《选矿学》课程教案讲稿（磁电选矿）第三章 磁选的实践应用（超导磁选）

第6次讲课程名称：《磁电选矿》摘要第三章磁选的实践应用授课题目（章、节）超导磁选本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握磁选在选矿中的实际应用，了解一些典型矿物的磁选方法。掌握超导磁选在选矿中的实际应用，超导材料和超导磁选机的特点。掌握磁流体静力分选法的基本原理。【主要内容】1、磁选前矿石的准备2、铁矿石的磁选3、超导电的基本理论4、超导材料及其超导磁选机5、磁流体静力分选法的基本原理[重点】典型矿石的磁选方法[难点】典型矿石的磁选方法内容一弱磁性铁矿石的磁选烧1目的把弱磁性铁矿石矿物通过烧为强磁性铁矿物（人工磁化弱）一是一化学过程2基本原理还原烧一适用于赤性矿；中性烧一适用于菱性矿：氢性烧一适用于磁性矿3.焙烧磁铁矿的磁性特点：见P13焙烧磁铁矿天然磁铁矿相同点：磁性强磁性强不同点；大小稍小稍大4.焙烧炉竖炉一一一鞍钢（日本人发明）斜坡炉一一宣钢沸腾炉一一鞍钢回转炉一一国外二．我国铁矿石的工业类型和特点：我国储量丰富仅次于苏联占第二位，但特点贫细杂1.鞍山式一一一有用铁矿物以磁赤铁矿为主，主要脉石：石英宣龙式一一状赤铁矿（河北宣化龙烟）主要脉石：石英

1 课程名称：《磁电选矿》 第 6 次讲 摘要 授课题目（章、节） 第三章磁选的实践应用 超导磁选 本讲目的要求及重点难点： 磁流体分选 【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握磁选在选矿中的实际应用，了解一些典型矿物的磁选方法。掌 握超导磁选在选矿中的实际应用，超导材料和超导磁选机的特点。掌握磁流体静力分选法 的基本原理。 【主要内容】1、磁选前矿石的准备 2、铁矿石的磁选 3、超导电的基本理论 4、超导材料及其超导磁 选机 5、磁流体静力分选法的基本原理 【重 点】典型矿石的磁选方法 【难 点】典型矿石的磁选方法 内容 一弱磁性铁矿石的磁选 烧 1 目的把弱磁性铁矿石矿物通过 烧为强磁性铁矿物（人工磁化弱）－是一化学过程 2 基本原理还原 烧－适用于赤性矿；中性 烧－适用于菱性矿；氢性 烧－适用于磁性矿 3.焙烧磁铁矿的磁性特点：见 P13 焙烧磁铁矿 天然磁铁矿 相同点：磁性强磁性强 不同点；大小 稍小稍大 4.焙烧炉 竖炉―――鞍钢（日本人发明） 斜坡炉――宣钢 沸腾炉――鞍钢 回转炉――国外 二．我国铁矿石的工业类型和特点：我国储量丰富仅次于苏联占第二位，但特点贫细杂 1.鞍山式―――有用铁矿物以磁赤铁矿为主，主要脉石：石英 宣龙式――鲕状赤铁矿（河北宣化龙烟）主要脉石：石英

3.大庙式一一含钒钛磁铁矿（河北承德大庙）主要脉石：辉石、斜长石4.大冶式一一一（湖北大冶）含铜磁铁矿主要脉石：石英、绿泥石5.白云鄂博式一一（内蒙）含稀土赤磁铁矿主要脉石：萤石、角闪石、石英、方解石6.镜铁山式一一（甘肃）镜铁矿主要脉石：重晶石、石英三.制定流程的依据————矿石性质提高精矿品位的措施1.精矿再磨再选2.浮选3.细筛强磁性矿物磁选流程矿石致译最终产品·式磁递磁滑轮预选段摩码一段球串尾矿废石一段分级虚式磁选酸力脱水精尾矿（一段）一段磁选一段磨矿O段分级湿式微选（二段）段磁进球细筛分级益流脱溢流嘉式磁选1尾矿精矿（三段）1精矿居矿图3-3-22大石河铁矿选矿厂生产流程弱磁性矿物磁选流程2

2 3.大庙式――含钒钛磁铁矿(河北承德大庙)主要脉石：辉石、斜长石 4.大冶式―――(湖北大冶)含铜磁铁矿 主要脉石： 石英、绿泥石 5.白云鄂博式――（内蒙）含稀土赤磁铁矿 主要脉石：萤石、角闪石、石英、方解石 6.镜铁山式――（甘肃）镜铁矿 主要脉石：重晶石、石英 三.制定流程的依据――――矿石性质 提高精矿品位的措施 1.精矿再磨再选 2.浮选 3.细筛 强磁性矿物磁选流程 弱磁性矿物磁选流程

