一种实验分析磁介质单丝捕获的方法
【专利摘要】本发明涉及一种实验分析磁介质单丝捕获的方法，属于高梯度磁选过程的磁介质研究技术领域。首先制作若干个磁介质盒，每个磁介质盒安装一种直径的磁介质丝，磁介质丝可自由装拆，与背景磁场方向垂直，这些磁介质丝呈若干列放置，每列包含若干组，每组至少包含两根磁介质丝；同一列每组磁介质丝的丝间距相同，不同列每组磁介质丝的丝间距不同；将安装不同直径磁介质丝的磁介质盒放入磁选设备中，可以对磁介质单丝的捕获量进行准确测定，并分析磁介质丝间磁场耦合对捕获量的影响，确定最佳磁介质丝径和丝间距，设计出最优结构磁介质。
【专利说明】
一种实验分析磁介质单丝捕获的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种实验分析磁介质单丝捕获的方法，属于高梯度磁选过程的磁介质 研究技术领域。
【背景技术】
[0002] 磁介质是实现高梯度磁选过程的载体，其结构决定磁场分布和分选效能。实际中， 磁介质由大量磁介质单丝有序排列组合而成;单丝作为磁介质的基本构成，其磁力捕获分 析是研究磁介质的前提和基础。迄今，有关磁介质的研究，局限于磁介质丝的磁场分布和磁 力捕获模拟，其准确性和实用性无法证实。本发明提供一种实验分析磁介质单丝捕获的分 析方法，可以对磁介质的磁场分布和磁力捕获等理论模型进行准确的实验验证，还可以用 于新型磁介质的创新设计，提升高梯度磁选装备效能。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种实验分析磁介质单丝捕获 的方法。本发明制作若干磁介质盒，每个盒安装一种磁介质丝，磁介质丝可以自由装拆;磁 介质丝与磁场同向直线排列，每列含若干组，每组含至少两根介质(丝间距相等），而不同列 每组磁介质丝的丝间距不同。实验时，在磁介质盒内安装磁介质丝，其丝间距足够大避免丝 间磁场耦合作用，可以进行单丝磁力捕获实验;选择不同列磁介质丝进行对比实验，则可以 确定丝间距(即磁场耦合)对磁介质单丝捕获的影响，本发明通过以下技术方案实现。
[0004] -种实验分析磁介质单丝捕获的方法，其具体步骤如下： (1) 制作不同丝径磁介质盒:首先制作若干个磁介质盒(如图1(a)和图1(b)所示，两块 磁介质板四个角连接组成一个磁介质盒），每个磁介质盒安装一种直径的磁介质丝(每个磁 介质盒上的磁介质板孔径一致，只能安装一种直径的磁介质丝），磁介质丝可以自由装拆， 与背景磁场方向垂直，这些磁介质丝呈若干列放置，每列包含若干组，每组至少包含两根磁 介质丝；同一列每组磁介质丝的丝间距相同（如图l(a)、l(b)、l(c)和1(d)所示，磁介质板上 的每条竖直列每组上下相邻磁介质丝的丝间距相同），不同列每组磁介质丝的丝间距不同 (如图l(a)、l(b)、1(c)和1(d)所示，磁介质板上的不同竖直列间每组的磁介质丝的丝间距 不相同）； (2) 实验分析:将步骤(1)得到的不同丝径磁介质盒放入磁选设备中，进行磁选实验，准 确测量磁介质丝捕获量进行分析。
[0005] 所述磁选实验为磁介质单丝捕获实验、磁介质丝径匹配实验和磁场耦合实验。
[0006] 如图1(c)所示，所述磁介质单丝捕获实验具体过程为:首先将根据情况而定的磁 介质丝装入磁介质盒中，保证磁介质丝丝间距一定并避免丝间磁场親合作用，将磁介质盒 放入磁选设备中，改变实验条件如磁介质丝直径、磁介质丝形状和磁场强度，确定磁介质丝 径、形状因素对磁介质捕获量的影响，确定最佳磁介质丝径。
[0007] 所述磁介质丝径匹配实验具体过程为：将待分选的物料分成若干个窄粒级，步骤 (1)得到的不同丝径磁介质盒放入磁选设备中，改变实验条件如加入的物料为若干个窄粒 级，分析每一个窄粒级对应的最佳磁介质丝径，确定基于物料粒级分布的丝径匹配关系。
