第5次讲课程名称：《磁电选矿》摘要第二章磁选设备授课题目（章、节）第四节磁选机的磁系本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，【主要内容】1、弱磁场磁选设备的磁系结构参数2、弱磁场磁选设备的磁系设计3、强磁场磁选设备的磁系结构参数4、磁选设备的磁性材料及其特性数5、软磁材料和硬磁材料的磁性特点[重点】弱磁场磁选设备的磁系设计、铁磁性材料的磁特性[难点】弱磁场磁选设备的磁系设计内容【本讲课程的引入】本节课主要介绍磁选设备的磁系结构，掌握磁系结构的设计，使磁选设备的设计力争做到设备结构先进，构造简单，体积小，成本低，工作可靠，选分指标好及处理量高等。一：研究磁选设备的磁系结构参数的目的（1）设计磁系（2）深入了解设备详细结构二．弱磁场磁选设备设计的目标和原则一般目标：选矿目标：选别指标高β高一一应考虑的影响因素见P79ε高一一应考虑的影响因素见P79Q高—-三：开放型磁系和闭合性磁系：开放型磁系一一一磁极在一侧相邻配置且磁极之间没有感应磁介质，磁路气隙长，磁阻大，漏磁多，HgradH低，用于弱磁场磁选设备
课程名称：《磁电选矿》 第 5 次讲 摘要 授课题目（章、节） 第二章 磁选设备 第四节 磁选机的磁系 第五节 软磁性材料的种类及其特性 第六节 永久磁铁的种类及其特性 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，。 【主要内容】1、弱磁场磁选设备的磁系结构参数 2、弱磁场磁选设备的磁系设计 3、强磁场磁选设备的磁系结构参数 4、磁选设备的磁性材料及其特性数 5、软磁材料和硬磁材料的磁性特点 【重 点】弱磁场磁选设备的磁系设计、铁磁性材料的磁特性 【难 点】弱磁场磁选设备的磁系设计 内容 【本讲课程的引入】本节课主要介绍磁选设备的磁系结构，掌握磁系结构的设计，使磁选设 备的设计力争做到设备结构先进，构造简单，体积小，成本低，工作可靠，选分指标好及处理 量高等。 一．研究磁选设备的磁系结构参数的目的 （1）设计磁系 （2）深入了解设备详细结构 二．弱磁场磁选设备设计的目标和原则 一般目标： 选矿目标：选别指标高β高――应考虑的影响因素见 P79ε高――应考虑的影响因素见 P79Q 高- 三．开放型磁系和闭合性磁系： 开放型磁系――－磁极在一侧相邻配置且磁极之间没有感应磁介质，磁路气隙长，磁阻大，漏 磁多，HgradH 低，用于弱磁场磁选设备
闭合性磁系一一一磁极相对配置，或在磁极间装有感应磁介质，磁路气隙短，磁阻小，漏磁少，场强高，多用于强磁设备。四.弱磁设备的开放磁系型式平面磁系（如带式磁选机）曲面磁系（如筒式磁选机）塔型磁系（如磁力脱水槽）$2一4磁选机的磁系本节主要研究开放型磁系场强变化规律的解析表达式一影响开放型磁系磁场特性的因素磁极表面的H1极距1极面宽b和极隙宽a之比b/a磁极或极端面的形状（对曲面磁系）极端面到弧心距离R（曲面的曲率半径）磁极材料二，实验研究表明：沿磁极对称面或磁极间隙对称面上的磁场强度变化可用下式表示式中：H一一距极面高度为y处的场强H一一极面处的场强C一一磁场的非均匀系数上式关键在C1.C值求法：当磁极表面按圆柱面排列时当磁极表面平面排列可见C纯粹由磁系的几何形状和尺寸决定2.C的物理意义：C是表示磁场非均匀性的系数：C越大，磁场越不均匀其物理意义推导如下：由求出即故可见C是一点的磁场梯度与场强的比值，其物理意义是单位场强的磁场梯度。三公式的应用条件1应用由极面H求y处的H,由H反算H（设计时更常见）2应用条件：电磁铁和合金磁铁：极端面弧形r=0.4~0.61,b/a=1.0~1.5陶瓷磁铁：把C修正为C见表6-2和表6-3（高斯制）磁系的极面宽（b）和极隙宽（a）的比值b/a在极距1一定的情况下，b/a值对磁系的磁场特性有很大的影响比如：如图三种情况（电磁磁系和合金磁铁磁系）设计时取哪个b/a值好？考虑圆筒或皮带携带矿石由极面沿1方向通过时受到的磁力应当均匀些，以防止磁性矿粒脱落，显然b/a=1.2/1的情况较好，H线波动程度较小。对于铁氧体磁系，因其各向异性，侧面磁通少，磁极间隙小些才能达到上述要求。经实验测定湿式磁选机当时适宜当时适宜当时适宜
