Zobrazení zdroje stránky Vysokogradientní magnetická separace

'''Vysokogradientní magnetická separace (High Gradient Magnetic Separation, HGMS)''' je technologický postup, který rozšiřuje aplikace konvenčních magnetických separátorů pro obohacování [[Železná ruda|železných rud]] a pro zachycování železa z různých odpadních materiálů i do oblasti separace velmi malých, slabě magnetických částic<ref name=":0">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Kolm
| jméno = Henry
| příjmení2 = Oberteuffer
| jméno2 = John
| příjmení3 = Kelland
| jméno3 = David
| titul = HIGH-GRADIENT MAGNETIC SEPARATION
| periodikum = Scientific American
| url = http://www.jstor.org/stable/24949937
| datum vydání = 1975
| ročník = 233
| číslo = 5
| strany = 46–55
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref><ref name=":1">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Kopp
| jméno = J.
| titul = Superconducting magnetic separation
| periodikum = IEEE Transactions on Magnetics
| url = https://ieeexplore-ieee-org.ezproxy.techlib.cz/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=11332
| datum vydání = 1988-03
| ročník = 24
| číslo = 2
| strany = 745–748
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>.  

Než byla vyvinuta vysokogradientní magnetická separace, omezovaly se magnetické separační postupy na směsi, které obsahovaly některý ze silně magnetických [[Prvek (mineralogie)|prvků]] ([[železo]], [[nikl]], [[kobalt]]). Vysokogradientní technika je však použitelná pro mnohem širší spektrum materiálů – na směsi, které mohou obsahovat desítky slabě magnetických prvků a jejich [[Chemická sloučenina|sloučenin]]. Typickým příkladem je třeba separace slabě magnetických [[Oxidy železa|oxidů železa]], které se potom dále zpracovávají<ref name=":2">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Oberteuffer
| jméno = John A.
| titul = High gradient magnetic Separation
| periodikum = IEEE Transactions on magnetics
| url = https://ieeexplore.ieee.org/document/1067673/citations#citations
| datum vydání = 1973-09
| ročník = MAG-9
| číslo = 3
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>. V jiných případech je naopak třeba separací odstranit ze suspenze slabě magnetické nežádoucí složky, např. oxidy [[Titan (prvek)|titanu]] při čistění papírenských [[Kaolin|kaolinů]]. 

== Fyzikální principy HGMS ==
[[Soubor:Magnetic dipole in uniform magnetic field.jpg|náhled|V homogenním magnetickém poli zaujímá magnetický dipól polohu, v níž je kolineární s magnetickými siločarami. Nepůsobí na něj však žádná translační síla.]]
Fyzikální procesy, které se uplatňují v průběhu magnetické separace, se týkají jednak toho, jak se různé látky chovají v [[Magnetické pole|magnetickém poli]], a dále pak toho, jak vznikají a jak se projevují magnetické síly působící na částice, které má magnetický separátor zachytit. Z tohoto hlediska můžeme látky rozdělit na [[Diamagnetismus|diamagnetické]], [[Paramagnetismus|paramagnetické]] a [[Feromagnetismus|feromagnetické]]. Pokud se chceme zabývat silami, které působí na částici v magnetickém poli, je užitečné si takovou částici zjednodušeně představit jako miniaturní tyčový [[magnet]] s magnetickými póly sever – jih na obou jeho koncích. V homogenním magnetickém poli působí na oba póly takového magnetu opačně orientované síly téže velikosti. Jejich vlivem se zmagnetovaná částice zorientuje do směru [[Siločáry|siločar]] vnějšího pole, obě síly se však vzájemně vyruší a na částici nepůsobí žádná výsledná síla.
[[Soubor:Effect of magnetic field gradient on magnetic dipole.jpg|náhled|Nehomogenní magnetické pole se vyznačuje nenulovým gradientem pole, což se graficky znázorňuje rozdílnou hustotou magnetických siločar. Takové pole vyvozuje translační sílu na magnetický dipól.]]
Jiná situace nastane, pokud se magnetická indukce v místech obou pólů částice liší. Potom se obě síly nevyruší a výsledkem jejich [[Vektor|vektorového součtu]] je nenulová [[Posuvný pohyb|translační]] síla působící na částici. Pokud se jedná o částici paramagnetickou, působí na ni výsledná translační síla ve směru rostoucí magnetické indukce. K tomu je ovšem třeba, aby vnější magnetické pole bylo nehomogenní a  aby vykazovalo výrazný prostorový [[Gradient (matematika)|gradient]] v rozměru, který koresponduje s velikostí částice.

