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1、第八章第八章 磁选设备磁选设备第一节第一节 概述概述第二节第二节 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性第三节第三节 磁选机的磁系磁选机的磁系第四节第四节 弱磁选设备弱磁选设备第五节第五节 强磁选设备强磁选设备第六节第六节 高梯度磁选与超导磁选设备高梯度磁选与超导磁选设备第七节第七节 磁流体选矿磁流体选矿第八节第八节 磁力选煤磁力选煤8.1 概述概述磁选的基本原理磁选的基本原理 磁选的应用领域磁选的应用领域 磁选的发展简况磁选的发展简况 磁选设备的分类磁选设备的分类8.1 概述概述 磁磁选选是是在在不不均均匀匀磁磁场场中中利利用用矿矿物物之之间间的的磁磁性性差差异异而而使使不不同同矿
2、矿物物实实现现分分离的一种选矿方法离的一种选矿方法8.1 概述概述黑色金属矿石的分选黑色金属矿石的分选有色和稀有金属矿石的精选有色和稀有金属矿石的精选重介质选矿中磁性介质的回收和净化重介质选矿中磁性介质的回收和净化非金属矿中含铁杂质的脱除非金属矿中含铁杂质的脱除煤的脱硫煤的脱硫垃圾（钢渣及废金属等）与污水处理垃圾（钢渣及废金属等）与污水处理医学上分离血液中的红血球医学上分离血液中的红血球8.1 概述概述山东金岭铁矿的磁选机山东金岭铁矿的磁选机磁选原理图磁选原理图虽虽然然,古古希希腊腊早早在在公公元元前前550550年年已已知知道道了了一一些些磁磁现现象象,但但是是,直直到到18451845年年
3、,法法拉拉第第才才发发现现一一些些物物质质对对磁磁场场有有反反应应。鲍鲍尔尔、奥奥顿顿和和爱爱迪迪生生等等人人将将磁磁原原理理用用于于从从脉脉石石中中分分离离铁铁矿。矿。自自1919世纪末世纪末,磁选设备得到了迅速地发展磁选设备得到了迅速地发展,磁选处磁选处理的矿石种类增多。特别是近理的矿石种类增多。特别是近2020年来年来,永磁材料的研制永磁材料的研制和永磁材料性质的改进推动了磁选的发展。和永磁材料性质的改进推动了磁选的发展。19 19 世纪末应用以钢为基础的弱磁体世纪末应用以钢为基础的弱磁体,20,20 世纪世纪4040年年代发明了能与电磁体相媲美的永磁体。重要的发明阶段代发明了能与电磁体
4、相媲美的永磁体。重要的发明阶段是是2020世纪世纪7070年代末年代末,开始应用稀土永磁体。这种磁体可开始应用稀土永磁体。这种磁体可以解决弱的电磁体不能解决的问题。以解决弱的电磁体不能解决的问题。8.1 概述概述8.1 概述概述永磁材料永磁材料发展概况发展概况磁能积：磁能积：退磁曲线工作点上退磁曲线工作点上磁场强度与磁感应强度磁场强度与磁感应强度的乘积（的乘积（KJ/m3）驱驱动动磁磁选选发发明明的的另另一一个个动动力力是是将将铁铁磁磁性性物物体体(如如钢钢球球、网网、扩扩展展的的金金属属板板和和槽槽板板)引引入入到到磁磁选选机机的的磁磁场场中中。这这些些物物体体称称作作磁磁介介质质,它它们们
5、可可产产生生很很高高的的局局部部磁磁场场梯梯度度,因而因而,大幅度增大对矿粒作用的磁力。大幅度增大对矿粒作用的磁力。在磁路设计中应用高科技的铁铠螺旋管是磁选法进在磁路设计中应用高科技的铁铠螺旋管是磁选法进展的另一个重要的特点。这种磁路的设计使磁选应用范展的另一个重要的特点。这种磁路的设计使磁选应用范围扩大到弱磁性细粒矿物和抗磁性的细粒矿物。围扩大到弱磁性细粒矿物和抗磁性的细粒矿物。虽然超导体的发现似乎给发明起到推动作用虽然超导体的发现似乎给发明起到推动作用,但是但是,它对磁选的重要意义尚未显现出来。带有磁介质的磁选它对磁选的重要意义尚未显现出来。带有磁介质的磁选机不需要机不需要2 T 2 T
