顆粒特征

當(dāng)暴露磁場時(shí)，粒子將顯示特定的響應(yīng)，將它們分為三類：鐵磁性，順磁性或反磁性。

鐵磁性顆粒具有非常高的磁化率并且被磁場強(qiáng)烈地誘導(dǎo)。順磁性礦物具有低磁化率和對磁場的弱響應(yīng)。最后，具有負(fù)磁化率的礦物被稱為反磁性的，出于所有實(shí)際目的，被認(rèn)為是非磁性的。

當(dāng)置于磁場中時(shí)，鐵磁性和較小程度的順磁性材料將被磁化。在顆粒上引起的磁化量取決于顆粒的質(zhì)量和磁化率以及所施加的磁場的強(qiáng)度。這表示為：

粒子的感應(yīng)磁化強(qiáng)度，粒子的質(zhì)量，比磁化率，磁場強(qiáng)度。

磁選分離器特性

磁場強(qiáng)度和磁場梯度是影響分離響應(yīng)的關(guān)鍵變量。高強(qiáng)度磁選機(jī)通常在5000高斯或0.5特斯拉的區(qū)域運(yùn)行。低強(qiáng)度分離器通常會產(chǎn)生小于2,000高斯或0.2特斯拉的磁場強(qiáng)度。

因此，進(jìn)入該磁場的磁性粒子將被吸引到磁通線上并保持靜止而不遷移到任一極片。

當(dāng)這些線穿過較小的區(qū)域時(shí)，磁場強(qiáng)度顯著增加。進(jìn)入該場結(jié)構(gòu)的磁性粒子不僅會被吸引到磁通線上，而且還會遷移到磁通密度最高的區(qū)域。

根據(jù)早先的磁化方程，作用于顆粒的磁吸引力是顆粒磁化和磁場梯度的乘積，可以表示為：

其中是磁吸引力，并且是磁場梯度。只有當(dāng)磁場強(qiáng)度和場梯度都達(dá)到最大時(shí)，才會產(chǎn)生最大磁力。

在磁選機(jī)中產(chǎn)生磁梯度有兩種常用的方法。第一種是使用永磁體的典型磁路，是將磁通線集中在電路內(nèi)的鋼極片上。這可以通過在兩個(gè)磁體之間放置鋼極片來實(shí)現(xiàn)。磁通將集中在鋼極片中，導(dǎo)致極端磁場強(qiáng)度的區(qū)域。第二涉及將諸如金屬網(wǎng)的鋼基體直接定位在由電磁螺線管線圈產(chǎn)生的均勻磁場中。因此，這個(gè)矩陣放大了磁場并且收斂了磁通線以產(chǎn)生極高磁場強(qiáng)度的局部區(qū)域。

分離方法

磁場產(chǎn)生

所有的磁性分離器都使用永久磁鐵或電磁鐵來產(chǎn)生磁場。永久磁鐵有兩種不同類型的永久磁鐵。“鐵氧體”磁體用于低強(qiáng)度磁選機(jī)。這些通常會產(chǎn)生高達(dá)2000高斯（0.2特斯拉）的磁場強(qiáng)度。

另一種類型的永磁體由稀土元素組成。這種類型的磁鐵的出現(xiàn)允許設(shè)計(jì)能夠自由運(yùn)轉(zhuǎn)能量的高強(qiáng)度磁路。稀土磁體用于各種類型的磁性分離器，并有效收集順磁性顆粒。這些分離器根據(jù)磁路產(chǎn)生高達(dá)24,000高斯（2.4特斯拉）的磁場強(qiáng)度。

電磁鐵電磁分離器通常采用電磁線圈來設(shè)計(jì)。一些分離器使用電磁線圈的孔作為分離區(qū)。其他分離器使用電磁線圈通過鋼電路或“C”電路傳輸磁通量。間隙中的磁場，即螺線管的孔或C框架的間隙，是磁選機(jī)中的分離區(qū)。大多數(shù)電磁分離器的運(yùn)行高達(dá)約20,000高斯（2特斯拉）。

