2.3.6　磁选

（1）磁选基本原理　磁体周围的空间存在着磁场。磁场可分为均匀磁场和非均匀磁场。均匀磁场中各点的磁场强度大小相等，方向一致；非均匀磁场中各点的磁场强度的大小和方向都是变化的。磁场强度随空间位移的变化率称为磁场梯度，用符号或gradH表示。它是一个矢量，它的方向为磁场强度变化最大的方向且指向H增大的一方。在均匀磁场中gradH=0。

矿物颗粒在均匀磁场中只受到转矩的作用，它的长轴平行于磁场方向。在非均匀磁场中，矿粒不仅受转矩的作用，还受磁力的作用，结果使它既发生转动又向磁场梯度增大的方向移动，最后被吸在磁体表面上。这样磁性不同的矿粒才得以分离。因此，磁选是依据矿物磁性的差异，在非均匀磁场中实现的分选方法。在外磁场作用下使物体显示磁性的过程，称为磁化。矿粒在不均匀磁场中的磁化是磁选过程的基本物理现象。为了衡量物体被磁化的程度，引入磁化强度矢量的概念，用J表示，磁化强度的方向随矿粒性质而异，对于顺磁性矿物，磁化强度方向与外磁场方向一致，对于逆磁性矿粒，两者则相反。

矿粒的磁化强度J与外磁场强度H成正比，即

J=K₀H

式中　H——外磁场强度；

K₀——矿粒的体积磁化系数，无量纲。

体积磁化系数K₀数值的大小表明矿粒磁化的难易程度。矿粒的体积磁化系数与密度之比，称为矿粒的比磁化系数，用χ₀表示。即χ₀=K₀/δ，单位为m³/kg。χ₀的物理意义表示单位质量的矿粒在单位磁场强度的外磁场中磁化时所产生的转矩。

在非均匀磁场中，作用在单位质量矿粒上的磁力称为比磁力，用下式计算：

式中　　　F_磁——矿粒在磁场中所受的比磁力，N/kg；

　　　　μ₀——真空磁导率，μ₀=4π ×10^-7Wb/（m·A）；

　　　　H——矿粒在近磁极端处的磁场强度，A/m；

——磁场梯度，A/m。

由上式可知，作用在矿粒上的磁力的大小，取决于反映矿粒磁性的比磁化系数χ₀和反映磁场特性的磁场力H gradH。因此，当分选强磁性矿物时，由于矿粒的χ₀很大，则所需的磁场力H gradH可相应地低一些；当分选弱磁性矿物时，则相反。为了得到较高的H gradH，要采用高场强（H）或高梯度（gradH）。

（2）矿物的磁性　在磁选中，按照比磁化系数的不同可将矿物分为四类，即强磁性矿物、中磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物，见表2-12。

表2-12　矿物磁性及分类

（3） 磁选设备　磁选设备的类型很多，其分类方法也较多，例如，按磁源分为电磁和永磁；按作业方式分为干式和湿式；一般按磁场强度或磁场力大小分为弱磁场磁选机、强磁场磁选机（包括高梯度磁选机和超导磁选机），见表2-13。

表2-13　磁选机的分类