6、以上的磁感应强度是有说服力的。超导磁以上的磁感应强度是有说服力的。超导磁体的主要优点是能降低能耗和可以在没有磁介质时产生体的主要优点是能降低能耗和可以在没有磁介质时产生大的磁力。大的磁力。8.1 概述概述（1 1）根根据据承承载载介介质质的的不不同同，可可分分成成干干式式和和湿湿式式两种。两种。（2 2）根根据据磁磁选选机机磁磁场场强强度度的的高高低低，分分成成弱弱磁磁场场磁选机和强磁场磁选机两大类。磁选机和强磁场磁选机两大类。8.1 概述概述（3 3）根据入料运动方向和从分选区排出分选产品的方法可分为）根据入料运动方向和从分选区排出分选产品的方法可分为：顺流型。被选物料和非磁性矿粒运动方向相
7、同，磁性矿粒偏离此运动方向。顺流型。被选物料和非磁性矿粒运动方向相同，磁性矿粒偏离此运动方向。逆流型。被选物料和非磁性矿粒运动方向相同，磁性产品运动与此方向相反。逆流型。被选物料和非磁性矿粒运动方向相同，磁性产品运动与此方向相反。半逆流型。被选物料从下方给入，而磁性矿粒和非磁性矿粒的运动方向相反。半逆流型。被选物料从下方给入，而磁性矿粒和非磁性矿粒的运动方向相反。8.1 概述概述（4 4）根根据据磁磁性性矿矿粒粒在在磁磁场场中的行为特征可分为：中的行为特征可分为：有磁翻转作用的磁选机。有磁翻转作用的磁选机。无磁翻转作用的磁选机。无磁翻转作用的磁选机。8.1 概述概述（5 5）根据磁性矿粒被选出
8、的方式可分为）根据磁性矿粒被选出的方式可分为:吸吸出出式式磁磁选选机机；吸吸住住式式磁磁选选机机；吸吸引引式式磁选机磁选机（6 6）根据排出磁性产品的结构特征可分为：）根据排出磁性产品的结构特征可分为：圆筒式、圆锥式、带式、辊式、盘式和环式等。圆筒式、圆锥式、带式、辊式、盘式和环式等。（7 7）根据磁场类型可分为：）根据磁场类型可分为：恒恒定定磁磁场场磁磁选选机机；旋旋转转磁磁场场磁磁选选机机；交交变磁场磁选机；变磁场磁选机；脉动磁场磁选机脉动磁场磁选机（8 8）根据产生磁场的方法，磁选机又可分为：）根据产生磁场的方法，磁选机又可分为：永磁型磁选机、电磁型磁选机、超导型磁选机等。永磁型磁选机、
9、电磁型磁选机、超导型磁选机等。8.1 概述概述8.1 概述概述8.1 概述概述 在在各各种种磁磁性性材材料料中中，最最重重要要的的是是以以铁铁为为代代表表的的铁铁磁磁性性材材料料，钴钴、镍镍、钆钆、镝镝、钇钇等等也也具具有有铁铁磁磁性性。常常用用的的铁铁磁磁性性材材料料多多是是铁铁和和其其他他金金属属或或非非金金属属的的合合金金，以及某些含铁的氧化物。以及某些含铁的氧化物。铁铁磁磁性性材材料料的的磁磁特特性性常常用用磁磁感感应应强强度度与与外外磁磁场场强强度度之之间间关关系系的的B=fB=f（H H）曲曲线线来来表表示示。材材料料的的磁磁特特性性，不不仅仅与与磁磁场场强强度度、温温度度和和机机
10、械械力力有有关关，而而且且与与磁磁化化过过程有关。程有关。材料磁化时可分成以下几种曲线。材料磁化时可分成以下几种曲线。1 1）起始磁化曲线）起始磁化曲线 2 2）磁滞回线）磁滞回线 3 3）正常磁化曲线）正常磁化曲线 8.2 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性1 1）起始磁化曲线）起始磁化曲线 起起始始磁磁化化曲曲线线是是外外磁磁场场H H单单调调增加时得到的曲线。增加时得到的曲线。铁铁磁磁性性材材料料的的起起始始磁磁化化曲曲线线的的共共同同点点是是曲曲线线由由陡陡峭峭段段和和平平坦坦段段组组成成。陡陡峭峭段段对对应应于于易易磁磁化化的的特特征征，而而平平坦坦段段对对应应于于难难
11、以以磁磁化化的特征。的特征。8.2 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性2 2）磁滞回线）磁滞回线 当当磁磁场场强强度度H H在在正正负负两两个个方方向向上上往往复复变变化化时时，材材料料的的磁磁化化过过程程经经历历了了一一个个循循环环的的过过程程，闭闭合合曲线叫做磁滞回线。曲线叫做磁滞回线。如如果果材材料料在在磁磁化化曲曲线线两两端端都都达达到到饱饱和和，所所得得回回线线就就叫叫做做饱饱和和磁磁滞滞回线或主磁滞回线。回线或主磁滞回线。8.2 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性矫顽力3 3）正常磁化曲线）正常磁化曲线 磁磁场场H H的的循循环环范范围围逐逐渐渐缩缩小小