磁選分離器

固定式稀土永磁除鐵器

固定永磁分離器，特別是板，格柵和捕集器通常用于收集鐵磁性鐵顆粒并確保產(chǎn)品質(zhì)量。

板，格柵和陷阱只是稀土永磁體，排列在電路中并包含在不銹鋼外殼中。工藝物流流過，圍繞或穿過永磁體并且鐵質(zhì)材料被收集并保持。

固定式永磁體具有低投資成本和無運(yùn)行成本。沒有移動部件，幾乎消除了維護(hù)成本。這些分離器是手動清潔的，最適合僅存在痕量鐵質(zhì)材料的應(yīng)用。

磁性過濾器

微米級順磁性粒子的磁性收集需要高強(qiáng)度磁場和高磁場梯度。這可以通過電磁矩陣式分離器完成。磁性過濾器由一個(gè)裝在鋼內(nèi)的電磁線圈組成。線圈在整個(gè)孔內(nèi)產(chǎn)生均勻的磁場。多孔金屬網(wǎng)（稱為基體）堆積在線圈的孔中并由磁場誘導(dǎo)。矩陣產(chǎn)生極高梯度的局部區(qū)域，并為順磁性粒子捕獲提供收集位點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)料通過基質(zhì)過濾時(shí)，順磁性顆粒被捕獲并因此從顆粒流中去除。當(dāng)磁性污染物最終積聚在基質(zhì)上時(shí)，分離器斷電，基質(zhì)被沖洗干凈。

濕處理漿料或干處理細(xì)粉時(shí)，可運(yùn)行分離器。在濕模式中，流體阻力在磁性污染物和非磁性介質(zhì)之間提供分離力。在干燥模式下，基體振動，細(xì)小材料在流過基體時(shí)流動。

濕式磁性過濾器

磁性過濾器有很寬的范圍或內(nèi)徑和磁場強(qiáng)度，以符合生產(chǎn)能力和所需的磁性收集水平。濕式磁性過濾器的磁場強(qiáng)度范圍從1,500高斯到收集鐵磁性鐵磨損20,000高斯以收集精細(xì)順磁性污染物，其中產(chǎn)品規(guī)格要求ppm或ppb污染物水平。占空比，基體沖洗循環(huán)之間的磁性操作時(shí)間，通常通過識別過濾器進(jìn)料中所含的磁性材料的量來確定。含有高達(dá)1％磁性材料的材料將需要頻繁的基體沖洗，對應(yīng)于10至30分鐘的占空比。

干磁過濾器

用于干式應(yīng)用（包括稀土鼓和稀土輥）的高強(qiáng)度磁選機(jī)的操作始終以反作用力平衡磁吸引力。使用這些類型的分離器，分離效率隨著粒度的減小而降低。較細(xì)的顆粒會對靜電力和其他附著力產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致分離效果變差。當(dāng)磁吸引力和反作用力之間不再平衡時(shí)，基于磁化率的分離是可能的。

在基體上施加高頻低振幅振動，其使細(xì)粉流化，從而導(dǎo)致通過基體的高容量流動。干燥過濾器有很寬的范圍或內(nèi)徑和磁場強(qiáng)度，以符合生產(chǎn)能力和所需的磁性收集水平。（處理玻璃批料的干式振動磁力過濾器如圖6所示。）

粒度，形狀和密度都是影響干式振動磁性過濾器產(chǎn)量的主要因素。

結(jié)論

磁分離技術(shù)的最新進(jìn)展已經(jīng)產(chǎn)生了專門為精細(xì)，高純度材料處理開發(fā)的各種分離器。稀土永磁體的持續(xù)發(fā)展和電磁電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性被認(rèn)為是磁分離器的發(fā)展。

最好預(yù)測精細(xì)尺寸顆粒對磁選的分離響應(yīng)是困難的。平衡顆粒大小與磁力的理論測定在50至75微米的顆粒尺寸下幾乎沒有實(shí)際價(jià)值。大多數(shù)材料的自然變異性，特別是含鐵污染物的特性，往往需要實(shí)驗(yàn)室或中試磁性分離測試來確定容量和量化分離效率。