[发明专利]一种直接制冷式高温超导磁选装置

说明书

本发明属于磁选设备技术领域，涉及一种直接制冷式高温超导磁选装置，采用高温超导材料制作磁选模块，高温超导材料的工作温度高于低温超导材料的工作温度，降低了整体装置对制冷模块的要求，可以简化整体的生产工艺以及材料生产成本，采用双盘式结构的磁场单元独自固化，在工作过程中因各种意外因素导致的局部过热损坏材料时，不会产生磁场源整体报废的现象，降低了装置的运行风险成本，也可以非常容易的降低磁场趋于断头感应强度的下降幅度，尽可能增加磁场均匀的区域，磁体杜瓦结构大为简化，可以直接将外屏内部抽成真空，仅考虑在保证结构受力安全的情况下，减少漏热和漏气，结构大为简化，维护成本较低。

技术领域

本发明属于磁选设备技术领域，涉及一种直接制冷式高温超导磁选装置。

背景技术

目前，工业上常利用金属或非金属物质自身磁化性能的不同在强磁环境中受力不同而最终实现成分的分离。而高梯度磁选机对非金属矿进行除铁主要使用导磁不锈钢毛或者钢板网等介质填充在螺线管内腔磁场中作分选介质。由于这些介质磁化达到饱和状态时，能产生很高的磁场梯度和磁场强度，并具有很大的捕收面积，因而适应范围很广。

工业上采用的高梯度磁选机按照磁场源的不同主要分为三种：永磁、电磁和低温超导。但上述高梯度磁选机均带有一定的自身缺陷型。永磁磁场强度难以提高，通常磁感应强度在1.2T以下，分选效率较低。电磁相应的磁感应强度为2T左右，接近铁的饱和磁场，限制了其分选范围，且电磁高梯度磁选机的设备电耗大，产生2T磁场所需电能约为260kW，磁铁的能耗占处理每吨矿物费用的60％，不仅无法使非金属矿产品质量达到理想的水平，而且限制了其应用范围，同时增加了投入成本。低温超导高梯度磁选机是市面上较为成熟的高磁场磁选装置，其处理区磁感应强度可达6T，其磁场源主要采用低温超导材料如Nb3SnNb-Ti等常见低温超导材料单独或混合按照螺旋管的方式绕制而成，材料价格本身受制于组成的限制，已无多少下降空间；因为是全环氧固化结构，在工作中如果某一处出现故障，无法维修和更换；且低温超导材料工作温度接近绝对冷度，常常采用液氦或液氦加制冷系统的方式，结构非常复杂，而且液氦加注成本高，设备工作环境也不方便加注工作，杜瓦属于低温真空高压装置操作不当还有相当的危险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采用直接制冷式高温超导材料作为磁选模块的磁选装置，以回避使用低温超导材料、永磁以及电磁超导材料制作磁选机时的种种弊端。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直接制冷式高温超导磁选装置，包括：磁选模块，包括用于产生磁场的磁场源、用于固定所述磁场源的磁体支架以及用于传递热量的导冷板，所述磁场源穿过所述磁体中心轴线设置，所述导冷板设置在所述磁场源外侧且与磁体相连；冷却模块，用于为所述磁选模块冷却降温，包括制冷机以及用于传递热量的制冷头，所述制冷头一端与制冷机相连、另一端与导冷板远离磁场源的一侧固定连接；以及物料模块，用于传送物料进出所述磁场并从所述物料中筛选出磁敏部分，包括料筒以及料筛，所述料筒上设有物料入口以及物料出口，所述料筛设置在所述料筒内部，所述料筒穿过所述磁选模块设置。

可选地，所述磁场源由高温超导材料(包含且不仅限于第一代高温超导材料Bi系、第二代高温超导材料Y系)制成。

可选地，所述磁场源由若干个磁场单元组成，单个的磁场单元由两个并列设置的饼状单盘同轴布置组成双盘式结构，整体的磁场源由若干个磁场单元同轴叠加而成，相邻的磁场单元的结构和产生的磁场强度相同或不同。

可选地，还包括磁屏蔽层，用于防止磁选模块产生的磁场泄露。

可选的，还包括防辐射屏，包裹整体磁选模块。

可选地，所述外屏内部抽取成真空状态。

可选地，所述料筛滑动设置在所述料筒内部，所述料筒贯穿所述磁选模块设置。