V magnetickém separátoru rozhodují o výsledném pohybu separovaných částic, a tím i o účinnosti separace, konkurenční vlivy sil magnetických, [[Newtonův gravitační zákon|gravitačních]] a [[Hydrodynamika|hydrodynamických]]. Za vhodných podmínek lze dosáhnout toho, že magnetická translační síla převažuje nad vlivem gravitace a hydrodynamického odporu<ref name=":2" />.

Pro jednoduchost uvažujme o paramagnetické částici ve [[Vakuum|vakuu]]. Na ni v magnetickém poli působí síla <math>\boldsymbol{F}_m</math> [N], která je úměrná [[Magnetizace (veličina)|magnetizaci]], kterou v částici vyvolává vnější [[magnetická indukce]] <math>\boldsymbol{B}</math> [<nowiki/>[[Tesla (jednotka)|T]]], a dále je úměrná objemu <math>V_p</math> [m<sup>3</sup>] té částice a gradientu '''∇<math>\boldsymbol{B}</math>''' [T∙m<sup>−1</sup>] vnějšího magnetického pole. To popisuje následující rovnice<ref name=":3">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Beharrell
| jméno = Paul A.
| titul = Applications of Superconducting Magnetic Separation
| url = https://www.qd-latam.com/_libs/dwns/647.pdf
| vydavatel = Quantum Design
| místo = San Diego, CA, USA
| datum vydání = 2015-03
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref><ref name=":4">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Watson
| jméno = J.H.P.
| titul = Status of superconducting magnetic separation in the mineral industry
| periodikum = Minerals Engineering
| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0892687594901031
| datum vydání = 1994
| ročník = 7
| číslo = 5/6
| strany = 737–746
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>    

<math>\boldsymbol{F}_m</math> = <math>\frac{\chi V_ p}{\mu_0}</math> • <math>\boldsymbol{B}</math><math>(</math>'''∇<math>\boldsymbol{B}</math>'''),

kde ''χ'' [-] je [[magnetická susceptibilita]] materiálu částice a  ''μ<sub>0</sub>'' ≐ 1,26∙10<sup>−6</sup>  [N∙A<sup>−2</sup>] je [[Permeabilita|permeabilita vakua]]. Klíčovým problémem vysokogradientní separace je vytváření silných nehomogenních magnetických polí, které maximalizují sílu <math>\boldsymbol{F}_m</math>.

