[發明專利]提高磁分離裝置選礦能力的方法

有效

• 申請號: 201010194551.8
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101850298A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 陳文華;欒兆坤;馬仲英;易鋼;王軍
• 申請（專利權）人: 江蘇旌凱中科超導高技術有限公司
• 主分類號: B03C1/01
• 分類號: B03C1/01
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭;曾丹

技術領域

本發明涉及一種磁分離選礦方法，是一種能夠提高磁分離裝置適用顆粒分選范圍的方法，將原本磁分離裝置不能分離的更小礦粉顆粒分選出來。

背景技術

自從1937年弗朗茲發明選礦用的磁分離裝置以來，磁分離選礦技術得到了重大發展。特別是超導磁分離裝置投入礦山業應用30多年來，超導技術與磁分離技術不斷發展，相互滲透，相互融合和促進。

磁性顆粒在磁場變化的空間中受到磁力的作用，磁力的大小可表示為：

F_m＝KVHdH/dx?????????????????(1)

其中：K-顆粒的磁化系數

V-顆粒的體積

H-磁場強度

dH/dx-磁場梯度

在同一磁場中，不同磁性的物質受力不一樣，取決于顆粒的磁化系數。磁性不同的物質在磁場梯度一側偏置的距離不一樣，從而達到分離的目的。

我國富鐵礦資源少，紅鐵礦和赤鐵礦資源多，約占總資源60％以上。由于磁分離的條件不但與磁場強度、磁場梯度有關，還決定于顆粒的磁化系數和體積。而30微米以下的細顆粒礦石，利用現有的常導磁選機不能分離，一方面大量的資源得不到利用，另一方面造成很大的環境問題。

另外，我國氧化鋁產業年生產能力經近3000萬噸。通常鋁土礦原料中含有較多的鐵，提取氧化鋁以后留下的殘渣被稱為赤泥(由于含氧化鐵而呈紅色，故稱赤泥)。赤泥中含鐵通常按重量百分比計達20-30％，有時高達50％左右。由于工藝的需要，鋁土礦一般要磨的很細，一半以上的顆粒在20微米以下。因此利用常規的磁分離機也無法分離。

而超導磁鐵具有更高的磁場強度，一般可以達到3-5T，理論上可分選的鐵顆粒粒徑為10微米左右磁化系數5×10^-2～5×10^-6cm³/g的小顆粒弱磁性物體。然而，增強磁體的磁場強度，雖然可以擴大分選范圍，與常磁體磁選機相比可以分離更小的顆粒，但磁選機超導磁體的成本也遠比常規磁鐵要高的多。另外對于Fe₂O₃等弱磁性材料，由于磁化系數低，因此磁選難度增加。

因此，開發低成本的磁選技術以提高磁選機的適用范圍將具有廣闊的市場前景。特別是能夠在現有磁選裝置不需要做大的改動就能夠使其用于更細小的顆粒的磁選，提高資源利用率，將有深遠的意義和市場前景。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種磁分離選礦方法，以使磁分離機能夠適用于更小直徑和弱磁性顆粒的分選。

本發明的方法為：一種提高磁分離裝置選礦能力的方法，是利用磁選機將礦粉中導磁性礦粉顆粒分選出來，其特征在于在礦粉進行磁選之前先向礦粉中添加磁種子；利用磁種子在磁選機內磁化且吸附礦粉中導磁性礦粉積聚成磁聚團，磁聚團的大小滿足能夠被所用磁選機分離的要求，使導磁性礦粉與磁種子一起被磁選機從礦粉中分離出來。

當磁種子及其被吸附的導磁性礦粉構成的磁聚團被分離出來，并離開磁選機的磁選區域后，磁種子的磁場消失或減弱，使磁種子與被分離出的礦粉脫開，將磁種子與礦粉分離，磁種子循環使用。

磁種子的選擇有多種方式，一種是磁種子可以為比待分離的導磁性礦粉磁化系數更高的強磁性材料，例如純鐵或Fe₃O₄或其混合物，這種強磁性材料易被磁化，利用被磁化時的強磁性吸附原本不能被磁選機直接分離出來的礦粉，使其積聚成大的磁團與磁種子一起被分選出來。

磁種子也可以為磁化系數較低的弱磁性材料例如Fe₂O₃，特別是選擇與待分選的礦粉相同的材料，由于磁化系數低因此需要其直徑足夠大滿足被磁選分離出來的要求，一般磁種子直徑在50～100微米，能夠滿足大多數分選要求，顆粒太大其磁場梯度降低，也不利于分離。這種通過選用大顆粒的方式與選用強磁性顆粒的方式相比，由于可以選用與被選導磁性礦粉材料相同的磁種子，由于該磁種子僅僅是直徑比被分選出來的導磁性礦粉大以滿足構成磁聚團后能夠被分離的要求，這樣磁種子不需要再與被分離出來的導磁性礦粉分離，簡化了分離過程和設備，可降低分離成本。

顆粒在磁場變化的空間中受到的磁力如下式(1)所示：

F_m＝KVHdH/dx????????????????????(1)

顆粒的重力則為Fg＝ρ·V·g??????(2)

式(2)中ρ為顆粒密度，V為體積，g為重力加速度。

顆粒流動粘性阻力F_D＝η·S·v????(3)