CN105701309B - 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法 - Google Patents

一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105701309B
CN105701309B CN201610061835.7A CN201610061835A CN105701309B CN 105701309 B CN105701309 B CN 105701309B CN 201610061835 A CN201610061835 A CN 201610061835A CN 105701309 B CN105701309 B CN 105701309B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
medium
magnetic medium
particle
capture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610061835.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105701309A (zh
Inventor
陈禄政
刘文博
郑永明
肖庆飞
邵延海
游志程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201610061835.7A priority Critical patent/CN105701309B/zh
Publication of CN105701309A publication Critical patent/CN105701309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105701309B publication Critical patent/CN105701309B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，属于高梯度磁选技术领域。由介质丝组成若干单元介质模块制备得到任意可拆卸式磁介质；将得到的任意可拆卸式磁介质放入高梯度磁选机的分选腔内完成高梯度磁选过程；完成后停止给料保持磁场和流场，降低液位使分选区的磁介质从流体中慢慢露出，同时向磁介质通入冷气，将暴露的介质丝表面积聚的磁性颗粒快速冷却固定，当磁介质全部露出并被完全冷却后，去除磁场，取出磁介质，在低温环境下拆除单元介质模块，得到介质单丝，并置于保冷设备中；将得到的介质单丝进行分析检测，获得磁介质磁力捕获的真实特征。本发明解决单元介质分析法应用的磁介质捕获特征“失真”问题。

