Магнитные поля бывают однородные и неоднородные. Для первых напряженность магнитного поля одинакова по величине и направлению (gradH=0), для вторых — напряженность отличается для разных точек рабочей зоны (gradH>0). В однородном магнитном поле магнитные частицы ориентируются параллельно силовым линиям поля. В неоднородном поле магнитные частицы, кроме ориентации вдоль силовых линий поля, испытывают воздействие магнитной силы притяжения, которая втягивает частицы в более интенсивные участки поля. В магнитных сепараторах применяют только неоднородные поля для создания магнитной силы, обеспечивающей разделение частиц на магнитные и немагнитные.
Магнитная сила, действующая на частицу, определяется потенциальной энергией, приобретаемой частицей во время намагничивания:
(2.1)
где μ 0 – магнитная проницаемость вакуума или магнитная постоянная, Гн/м; μ0=4π·10-7; æ – объёмная магнитная восприимчивость частицы, безразмерная величина; H – напряжённость магнитного поля, А/м; V – объём частицы, м3.
|
|
Опуская ряд математических преобразований, запишем величину удельной магнитной силы, отнесенной к единице массы (основное уравнение магнитного обогащения):
(2.2)
При нахождении частицы магнетита над полюсами магнитной системы формула (2.2) даёт несколько заниженный результат. Это подтвердили опыты по проверке магнитной силы на экспериментальной установке. Поэтому при теоретических вычислениях магнитной силы, действующей на конкретный кусок руды, в расчетные формулы необходимо добавлять поправочный коэффициент а, например, . Предложены следующие значения коэффициента: а = 1,1 – для максимальной крупности продукта 5 мм; а = 1,5 – для максимальной крупности продукта от 5 до 25 мм; а = 2 – для максимальной крупности продукта более 25 мм. Однако совершенно очевидно, что коэффициент а будет зависеть от содержания сильномагнитных частиц в исходном продукте, а также от конструкции магнитной системы конкретного сепаратора.
Анализ формулы для расчета магнитной силы притяжения (2.2) показывает, что на неё влияют две составляющие. Первая характеризует конструкцию магнитной системы – HgradH. Величину HgradH принято называть удельной магнитной силой магнитной системы. Она зависит от напряженности магнитного поля на поверхности полюсов, от расстояния между полюсами, размеров рабочей зоны сепаратора и других параметров. Вторая составляющая характеризует свойства разделяемых частиц – магнитные (χ) и геометрические (крупность, форма).
Для разделения частиц на магнитные и немагнитные необходимо создать определенное значение магнитной силы, превышающей противодействующие силы. При обогащении сильномагнитных руд с высокими магнитными свойствами (χ) необходимы сепараторы с относительно низким значением HgradH, а при обогащении слабомагнитных руд с низкими магнитными свойствами необходимы сепараторы с относительно высоким значением HgradH.