以超导磁体作磁源的磁选机和常导磁选机相比有以下突出优点：(1)高场强,用Nb-Ti超导材料做的磁体其磁场强度可达到5特；(2)体积小重量轻，超导材料的电流密度比铜导线高二个数量级，因此使磁体体积和重量大大减小；(3)能耗低，比常导磁体节能90%；(4)高磁场带来的高磁力使磁选机处理能力大为提高。
鉴于超导磁体的上述优点，70年代以来我国、英国、美国、西德、法国、芬兰、奥地利、捷克和苏联等国先后开展了超导磁选机的研制工作并取得了相当大的进步。现在超导磁选机已发展到步入工业应用阶段。
一、开梯度超导磁选机
1. 干式偏移型超导磁选机
英国低温咨询公司(CCL)与有关单位合作研制了两种结构型式的干式偏移型超导磁选机。圆柱形磁体超导磁选机的结构原理如图1所示。和其他同类型磁选机不同的地方是它有一个斜坡偏移器,防止磁性颗粒粘在筒壁上。这种结构磁选机有两个致命缺点：分隔器难以调节和磁体利用率低。
低温咨询公司研制成了一台生产型(处理能力60吨/时)的线型磁体磁选机,克服了上述两个缺点。磁选机分隔器配置和调节容易，并有两个分选面。磁体断面结构如图2所示。
磁体由4个固紧和粘结在一起的“跑道”形线圈组成(见图2),总匝数为9810匝。超导线是铜比为1.4的NbTi线,直径0.4和0.5毫米。额定工作电流为临界电流的60%。超导磁体重量60公斤,磁体尺寸为3000×67×122毫米。分选区磁场为3特。
图1 带斜坡偏移器的开梯度超导磁选机
图2 线型开梯度超导磁选机的磁体结构[next]
低温咨询公司研制的CryofosGLF型线形磁体超导磁选机用于南非含焊石的磷灰石的选矿。
2. 筒式超导磁选机
洪堡公司研制的工业型DESCOS型筒式超导磁选机已作为商品向市场推出。磁选机转筒直径为1216毫米,长1500毫米；筒表面磁场可达3.2特。磁系可绕轴转动位置，可干湿两用。当处理磁性物含量不高的物料时，处理量可达100吨/时。
DESCOS磁选机由三部分组成:超导磁系、致冷系统和转筒分离机。磁系结构如图3所示。磁系的磁场分布如图4所示。为了提高转筒表面场强，应尽量缩短超导线圈与转筒外表面的距离。DESCOS机的这个距离为30毫米。
图3 DESCOS筒式超导磁选机磁系
1.超导线圈；2.辐射屏；3.真空槽；4.圆筒；
5.滑动轴承；6.供氦管路；7.真空管路；8.供电导线
图4 DESCOS超导磁选机磁通密度分布
a.沿圆筒周边；b.沿筒轴向
对用作耐火材料原料的铝土矿的除铁试验(干式)表明,原矿含Fe2O32.4%,通过一次次分选,在处理量为80吨/时•米时,非磁产品中Fe2O3降到1.27%,（要求降到1.4%），铝回收率69%。
实际上，转筒磁选机和磁系根本无需照看。致冷系统（包括压缩机）的维修间隔时间约为5000小时,已达到工业上可用程度。
二、高梯度超导磁选机
开梯度超导磁选机不能分选微细物料。用高梯度超导磁选机替代耗能大的常导高梯度磁选机，由于能耗降低、投资减少及处理能力增大（背景场强可达到5特）使高梯度磁分离作业的经济效益大为提高。
1. 串罐往复式磁选机
鉴于超导磁体频繁给磁和退磁在技术上有一定难度，为此研制了串罐往复式超导磁选机。把两个以上的分选罐串在一起，当一个罐在磁场中工作时，另一个罐被推出磁体外,冲出被吸着的磁性物。待在磁体中的罐吸饱磁性物后又被推出磁体外，而空罐又重新进入磁体工作。这样往复动作，可使磁体永不退磁而完成周期性的分选作业。[next]
串罐式超导磁选机有两种型式：立式和卧式。它们分别示于图5和图6。
图5 串罐往复移动式高梯度超导磁选机结构示意图
图6 卧式串罐往复移动式高梯度超导磁选机
英国低温咨询公司研制成了一台立式串罐往复式超导磁选机，分选罐孔径266毫米，长500毫米，中心场强5特,处理美国佐治亚州高岭土的能力为6吨/时。
捷克研制成了一台卧式串罐往复移动式超导磁选机。线圈由8个分线圈组成，用Cu/NbTi复合线绕制。低温容器的室温空间孔径560毫米，长1320毫米。磁体最高场强为5特。高岭土处理量为5吨/时。该机已在捷克一个高岭土矿山应用。
2. 快速开关式超导高梯度磁选机
埃利兹公司研制成的快速开关式超导磁选机是超导磁体技术的新成就。场强为5特的实验室型机的结构如图7所示。外铁轭螺线管磁体高940毫米，直径864毫米，重2721公斤。室温孔子径152毫米，套508毫米。可安装一个直径102毫米长508毫米带钢毛的分选罐。磁场在运行期间可用分压器连续改变。
图7 埃利兹5特高梯度超导磁选机结构示意图
埃利兹公司设计的这种超导高梯度磁选机的先进性在于磁体的快速开关特性,在额定电压下,磁场从零陡升到最高场强5特的时间只需36秒；降到零的时间为27秒。1986年，埃利兹公司研制的一台工业型高梯度超导磁选机安装在佐治亚州休伯(Hubtr)公司的雷恩(Wren)高岭土选厂。该机分选罐直径2140毫米,高500毫米；背景场强2特；外形尺寸3962×3962×2134毫米；机重209吨。与同尺寸的常导机相比节约空间34%,减轻重量47%；每年节省能源费15万美元。该机价值200多万美元与常导机相近。由于给磁和退磁时间缩短,提高了有效作业率,设备处理量比常导机也有提高。
QQ交流群