闭合性磁系――－磁极相对配置，或在磁极间装有感应磁介质，磁路气隙短，磁阻小，漏磁少， 场强高，多用于强磁设备。 四．弱磁设备的开放磁系型式 平面磁系（如带式磁选机） 曲面磁系（如筒式磁选机） 塔 型磁系（如磁力脱水槽） §2－4 磁选机的磁系 本节主要研究开放型磁系场强变化规律的解析表达式 一．影响开放型磁系磁场特性的因素 磁极表面的 H 极距 l 极面宽 b 和极隙宽 a 之比 b/a 磁极或极端面的形状 （对曲面磁系）极端面到弧心距离 R（曲面的曲率半径） 磁极材料 二．实验研究表明：沿磁极对称面或磁极间隙对称面上的磁场强度变化可用下式表示 式中：H――距极面高度为 y 处的场强 H――极面处的场强 C――磁场的非均匀系数 上式关键在 C 1．C 值求法：当磁极表面按圆柱面排列时 当磁极表面平面排列 可见 C 纯粹由磁系的几何形状和尺寸决定 2．C 的物理意义：C 是表示磁场非均匀性的系数；C 越大，磁场越不均匀 其物理意义推导如下： 由 求出 即 故 可见 C 是一点的磁场梯度与场强的比值，其物理意义是单位场强的磁场梯度。 三．公式的应用条件 1 应用 由极面 H 求 y 处的 H,由 H 反算 H(设计时更常见) 2 应用条件： 电磁铁和合金磁铁：极端面弧形 r=0.4~0.6l,b/a=1.0~1.5 陶瓷磁铁：把 C 修正为 C 见表 6－2 和表 6－3（高斯制） 磁系的极面宽（b）和极隙宽（a）的比值 b/a 在极距 l 一定的情况下，b/a 值对磁系的磁场特性有很大的影响 比如：如图三种情况（电磁磁系和合金磁铁磁系） 设计时取哪个 b/a 值好？ 考虑圆筒或皮带携带矿石由极面沿 l 方向通过时受到的磁力应当均匀些，以防止磁性矿粒脱 落，显然 b/a＝1.2/1 的情况较好，H 线波动程度较小。 对于铁氧体磁系，因其各向异性，侧面磁通少，磁极间隙小些才能达到上述要求。经实验测定 湿式磁选机 当 时 适宜当 时 适宜当 时 适宜
（注：磁块宽6.5，磁极宽是6.5的倍数）干式磁选机多采用小极面多极磁系，b/a值较大，可达4～5磁系的极距1一：磁系磁极的距离1是影响磁场特性的主要因素之一如何影响？设有两个磁系，H相同，但1一个大一个小，分别测出两个磁系相对应的某一磁极对称面上H和HgradH的变化曲线如图二者比较可见1大时各点H高，但gradH低，HgradH在y很小时较小，随y增大，减小慢1小时各点H低，但gradH高，HgradH在y很小时较大，随y增大，减小快结论：1小，极表面附近磁场力大，稍远则磁场力下降很多，磁场力作用深度小，适合于薄矿层1大，极表面附近磁场力不大，离极面远些磁场力下降不多，磁场力作用深度大，适合于厚矿层二.最适宜的极距1的确定1取值不同，磁选设备的磁场特性不同，则矿粒所受磁力也不同，当1取为合适值时，f是最大的，即F是最大的，下面即要找出F时的1F与1如何联系？通过不均匀系数C确定合适的1也就是确定合适的C值(1)F=μxHgradH而 H=He"cy同时即视C为变量，求F=F(C)函数的极值点。由(2)另有故据上节内容得（1）y的取值上面给矿选大粒（视为单层矿粒）y=0.5d+4下面给矿选细粒（矿层厚h）y=h+△得：（4)把（3）的y值代入1=2上面给矿选大粒时下面给矿选细粒时当上面给矿选大块时因误差较大要对公式加以修正，此时磁系得高度，宽度，半径和极数
