1、 年第期有色金属（选矿部分）：收稿日期：作者简介：徐建民（），男，北京人，硕士，正高级工程师，主要从事磁选、电选研究。关于涡电流分选中涡电流力方向的问题徐建民，（矿冶科技集团有限公司，北京 ；矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 ）摘要：根据楞次定律的另一种表达说明了导电颗粒因有涡电流而受原磁场的磁力是在过导电颗粒的圆周（圆心在磁辊轴心）的切线方向，指向磁辊转动的前方，并举例说明了这种说法与试验现象吻合。说明了关于“涡电流力是排斥力”的说法的论据不够充分，举例说明了关于“涡电流力是排斥力”的说法与试验现象相悖。关键词：电子废弃物；涡电流分选；涡流分选；涡电流力；涡流力；涡电流力方向；涡流力方
2、向；涡电流分离中图分类号：文献标志码：文章编号：（），（.，；.，）：，：；：；涡电流分选已被广泛应用于电子废弃物破碎产物里的单体有色金属颗粒的回收，对非磁性的导电颗粒因有涡电流而受到来自原磁场的磁力（下称涡电流力）的方向和大小进行研究将有助于充分发挥涡电流分选的潜力。现有的研究大多认为涡电流力的方向是在磁辊的径向且总是背向磁辊，并因此而称之为排斥力。我们通过分析，认为涡电流力的方向是在过导电颗粒的圆周（圆心在磁辊的轴心）的切线方向，还根据试验现象说明了涡电流力不是在磁辊的半径方向上并背向磁辊。涡电流力是在磁辊的切线方向上这里说的“切线方向”是指在过导电颗粒的圆周（圆心在磁辊轴心）的切线方向，
3、指向磁辊转动的前方。导体颗粒与旋转磁辊的磁场之间的相对运动图是涡电流分选机头部示意图，它的输送带和磁辊的驱动装置彼此独立，沿磁辊的外圆柱面的圆周方向磁 极和磁极相间排列，磁辊外圆周的线速度远大于输送带的线速度。入选物料由输送带（从左向右）送进磁辊的磁场，磁辊沿顺时针方向转动，导电颗粒因被涡电流力推动举起并向右飞得远些而落在分矿板的右侧，非导电颗粒不受涡电流力作用自由落在分矿板的左侧（图）。分选过程中导电颗粒无论是在输送带上还是在被举起时、还是在向右飞以及下落的过程中，它的速度都比它所在处的旋转磁场（线）速度小得多，所以说在涡电流分选时导电颗粒与（它周围的）磁场的相对运动主要是在有色金属（选矿部
4、分）年第期“以磁辊轴心为中心以导电颗粒所在处的半径为半径的”圆周的切线方向上的相对运动。下面的讨论中我们忽略导电颗粒的运动速度（因其相对于旋转磁场的线速度而言很小），于是可以认为无论导电颗粒处在什么位置，都有：）导电颗粒与旋转磁场在磁辊半径方向的相对运动速度等于零；）导电颗粒与旋转磁场的相对运动是在（以磁辊轴心为圆心以导电颗粒所在处的半径为半径的圆周的）切线方向上的相对运动。图涡电流分选机头部示意图 涡电流力的方向文献 说，“楞次定律”可以表述为感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，这里所说的“效果”，既可理解为感应电流所激发的磁场，也可理解为因感应电流出现而引起的机械作用；这里所说的“原
5、因”，既可指磁通量的变化，也可指引起磁通量变化的相对运动。上面已经认定“导电颗粒与旋转磁场的相对运动是在（以磁辊轴心为圆心并以导电颗粒所在处的半径为半径的圆周的）切线方向上的相对运动”。又根据上述楞次定律的这种表达，既然作为“原因”“引起磁通量变化的相对运动”是导电颗粒与旋转磁场之间的沿着（以磁辊轴心为圆心以导电颗粒所在处的半径为半径的圆周的）切线方向的运动，那么因此而引起的“结果”应当是反抗这个“原因”，即应该力求减小导电颗粒与旋转磁场之间的这一相对运动，也即导电颗粒应该沿着这个切线方向努力向前行，这需要有一个向前的推力作用在导电颗粒上。据此可以说，这时导电颗粒所受的磁力是在（以磁辊轴心为圆
