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磁选过程中的矿粒受力分析

编辑:红星机器发布时间:2012-04-26更新时间:2012-04-26

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斜环磁选机作为斜环高梯度磁选设备,处理的物料颗粒粒度较细,故影响其分选过程的力有磁力、流体推动力、重力、颗粒之间的相互作用(静电力和范德华力)等。为了简便起见,下面以球形赤铁矿矿粒为例,分析和估算各种作用力的大小。

磁选机

1.磁力

在斜环磁选机中,聚磁介质为圆柱形导磁不锈钢材料的棒介质,背景磁场和磁介质的饱和磁感应强度分别为H0和H5。该磁选机的设计初衷,就是让磁介质产生更强的磁场梯度,故磁介质的饱和磁感应强度大于背景磁场(即:H0>H5),则根据公式,假设一个位于磁介质附近且半径为R的球形矿粒所受的磁力为:

公式1

2.重力

球形矿粒所受重力可用下式求得(未计算浮力):

公式2

球形矿粒在矿浆中所受的有效重力为(计算浮力):

公式3

3.流体推动力

水在倾斜置放的槽体中,沿槽底斜面流动时,由于没有封闭的表面,故与水在明渠中流动相同,是靠自身重力发挥作用,属无压水流。水沿斜面流动,如果槽体的断面、坡度、槽底粗糙度等前后一致,则在流量一定的条件下,流速将保持不变,称为等速流;若沿槽体长度,其横断面、坡度、粗糙度等有所改变,相应位置的流速也就不同,该斜面流称为非等速流。根据斜面流的流速与时间的关系,可将斜面流分为稳定流和非稳定流。稳定流的流速与时间变化无关,非稳定流的流速是随时间的变化而改变。

在槽底斜面上,水流的运动状态可分为层流和紊流两种。层流运动时,斜面任一点水流瞬时速度的大小及方向,都是相同的;紊流运动时,其瞬时速度在整个时间内是变化的,并在某一平均瞬时水速上下波动。此外,在层流流态和稳流流态之间,有一过渡状态,该状态的特点是:水流运动状况很不稳定,在这不稳定区内,层流与紊流流态频繁交替地变化。介质的流态,可用雷诺数判断。

4.摩擦力

当斜环磁选机的倾斜角度为e时,在分选区矿粒与磁介质接触后,它们之间的摩擦力为:

公式4

5.离心力

在斜环磁选机的分选过程中,假设矿浆中的矿粒附在转筒内壁,随着转筒的旋转做匀速圆周运动,则会受到离心力的作用。根据牛顿第二运动定律,在转筒内壁且半径为R的球形矿粒所受的离心力为:

公式5

6.静电力

(1)同类矿粒之间的静电力

半径分别为为R;和凡的球形同类矿粒。根据DLVO理论,他们之间的双电层自由能力:

公式6

(2)异类矿粒之间的静电力

两个半径分别为R。根据DLvo理论,他们之间的双电层自由能为:

公式7

最后更新于 2012-04-26

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