磁选机在陶瓷行业的应用

　　磁选技术的最新发展为陶瓷原料的提纯提供了有效的手段。

　　左：磁棒由放置在不锈钢管中的永磁体组成磁路，待处理物料在不锈钢管道周围流动。右：由具有相同磁路设计的永久磁铁组成的栅格磁体。该磁选机与浆料流“同向”放置，浆料围绕管流动。在过去十年中，新的磁体材料和电路设计方法已经允许制造以更高的场强运行的磁选机。这些新一代磁选机越来越多地被用于满足陶瓷和玻璃制造中使用的较高纯度原料的需求。磁性清洗已经应用于诸如氧化铝，二氧化硅，长石，粘土，硼，锂和氟石等基础工业材料，以及一系列高科技和“专业”陶瓷矿物原料。随着对这些磁选机的原理了解越来越多，磁选机应用于陶瓷原料的清洗和净化将有更大的发展空间。

　　颗粒和磁选机特性

　　当受到磁场的影响时，所有颗粒以特定的方式响应，分为三组之一：铁磁性，顺磁性或抗磁性。具有非常高的磁化率并被磁场强烈诱导的颗粒是铁磁性的。具有低磁化率和对磁场的弱响应的颗粒被称为顺磁性，而具有负磁化率(即非磁性)的颗粒被称为反磁性。在磁选机的设计中，磁场强度和磁场梯度是影响分选的两个主要变量。产生小于2000高斯或0.2特斯拉的磁场强度的磁选机，这是常规永久铁氧体磁体的上限，通常被称为低强度磁选机。高强度磁选机通常在超过5000高斯或特特斯拉的地区运行。磁场梯度是指磁场强度的变化率或收敛速度，变化率或收敛速度越高，磁吸力越强。

　　在磁选机中产生磁梯度的最常见方法是将磁通线集中在电路内的钢极片上。 这可以通过将钢极片放置在两个磁体之间来简单实现。 磁通将集中在钢极片中，导致极高的磁场强度。

　　磁力作用于颗粒的属性见公式。

　　磁选方法

　　任何给定的磁选机上的磁场都是由永久磁铁或电磁铁产生的。 存在两种不同类型的永磁体。 第一种是“铁氧体”磁铁，用于低强度磁选机。 铁氧体是一种非常便宜的材料，中等能量产品高达〜450万高斯(MGOe)。 (永磁体的能量乘积是其固有强度的相对量度)。铁氧体磁体通常产生高达2000高斯(0.2特斯拉)的磁场强度。

　　另一种类型的永磁体由稀土元素组成。 稀土磁体的出现允许在没有外部能源的情况下工作的高强度磁路的设计。 钕基磁体的能量产品现在可达50MGOe。 稀土磁铁用于收集顺磁性矿物的各种类型的磁选机。 根据磁路，这些磁选机产生高达24,000高斯(2.4特斯拉)的磁场强度。

　　电磁式磁选机通常使用螺线管电磁线圈进行设计。 一些磁选机使用螺线管线圈的孔作为分选区，而其他磁选机使用螺线管线圈将磁通量通过钢或“C框架”电路传送。 间隙中的磁场 - 螺线管的孔或C框的间隙用作磁选机中的分选区。 电磁分离器通常运行高达约20,000高斯(2特斯拉)。

　　磁选机的类型

　　固定式稀土永磁磁选机

　　固定永磁磁选机 - 特别是板式，格栅式 - 代表了磁选技术的第一个工业应用，也许是当今最普遍的磁选机。 这些磁选机由布置在回路中并容纳在不锈钢外壳中的稀土永磁体组成。 物料流动在永久磁铁上方、或周围流动，并且铁质材料被收集并保持在磁箱外。

　　这些磁选机通常用于从陶瓷原料收集铁磁性铁颗粒，以确保高产品质量。 它们在陶瓷加工应用中也能很好地去除机器部件，管道，滑槽，料仓和加工设备中磨损的细铁。 两种不同类型的固定永磁磁选机如图1所示。

　　目前使用广泛的是固定永磁体的磁选机主要是由于其生产和运营成本低。 此外，他们没什么运动部件，维护费用省。但是这些磁选机必须手动清洁，因此最适合于仅存在微量铁质材料的应用。

　　自卸式稀土磁选机

　　两种不同类型的自卸式稀土磁选机提供高纯度陶瓷原料的高分选效率：稀土滚筒和稀土磁辊。 这些磁选机产生高强度磁场并依赖于离心力来进行分离。 通常，将进给材料引入到旋转磁性转子中，并且非磁性材料以自然的轨迹排出。 磁性材料通过磁场被吸引到转子上，并从非磁性粒子流中旋转出来。

　　稀土磁滚筒磁选机由一个完全由旋转鼓包围的固定的轴安装磁路组成(见图2)。 磁路包括交替的稀土磁体和跨过120度弧的钢杆件。 钢杆被诱发并投射出高强度，高梯度的磁场。 鼓上的峰值磁场强度大约为7000高斯，并且有效地去除许多顺磁物质。

　　稀土滚筒可以高效处理相对粗糙(> 75微米)的材料，并适用于恶劣的环境。 例如，一个15英寸直径滚筒可以处理每小时5吨，65到200目的锆石。 该分离器已经成功应用于许多工业应用，包括处理石英岩，蓝晶石，长石，霞石正长岩和组合玻璃配料，以及清洁玻璃碎玻璃的应用。 在大多数应用中，单位容量在15英寸的范围内从3到5吨/英尺的筒宽度。

　　产生超过24,000高斯的峰值磁场强度的稀土磁辊(见图3)对于从干燥工艺流中除去弱磁性矿物是非常有效的。 磁选机设计用于提供峰值分离效率，并且通常在需要高纯度产品时使用。 该辊由与磁极引导到磁饱和点的钢极片交替的钕铁硼永磁体的盘构成。 磁辊直径通常为4和6英寸。

　　稀土磁辊一般会被配置为分离器中的头带轮， 使用细的传送带将物料输送通过磁场。 当进料进入磁场时，非磁性颗粒在其自然轨迹中从辊排出。 顺磁性或弱磁性颗粒被吸引到辊上并被偏转到非磁性颗粒流中。 磁辊的构造宽度为60英寸，典型进料速率范围为100至400磅/小时/英寸。