== Feromagnetické matrice ==
Nehomogenní magnetické pole uvnitř separátoru je v zásadě možné vytvořit např. vhodným uspořádáním permanentních magnetů nebo tvarováním pólových nástavců použitých [[Elektromagnet|elektromagnetů]]<ref name=":5">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Svoboda
| jméno = Jan
| titul = Magnetic Techniques for the Treatment of Materials
| url = https://ukrms.com.ua/wp-content/uploads/2020/05/jan-svoboda-magnetic-techniques-for-the-treatment-of-materials.pdf
| další = 642 stran
| vydavatel = Springer Science + Business Media
| datum vydání = 2004
| datum přístupu = 2024-01-12
| isbn = 1-4020-2107-0
}}</ref>. Gradienty magnetického pole '''∇<math>\boldsymbol{B}</math>''' získané tímto způsobem však nestačí na separaci velmi malých, slabě magnetických částic velikosti pod 50 [[Mikrometr|μm]]<ref name=":6">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Ge
| jméno = Wei
| příjmení2 = Encinas
| jméno2 = Armado
| příjmení3 = Araujo
| jméno3 = Elsie
| spoluautoři = et al.
| titul = Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review
| periodikum = Results in Physics
| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211379717317850
| datum vydání = 2017
| ročník = 7
| strany = 4278–4286
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref><ref name=":1" />. Výrazně vyšších gradientů lze dosáhnout vkládáním speciálních feromagnetických struktur (magnetických matric) do pracovního objemu separátoru.
[[Soubor:Magnetic field around a ferromagnetic thread.jpg|náhled|Paramagnetická částice v magnetickém poli v okolí feromagnetického vlákna.]]
Magnetická matrice je klíčovým zařízením používaným v magnetickém separátoru k vytváření vysokého gradientu magnetického pole a k zachycování magnetických částic. Materiál, geometrie, velikost a uspořádání prvků matrice mohou významně ovlivnit rozložení magnetického pole a [[Filtrace|filtrační]] výkon. Magnetické matrice se začaly používat původně pouze k zachycování feromagnetických částic. Nejstarší takovou matricí je magnetické síto z roku 1937 tvořené tenkými kovovými proužky s ostrými hranami, které přitahují a udržují magnetické částice při suché nebo mokré separaci. Používaly se i magnetické kuličky, drážkované desky a další struktury. Náhodně orientovanou ocelovou vatu k zachycení slabě magnetických částic použil poprvé Kolm v roce 1971<ref name=":6" />. Vysokogradientní magnetické separátory s klasickými elektromagnety (s měděným vinutím) s ocelovou vatou vhodné pro průmyslové aplikace vyráběla např. finská firma SALA International AB (dnes Metso Corporation, Helsinky)<ref>{{Citace elektronické monografie
| titul = High gradient magnetic separators. Brochure No. 2573--08-11-ESBL/Sala-English
| url = https://www.metso.com/globalassets/saleshub/documents---episerver/hgms-brochure-en_lr.pdf
| vydavatel = Metso Corporation
| místo = Helsinki
| datum vydání = 2015
| datum přístupu = 2024-03-15
}}</ref><ref name=":9">{{Citace elektronické monografie
| titul = High gradient magnetic separators - Continuous HGMS. Brochure No. 2578-12-10-ESBL/Sala-English
| url = https://www.metso.com/globalassets/saleshub/documents---episerver/hgms_continuous-brochure_en_lr.pdf
| vydavatel = Metso Corporation
| místo = Helsinki
| datum vydání = 2015
| datum přístupu = 2024-03-15
}}</ref>.
[[Soubor:High Gradient Magnetic Separator SALA.jpg|náhled|Vysokogradientní magnetický separátor s klasickým (měděným) vinutím firmy SALA. Cyklický separátor kaolinu s vypínáním magnetického pole při vyplachování matrice. V závodě Kaznějov ZKZ uveden do provozu r. 1978.]]
Matrice se v separátoru zmagnetuje, její jednotlivé konstrukční prvky přitom deformují magnetické pole ve svém okolí, a generují tak vysoký gradient magnetického pole. V tomto směru jsou nejúčinnější matrice z tenkých vláken feromagnetické [[Korozivzdorná ocel|korozivzdorné ocelové]] vaty (50 až 100 μm) nekruhového profilu<ref name=":10">VAŠÍČEK, Vladimír. ''Supravodivý magnetický separátor v závodě Kaznějov.'' Keramika Horní Bříza a.s., divize HOB Kaolín závod Kaznějov. Leden 2002.</ref>. Zatímco u separátorů bez matric nepřekračují gradienty pole 200 T∙m<sup>−1</sup>, pohybuje se tato hodnota u systémů s různými typy matric v oblasti několika 1000 T∙m<sup>−1</sup> a pro vlákna ocelové vaty je tato hodnota ještě o jeden řád vyšší, kolem 20 000 T∙m<sup>−1</sup> <ref name=":6" />. Teoretické modely založené na popisu zachycení částice jedním zmagnetovaným vláknem matrice byly populární v 70. a 80. letech 20. století. Selhaly však při pokusech popsat separační proces v praktickém provozu, protože nezahrnovaly vliv jiných technologických parametrů klíčových pro řízení provozu separátoru<ref name=":5" /><ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Svoboda
| jméno = Jan
| titul = Innovation in Electromagnetic Techniques of Material Treatment
| periodikum = J-STAGE
| url = https://www.jstage.jst.go.jp/article/rpsj1986/48/4/48_4_211/_pdf
| datum vydání = 1986
| ročník = 48
| číslo = 4
| strany = 211 – 220
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>.  