Description

一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法
技术领域
本发明涉及一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，属于高梯度磁选技术领域。
背景技术
高梯度磁选是当前分选（微）细粒弱磁性金属矿（氧化铁矿、钛铁矿、黑钨矿等）和非金属矿（石英、长石、高岭土等）的关键技术，应用广泛。磁介质作为实现高梯度磁选过程的载体，其结构构造决定磁介质内部的磁场分布和磁力捕获动力学，显著影响高梯度磁选的效能。迄今，有关磁介质的捕获理论分析和设计开发，基本采用传统的“单丝磁力捕获”理论，即在最理想假设条件下考虑介质单丝磁力捕获磁性颗粒，忽略介质丝间的磁场相互作用；然而，实际的磁介质由成千上万根介质丝排列组合焊制而成，介质丝间存在磁场耦合作用。这种现状，导致理论分析与实际结果相距甚远，理论对实际的指导作用很有限，不能准确地对磁介质的设计提供理论指导。
近年，陈禄政发明一种单元介质实验分析方法，用于磁介质排列组合优化。该方法将一定厚度磁介质看成多个薄层单元介质模块的有序组合，使模块上介质单丝对磁性颗粒的捕获现象可视，实现对磁介质内部磁性颗粒捕获行为的定性分析和定量测定，可以有效应用于磁介质的创新设计。但是，采用该方法研究介质丝的磁力捕获特征时，存在捕获特征“失真”现象。以图1圆柱形棒介质为例，高梯度磁选过程（左图）中，介质丝在磁场B和流场V的综合作用下捕获磁性颗粒，颗粒积聚在介质丝上、下表面；分选过程完成后取出磁介质的过程中，由于脱离磁场和流场作用，介质丝表面积聚的磁性颗粒因自重和表面水膜的淌流作用发生变形（右图），改变了磁介质捕获磁性颗粒的真实特征。
发明内容
为了解决单元介质分析法应用的磁介质捕获特征“失真”问题，本发明提供一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法。本方法将一个高梯度磁选过程完成后，保持磁场和流场，降低液位使分选区的磁介质从流体中慢慢露出，同时向磁介质通入冷气，将暴露的介质丝表面积聚的磁性颗粒快速冷却固定；磁介质全部露出流体并被完全冷却后，去除磁场，取出磁介质，对介质丝表面积聚的磁性颗粒进行分析检测，获得磁介质磁力捕获磁性颗粒的真实特征，解决现有技术中磁介质捕获特征“失真”问题，本发明通过以下技术方案实现。
一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，其具体步骤如下：
（1）由介质丝组成若干单元介质模块制备得到任意可拆卸式磁介质，可拆卸式磁介质排列组合模式根据实际情况或要求确定；
（2）将步骤（1）得到的任意可拆卸式磁介质放入高梯度磁选机的分选腔内，在确定的操作条件（磁场强度、流体流速等）下完成高梯度磁选过程；
（3）步骤（2）高梯度磁选过程完成后，停止给料保持磁场和流场，降低液位使分选区的磁介质从流体中慢慢露出，同时向磁介质通入-10～-5℃冷气，将暴露的介质丝表面积聚的磁性颗粒快速冷却固定，当磁介质全部露出并被完全冷却后，去除磁场，取出磁介质，在-5～0℃低温环境下拆除单元介质模块，得到介质单丝，并置于保冷设备中；
（4）将步骤（3）得到的介质单丝进行分析检测，获得磁介质磁力捕获的真实特征。
所述步骤（4）中分析检测方法为采用显微镜、扫描电镜、化学分析确定产率计算和品位分析。
上述步骤（3）的冷气流量和液位降低速度根据实际情况和要求确定。
本发明的有益效果是：
（1）采用冷气快速冷却和固定磁介质表面积聚的磁性颗粒的方法，可以获得在不同操作条件下磁介质磁力捕获磁性颗粒的真实特征，解决长期以来理论分析与实际结果不相符的技术问题，可以用于验证理论分析或模拟仿真的正确性。
（2）可以用于磁介质磁力捕获的相关基础理论研究，可以用于开发新型磁介质，提升高梯度磁选装备的分选效能。
附图说明
图1是现有技术中高梯度磁选过程的磁介质捕获磁性颗粒“失真”现象示意图；
图2是本发明实施例1制备得到的可拆卸式的磁介质排列图；
图3是本发明实施例1磁介质丝的磁力捕获角度（θ）和厚度（H-R）示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
以钛铁矿为物料，钛铁矿粒度较细，取300g试样磨矿1 min后，物料粒级分布情况见表1。
表1
该分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，其具体步骤如下：
（1）由介质丝组成若干单元介质模块制备得到任意可拆卸式磁介质，分别选取2mm和3mm单一直径棒介质丝组成10层单元介质模块制备得到2mm和3mm两种可拆卸式磁介质，可拆卸式磁介质排列组合如图2所示，2mm直径棒介质丝可拆卸式磁介质中丝间距L1和层间距L2相等，即L1=L2＝2mm；3mm直径棒介质丝可拆卸式磁介质中丝间距L1和层间距L2相等，即L1=L2＝3mm；
（2）将步骤（1）得到的2mm和3mm两种可拆卸式磁介质放入高梯度磁选机的分选腔内（放入SLon-100周期式脉动高梯度磁选机的分选筒内），在确定的操作条件（固定给矿浓度10%和脉动频率200rpm，分别选择磁场强度0.4T、1.0T和1.5T）下完成高梯度磁选过程；
（3）步骤（2）高梯度磁选过程完成后，停止给料保持磁场和流场，降低液位（液位降低速度约2cm/min）使分选区的磁介质从流体中慢慢露出，同时向磁介质通入-10℃冷气（冷气流量约0.2L/min），将暴露的介质丝表面积聚的磁性颗粒快速冷却固定，当磁介质全部露出并被完全冷却后，去除磁场，取出磁介质，在-5℃低温环境下拆除单元介质模块，得到介质单丝，并置于保冷设备中；
（4）将步骤（3）得到的介质单丝进行分析检测，分别获得2mm和3mm两种可拆卸式磁介质磁力捕获的真实特征，真实特征图如图3所示，在磁场强度1.0T条件下获得的真实特征结果如表2所示。
表2
不同磁场强度条件下，通过显微镜测量得到3 mm直径磁介质的磁力捕获特征参数值见表3。由表3，随磁场强度增大，磁介质丝的磁力捕获角度和捕获厚度增加，具有不同特征值。这说明，对相同直径的磁介质，提高磁场强度，磁介质对磁性矿粒的捕获角度和捕获范围增大，磁介质丝表面可以捕获更多的磁性矿粒，从而提高磁介质的处理能力，这与生产实践结果相符。
表3
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）由介质丝组成若干单元介质模块制备得到任意可拆卸式磁介质，可拆卸式磁介质排列组合模式根据实际情况或要求确定；
（2）将步骤（1）得到的任意可拆卸式磁介质放入高梯度磁选机的分选腔内，在确定的操作条件下完成高梯度磁选过程；
（3）步骤（2）高梯度磁选过程完成后，停止给料并保持磁场和流场，降低液位使分选腔内分选区的磁介质从流体中慢慢露出，同时向磁介质通入-10～-5℃冷气，将暴露的介质丝表面积聚的磁性颗粒快速冷却固定，当磁介质全部露出并被完全冷却后，去除磁场，取出磁介质，在-5～0℃低温环境下拆除单元介质模块，得到介质单丝，并置于保冷设备中；
（4）将步骤（3）得到的介质单丝进行分析检测，获得磁介质磁力捕获的真实特征。
2.根据权利要求1所述的分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法，其特征在于：所述步骤（4）中分析检测方法为采用显微镜、扫描电镜、化学分析、产率计算和品位分析。
CN201610061835.7A 2016-01-29 2016-01-29 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法 Active CN105701309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610061835.7A CN105701309B (zh) 2016-01-29 2016-01-29 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610061835.7A CN105701309B (zh) 2016-01-29 2016-01-29 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105701309A CN105701309A (zh) 2016-06-22
CN105701309B true CN105701309B (zh) 2018-11-27

