铁是国民经济建设中最重要的金属材料,是当今世界第一的消费金属。我国铁矿资源丰富,但是优质铁矿资源匮乏。随着资源不断开采,“贫、细、杂”化铁矿逐渐显著,从而需要选别的铁矿物更加复杂化。在铁矿资源行情不景气的环境下,开发一种既可处理细粒级铁矿物又可提高铁精矿质量的选矿设备,不仅能够节约资源,而且能降低生产成本。磁浮选柱是在长沙矿冶研究院已有的CFC或CPT浮选柱基础上研发的一种新型选矿设备。磁浮选柱是在浮选柱外加励磁磁系,利用其电能产生的背景磁场,使其对目的矿物和非目的矿物有效分离。因此,磁浮选柱研究的重点是励磁磁系,其磁场特征决定了分选效果的优劣。本文采用有限元软件ANSYS设计磁系结构,得出如下结论:对单组不同截面形状磁系仿真分析发现,磁系截面形状与产生的磁场特性密切相关,在相同激磁电流下,每种形状截面面积相等,产生的最大磁场强度截面形状为正方形;线圈磁系在不同激磁电流下,磁场强度和磁场梯度变化规律与激磁电流变化规律相同,而磁力增加倍数是激磁电流增加倍数的两倍;相同匝数的两组线圈磁场特性变化规律是两组单组线圈磁系磁场特性的叠加;随着两组线圈间距增加,磁场强度、磁场梯度和磁力从叠加状态变成两个独立线圈磁系的磁场特性。通过对三组线圈匝数变化规律发现,相邻线圈组(上下组)之间匝数比不大于0.5倍,才能形成磁场强度、磁场梯度以及磁力沿轴向明显逐渐增大的趋势;不导磁材料作为筒壁,绝大部分磁力线在空气中是闭合的,且分选气隙中磁力线密度高于外侧;导磁材料作为筒壁在分选腔中几乎没有磁力线分布,在筒壁外部的磁力线密度高于不导磁材料作为筒壁时外部的磁力线密度,由于导磁材料的磁导率高于空气的磁导率,磁场径直通过导磁材料,绕过了分选气隙,因此约束了磁力线在分选空间的分布。对于射流下导管研究结论相同。针对磁浮选柱磁系段矿物颗粒进行了综合受力分析,对不同粒级磁铁矿与不同连生体在磁系段受力分析以及在复合力场下的运动理论预测发现,磁系能够有效分选-0.075+0.025mm磁性颗粒;运用DLVO理论分析了磁铁矿和石英在不同pH条件下磁团聚-分散情况发现:当pH=7时,磁铁矿与石英处于轻微团聚状态,而磁铁矿之间存在强大的磁作用力;当pH=11时,磁铁矿与石英处于分散状态,而磁铁矿之间仍然存在强大的磁作用能。通过实验室磁浮选柱进行了人工混合矿试验,试验结论如下:(1)CPT-磁浮选柱在不同激磁电流下浮选试验表明:尾矿TFe品位从常规不加磁场浮选9.36%降低到1.9A磁浮选2.85%,回收率提高了接近10%;无外加磁场浮选精矿-38μm占84.71%,而外加1.9A励磁浮选精矿经过脱磁后所测粒度分布-38μm占89.05%。(2)CFC-磁浮选柱试验表明:在淀粉用量1000g/t条件下,激磁强度从0A增加到1.9A时,仍然能使尾矿品位从2.40%降低到1.07%,说明引入磁场力能够通过“磁吸效应”起到抑制剂的作用;在1.9A激磁电流下,随着淀粉用量从1000g/t降低到0g/t时,尾矿品位先从1.07%降低到0.78%后增加为3.02%,但是精矿品位从46.66%增加到了51.06%,回收率先从98.93%增加到99.24%后降低为96.98%,因此,在施加了励磁电流的条件下,减少一定量的抑制剂用量有利于增加精矿质量和提高回收率。