[0008] 如图1 (d)所示，所述磁场耦合实验具体过程为:在磁介质盒内依次安装单列磁介 质丝，相邻列中磁介质的丝间距递增，完成相应磁介质丝捕获实验，确定磁介质单丝间距对 磁介质单丝捕获量的影响，从而间接判断磁介质单丝间磁场耦合作用对介质捕获的影响程 度，并选择最佳丝间距，避免磁场親合对磁介质丝捕获的影响。
[0009] 本发明的有益效果是： (1)通过磁介质单丝捕获和磁场耦合实验，准确测量捕获量，可以分析磁介质丝径、形 状等对磁介质丝捕获量的影响，确定最佳磁介质丝径，实现对长期以来有关磁介质磁场分 布和磁力捕获等理论模型的准确验证，验证理论研究的正确性和可行性。
[0010] (2)根据物料性质，有针对性地确定最佳丝径及丝径匹配，确定最佳丝间距以避免 磁场耦合副作用，从而设计出最优磁介质，可以提升高梯度磁选装备的效能，具有重要的应 用价值。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明实验示意图，其中（a)为磁介质板，（b)为磁介质盒，（c)为单丝捕获实 验，（d)为磁场親合实验。
[0012] 图2是本发明3.0mm和2.0mm磁介质丝磁力捕获与物料粒度的匹配关系图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0014] 实施例1 以钛铁矿为物料，通过筛分得到一个窄粒级(-0.106+0.075mm)，对该试样进行磁介质 单丝捕获实验，具体步骤为： (1)将直径分别为1.0，2.0和3.0mm的棒介质丝放入相应磁介质盒内，磁介质丝丝间距 不小于8 mm(足够大避免磁场親合效应）。
[0015] (2)取窄粒级试样100g，将步骤（1)得到的磁介质盒分别放入SLon-100周期式脉动 高梯度磁选机的分选腔内，在确定操作条件(脉动频率200r/min，矿楽;流速14L/min，分选时 间5min，分别选择磁场强度0.5，1.0和1.5T)下进行捕获试验;试验完成后，计算单个磁介质 丝单位长度的捕获量，结果见表1。
[0016]表1磁场强度对磁介质单丝捕获量的影响试验结果
由表1，不同直径磁介质单丝的捕获量与磁场强度有关。相同磁场强度时，磁介质丝直 径越大，捕获量越多，这是因为磁介质丝直径越大，捕获面积大，能够捕获更多的磁性矿粒。 对相同直径磁介质丝，提高磁场强度，捕获量增加，这是因为此时磁介质丝表面产生的磁场 磁力增强，可以吸咐更多的磁性矿粒。
[0017] 实施例2 以钛铁矿为物料，通过筛分得到一个窄粒级(-0.106+0.075mm)，进行磁场親合实验，具 体步骤为： (1)首先取1个磁介质盒，该磁介质盒的磁介质板上有5列磁介质丝孔，每列设有6组，每 组包含两根磁介质丝，5列中每组磁介质丝的丝间距分别为L=1.0,2.0,3.0,4.0和5.0mm;每 次取12根3.0_直径磁介质丝，依次安装到磁介质盒的不同列中，进行磁场耦合实验。
[0018] (2)取窄粒级试样100g，将步骤（1)得到的磁介质盒依次放入SLon-100周期式脉动 高梯度磁选机的分选腔内，在确定操作条件(脉动频率200r/min，矿楽;流速14L/min，分选时 间5min，磁场强度1.0T)下进行磁场耦合试验，分析磁场耦合程度（即丝间距决定)对磁介质 单丝捕获量的影响，结果见表2。
[0019]由表2,对3.0mm磁介质丝，丝间距由L=1.0mm增加至L=5.0mm，磁介质丝的捕获量先 增加后减小，最后趋于稳定值。L=2.0mm时捕获量最大，这是因为，磁介质丝间距太小时，磁 场耦合明显，磁介质丝表面磁场梯度小，作用于磁性矿粒的磁场磁力弱，导致捕获量小；丝 间距离增大，磁介质丝表面磁场梯度增大，作用于磁性矿粒的磁场磁力增强，导致捕获量增 大;丝间距再增大，磁介质丝间的磁场耦合越来越小甚至消失(此时相当于单丝捕获），因此 捕获量趋于一个稳定值。
[0020] 表2 3.0mm磁介质丝间距对捕获量的影响试验结果