== Supravodivé magnety a systémy s přesuvnými kanystry ==
Průmyslově využitelné vysokogradientní separátory musí mít magnetické systémy produkující silné magnetické pole v pracovním prostoru s lineárními rozměry typicky 0,5 m až 2 m podle typu separátoru. Pokud se omezíme na maximální magnetickou indukci do 2 T, je možné dosáhnout toho měděným vinutím se železným [[Ampérův zákon|magnetickým obvodem]]. [[Hmotnost]] separátorů tohoto typu se pohybuje kolem 200 až 300 t, trvalý [[Příkon|elektrický příkon]] může být až 400 kW<ref name=":4" /> .

Náhrada měděné cívky [[Supravodivost|supravodivým]] vinutím sice vyžaduje zavedení [[Kryogenika|kryogenní]] techniky (chlazení kapalným [[Helium|heliem]], použití [[Kryostat|kryostatů]] a refrigerátorů) do průmyslového provozu, přináší však výrazné úspory hmotnosti a příkonu separátorů. Supravodivý separátor má ve srovnání se stejně výkonným separátorem s měděnou cívkou hmotnost asi 10 % a trvalý elektrický příkon představuje přibližně 3 % příkonu měděného elektromagnetu. Supravodivé vinutí mimo to umožňuje další zvyšování magnetické indukce, a to na hodnoty v rozmezí 3 T až 7 T <ref name=":4" /> <ref>{{Citace elektronické monografie
| titul = Superconducting Magnetic Separators
| url = https://www.911metallurgist.com/superconducting-magnetic-separators/
| vydavatel = 911 Metallurgist (Engineering or Mineral Testing Services and Process Equipment)
| místo = Langley, BC,  V1M 2Y2, Canada
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> <ref name=":7">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Wang
| jméno = Z
| příjmení2 = Li
| jméno2 = X
| příjmení3 = Wang
| jméno3 = Z
| spoluautoři = et al.
| titul = Separation of Copper-Molybdenum Flotation Concentrate by Superconducting High-Gradient Magnetic Separation
| periodikum = Minerals
| url = https://doi.org/10.3390/min12101191
| datum vydání = 2022
| typ ročníku = 12
| číslo = 10
| strany = 1191
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>. (Pro zajímavost: indukce [[Magnetické pole Země|geomagnetického pole]] na zemském povrchu se pohybuje kolem 0,5 [[Gauss (jednotka)|G]] = 5 x 10<sup>−5</sup> T.)

Separátor s matricí vyžaduje pravidelné vyplachování matrice zanesené zachyceným magnetickým podílem upravované suroviny. Matrice se vyplachuje v prostoru bez magnetického pole. Jsou dvě možnosti, jak takový separátor zkonstruovat a provozovat:

