高梯度磁选机的发展现状及应用

以往磁力应用于分选或过滤只限于粒度约为50μm以上的强磁性颗粒。1968年第一台高梯度磁选设备问世，用于除去粘土中<2μm的弱磁性颗粒，由于能产生很强的磁力，对于<20μm的物料也能有效地回收，它可以分选微米级的物料。30多年生产实践中，已对此工艺可能用于矿物加工、水处理和其它固-固及固-液分离等各种问题引起了很大的兴趣。有关高梯度磁选的理论研究和应用发展，获得了喜人的成果，也研制和开发了一批高效节能的磁选设备。

1、高梯度磁选的研究及其应用

高梯度磁选设备作用于细粒上的磁力大大超过以前的工艺设备中可获得的磁力。利用有效电磁体产生的强背景磁场和能产生高磁场梯度（磁力决定性因素）的捕集表面，使得磁力的增大成为可能。由于在这种磁选机中，即便极细的弱磁性颗粒所受的磁力理论和实际值也比所受的重力及流体阻力大得多，因而磁选适用的物质和粒度范围，由于高梯度磁选的发展，大大扩展了。

2、高梯度磁选设备

2.1、周期式高梯度磁选机

该磁选机（用于处理废水的称为磁滤器）是20世纪60年代末美国研制的、70年代成熟起来的一项新技术，用于废水处理的磁过滤器现已系列化。

我国用于分选金属矿和非金属矿的高梯度磁选机，主要是实验室型的，虽也有生产型的，但尚未定型；用于钢厂废水处理的磁滤器已在许多钢厂应用，取得了较好的效果，沈阳矿山机器厂做了磁滤器标准化的工作，其系列型号为CAD-6-15-5等。左边第一个数字为磁滤器内径（cm），第二个数字为滤床高度（cm），第三个数字为背景场强（dT）。

2.2、连续式高梯度磁选机

当原矿中磁性物含量较高时，周期式高梯度磁选机处理量太低，这就需要连续式高梯度磁选机，此类机有平环式和立环式两种：

—平环式高梯度磁选机是70年代后期由SALA磁力公司研制的，其系列规格为120、由185、由240、由350和由480（转环平均直径）。最大型的由480机，场强0.5T，有4个磁极头，每个头的最大处理量可达2000t/h。我国一些部门也研制了实验室型和生产型平环式高梯度磁选机，但尚未形成系列。

—立环式高梯度磁选机。平环式高梯度磁选机磁介质易产生堵塞，立环式可在一定程度上克服这一缺点。捷克与前苏联先后研制了VMS和VMKS-1立环式高梯度磁选机，前者磁系在立环上部，后者则在其下部。

VMS机分选区场强最高为1.7T，处理量25~30t/h、VMKS-1机主要用于高岭土提纯，其分选区最高场强2T，处理量为1t/h（干高岭土）。

2.3、SLon型脉动高梯度磁选机

一般高梯度磁选机都存在磁介质机械夹杂问题，为了克服这一缺点，研制成脉动高梯度磁选机。采用立环、环下部装一产生脉动水流的装置，分选区内的矿粒受到脉动水流的作用而消除机械夹杂，该机已形成了系列产品。分选区场强均为1.0T。此外，振动—鼓动高梯度磁选机正在调试中，它既有振动也有鼓动（脉动），预计分选效果会更好。

2.4、高梯度超导磁选机

该磁选机主要是罐式，由美国埃利兹公司研制，目前已商品化。该磁选机的技术关键是向磁体的高速给磁以及随后的退磁，或在磁体不退磁的条件下如何把磁性物从磁介质表面冲洗下来。美国研制一种反复串罐式超导磁选机，基本解决了这一问题，其特点是分选罐往复交替进出磁场，实现分选。该机磁场强度2~10t，可分选比磁化系数为1×10(-6)cm3/g微米级的弱磁性物料。与同类周期式高梯度磁选机相比，电耗大大降低，为其1/10，处理量为其10倍。为了扩大磁选的应用领域，使那些目前尚认为是“非磁性物料”变为磁性物料（在高场强下磁化，磁性可大大增加），超导磁选则是一种关键的技术，应是重要的研究方向。

3、主要应用范围

高梯度磁选机主要用于：

—纯度要求高的玻璃或陶瓷工业产品提纯，如高岭土、砂石、霞石正长岩等；

—用于热力或火力发电站的粉状硫化煤的提纯；

—工业水（选矿和冶金）、城市水，以及电力、热力和核电站冷却水的净化，每平方米罐表面的处理流量大约为500m3/h。

—拣选化工合成过程和动力工程或热电站给入的蒸汽流体中的颗粒；

—铁、钼、钨、钛和稀土超细粒矿物的选别，或金属渣的分选回收再利用；

—环境或再循环中不同工业流体的净化（表面处理工业、水冶和石油工业）；

—废催化剂的处理；

—用于食品生物化学及生物学（等离子生产）领域。

4、结语

—高梯度磁选机对于处理细粒的顺磁性矿物，特别是分选细粒的弱磁性铁矿石，效果是明显的，较之迄今所用的强磁机其优越性是无法比拟的。

—现代高梯度磁选机及分离技术虽然已有30多年的发展历史，但仍存在着设备价格高和耗电大等问题。经济效益是生产企业的中心和关键。因此，高梯度磁选设备的直接投资和生产费用与其它方法相比没有节省。但是分选效率高、处理能力大、选别指标好等，又是该机的最大特点，并占有一定的经济优势。

—有色金属硫化矿或氧化矿的回收与分离，高梯度磁选潜力可能越来越明显，并在一定程度上代替浮选是可能的。但这种回收与分离，目前尚处于试验研究阶段，离直接应用还有较大的距离，因此研究超导高场强高梯度磁选机势在必行。

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