Обогатительные процессы. Магнитные и электрические методы обогащения (стр. 2 )

г) истинная удельная намагниченность пробы ()с учётом влияния концентрации ферромагнитной составляющей на характеристику магнитного поля (для проб с ед. СИ);

д) по формулам (1.1) и (1.2) содержание в образце магнита (Fe3O4) или железа (Feмагн), связанного в магните

Fe3O4 = 1,0915 ,

Feмагн = 0,7898 ,

(Fe3O4 = 1,0915 и Feмагн = 0,7898 для ед. СИ).

Результаты замеров и расчетов заносят в табл. 1.2

Таблица 1.1

Градуировка установки по эталону с = 90,40 А×м2/кг

№ п/п	Характе­ристика пробы	Р0, г	Р = Р1 –			К =
1	эталон
2	----
3	----

Таблица 1.2

Определение удельной намагниченности насыщения

содержания в пробах продуктов обогащения

№ п/п

Характе­ристика пробы

Р0, г

Р = =Р1 –

Кср, А×м2/кг

Fe3O4, %

Feмагн

Если образец, имеющий одинаковое сечение по всей длине, поместить в магнитное поле так, чтобы один его конец находился в области большей напряженности магнитного поля, а другой – области меньшей, то на него будет действовать сила, направленная по его длине:

где и – объёмные магнитные восприимчивости образца и окружающей среды;

Н1, Н2 – максимальная и минимальная напряжённость магнитного поля;

– площадь поперечного сечения образца.

При достаточно большой длине образца и при , выражение (1.3) упрощается

так как имеем ,

где – ускорение силы тяжести;

– кажущееся увеличение веса образца в магнитном поле.

Так как 𝜒 = 𝜒 d;

то ,

где – плотность образца;

– удельная магнитная восприимчивость вещества;

Р – вес образца;

l – его длина.

В формулу (1.4) из (1.5) поставим выражение для объемной магнитной восприимчивости, и решая относительно , получим формулу для определения удельной магнитной восприимчивости

Задача эксперимента сводится к определению .

Метод Гуи позволяет определить не только удельную магнитную восприимчивость, но и удельную намагниченность.

подставляя выражение для из (1.6) будем иметь:

Изменяя в этой формуле Н при постоянном значении других параметров, мы можем получить кривую первичного намагничивания и кривую гистерезисного цикла в координатах I–H или, учитывая, что B = H + 4 в координатах BH.

Здесь Н – внешнее поле; N – коэффициент размагничивания для длинного цилиндра равен 2, тогда ; B – магнитная индукция.

Точки кривой первичной намагниченности O, A, B, C получаются по формуле (1.7) при изменении магнитного поля от 0 до Н3. Затем поле уменьшается от Н3 до 0 и по той же формуле определяют точки В, А. Кривая СВА пойдет выше кривой OABC, т. к. grad поля остаточной индукции образца будет антипараллелен grad основного намагниченного поля, а отрезки В¢ В; А¢ А и т. д. покажут величину дополнительной индукции.

Явление отставания магнитной индукции в образце при изменении напряженности внешнего магнитного поля называется гистерезисом.

Когда Н = 0 выражение (1.7) теряет смысл, однако индукция в образце имеет определенное значение, зависящее от его магнитных свойств и формы. Эта индукция носит название остаточной индукции и обозначается через Вг. Формулы (6) и (7) справедливы для всех значений Н, исключая Н = 0. При переходе через 0 основное поле меняет свое направление и grad Н обратно параллелен grad Н.

Если Нобр = Н, то = 0.

Это произойдет в точке Е, при этом величина поля Н будет соответствовать коэрцитивной силе и обозначается через Нс. Точки гистерезисной кривой F, G, а также вся нижняя часть петли получается аналогично.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Катушка наматывается с таким расчетом, чтобы напряженность магнитного поля в центре ее была кратна потребляемому току (Н = 100; 200 Э и т. д.). Например, для Н = 100 при проводе диаметром 2,8 мм размеры катушки следующие: высота 150 мм, внешний диаметр 200 мм, внутренний 20 мм.

Стеклянная трубка должна быть установлена посередине между плоскими полюсами или по оси катушки, иначе происходит ее боковое смещение.

Стеклянная трубка с образцом помещается вдоль оси катушки так, чтобы нижний ее конец находится в однородном поле, а верхний край образца – на расстоянии 20–25 см от катушки, где поле Н0.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Перед началом эксперимента определяется вес пустой трубки. Образец, измельченный до аналитического порошка, небольшими порциями насыпается и утрамбовывается в трубке до метки равной 350 мм. Трубку с образцом взвешивают. Обозначим этот вес через Р2. Затем трубку с образцом подвешивают к левой чашке аналитических весов таким образом, чтобы ее конец был близко около середины катушки, и она не задевала ее стенок, включают электрический ток и взвешивают трубку с образцом в магнитном поле – Р3.

Для построения петли гистерезиса напряженность магнитного поля в центре соленоида каждый раз меняется через равные промежутки, начиная с минимальной и заканчивая максимальной. Затем меняется направление тока и т. д.

Таблица 1.1.

Экспериментальные данные

Р1, вес пустой трубки	Р2 вес трубки с образцом	Р3 вес трубки с образцом в магнитном поле	Н напряжен­ность магнитного поля	Р = Р2–Р1 вес образца	= Р3–Р2 кажущийся привес в магнитном поле	𝜒¢	I
г	г	г	Э	г	г	см3/г	Гс/г

Оформление экспериментальных и расчетных данных.

Подставляя данные из табл. 1.1 в формулу (1.6) или (1.7) определяют, соответственно, удельную магнитную восприимчивость или точки петли гистерезиса.

Остальные части кривой гистерезисного цикла получаются аналогично. Напряженность магнитного поля в центре катушки равнялось Н = 100, длина l = 35см.

Результаты измерений магнитных свойств пробы

Сильномагнитной руды (обожжённая, окисленная руда ЦГОКа 30 % Fe в виде магнетита 35 % Feобщ).

Таблица 1.2

№ п/п	Вес пустой трубки, Р1, г	Вес трубки с образцом в магнитном поле Р3, г	Напряженность магнитного поля Н, Э	Вес образца Р = Р2-Р1, г	Кажущийся привес в магнитном поле	= Р3-Р2, г	𝜒¢, см3/г	I = 𝜒H, Гс/г
1	16,251	25,230	25,241	50	8,879	0,011	0,0337	1,682
2	---	---	25,280	100	---	0,010	0,0382	3,824
3	---	---	26,353	500	---	1,123	0,0344	17,23
4	---	---	29,270	1000	---	4,040	0,0309	30,9
5	---	---	33,0	1500	---	7,77	0,0265	39,65
6	---	---	37,28	2000	---	12,050	0,023	46,1
7	---	---	40,950	2400	---	15,72	0,0209	50,1
8	---	---	37,40	2000	---	15,17	---	46,5
9	---	---	33,29	1500	---	8,060	---	41,1
10	---	---	29,65	1000	---	4,42	---	33,8
11	---	---	26,62	500	---	1,39	---	21,3
12	---	---	25,4	100	---	0,17	---	13,0
13	---	---	25,301	50	---	0,071	---	10,0
14	---	---	25,193	100	---	0,037	---	2,83
15	---	---	25,194	-50	---	0,036	---	5,51
16	---	---	25,203	-25	---	0,027	---	8,26

Например, для расчета точки А.