原矿（0~10mm）石①球璃分级磨列分级分+级①球康磁选剪磁选联选强磁粗选磁选-强磁扫选（以TM尾矿1铁精矿再处理精矿图33-5酒钢选矿厂强磁选流程图图33-6雄枝花钒钛磁铁矿磁选流程四.锰矿氧化矿软锰矿硬锰矿常用方法：洗矿一一一强磁碳酸锰菱铁矿强磁锰矿石大多含铁，因此除铁是锰矿选矿的重要课题。一般采用焙烧一一磁选除铁五.有色和稀有金属矿石磁选黑矿（弱磁性）：常与多种矿物共生：如锡石（非磁性）白物矿担锯矿：弱磁（除磁铁矿）一一强磁（回收锯独居石钛铁矿）一一重或电选海滨砂矿：先重选得粗精矿：钛铁矿（磁性最强）独居石（磁性次之）金红石（非磁）一一导电性好镐英石（非磁性）一一导电性好磁选———电选六.非金属矿石1.石棉：磁性很弱，但若含少量铁矿物则大大提高，可用磁选法富集2.金刚石：重介质（硅铁）回收用磁选处理，金刚石富集于非磁性产品中，磁性产品是脉石3.高岭土除铁典型选厂实例：我国铁矿资源“贫、细、杂”的特点给选矿处理增加了很大难度，广大选矿工作者面对这一现实，经过几十年的不懈解努力，卓有成效地攻克了诸多技术难题，使我国铁矿选矿技术得到长足进步和发展，总体水平有很大提高。特别是近年来，新工艺、新设备、新材料、新药剂不断研制并成功应用，选矿技术和工艺指标取得突破性进展，跨入世界先进行列，为我国钢铁工业发展做出了突出贡献。具体选厂如下：本钢（南芬、歪头山）、首钢（大石河、水厂）、鞍钢（大孤山、弓长岭、齐大山、调军台、东鞍山）、包钢、太钢（尖山、峨口）、酒钢、攀钢（密地）、武钢（程潮、大冶、金山店）、马钢（南山、姑山、桃冲）、宝钢（梅山）

3 四.锰矿 氧化矿软锰矿硬锰矿常用方法：洗矿―――强磁 碳酸锰菱铁矿强磁 锰矿石大多含铁，因此除铁是锰矿选矿的重要课题。一般采用焙烧――磁选除铁 五.有色和稀有金属矿石磁选 黑鎢矿（弱磁性）：常与多种矿物共生：如锡石（非磁性）白物矿 担铌矿：弱磁（除磁铁矿）――强磁（回收铌 独居石钛铁矿）――重或电选 海滨砂矿：先重选得粗精矿：钛铁矿（磁性最强） 独居石（磁性次之） 金红石（非磁）――导电性好 镐英石（非磁性）――导电性好 磁选―――电选 六.非金属矿石 1.石棉：磁性很弱，但若含少量铁矿物则大大提高，可用磁选法富集 2.金刚石：重介质（硅铁）回收用磁选处理，金刚石富集于非磁性产品中，磁性产品是脉石 3.高岭土除铁 典型选厂实例： 我国铁矿资源“贫、细、杂”的特点给选矿处理增加了很大难度，广大选矿工作者面对这 一现实，经过几十年的不懈努力，卓有成效地攻克了诸多技术难题，使我国铁矿选矿技术得 到长足进步和发展，总体水平有很大提高。特别是近年来，新工艺、新设备、新材料、新药 剂不断研制并成功应用，选矿技术和工艺指标取得突破性进展，跨入世界先进行列，为我国 钢铁工业发展做出了突出贡献。 具体选厂如下： 本钢 (南芬、歪头山)、首钢（大石河、水厂）、鞍钢（大孤山、弓长岭、齐大山、调军台、 东鞍山）、包钢、太钢（尖山、峨口）、酒钢、攀钢（密地）、武钢（程潮、大冶、金山店）、 马钢（南山、姑山、桃冲）、宝钢（梅山）