（注：磁块宽 6.5，磁极宽是 6.5 的倍数） 干式磁选机多采用小极面多极磁系，b/a 值较大，可达 4～5 磁系的极距 l 一．磁系磁极的距离 l 是影响磁场特性的主要因素之一 如何影响？ 设有两个磁系，H 相同，但 l 一个大一个小，分别测出两个磁系相对应的某一磁极对称面上 H 和 HgradH 的变化曲线如图 二者比较可见 l 大时各点 H 高，但 gradH 低，HgradH 在 y 很小时较小，随 y 增大，减小慢 l 小时各点 H 低，但 gradH 高，HgradH 在 y 很小时较大，随 y 增大，减小快 结论： l 小，极表面附近磁场力大，稍远则磁场力下降很多，磁场力作用深度小，适合于薄矿层 l 大，极表面附近磁场力不大，离极面远些磁场力下降不多，磁场力作用深度大，适合于厚矿 层 二．最适宜的极距 l 的确定 l 取值不同，磁选设备的磁场特性不同，则矿粒所受磁力也不同，当 l 取为合适值时，f 是最 大的，即 F 是最大的，下面即要找出 F 时的 l F 与 l 如何联系？通过不均匀系数 C 确定合适的 l 也就是确定合适的 C 值 (1) F=μxHgradH 而 H=He-cy 同时 即 视 C 为变量，求 F=F(C)函数的极值点。由 （2） 另有 故 据上节内容 得 （1）y 的取值上面给矿选大粒（视为单层矿粒）y=0.5d+Δ 下面给矿选细粒（矿层厚 h）y=h+Δ (4)把（3）的 y 值代入 l=2 得： 上面给矿选大粒时 下面给矿选细粒时 当上面给矿选大块时因误差较大要对公式加以修正，此时 磁系得高度，宽度，半径和极数
一磁系次级得高度h（多少块磁块合起来？）一般由选别空间得H反算H（即磁块的B值）退磁曲线上定出工作点，求出求出计算1即为此处的h值但计算出的1（即h）有时太大或太小，要加以修正。一般掌握h/=0.7实际的磁极一般h为4一5块磁块起来的高度二磁系宽度（即沿圆筒轴向的长度）磁系越宽（轴向长），场强越平稳，且处理能力越高，故宽些好，但过宽会使轴产生较大的下挠，严重时磁系碰到筒皮而不能工作设计时可参考系列定型产品的尺寸。三.磁系半径（与筒径对应）R=R+△磁系半径R越大，极数就越多，场强就越高，弧形分选带长度增大磁翻作用强，选别指标和处理能力均有提高。故应尽量采用大筒径。四.极数：n=L/1+1式中L=α为磁系包角（单位弧度）R为极面半径R为圆筒半径△为筒外表面至极表面的距离磁系包角磁化轮150~360干式筒式磁选机270或360湿式筒式磁选机t106~128极性排列大块，沿矿粒运动方向同一极性排列，防止磁翻细粒，沿矿粒运动方极性交替排列，产生磁翻弱磁场磁选设备的磁系设计的内容和程序一.设计依据：（1）矿石性质：主要是矿物类型，粒度（2）要求的选别指标：（3）磁块尺寸和退磁曲线二：设计内容和步骤：（一）确定磁选设备的类型：名称？干式还是湿式？电磁还是永磁？（二）确定筒体（或槽体）尺寸
一．磁系次级得高度 h（多少块磁块摞合起来？） 一般由选别空间得 H 反算 H（即磁块的 B 值） 退磁曲线上定出工作点，求出 求出 计 算 l 即为此处的 h 值 但计算出的 l（即 h）有时太大或太小，要加以修正。一般掌握 h/ =0.7 实际的磁极一般 h 为 4－5 块磁块摞起来的高度 二磁系宽度（即沿圆筒轴向的长度） 磁系越宽（轴向长），场强越平稳，且处理能力越高，故宽些好，但过宽会使轴产生较大的下 挠，严重时磁系碰到筒皮而不能工作 设计时可参考系列定型产品的尺寸。 三．磁系半径（与筒径对应）R=R+Δ 磁系半径 R 越大，极数就越多，场强就越高，弧形分选带长度增大磁翻作用强，选别指标和处 理能力均有提高。 故应尽量采用大筒径。 四．极数： n=L/l+1 式中 L= α为磁系包角（单位弧度） R 为极面半径 R 为圆筒半径 Δ为筒外表面至极表面的距离 磁系包角 磁化轮 150～360 干式筒式磁选机 270 或 360 湿式筒式磁选机 106～128 极性排列 大块，沿矿粒运动方向同一极性排列，防止磁翻 细粒，沿矿粒运动方极性交替排列，产生磁翻 弱磁场磁选设备的磁系设计的内容和程序 一．设计依据： （1）矿石性质：主要是矿物类型，粒度 （2）要求的选别指标： （3）磁块尺寸和退磁曲线 二．设计内容和步骤： （一）确定磁选设备的类型：名称？干式还是湿式？电磁还是永磁？ （二）确定筒体（或槽体）尺寸
