磁选机所用磁性材料的特性

1、磁选机铁氧体永磁材料的特性

磁选机所用铁氧体永磁材料是金属氧化物的陶瓷材料，晶体结构属于单轴六角晶系。铁氧体材料的优点是具有相当高的矫顽力，故适用于退磁场较高的条件使用。铁氧体的电阻率比金属磁性材料高得多，所以在高频条件下也可使用。尽管它最大磁能积不大，但是最大恢复磁能积却很大，因此也适用于做动态条件下的磁选机永磁磁系。

铁氧体的另一特点是其退磁曲线的很大一部分接近于直线，说明工作稳定。此外，铁氧体的密度较小，原材料价格低廉，制造工艺简单。采用铁氧体永磁材料成本和重量小。铁氧体永磁材料的居里温度为450℃，机械强度和刚度较大，可直接压制成型，必要时也可磨削加工。不足之处在于剩磁不高，Br：0.2-0.4T，磁性参量的温度稳定性也较差，所以不适用于环境温度变化较大的场合。

2、磁选机钕铁硼永磁材料的特性

稀土永磁材料是20世纪60年代出现的新型金属永磁材料，迄今为止，经过永磁材料专家的几十年的共同努力，已经形成了具有规模生产和实用价值的三代稀土永磁材料。第一代稀土永磁是1:5型SmCo合金；第二代稀土永磁是2:17型SmCo合金，它们均以金属钴为基合金；第三代稀土永磁材料是以Nd-Fe-B合金为代表的Fe基稀土永磁材料。

Fe基稀土永磁材料是由主相Nd2Fe14B和少量Nd相、少量富B相等组成。N38牌号的钕铁硼材料成分为：约31wt%Nd，约20wt%Dy，约11.3wt%B，约0.3wt%Al，约37.4wt%Fe，稀土元素Dy可以增大永磁材料的矫顽力。当Nd原子和Fe原子分别被不同的R原子和其它金属原子取代，可发展成多种不同成分的R-Fe-B系永磁体。Nd-Fe-B系永磁材料有以下特点：

（1）磁性能高。钕铁硼永磁材料的最大磁能积相当于铁氧体永磁材料的5~12倍，铸造AL-Ni-Co永磁材料的3~10倍。矫顽力相当于铁氧体永磁材料的5~10倍，铸Al-Ni-Co，永磁材料的5~10倍。它潜在的磁能积很大，理论值能够达到525.4kJ/m3，剩磁Br=1.23T，矫顽力=880kA/m。它能吸引相当于自身重量640倍的重物，而铁氧体永磁材料仅能吸引起自身重量120倍的重物。Nd-Fe-B系永磁材料的应用有利于仪器仪表的小型化（轩量化）和轻型化。

（2）Nd-Fe-B系永磁材料以Fe为基体，含量有约30wt%Nd，约20wt%Nd，约20wt%Dy，约11wt%B。不含战略金属Co和Ni。在稀土矿中，Nd的储量占第三位，仅次于Ce和La，它的储量相当于Sm的10~16倍。

（3）Nd-Fe-B系永磁材料的力学性能比SmCo5合金和Al-Ni-Co合金都好，可进行切削和钻孔。此外它的密度也比SmCo5合金低。

不足之处在于磁选机钕铁硼永磁材料的居里温度较低，温度稳定性差，化学稳定性也欠佳。但这些缺点可以通过调整化学成分等措施得到克服。

随着钕铁硼永磁材料的问世及高性能磁性材料的涌现，永磁磁选技术有了很大发展。目前主要研究和生产的有永磁筒式磁选机和永磁高梯度磁选机两种类型，其中永磁筒式磁移过机中强磁场磁选机设备简单，分选指标好，具有很大的推广应用价值。

就实际情况而言，在300mT以下的磁选设备中，采用N35或N38组合成磁路，若磁体的厚度相同，磁系所产生的磁场强度并无多大差异。在中高场强磁选设备所用的磁性材料选择上，同等条件下，应该选择Hcj较高一些的磁体，因为Hcj较高的磁体所产生的磁场作用深度深，在辅助磁极的选择上，应采用Hcj>1333kA/m的材料，它所起的作用是减少空隙处的漏磁现象，并在磁极交替处产生辅助磁源，增加磁极交替处的磁场作用深度，鉴于辅助磁极在安装时所受的磁场力与它自身的积极相同，在较大的同极性的排拆作用下，磁体容易退磁，所以辅助磁极均采用Hcj较高的磁体。

针对永磁材料的特点，我们研制的永磁高梯度磁选机的磁系所选用的磁性材料可有三种组合选择：①全部为铁氧体磁性材料；②全部为钕铁硼磁性材料；③有铁氧体和钕铁硼材料混合组成。因所研制的设备主要针对鞍山工弱磁性赤铁矿石，对磁场强度要求很高，所以选择全部采用改进了的钕铁硼永磁材料的磁系组成，这样既可以满足选别过程对磁场强度的要求，又降低了设备成本，使设备的结构变得更为简单。具体材料选择由抚顺衡德磁业有限公司提供的N40钕铁硼记湖北材料，外形尺寸85mm×48mm×19mm，磁钢性能为Br≥1.23T，bHc≥920kA/m，iHc≥970kA/m,[BH]max≥318.4kJ/m3。