赤铁矿选矿技术取得重大突破赤铁矿石（包括磁铁-赤铁混合矿石）是我国重要铁矿资源，也是我国难选矿石主要类型之一。20世纪60年代初期，国内主要采用焙烧-磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石，生产技术指标较差。后来经过不断攻关改造，指标虽然有所改善，但没有太大的进展。近年来，随着一些新工艺、新设备、新药剂的成功研制与应用，赤铁矿选矿技术取得重大突破，工艺指标达到更高水平。鞍钢调军台和齐大山选矿精矿品位均已达到67.5%，东鞍山选矿厂也达到64.5%。鞍山调军台选矿厂该选厂所处理的矿石为齐大山铁矿矿石。齐大山铁矿属于鞍山式沉积变质矿床，地表及浅部为氧化矿，氧化程度较深。目前，供选矿厂的矿石属于由氧化矿向半氧化矿过渡的混合矿石。调军台选矿厂于1998年建成投产，设计规模900万t/a，采用三段破碎（粗破碎在矿山），两段连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。选矿厂铁精矿采用浆体管道输送至鞍钢厂区，输送距离20km。自80年代以来，为解决齐大山贫赤铁矿选矿技术难题，国内许多科研、设计、大专院校等单位参与了实验研究和技术攻关，进行了多种流程方案和不同规模的实验研究（包括工业试验），在此基础上经过多方案比较确定采用连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。流程的主要特点是：一一连续磨矿，弱磁一强磁一阴离子反浮选流程结构合理、紧，对矿石性质变化的适应性较强，生产稳定，操作管理较为方便。一一弱磁-强磁作业既能提高浮选给矿品位，抛掉大量尾矿，并具有良好的脱泥效果，为后续的浮选作业创造较好条件。一一首次将阴离子反浮选工艺应用于大工业生产，阴离子反浮选对矿泥的适应性强，泡沫脆，流动性好，分选效果好，操作稳定。一由于采用连续磨矿，并最终精矿全部为阴离子反浮选精矿，因此精矿粒度较细（-200目90%~95%），矿浆碱度高（pH1011），这对于精矿长距离管道输送十分有利。这样的精矿也适合做球团矿的原料

4 赤铁矿选矿技术取得重大突破 赤铁矿石（包括磁铁-赤铁混合矿石）是我国重要铁矿资源，也是我国难选矿石主要类型之 一。20 世纪 60 年代初期，国内主要采用焙烧-磁选及单一浮选工艺处理赤铁矿石，生产技术 指标较差。后来经过不断攻关改造，指标虽然有所改善，但没有太大的进展。近年来，随着 一些新工艺、新设备、新药剂的成功研制与应用，赤铁矿选矿技术取得重大突破，工艺指标 达到更高水平。鞍钢调军台和齐大山选矿厂精矿品位均已达到 67.5%，东鞍山选矿厂也达到 64.5%。 鞍山调军台选矿厂 该选厂所处理的矿石为齐大山铁矿矿石。齐大山铁矿属于鞍山式沉积变质矿床，地表及浅 部为氧化矿，氧化程度较深。目前，供选矿厂的矿石属于由氧化矿向半氧化矿过渡的混合 矿石。 调军台选矿厂于 1998 年建成投产，设计规模 900 万 t/a，采用三段破碎（粗破碎在矿山）， 两段连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。选矿厂铁精矿采用浆体管道输送至鞍钢厂 区，输送距离 20km。 自 80 年代以来，为解决齐大山贫赤铁矿选矿技术难题，国内许多科研、设计、大专院校 等单位参与了实验研究和技术攻关，进行了多种流程方案和不同规模的实验研究（包括工 业试验），在此基础上经过多方案比较确定采用连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程。 流程的主要特点是： ——连续磨矿，弱磁-强磁-阴离子反浮选流程结构合理、紧凑，对矿石性质变化的适应性 较强，生产稳定，操作管理较为方便。 ——弱磁-强磁作业既能提高浮选给矿品位，抛掉大量尾矿，并具有良好的脱泥效果，为 后续的浮选作业创造较好条件。 ——首次将阴离子反浮选工艺应用于大工业生产，阴离子反浮选对矿泥的适应性强，泡沫 脆，流动性好，分选效果好，操作稳定。 ——由于采用连续磨矿，并最终精矿全部为阴离子反浮选精矿，因此精矿粒度较细（-200 目 90%~95%），矿浆碱度高（pH10~11），这对于精矿长距离管道输送十分有利。这样的精 矿也适合做球团矿的原料

尾矿鞍钢齐大山选矿厂齐大山选矿厂于1970年建成投产，经多次改造形成了原矿经粗、中破碎和筛分，分成块矿（75~20mm）和粉矿（200mm）后，分别处理的流程。块矿采用竖炉焙烧-磁选流程：粉矿采用阶段磨矿，粗细粒分选，重选一磁选一酸性正浮选流程。选矿厂虽然经过多次改造，工艺指标有所改善，但没有突破性进展。改造前的2000年全厂平均指标为：精矿品位TFe63.51%，Si02含量8%左右，铁回收率75.6%2000~2001年在试验研究的基础上进行改造。均采用了阶段磨矿，粗细粒分选，重选-弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺流程。该流程主要特点是：采用粗细粒分选工艺，实现了窄级别入选，充分满足选别设备要求的适宜粒度范围，有利于提高其选别效果。一粗粒选别采用重选-磁选工艺，可获得最终精矿和最终尾矿，只有少量中矿进入再磨，减少再磨机台数。一由于大部分矿量进入加工费较低的粗粒选别作业，并获得最终精矿，降低了精矿成本。细粒选别采用弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺，其中强磁作业起到抛尾和脱泥的双重作用，为下面的浮选作业创造了有利条件。一采用阴离子反浮选工艺，其捕收剂选择性好，捕收能力强，对矿石性质的变化具有较强的适应性，分选效果好，操作稳定。一一由于取消了竖炉焙烧工艺，能耗大幅度降低，费用降低48.9%。一超导磁选是超导技术在磁选领域中的应用。超导磁选就是超导磁选机，超导磁体就是电流密度常规约10"A/cm2超导10°A/cm二.超导技术用于磁选的必要性：1.常规导电线圈耗能多，热耗大