12、，所所得得一一系系列列磁磁滞滞回回线线的的顶顶端端的的轨轨迹迹就就是是正正常常磁磁化化曲曲线线。这这一一曲曲线线可可以以复复制制，能能说说明明材材料料的的磁磁特特性性。正正常常磁磁化化曲曲线线和和起起始始磁磁化化曲曲线线的的形形状很相似。状很相似。8.2 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性 通通常常矫矫顽顽力力将将磁磁性性材材料料分分成成两两大大类类别别：软软磁磁性性材材料料和硬磁性材料。和硬磁性材料。软软磁磁材材料料的的矫矫顽顽力力小小（H Hc c1KA/m1KA/m）,磁磁滞滞回回线线狭狭长长。主要有工业纯铁、导磁不锈钢、低碳钢等。主要有工业纯铁、导磁不锈钢、低碳钢等。硬硬
13、磁磁材材料料的的矫矫顽顽力力大大（10101000KA/m1000KA/m），主主要要有有合合金和陶瓷磁体两大类。金和陶瓷磁体两大类。8.2 磁选机常用磁性材料及特性磁选机常用磁性材料及特性 剩剩余余磁磁感感BrBr值值表表征征提提供供永永磁磁体体磁磁感感应应强强度度的的能能力力，矫矫顽顽力力H Hc c值值表表征征保保持持磁磁感感应应强强度度不不衰衰减的能力。减的能力。1 1）开放磁系）开放磁系 磁磁极极在在同同一一侧侧作作相相邻邻配配置置且且磁磁极极之之间间无无感感应应磁磁介介质质的磁系的磁系。特特点点：磁磁路路长长、磁磁阻阻大大、漏漏磁磁多多，产产生生的的磁磁场场强强度度低，多用于分选强
14、磁性矿物的弱磁场磁选机低，多用于分选强磁性矿物的弱磁场磁选机8.3 磁选机的磁系磁选机的磁系8.3 磁选机的磁系磁选机的磁系根根据据磁磁场场的的基基本本特特性性可可知知，开开放放磁磁系系磁磁场场中中任任意意一一点点（x x，y y）的的磁场强度为：磁场强度为：2 2）闭合磁系）闭合磁系 闭闭合合磁磁系系是是磁磁极极作作相相对对配配置置的的磁磁系系。分分选选空空间间即即为为磁磁极极间间的的空空气气隙隙。通通常常空空气气隙隙较较小小，磁磁通通通通过过空空气气隙隙的的磁磁阻阻小小，漏漏磁磁少少，故故分分选选空空间间具具有有较较强强的的磁磁场场，用用于于分分选选较较弱弱磁磁性性矿矿物物的的强磁选机。强
15、磁选机。8.3 磁选机的磁系磁选机的磁系8.3 磁选机的磁系磁选机的磁系8.4 弱磁选设备弱磁选设备8.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式1 1）除除铁铁器器：主主要要用用来来从从料料流流中中除除去去夹夹杂杂的的铁铁块块或或铁铁屑，有电磁和永磁两种。屑，有电磁和永磁两种。8.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式8.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式8.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式2 2）磁磁滑滑轮轮（磁磁力力滚滚筒筒）：矿矿石石均均匀匀地地给给在在皮皮带带上上，当当矿矿石石经经过过磁磁滑滑轮轮时时，非非磁磁性性或或者者磁磁性性很很弱弱的的矿矿粒粒在在离离心心力力和和重重力力的的作作用用下下脱脱离离
