[科普中国]-磁力选矿

磁选定义

利用各种矿物的磁性差异，在非均匀的磁场中进行选分矿物的一种选矿方法1。

磁选应用黑色金属矿石的选别；

有色和稀有金属（如钨、钽等）的选别；

非金属（如石棉、金刚石、高岭土等）矿石的选别和去杂；

固体物料及废弃物去除磁性成分；

生产生活污水的去杂等。

磁选发展的简史公元前三百年，中国首先发现磁铁，首先利用磁现象；十一世纪制造指南针；

17世纪，作了永久磁铁选磁铁矿的尝试；

1792年，英国发表了第一个专利(磁铁选别磁铁矿)；

1849年，美国发表了第一项工业磁选机专利；

1855年，诺特明尼在撒丁提出了利用电磁铁产生磁场；

19世纪90年代，维节利尔提出了尖削磁铁对平面的闭合磁系产生强磁场；

1960年，琼斯型磁选机在英国问世；

最近十年，出现了一些新工艺、新磁选机、高梯度磁选，磁流体选矿、超导磁选机等。

磁选基本原理矿浆经给矿箱流入槽体后，在给矿喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的给矿区。在磁场的作用，磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团”或“磁链”，“磁团”或“磁链”在矿浆中受磁力作用，向磁极运动，而被吸附在圆筒上。由于磁极的极性沿圆筒旋转方向是交替排列的，并且在工作时固定不动，“磁团”或“磁链”在随圆筒旋转时，由于磁极交替而产生磁搅拌现象，被夹杂在“磁团”或“磁链”中的脉石等非磁性矿物在翻动中脱落下来，最终被吸在圆筒表面的“磁团”或“磁莲”即是精矿。精矿随圆筒转到磁系边缘磁力最弱处，在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下被卸到精矿槽中，如果是全磁磁辊，卸矿是用刷辊进行的。非磁性或弱磁性矿物被留在矿浆中随矿浆排出槽外，即是尾矿2。

实现磁分离的充分必要条件要有一个磁场强度和磁场梯度足够大的不均匀磁场；

矿物之间要具有一定的磁性差异，即两种矿物的比磁化率不同；

对于磁性强的矿物，其受到的磁力要大于各种机械力之和，即：磁性矿粒被分离出来的必要条件是：磁性矿粒所受到的磁力必须大于与它方向相反的机械力的合力。

矿物磁性分类及其磁性特点分类强磁性矿物：在磁场强度H=900~1800Oe的弱磁场的磁选机中可以选出容易选矿物。

这类矿物很少，主要有磁铁矿、磁黄铁矿、钛磁铁矿、锌铁晶石等。

弱磁性矿物：在磁场强度H=6000~2000奥斯特，磁选中选别，有的难选，有的易选。

这类最多，主要有铁锰矿物、赤、镜、褐、菱铁矿;水、软、硬、菱锰矿等，一些含钛、铬、钨矿物;黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石、橄榄石、石榴石、辉石等;磁化焙烧可以改变矿物磁性。夹杂少量强磁性矿物，可显著改变矿物磁性，而矿物本身的形状及粒径不影响其磁性变化。

非磁性矿物：目前尚不能用磁选法选出。

这类矿物很多，主要有：

部分金属矿物——辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、白钨矿、锡石、金等；

大部分非金属矿物——硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等；

大部分造岩矿物——石英、长石、方解石等。

磁性特点强磁性矿物的磁性特点

⑴比磁化系数很大，（比弱磁性矿物大上百倍甚至几千倍）；

⑵有磁饱和现象，在较低的磁化磁场作用下就可以达到饱和；

⑶具有磁滞现象，在交变磁场中，反复磁化时具有磁滞回线；

⑷具有磁性转变温度——居里点。磁铁矿的居里点为585度；

⑸比磁化系数不是一个常数，而是随磁化磁场强度的大小、本身的形状、粒度、氧化程度等许多因素而变。

弱磁性矿物的磁性特点

⑴比磁化系数小；

⑵没有磁饱和现象和磁滞现象；

⑶比磁化系数是一个常数，与磁化磁场强度、本身的形状、粒度等无关、只与矿物组成有关；

⑷当其中含有强磁性矿物杂质时，即使少量也会对产生较大甚至很大的影响。

如何改变颗粒表面磁性1、碱浸磁化

NaOH水溶液将菱铁矿FeCO3浸出，在矿粒表面生成Fe(OH)2；浸出化合物再氧化为γ-Fe2O3和Fe3O4。

2、疏水磁化

碱浸使矿物表面离解，脂肪酸皂与矿物表面残存的铁或矿浆中的含铁成分形成疏水性的脂肪酸铁薄膜，覆盖在矿物表面，使其磁化率增大。

3、磁种磁化

在一定条件下调整料浆，加入磁种(如磨细的磁铁矿粉)和表面活性剂，使磁种选择性粘附于目的矿物上，以提高目的矿物的磁性，再用弱磁场磁选设备分离回收。

4、磁化剂磁化

外加的磁种通过磁化剂分子选择性吸附哎目的矿物上使其磁性提高。

磁选设备磁分离过程是在磁选设备提供的磁场空间进行的，磁选的发展实质就是磁选机的发展。20世纪80年代以来，随着钕-铁-硼高磁性稀土永磁材料的出现，磁选机的家族日益庞大。

磁选设备的分类

根据磁场强弱分类：弱、中、强。

根据分选介质分类：干式、湿式。

根据磁场类型分类：恒定、旋转、交变、脉动。

根据分选机构分类：圆筒式、带式、盘式、环式等3。