磁選機選型的探討

摘 要：本文簡要介紹了磁選機的工作原理及國內外磁選機的概況，重點對磁選機選型進行了探討。

關鍵詞：磁選機；磁性物質；磁選；磁場梯度

1 前 言

1.1磁性物質的來源及影響

在陶瓷原料的制備過程中，由于原料本身含有的鐵礦物和機械設備的磨損，往往會混入少量細鐵粉。這些含鐵礦經高溫熔燒后細顆粒一般呈黃色斑點，而粗顆粒卻呈黑色斑點，嚴重影響制品的外觀質量，對電瓷來說，還會降低其電氣性能。因此，除去陶瓷原料中的含鐵雜質，對陶瓷生產非常重要。

1.2磁選過程的作用

磁選機的作用主要表現在以下幾個方面：

（1） 除去鐵礦物顆粒和機械設備磨損引入的金屬；

（2） 提高陶瓷原料的質量、純度；

（3） 提高陶瓷制品的外觀質量；

（4） 增強電瓷制品的絕緣性能；

（5） 提升陶瓷制品在國際競爭中的檔次。

2 磁選機的工作原理及國內外概況

2.1磁選機的工作原理

含鐵物質具有一定的可磁化性，在磁場中，這種物質受到磁化后被磁極吸住，其余非磁性物質不受磁場的影響而順利離開，從而將兩種性質不同的物質分離開來。

利用磁選方法分離含鐵物質的必要條件是磁力。磁力的大小既與磁場強度和磁場梯度有關，與物質的可磁化性有關。

2.2國外磁選機概況

國外常用的磁選機有干式和濕式兩種。一般來說粘土類原料常用濕式磁選機，石英、長石類則可選用干式或濕式磁選機。據資料報道，濕式磁選機的整體磁選效果比干式磁選機好。所以濕式磁選機在國外陶瓷行業得到了廣泛的使用。磁場強度在7000~22000奧斯特(Oe)之間。國外常用的磁選機的參數如表1所示。

國外磁選機在日用陶瓷、電磁及特種陶瓷方面要求較高，一般磁場強度在12000~20000 Oe之間，絕大多數為濕式磁選機。磁選機的發展趨勢是：（1） 研究利用超導材料；（2） 提高線圈內的電流密度；（3） 優選磁選機的磁系。

3 提高磁選效率的措施

3.1提高磁場強度和增大磁場梯度

如果將一磁性顆粒放入不均勻磁場中，其所受的磁力為：

F=α×V×H×(dH/dn) =k×H×(dH/dn)（1）

其中：F—磁力(dyn/g)；

K—磁化系數，k=α×V(cm3/g)；

H—磁場強度(Oe)；

dH/dn—磁場梯度(Oe/cm)。

由（1）上式可知，提高磁選效率，可以增大磁力F，磁力增大，磁性雜質顆粒易被吸出。其中k是磁性雜質顆粒的固有特性，無法改變。可以增大H×dH/dn值，來增大F值。

3.1.1增大磁場強度的方法

在濕式螺旋管磁選機中，磁動勢公式如下：

I×W=Σ(H×L)（2）

其中：I——螺旋管線圈內電流；

W——螺旋管線圈總匝數；

Σ(H×L)——各組螺旋管的串聯總和；

H——磁場強度；

L——磁路長度。

由（2）式知，要增大磁場強度H，就必須增大線圈電流I，或者增加線圈匝數W，或者縮短磁路長度。一般來說，在線圈截面積不變的情況下，電流不能過大，過大會導致線圈燒壞，一般是增加線圈周圍的水冷卻通道，以增加電流密度。另外，當增加線圈匝數時，螺旋管尺寸就會增大，磁路長度增加。說明線圈電流I、線圈匝數W和磁路長度L之間互相制約，只有合理設計和優選參數調節范圍，才能獲得最大的磁場強度。

3.1.2增大磁場梯度的方法

對于均勻磁場，磁場梯度為零，磁力F就為零，不能進行磁選。因此，必須增大磁場的不均勻性。通常，增大dH/dn的方法是在磁極和磁路中安放高導磁率的介質，并將其制造成具有銳棱尖角的圓板、篩網或各種形狀的柵板，在各層磁性柵板上dH/dn值較大，使磁選的效果達到最佳。

3.2縮短磁路長度

對于磁選機來說，當增加線圈匝數時，螺旋管和磁選機的尺寸以及磁路長度都隨著增加。由磁動勢公式（2）可知，當線圈電流I、線圈匝數W不變的情況下，磁路長度L增大，磁場強度H將減小，磁選的效果會下降。所以需縮短磁路長度L，使磁場強度H增大。說明線圈電流I，線圈匝數W，磁路長度L是相互矛盾的，必須通過優化磁選機的尺寸參數，才能獲得最大的磁場強度H，使磁選效果最佳。

3.3優化螺旋管尺寸

要增強磁選效果，就必須增大磁場強度H，方法是：

（1） 增大螺旋管線圈內的工作電流。一般來說，磁選機的螺旋管直徑增大，螺旋管內線圈的直徑、過流面積、工作電流都隨著增大；

（2） 增加螺旋管線圈匝數；

（3） 縮短磁路長度；

（4）磁選機的磁系采用優質鐵氧體材料或與稀土磁鋼復合制成，減小磁阻。

4 磁選機的選型及使用

4.1磁選機的工藝選型

針對不同的應用場合，磁選機的選型不同。從生產工藝上分為：干法磁選工藝、濕法磁選工藝；從陶瓷種類上分為：日用高檔瓷和普通瓷的磁選機、特種陶瓷及工業瓷的磁選機、電瓷類陶瓷的磁選機。

4.2滿足原料精選要求

磁選機是原料精選和制備過程中的一個重要設備，它對除去含鐵雜質發揮著巨大作用，為使磁選機處于最佳工作狀態，選型時要充分考慮以下條件：

（1） 原料泥漿含水率及粘度；

（2） 原料泥漿處理量；

（3） 鐵、鈦雜質應低于指定的指標；

（4） 除鐵次數。

4.3 磁選機的使用要求

磁選機在使用過程中要嚴格按照說明書中的要求，來進行安裝、調試、使用及維護保養。為了保證磁選機的可靠運行，應注意以下幾點要求：

（1） 嚴格保證電壓值符合使用要求；

（2） 嚴格保證料漿含水率及流速符合要求；

（3） 多次除鐵或多級串聯使用時，應將磁場強度低的安裝在前面，磁場強度高的串聯在后面，并要求通過量相同；

（4） 應經常停機取出柵片沖洗，每次間隔1~2h為宜。

參考文獻

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