A. Systém s vypínáním magnetického pole během vyplachování matrice (cyclic HGMS).

B. Systém s trvale zapnutým magnetickým polem, z něhož se matrice pro vyplachování vysouvá ven (reciprocating technology).
[[Soubor:HGMS with reciprocating canisters.jpg|náhled|Supravodivý separátor s přesuvnými kanystry. 1 – He kryostat se supravodivým magnetem, 2 – Funkční kanystry, 3 – Vyvažovací (nefunkční) kanystr, 4 – Vstupní suspenze, 5 – Výstupní suspenze ochuzená o magnetický podíl, 6 – Voda pro výplach kanystru, 7 – Magnetický podíl vypláchnutý ze separátoru]]
[[Soubor:Superconducting HGMS ACMI-1998.jpg|vlevo|náhled|Supravodivý vysokogradientní magnetický separátor firmy Advanced Cryo Magnetics, Inc. Cyklický separátor kaolinu s vypínáním magnetického pole při vyplachování matrice, v Kaznějově uveden do provozu r. 1998. Příkon 10 kW nutný pro zkapalňování odpařovaného He. Supravodivý magnet (B = 3 T) je uvnitř skříně vpravo, nádoba uprostřed obrázku je vakuově izolovaný zásobník kapalného helia s radiačními štíty chlazenými kapalným dusíkem, v popředí je zkapalňovač helia.]]
Vypínání a zapínání magnetického pole je v každém případu – ať se jedná o měděný elektromagnet nebo o supravodivé vinutí – řízený proces s postupným náběhem a vypínáním napájecího proudu s typickým časem kolem 1 min. Tento proces je složitější při práci se supravodivými magnety umístěnými v heliových kryostatech. Změny magnetického pole indukují v kovových stěnách kryostatu i v supravodivém vinutí samotném [[Vířivý proud|vířivé proudy]], které produkují [[teplo]], a zvyšují tak odpar kapalného helia. Jeho zpětné zkapalňování zvyšuje provozní náklady separátoru. Takový systém vyvíjely v minulosti např. firmy Eriez<ref>{{Citace elektronické monografie
| titul = SUPERCONDUCTING POWERFLUX
| url = https://www.eriez.it/Documents/Literature/Europe/EU-IT---Italian-Brochures/IMM-UK-MiningMinerals-Industry-Brochure.pdf
| vydavatel = Eriez Magnetics Europe
| místo = Caerphilly, UK
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> pod názvem Superconducting Powerflux nebo Advanced Cryo Magnetics, Inc. v Kalifornii pod názvem ACMI 60/40 3T<ref name=":10" />. Zkoušel se i magnet s vysokoteplotním supravodičem<ref name=":8">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Takeshi
| jméno = Ohara
| příjmení2 = Hiroaki
| jméno2 = Kumakura
| příjmení3 = Hitoshi
| jméno3 = Wada
| titul = Magnetic separation using superconducting magnets
| periodikum = Physica C: Superconductivity
| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921453401005305
| datum vydání = 2001-08
| ročník = 357–360
| typ čísla = Part 2
| strany = 1272–1280
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>. Celý separační cyklus (nabuzení elektrického vinutí, vlastní separace, oplach, odbuzení magnetu a proplach matrice tlakovou vodou případně i s injektovaným tlakovým vzduchem) je ekonomicky znehodnocován neproduktivními časovými periodami mimo vlastní separaci<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Purong
| jméno = Wang
| příjmení2 = Guoyin
| jméno2 = Xu
| titul = Development and Application Characteristics of High Gradient Magnetic Separator
| periodikum = J. Phys.: Conf. Ser. 2160 012057
| url = https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2160/1/012057/pdf
| datum vydání = 2022
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>.
[[Soubor:Superconducting Magnetic Separator Cryostat.jpg|náhled|Kryostat československého supravodivého separátoru kaolinu s přesuvnou matricí. Pracovní indukce B = 5 T, instalace v Kaznějově r. 1984.]]
Nevýhody spojené s vypínáním a zapínáním magnetického pole eliminují separátory s přesuvnými kanystry konstruované často, ne však výhradně, jako separátory supravodivé<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Zian
| jméno = Zhu
| příjmení2 = Meifen
| jméno2 = Wang
| příjmení3 = Feipeng
| jméno3 = Ning
| spoluautoři = et al.
| titul = The Development of 5.5 T High Gradient Superconducting Magnetic Separator
| periodikum = J Supercond Nov Magn
| url = https://link-springer-com.ezproxy.techlib.cz/content/pdf/10.1007/s10948-013-2172-x
| datum vydání = 2013
| ročník = 26
| strany = 3187–3191
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> <ref name=":3" /> <ref name=":7" /> <ref name=":9" />. Supravodivý magnet je v činnosti trvale a může se provozovat v perzistentním stavu. To znamená, že se vstup a výstup vinutí uvnitř kryostatu zkratuje supravodivou spojkou a napájecí zdroj se vypíná. Elektrický proud probíhá v takto uzavřeném obvodu beze ztrát a bez znatelného poklesu v čase. Trvalý elektrický příkon magnetu (asi 10 kW) se tím omezuje jen na provoz refrigerátoru zkapalňujícího helium, které se vypařuje z kryostatu. Kanystry s matricí se přesouvají uvnitř průběžného otvoru v kryostatu, typický průměr otvoru je asi 0,5 m. Pokud by se jednalo o úpravu kaolinu, dosahuje se tak výkonu do 10 t/h suchého kaolinu. Matrice se při přesouvání pohybují v silném magnetickém poli supravodivého magnetu a působí na jeho vinutí značnými silami. Tyto síly lze potlačit zařazením nefunkčních vyvažovacích kanystrů po stranách kanystrů pracovních. Takový separátor byl kolem roku 1985 vyvinut i v Československu<ref name=":11" />, ve světě podobné separátory vyráběla např. firma Carpco pod obchodním označením Cryofilter<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Maguire
| jméno = James F.
| titul = Reciprocating Magnetic Separator
| url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc895577/m2/1/high_res_d/929274.pdf
| vydavatel = Final Report, DOE Contract Number: DE-FC36-01GO11101, American Superconductor Corporation
| datum vydání = 2008-06
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> <ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Ciesla
| jméno = Antoni
| titul = Practical aspects of high gradient magnetic separation using superconducting magnets
| url = https://www.journalssystem.com/ppmp/pdf-79523-15587?filename=Practical%20aspects%20of%20high.pdf
| vydavatel = University of Science and Technology
| místo = Wrocław
| datum vydání = 2003
| datum přístupu = 2024-01-12
| edice = Physicochemical Problems of Mineral Processing, 37
| strany = 169–181
}}</ref> <ref name=":8" />, v Číně jej vyvinula firma Shandong Huate Co.<ref name=":7" />.

