《以“磁鏈理論”模型為基礎的磁團聚機理研究》是依託福州大學，由庫建剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：以“磁鏈理論”模型為基礎的磁團聚機理研究
- 依託單位：福州大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：庫建剛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁團聚對磁選中的磨礦、分級、選別、濃縮及過濾作用均有影響，目前針對磁團聚機理的研究相對薄弱，遠未形成統一的理論體系，這在很大程度上阻礙了磁選工藝的改進和磁選設備的研製。本課題擬將功能材料領域的磁流體研究方法運用到磁團聚機理研究中，採用磁偶極子理論對磁懸浮體系中軟磁性球體的磁團聚行為進行分析，揭示磁性礦粒的磁團聚本質，建立完整的以磁鏈理論模型為基礎的磁團聚理論。研究採用磁化係數一定的軟磁性球體與基載液組成的懸浮體系，藉助平行穩定磁場對懸浮體系的作用，使軟磁性球體在磁偶力、基載液阻力、重力、浮力等力的作用下產生運動，採用數字顯微鏡記錄軟磁性球體形成磁鏈的微觀動態過程，結合基載液的阻力係數和球體磁化係數，推導出作用在磁性球體上的各種力的矢量，通過對磁鏈形成過程的理論計算分析和超音波對磁鏈的作用機理研究，為磁鏈模型理論的完善和磁團聚機理的深入研究提供充分的科學依據。
結題摘要
磁性顆粒的團聚對分離效率影響極大。針對磁團聚形成機理的研究集中在兩顆粒的相互作用，多數仍停留在形式化描述上，未涉及磁團聚的動態形成過程及磁鏈的結構。本項目將磁偶極子模型引入磁團聚機理研究中，採用計算機模擬對磁懸浮體系中磁性球體的磁團聚行為進行研究，揭示磁性礦粒的磁團聚本質，建立完整的以“磁鏈理論”模型為基礎的磁團聚理論。本項目按照計畫順利進行，2012-2014年期間在Int J Miner Pro刊物發表SCI論文1篇，在中南大學學報發表EI論文1篇，在其它核心期刊發表論文3篇，另有Ei檢索會議論文2篇，申請國家發明專利3項，已授權2項，培養研究生1名。主要取得的進展如下：（1）研究了軟磁性矽鐵球的表面改性/聚醛樹脂包覆技術，獲得了具有不同包覆層厚度的核殼球體。以此研究結果撰寫論文1篇，已投國際著名期刊Int J Miner Pro。（2）研究了不同條件的聚鎢酸鈉溶液流變性，建立了聚鎢酸鈉溶液黏度與密度、溫度的關係。部分結果發表於核心期刊《現代礦業》上，另一篇發表於2014年在西安舉辦的第三屆能源與環境保護國際學術會議集上。（3）研究了不同球徑磁性顆粒在基載液中的運動阻力，結合Verlet速度算法建立了顆粒在流體中運動阻力係數的測量方法。以此研究內容撰寫並發表論文一篇，發表在核心期刊《礦冶工程》上。（4）採用偶極子磁場分布理論，建立了巨觀尺度的磁性粒子團聚成鏈的動態模型，對磁性顆粒團聚成鏈過程的能量轉換進行了分析。以此撰寫3篇學術論文，發表了2篇，一篇發表在國際著名期刊Int J Minerl Pro，一篇發表在國內權威期刊《中南大學學報》，另外一篇正在審稿中。（5）拍攝了磁性顆粒形成磁鏈的微觀過程和磁鏈結構，與磁鏈理論模擬的顆粒團聚成鏈過程獲得比較一致的結果。以此研究內容撰寫英文論文一篇，已投國際期刊Miner Eng上。（6）研究了軟磁性納米鐵的改性和絮凝藥劑的嫁接，發明了一種磁團聚絮凝除雜的新工藝，解決了粘度較大溶液中固液不易分離的難題。申請發明專利3項，獲授權2項。 綜上所述，本項目圓滿完成實驗計畫，建立了以磁偶極子模型為基礎的“磁鏈”理論，為磁團聚機理的深入研究提供充分的科學依據，也為磁選設備的改進和研製提供了理論依據。
