强磁性矿物的磁性
前已述及,强磁性矿物只有磁铁矿、钦磁铁矿、r-赤铁矿、磁黄铁矿等少数几种矿物.但其工业储量相当大。尤其磁铁矿和含钒钦磁铁矿是我国重要的冶金工业原料,这些矿物的磁选在选矿领域占有重要地位,以磁铁矿为主分若干问题讨论强磁性矿物的磁性.
强磁性矿物的磁性
基木磁化曲线OABC表明,磁化时,比磁化强度j随磁化磁场强度的提高而迅速增加.容易达到磁饱和.在基本磁化曲线的OA段,j增加比较缓慢。为初始可逆磁化过程;在AR段,j随H的增加很快,并相应得到了最大比磁化率;在BC段,j随H的增加缓慢,大约在H= 144kA / m (1800Oe)时达到磁饱和,ABC段为不可逆磁化过程.
退磁曲线表明,当磁选机的外加磁场强度由饱和磁化磁场强度逐渐减小到零时.比磁化强度沿高于基本磁化曲线的曲线减小到Jr.Jr称为剩余比磁化强度,简称剩磁,这一比磁化强度滞后于磁化磁场强度变化的现象称为磁滞效应.当沿反向施加外磁场强度至He时,比磁化强度为零,剩磁消失,He称为矫顽力,矫顽力的大小表明脱磁的难易程度.
若按正反两个方向连续周期性施加磁化磁场,则可测得与相似的磁滞回线.换言之,磁化磁场强度大小和方向周期性正反变化时,比磁化强度按磁滞回线变化.
比磁化率X与磁化磁场强度H的关系曲线表明,X随H的变化是非线性的,且有最大值.在比磁化率X达到最大值前,X随H的提高而增大;在X达到最大值以后,比磁化率X随H的提高而减小.前一种情况,是由于试样比磁化强度j的增长速率比磁场强度H的增长速率更快的缘故;后一种情况则相反,j的增长速率比H的增长速率越来越小,因而比磁化率不断减小.
强磁性矿物的磁化原理
强磁性矿物的磁化原理可用第一章阐明的磁畴理论解释:
强磁性矿物是由许多能白发磁化到饱和状态的磁畴构成的.磁畴之间的边界层叫做磁畴壁.磁铁矿的磁晶为铁氧体反尖晶石型立方结构,磁晶中两种相邻次晶格铁离子磁矩由于问接交换作用而反平行取向,大小不等,由未被抵消的部分磁矩产生白发磁化,形成磁畴.磁铁矿的单畴粒径约为0.05um;磁畴易磁化方向为立方晶休三条棱边的六个方向;难磁化方向为立方晶休四条体对角线的八个方向;由于相交体对角线可构成71和109角,因而畴壁类型为71. 109和180畴壁,但为了简便起见,前两者都可视为900畴壁.无外磁场时,由于相邻磁畴的自发磁化方向不同,各磁畴的磁矩互相抵消,总磁矩为零,所以对外不显磁性.
在外磁场作用下,磁化包括畴壁移动和磁畴转动两个过程.畴壁移动是,与外磁场方向相近的磁畴的体积不断扩大,其它方向磁畴的体积不断缩小,以致消失.磁畴转动是,在较高外磁场作用下,磁畴向外磁场方向转向。当所有磁畴转至与外磁场方向一致时,磁化即达到饱和状态.壁移磁化所需的外磁能较低,所以,场强较低时,磁化以壁移磁化为主,基本磁化曲线的OA段为可逆壁移磁化段,AR段为不可逆壁移磁化段;畴转所需的外磁能较高,因此,在较高磁场时,磁化以畴转磁化为主,所以Bc段可视为以畴转磁化为主的阶段.
因为壁移磁化所需的外磁能较低,磁化容易进行,磁化强度增长的速率比磁化磁场强度增长的速率更快,所以,比磁化半随外磁场强度的提高而增加;在壁移磁化后期,畴转磁化在砰一所占的比例逐渐增加,因而所需的外磁能增加,磁化强度的增长速率比磁化磁场强度增长的速率越来越慢,所以比磁化率随磁化场强的提高而减小.砂石生产线上的磁晶中的杂质和晶格缺陷等因素相当于一种阻力,磁化时,阻碍畴壁移动和磁畴转动,退磁时,又阻碍畴壁和磁畴回到原来的位置;另外,畴转磁化所需的外磁能较高.退磁时,也使磁畴难以复位;这些因素是产生磁滞的原因.