中國粉體網(wǎng)訊 超導(dǎo)選是將超導(dǎo)技術(shù)引入工業(yè)選礦的一種新的礦物提純的方法，超導(dǎo)材料能產(chǎn)生超導(dǎo)磁場，能使石英中的微小雜質(zhì)和固態(tài)包裹體在超導(dǎo)磁場中磁化而被選出，這對(duì)去除石英中的異礦物和固態(tài)包裹體有很大的作用，是高純度石英原料提純工藝的重要工序和裝備。
超導(dǎo)磁選機(jī)作為國內(nèi)磁選裝備中的高端選礦裝備，其關(guān)鍵技術(shù)在于通過低溫技術(shù)來處理線圈，使線圈達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)，以提高磁體所產(chǎn)生的背景場強(qiáng)。
超導(dǎo)磁選機(jī)的工作原理，是利用鈦、鈮三錫等超導(dǎo)材料制作的超導(dǎo)線，通過后期加工，將超導(dǎo)線環(huán)繞成特種線圈置于密閉良好的低溫杜瓦中。采用液氦浸泡及制冷系統(tǒng)傳導(dǎo)冷卻的方式，使超導(dǎo)線圈工作環(huán)境溫度維持在-268.8℃左右，此時(shí)超導(dǎo)線圈電阻為零。由于纏繞線圈電阻為零，電導(dǎo)率為無窮大，可以承載更大的電流，增加超導(dǎo)線圈匝數(shù)，以螺旋管的方式進(jìn)行繞制，最終可獲得超高的背景磁場。
超導(dǎo)磁體簡圖
超導(dǎo)磁體所用線圈采用Nb-Ti超導(dǎo)材料制作，在低溫下電阻為零，能夠通過更大的電流卻不會(huì)產(chǎn)生太大的熱量，因此可以使線圈產(chǎn)生更大的背景磁場。背景磁場越高，磁性顆粒在磁場內(nèi)所受磁力越強(qiáng)，越容易被磁性介質(zhì)捕捉。超導(dǎo)磁選機(jī)超高的背景磁場為非金屬礦選礦中弱磁性顆粒的去除提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，使微細(xì)粒選礦不再是難以攻克的難題。
同時(shí)，采用低溫超導(dǎo)技術(shù)，超導(dǎo)磁體在4.2K（-268.8）℃低溫環(huán)境下作業(yè)，其線圈電阻為零，通電后實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)狀態(tài)，有效杜絕磁體在導(dǎo)電過程中的發(fā)熱現(xiàn)象，高電流通過時(shí)其所產(chǎn)生熱值為零。GM制冷機(jī)僅需維持超導(dǎo)磁體處于這種低溫狀態(tài)，與常導(dǎo)磁體相比節(jié)電90％，完全解決了磁選作業(yè)能耗高的問題。
在非金屬礦選礦領(lǐng)域，提純主要的目的是要滿足其應(yīng)用的相關(guān)領(lǐng)域，如高品質(zhì)陶瓷、耐火材料、微電子、光纖、涂料以及造紙等高新技術(shù)。該領(lǐng)域?qū)Ψ墙饘俚V純度要求極高，對(duì)其中脈石含量上限控制極其嚴(yán)格，因此非金屬除鐵提純一直是國內(nèi)非金屬礦選礦領(lǐng)域的技術(shù)難題。
普通磁選機(jī)對(duì)嵌布特性復(fù)雜、礦物種類繁多、磁性礦物顆粒較細(xì)、共生伴生嚴(yán)重的非金屬礦分選效果很難滿足產(chǎn)品要求，現(xiàn)代高梯度磁選機(jī)雖然有著大約40年的發(fā)展歷史，但是仍然存在著價(jià)格高，能耗大的問題，高梯度超導(dǎo)磁選機(jī)則有效地解決了這一技術(shù)問題。其擁有極高的背景場強(qiáng)，可以捕捉到礦漿中粒度極細(xì)、比磁化率更低的磁性顆粒，從而獲得高品位的精礦產(chǎn)品。目前有實(shí)驗(yàn)室對(duì)石英等多種非金屬礦做了試驗(yàn)研究，除鐵效果顯著。
隨著我國非金屬礦產(chǎn)品的研究的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)品的質(zhì)量要求以及產(chǎn)量要求越來越高，常規(guī)磁選機(jī)已不能完全滿足要求。而低溫超導(dǎo)磁選機(jī)對(duì)于磁化率在10-8~10-10m3/kg的磁性礦物都能夠有效地去除，且分選粒度下限可低至微米級(jí)，大大拓寬了磁選機(jī)可處理的非金屬礦范圍。
超導(dǎo)磁選機(jī)的作業(yè)過程還可實(shí)現(xiàn)一鍵操作，一鍵勵(lì)磁、一鍵退磁、一鍵自動(dòng)運(yùn)行，通過實(shí)時(shí)采集并監(jiān)控溫度、壓力、電流、真空度等運(yùn)行參數(shù)，保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，對(duì)生產(chǎn)管理和產(chǎn)品質(zhì)量的控制提供了極大的便利。
資料來源：
王兆連等：我國高梯度超導(dǎo)磁分離裝備在非金屬礦選礦中的應(yīng)用
慎舟：熔融石英塊狀石英原料浸出提純技術(shù)及機(jī)理研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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