王學(xué)濤

（華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

基于CMDS的新型比磁化系數(shù)測定裝置的應(yīng)用

王學(xué)濤

（華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009）

針對測定物質(zhì)比磁化系數(shù)的重要意義和簡易比磁化系數(shù)測定裝置的不足，研制了新型比磁化系數(shù)測定裝置，開發(fā)了比磁化系數(shù)測定系統(tǒng)（CMDS）?；谠撓到y(tǒng)對強(qiáng)磁性、弱磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的測定。

比磁化系數(shù)；新型比磁化系數(shù)測定裝置；比磁化系數(shù)測定系統(tǒng)

比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測定對物質(zhì)磁性研究有著重要的作用。目前，簡易比磁化系數(shù)測定裝置存在著測量精度低、自動化程度低的問題。因此，新型比磁化系數(shù)測定裝置的成功研制和比磁化系數(shù)測定系統(tǒng)（CMDS）的開發(fā)對比磁化系數(shù)測定有著重要的意義。裝置根據(jù)古依法原理，采用數(shù)字測量機(jī)構(gòu)和磁場強(qiáng)度測量儀，基于CMDS自動調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度、自動生成坐標(biāo)圖像和測定報(bào)告，適用于比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測定。

1　新型比磁化系數(shù)測定裝置的研制

1.1裝置主要結(jié)構(gòu)和功能。新型比磁化系數(shù)測定裝置主要由勵磁系統(tǒng)、磁系調(diào)整機(jī)構(gòu)、測量平臺、數(shù)字測量機(jī)構(gòu)、樣品懸掛裝置，電氣控制裝置和測量軟件系統(tǒng)構(gòu)成。新型比磁化系數(shù)測定裝置的自動測量軟件系統(tǒng)（CMDS）通過常用的USB數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程控制和傳輸數(shù)字信息，系統(tǒng)能按測量需求自動調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度，讀取數(shù)字測量機(jī)構(gòu)和磁場強(qiáng)度測量機(jī)構(gòu)的數(shù)字信息，并自動分析運(yùn)算，繪制比磁化系數(shù)隨磁場強(qiáng)度變化坐標(biāo)圖像，實(shí)現(xiàn)比磁系數(shù)的自動測定。

1.2裝置的工作原理。新型比磁化系數(shù)測定裝置可根據(jù)測定要求制取待測試樣品，并通過軟件系統(tǒng)設(shè)定測定條件，自動稱量空試樣管重m1，滿試樣管重m2，系統(tǒng)按測定所需磁場強(qiáng)度與磁場變化類型自動調(diào)節(jié)樣品所在空間磁場強(qiáng)度H，自動采集經(jīng)由數(shù)字測量機(jī)構(gòu)和磁場強(qiáng)度測量機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男畔⒉⑻幚?，自動測定比磁化系數(shù)。

2　新型比磁化系數(shù)測定裝置的應(yīng)用

2.1在測定弱磁性物質(zhì)中的應(yīng)用。弱磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)的測定在物理、礦物磁性分選領(lǐng)域內(nèi)十分重要，弱磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)值很小，測定所需磁場強(qiáng)度強(qiáng)度較高。對某地鈦鐵礦精礦比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度進(jìn)行了測定，其中鈦鐵礦精礦品位為47% （TiO2）。測定參數(shù)為：磁場強(qiáng)度為300～1100 kA/m，自動步長100kA/m，CMDS測定結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，鈦鐵礦精礦的比磁化系數(shù)在設(shè)定磁場強(qiáng)度范圍內(nèi)，其比磁化系數(shù)測定平均值為9.05×10-7m3/kg。當(dāng)磁場強(qiáng)度達(dá)到900kA/m以上時(shí)，鈦鐵礦精礦的比磁化系數(shù)測定值在7.5×10-7m3/kg左右，不受磁場強(qiáng)度的影響。

2.2在測定強(qiáng)磁性物質(zhì)比磁化系數(shù)中的應(yīng)用。強(qiáng)磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)不是常數(shù)，是磁選分離工藝流程的重要磁性參數(shù)之一，礦物比磁化系數(shù)的準(zhǔn)確測定可為磁選機(jī)選型和磁選工藝參數(shù)的設(shè)定提供理論依據(jù)。對某地磁鐵礦精礦的比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度進(jìn)行了測定，其中磁鐵礦精礦品位為64.4%，磁場強(qiáng)度為25～80kA/m，自動步長為5kA/m，CMDS測定結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，當(dāng)磁場強(qiáng)度較低時(shí)，磁鐵礦精礦的比磁化系數(shù)隨著磁場強(qiáng)度的增加而降低，當(dāng)磁場強(qiáng)度增高到70kA/m～80kA/m時(shí)，其比磁化系數(shù)不再降低，在5500×10-7m3/kg左右波動，比磁化強(qiáng)度在25kA/m～80kA/m范圍內(nèi)隨著磁場強(qiáng)度的增加而變大，原因在于強(qiáng)磁性礦物的比磁化系數(shù)不但與本身性質(zhì)有關(guān)，還與磁場強(qiáng)度的變化過程有關(guān)。

結(jié)語

新型比磁化系數(shù)測定裝置的成功研制和比磁化系數(shù)測定系統(tǒng)（CMDS）的開發(fā)為比磁化系數(shù)的自動化測定提供了保障。通過對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、弱磁性、強(qiáng)磁性物質(zhì)的比磁化系數(shù)和比磁化強(qiáng)度的準(zhǔn)確測定，說明其對比磁化系數(shù)測定有著一定的實(shí)用性。

圖1　鈦鐵礦精礦測定結(jié)果

圖2　磁鐵礦精礦測定結(jié)果

［1］袁致濤，王常任.磁電選礦［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

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