[0021] 实施例3 以钛铁矿为物料，筛分得到-ο . 150+0.106mm，-ο . 106+0.075mm，-ο. 075+0.053mm和-0.053mm四个窄粒级试样，在磁场强度0.5T条件下，分别用3. Omm和2. Omm直径磁介质丝对不 同窄粒级试样进行单丝捕获实验，得到介质丝径与物料粒度的匹配关系。具体步骤为： (1)将2. Omm介质丝放入磁介质盒内，丝间距不小于8mm，避免磁场親合效应。
[0022] (2)依次取各窄粒级试样100g，将步骤（1)得到的磁介质盒放入SLon-ΙΟΟ周期式脉 动高梯度磁选机的分选腔内，在确定操作条件(脉动频率200r/min，矿楽;流速14L/min，分选 时间5min，磁场强度0.5T)下进行磁介质单丝捕获实验;实验完成后，计算棒介质丝单位长 度的捕获量，并绘制捕获量-粒级关系曲线，见图2。
[0023]由图2，3 . Omm与2 . Omm直径磁介质丝的捕获量随试样粒度的减小而减少。但是， 3. Omm磁介质丝的捕获量在-0.150+0.106mm窄粒级后明显下降，这是由于选择的磁场强度 不高的原因；对2.Omm磁介质丝，贝lj是在-0.106+0.075mm这个窄粒级后明显下降，这是由于 2. Omm磁介质丝表面的磁场梯度大于3. Omm棒介质丝，磁性矿粒受到的磁力更强的原因。可 见，在上述试验条件下，3 . Omm和2 . Omm磁介质丝有效捕获的物料粒度应该分别为-0.15+ 0·106mm和-〇·150+0·075mm。
[0024]以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述 实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。
【主权项】
1. 一种实验分析磁介质单丝捕获的方法，其特征在于具体步骤如下： (1) 制作不同丝径磁介质盒:首先制作若干个磁介质盒，每个磁介质盒安装一种直径的 磁介质丝，磁介质丝可以自由装拆，与背景磁场方向垂直，这些磁介质丝呈若干列放置，每 列包含若干组，每组至少包含两根磁介质丝；同一列每组磁介质丝的丝间距相同，不同列每 组磁介质丝的丝间距不同； (2) 实验分析:将步骤（1)得到的不同丝径磁介质盒放入磁选设备中，进行磁选实验，对 磁介质丝的捕获量进行准确分析测量。2. 根据权利要求1所述的实验分析磁介质单丝捕获的方法，其特征在于:所述磁选实验 为磁介质单丝捕获实验、磁介质丝径匹配实验和磁场耦合实验。3. 根据权利要求2所述的实验分析磁介质单丝捕获的方法，其特征在于:所述磁介质单 丝捕获实验具体过程为:首先将根据情况而定的磁介质丝装入磁介质盒中，保证磁介质丝 的丝间距一定并避免丝间磁场耦合作用，将磁介质盒放入磁选设备中，改变实验条件如磁 介质丝直径、磁介质丝形状和磁场强度，确定磁介质丝径、形状因素等对磁介质捕获量的影 响，确定最佳磁介质丝径。4. 根据权利要求2所述的实验分析磁介质单丝捕获的方法，其特征在于:所述磁介质丝 径匹配实验具体过程为:将待分选的物料分成若干个窄粒级，步骤(1)得到的不同丝径磁介 质盒放入磁选设备中，改变实验条件如加入的物料为若干个窄粒级，分析每一个窄粒级对 应的最佳磁介质丝径，确定基于物料粒级分布的丝径匹配关系。5. 根据权利要求2所述的实验分析磁介质单丝捕获的方法，其特征在于:所述磁场耦合 实验具体过程为:在磁介质盒内依次安装单列磁介质丝，相邻列中磁介质的丝间距递增，完 成相应磁介质间距丝的捕获条件实验，确定磁介质丝间距对介质单丝捕获量的影响，从而 间接判断磁介质单丝间磁场耦合作用对介质捕获的影响程度，并选择最佳丝间距，避免磁 场親合对磁介质丝捕获的影响。
【文档编号】G01R33/12GK106093813SQ201610574053
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】陈禄政, 刘文博, 肖庆飞, 曾剑武, 童雄, 郑永明, 王瑞杰
【申请人】昆明理工大学