16、皮皮带带面面，而而磁磁性性较较强强的的矿矿粒粒受受磁磁力力的的作作用用被被吸吸在在皮皮带带上上，并并由由皮皮带带带带到到磁磁滑滑轮轮的的下下部部，当当皮皮带带离离开开磁磁滑滑轮轮伸伸直直后后，磁磁性性矿矿粒粒所所受受的的磁磁力力减减弱弱而而落落于于磁性产品中。磁性产品中。技术参数技术参数参见参见P3338.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式 永永 磁磁磁磁滑滑轮轮由由锶锶铁铁氧氧体体组组成成磁磁包包角角360360度度的的多多极极磁磁系系，套套在在磁磁系系外外面面的的由由非非导导磁磁材材料料制制成成的的旋旋转转圆圆筒筒组成。组成。8.4 弱磁选设备弱磁选设备干式干式3 3筒筒式式磁磁选选机机技术
17、参数技术参数参见参见P3348.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式1)永磁筒式磁选机永磁筒式磁选机 由由圆圆筒筒、磁磁系系、分分选选槽槽及及给给料料、排排料料和和溢溢流流机机构构构构成成。用用于于磁磁铁铁矿矿分分选选、磁磁性性加加重重介介质质回回收收及及为为湿湿式式强磁选给矿作准备。强磁选给矿作准备。磁磁系系排排列列和和磁磁极极数数量量对对分分选选结结构构有有决决定定性性影影响响。筒筒径径小小的的磁磁选选机机一一般般用用5 5极极，大大筒筒径径磁磁选选机机常常用用7 7极极磁磁系系，极极性性沿沿周周边边方方向向交交变变，沿沿轴轴向向极极性性相相同同；磁磁系系包包角角1061060 0135135
18、0 0。采采用用铁铁氧氧体体永永磁磁体体，在在给给定定的的特特殊殊磁磁场场分分布布条条件件下下能能产产生生最最高高的的磁磁场场强强度度。在在磁磁场场中中工工作作的的槽槽体体用用奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢制制造造，并并用用合合成成材材料料衬衬里里防防止止磨磨损。排矿室大小及溢流堰高度均可调。损。排矿室大小及溢流堰高度均可调。8.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式(1)CTS(1)CTS永磁筒式磁选机永磁筒式磁选机（顺流型）（顺流型）技术参数技术参数参见参见P336 用用于于粒粒级级为为5 5 mmmm以以下下较较粗粗的的磁磁矿矿粒粒的的粗粗选选，运运转转可可靠靠性性高高，功功耗耗低低，但但无无法法获
19、获得得最最大大回回收收率率和和最最佳精矿质量。佳精矿质量。8.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式(2)CTN(2)CTN永磁筒式磁选机永磁筒式磁选机（逆流型（逆流型)矿矿浆浆由由给给矿矿箱箱直直接接进进人人到到圆圆筒筒的的磁磁系系下下方方，尾尾矿矿损损失失低低，回回收收率率高高。但但由由于于精精矿矿排排出出端端距距给给矿矿口口很近，精选作用差，精矿品位低。很近，精选作用差，精矿品位低。8.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式磁力脱泥槽磁力脱泥槽 一一种种重重力力和和磁磁力力合合作作用用的的分分选选设设备备，广广泛泛用用在在磁磁选选工工艺艺中中，用用来来脱脱去去矿矿泥泥和和细细粒粒脉脉石，也作为过滤前
20、的浓缩设备。石，也作为过滤前的浓缩设备。在在磁磁力力脱脱泥泥槽槽中中，矿矿粒粒在在分分选选区区受受到到的的力力主主要要有有：重重力力、磁磁力力和和水水流流作作用用力力。重重力力的的作作用用是是使使矿矿粒粒沉沉降降，磁磁性性矿矿粒粒在在磁磁场场中中受受到到磁磁力力，方方向向垂垂直直于于等等磁磁场场强强度度线线，指指向向磁磁场场强强度度高高的的方方向向，磁磁力力可可以以加加速速磁磁性性矿矿粒粒向向下下沉沉降降并并吸吸附附在在磁磁系系表表面面周周围围，而而上上升升水水流流的的作作用用是是阻阻止止非非磁磁性性的的细细粒粒脉脉石石和和矿矿泥泥的的沉沉降降，并并使使它它们们顺顺上上升升水水流流进进人人溢溢