== Praktické aplikace HGMS ==
I když mnohé z dále zmíněných aplikací byly v menším měřítku úspěšně odzkoušeny, jen některé z nich se skutečně prakticky využívají. Nejlepších výsledků se s vysokogradientními magnetickými separátory dosahuje, pokud je pracovní kanystr separátoru naplněn novou ocelovou vatou. Feromagnetická matrice tohoto typu se však během provozu postupně zanáší nedokonale vypláchnutým magnetickým podílem pracovní suspenze a intenzívní proplachování matrice tlakovou vodou může mechanicky rozrušit vrstvy jemné ocelové vaty. To vede ke zhoršenému výkonu magnetických separátorů s ocelovou vatou, kterou je třeba po určitém počtu separačních cyklů demontovat a vyčistit samostatně mimo separátor<ref name=":10" />. Platí to jak pro separátory klasické ( B < 2 T), tak pro separátory supravodivé (B > 2 T). Jejich hlavní výhodou je velmi výrazná úspora elektrické energie a možnost zvyšovat rychlost průtoku suspenze při vyšších magnetických indukcích, ne vždy však vedou indukce nad 2 T ke kvalitnějším produktům separačního procesu. 

Patrně nejcitovanější oblastí průmyslového využití vysokogradientních magnetických separátorů včetně separátorů supravodivých je čistění kaolinu<ref name=":0" /> <ref name=":3" /> <ref name=":5" />. Vytěžený jíl obsahuje mikroskopické částice oxidů titanu a železa, jejichž obsah lze snižovat magnetickou separací. Upravený kaolin má vyšší bělost a uplatňuje se při výrobě kvalitního papíru, v keramickém průmyslu, jako náplň do barev, pryže, plastů a ve [[Farmacie|farmaceutickém průmyslu]].

