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磁分离技术介绍

发布时间:2023-01-03
作者:admin
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内容概要:磁分离技术的早应用可追溯至19世纪,磁分离技术较为成熟的应用始于20世纪70年代,磁分离技术作为物理处理技术已在高岭土的脱色增白、煤的脱硫、矿石的精选、生物工程、酶反应工程等领域得到了广泛的应用。磁分离是一种基于磁性物质在磁场中受力原理,实现磁性物···

      磁分离技术的早应用可追溯至19世纪,磁分离技术较为成熟的应用始于20世纪70年代,磁分离技术作为物理处理技术已在高岭土的脱色增白、煤的脱硫、矿石的精选、生物工程、酶反应工程等领域得到了广泛的应用。

      磁分离是一种基于磁性物质在磁场中受力原理,实现磁性物质与非磁性物质分离的技术。磁颗粒在磁场变化的空间中受到的磁力作用。

磁分离设备

公式描述:Fm=V・x・M(H)・dH /dx

      其中,Fm为颗粒所受磁力,V 为颗粒体积,x 为颗粒的比磁化系数,M(H)为磁场强度,dH/dx 为磁梯度。根据该公式,颗粒受磁力Fm而发生运动轨迹偏转,从而实现磁性颗粒与非磁性颗粒的分离。在同-磁场中, 不同磁性的物质受力不样, 取决于颗粒的磁化系数。磁性不同的物质在磁场梯度一侧偏置的距离不一样,从而达到分离的目的。

      在磁分离技术中,由(1)式可得,当待分离磁颗粒性质一定时 ,增大磁场强度M(I)和磁场梯度dH /dx均可提高待分选颗粒所受磁力。传统的磁分离技术由于受到永磁体或电磁体磁场强度较低,有效磁区域较小等因素的影响,对磁选的工业化应用有较大制约。

      超导磁体是一种特殊的电磁体,月前的超导磁体利用铌钛、铌三锡等低温超导线材,其临界电流密度高达104-105A/cm2, 比铜线材的允许电流高几百倍至上千倍。超导磁体可在数米的工作口径内产生几万高斯以上的磁感应强度。由于低温超导线圈的0电阻特性,超导磁体的工作维护费用理论上仅为维持低温的少量制冷费用。超导磁体由于其上述优势,在20世纪即被广泛关注,并尝试于工业推广使用。

      高梯度超导磁分离技术为将高梯度磁分离技术中的常规磁铁替换为超导磁体后产生的一种新型磁分离技术。高梯度超导磁分离技术可提供极大的磁力Fm,可有效分选介质中的弱磁性颗粒或小粒径颗粒。磁场中的增加磁梯度可通过填塞软磁材料实现,软磁材料是指具有低的矫顽力,高的磁导率的磁性材料。软磁材料在外加磁场环境下迅速被磁化,退出磁场后磁性迅速消失。软磁材料加入磁场后可扰乱磁感线,造成局部区域磁场梯度成倍增加。

      开梯度磁分离为利用磁体自身产生的磁场梯度进行磁分选的技术。由于超导磁体可产生远高于常规电磁体或永磁体的磁场,且超导磁体形成的有效磁场区域大,利用超导磁体产生的磁场强度和磁梯度对待选物料进行磁选可产生较大的磁场小,进而实现优良的磁分离处理。开梯度超导磁分离技术在磁区域中无需磁介质填充,其精矿或尾矿卸料方式更为灵活,较易实现连续处理及大处理量处理,同时,开梯度超导磁分离设备维护简单,运行成本低。相比于高梯度超导磁分离设备,开梯度超导磁分离设备在处理强磁性颗粒或粗选领域具有明显的技术优势。

磁分离环境

      超导磁体的工业化应用拓展了高梯度磁分离技术的应用领域。目前往复式高梯度超导磁分离设备已广泛应用于高岭土提纯等行业。然而,往复式操作方式在实际生产中对产量有一定影响,连续型高梯度超导磁分离设备在工业生产中具备一定优势。 与此同时,多数细颗粒物料方面可在分散液中发生团聚,另一方面可于强磁场中发生磁团聚现象。上述团聚现象可显著降低有磁组分与无磁组分的选别效率。

      传统磁选添加化学分散剂可对后续生产和环境产生一定影响,利用物理超声手段实现物料在磁选前均匀分散具有一定的技术优势。自从选矿用的磁分离装置发明以来,磁分离选矿技术得到了重大发展。特别是超导磁分离设备投入选矿应用多年来,超导技术和磁分离技术不断发展,相互渗透,相互融合和促进。因此在现有磁分选装置不需要做太大改动,开发低成本的磁分选技术提高磁选机的使用范围,能够使其用于更细小颗粒的磁选,提高资源利用率将有深远的意义和市场前景。

      高梯度磁选理论的提出使磁选矿界以质的飞跃,使能够磁选的矿物种类增多,粒度上、下限变宽。在处理低含量磁性物和细粒级颗粒磁性物的场合中也先后出现了多种高梯度磁选机。这些设备广泛应用于分选弱磁性细粒嵌布的矿石、含金尾的回收利用、从们砂中回收针铁矿石及金红石、分选工业矿物,如高岭土、萤石、从粉煤中分离黄铁矿及灰粉、钢铁厂和发电厂的废水处理等工作生产中。

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