5 • 鞍钢齐大山选矿厂 齐大山选矿厂于 1970 年建成投产，经多次改造形成了原矿经粗、中破碎和筛分，分成块 矿（75~20mm）和粉矿（20~0mm）后，分别处理的流程。块矿采用竖炉焙烧-磁选流程；粉 矿采用阶段磨矿，粗细粒分选，重选-磁选-酸性正浮选流程。选矿厂虽然经过多次改造， 工艺指标有所改善，但没有突破性进展。改造前的 2000 年全厂平均指标为：精矿品位 TFe63.51%，SiO2 含量 8%左右，铁回收率 75.6% 2000~2001 年在试验研究的基础上进行改造。均采用了阶段磨矿，粗细粒分选，重选-弱 磁-强磁-阴离子反浮选工艺流程 。该流程主要特点是： 采用粗细粒分选工艺，实现了窄级别入选，充分满足选别设备要求的适宜粒度范围，有利 于提高其选别效果。 ——粗粒选别采用重选-磁选工艺，可获得最终精矿和最终尾矿，只有少量中矿进入再磨， 减少再磨机台数。 ——由于大部分矿量进入加工费较低的粗粒选别作业，并获得最终精矿，降低了精矿成本。 细粒选别采用弱磁-强磁-阴离子反浮选工艺，其中强磁作业起到抛尾和脱泥的双重作用， 为下面的浮选作业创造了有利条件。 ——采用阴离子反浮选工艺，其捕收剂选择性好，捕收能力强，对矿石性质的变化具有较 强的适应性，分选效果好，操作稳定。 ——由于取消了竖炉焙烧工艺，能耗大幅度降低，费用降低 48.9%。 一.超导磁选是超导技术在磁选领域中的应用。超导磁选就是超导磁选机，超导磁体就是电流 密度常规约 103 A/㎝ 2 超导 104 A/㎝ 2 二.超导技术用于磁选的必要性： 1.常规导电线圈耗能多，热耗大

2.场强不能很高，不超过2特斯拉三.超导磁选机的优点1.场强高可至17.5特斯拉2.耗能少：为常规导体强磁机的1/10或更少。17.5T常规7000kw超导15kw3.体积小，重量轻，处理量大：5T中型磁体，常规20t超导几公斤。以下分四个方面讨论：超导电的基本理论超导材料低温的获得和保持超导磁选机超导电的基本理论一基本概念：1.超导电性Superconductivity此现象是在1911年有荷兰物理学家H.K.Onnes发现的某些物质在极低温度下电阻突然消失的性质2.超导体Superconductor具有超导电性的材料3.超导态和正常态：超导材料低于某一温度时具有超导电性（超导态）高于此温度时超导电性消失（正常态）超临界温度T。二.超导体的基本性质1.理想导电性一一零电阻性：超导体回路中一旦有电流，则永远回转，持久电流（实际上电阻尚存在，只是极小<10-2）2.完全抗磁性（麦斯纳效应1933年发现）出于超导态的超导体至于外磁场中时，磁力线无法穿过超导体超导体内B=0（铅碗实验）阿卡捷夫3.临界参数1.临界温度Tc2.临界磁场H.3.临界电流Ic三.超导电性的本质一一BCS理论美国巴登库伯超导材料Superconductivematerial一.超导元素：有40多种如P178表101可以看出：铁磁性元素和良导体元素都不是超导元素临界温度越高越好：锯Nb9.2K铅Pb7.19K钒V5.3K锡Sn3.72K二，超导材料合金：性能不如化合物，但延展性和韧性好，易于加工，价格低化合物：性能比合金好，但质硬且脆，加工困难，价格高对超导材料的要求：1.临界参数值高一一一目前各国正在攻关，我国、日本、美国2.韧性强，易于加工3.价格便易低温的获得和保持低温是它实现超导性的前提。低温意指空气液化时的温度一一一81K（-192℃）一一以下的温度范围OK是低温的极限，可无限靠近但不能达到，如已达3×10K6

