1、引言

在高梯度磁選機于1968年出現以前，磁力應用于分選或過(guò)濾只限于粒度約為50μm以上的強磁性顆粒。1968年，**臺高梯度磁選設備安裝在喬治亞洲的一個(gè)高嶺土工廠(chǎng)，用以除去粘土中亮度不夠的、小于2μm的弱磁性顆粒。由于高梯度磁選機能產(chǎn)生很強的磁力，對于小于20μm的物料也能有效地回收，它可以分選微米級的物料。

自從**臺高梯度磁選機研制出來(lái)以后的30多年中，已對這種工藝可能用于礦物加工、水處理和其它固-固及固-液分離等各種問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。由此導致一些大專(zhuān)院校的科研機構進(jìn)行高梯度磁選的理論研究和應用發(fā)展，獲得了喜人的成果，也研制和開(kāi)發(fā)了一批高效節能的磁選設備。

2、高梯度磁選及其研究應用

在高梯度磁選中，作用于細料上的磁力大大超過(guò)以前的工藝設備中可獲得的磁力。利用有效電磁體產(chǎn)生的強背景磁場(chǎng)和能產(chǎn)生高磁場(chǎng)梯度的捕集表面，才使得磁力的增大成為可能。由于在這種磁選機中，即便極細的弱磁性顆粒所受的磁力，理論和實(shí)際值也比所受的重力及流體阻力大得多，因而磁選適用的物質(zhì)和粒度范圍，由于高梯度磁選的發(fā)展，大大擴展了。

近些年來(lái)，國外對高梯度磁選進(jìn)行了大師的理論研究和應用研究工作。理論研究得較多的是建立高梯度磁分離數學(xué)模型，并有很多研究者對HGMS過(guò)程提出了多種理論和經(jīng)驗模型。進(jìn)行這些研究的目的，在于通過(guò)對某些基本參數的測定，用計算的方法求出*佳的分選條件，預測分選機的性能。應用已有研究成果投入工業(yè)生產(chǎn)，以取得較大的成效。

3、高梯度磁選設備

3.1、周期式高梯度磁選機

周期式高梯度磁選機是20世紀60年代末在美國開(kāi)始發(fā)展、70年代成熟起來(lái)的一項新技術(shù)。1971年美國太平洋電機公司開(kāi)始設計和制造工業(yè)型周期式高梯度磁選機。1973年生產(chǎn)出的**臺PEM84英寸（分選腔內徑84in，深20in）機，用于高嶺土提純。分選空間背景場(chǎng)強為2T，能耗為500kW，現在生產(chǎn)的新PEM84機的能耗已降到270kW。PFM84機的處理量，對于高嶺土為60t/h，每處理一噸高嶺土的能耗低于6kWh。PEM公司還生產(chǎn)分選腔內徑為20、33、60、120in的PEM機，PEM120機的處理量為130t/h干高嶺土，能耗400kW。

3.2、連續式高梯度磁選機

當原礦中磁性物含量較高時(shí)，周期式高梯度磁選機處理量太低，這就需要連續式高梯度磁選機，此類(lèi)機有平環(huán)式和立環(huán)式兩種。

平環(huán)式高梯度磁選機20世紀70年代后期由SALA磁力公司研制，其系列規格（轉環(huán)平均直徑）為120、185、240、350、480mm。*大機型為480，場(chǎng)強0.5T，有4個(gè)磁極頭，每個(gè)頭的*大處理量可達2000t/h。我國一些部門(mén)也研制了實(shí)驗室型和生產(chǎn)型平環(huán)式高梯度磁選機，但尚未形成系列。

3.3、立環(huán)式高梯度磁選機

立環(huán)式在一定程度上克服平環(huán)式高梯度磁選機磁介質(zhì)產(chǎn)生堵塞這一缺點(diǎn)。捷克與前蘇聯(lián)先后研制成VMS和VMKS-1立環(huán)式高梯度磁選機，前者磁系在立環(huán)上部，后者則在其下部。

VMS機分選區場(chǎng)強*高為1.7T，處理量25~30t/h、VMKS-1機主要用于高嶺土提純，其分選區*高場(chǎng)強2T，處理量為1t/h（干高嶺土）。

