磁选理论

 　　磁选理论　　随着科技的进步和多学科相互交融的结果，数学方法、物理模型法、计算机软件模拟等算法相结合共同促进了磁选理论的发展。　　矿粒运动速度　　简化了磁选机物理模型，建立了单一矿粒的运动微分方程，求解后得到矿粒沿工作间隙运动的速度，根据矿粒速度与极角的关系曲线，得到机械力的分布曲线，根据计算结果，绘制了合力、分力与速度的曲线。利用计算机辅助计算了弱磁性矿粒在磁粒捕获区的运动速度、加速度和捕获时间。刘鹏等对磁场分选空间中的单颗粒微粒进行了动力学分析，通过对颗粒的受力分析和运动分析建立了 HGMS 分选过程中矿粒的运动模型以及单颗粒矿粒被捕获时聚磁介质的当量直径模型，并考虑了微粒被捕获在聚磁介质上时的几种极端情况。Anna Sandulyak 等通过测量磁力并进行适当的积分，得到干式磁选的一个关键参数—铁粒子终端速度，即保证捕获粒子的速度。　　矿粒运动轨迹　　利用连续照相机拍摄了实验室型强磁场磁选机中顺磁矿粒的运动轨迹，验证了强磁选机分选过程的理论模型。利用计算机辅助绘出了弱磁性矿粒在捕获区的运动轨迹图，可以帮助我们更加深入了解高梯度磁选捕收机理。　　用视频记录磁珠的轨迹，用离焦图像记录磁珠的相对轴向位移，用 MATLAB 建立了三维数值模型比较二者关系，该模型有效预测了悬浮在均匀磁场、静态流体中的三个超顺磁性磁珠的轨迹模式和相互作用，有利于减少磁选过程中结块行为。　　针对弱磁性矿粒在高梯度磁场 GCG 型强磁选机中的运动进行动力学分析，建立了关于运动轨迹的数学模型，得到了一种可以控制分选效果的方法，即控制辊的转速和磁场强度。　　基于二维离散元软件 PFC2D，研究了干式磁分离过程磁性颗粒运动行为，考察了磁场强度、极距、比磁化率、锥角对颗粒运动轨迹中位移、速度、平均不平衡力的影响。结果表明:磁场强度、比磁化率越大，颗粒在磁场中受力越大，位移、速度变化越明显，有益于颗粒的磁力捕集；保持颗粒距锥尖相对距离 l/2，极距越小，位移、速度变化趋势越大，越有利于磁性颗粒的吸附、系统的稳定；锥角为 π/3 时，颗粒所受磁场力最大，系统易达到平衡状态；锥角对系统影响最弱，比磁化率较极距、磁场强度对系统影响大。　　动力学方程　　推导了弱磁性矿粒在单根棒介质高梯度磁场中的动力学方程。Anna Sandulyak 等重视铁粒子运动方程中参数的真实数据，将动力学方程适当地调整到分离过程的适当条件。刘佳庚针对悬浮式干式磁选机分选过程建立了矿物颗粒的动力学预测模型，通过滚动优化的方式对磁选过程进行优化控制，解决了分选过程实时控制的问题，提升了悬浮式干式磁选机的精矿回收率。　　其他方面研究　　利用基于 MPI 的并行算法，对弱磁性纳米粒子在 HGMS 中的浓度动态进行模拟；利用有限差分法和计算机仿真方法对系统中描述浓度动态的连续性方程进行求解，仿真结果显示了该系统在顺磁和反磁两种模式下的浓度分布；瞬态结果描述了由于磁场和扩散效应之间的竞争而导致颗粒运输的特征，显示了饱和、聚集和损耗的区域。稳态结果为磁场强度的试验调整提供了基本指导，以达到所需的捕获效率和保持磁场所需的最短时间。