磁選機(jī)所用磁性材料的特性
1、磁選機(jī)鐵氧體永磁材料的特性
磁選機(jī)所用鐵氧體永磁材料是金屬氧化物的陶瓷材料，晶體結(jié)構(gòu)屬于單軸六角晶系。鐵氧體材料的優(yōu)點(diǎn)是具有相當(dāng)高的矯頑力，故適用于退磁場較高的條件使用。鐵氧體的電阻率比金屬磁性材料高得多，所以在高頻條件下也可使用。盡管它最大磁能積不大，但是最大恢復(fù)磁能積卻很大，因此也適用于做動態(tài)條件下的磁選機(jī)永磁磁系。
鐵氧體的另一特點(diǎn)是其退磁曲線的很大一部分接近于直線，說明工作穩(wěn)定。此外，鐵氧體的密度較小，原材料價(jià)格低廉，制造工藝簡單。采用鐵氧體永磁材料成本和重量小。鐵氧體永磁材料的居里溫度為450℃，機(jī)械強(qiáng)度和剛度較大，可直接壓制成型，必要時(shí)也可磨削加工。不足之處在于剩磁不高，Br：0.2-0.4T，磁性參量的溫度穩(wěn)定性也較差，所以不適用于環(huán)境溫度變化較大的場合。
2、磁選機(jī)釹鐵硼永磁材料的特性
稀土永磁材料是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的新型金屬永磁材料，迄今為止，經(jīng)過永磁材料專家的幾十年的共同努力，已經(jīng)形成了具有規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)用價(jià)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，它們均以金屬鈷為基合金；第三代稀土永磁材料是以Nd-Fe-B合金為代表的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相等組成。N38牌號的釹鐵硼材料成分為：約31wt%Nd，約20wt%Dy，約11.3wt%B，約0.3wt%Al，約37.4wt%Fe，稀土元素Dy可以增大永磁材料的矯頑力。當(dāng)Nd原子和Fe原子分別被不同的R原子和其它金屬原子取代，可發(fā)展成多種不同成分的R-Fe-B系永磁體。Nd-Fe-B系永磁材料有以下特點(diǎn)：
（1）磁性能高。釹鐵硼永磁材料的最大磁能積相當(dāng)于鐵氧體永磁材料的5~12倍，鑄造AL-Ni-Co永磁材料的3~10倍。矯頑力相當(dāng)于鐵氧體永磁材料的5~10倍，鑄Al-Ni-Co，永磁材料的5~10倍。它潛在的磁能積很大，理論值能夠達(dá)到525.4kJ/m3，剩磁Br=1.23T，矯頑力=880kA/m。它能吸引相當(dāng)于自身重量640倍的重物，而鐵氧體永磁材料僅能吸引起自身重量120倍的重物。Nd-Fe-B系永磁材料的應(yīng)用有利于儀器儀表的小型化（軒量化）和輕型化。
（2）Nd-Fe-B系永磁材料以Fe為基體，含量有約30wt%Nd，約20wt%Nd，約20wt%Dy，約11wt%B。不含戰(zhàn)略金屬Co和Ni。在稀土礦中，Nd的儲量占第三位，僅次于Ce和La，它的儲量相當(dāng)于Sm的10~16倍。
（3）Nd-Fe-B系永磁材料的力學(xué)性能比SmCo5合金和Al-Ni-Co合金都好，可進(jìn)行切削和鉆孔。此外它的密度也比SmCo5合金低。
不足之處在于磁選機(jī)釹鐵硼永磁材料的居里溫度較低，溫度穩(wěn)定性差，化學(xué)穩(wěn)定性也欠佳。但這些缺點(diǎn)可以通過調(diào)整化學(xué)成分等措施得到克服。
隨著釹鐵硼永磁材料的問世及高性能磁性材料的涌現(xiàn)，永磁磁選技術(shù)有了很大發(fā)展。目前主要研究和生產(chǎn)的有永磁筒式磁選機(jī)和永磁高梯度磁選機(jī)兩種類型，其中永磁筒式磁移過機(jī)中強(qiáng)磁場磁選機(jī)設(shè)備簡單，分選指標(biāo)好，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
就實(shí)際情況而言，在300mT以下的磁選設(shè)備中，采用N35或N38組合成磁路，若磁體的厚度相同，磁系所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度并無多大差異。在中高場強(qiáng)磁選設(shè)備所用的磁性材料選擇上，同等條件下，應(yīng)該選擇Hcj較高一些的磁體，因?yàn)镠cj較高的磁體所產(chǎn)生的磁場作用深度深，在輔助磁極的選擇上，應(yīng)采用Hcj>1333kA/m的材料，它所起的作用是減少空隙處的漏磁現(xiàn)象，并在磁極交替處產(chǎn)生輔助磁源，增加磁極交替處的磁場作用深度，鑒于輔助磁極在安裝時(shí)所受的磁場力與它自身的積極相同，在較大的同極性的排拆作用下，磁體容易退磁，所以輔助磁極均采用Hcj較高的磁體。
針對永磁材料的特點(diǎn)，我們研制的永磁高梯度磁選機(jī)的磁系所選用的磁性材料可有三種組合選擇：①全部為鐵氧體磁性材料；②全部為釹鐵硼磁性材料；③有鐵氧體和釹鐵硼材料混合組成。因所研制的設(shè)備主要針對鞍山工弱磁性赤鐵礦石，對磁場強(qiáng)度要求很高，所以選擇全部采用改進(jìn)了的釹鐵硼永磁材料的磁系組成，這樣既可以滿足選別過程對磁場強(qiáng)度的要求，又降低了設(shè)備成本，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)變得更為簡單。具體材料選擇由撫順衡德磁業(yè)有限公司提供的N40釹鐵硼記湖北材料，外形尺寸85mm×48mm×19mm，磁鋼性能為Br≥1.23T，bHc≥920kA/m，iHc≥970kA/m,[BH]max≥318.4kJ/m3。
