磁团聚

现代矿物原料的基本特点是能经济利用的矿石品质逐日降低，有价成分的微细程度日益提高。因此，为了最大限度利用一切矿产资源，减缓自然资源的枯竭速度，微细粒矿物的选矿已经成为当今选矿界的研究课题和生产领域头等重要的问题。

微细粒的一般特性为质量小、比表面积大。质量小，则沉降分层过程慢，重选回收困难。质量小，细粒与气泡碰撞几率低，比浮选速度小，故浮选回收率及品位均低。就磁选而言，强磁性物料随粒度减小磁化率极度降低，矫顽力增大；弱磁性矿物磁化率本身就低，比介质阻力随粒度降低而增大，导致回收困难。对任何一种分离方法而言，设备处理能力都低。

比表面大，表面能和表面活性大，易于相互聚结，故细粒表面行为对分选有重要影响。小于5μm的微粒矿物，在矿浆中受到各种表面力的作用，如范德华分子作用力、双电层静电作用力、位阻作用力、疏水作用力等，使微细粒矿物的分散、团聚、凝聚等行为受到严重影响。表面力不仅对浮选有重要作用，对重选和磁选也有显著作用，磁选时矿粒在磁介质上的捕获和解吸，都与微细粒体系的分散与凝聚行为有密切关系。提高微细粒矿物选别指标的两种有效措施是增大细粒矿物的表观粒度和具有巨大磁场力的新型磁选机直接分选细粒物料。其中增大微细粒矿物表观粒度的方法包括选择性磁团聚法和磁种法。

所谓磁团聚选矿，是在外加磁场的作用下，强磁性或弱磁性细颗粒矿物有选择性地自行团聚成链状或团状磁聚体，在水流作用下与不团聚的脉石颗粒相分离。磁团聚选矿较早用于细粒强磁性矿物，最近一二十年才推广到细粒弱磁性矿物，如菱锰矿、菱铁矿等与石英、长石的分离上。近年来磁团聚选矿技术发展迅速，已达工业应用阶段。

磁性是物质的基本属性之一。矿物的磁性用比磁化率度量。在磁选中，矿物根据比磁化率k的大小，分为强磁性矿物、弱磁性和中磁性矿物以及非磁性（有极弱磁性的）矿物等二类。待分选的物料给入磁选机后，受到磁力（f磁）和设备机械力（又称竞争力，包括离心力、重力、摩擦力和水流动力等）的共同作用。磁性颗粒所受的磁力大于所受机械力，非磁性颗粒主要受机械力的作用，由于两者受到不同力的作用，将沿着不同的路径运动，分别接取即可达到分选目的。

磁性矿物如磁铁矿在离开磁场时存在剩磁，磁性颗粒之间就会由于剩磁而发生磁团聚，如磁链和磁团，它对选别、分级以及过滤作业都有不利影响，解决这一问题的途径之一就是脱磁。而在磁选过程中同样会发生磁团聚，这是由于磁性颗粒在外磁场作用下强烈聚集形成磁团，在磁团内，除磁性颗粒本身外，还包裹着品位低的单体脉石及脉石连生体，从而降低了精矿的品位。为了达到一定精矿质量要求，选厂采取多段磨矿多段精选工艺，或全面降低精选粒度，提高磁铁矿单体解离度。这类措施在技术上存在一定困难，经济上也昂贵，同时选矿生产能力也降低，金属回收率下降。实际上，要提高磁选机精矿产品的质量，应破坏磁团，使被夹杂于其中的单体脉石或连生体从中分离出来，破坏力可以是机械力也可以是流体力。

磁团聚分选设备由磁系和切向给水装置或搅拌装置构成（见图1）。磁系由内外两组同心筒形磁极组成，可以降低磁场不均匀性。磁极由铁氧体永磁块构成，磁系沿轴向是断续的，使强磁性矿石在沉降过程中处于团聚-分散-团聚的动态过程，有利于选择性团聚和排除脉石，提高精矿品位及分选效率。沿切向给入上升水流，是为了产生剪切力，加强水力清洗作用。有些设备安有搅拌叶轮，其作用与切向水流相同。根据磁力和流体剪切力的比值及两种力的方向，来控制强磁性矿粒的团聚和分散状态，达到磁团聚的高度选择性。在分选区保持矿浆的适当浓度，以形成床层和发生干涉沉降作用。

图1 磁团聚分选设备示意图

1—提升杆；2—给矿箱；3—给矿管；4—溢流槽；5—内磁系；6—外磁系；7—进水管；8—精矿阀