（三）ylbaa及极数n值的确定：ly=h+下面给矿选细粒（一般为湿式）y=0.5d+上面给矿选大粒（一般为干式）213结合所选用的磁块实际尺寸，同时考虑1=b+a和适宜的b/a值，修正1值，并确定b和a4假设一磁系包角，计算极数n，n取整后再反算（一）H和H的确定1.通过公式计算（第八章）或由经验估算（或ZF更简单些）2.由F>EF和可导出式中的和C值要查表计算（五）用退磁因子法求磁极的高度h（即磁擦长度1）确定每擦所用磁块数、每极所用的磁块数和全机所用的磁块总数前言：强磁场磁选设备采用闭合磁系，分选空间位于两磁极相对的间隙内，能够在分选区吸住磁性矿粒而出了分选区又把磁性矿粒卸下的磁极称为感应磁极（有时称为感应磁介质）与感应磁极相对的称为原磁极，感应磁极可分为单层的和多层的：整体感应磁极（如盘、辊、锥等）形成单层选分空间，处理能力低。分散感应磁极（如齿板、球、网、丝等）形成多层分选空间，处理能力提高了。本章研究两磁极相对配置所形成的磁场特性和两极的结构参数。平面一单齿磁极对一：应用：用于盘式强磁场磁选机（盘接边为齿极电磁铁为平面极）二．图例：齿为双曲线型1----极距齿尖削角三、磁场特性：沿线：以及的定量描述见P99公式（7-3)、（7-6）、（7-7）要求做一般了解。定性描述：尖齿极附近（）最高，最高，即最大距0稍远，急剧下降，至平面极附近四.结构参数1.极距越小越大但相对应的分选空间隙变窄理论上应小些实际分选时取取值不能过小，因平面极附近很小不起分选作用，而振动槽之上至少要有以使精尾矿运动时不相互妨碍2.齿尖削角：改变时也变化，要使大，取合适的=602（经实验测得图7-2）3.齿尖圆弧半径：齿尖为什么做成圆弧状？避免磁饱和尖端磨损造成的自然增大平面或槽形一一多齿极对的参数一，应用：用于感应棍式强磁场磁选机辊表面为多齿极
（三）y l b aα及极数 n 值的确定： 1y=h+ 下面给矿选细粒（一般为湿式） y=0.5d+ 上面给矿选大粒（一般为干式） 2 l 3 结合所选用的磁块实际尺寸，同时考虑 l=b+a 和适宜的 b/a 值，修正 l 值，并确定 b 和 a 4 假设一磁系包角 ，计算极数 n，n 取整后再反算 （一）H 和 H 的确定 1．通过公式计算（第八章）或由经验估算∑ƒ（或∑F 更简单些） 2．由 F >∑F 和 可导出 式中的 和 C 值要查表计算 （五）用退磁因子法求磁极的高度 h（即磁摞长度 l）确定每摞所用磁块数、每极所用的磁块 数和全机所用的磁块总数 前言：强磁场磁选设备采用闭合磁系，分选空间位于两磁极相对的间隙内，能够在分选区吸住 磁性矿粒而出了分选区又把磁性矿粒卸下的磁极称为感应磁极（有时称为感应磁介质）与感应 磁极相对的称为原磁极，感应磁极可分为单层的和多层的： 整体感应磁极（如盘、辊、锥等）形成单层选分空间，处理能力低。 分散感应磁极（如齿板、球、网、丝等）形成多层分选空间，处理能力提高了。 本章研究两磁极相对配置所形成的磁场特性和两极的结构参数。 平面－单齿磁极对 一．应用：用于盘式强磁场磁选机（盘接边为齿极 电磁铁为平面极） 二．图例：齿为双曲线型 l-极距 齿尖削角 三．磁场特性： 沿线：以及的定量描述见 P99 公式（7—3）、（7－6）、（7－7）要求做一般了解。 定性描述：尖齿极附近（）最高，最高，即最大距 0 稍远，急剧下降，至平面极附近 四．结构参数 1．极距越小越大但相对应的分选空间隙变窄理论上应小些 实际分选时取取值不能过小，因平面极附近很小不起分选作用，而振动槽之上至少要有以使精 尾矿运动时不相互妨碍 2．齿尖削角：改变时也变化，要使大，取合适的＝602（经实验测得图 7－2） 3．齿尖圆弧半径： 齿尖为什么做成圆弧状？避免磁饱和 尖端磨损造成的自然增大 平面或槽形——多齿极对的参数 一．应用：用于感应棍式强磁场磁选机辊表面为多齿极