Основними факторами

Основними факторами, що впливають на процес магнітної сепарації, є: напруженість магнітного поля і його неоднорідність, параметри робочої зони, швидкість обертання барабанів і валків, крупність і магнітні властивості збагачуваної руди, густина живлення сепараторів.

Напруженість магнітного поля визначає величину магнітної сили. Крім того, магнітна сила залежить від магнітної сприйнятливості мінералу і ступеня неоднорідності поля. Збільшення напруженості поля сприяє збільшенню магнітної сили, а це значить, що до магнітної фракції можна вилучати мінерали з меншою магнітною сприйнятливістю. У свою чергу це впливає на вихід і якість продуктів розділення.

Параметри робочої зони (довжина і висота) визначають продуктивність сепаратора:

, т/год

де q – питома продуктивність, т/год∙м; n – число головних робочих елементів сепаратора; L – довжина робочого елемента (барабана, валка), м.

Зі збільшенням діаметра і довжини барабана (валка) довжина робочої зони зростає, що дозволяє підвищити вилучення магнітних мінералів і продуктивність сепаратора.

Швидкість обертання барабанів і валків у значній мірі визначає продуктивність сепараторів і якість продуктів розділення. Швидкість обертання робочих органів вибирається залежно від способу збагачення (сухий або мокрий), способу подачі живлення (верхній або нижній), магнітної сприйнятливості і крупності мінералів, необхідної якості продуктів збагачення (одержання готових концентратів або відвальних відходів).

Крупність збагачуваної руди впливає на магнітні властивості мінералів, що розділяються. Зі зменшенням крупності частинок їх питома магнітна сприйнятливість також зменшується.

Питома магнітна сприйнятливість впливає на селективність розділення рудних і породних мінералів. Чим більше розрізняються мінерали своїми магнітними сприйнятливостями, тим легше їх розділити у магнітному полі, і навпаки. Селективність магнітного збагачення характеризується коефіцієнтом селективності: .

Густина живлення сепараторів впливає на технологічні показники сепарації. Збільшення вмісту твердої фази у живленні сприяє підвищенню продуктивності сепаратора, але в той же час – зниженню якості продуктів збагачення, і навпаки.

Рівняння магнітної сили: , Н/кг,

 

де χ – питома магнітна сприйнятливість, м³/кг; H gradH – магнітна сила поля, А²/м³.

23. МАГНІТНЕ ЗБАГАЧЕННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН. ФОРМУЛА ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ МАГНІТНОЇ СИЛИ. МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ МІНЕРАЛІВ.

Магнітні процеси збагачення основані на використанні відмінностей у магнітних властивостях мінералів і гірських порід (величинах магнітної сприйнятливості, залишкової індукції, коерцитивної сили і ін.) і здійснюються в магнітних сепараторах у неоднорідному постійному або змінному магнітному полі в повітряному і водному середовищах.

Для створення магнітного поля в сепараторах використовуються постійні магніти або електромагніти. У практиці збагачення застосовується переважно неоднорідні постійні магнітні поля. Магнітна сепарація – основний метод збагачення залізних (близько 70% в світі і 90% в Україні) і марганцевих руд (90% в Україні).

Переваги магнітних методів – висока селективність (магнітні сили, що діють на зерно корисного компонента, більші, ніж сила ваги в 100 і більше раз), безпека для персоналу і екологічна чистота процесів, низька собівартість переробки, технологічність і можливість автоматизації.

Формула для визначення магнітної сили:

На мінеральне зерно в неоднорідному магнітному полі діє магнітна сила F_магн, що визначається за формулою:

, Н/кг,

де χ – питома магнітна сприйнятливість, м³/кг; H gradH – магнітна сила поля, А²/м³.

Чим більша питома магнітна сприйнятливість, тим з більшою силою магнітне поле діє на мінеральне зерно. Мінеральні зерна, для яких магнітна сила більша суми протидіючих механічних сил (ваги, інерції, опору середовища, відцентрової та ін.), притягуються до полюсів магнітної системи і вилучаються у магнітний продукт. Мінеральні зерна з низькою магнітною сприйнятливістю практично не змінюють намагніченості, не взаємодіють з зовнішнім магнітним полем і рухаються у магнітному полі за траєкторіями, що залежать від дії тільки механічних сил. Ці мінеральні зерна вилучаються у немагнітний продукт.