21、流流中中，从从而而与与磁磁性性矿矿拉拉分分开开，同同时时上上升升水水流流作作用用也也可可以以使使磁磁性性矿矿粒粒呈呈松松散散状状态态，把把夹夹杂杂在在其其中中的的脉脉石冲洗出来，提高精矿品位。石冲洗出来，提高精矿品位。8.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式 为为了了提提高高磁磁力力脱脱泥泥槽槽的的分分选选效效果果，在在入入选选前前将将矿矿粒粒进进行行预预先先磁磁化化，使使矿矿浆浆经经过过一一段段磁磁化化磁磁场场的的作作用用，细细粒粒强强磁磁性性物物料料被被磁磁化化凝凝聚聚成成较较大大的的磁磁团团粒粒，这这种种磁磁团团粒粒在在离离开开磁磁场场后后，由由于于矿矿粒粒具具有有剩剩磁磁和和较较大大的的矫
22、矫顽顽力，仍能保持下来。力，仍能保持下来。磁磁团团粒粒的的沉沉降降速速度度要要比比非非磁磁性性颗颗粒粒快快，有有利利于于后后续续的的磁磁力力脱脱泥泥等等作作业业。预预磁磁器器大大都都为为永永 磁磁 体体。预预 磁磁 器器 常常 见见 的的 有有“”“”形和形和“O”“O”形两种。形两种。预磁器预磁器8.4 弱磁选设备弱磁选设备湿式湿式脱磁器脱磁器 为为使使强强磁磁性性团团粒粒分分散散需需要要通通过过脱脱磁磁器器脱脱磁磁。常常用用的的脱脱磁磁器器结结构构它它是是套套在在非非磁磁性性材材料料管管上上的的塔塔形形线线圈圈，并并通通过过交交流流电电来工作。来工作。当当铁铁磁磁性性团团粒粒通通过过一一个
23、个磁磁场场强强度度由由大大变变小小的的交交变变磁磁场场时时，磁磁团团粒粒被被多多次次反反复复磁磁化化，使使磁磁性性颗颗粒的磁能积一次比一次小，最后失去剩磁。粒的磁能积一次比一次小，最后失去剩磁。结结构构：由电磁系统、分选系统和传动系统组成，辊子用薄的导磁钢片和非磁性圆片交替叠成。分分选选过过程程：在相邻原磁极的作用下，磁辊表面感生出与相邻磁极极性相反的磁场，并在磁辊齿尖上产生方向指向磁辊的高磁场梯度。当入料落到感应辊表面时，磁性物料被辊吸住，随着辊转离磁场后落到接料槽中，非磁性物料沿重力和离心力的合力方向排出。8.5 强磁选设备强磁选设备干式干式1)1)感应辊式感应辊式8.5 强磁选设备强磁选
24、设备干式干式2)2)盘式磁选机盘式磁选机8.5 强磁选设备强磁选设备湿式湿式1)1)湿式感应辊式磁选机湿式感应辊式磁选机8.5 强磁选设备强磁选设备湿式湿式2)2)琼琼斯斯型型湿湿式式强强磁选机磁选机 主主要要部部件件包包括括：磁磁导导体体、密密封封罩罩保保护护的的励励磁磁线线圈圈、装装有有分分选选箱箱的的转转环环、给给矿矿和和给给水水装装置置、精精矿矿的的清清洗洗和和高高压压冲冲洗洗机机构构、排排矿矿机机构构和和传传动动机机构构组成。组成。8.5 强磁选设备强磁选设备湿式湿式3)3)双双头头SolSol平平环环式式磁磁选选机机8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备1.1.高梯度磁选
25、机高梯度磁选机 第一代强磁选机：盘式、感应辊式第一代强磁选机：盘式、感应辊式 第二代强磁选机：多层聚磁介质（第二代强磁选机：多层聚磁介质（JonesJones）第三代强磁选机：微细型多层磁介质第三代强磁选机：微细型多层磁介质(Kolm)(Kolm)特点：均匀的背景磁场细丝状铁磁性磁介质特点：均匀的背景磁场细丝状铁磁性磁介质 常用的磁介质：导磁不锈钢毛、纤维、细丝、常用的磁介质：导磁不锈钢毛、纤维、细丝、细线、编织网、细拉伸板网等。细线、编织网、细拉伸板网等。8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备1.1.高梯度磁选机高梯度磁选机 由由于于磁磁介介质质半半径径很很小小，形形成成的的磁磁场
26、场梯梯度度比比琼琼斯斯型型磁磁选选机机的的磁磁场场梯梯度度（2*102*103 3 T Tm m）高高l l2 2个个数数量量级级，达达到到了了10103 3 T Tm m。从从而而使使磁磁场场力力提提高高1010100100倍倍。而而由由于于磁磁饱饱和和极极限限，通通过过提提高高磁磁场场强强度度只只能能使使磁磁场场力力提提高高2 23 3倍倍。大大的的磁磁场场力力HgradHHgradH为为磁磁性性颗颗粒粒提提供供了了强强大大的的磁磁力力来来克克服服流流体体阻阻力力和和重重力力，使使分分选选的的粒粒度度下限可降到下限可降到lmlm。分分选选空空间间内内磁磁介介质质的的充充填填率率低低（5 5
