弱磁场磁选设备磁系结构参数设定计算

磁选设备解决的主要矛盾是利用矿物间的磁性差异，最大限度地回收和选出高质 量的精矿。从设备本身来看，有许多因素影响着精矿回收率和质量。有利于提高回收 率的因素有：

1） 磁场力和其作用深度大，磁性矿粒在距磁极表面较远处就受到较大的磁力作用 而被吸向磁极。

2） 磁极沿矿粒移动方向为单一极性排列，矿粒始终处在同一极性磁极的作用，在 磁场内不产生翻转运动。

3） 扫选带相对长，矿粒在扫选带内受到较充分的回收。

4） 给矿点接近磁场力最大的区域，磁性矿粒受到很大的磁力作用。

而下列因素有利于提高磁性精矿产品的质量：

1） 磁场力和其作用深度小。

2） 磁极沿矿粒移动方向为极性交替排列，矿粒经过许多磁极并做多次翻转运动, 翻转次数多，有利于提高质量。

3） 精选带相对长，矿粒受到较长时间的精选作用。

4） 给矿点离磁场力最大区域有一定的距离，磁性矿粒顺着磁力作用方向运动，经 过一段较长的路程，这有助于得到较纯的磁性产品。

5）湿选时向磁性产品喷射洗水，洗出脉石；干选时增大圆筒转数以增加离心力而 抛出脉石。

设计磁选设备时，应结合矿石性质和粒度以及对选分指标的要求，对上述因素做 全面考虑。例如，选分致密块状（粒度大于50mm）强磁性矿石时，虽然它的磁性较 强，但由于它的粒度较大，形状多呈方形和多角形，就不宜采用沿矿粒移动方向磁极 极性交替的磁系，避免"磁翻动”作用，防止一些磁性矿粒被翻掉进入尾矿中去。而 选分致密条带状结构的强磁性矿石（如鞍山式类型的磁铁矿石），可采用沿矿粒移动方 向极性交替的磁系。因为这类矿石经破碎后多呈扁平块状，在磁系上方总是力图使其 与条带方向一致的最长方向和磁场方向一致，在磁极中线上方直竖起来的矿块极其不 稳定，而在磁极其他处上方，矿块的条带方向和磁场方向一致最为稳定。因此，绝大 多数矿块是平放在磁系上方。由于矿块的矫顽力较小，它在磁系上方移动时很快地被 反复磁化而被吸住，因而不显示"磁翻动”现象。选分细粒强磁性矿石时，就必须采 用极性交替的磁系以提高磁性产品的质量。而选分弱磁性矿石时，就不采用上类磁系， 因为矿石的磁性很弱，受磁力很小，"磁翻动”会使磁性矿粒掉进尾矿中去。矿粒给在 磁场力很大的区域是有利于提高回收率而降低磁性产品质量的因素，特别是在干选的 条件下。但采用选别带很长的极性交替的磁系，就可提高磁性产品的质量。

回收率和品位是相互矛盾的。表现在磁性产品的数量和质量上，在一定的条件下， 提高产品质量往往会降低回收率；反之，提高回收率，则往往会降低产品质量。设计 时如何建立更好的和新的条件，使矛盾在更高的水平上统一起来是一项很重要的任务。

磁选设备的磁系按照磁极的配置方式可分为开放型和闭合型磁系两大类。所谓开 放型磁系是指磁极在同一侧做相邻配置且磁极之间无感应铁磁介质的磁系（见图7-4 %1）。在这类磁系中，磁通通过磁极间的空气隙路程长，磁路的磁阻大，漏磁通多， 因而这类磁系的磁场强度低，它只能用于选分强磁性矿石或物料的弱磁场磁选设备中。 这类磁系有较大的选分空间，所以采用这类磁系的磁选设备的处理量较高。

开放型磁系按照磁极的排列特点又可分为三种型式：

1） 平面磁系 磁极排列为平面（见图7-4-1（!））。例如带式磁选机采用的是 这种磁系。

2） 曲面磁系磁极排列为圆柱面（见7-4-1（"））。例如筒式弱磁场磁选机采用 的是这种磁系

3） 塔形磁系 磁极排列为塔形（见图7-4-1（c））。某些永磁脱泥槽采用的是这 种磁系

弱磁性矿物的比磁化率比强磁性矿物小得多，因此回收弱磁性矿物所需要的磁场 力要比回收强磁性矿物大得多。上述开放型磁系的磁场强度和磁场梯度都小，因而磁 场力小，满足不了回收弱磁性矿物的要求。要使开放型磁系的选分空间产生很强的磁 场力，只有提高磁势，这就需要消耗大量的金属导线、电能（对电磁磁系而言）和高 磁能的磁性材料（对永磁磁系而言）。这是很不经济的，不合理的。为解决上述问题出 现了闭合型磁系。所谓闭合型磁系是指磁极做相对配置的磁系，且在磁极中间装置有 特殊形状的铁磁介质（如表面带齿的圆辊、带齿的平板、圆球、细丝以及网等）。开放 型磁系磁极之间如有铁磁介质（如带齿的圆盘和圆球等），则此类磁系也可称为闭合型 磁系。这些铁磁介质在磁极的磁场中被磁化后便成为感应磁极。这类磁系中的磁极间 的空气隙较小，磁通通过空气隙的路程短，磁路的磁阻小，漏磁少，因而选分空间的 磁场强度大，又由于铁磁介质具有特殊形状，因而磁场梯度大。这类磁系的磁场力大, 适用于选分弱磁性矿石的强磁场磁选设备中。

强磁场磁选设备中常见的闭合型磁系如图7-4-2所示。下面就来介绍开放型磁 系的结构参数。

开放型磁系磁选机的磁场

开放型磁系的磁场特性决定于通过相邻一对磁极的磁位差（或自由磁势）、极 距# （极面宽$和极隙宽％之和）、极面宽$和极隙宽％之比值，磁极或磁极端面的形 状，以及磁极端面到其排列中心的距离R% （对于曲面磁系）等。

从理论上可以证明上述方程式用于磁极端面形状和极面宽与极隙宽的比值一定的 开放型磁系是正确的。

在没有磁量也没有电流的磁场区域内，磁场的基本方程式，如第一章所述，有下 面形式

rot H = 0

磁场的基本方程式在直角坐标系下可变

表7-4-1按公式（4 - 14）计算的不同相对距离时的磁场力

表7-4-2平面排列各向异性的陶瓷磁铁磁系的磁场非均匀系数

值（极对称面）

表7-4-3平面排列各向异性陶瓷磁铁磁系的磁场非均匀系数

值（极隙对称面）