超導磁選設備的概述和應用
超導磁選機是把超導電技術上的超導磁體移植到強磁選機上,以代替常規(guī)磁體,從而產生很高的磁場強度。超導電技術是固體物理的一個很活躍的分支,其發(fā)展歷史才有60多年,而作為一門新技術應用于各個領域是20世紀60年代以后的事情。目前超導電最大量最有效的應用是超導磁體。使用超導磁體制造高梯度磁分離裝置,是20世紀70年代發(fā)展起來的一個很有前途的領域。隨著超導電技術在磁選機中的應用和推廣,必將引起磁選的巨大變革。
具有超導磁體磁選機的技術性能,是傳統(tǒng)磁體磁選機無法與之比似的。其主要優(yōu)點為:
1、磁場強度高:永久磁鐵兩極的磁場,可達320~560kA/m(4~7KOe)。常規(guī)電磁體可以通過增加電源,突破這一限度。但由于銅、鐵的電阻和磁滯而產生熱耗需要進行冷卻,要獲得更高的磁場也受到了限制,通??蛇_720~1600kA/m(9~20KOe)。而利用超導磁體所產生的磁場強度,可由幾萬到十幾萬奧斯特。
2、能量消耗低:一個十幾萬奧斯特的常規(guī)磁體,磁體本身供電量可達1600KW,幾乎相當于一座10萬人口的城市照明用電。此外,還需每分鐘約4500L的冷卻水。如磁場再提高,電耗和冷卻水還要劇增。對超導磁體來說,一個十幾萬奧斯特的超導磁體,口袋需幾百瓦的功率就夠了。即不抽砂多少能量,也不需龐大的供水設備。
3、超導磁體重量輕、體積?。河捎诔瑢w的電流密度比普通銅線的電流密度高很多倍,所以超導磁體不僅磁場強度高,而且十分輕便。一個4000kA/m(50KOe)常規(guī)磁體其重量可達20t,而超導磁體僅有幾千克,輕重懸殊幾千倍。
此外超導磁體的穩(wěn)定性好,均勻度高,還可以獲得常規(guī)磁體無法達到的高磁場梯度(140Koe/cm2)等優(yōu)點。