4.1.3 Магнитные свойства минералов и их классификация

Явление магнетизма можно рассматривать как результат вращательного движения частиц с электрической энергией. Магнитный момент отдельного атома образуется от взаимодействия магнитных моментов атомного ядра и магнитных моментов электронов - орбитального и спинового. При этом основное значение имеют магнитные моменты, создаваемые электронами, которые значительно превышают моменты, создаваемые ядром.

При четном числе электронов данного уровня орбиты их вращения заполнены, наблюдается полная компенсация их отдельных орбитальных и спиновых моментов. Результирующий магнитный момент их атомов равен нулю, и элемент диамагнитен. У элементов с нечетным числом электронов внутренние оболочки заполнены электронами не полностью, у них отсутствует полная взаимная компенсация электронных моментов, вследствие чего появляется некоторый результирующий магнитный момент их атомов. Благодаря действию теплового движения и при отсутствии внешнего магнитного поля элементарные магнитики в веществе ориентированы беспорядочно, и такие вещества ведут себя как диамагнетики. Но с помощью наложения сильного внешнего магнитного поля элементарные магнитики преодолевают действие теплового движения, ориентируются вдоль поля и тело намагничивается. Такие вещества называются парамагнетиками, и их магнитная восприимчивость в значительной степени зависит от температуры. У ферромагнитных веществ структура элементов аналогична структуре парамагнетиков. Но в отличие от парамагнетиков у них между отдельными атомами существуют силы, противодействующие их дезориентации от теплового движения. Благодаря этим силам элементарные магнитики ориентируются параллельно друг другу, и их магнитный момент в 1015 раз больше магнитного момента отдельного атома. Такие вещества называются ферромагнетиками. В зависимости от удельной магнитной восприимчивости минералы условно делятся на три основные группы:

1. ) сильномагнитные или ферромагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью χ>4·10-5 м3/кг;
2. ) слабомагнитные или парамагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью 1,26·10-7<χ<0,75-10-5 м3/кг;
3. ) немагнитные или диамагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью χ<1,26·10-7 м3/кг.

Для характеристики минералов и руд по значению магнитной восприимчивости, с точки зрения их разделения в магнитном поле, принята несколько иная классификация. Распределение минералов по группам в соответствии с этой классификацией в известной степени условно, так как оно основано на возможности извлечения минералов в магнитную фракцию на современных магнитных сепараторах. Однако на них не извлекаются не только диамагнитные минералы, обладающие отрицательной магнитной восприимчивостью, но и некоторые парамагнитные минералы с очень малой удельной магнитной восприимчивостью (χ<10·10-3 м3/кг).

В соответствии с классификацией минералов по величине удельной магнитной восприимчивости χ и возможности их разделения на магнитных сепараторах все минералы условно делятся на три группы:

1. ) сильномагнитные минералы имеют удельную магнитную восприимчивость χ>300·10-3 м3/кг и могут извлекаться в магнитную фракцию на сепараторах с относительно слабым магнитным полем напряженностью 70-120 кА/м;
2. ) слабомагнитные минералы имеют удельную магнитную восприимчивость χ от 10·10-3 до 600·10-3 м3/кг. Эта наиболее многочисленная группа минералов соответствует парамагнитным веществам и включает все марганецсодержащие минералы, оксиды железа, титана, вольфрама и другие минералы. Для извлечения этих минералов в магнитную фракцию напряженность магнитного поля сепараторов должна быть в пределах 480-1600 кА/м;
3. ) немагнитные минералы, к которым относятся парамагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью χ<10·10-3 м3/кг и все диамагнитные минералы. Минералы этой группы не извлекаются в магнитную фракцию даже на сепараторах с сильным полем.

    

предыдущий раздел | содержание | следующий раздел