矿石的粒度对磁铁矿的磁性有明显的影响。图4—6表明了磁铁矿的比磁化系数、矫顽力与粒度的关系。
由图4—6可见,随着粒度的减小,磁铁矿的比磁化率x也相应减小,而矫顽力随之增加。这种关系在粒度d<40微米时表现的很明显,而在粒度d<20~30微米时就更加明显。
由于磁铁矿粒度减小,比磁化系数降低,磁性减弱,会在生产中增加金属流失;但是细粒磁铁矿的矫顽力大,存在较大的剩磁,产生剩磁团聚,矿粒越细,磁性团聚现象越明显,这样就可以使细粒矿石变为“磁团”或“磁链”。这种磁团聚现象有利于减少金属流失。但磁团聚对提高精矿品位不利,对阶段磨选带来麻烦,需要采取脱磁措施。
矿石的形状对于磁铁矿的磁性也有一定的影响。因为磁铁矿的矿粒在磁场中被磁化后,使矿粒内部的磁畴顺着外磁场方向定向规则排列,将产生一个与外磁场方向相反的附加磁场,使矿粒内部磁化磁场强度减弱,这个附加磁场称为退磁场,或叫消磁场,用H退表示,如图4—7所示。
由于退磁场的存在,作用在矿粒内部有效磁化磁场强度应为外磁场强度与退磁场强度的差值,即
式中 H有效——作用在矿粒内部有效磁化磁场强度,安/米;
H外——外磁场强度,安/米;
H退——矿粒本身产生的退磁场强度,安/米。
研究表明,在相同外磁场的作用下,长条形矿粒磁化后的比磁化率、比磁化强度都比球形矿粒大,而且矿粒越长,其值也越大。因为长条形矿粒两端形成的N极和S极距离大,使得矿粒内部的退磁场强度减小,因此作用在矿粒内部的有效磁场强度就大,它被磁北的程度就高,它显示出的磁性就比相对短些的球形矿粒要强。一据实践,在均匀磁场中磁化时,矿粒产生的退磁场强度H退和矿粒的磁化强度J成正比。
式中N——退磁系数或消磁系数,这是和矿粒形状有关的比例系数(或叫消磁系数),矿粒越长,N值越小。
负号表示H退的方向与J的方向相反。
退磁系数N如何确定?研究工作者做了许多工作,实测和计算了一些不同形状的物体的退磁系数值。表4—1所列的为不同形状的物体的退磁系数的实测值。从表4—1数据看出以下规律。
(1)随着尺寸比的增加,退磁系数逐渐缩小。当尺寸比m很小时,矿粒的几何形状对退磁系数N值有很大影响。这种影响随着矿粒尺寸比m的增加而逐渐减小。例如m>10时,椭球体、圆柱体和各种棱柱体的退磁系数N值很相近。因此,当
值很大时,可以认为N≈0。所以,可以说明影响矿粒退磁系数N大小的因素首先是矿粒的尺寸比,而不是矿粒的形状。
(2)当值相同时,不同几何形状的退磁系数N值的大小顺序是:椭球体>圆柱体>棱柱体。应当指出,表4—1所列数据是规则的几何体的退磁系数。但实际上矿粒的形状是不规则的。此外,表4—1中数据是均匀磁场中测得的,而实际上磁选机的磁场是不均匀磁场。在选矿生产中,矿粒或矿块大体上有一个方向稍长些,因此可取
≈2;所以一般计算矿粒的退磁系数值时可取N≈0.16。
注:l为与外磁场方向一致的长度;s为垂直于外磁场方向的截面积。
表4-1所列数据是以砉为函数的退磁系数N值。
在前面所说的用物体的比磁化率x来表示矿物磁性的强弱,都没有考虑矿粒形状的影响。为了消除矿粒形状对磁性的影响,在比较与评定矿物的磁性时,不采用磁化强度与外磁场强度的比值,而象用磁化强度与作用在矿粒内部的有效磁场强度的比值。这一比值称为物质磁化率。它也分为物质体积磁化率和物质比磁化率x两种,分别为:
物体的磁化系数与物质的磁化系数的关系为:
因为J=kH有效,H退=NJ=NkH有效,
由上述公式可见,当矿粒的退磁系数N≤1时,或是矿粒的物质磁化系数k与x值很小时,即矿物磁性很弱(如弱磁性矿物),矿粒的物体磁化系数k0、x0和物质磁化系数在数值上近似相等。而具有一定形状的强磁性矿物,其k、x与k0、x0则有较大差异。在文献上列出的强磁性矿物的磁化系数一般都是指物质比磁化系数。
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