 

Магнітні властивості мінералів характеризуються магнітною сприйнятливістю і магнітною проникністю.

Магнітна сприйнятливість – фізична величина, що характеризує здатність тіла до намагнічення під дією магнітного поля. Розрізняють об’ємну і питому магнітну сприйнятливість. Об’ємна магнітна сприйнятливість κ; дорівнює відношенню намагніченості тіла J до напруженості магнітного поля Н, у якому знаходиться тіло:

κ = J / Н.

Питома магнітна сприйнятливість χ; – об’ємна магнітна сприйнятливість одиниці маси тіла:

χ = κ / δ;,

де δ – густина тіла, кг/м³.

Магнітна сприйнятливість визначається головним чином вмістом включень феромагнітних мінералів (в основному мінералів титаномагнетитової групи). На її величину впливає також форма і розмір зерен феромагнітних мінералів, розташування зерен один відносно одного

Магнітна проникність μ; – величина, що характеризує здатність речовини змінювати свою магнітну індукцію В під дією зовнішнього магнітного поля:

μ = В / Н.

Магнітна проникність зв’язана з магнітною сприйнятливістю таким співвідношенням:

μ = 1 + 4πκ.

Для вакууму μ₀ = 1,256 · 10^-6, Гн/м.

Магнітна індукція В – величина, що характеризує напруженість магнітного поля в речовині, вона залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля Н і намагніченості речовини J:

В = Н + 4πJ.

24. МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ МІНЕРАЛІВ: ФЕРОМАГНЕТИКИ І ДІАМАГНЕТИКИ. НЕМАГНІТНІ МАТЕРІАЛИ. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

За магнітними властивостями всі мінерали і гірські породи діляться на феромагнітні, парамагнітні і діамагнітні.

феромагне́тики — деякі метали (залізо, нікель, кобальт, гадоліній, манган, хром та їхні сплави) з великою магнітною проникністю, що проявляють явище гістерезису; розрізняють м'які феромагнетики з малою коерцитивною силою та тверді феромагнетики з великою коерцитивною силою. Феромагнетики використовуються для виробництва постійних магнітів, осердь електромагнітів та трансформаторів.

Феромагнетики сильно втягуються в область сильнішого магнітного поля.

· Магнітна сприйнятливість феромагнетиків позитивна і значно більше одиниці.

· При не дуже високих температурах феромагнетики характеризуються спонтанною намагніченістю, яка сильно змінюється під впливом зовнішніх дій^[

Властивості феромагнетиків пов'язані з наявністю у їхній структурі груп атомів, які називаються доменами, котрі вже мають узгоджену орієнтацію елементарних магнітних полів. Орієнтація полів самих доменів, яка відбува­ється при намагнічуванні, створює власне поле речовини значно сильніше, ніж у інших магнетиків, у яких відбувається лише часткова орієнтація елеме­нтарних полів атомів речовини. Орієнтація полів доменів значною мірою зберігається і після припинення дії зовнішнього поля. Така суть залишкового намагнічування. Проте інтенсивний тепловий рух може зруйнувати цю орієн­тацію, тому за високої температури феромагнітні речовини втрачають свої магнітні властивості.

Діамагне́́тики — речовини з від'ємною магнітною сприйнятливістю.

Явище діамагнетизму зумовлене ларморівською прецесією електронів у магнітному полі.

Процеси, які визначають діамагнітні властивості речовини, відбуваються у всіх без вийнятку матеріалах, але вони слабкі й у випадку парамагнетиків не грають суттєвої ролі порівняно із іншими процесами.

Ідеальний діамагнетик має магнітну сприйнятливість рівну −1, що призводить до виштовхування магнітного поля із речовини. Ідеальними діамагнетиками є надпровідники.