我国弱磁性矿产资源丰富,高梯度磁选是开发此类矿产资源的关键技术,能实现弱磁性矿的高效分选。但是,其选择性较低,生产中主要用于粗选抛尾脱泥。离心高梯度磁选新方法采用旋转磁介质动态捕获新模式,主要优点是分选精度高,并具备不同于静态模式的捕获特征。本论文以Cen Mag-100离心高梯度磁选机为研究对象,采用计算机数值模拟和试验研究相结合的研究方法,深入研究旋转磁介质的捕获新特征。首先,对该设备进行结构分析和参数测定,建立了仿真二维物理模型。基于该模型,在以下几个方面开展了分析研究:(1)分析了Cen Mag-100离心高梯度磁选机的磁场分布情况并进行了设备磁场的优化构建,提出可行磁系结构并进行仿真分析。(2)分析了旋转磁介质捕获过程中,分选区内流场的分布特征。(3)分析了捕获过程中颗粒的捕获轨迹特征。(4)在上述基础上进行钛铁矿捕获试验,分析试验及操作条件对旋转磁介质丝捕获的影响,得到捕获规律。旋转磁介质丝捕获数值模拟研究表明:(1)设备分选区内,磁场以分选区中心为圆心的圆周上较均匀分布,越靠近分选区外边界,磁场越强。磁介质丝在背景磁场中磁化,磁化方向沿磁场分布方向,磁化强度最大达到0.82 T。通过比对发现,圆柱形电磁磁系较原永磁磁系的磁场分布更均匀,在分选区内磁场强度几乎处处相等。(2)分选区内流体速度随转速和入口速度的增大而增大,且转速越大,流体在分选区内的流动路径越长,入口速度越大,流动路径则越短。(3)磁介质丝周围的流体速度大小分布为沿介质丝运动方向两端的流体速度明显大于垂直运动方向的两侧,其中磁介质丝背水面处的流体速度最大,垂直运动方向且靠近旋转中心一侧的流体速度最小。(4)颗粒的运动轨迹跟颗粒受到的流体力和磁力有关,对其进行受力分析推导出颗粒运动轨迹方程,进而得到了颗粒的粒度、质量、初速度和流体速度是影响颗粒运动轨迹的重要因素。(5)得到了磁介质转速和矿物粒度对颗粒捕获的影响规律:磁介质单丝捕获量随磁介质转速的增大而减少,随矿物粒度的增大而增大。钛铁矿捕获试验结果表明:(1)由钛铁矿精矿全粒级捕获试验可知,磁介质饱和给矿量为190 g/次。控制给矿条件不变,不同位置处磁介质丝的捕获量表现为在低转速时外圈捕获量稍大于内圈,高转速时则相反。磁介质捕获量与磁介质的丝径和转速有关,具体表现为捕获量随磁介质丝径的增大而增大,随转速的增大而减小。此外,随着矿浆流量的增加,捕获量一直呈下降趋势,在矿浆流量大于6.5 L/min后,下降趋势更为剧烈。(2)钛铁矿精矿不同粒级捕获试验结果表明,在0-0.15 mm粒级范围内,磁介质丝对不同粒级钛铁矿精矿的捕获量呈现出粒级越大,捕获量越大的规律,且这一规律不受磁介质转速、直径和矿浆流量的影响。(3)由钛铁矿粗精矿捕获试验知,在合适的试验条件下,单根磁介质丝可捕获6.67g钛品位为28.28%的钛精矿。本文对Cen Mag-100离心高梯度磁选机的旋转磁介质丝捕获特征的研究,为揭示旋转磁介质的捕获特征与规律和优化改进设备结构以及开发新技术装备提供理论依据,具有重要的研究价值。