磁选机选型的探讨

812 编辑：中冶有色技术网来源：刘兴国,孟维云,吕海强

2024-03-04 13:42:37

摘要：本文简要介绍了磁选机的工作原理及国内外磁选机的概况，重点对磁选机选型进行了探讨。

关键词：磁选机,磁性物质,磁选,磁场梯度

1 前言

1.1磁性物质的来源及影响

在陶瓷原料的制备过程中，由于原料本身含有的铁矿物和机械设备的磨损，往往会混入少量细铁粉。这些含铁矿经高温熔烧后细颗粒一般呈黄色斑点，而粗颗粒却呈黑色斑点，严重影响制品的外观质量，对电瓷来说，还会降低其电气性能。因此，除去陶瓷原料中的含铁杂质，对陶瓷生产非常重要。

1.2磁选过程的作用

磁选机的作用主要表现在以下几个方面：

（1）除去铁矿物颗粒和机械设备磨损引入的金属,

（2）提高陶瓷原料的质量、纯度,

（3）提高陶瓷制品的外观质量,

（4）增强电瓷制品的绝缘性能,

（5）提升陶瓷制品在国际竞争中的档次。

2 磁选机的工作原理及国内外概况

2.1磁选机的工作原理

含铁物质具有一定的可磁化性，在磁场中，这种物质受到磁化后被磁极吸住，其余非磁性物质不受磁场的影响而顺利离开，从而将两种性质不同的物质分离开来。

利用磁选方法分离含铁物质的必要条件是磁力。磁力的大小既与磁场强度和磁场梯度有关，与物质的可磁化性有关。

2.2国外磁选机概况

国外常用的磁选机有干式和湿式两种。一般来说粘土类原料常用湿式磁选机，石英、长石类则可选用干式或湿式磁选机。据资料报道，湿式磁选机的整体磁选效果比干式磁选机好。所以湿式磁选机在国外陶瓷行业得到了广泛的使用。磁场强度在7000~22000奥斯特(Oe)之间。国外常用的磁选机的参数如表1所示。

国外磁选机在日用陶瓷、电磁及特种陶瓷方面要求较高，一般磁场强度在12000~20000 Oe之间，绝大多数为湿式磁选机。磁选机的发展趋势是：（1）研究利用超导材料,（2）提高线圈内的电流密度,（3）优选磁选机的磁系。

3 提高磁选效率的措施

3.1提高磁场强度和增大磁场梯度

如果将一磁性颗粒放入不均匀磁场中，其所受的磁力为：

F=α××H×(dH/dn) =k×H×(dH/dn)（1）

其中：F—磁力(dyn/g),

K—磁化系数，k=α×(cm3/g),

H—磁场强度(Oe),

dH/dn—磁场梯度(Oe/cm)。

由（1）上式可知，提高磁选效率，可以增大磁力F，磁力增大，磁性杂质颗粒易被吸出。其中k是磁性杂质颗粒的固有特性，无法改变。可以增大H×dH/dn值，来增大F值。

v7aEpqBjj74mpqnzkeXckrilzcKnho0zk76veyRaJSo= 3.1.1增大磁场强度的方法

在湿式螺旋管磁选机中，磁动势公式如下：

I×W=Σ(H×L)（2）

其中：I——螺旋管线圈内电流,

W——螺旋管线圈总匝数,

Σ(H×L)——各组螺旋管的串联总和,

H——磁场强度,

L——磁路长度。

由（2）式知，要增大磁场强度H，就必须增大线圈电流I，或者增加线圈匝数W，或者缩短磁路长度。一般来说，在线圈截面积不变的情况下，电流不能过大，过大会导致线圈烧坏，一般是增加线圈周围的水冷却通道，以增加电流密度。另外，当增加线圈匝数时，螺旋管尺寸就会增大，磁路长度增加。说明线圈电流I、线圈匝数W和磁路长度L之间互相制约，只有合理设计和优选参数调节范围，才能获得最大的磁场强度。

3.1.2增大磁场梯度的方法

对于均匀磁场，磁场梯度为零，磁力F就为零，不能进行磁选。因此，必须增大磁场的不均匀性。通常，增大dH/dn的方法是在磁极和磁路中安放高导磁率的介质，并将其制造成具有锐棱尖角的圆板、筛网或各种形状的栅板，在各层磁性栅板上dH/dn值较大，使磁选的效果达到最佳。

3.2缩短磁路长度

对于磁选机来说，当增加线圈匝数时，螺旋管和磁选机的尺寸以及磁路长度都随着增加。由磁动势公式（2）可知，当线圈电流I、线圈匝数W不变的情况下，磁路长度L增大，磁场强度H将减小，磁选的效果会下降。所以需缩短磁路长度L，使磁场强度H增大。说明线圈电流I，线圈匝数W，磁路长度L是相互矛盾的，必须通过优化磁选机的尺寸参数，才能获得最大的磁场强度H，使磁选效果最佳。

3.3优化螺旋管尺寸

要增强磁选效果，就必须增大磁场强度H，方法是：

（1）增大螺旋管线圈内的工作电流。一般来说，磁选机的螺旋管直径增大，螺旋管内线圈的直径、过流面积、工作电流都随着增大,

（2）增加螺旋管线圈匝数,

（3）缩短磁路长度,

（4）磁选机的磁系采用优质铁氧体材料或与稀土磁钢复合制成，减小磁阻。

4 磁选机的选型及使用

4.1磁选机的工艺选型

针对不同的应用场合，磁选机的选型不同。从生产工艺上分为：干法磁选工艺、湿法磁选工艺,从陶瓷种类上分为：日用高档瓷和普通瓷的磁选机、特种陶瓷及工业瓷的磁选机、电瓷类陶瓷的磁选机。

4.2满足原料精选要求

磁选机是原料精选和制备过程中的一个重要设备，它对除去含铁杂质发挥着巨大作用，为使磁选机处于最佳工作状态，选型时要充分考虑以下条件：

（1）原料泥浆含水率及粘度,

（2）原料泥浆处理量,

（3）铁、钛杂质应低于指定的指标,

（4）除铁次数。

4.3 磁选机的使用要求

磁选机在使用过程中要严格按照说明书中的要求，来进行安装、调试、使用及维护保养。为了保证磁选机的可靠运行，应注意以下几点要求：

（1）严格保证电压值符合使用要求,

（2）严格保证料浆含水率及流速符合要求,

（3）多次除铁或多级串联使用时，应将磁场强度低的安装在前面，磁场强度高的串联在后面，并要求通过量相同,

（4）应经常停机取出栅片冲洗，每次间隔1~2h为宜。

参考文献

[1] 华南工学院.陶瓷工业机械设备[M].北京:中国建工出版社,1985,12.

[2] 陶瓷工业手册编写组.陶瓷工业手册[M].北京:中国轻工业出版社, 1984,8.

[3] 国外陶瓷译文集 (内部资料).

[4] 刘兴国.喷雾干燥塔的节能方法[J].佛山陶瓷,2004,11:19~20.

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