磁選

通常將待選礦物按比磁化係數x的大小分為四類：①強磁性礦物，x>3000×10^-9m³/kg，主要有磁鐵礦、鈦磁鐵礦和磁黃鐵礦等；②中等磁性礦物，x=（600～3000）×10^-9m³/kg，有鈦鐵礦、假像和半假象赤鐵礦等；③弱磁性礦物，x=(15～600)×10^-9m³/kg，主要有赤鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、軟錳礦、硬錳礦和黑鎢礦等；④非磁性礦物，x<15×10^-9m³/kg，有白鎢礦、石英、長石、方鉛礦、金和螢石等。

磁選的工作原理是後，受到磁力和其他機械力（如重力、離心力、摩擦力、介質阻力等）的共同作用。磁性礦物顆粒所受磁力的大小與礦物本身磁性有關；非磁性礦物顆粒主要受機械力的作用。因之，各沿不同路徑運動，得到分選。一般説來磁性顆粒在磁場中所受比磁力的大小與磁場強度和梯度成正比。

磁選機種類繁多，通常按磁場強弱、聚磁介質類型、工作介質以及結構特點等分類和命名。最基本的是按磁場強弱分類，有三類：①弱磁場磁選機，工作間隙的磁場強度為（0.6～1.6）×10⁵A/m，用來選彆強磁性礦物；②中磁場磁選機,工作間隙的磁場強度為（1.6～4.8）×10⁵A/m，用來選別中等磁性礦物；③強磁場磁選機，工作間隙的磁場強度為（4.8～20.8）×10⁵A/m用來選別弱磁性礦物。70年代以來出現超導磁選機，磁場強度可達（28～40）×10⁵A/m，可以選別磁性更弱的礦物。按工作介質，磁選機有乾式（空氣）及濕式（水）之分。磁選機結構與要選別的礦物磁性強弱以及粒度有關。除磁滑輪用於選別塊狀物料外，一般可處理的物料粒度由幾毫米至幾微米。

磁選專利權已有近200年的歷史。直到1890年，美國博爾（C.M.Boll）等人發明了電磁磁系的圓筒式磁選機，才開始用它進行選礦。其後相繼出現了多種結構的選彆強磁性礦物的乾式和濕式弱磁場磁選機。50年代前所有的磁選機都是電磁磁系的；50年代中期，開始出現了以鋁鎳鈷合金作為磁系的永磁磁選機，後來又逐漸以價格低廉、原料來源廣的鐵氧體永久磁鐵代替鋁鎳鈷合金。不僅節省電能，而且便於維護和檢修。1965年，中國採用自己生產的鍶鐵氧體磁鐵構成磁系，設計、製造了永磁圓筒式磁選機，並在其後的幾年普遍推廣。

中磁場和強磁場磁選機出現得較晚，到20世紀20年代才開始應用。20～60年代，先後出現了盤式、帶式、環式及感應輥式等多種類型的中、強磁場磁選機，其中以感應輥式磁選機應用最為普遍。由於當時強磁場磁選機單位機重的處理能力較低，因此一般僅用於有色及稀有金屬礦物的選礦。

60年代初期，瓊斯（G.H.Jones）提出“多層感應磁極”原理，在強磁場磁選機的設計、製造方面出現了突破。按此原理設計的磁選機發展迅速，使磁選技術可應用於弱磁性的赤鐵礦礦石。70年代以來，根據馬斯頓（P.G.Marston）等人提出的新型磁路結構和科爾姆（H.H.Kolm）把纖維狀導磁不鏽鋼材料作為聚磁介質而設計的高梯度磁選機取得了重大進展，出現了週期式和連續作業式的高梯度磁選機。聚磁介質的磁場梯度相當於常規磁選機的10～100倍。這類介質的體積只佔磁場空間的5～10%，因此使磁選機的處理能力大為提高。