Family

ID=56228849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610061835.7A Active CN105701309B (zh) 2016-01-29 2016-01-29 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105701309B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093813B (zh) * 2016-07-21 2019-01-04 昆明理工大学 一种实验分析磁介质单丝捕获的方法
CN107132498B (zh) * 2017-06-02 2023-07-07 昆明理工大学 一种旋转磁介质动态磁力捕获装置
CN108919148B (zh) * 2018-05-28 2021-03-02 昆明理工大学 一种实验分析离心高梯度磁场旋转磁介质单丝捕获的方法
CN109746064B (zh) * 2019-01-28 2021-10-15 武汉纺织大学 一种梯度磁场微流控芯片
CN112871439B (zh) * 2020-12-24 2023-04-07 云南迪庆有色金属有限责任公司 一种应用脉动高梯度磁选技术分离细粒铜钼混合精矿的工业生产方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
High Gradient Magnetic Separation of Ultrafine Particles with Rod Matrix;Luzheng Chen 等;《Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review》;20121231;全文 *
Magnetic Techniques for the Treatment of Materials;Jan Svoboda;《Netherland:Macsource Press》;20041231;全文 *
基于ANSYS的高梯度磁选机磁场特性影响因素分析;郑霞裕 等;《金属矿山》;20130731(第7期);全文 *
棒介质层数对高梯度磁选指标的影响;丁利 等;《矿冶》;20140228;第23卷(第1期);全文 *
棒介质组合方式对脉动高梯度磁选效果的影响;曾剑武 等;《金属矿山》;20150331(第3期);全文 *
高梯度磁选过程的棒介质排列组合研究;黄建雄;《中国优秀硕士论文全文数据库 工程科技I辑》;20140715(第07期);全文 *
高梯度磁选过程的组合式棒介质研究;丁利;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20140515(第05期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105701309A (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105701309B (zh) 一种分析检测磁介质磁力捕获磁性颗粒特征的方法
US7807454B2 (en) Microfluidic magnetophoretic device and methods for using the same
Li et al. Research progress on microfluidic chip of cell separation based on dielectrophoresis
JP6333719B2 (ja) 試料中の磁気的に標識が付された部分を分離するための装置及び方法
US20140367260A1 (en) Method and Apparatus for Identifying Objects in a Plurality of Objects Using Dielectrophoresis
US20070151448A1 (en) Discharge electrode and method for enhancement of an electrostatic precipitator
Zheng et al. Modeling of particle capture in high gradient magnetic separation: A review
CN104203421A (zh) 磁选机
Deng et al. Development of flow through dielectrophoresis microfluidic chips for biofuel production: Sorting and detection of microalgae with different lipid contents
Han et al. Lateral displacement as a function of particle size using a piecewise curved planar interdigitated electrode array
CN103480488A (zh) 一种干法转盘式超导磁分离系统及其应用工艺
WO2008030632A2 (en) Article separation apparatus and method for unit operations
CN109746064A (zh) 一种梯度磁场微流控芯片
Wang et al. Single-cell metabolite analysis on a microfluidic chip
Çağlayan Arslan et al. Label‐free enrichment of MCF7 breast cancer cells from leukocytes using continuous flow dielectrophoresis
Giesler et al. High‐throughput dielectrophoretic separator based on printed circuit boards
CN102600969B (zh) 一种优化磁介质排列组合的单元介质分析方法
van Ommering et al. Confined Brownian motion of individual magnetic nanoparticles on a chip: Characterization of magnetic susceptibility
Cai et al. Magnetic Bead Manipulation in Microfluidic Chips for Biological Application
Jiang et al. Manipulation of ZnO nanostructures using dielectrophoretic effect
CN206666547U (zh) 一种用于筛选定位及检测血液中稀有细胞的生物芯片
Sibanda et al. Predicting particle segregation in cross-flow gas filtration
Lu et al. Development of an open-gradient magnetic separator in the aerodynamic field
CN111044599A (zh) 一种确认有利于花岗岩型铀矿成矿物理化学条件的方法
JP2012098297A (ja) 進行波アレイ、分離方法、および精製セル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant