基于CMDS的新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的應(yīng)用

王學(xué)濤

（華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

基于CMDS的新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的應(yīng)用

王學(xué)濤

（華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

針對(duì)測(cè)定物質(zhì)比磁化系數(shù)的重要意義和簡(jiǎn)易比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的不足，研制了新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置，開發(fā)了比磁化系數(shù)測(cè)定系統(tǒng)（CMDS）。基于該系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)磁性、弱磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)定。

比磁化系數(shù)；新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置；比磁化系數(shù)測(cè)定系統(tǒng)

比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)物質(zhì)磁性研究有著重要的作用。目前，簡(jiǎn)易比磁化系數(shù)測(cè)定裝置存在著測(cè)量精度低、自動(dòng)化程度低的問題。因此，新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的成功研制和比磁化系數(shù)測(cè)定系統(tǒng)（CMDS）的開發(fā)對(duì)比磁化系數(shù)測(cè)定有著重要的意義。裝置根據(jù)古依法原理，采用數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)和磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x，基于CMDS自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度、自動(dòng)生成坐標(biāo)圖像和測(cè)定報(bào)告，適用于比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定。

1　新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的研制

1.1裝置主要結(jié)構(gòu)和功能。新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置主要由勵(lì)磁系統(tǒng)、磁系調(diào)整機(jī)構(gòu)、測(cè)量平臺(tái)、數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)、樣品懸掛裝置，電氣控制裝置和測(cè)量軟件系統(tǒng)構(gòu)成。新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的自動(dòng)測(cè)量軟件系統(tǒng)（CMDS）通過常用的USB數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程控制和傳輸數(shù)字信息，系統(tǒng)能按測(cè)量需求自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，讀取數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)和磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)的數(shù)字信息，并自動(dòng)分析運(yùn)算，繪制比磁化系數(shù)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化坐標(biāo)圖像，實(shí)現(xiàn)比磁系數(shù)的自動(dòng)測(cè)定。

1.2裝置的工作原理。新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置可根據(jù)測(cè)定要求制取待測(cè)試樣品，并通過軟件系統(tǒng)設(shè)定測(cè)定條件，自動(dòng)稱量空試樣管重m1，滿試樣管重m2，系統(tǒng)按測(cè)定所需磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)變化類型自動(dòng)調(diào)節(jié)樣品所在空間磁場(chǎng)強(qiáng)度H，自動(dòng)采集經(jīng)由數(shù)字測(cè)量機(jī)構(gòu)和磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男畔⒉⑻幚恚詣?dòng)測(cè)定比磁化系數(shù)。

2　新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的應(yīng)用

2.1在測(cè)定弱磁性物質(zhì)中的應(yīng)用。弱磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)的測(cè)定在物理、礦物磁性分選領(lǐng)域內(nèi)十分重要，弱磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)值很小，測(cè)定所需磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)度較高。對(duì)某地鈦鐵礦精礦比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)定，其中鈦鐵礦精礦品位為47% （TiO2）。測(cè)定參數(shù)為：磁場(chǎng)強(qiáng)度為300～1100 kA/m，自動(dòng)步長(zhǎng)100kA/m，CMDS測(cè)定結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，鈦鐵礦精礦的比磁化系數(shù)在設(shè)定磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)，其比磁化系數(shù)測(cè)定平均值為9.05×10-7m3/kg。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到900kA/m以上時(shí)，鈦鐵礦精礦的比磁化系數(shù)測(cè)定值在7.5×10-7m3/kg左右，不受磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響。

2.2在測(cè)定強(qiáng)磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)中的應(yīng)用。強(qiáng)磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)不是常數(shù)，是磁選分離工藝流程的重要磁性參數(shù)之一，礦物比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定可為磁選機(jī)選型和磁選工藝參數(shù)的設(shè)定提供理論依據(jù)。對(duì)某地磁鐵礦精礦的比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)定，其中磁鐵礦精礦品位為64.4%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為25～80kA/m，自動(dòng)步長(zhǎng)為5kA/m，CMDS測(cè)定結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí)，磁鐵礦精礦的比磁化系數(shù)隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而降低，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增高到70kA/m～80kA/m時(shí)，其比磁化系數(shù)不再降低，在5500×10-7m3/kg左右波動(dòng)，比磁化強(qiáng)度在25kA/m～80kA/m范圍內(nèi)隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而變大，原因在于強(qiáng)磁性礦物的比磁化系數(shù)不但與本身性質(zhì)有關(guān)，還與磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化過程有關(guān)。

結(jié)語

新型比磁化系數(shù)測(cè)定裝置的成功研制和比磁化系數(shù)測(cè)定系統(tǒng)（CMDS）的開發(fā)為比磁化系數(shù)的自動(dòng)化測(cè)定提供了保障。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、弱磁性、強(qiáng)磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)定，說明其對(duì)比磁化系數(shù)測(cè)定有著一定的實(shí)用性。

圖1　鈦鐵礦精礦測(cè)定結(jié)果

圖2　磁鐵礦精礦測(cè)定結(jié)果

［1］袁致濤，王常任.磁電選礦［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

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