[发明专利]一种强磁场高梯度超导磁体装置

说明书

技术领域

本发明涉及超导磁体领域，具体涉及强磁场高梯度的超导磁体装置的结构。

背景技术

随着电子工业和信息高科技产业的迅猛发展，以及电子产品的快速更新换代，电子废弃物已经成为世界上增长最快的垃圾。一方面，电子废弃物中含有大量可利用的铝、铁等金属及金、银、铂等贵金属和玻璃、塑料等材料，具有很高的回收价值。另一方面，电子废弃物中含有重金属和其它有害、有毒成分，如铅、汞、镉、多氯联苯等。若随意丢弃、堆放或不合理处理,会严重污染环境和危害人身健康。因此，如何使电子废弃物无害化和资源化成为现代人们研究的重要课题。

已有的电子废弃物中回收处理技术可以概括为物理法、化学法和生物法。

化学法一直是广泛应用于处理电子废弃物的成熟方法，主要为火法冶金、湿法冶金等工艺。但火法冶金容易产生有毒气体，造成二次污染；电子废弃物中金属，特别是锡、铅等易以氯化物或其它形式挥发，某些金属熔于陶瓷及玻璃熔融形成的炉渣造成金属的损失；不能回收大量非金属成分如塑料等。而湿法冶金对于部分金属的浸出率低，特别是金属被覆盖或敷有焊锡时，包裹在陶瓷中的贵金属更是很难浸出，产生的含强酸和有剧毒的氰化物等废液，对环境危害较大，无害化成本较高。

生物法实质是利用细菌浸取电子废物中的金属。其主要缺陷在于浸出时间过长，而且苛刻的运行条件使其应用受到限制。

物理法主要有拆卸、破碎、分选等方法。因为电子废弃物中金属大都以高纯单质形式存在，只要充分利用各种物理、化学性质的差异，借鉴矿物加工微细粒分选技术的成果，就能克服现行的传统物理分选得到产品纯度不高的问题，而且物理分选不会对环境产生二次污染，具体如筛选、形状分选、磁力分选和涡流分选已经在回收工业中被广泛使用。

因此应该加强物理分选的相关研究，禁止采用简易焚烧、酸浸等严重污染环境的方法回收金属，发展先进的物理分选技术，综合回收电子垃圾废弃物中的各种可利用资源。但对于传统的物理分选设备，特别是在磁体分选和涡流分选阶段，多是利用电磁和永磁材料来提供用于分选的磁场，该磁场强度低，磁场梯度有限，不利于细微磁性金属颗粒，非磁性金属颗粒及非金属颗粒材料的分选。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种在具有强磁场同时还具有高磁场梯度的强磁场高梯度超导磁体装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种强磁场高梯度超导磁体装置，包括：

金属外壳，所述金属外壳内部围设有容置空间，在所述容置空间的中部设置有通道，所述通道包括入口和出口；以及

电磁结构，所述电磁结构封闭设置在所述容置空间内并处于低温超导环境中，所述通道穿过所述电磁结构的中心，所述电磁结构为超导电磁结构，且提供沿所述通道轴向上依次排布的第一磁场和第二磁场，所述第一磁场和所述第二磁场磁力方向相反。

进一步，所述电磁结构包括串设的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体均为超导磁体，所述第一磁体上绕设有第一线圈，所述第二磁体上绕设有第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈均为超导线圈，且所述第一线圈内电流方向与所述第二线圈内电流方向相反。

进一步，所述电磁结构包括第三磁体，所述第三磁体为超导磁体，所述第三磁体上串设有第三线圈和第四线圈，所述第三线圈和所述第四线圈均为超导线圈，且所述第三线圈内电流方向与所述第四线圈内电流方向相反。

进一步，所述电磁结构通过液氦冷却。

进一步，所述液氦通过一低温制冷机进行冷却。

进一步，所述液氦设置于所述电磁结构的外侧，所述电磁结构和所述液氦一起封闭设置在一壳体内，所述低温制冷机的冷却端设置在所述壳体内，所述液氦在所述壳体内封闭式循环。

进一步，所述壳体封闭容置于一杜瓦瓶内。

进一步，所述杜瓦瓶与所述壳体之间还套设有一层冷屏。

进一步，所述通道的环境为室温环境。

进一步，所述金属外壳为铁屏或其他具有磁屏蔽特性材料的屏。

本发明与现有技术相比，本发明的电磁结构能够同时提供磁力方向相反的两磁场，在保证强磁场的同时由于两相反方向磁场的相互抵消还能够提供非常高的磁场梯度，在用于分选电子垃圾时提高电子垃圾物理分选的质量和效率，具有很强的经济性和市场价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的强磁场高梯度超导磁体装置的立体结构示意图；

图2为本发明的强磁场高梯度超导磁体装置的剖视结构示意图。