解石等。 （2）鏡鐵山式鐵礦主要分布在我國西北部甘肅境內，礦石中主要金屬礦物為鏡鐵礦、菱鐵礦等，共生有價礦物為重晶石。脈石礦物主要為碧玉、鐵白云石等。 （3）攀枝花式鐵礦是一種伴生釩、鈦、鈷等多種元素的磁鐵礦，其礦石儲量居我國鐵礦總儲量的第二位。礦

22、石中主要金屬礦物有含釩鈦磁鐵礦、鈦鐵礦，硫化物以磁黃鐵礦為主。 根據含鐵礦物的不同，有工業(yè)價值的鐵礦石主要有：磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石、菱鐵礦石和混合型鐵礦石（赤鐵礦一磁鐵礦混合礦石、含鈦磁鐵礦石、含銅磁鐵礦石）等。 （一）攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦 1.選廠概況及早期工藝流程：攀枝花釩鈦磁鐵礦是我國典型的磁鐵礦之一。也是世界著名的提釩煉鋼基地。礦石中主要金屬礦物有：鈦磁鐵礦、鈦鐵礦，其次為磁赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦，次生磁鐵礦。硫化礦物以磁黃鐵礦為主，另有鈷鎳黃鐵礦、硫鈷礦、硫鎳鈷礦等。脈石礦物以鈦普通輝石、斜長石為主，其次為鈦閃石、橄欖石、綠泥石、蛇紋石等。礦石輸出礦石平均TFe品位31.30，Tio2品位11.42%，V2O5品位0.31。攀鋼礦業(yè)公司選礦廠是是全國目前最大的釩鈦磁鐵礦選礦廠。在2005年以前，選廠磨選生產工藝流程為：“一段磨礦分級，一粗、一精，二次選別” 2.存在的問題：攀鋼密地選礦廠設計原礦處理量1350萬噸，鐵精礦產量588萬噸，設計精礦品位53