矿物磁性分类

　　从物理学中知道，在外磁场中物质内的侮个电子除了绕轨道旋转和自转运动之外，还受到一种洛伦兹力的影响，产生一个以外磁场方向为轴线转动的电子运动作用，选矿设备这种电子运动也要产生相应的磁矩，称为附加磁矩，根据电磁感应定律，由于磁场感应作用而产生的这种附加磁矩方向总是和外磁场方向相反，这就是逆磁性，它普遍存在于所有物质之中。由于电子运动产生的附加磁矩是很小的，只有当原子固有磁矩为零时，它才被显示出来，逆磁性物质就属于这一类型，即电子运动产生的磁效应是物质具有逆磁性的根本原因。顺磁性物质的原子固有磁矩不为零，但是在无外磁场作用时，这个原子固有磁矩方向处于无序混乱状态，对外的磁效应相互抵消，宏观不显示出磁性。当加外磁场后，其原子固有磁矩有转向外磁场方向排列的趋势，外磁场愈强，向外磁场取向的概率越大。对外显出磁性也愈大.这类物质电子运动的磁矩极易被抵消.可忽略不计。原子固有磁矩朝磁场方向排列是物质具有顺磁性的根本原因。
　　铁磁性物质与顺磁性物质和逆磁性物质的磁源有明显的区别，它在很弱的外磁场中，能获得很强的磁性，而且也很容易达到磁饱和，这是因为这类物质内部的原子磁矩，在没有外磁场作用的情况下就已经以某种方式定向排列起来，并达到一定磁化程度，这种磁化称作“自发磁化”。自发磁化是在许多小区域内进行的，每个小区域内原子磁矩按一定方向排列，这个自发磁化区叫做“磁畴r.o在没有外磁场作用时，铁磁性物质内部各个“磁畴”的取向各不相同如图2-11(a)所示，故就整体而言各磁畴的磁效应相互抵消.对外不显磁性。单个磁畴的体积为10-，一lo-15衬，含有1015一1w，个原子。磁畴与磁畴之间的边界层叫做磁畴壁，磁畴壁厚约为10-5 cm，宽约为10-3 an,是由一个易磁化方向转向另一个磁化方向的过渡层如图2-12所示。当铁磁性物质进人外磁场时，外磁场不是使单个原子磁矩转向磁场方向.而是使整个磁畴转向磁场方向如图2-11(b)所示。这类物质可以在一个不太强的外磁场中被强烈磁化直至饱和，产生很强的磁效应。因此，磁畴是铁磁性物质显示磁性的根本原因。
　　由量子力学理论可知，铁磁性物质内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用，迫使各原子的磁矩平行排列，这种静电交换作用的效果好像一个很强的等效磁场作用于各个原子磁矩.使固体物质的磁性除了上述通常熟悉的逆磁性、顺磁性和铁磁性之外，还有亚铁磁性和反铁磁性。在亚铁磁性物质内部，磁畴中的原子磁矩反向平行排列，但总磁矩未完全抵消、宏观上磁性与铁磁性物质相似。铁氧体物质、磁铁矿等的磁性属于亚铁磁性。由于铁氧体晶格中的金属磁性离子之间不存在直接交换作用.而是通过夹杂在磁性离子之间的氧离子产生间接交换作用。这种间接交换作用，使邻近两个次晶格的金属离子的磁矩名自平行排列，但其大小不相等，结果由剩余的部分磁矩产生自发磁化区。如图2-13(c)所示。
　　综合以上所述，固体物质磁性分类列项如下:从以上列项可看出，物质按烘干机磁性可分成三大类，铁磁性、顺磁性和逆磁性。这三类物质在外磁场中磁化时，砂石生产线其磁化效应亦不相同，如图2-14所示，铁磁性物质磁化时，其磁化强度随外磁场强度增加而急剧增加，呈非线性变化，也很容易达到磁饱和状态。顺磁性物质磁化时.其磁化强度与外磁场强度成正比，磁化强度比铁磁性物质低得多，而且磁化的外磁场强度比磁化铁磁物质需要高2-3个数量级。并很难达到磁饱和状态。逆磁性物质，其磁化强度与外磁场呈一直线关系，其斜率为很小的负值。