Důležitou aplikací HGMS v oblasti [[Nerostné suroviny|nerostných surovin]] může být zušlechťování nízkohodnotných železných rud<ref name=":3" /> <ref name=":5" />. Např. zásoby takonitu obsahují mnohem více slabě magnetického [[Hematit|hematitu]] než silně magnetického [[Magnetit|magnetitu]]. Zatímco magnetit lze získat konvenční magnetickou separací, zachycení hematitu vyžaduje vysokogradientní separaci<ref name=":0" /> <ref name=":2" />. Skládky [[Hlušina|hlušiny]] v blízkosti dolů mohou být relativně levným zdrojem surovin, které se nepodařilo získat původními úpravami. Zde se může uplatnit HGMS jako atraktivní metoda těžby [[Drahé kovy|drahých kovů]] ([[zlato]], [[platina]], [[Uran (prvek)|uran]])<ref name=":3" />. Supravodivá magnetická separace s indukcí nad 5 T je vhodná pro separaci [[Měď|mědi]] a [[Molybden|molybdenu]] z hlušiny [[Flotace|flotačních]] koncentrátů<ref name=":7" />.

[[Sklářství|Sklářský průmysl]] vyžaduje vysoce kvalitní materiál ([[Sklářský písek|sklářské písky]] s nízkým obsahem železa), jehož zásoby se postupně snižují. Stále častěji se proto musí používat důmyslné postupy zušlechťování sklářských písků, mezi které patři i mokré vysokointenzitní magnetické separátory cyklické nebo s přesuvnou matricí. Co se kvality produktu týká, osvědčil se cyklický HI filtr Eriez Magnetics dík řízené rychlosti proudění kalu přes matrici<ref name=":5" />.

Uvažuje se i o [[Odsíření|odsiřování]] uhlí<ref name=":2" />, protože mnoho síry v uhlí je ve formě slabě magnetického [[Pyrit|pyritu]], který lze zachytit v matrici separátoru. Přestože v menším měřítku byla účinnost magnetických separačních metod potvrzena, nedošlo z ekonomických důvodů k průmyslovému rozšíření této metody<ref name=":5" />.

Při zásobování městských aglomerací vodou se požaduje, aby dodávaná voda byla přiměřeně [[Sterilita|sterilní]] a aby odpadní voda nebyla příliš znečistěná<ref name=":0" />. Některé [[Znečišťující látky|kontaminanty]] se mohou navazovat na magnetické částice vsazené do vody (magnetic carrier techniques)<ref name=":2" /> <ref name=":5" />. Přitom se může uplatňovat povrchová [[adsorpce]], mechanické zachycení, [[Srážení (chemie)|koagulace]] nebo koprecipitace. Např. [[bakterie]] navázané na povrchu částic oxidu železa by se z vody odstranily spolu s částicemi zachycenými v magnetickém separátoru <ref name=":3" />.      

Supravodivá magnetická separace má co nabídnout ve [[strojírenství]], při ochraně [[Životní prostředí|životního prostředí]] i v [[Jaderná energetika|jaderném průmyslu]]<ref name=":3" />. Při čištění řezných a brusných kapalin po [[obrábění]] je žádoucí brusný materiál z kapaliny odstranit a kapalinu znova použít. Magnetický podíl lze [[Recyklace|recyklovat]] na znova použitelný kov. Během odstraňování [[Azbest|azbestu]] ze stárnoucích staveb vzniká slabě magnetický azbestový prach, který lze magneticky separovat. Radioaktivní znečistění z chladicích systémů [[Tlakovodní reaktor|tlakovodních reaktorů]] by se po zachycení a zkoncentrování mohlo přepracovat na materiál pro palivové tyče. Aktuální je i dekontaminace půdy znečistěné [[Plutonium|plutoniem]], uranem a [[Štěpné produkty|štěpnými produkty]] [[Jaderná reakce|jaderných reakcí]]. Navzdory slibným laboratorním výsledkům byl projekt sanace půdy ukončen v důsledku rozpočtových omezení<ref name=":5" />.