6 2.场强不能很高，不超过 2 特斯拉 三.超导磁选机的优点 1.场强高可至 17.5 特斯拉 2.耗能少：为常规导体强磁机的 1/10 或更少。17.5T 常规 7000kw 超导 15kw 3.体积小，重量轻，处理量大：5T 中型磁体，常规 20t 超导几公斤。 以下分四个方面讨论：超导电的基本理论超导材料低温的获得和保持超导磁选机 超导电的基本理论 一.基本概念： 1.超导电性 Superconductivity 此现象是在 1911 年有荷兰物理学家 H.K.Onnes 发现的 某些物质在极低温度下电阻突然消失的性质 2.超导体 Superconductor 具有超导电性的材料 3.超导态和正常态：超导材料低于某一温度时具有超导电性（超导态）高于此温度时超导电 性消失（正常态）超临界温度 TC 二.超导体的基本性质 1.理想导电性――零电阻性：超导体回路中一旦有电流，则永远回转，持久电流（实际上电 阻尚存在，只是极小<10-21） 2.完全抗磁性（麦斯纳效应 1933 年发现） 出于超导态的超导体至于外磁场中时，磁力线无法穿过超导体超导体内 B=0（铅碗实验） 阿卡捷夫 3.临界参数 1.临界温度 TC2.临界磁场 HC3.临界电流 IC 三.超导电性的本质――BCS 理论 美国巴登库伯 超导材料 Superconductive material 一.超导元素：有 40 多种如 P178 表 10－1 可以看出：铁磁性元素和良导体元素都不是超导元素 临界温度越高越好：铌 Nb9.2K 铅 Pb7.19K 钒 V5.3K 锡 Sn3.72K 二.超导材料合金：性能不如化合物，但延展性和韧性好，易于加工，价格低 化合物：性能比合金好，但质硬且脆，加工困难，价格高 对超导材料的要求：1.临界参数值高―――目前各国正在攻关，我国、日本、美国 2.韧性强，易于加工 3.价格便易 低温的获得和保持 低温是它实现超导性的前提。 低温意指空气液化时的温度―――81K（-192℃）――以下的温度范围 0K 是低温的极限，可 无限靠近但不能达到，如已达 3×10-7 K

一，气体液化的基本原理：低温是靠液化气体而达到的，在1atm下，空气、氮气、氢气、氢气，液化后分别可获得-192℃（81K)，-196℃（77K)-253℃（20K）和-269℃（4K)。液化气体常用的方法焦耳一汤姆逊效应：在转换温度下气体节流膨胀时降低气体对外做功：绝热情况下气体对外做功，内能减少，温度降低二.基本液化制冷循环方式：1.焦耳一汤姆逊单膨胀制冷法：用来液化空气或氮气（二者的转换温度均高于室温）原理示意图2.级联是制冷方式：P181图10一10冷却氮第一级循环液氮冷却氢第二级循环液氢冷却氢第三级循环液氨在常温下200atm77K<190K100atm20K<40K25atm4.2K三.液化气的保存：杜瓦瓶内超导磁选机一螺线管：结构：10个短而粗的螺线管，均套在圆柱状分选器外面，相邻两螺线管的间隔等于其长度，且彼此磁场方向相反。由于磁通相互排斥，产生一个径向对称的不均匀磁场，磁场梯度沿半径向外，螺线管内壁（分选器外周边）附近磁场力最大，中心处磁场力为零。分选器为圆柱状，中心有一柱状分选限制器，十分选器呈空心圆柱状（横断面为环状）。分选过程：经搅拌后的矿浆由环状分选自上端给入，在向下运动的过程中，磁性矿粒受到沿半径向外的磁力，因而在分选器外壁附近富集，在分选器末端矿浆流被分隔板分成两部分，靠外部多为磁性部分，靠面的为非磁性部分。使用情况见P183。二。科恩一古德型（M-K型）已出产 MK-1,MK-2,MK-3,MK-4MK-1型：结构：四个超导线圈围成圆筒状，在腔内形成沿径向向外，对称的不均匀磁场，线圈向小孔。分选过程：向使线圈冷却到临界温度之下进入超导状态，然后给超导线圈接通可调的直流电，达正常运行后，线圈用超导环路闭合开关则构成回路。切断电源，电流即在线圈内持续流动，产生所需磁场。将矿浆给入分选管，磁性矿粒在磁力作用下通过管壁的孔进入外分选管，被水流冲出成为磁性产品。非磁性矿粒从内分选管末端排出，称为非磁性产品。MK一3型，结构：两个相同的超导螺线管处在同一垂直轴上，间距70一80mm两线圈磁场方向相反，磁力线在间隔处被迫向外挤出，产出沿半径方向的不均匀磁场，外壁附近HgradH最大，远处HgradH较小。分选管套在磁体外围，矿浆沿切向给入，在沿分选管的圆周运动过程中磁性矿粒由于受向内的磁力而贴向分选管内壁，而非磁性部分则甩向外壁，分别按住则得两种产物。北京有色研究院进口超导磁选机：型号MK-3型，处理量最大10T/H，三极致70K一20K一4K，电流0一65A可调，选别方式干湿式，场强分选管最外围32万GS内围6一7万GS，价值8万英