　　元素周期表中，只有Fe(铁)'CO(钻)、Ni(镍)和它们中的一种或多种化合物是铁磁性。有32种元素是顺磁性，而且他们的化合物也是顺.磁性，它们是:SC(杭),Ti(钦),V(钒),Cr(铬),Mn(锰),Y(忆),Mo(铝),Te(碍),Ru(钉),Rh(铐),Pd(把),Ta(担)、w(钨),Re(锌),Os(饿)、Ir(铱),Pt(铂),Ce(钵),Pr(错), Nd(钦),Sm(杉),Eu(铺).Gd(奎L),Tb(械),Dy(铺).Ho(钦), Er(饵) ,TM(铁),Yb(德),U(铀),Pu(杯),Am(媚)。另有16种元素在单质是顺磁性，但是它们的化合物则是逆磁性。它们是:Li(锉),O(氧),Na(钠),Mg(镁)、Al(铝),Ca(钙).Ga(稼),Sr(惚)、Zr(错) , Nb(扼).Sn(锡),13a(钡)、La(翎),Lu(错),Hf(铅),Th(针)。另有7种元素它们的化合物是顺磁性，它们是:N(氮),K(钾)ICU(铜), Rb(枷) .Cs(艳),Au(金),T1(蛇)，但其中的N和Cu在纯态中呈微逆磁性。其余46种元素是逆磁在生产实践中，从实用观点出发，按矿物比磁化系数的大小，将矿物分成强磁性、弱磁性和非(无)磁性三类。确切地说非磁性矿物实际上是一部分磁性很微弱，或是逆磁性矿物，目前磁选法尚不能将它们分选出来。也就是说目前磁选机只能选出亚铁类型和部分磁性较大的顺磁性矿物。
　　强磁性矿物:比磁化系数xo>38x 10-6m3/kg(或CGSM制中xo>3000 x 10-6 Qn3/g)，在磁场强度H=(80 --120)A/m(或LGSM制中H =1000 -1500 Oe)时可选出来，属于易选矿物，但是这类矿物很少，常见的有磁铁矿(残q)，磁黄铁矿(Fe.场，二)和磁赤铁矿(Y-Fe2q)等，这类矿物多属亚铁磁性类。
　　弱磁性矿物:比磁化系数xo=1.9 x 10-5-38 x 10-6衬/kg〔或LGSM制中xo=(15--3000)x 10-6助3奄〕，其中以二。>7.6 x 10-6耐/kg(或二。>6W x 10-6 CM3奄)者较为好选，习惯上称作中磁矿物，而xo<7.6 X 10-6耐/kg者为弱磁矿物。选别这类矿物需用的磁场强度常在H=(480 -1440 )A/m(或CGSM制中H = 600()一18000 Oe)区间。属于这类矿物较多，如有:各类弱磁性铁矿物(赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、铬铁矿等);各类锰矿物(水锰矿、软锰矿、硬锰矿、菱锰矿等);含铁含锰的矿物(黑钨矿、独居石、铝铁矿、担铁矿、锰妮矿等)。还有部分造岩矿物(绿泥石、石榴石、黑云母、橄榄石、辉石、角闪石，绿帘石、蛇纹石等)也属弱磁性矿物，上述各种弱磁性矿物大多属于顺磁性，有少数属于反铁磁性。
　　非磁性矿物:比磁化系数so<1.9x 10-s耐彻(或xo<15x10-6cm3电)，这类矿物在目前的技术条件下尚选不出来。震动筛属于这类矿物有:金属矿物中的辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、白钨矿、锡石、自然金;非金属矿物中有硫、煤、石墨、金刚石、石膏、高岭土等;还有石英、长石、方解石等大部分造岩矿物。这些矿物中一些属于顺磁性，也有一些属于逆磁性的。    必须指出.上述矿物磁性分类，并不是十分严密的，特别是弱磁性和非磁性的界限，会随着科学技术的发展而变化的。另外矿物磁性影响因素也很多，不同产地、不同矿床、不同粒度的矿物磁性都会有所不同，甚至差别很大。这是由于它们生成过程的条件不同，杂质的含量不同、结构
共生关系不同而产生的。对具体矿物必须通过实际测定，表2-I和表2-2分别为常见矿物的比磁化系数和选别时需用的磁场强度。