磁選是在磁選設備的磁場中進行的。被選礦石給入磁選設備的選分空間後，受到磁力和機械力（包括重力、離心力、水流動力等等）的作用。磁性不同的礦粒受到不同的磁力作用，沿着不同的路徑運動（見右圖）。由於礦粒運動的路徑不同，所以分別接取時就可得到
　　磁性產品和非磁性產品（或是磁性強的產品和磁性弱的產品）。進入磁性產品中的磁性礦粒的運動路徑由作用在這些礦粒上的磁力和所有機械力合力的比值來決定。進入非磁性產品中的非磁性礦粒的運動路徑由作用在它們上面的機械力的合力來決定。因此，為了保證把被分選的礦石中的磁性強的礦粒和磁性弱的
　　礦粒分開．必須滿足以下條件：

f_1磁>f_機和>f_2磁

式中f_1磁——作用在磁性強的礦粒上的磁力；
　　f_機和——與磁力方向相反的所有機械力的合力；
　　f_2磁—— 作用在磁性弱的礦粒上的磁力。

上式不僅説明了不同磁性礦粒的分離條件，同時也説明了磁選的實質，即磁選是利用磁力和機械力對不同磁性礦粒的不同作用而實現的。 ^[1] 

某鐵礦石礦石礦物鐵礦物主要為鏡鐵礦、菱鐵礦及褐鐵礦，少量磁鐵礦及黃鐵礦；脈石礦物主要為碧玉、石英、重晶石及鐵白雲石,少量方解石等；圍巖主要為灰綠及灰黑千枚巖，其主要由綠泥石、絹雲母、石英和鐵礦物所組成，組成複雜，嵌布粒度較細，且粗細不均，屬難選礦石。

生產中塊礦（75~ 15 mm）採用焙燒磁選工藝處理，粉礦（-15 mm）採用強磁選工藝處理，磁選設備為瓊斯型磁選機。通過對生產工藝流程及設備多次進行改進和改造，強磁選系統原設計採用兩段連續磨礦、強磁一次粗選、一次掃選流程處理粉礦。由於兩段連續磨礦，使一段磨礦產品中已單體解離的鐵礦物進入二段磨礦，造成了過粉碎，影響了金屬回收率。煙台鑫海公司礦山設計院針對礦石的性質，經過多次研究，又對強磁選流程進行了技術改造，強磁選增加二次掃選作業，形成了兩段磨礦、細篩分級、強磁一次粗選、二次掃選流程，使金屬回收率得到大幅提高，金屬回收率有了很大的提高。系統採用永磁高梯度磁選機進行流程優化後，在精礦品位保持不變的情況下，鐵回收率提高，選礦比降低。該流程優點為充分利用了礦物嵌布粒度粗細不均的特點，降低能耗。同時，大量降低二段磨礦負荷有利於細磨，生產時容易達到要求。 ^[2] 

磁選是一種應用廣泛的選礦方法。所有貧磁鐵礦礦石都由弱磁場磁選處理。通常應用永磁圓筒磁選機進行二段選別；第一段在粗磨下丟棄一部分脈石礦物，所得粗精礦再磨再選。經破碎後的磁鐵礦礦石，也可用磁滑輪預選排除塊狀脈石和採礦時混入的圍巖。弱磁性的赤鐵礦礦石，可直接用強磁場磁選機選別；或經磁化焙燒後，用弱磁場磁選機選別。大多數的錳礦物以及黑鎢礦都可用強磁場磁選機選別。

不僅為細粒級和微細粒級弱磁性礦物選礦提供了有效手段，而且使磁選法逐漸擺脱原有的侷限性，在更多的領域中得到應用。也用於赤鐵礦選別、煤粉脱硫、非金屬除雜、污水處理等方面。

同時磁選廣泛應用於強磁性鐵礦的處理以及從混合物料中排除鐵磁性雜質（如鐵件、鋼塊等），也大規模應用於細粒弱磁性鐵錳礦石的分選、有色金屬硫化礦石、非金屬礦石（括煤）的分選，以及廢水、廢氣的處理等，尤其高梯度磁選機和超導磁選機的出現和發展，以其合理的磁繫結
　　構、機械結構和性能優異的磁性材料，為弱磁性微細粒、粗粒物料的磁分離，以及污水、廢氣的淨化和綜合利用提供了合理的處理方法和技術裝備。