7 一.气体液化的基本原理： 低温是靠液化气体而达到的，在 1atm 下，空气、氮气、氢气、氦气，液化后分别可获得-192℃ （81K），-196℃(77K)-253℃（20K）和-269℃（4K）。 液化气体常用的方法焦耳－汤姆逊效应：在转换温度下气体节流膨胀时降低 气体对外做功：绝热情况下气体对外做功，内能减少，温度降低 二.基本液化制冷循环方式： 1.焦耳－汤姆逊单膨胀制冷法：用来液化空气或氮气（二者的转换温度均高于室温） 原理示意图 2.级联是制冷方式：P181 图 10－10 冷却氮 第一级循环 液氮 冷却氢 第二级循环 液氢 冷却氦 第三级循环 液氦 在常温下 200atm77K<190K100 atm 20K <40K25 atm 4.2K 三.液化气的保存：杜瓦瓶内 超导磁选机 一螺线管 ： 结构：10 个短而粗的螺线管，均套在圆柱状分选器外面，相邻两螺线管的间隔等于其长度， 且彼此磁场方向相反。由于磁通相互排斥，产生一个径向对称的不均匀磁场，磁场梯度 沿半径向外，螺线管内壁（分选器外周边）附近磁场力最大，中心处磁场力为零。 分选器为圆柱状，中心有一柱状分选限制器，十分选器呈空心圆柱状（横断面为环状）。分选 过程：经搅拌后的矿浆由环状分选自上端给入，在向下运动的过程中，磁性矿粒受到沿半径 向外的磁力，因而在分选器外壁附近富集，在分选器末端矿浆流被分隔板分成两部分，靠外 部多为磁性部分，靠面的为非磁性部分。使用情况见 P183。 二。科恩－古德型（M-K 型） 已出产 MK-1,MK-2,MK-3,MK-4 MK-1 型：结构：四个超导线圈围成圆筒状，在腔内形成沿径向向外，对称的不均匀磁场，线 圈向小孔。分选过程：向使线圈冷却到临界温度之下进入超导状态，然后给超导线圈接通可 调的直流电，达正常运行后，线圈用超导环路闭合开关则构成回路。切断电源，电流即在线 圈内持续流动，产生所需磁场。将矿浆给入分选管，磁性矿粒在磁力作用下通过管壁的孔进 入外分选管，被水流冲出成为磁性产品。非磁性矿粒从内分选管末端排出，称为非磁性产品。 MK－3 型，结构：两个相同的超导螺线管处在同一垂直轴上，间距 70－80mm 两线圈磁场方向 相反，磁力线在间隔处被迫向外挤出，产出沿半径方向的不均匀磁场，外壁附近 HgradH 最大， 远处 HgradH 较小。分选管套在磁体外围，矿浆沿切向给入，在沿分选管的圆周运动过程中磁 性矿粒由于受向内的磁力而贴向分选管内壁，而非磁性部分则甩向外壁，分别按住则得两种 产物。 北京有色研究院进口超导磁选机：型号 MK－3 型，处理量最大 10T/H，三极致 70K－20K－4K， 电流 0－65A 可调，选别方式干湿式，场强分选管最外围 32 万 GS 内围 6－7 万 GS,价值 8 万英

镑约50万元人民币。第八节磁流体分选法一、磁流体（magneticfluid）一在磁场中能够产生磁效应的流体。可分为：顺磁盐溶液（水基或油基）如MnC12FeCoNiMn的盐溶液或有机溶液；铁磁性胶粒悬浮溶液如磁铁胶粒悬浮液；电介质溶液二、把磁流体置于不均匀磁场（或磁场和电场的联合场）中作为分选介质利用其似加重的性质进行不同物质分离的方法称为磁流体分选法。可分为磁流体静力分选法（MHSS）重点介绍：磁流体动力分选法（MHDS）概述。磁流体静力分选法：磁流体静力分离法是在不均匀磁场中，以磁流体做为选介质，根据矿物之间的密度和磁化率不同而进行分离，（上浮或下沉）的一种分离法。如图所示：磁体静力分选法与重选中的重液分离有相似之处。三、磁流体静力分选法的基本原理一要点：磁流体在不均匀磁场中的视在密度远大于其物质密度，因而对进入其中的物体产生磁浮力，推导过程：从受力分析开始（一）磁流体在非均匀磁中的视在密度：设在图示的磁流体中任取一小体积它受的力为：1向下的重力（是流体的物理密度）2向下的磁力（为流体的磁化率）3向上的浮力（由于液体呈静止，故必有）在此只考虑向下的力向下的合力单位体积所受的向下力即是视在重度视在密度可见介质视在密度比介质物理密度增加了，如果控制值，即可人为控制的大小，其视在密度最大密度值可达19000Kg/m3即水密度的19倍，这是重液所不能比拟的（重液最大密度是4.25），三嗅甲烷，四嗅乙烷2.9-3.0，二碘甲烷3.3，杜列液3.2，克列里奇液4.25。（二）浸入磁流体中的物体所受的力（以矿粒取代液体主）设矿粒物体体积磁化率为K。密度为0体积△V受力1。重力2。磁力3。介质浮力（等于矿粒所排开的磁流体的重量整理得即当时矿粒下沉一如果HgradH值向下逐渐增大，则有可能在矿粒沉至某点时C=HgradH则矿粒在此点悬浮。当时矿粒浮当时矿粒上浮一如果HgradH值向上逐渐减小则有可能在矿粒悬浮某点时有C=HgradH则矿粒在该点悬浮。8

