Магнитная сила и её составляющие

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.