- •1. Физические основы метода магнитного обогащения.
- •1.1. Сущность магнитного метода обогащения.
- •1.2. Магнитное поле и его напряженность.
- •1.3. Магнитная индукция.
- •1.4. Магнитные силовые линии.
- •2. Магнитные свойства вещества
- •2.1. Магнитные моменты электронов и атомов.
- •2.2. Физическая классификация магнетиков
- •2.2.1. Диамагнетизм
- •2.2.2. Парамагнетизм
- •2.2.3. Ферромагнетизм
- •2.2.4. Гистерезис.
- •2.2.5. Классификация минерального сырья в обогащении
- •3. Зависимость магнитных свойств сильномагнитных минералов от формы частиц.
- •3.1. Магнитные свойства минералов.
- •4. Магнитные поля сепараторов. Вывод уравнения магнитной силы.
- •4.1. Магнитная сила, действующая на частицы в магнитном поле.
- •4.2. Магнитные поля сепараторов.
- •5. Магнитные системы сепараторов. Открытая и замкнутая системы, их параметры. Применение постоянных магнитов.
- •5.1. Магнитная сепарация сильномагнитных минералов.
- •5.2. Магнитная сепарация слабомагнитных минералов.
- •5.3. Магнитная сепарация мелкого и тонкого магнитного материала.
- •6. Характеристика сил при разделении минералов в магнитных полях при сухом и мокром обогащении. Уравнения динамики движения частиц в магнитных полях сепараторов.
- •6.1. Изучение динамики движения руды и пульпы в сепараторах позволяет:
- •6.2. Движение частиц в сепараторах с верхним питанием.
- •6.3. Движение частиц в сепараторах с нижним питанием
- •6.4. Уравнение при вертикальном движении частиц.
- •6.6. Быстроходная магнитная сепарация.
- •6.7. Мокрая сепарация сильномагнитного материала.
- •6.7.1. Прямоточный режим
- •6.7.2. Противоточный режим
- •6.7.3. Полупротивоточный режим
- •6.8. Технологические параметры, влияющие на результаты магнитной сепарации.
- •7. Классификация сепараторов, выбор, расчет
- •7.1. Общие закономерности устройства магнитных сепараторов.
- •7.2. Классификация сепараторов по напряженности магнитного поля.
- •7.3. Классификация сепараторов по особенностям среды разделения.
- •7.4. Классификация сепараторов по способу подачи питания в рабочую зону.
- •7.4.1. Сепараторы с верхней подачей.
- •7.4.2. Сепараторы с нижней подачей.
- •7.5. Классификация сепараторов по направлению движения руды и способу удаления продуктов обогащения из рабочей зоны.
- •7.6. Классификация сепараторов по поведению магнитных частиц в магнитном поле.
- •7.6.1. Сепараторы с магнитным перемешиванием.
- •7.6.2. Сепараторы без магнитного перемешивания.
- •7.7.2.3. Производительность сепараторов для мокрой магнитной сепарации.
- •8. Высокоградиентная сепарация. Феррогидростатическая сепарация.
- •8.1. Основы высокоградиентной сепарации.
- •8.1.3. Особенности практического применения высокоградиентных сепараторов.
- •8.2. Основы феррогидростатической сепарации
- •8.2.1. Теоретические основы фгс - сепарации.
- •8.2.2. Материалы, применяемые в фгс – сепарации.
- •8.2.4. Практическое применение фгс – сепарации.
- •8.3. Основные сведения о явлении сверхпроводимости.
- •Единицы измерения и размерность основных величин в системе си.
- •Удельная магнитная восприимчивость минералов.
- •Удельная магнитная восприимчивость слабомагнитных и немагнитных минералов χ, 10-8 [м3/кг]
- •Конструкции магнитных сепараторов различных видов.
- •Технические характеристики магнитных сепараторов.
1.3. Магнитная индукция.
На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. В соответствии с законом Ампера на малый отрезок проводника с током I и длиной dl, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией B, действует сила dF, модуль которой равен:
dF = I * dl * B * sin ά, (1.3.1)
где ά - угол между вектором B и проводником с током.
Вектор dF перпендикулярен к проводнику с током и к вектору B (рис. 1.3.1.)
По формуле закона Ампера в данной точке пространства может быть определен вектор магнитной индукции:
B = dF /(I * dl) [тл] (1.3.2)
Следовательно, наибольшее значение индукции достигается при условии, что проводник расположен перпендикулярно по отношению к вектору напряженности магнитного поля.
Одна тесла – индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр проводника, по которому течет ток 1 А и расположенного перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, действует сила 1 Н.
Рис.1.3.1. Закон Ампера
1.4. Магнитные силовые линии.
Описание свойств магнитного поля облегчается введением в рассмотрение т.н. силовых линий этого поля. Магнитные силовые линии – линии, направление касательных к которым в каждой точке поля совпадает с направлением напряженности поля Н в той же точке.
Магнитных зарядов (так называемых «монополей») не существует, а магнитное поле возбуждается не магнитными зарядами, а движением электрических зарядов, т.е. токами. Следовательно, магнитные силовые линии ни в каких точках поля не могут ни начинаться, ни кончаться, т.е. магнитные силовые линии, в отличие от линий электрических являются замкнутыми, либо идут из бесконечности в бесконечность.
2. Магнитные свойства вещества
2.1. Магнитные моменты электронов и атомов.
Приведенное ниже описание возникновения орбитального момента электрона основано на весьма упрощенной теории орбитального движения электронов в атоме. Однако эта модель весьма удобна для рассмотрения в данном курсе. Рассмотрение современной спиновой теории в рамках квантовомеханических теорий не входит в задачи данного курса.
Согласно закону Ампера, электрический ток производит магнитное поле. Электрон, вращающийся вокруг атома, можно рассматривать как циклический электрический ток очень малой силы I и радиуса, индуцирующий магнитное поле (рис. 2.1.1)
Рис. 2.1.1. Магнитное поле, индуцируемое электроном, движущимся по орбите.
I = е/Т, где: (2.1.1)
е - абсолютное значение заряда электрона
Т – период обращения электрона по орбите.
Магнитный момент рm электрического тока, вызванного движением электрона по орбите, называется орбитальным магнитным моментом электрона и вычисляется по формуле:
рm = I * S (2.1.2)
Все электроны, вращаясь вокруг атома, производят свое магнитное поле, и каждый атом, как следствие, обладает собственным магнитным полем, которое представляет собой суммарное поле, или суперпозицию магнитных полей отдельных электронов.
Орбитальным магнитным моментом атома Рm называется векторная сумма орбитальных магнитных моментов всех Z его электронов, где Z –порядковый номер атома в периодической системе элементов.
Рm = рm(1) + рm(2) + рm(3) +….. + рm(Z) (2.1.3)
Если вещество состоит из молекул, то магнитный момент молекулы является векторной суммой орбитальных моментов ее атомов, которая может быть как равной нулю, так и не равной нулю.