磁選設備——磁選的基本原理
磁力選礦同其它所有物理選礦方法一樣,都是基于許多種力之間的一種競爭,其基本原理,可用圖11-1加以說明。各種顆?;旌衔锝o入磁選機后,磁力在一個方向吸引給料中的磁性礦粒,相反,與之單鍵的是各種機械力,如重力、慣性力、摩擦力、離心力等等,并在另一方向拉住所有非磁性的其它顆粒。結果磁性顆粒與非磁性顆粒被分開,從而導致同時產生磁性精礦和非磁性尾礦,并分別經各自的排礦口排走。當然,在某種情況下,還可設置第三個排料口,使中間成分稱之為中礦由此分出。
由于各種力之間的作用,總會使得一些非磁性顆?;祀s在磁性產物中,而一些磁性顆粒誤留于尾礦之內。顯然,所謂中礦,就是由這兩種易于混跡于對立產物中的顆粒所組成。分選前,原礦中的磁性成分若沒得到充分解離時,中礦含有大量中等磁性的礦粒,而在磁性精礦和非磁性尾礦中,這種礦粒也有少量存在。
可見,磁選的工藝過程,要在磁選設備的磁場中進行。被選物料給進磁選設備的分選空間后,立即開始了分選過程?,F以一個具體的磁選機為例,對磁選的工藝過程,作進一步簡要說明。
用一臺濕法筒式弱磁場磁選機,分選強磁性的鐵礦石。磁選機的構造,如圖11-2所示。它是由分選圓筒、磁、分選槽、給礦箱等部件組成。分選圓筒是非導磁材料所制,其內部裝有磁系,用以產生一個不均勻磁場。工作時,圓筒沿順時針方向旋轉,其中的磁系固定不動。經細磨后磁性物達到單位解離的礦漿,由給料箱進入分選槽,其中磁性礦粒在工作空間的不均勻磁場中,受到磁化,從而受到磁場作用于它的磁吸引力,被吸附在圓筒上,并隨之旋轉。當轉到圓筒上部磁系的缺口處,磁力減弱,礦粒獲釋,經流槽排出,成為磁性精礦產物。而非磁性礦粒,難以被磁化,所受磁吸引力很小,故仍留在分選槽中, 隨礦漿經流柄排出,成為非磁性尾礦。于是由磁性不同,磁性礦粒和非磁性礦粒 了分選。
可見,在磁選過程中,所有礦粒都將受到磁力和機械力的作用。但是,對于一個具體礦粒來說,若所受磁力大于所受機械力,那它將被吸附于圓筒之上,成為精礦;反之,若它所受磁力很小,難以擺脫機械力的束縛,仍留在礦漿內,即為尾礦。顯然,作用在礦粒上磁力與機械力的比值,是決定該礦粒經受分選作用時,運動其去向的力學因素。對于磁性礦粒,磁力與機械力的比值大于1,即磁力占優勢;對于非磁性礦粒,所受磁力很小,因此,它的運動路徑,將由作用在它們上面的機械力的全力來決定。
通過上述分析,可以得知,磁性強的礦粒與磁性弱(或非磁性)的礦粒,在磁選過程中,得以分開的基本條件是:Fo1>∑Ff>Fo2
式中:Fo1——作用在強磁性礦粒上的磁力;
Fo2——作用在弱磁性或非磁性礦粒上的磁力;
∑Ff——作用在礦粒上與磁力方向相反的反有機械力的合力。
不同磁性的礦粒,它們的磁性差別越大,越容易磁選。如果它們的磁性差別較小,對磁選而言,便是對選礦物。所以說,使Fo>∑Ff,公是保證磁性礦粒被只附到圓筒上的一個基到條件,對易選物料不成問題;但對難選物料,要想獲得高質量的磁性產物,就需要較好的調整各種磁性礦粒,使其磁力與機械力的比值關系,有選擇地分離,才能得到滿意的分選 。
磁力和機械力對不同磁性礦粒的不同作用,與物料的分選方式有關,如圖11-3所示。從該圖可以看出,在不同的情況下,礦粒按磁性分離的路徑也不同。圖11-3a是 情況,礦粒的磁性差別越大,它們夾角a也必然越大,即分離 也就越理想。若磁性差別小,路徑夾角a也小,分選 就難以控制。后兩種選分方式(圖11-3b、c)對磁性相近的難選礦石,分離 也較理想。因在非磁性部分排出的地方,磁極表面公是吸住和吸出個別的被非磁性部分機械混雜的磁性礦粒,而大部分的磁性礦粒,在這之前就已經被分離出去。
綜上所述,要使兩種磁性不同的礦物,在磁選過程中 分離,以便獲取兩種不同磁性且質量合格的產物,必須具備三個條件。
(1)礦物顆粒之間要有一定程序的磁性差別。
(2)要有一個磁場強度和磁場梯度足夠大的不均勻磁場,只有這樣,才能夠給磁性礦粒提供一個力爭擺脫機械力的磁力。
(3)作用在礦物顆粒上的磁力和機械力的比值,對于磁性礦粒應大于1‘對于非磁性礦粒應小于1。
以上三個必要條件,也是后面研究磁選過程時,所必須研究的基本問題。