概述
超导磁选机是把超导电技术上的超导磁体移植到强磁选机上,以代替常规磁体.从而产生很高的磁场强度。超导电技术是固体物理的一个很活跃的分支,其发展历史才有印多年,而作为一门新技术应用于各个领域是20世纪60年代以后的事情。目前超导电最大最最有效的应用是超导磁体。使用超导磁体制造高梯度磁分离装置,是20世纪70年代发展起来的一个很有前途的领域。随着超导电技术在磁选机中的应用和推广,必将在砂石生产线中引起磁选的巨大变革。
具有超导磁体磁选机的技术性能,是传统磁体磁选机、浮选机无法与之比拟的。其主要优点为:
(1)磁场强度高。永久磁铁两极的磁场,可达320-560 kA/m(4--7 kOe)。常规电磁体可以通过增加电流,突破这一限度。但由于铜、铁的电阻和磁滞而产生热耗需要进行冷却,要获得更高的磁场也受到了限制,通常可达720--1600 kA/m(9 -20 kOe)。而利用超导磁体所产生的磁场强度,可由几万到十几万奥斯特。
(2)能量消耗低。一个十几万奥斯特的常规磁体,磁体本身供电量可达1600 kW,几乎相当于一座10万人口的城市照明用电。此外,还斋每分钟约4500 L的冷却水。如磁场再提高,电耗和冷却水还要剧增。对超导磁体来说,一个十几万奥斯特的超导磁体,只需几百瓦的功率就够了。既不损耗多少能量,也不需要庞大的供水设备。
(3)超导磁体重量轻、体积小。由于超导体的电流密度(105A/cm2)比普通铜线的电流密度(102 A/cm2 )高很多倍,所以超导磁体不仅磁场强度高,而且十分轻便。一个4000 kA/m(50kOe)常规磁体其重量可达20 t,而超导磁体仅有几千克,轻重悬殊几千倍。
此外超导磁体的稳定性好,均匀度高,还可以获得常规磁体无法达到的高磁场梯度(140 kOe/cm2)等优点。
超导体的墓本概念
20世纪初(1911年),莱顿大学物理学家奥涅斯(H. K. Onnes)在实验中测量低温下水银的电阻时发现:在4.15 K时,电阻突然全部消失。这种奇异的现象,引起人们极大的注意。到1913年证明这一偶然的发现是确实的。人们把这种电阻突然捎失的零电阻现象,叫做超导电性.把具有超导电性的物质叫超导体;把物质所处的这种状态叫做超导态。超导体和正常金属导体的电阻和温度的关系如图4-33所示。超导电状态不能存在于临界温度T}以上。超导体达到转变温度丁。后,电阻突然转变为零,此时便进人超导态,而一般金属则不然,它们和温度的关系没有突变发生,是呈国滑曲线。