8 镑约 50 万元人民币。 第八节 磁流体分选法 一、磁流体（magnetic fluid）－在磁场中能够产生磁效应的流体。可分为：顺磁盐溶液（水 基或油基）如 MnCl2FeCoNiMn 的盐溶液或有机溶液；铁磁性胶粒悬浮溶液如磁铁胶粒悬浮液； 电介质溶液 二、把磁流体置于不均匀磁场（或磁场和电场的联合场）中作为分选介质利用其似加重的性 质进行不同物质分离的方法称为磁流体分选法。可分为磁流体静力分选法（MHSS）重点介绍； 磁流体动力分选法（MHDS）概述。 磁流体静力分选法：磁流体静力分离法是在不均匀磁场中，以磁流体做为选介质，根据矿物 之间的密度和磁化率不同而进行分离，（上浮或下沉）的一种分离法。如图所示：磁体静力分 选法与重选中的重液分离有相似之处。 三、磁流体静力分选法的基本原理－要点：磁流体在不均匀磁场中的视在密度远大于其物质 密度，因而对进入其中的物体产生磁浮力，推导过程：从受力分析开始 （一）磁流体在非均匀磁中的视在密度： 设在图示的磁流体中任取一小体积 它受的力为： 1 向下的重力（是流体的物理密度） 2 向下的磁力（为流体的磁化率） 3 向上的浮力（由于液体呈静止，故必有）在此只考虑向下的力 向下的合力 单位体积所受的向下力 即是视在重度 视在密度 可见介质视在密度比介质物理密度增加了 ，如果控制值，即可人为控制的大小，其视在密 度最大密度值可达 19000Kg/m3 即水密度的 19 倍，这是重液所不能比拟的（重液最大密度是 4.25），三嗅甲烷，四嗅乙烷 2.9-3.0，二碘甲烷 3.3，杜列液 3.2，克列里奇液 4.25。 （二）浸入磁流体中的物体所受的力（以矿粒取代液体主） 设矿粒物体体积磁化率为 K。密度为 Ò 体积△V 受力 1。重力 2。磁力 3。介质浮力（等于矿粒所排开的磁流体的重量整理得 即当时矿粒下沉－如果 HgradH 值向下逐渐增大，则有可能在矿粒沉至某点时 C=HgradH 则矿 粒在此点悬浮。 当时矿粒浮 当时矿粒上浮－如果 HgradH 值向上逐渐减小则有可能在矿粒悬浮某点时有 C=HgradH 则矿粒 在该点悬浮

问：下沉矿粒能否沉到底？上浮矿粒能否浮到顶？由此得出结论（P190倒一段至P191上第五行）1.对于特定的磁流体和矿粒C为定值，矿粒的运动趋势主要取决于HgradH，悬浮的HgradH值可由C计算出来。2.不同的矿粒C值不同，如果C值由小到大正好与磁流体由上到下的HgradH对应相等，则各矿粒将在不同高度上悬浮（C值由上到下依次增大），用机械方法可把它们分离。3.由式可知，一般矿物，应有故磁流体分选只能选分非磁性矿物或磁性很弱（）的弱磁性矿物。（三）在三维磁场中的磁流体中磁力受力分析。上面讨论的是轴方向上的运动在x方向（平行于极面的方向）和y轴方向（垂直于极面的方向）矿粒也受力，在x方向上的力有利于分选可是促使在方向分层悬浮的矿粒向前运动顺利的自动排出。Y方向的力对分选不利令促使-分层的矿粒向中间堆积和吸向极面。四、磁体的制备和再生1.顺磁性盐溶液：Fe，Ni，Mn，Co的盐溶液种类很多易于制作，较低因该其最高为2.铁磁性胶粒悬浮液：多数为磁铁矿胶粒分散在煤油或水中制成的悬浮液，值较大，不是常数，但不存在磁滞和磁饱和现象。其制作方法是专利：美，日，我国。3.磁流体分选时它于产品一起排出，为了循环使用，从须把排出的磁流体回收再生这一过程是影响磁流体分选工业上应用的关键，具体的回收再生方法见教材的介绍。五、磁流体分选设备1.CLJ-300和CLJ-500型磁流体静力分选机结构：磁系、电磁、闭合马蹄状铁心、极头截面为双曲线，极头宽度约为厚度的4倍分选带较长；分选槽分三部分磁极上面的部分为长方形槽磁极之间的部分断面与极间隙相同磁极前部的部分是方柱形：给料斗：在分选槽尾端电振给料下面由一缓冲板，防止物料下降太快影响了它：分隔板：位于轻产品收集槽上部用以分开轻产品和中间产品；磁流体：采用MnC12水溶剂和水溶剂。分选过程：注满磁流体激磁（约15000-20000）给矿重产物下沉至槽底，轻产物向磁极前端运动，被分隔板分成两部分落入产品收集槽。采用间歇排矿。其它工业磁流体分选机自学六、影响磁流体静力分选底因素1磁极结构一详细讨论2磁流体性质3物料性质1.磁极结构参数磁系工作空间的大小及变化规律是影响分选的主要因素而磁极的形状决定的变化规律常用的磁极形状有三种：楔形磁极（极端面为平面）：线形磁力磁极（极端面为双曲面）：等9