27、1212），分分选区利用效率高，介质轻，传动负荷小，处理量大。选区利用效率高，介质轻，传动负荷小，处理量大。8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备1)1)周期式周期式 分分选选过过程程分分为为给给矿矿、漂漂洗洗和和冲冲洗洗三三个个阶阶段段，工工作作可可按按程程序序自自动动进进行行。完完成成一一个个生生产产周周期约需期约需101015 min15 min。8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备2)2)连续式连续式 萨萨拉拉（SalaSala）型型连连续续式式平平环环型型高高梯梯度度磁选机磁选机 主要部件：主要部件：分分选选环环、马马鞍鞍形形螺螺线线管管线线圈圈、铠铠装装螺螺线
28、线管管铁铁壳壳以以及及装装铁铁磁磁性性介介质的分选箱质的分选箱8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备连续式高梯度磁选机的典型操作形式连续式高梯度磁选机的典型操作形式8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备2)2)连续式连续式 VMSVMS型磁选机型磁选机 该该机机磁磁系系是是一一个个变变形形螺螺线线管管磁磁体体。装装有有棒棒形形磁磁介介质质的的立立环环穿穿过过下下铁铁轭轭在在螺螺线线管管磁磁场场中中沿沿反反时时针针运运动动，矿矿浆浆由由给给料料斗斗通通过过上上铁铁轭轭给入立环。给入立环。8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁
29、选设备2.2.超导磁选机超导磁选机 超导：电阻为零，电流永不衰减超导：电阻为零，电流永不衰减19081908年年 最后一个惰性气体最后一个惰性气体HeHe被液化，获得被液化，获得4.2K4.2K的低温的低温19111911年年 H.K.Onnes H.K.Onnes发现超导现象发现超导现象19571957年年 BCS BCS理论理论超导现象的物理本质超导现象的物理本质19611961年年 第一个超导磁体诞生第一个超导磁体诞生19701970年年 Bannister Bannister超导磁选机获第一个美国专利超导磁选机获第一个美国专利19861986年年 高温超导体问世（液氮温度高温超导体问世
30、（液氮温度77K77K）超导状态的临界参数：温度、磁场强度、电流密度超导状态的临界参数：温度、磁场强度、电流密度8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备2.2.超导磁选机超导磁选机 磁性材料由铁磁体改为超导体。磁性材料由铁磁体改为超导体。结结构构大大致致可可分分为为三三个个系系统统：超超导导磁磁系系、制制冷冷系系统统和分选系统。和分选系统。优优点点：高高场场强强，用用NbTiNbTi超超导导材材料料做做的的磁磁体体其其磁磁场场强强度度可可达达到到5T5T；体体积积小小且且重重量量轻轻；能能耗耗低低，比比常常导导磁磁体体节节能能9090；高高磁磁场场带带来来的的高高磁磁力力使使磁磁选选机
31、处理能力大大提高。机处理能力大大提高。根根据据超超导导磁磁选选机机是是否否具具有有磁磁介介质质，将将其其分分为为高高梯梯度度超超导导磁磁选选机机（有有磁磁介介质质）和和开开梯梯度度超超导导磁磁选选机机（无无磁介质）。磁介质）。8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备A)A)开梯度开梯度 德德 国国 研研 制制 的的DESCOSDESCOS型型筒筒式式磁磁选选机机主主要要由由三三部部分分组组成成：超超导导磁磁系系、制制冷冷系系统统和转筒分离器。和转筒分离器。NbTiNbTi线线制制成成的的低低温温超超导导线线圈圈近近似似椭椭圆圆形形，固固定