3.4、SLon型脈動(dòng)高梯度磁選機

一般高梯度磁選機都存在磁介質(zhì)機械夾雜問(wèn)題，為了克服這一缺點(diǎn)，研制了脈動(dòng)高梯度磁選機。采用立環(huán)，環(huán)下部裝一產(chǎn)生脈動(dòng)水流的裝置，分選區內的礦粒受到脈動(dòng)水流的作用而消除機械夾雜，該機的系列規格為SLon-500、Slon-750、Slon-1000、SLon-1250、SLon-1500、SLon-1750、SLon-2000，分選區場(chǎng)強均為1.0T，分選粒度-200目60%~100%，處理量為0.05~0.25、0.1~0.5、4~7、10~18、20~30、30~50、50~70t/h。

振動(dòng)、脈動(dòng)高梯度磁選機正在調試中，既有振動(dòng)又有脈動(dòng)，預計分選效果會(huì )更好。

3.5、高梯度超導磁選機

高梯度超導磁選機主要是罐式，由美國埃利茲公司研制，目前已商品化。

高梯度超導磁選機的技術(shù)關(guān)鍵是向磁體的高速給磁以及隨后的退磁，或在磁體不退磁的條件下把磁性物從磁介質(zhì)表面沖洗下來(lái)。

美國研制一種反復串罐式超導磁選機，基本解決了這一問(wèn)題，其特點(diǎn)是分選罐往復交替進(jìn)出磁場(chǎng)，實(shí)現分選。該機磁場(chǎng)強度2~10T，可分選比磁化系數為1×10(-6)cm3/g微米級的弱磁性物料。與同類(lèi)周期式高梯度磁選機相比，電耗降低為其1/10，處理量為其10倍。為了擴大磁選的應用領(lǐng)域，使那些目前尚認為是“非磁性的物料”變?yōu)榇判晕锪希ㄔ诟邎?chǎng)強下磁化，磁性可大大增加），超導磁選則是一種關(guān)鍵的技術(shù)，應是重要的研究方向。

由于這些磁選機都存在磁介質(zhì)機械夾雜、易堵、磁性產(chǎn)品質(zhì)量難以提高的問(wèn)題。為了克服這一問(wèn)題，國內又研制了振動(dòng)高梯度磁選機、脈動(dòng)高梯度磁選機、振動(dòng)-脈動(dòng)高梯度磁選機。

4、高梯度磁選機的主要應用范圍

高梯度磁選機主要用于：①純度要求高的玻璃或陶瓷工業(yè)產(chǎn)品提純。如高嶺土、砂石、霞石正長(cháng)巖的提純；②用于熱力或火力發(fā)電站的粉狀硫化煤的提純；③工業(yè)水（選礦和冶金）、城市水、以及電力、熱力和核電站的冷卻水的凈化，罐表面的處理流量大約為500m3/h；④揀選化工合成過(guò)程和動(dòng)力工程給入的或熱電站給入的蒸汽流體中的顆粒；⑤鐵、鉬、鎢、鈦和稀土超細粒礦物的選別，金屬渣的分選回收再利用；⑥環(huán)境或再循環(huán)中不同工業(yè)流體的凈化（表面處理工業(yè)，水冶和石油工業(yè)）；⑦廢催化劑的處理；⑧食品生物化學(xué)及生物學(xué)（等離子生產(chǎn)）領(lǐng)域。

5、結語(yǔ)

（1）高梯度磁選機對于處理細粒的順磁性礦物，特別是分選細粒的弱磁性鐵礦石，效果是明顯的，其優(yōu)越性是強磁選機無(wú)法比擬的。

（2）現代高梯度磁選機及分離技術(shù)雖然已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史，但仍然存在著(zhù)設備價(jià)格高和電耗大的問(wèn)題。經(jīng)濟效益是一切生產(chǎn)企業(yè)的中心和關(guān)鍵。固然，高梯度磁選設備的直接投資和生產(chǎn)費用與其它方法相比沒(méi)有節省，但是分選效率高、處理能力大、選別指標好等又是高梯度磁選機的*大特點(diǎn)。因此，高梯度磁選機是占有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。

（3）有我金屬硫化礦或氧化礦的回收與分離，高梯度磁選的潛在可能越來(lái)越明顯，并在一定程度上有仰臥起坐浮選的可能。但這種回收與分離，目前尚處于試驗研究階段，直接應用于生產(chǎn)還有較大的距離。因此研究超導高場(chǎng)強高梯度勢在必行。

相關(guān)設備：雙立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機、磁選機、永磁筒式磁選機。