9 问：下沉矿粒能否沉到底？上浮矿粒能否浮到顶？ 由此得出结论（P190 倒一段至 P191 上第五行） 1.对于特定的磁流体和矿粒 C 为定值，矿粒的运动趋势主要取决于 HgradH，悬浮的 HgradH 值可由 C 计算出来。 2.不同的矿粒 C 值不同，如果 C 值由小到大正好与磁流体由上到下的 HgradH 对应相等，则各 矿粒将在不同高度上悬浮（C 值由上到下依次增大），用机械方法可把它们分离。 3.由式可知，一般矿物，应有故磁流体分选只能选分非磁性矿物或磁性很弱（）的弱磁性矿 物。 （三）在三维磁场中的磁流体中磁力受力分析。 上面讨论的是轴方向上的运动在 x 方向（平行于极面的方向）和 y 轴方向（垂直于极面的方 向）矿粒也受力，在 x 方向上的力有利于分选可是促使在方向分层悬浮的矿粒向前运动顺利 的自动排出。Y 方向的力对分选不利令促使-分层的矿粒向中间堆积和吸向极面。 四、磁体的制备和再生 1.顺磁性盐溶液：Fe，Ni，Mn，Co 的盐溶液种类很多易于制作，较低因该其最高为 2.铁磁性胶粒悬浮液：多数为磁铁矿胶粒分散在煤油或水中制成的悬浮液，值较大，不是常 数，但不存在磁滞和磁饱和现象。其制作方法是专利：美，日，我国。 3.磁流体分选时它于产品一起排出，为了循环使用，从须把排出的磁流体回收再生这一过程 是影响磁流体分选工业上应用的关键，具体的回收再生方法见教材的介绍。 五、磁流体分选设备 1.CLJ-300 和 CLJ-500 型磁流体静力分选机 结构：磁系、电磁、闭合马蹄状铁心、极头截面为双曲线，极头宽度约为厚度的 4 倍分选带 较长；分选槽分三部分磁极上面的部分为长方形槽磁极之间的部分断面与极间隙相同磁极前 部的部分是方柱形；给料斗：在分选槽尾端电振给料下面由一缓冲板，防止物料下降太快影 响了它；分隔板：位于轻产品收集槽上部用以分开轻产品和中间产品；磁流体：采用 MnCl2 水溶剂和水溶剂。 分选过程：注满磁流体激磁（约 15000-20000）给矿重产物下沉至槽底，轻产物向磁极前端运 动，被分隔板分成两部分落入产品收集槽。采用间歇排矿。 其它工业磁流体分选机自学 六、影响磁流体静力分选底因素 1 磁极结构－详细讨论 2 磁流体性质 3 物料性质 1.磁极结构参数 磁系工作空间的大小及变化规律是影响分选的主要因素而磁极的形状决定的变化规律 常用的磁极形状有三种：楔形磁极（极端面为平面）；线形磁力磁极（极端面为双曲面）；等

磁力磁极；为双曲线不同的两矿粒不同位置上悬浮高差不同，在轴上悬浮高度差大，但在轴上下部高度差小，此时不易分离，故此种磁极适宜选C值差别大的矿粒。近似为直线不同的两矿粒在轴的任何位置悬浮高度差都近似相等，故此种磁极适用范围广。为常量可通过调节磁极电流的大小改变HgradH值，从而依次选出与HgradH值对应的不同C值的矿粒。磁极的高度h和宽度b：高度h大，分选灵敏度高，但要增大磁势；宽度b大，处理能力高2.分选介质的性质：要求：磁力高、密度大、粘度小、透明、无毒、无刺激气味、价格低、来源广磁流体静力分选的应用：自学10

10 磁力磁极；为双曲线不同的两矿粒不同位置上悬浮高差不同，在轴上悬浮高度差大，但在轴 上下部高度差小，此时不易分离，故此种磁极适宜选 C 值差别大的矿粒。近似为直线不同的 两矿粒在轴的任何位置悬浮高度差都近似相等，故此种磁极适用范围广。为常量可通过调节 磁极电流的大小改变 HgradH 值，从而依次选出与 HgradH 值对应的不同 C 值的矿粒。 磁极的高度 h 和宽度 b：高度 h 大，分选灵敏度高，但要增大磁势；宽度 b 大，处理能力高 2.分选介质的性质： 要求：磁力高、密度大、粘度小、透明、无毒、无刺激气味、价格低、来源广 磁流体静力分选的应用：自学