6、心并以导电颗粒所在处的半径为半径的圆周）的切线方向且指向磁辊转动的前方。例如，导电颗粒在点（见图、点在轴上）时所受的涡电流力应该是在水平方向，指向右方。又如，在图里的点时导电颗粒所受的涡电流力应该是在“圆心在磁辊转轴中心的过点 的圆周”的切线方向，指向右上方。涡电流力是排斥力的说法论据不够充分有些文献认为涡电流力是在磁辊径向且总是背向磁辊，从而称之为排斥力（图）。认为磁辊按图示方向转动时在金属圆盘面向磁辊断面（其中心线与磁辊轴线垂直且相交）上产生的涡电流所引起的磁场的磁极正对着磁辊上的磁极，因而金属圆盘被磁辊排斥。但由于并没有理论保证涡电流一定被产生它的磁场排斥，这图里的“排斥”尚需说明理由，
7、比如说明“磁通量的变化”是增加还是减少、因此而引起的涡电流的方向等、直至看到是互相排斥。并且还需要说明在涡电流分选机运转过程中每个时刻都是金属圆盘与磁辊是同性磁极相对因而总是排斥。所以说，“涡电流力是排斥力的说法”论据不够充分。图一种常见的涡电流分选原理图 与试验吻合的情况 金属颗粒飞离输送带的情景设坐标系原点在磁辊的轴心，轴与输送带平行（图）。参考文献 是一段视频，它有金属片在输送带水平段起飞直到飞跃磁辊的连续画面。这里是第二象限，可以看到导体片随着输送带从左向右进入输送带右端附近的区域（其正下方是磁辊）后被迅速举起离开输送带、紧接着以比它自己原来的速度高得多的速度向右飞去。这个现象用“涡电
8、流力是在磁辊的径向且总是背向磁辊”的说法无法解释。具体来说，按照“涡电流力是在磁辊的径向且总是背向磁辊”的说法，在上述区域里（第二象限）导体片所受的涡电流力有指向轴的负方向的分力，它将 年第期徐建民：关于涡电流分选中涡电流力方向的问题使导体片向右运动的速度减小，也即导体片这时的速度应该比它原来的速度（也即输送带前进的速度）还要小，但现在的情况不是导体片速度减小而是导体片突然获得了一个较大的向右加速度（才能以比它原来快得多的速度向右飞去），这表明导体片受到了一个向右的力，这与涡电流力是排斥力的说法矛盾。而按照“涡电流力是在过导体片的圆周（圆心在磁辊轴心）的切向”的说法，在上述区域里（第二象限）导
9、体片受的涡电流力有指向轴的正方向的分力，它能使导体片向右飞的速度增大。这与上述视频吻合。磁辊反转试验实际上，在“涡电流力的方向是在磁辊的半径方向并总是背向磁辊”的说法里含有涡电流力的方向与磁辊转向无关的意思，不然将无法说出磁辊反转时涡电流力的方向在哪里。由此可以推论，涡电流分选的效果应该与磁辊的转向无关（磁辊反转时因相对速度差大涡电流力还要大些因而有利于导电颗粒分出）。但是实际上当磁辊反转时没有分离出导电颗粒的作用，用“涡电流力是在磁辊的半径方向并总是背向磁辊”的说法不能解释这个现象。而用“涡电流力是在过导电颗粒的圆周（圆心在磁辊轴心）的切线方向”的说法可以解释这个现象。结论）根据楞次定律，导
10、电颗粒所受的涡电流力的方向是在过导电颗粒的圆周（圆心在磁辊轴心）的切线方向，指向磁辊转动的前方。这与试验现象吻合。）“涡电流力是排斥力”的说法论据不够充分，并与一些试验现象相悖。参考文献赵凯华，陈熙谋 电磁学：下册 北京：人民教育出版社，：，：，：焦作市绿捷环保机械有限公司 ：，：赵凯华，陈熙谋 电磁学：上册 北京：人民教育出版社，：，：，：，徐建成，徐建民矿粒所受磁力计算公式的几个问题探讨有色金属，（）：，（）：数学手册 编写组数学手册北京：人民教育出版社，：，：，：，（本文编辑刘水红）（上接第 页）范超提高球磨机磨矿效率技术措施冶金管理，（）：，（）：常富强，段德华，宋奥 生产中提高球磨机磨矿效率的方法 现代矿业，（）：，（）：陈勇，宋永胜，温建康，等磨矿介质运动状态对锡石多金属硫化物选择性磨矿的影响中国矿业，（）：，（）：谢恒星湿式磨矿中钢球磨损机理与磨损规律数学模型的研究 长沙：中南大学，：，（本文编辑刘水红）
