物質在外磁場的作用下會被磁化而產生附加磁場,其磁場強度H'與磁場強度H的向量和即為磁介質內部的磁場強度或稱磁感應強度,H'的方向與H相同,也可以相反,H'與H方向相同的物質成稱為順磁性物質,相反的稱反磁性物質。順磁性物質中,鐵、鈷、鎳等及其合金的H'要比H大得多,且附加磁場強度不隨外磁場的消失而立即消失,這類物質稱為鐵磁性物質。由于物質的磁化強度I與外磁場強度H和該物質的磁化率Km之間有J?Km?H的關系,因此可將磁化率作為衡量物質磁化難易程度的物理量。鐵磁物質的Km值都很大,他們不但很容易被磁化,而且能使原有磁場顯著增強,因而在磁分離器中常作為磁化物質使用。如果廢水中的懸浮物是鐵磁性物質,最適宜用磁力分離法去除。其余順磁性物質的Km值很小,在外磁場強度較弱時不能被明顯磁化,只有采用高梯度磁分離法才能除去。反磁性物質本身的分子磁矩為零,附加磁場又與外磁場反向,因此不能直接用磁力分離去除。
磁性粒子在外磁場中受到兩種基本力,一種是磁力,一種是機械力,其中磁力Fm(N)為:
FmKmVH(dH/dl)式中 Km——顆粒磁化率;
V——顆粒體積,m3;
H——外磁場強度,A/m;
dH/dl——磁場強度,A/m2。
由上式可見,增大磁力的途徑是:使懸浮粒子與磁性粒子團聚,以增大Km和V;提高磁場強度和磁場梯度。在磁場強度受電耗限制的情況下,最好的方法是采用高梯度磁分離器。這種磁分離器用直流電通過激磁線圈產生背景磁場,并在分離區(qū)內裝填纖維狀不銹鋼作為磁化物質,使磁力線在極不規(guī)則的剛毛周圍發(fā)生紊亂的密集和散發(fā),從而產生高達數(shù)百以至數(shù)千10?4T/um的磁場梯度,能產生比永磁分離器高幾個數(shù)量級的磁力。因此,它不僅能輕易地分離鐵磁性和順磁性懸浮物,而且使磁種與懸浮物形成絮凝體后,還能有效地分離反磁性物質。