磁选的工作原理是待选别的物料给入磁选机的分选空间后,受到磁力和其他机械力(如重力、离心力、摩擦力、介质阻力等)的共同作用。磁性矿物颗粒所受磁力的大小与矿物本身磁性有关;非磁性矿物颗粒主要受机械力的作用。因之,各沿不同路径运动,得到分选。一般说来磁性颗粒在磁场中所受比磁力的大小与磁场强度和梯度成正比。
磁选机设备的类型有多种,按照磁场强度可以分为,弱磁磁选机设备,中磁磁选机设备,强磁磁选机设备;按照工作环境的不同,可以分为干式磁选机设备和湿式磁选机设备;按照磁源的不同,分为永磁磁选机设备和电磁磁选机设备.
利用被分选物料的磁性(磁导率和磁化率)差异,在磁选机磁场中使矿物分离的一种选矿方法。广泛用于金属矿石的分选、非金属矿石的提纯、二次资源的回收和环境保护等方面。
发展历程:中国早在战国时期(公元前300年)已发现磁石(即四氧化三铁)吸引铁的现象。11世纪中国北宋时期科学家沈括(1031~1095)利用磁石的极性发明了航海用的指南针,17~18世纪人们即用手提式永久磁铁从锡石和其他稀有金属矿石中除铁。直到19世纪末,美国和瑞典制造出第一批干式电磁筒式磁选机后,才开始在工业上应用磁选法分选磁铁矿;美国制造出电磁带式强磁场磁选机,用以分选弱磁性矿石。20世纪初,瑞典出现了分选细粒磁铁矿石的湿法电磁筒式磁选机;从那时至40年代,所有的磁选机都属于电磁磁系型;50年代中期,出现了以铝镍钴合金作为磁系的水磁磁选机,但铝镍钴合金磁系不久便被价格低廉、原料来源广的铁氧体磁铁磁系取代。永磁磁选机比电磁磁选机节省电能和铜材,且便于维修。1965年中国设计和制造了以锶铁氧体作磁系材料的湿法永磁筒式磁选机,并很快得到应用和推广。20~60年代,一些国家先后制造出盘式磁选机、感应辊式和带式强磁场磁选机,其中以感应辊式磁选机应用较多。但这些磁选机分选空间小,处理能力低,仅用于有色金属矿石的精选。70年代,各国先后制造出了处理能力较大的感应辊式强磁场磁选机,用于中、粗粒铁、锰矿石的预选或粗选。同期琼斯型磁选机(见平环式磁选机)首先在英国问世,这种磁选机是在两磁极间放入多层感应介质,增加了分选空间,提高了磁选机的处理能力,是磁选机设计、制造技术的一个重要突破。各种型号的琼斯型磁选机已广泛用于赤铁矿等弱磁性铁矿石的分选。同时,又有高梯度磁选机问世。它的特点是用铠装螺线管和纤维状不锈导磁钢聚磁介质,产生很高的磁场梯度(相当于常规强磁场磁选机的10~100倍),提高了对细粒弱磁性矿粒的磁吸引力,有效地捕收弱磁性矿粒。聚磁介质的体积只占磁场空间的5%~12%,提高了磁选机的处理能力。高梯度磁选机可用于弱磁性铁矿石的分选和非金属矿石的提纯。自60年代起超导技术用于磁选领域,产生了超导磁选机。与常规磁选机相比,其优点是易于在很大的分选空间内获得很高的磁场强度,体积小,大大提高了设备的处理能力,为细粒弱磁性贫矿的选矿开辟了新途径。
磁选理论研究的主要内容是矿物磁性、磁选机磁系的磁场特性以及磁系磁路设计。对于矿物磁性,着重研究矿物的磁性特征和影响矿物磁性的因素、磁化焙烧理论和焙烧过程的影响因素以及提高矿物表面磁性的物理或化学方法。对于磁系磁场特性及磁路设计,主要研究各种磁系合理的磁场分布规律,及其磁路的计算方法。
设备和方法:磁选设备一般根据其磁场强弱进行分类,有时也按其使用的分选介质或聚磁介质以及设备的结构来分。根据磁场强弱可分为三类:(1)弱磁场磁选设备。磁感应强度为0.1~0.2T,用来分选强磁性矿物。(2)中磁场磁选机。磁感应强度为0.2~0.5T,用来分选中磁性矿物。(3)强磁场磁选机(包括高梯度磁选机)。磁感应强度为0.5~2T,用来分选弱磁性矿物;20世纪60年代出现的超导磁选机也属于强磁场磁选机范畴,其磁感应强度可达5T甚至更高。它对弱磁性矿物的分选指标和处理能力,比一般的强磁场磁选机又有提高。
常规的磁选方法是按物料的天然磁性对其进行分选。此外,还有磁化焙烧—磁选、磁种分选以及磁团聚分选等特殊磁选方法。
应用:磁选是处理铁矿石的主要方法。世界铁矿石日趋贫化,约占铁矿储量80%以上的矿石必须经过选矿才能作为冶炼原料。所有贫磁铁矿石都需要通过弱磁场磁选机除去石英等脉石矿物,提高精矿的铁品位;弱磁性铁矿石(赤铁矿、镜铁矿、菱铁矿等),需采用强磁场磁选机和其他分选方法相配合的联合流程处理。中、粗粒锰矿石用强磁场磁选机分选。含有多种有用矿物的有色金属矿石常采用重选—浮选—磁选—电选联合流程处理;其中磁选主要用以除去磁性矿物使有色金属矿物成为合格精矿。用磁选处理重介质选矿的洗矿水,可以将残留其中作为介质的磁铁矿和硅铁回收。用磁选对高岭土、硅砂和耐火材料进行提纯已在工业上应用。可用高梯度磁选机(用作废水处理时常称为高梯度磁过滤器处理炼钢厂的废水以除去其中的磁性铁杂质。此外,在选矿厂利用弱磁选设备——除铁器除去混入矿石中的铁件以及用磁选回收冶炼厂钢渣等都已被广泛使用。