20世紀(jì)70年代以來,高梯度磁分離技術(shù)在微細(xì)粒物料分離
域嶄露頭角,引起各國有關(guān)部門的重視。實(shí)現(xiàn)高梯度磁分離的
鍵在于采用能產(chǎn)生高磁場梯度的鋼毛介質(zhì),因此,揭示各種鋼
介質(zhì)的磁場分布特性,是深入研究高梯度磁分離理論的基礎(chǔ)。
用聚磁鋼毛的切面呈矩形、圓形和橢圓形。國外學(xué)者曾用解析對單絲圓切面鋼毛的磁場特性做了較詳細(xì)的研究[1],并在此基上建立各種理論數(shù)學(xué)模型2][3],用以研究高梯度磁捕集過程的質(zhì)。然而,上述研究都以圓切面鋼毛為對象,沒有考慮介質(zhì)切面形狀效應(yīng),而且都是局限于對孤立的單絲介質(zhì)的研究,沒有涉實(shí)用中多絲鋼毛介質(zhì)間的相互影響所引起的磁場特性的變化。
在進(jìn)行周期式螺線管高梯度磁選機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),關(guān)鍵問題是鎧裝
線管磁系的設(shè)計(jì)。目前,設(shè)計(jì)者都采用(1)式來確定磁勢,即
需的安匝數(shù)。
式中:H———設(shè)計(jì)要求的場強(qiáng);
δ———分選空間高度;
σ———漏磁系數(shù)。
該公式是由無限長螺線管場強(qiáng)計(jì)算公式演變而來。對無限長
螺線管,其內(nèi)腔場強(qiáng)由(2)式確定
H=0.4πIn (2)
式中:n———沿螺線管軸向單位長度的線圈匝數(shù)。
n=N/δ,將此關(guān)系式代入(2)式,并在式(2)右端乘以 σ,便
可得(1)式。由于實(shí)際設(shè)計(jì)的螺線管并非無限長,鐵鎧消耗部分
磁勢及漏磁的存在,按(2)式計(jì)算,場強(qiáng)偏高,亦即磁勢偏低。
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磁介質(zhì)的匹配及其排列形式 磁介質(zhì)的形狀和大小對于獲得佳精礦品位和回收率以及確
介質(zhì)負(fù)荷有著重要的作用。Oberteuffer等從理論上推證了當(dāng)介
絲直徑 a與顆粒直徑 b的比值等于2.69時(shí),作用在顆粒上的
磁力大。實(shí)際上,磁介質(zhì)的匹配是一個(gè)較復(fù)雜的問題,根據(jù)單
絲捕集理論建立起來的佳介質(zhì)匹配與實(shí)際相差較大,難以應(yīng)
用。分析表明,若a/b<10,機(jī)械集現(xiàn)象明顯,在磁介質(zhì)表面易
形成顆粒的無選擇性堆積引起滯流,從而影響磁性產(chǎn)品的質(zhì)量。
為避免發(fā)生這種現(xiàn)象,在選用磁介質(zhì)時(shí)a/b值應(yīng)大于10。在實(shí)際
應(yīng)用中,介質(zhì)尺寸與礦粒大小相匹配的條件應(yīng)是使精礦的回收率
和品位高。磁介質(zhì)的尺寸應(yīng)是礦石粒度分布和礦物組成的函
數(shù)。減小磁介質(zhì)尺寸,磁性產(chǎn)品的回收率得到提高,品位會降
低。鋼毛介質(zhì)的寬度一般為0.254耀0.051mm,厚度約為寬度的
十分之一。在具體選用介質(zhì)時(shí),應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)來把握不同磁介質(zhì)對
某一物料的磁集效果。