32、定在在铁铁支支架架的凹槽内。的凹槽内。B B）高梯度超导磁选机）高梯度超导磁选机8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备8.6 高梯度与超导磁选设备高梯度与超导磁选设备美国美国EriezEriez公司制造公司制造 分选室工作空间直径分选室工作空间直径127mm127mm，长，长500mm500mm，其中罐长，其中罐长500mm500mm。额定磁感应强度额定磁感应强度5.0T5.0T。液氦杜。液氦杜瓦容器直径瓦容器直径508mm508mm，长，长1181mm1181mm。8.7 磁流体选矿磁流体选矿磁磁流流体体：在在磁磁场场或或磁磁场场与与电电场场的的联联合合作作用用下下能能够够磁磁化化
33、，呈现出似加重现象，对于其中的颗粒产生磁浮力作用。呈现出似加重现象，对于其中的颗粒产生磁浮力作用。磁磁流流体体选选矿矿是是一一项项选选矿矿新新技技术术，根根据据物物料料密密度度的的差差异异进进行行浮浮沉沉分分离离的的技技术术。在在该该法法中中，位位于于不不均均匀匀磁磁场场中中的的磁磁流流体体具具有有与与其其真真实实密密度度不不同同的的表表观观密密度度，而而这这个个表表观观密密度度是是可可以以控控制制的的。它它分分为为磁磁流流体体静静力力分分选选和磁流体动力分选两种。和磁流体动力分选两种。1 1 磁流体静力选矿磁流体静力选矿磁磁流流体体静静力力分分选选，是是在在不不均均匀匀磁磁场场中中，以以顺顺
34、磁磁性性液液体体为为工工作作介介质质，根根据据矿矿物物之之间间密密度度、比比磁磁化化率率的的不不同，分选弱磁性或非磁性矿物的一种分选技术。同，分选弱磁性或非磁性矿物的一种分选技术。8.7 磁流体选矿磁流体选矿磁流体静力选矿的工作介质磁流体静力选矿的工作介质 高高磁磁化化系系数数的的顺顺磁磁性性电电解解质质溶溶液液一一般般由由顺顺磁性金属盐类溶解于水或有机溶剂中制成。磁性金属盐类溶解于水或有机溶剂中制成。铁铁磁磁性性胶胶体体悬悬浮浮液液它它是是将将磁磁铁铁矿矿等等物物质质的的微微粒粒经经过过表表面面活活性性处处理理后后形形成成的的在在重重力力和和磁磁力力作作用用下下均能保持稳定的悬浮液。均能保持
35、稳定的悬浮液。液液态态金金属属或或低低熔熔点点金金属属液液态态金金属属不不润润湿湿矿矿石石，在在操操作作过过程程中中，矿矿粒粒能能自自行行分分离离，不不仅仅避避免免了了金金属属溶溶液液的的损损失失，也也不不需需配配置置金金属属溶溶液液净净化化和和再再生生流流程程，液液态态金金属属密密度度大大，最最大大可可达达11115g5gcmcm3 3，对对分分选选有有利利。但生产费用高，在高温下操作困难。但生产费用高，在高温下操作困难。8.7 磁流体选矿磁流体选矿8.7 磁流体选矿磁流体选矿2 2磁流体动力选矿磁流体动力选矿在在磁磁场场与与电电场场的的联联合合作作用用下下，以以强强电电解解质质溶溶液液为为
36、分分选选介介质质，根根据据矿矿物物之之间间密密度度、比比磁磁化化率率和和导导电电性性的的不不同同，分分选选弱弱磁磁性性或或非非磁磁性性矿矿物物的的一一种种选选矿技术。矿技术。8.8 磁力选煤磁力选煤 磁磁力力选选煤煤是是利利用用煤煤（逆逆磁磁性性）和和煤煤系系黄黄铁铁矿矿及及其其他他灰灰分分矿矿物物质质（顺顺磁磁性性）磁磁性性的的差差异异，在在具具有有强强大大磁磁场场力力的的分分选选空空间间中中实实现现炭炭与与煤煤系系黄黄铁铁矿矿和和部部分分矿矿物物质质的分离，从而达到脱硫、降灰的目的。的分离，从而达到脱硫、降灰的目的。8.8 磁力选煤磁力选煤煤中主要矿物的比磁化率煤中主要矿物的比磁化率8.8 磁力选煤磁力选煤