Magnetické nosiče a magnetická separace se mohou uplatnit i v [[Biologie|biologii]] a v [[lékařství]], jak pro [[Diagnóza|diagnostické]], tak pro [[Léčba|terapeutické]] účely<ref>{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Frodsham
| jméno = George
| příjmení2 = Pankhurst
| jméno2 = Quentin A.
| titul = Biomedical applications of high gradient magnetic separation: progress towards therapeutic haeomofiltration
| periodikum = Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik
| url = https://doi.org/10.1515/bmt-2015-0056
| datum vydání = 2015
| ročník = 60
| číslo = 5
| strany = 393–404
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>. S výjimkou několika přirozeně se vyskytujících paramagnetických nebo ferimagnetických molekul nebo buněk je biologický materiál diamagnetický a musí být navázán na magnetické nosiče (magnetické [[Nanotechnologie|nanočástice]]). Ty se potom používají k separaci, analýze a diagnostice buněk nebo biomolekul<ref name=":5" />.

== Vysokogradientní separátory v České republice ==
[[Soubor:HGMS ŠKODA-2004.jpg|náhled|Vysokogradientní magnetický separátor s klasickým (měděným) vinutím firmy ETD Škoda Plzeň. Cyklický separátor kaolinu s vypínáním magnetického pole při vyplachování matrice. V  Kaznějově uveden do provozu r. 2004. Pracovní indukce B = 1,9 T, příkon pro napájení elektromagnetu 275 kW. ]]
První klasický (nesupravodivý) vysokogradientní magnetický separátor kaolinu byl spuštěn roku 1978 v Kaznějově v Západočeských keramických závodech (ZKZ) – dnes je to jedna z výrobních jednotek firmy LB Minerals, s.r.o. Jednalo se o separátor značky SALA a později byl ve spolupráci s ETD Škoda Plzeň postaven a do provozu uveden o něco výkonnější klasický separátor ŠKODA. V obou případech šlo o cyklické separátory s vypínáním magnetického pole a s vertikálním průtokem kaolinové suspenze<ref name=":10" />. 

V té době se začínaly konstruovat i supravodivé varianty takových separátorů a v 80. letech 20. století existovalo ve světě 5 firem, jejichž supravodivé magnetické separátory přesáhly oblast laboratorních experimentů<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Ryska
| jméno = A.
| příjmení2 = Hora
| jméno2 = O.
| příjmení3 = Havlíček
| jméno3 = V.
| spoluautoři = et al.
| titul = In: Proceedings of the 9th international conference on magnet technology (MT-9)
| url = Proceedings of the 9th international conference on magnet technology (Conference) {{!}} ETDEWEB (osti.gov)
| editoři = Marinucci C, Weymuth P
| místo = Villigen
| datum vydání = 1986
| datum přístupu = 2024-01-12
| kapitola = A laboratory superconducting magnetic separator for the beneficiation of kaolin clay
| typ kapitoly = 
| strany = 893
}}</ref> a zkoušely se v praktickém provozu. Dvě z těchto firem vyvinuly supravodivé separátory pro úpravu kaolinových jílů<ref>{{Citace elektronické monografie
| titul = High-Temperature Superconductivity in Perspective, OTA-E-440
| url = https://www.princeton.edu/~ota/disk2/1990/9024/902405.PDF
| vydavatel = U.S. Congress, Office of Technology Assessment
| místo = Washington, DC: U.S. Government Printing Office
| datum vydání = 1990-04
| datum přístupu = 2024-01-12
| kapitola = 3: Applications of Superconductivity
}}</ref>. Jednou z nich byla firma ERIEZ Magnetics, která takový separátor uvedla do provozu v USA a vedle toho vyráběl v poloprovozním režimu v [[Kaznějov|Kaznějově]] několik t vyčištěného kaolinu za hodinu československý systém s posuvnými kanystry vyvinutý [[Konsorcium|konsorciem]] firem koordinovaným tehdejším Výzkumným ústavem potravinářské a chladicí techniky<ref name=":11">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Kaiser
| jméno = Z.
| titul = Magnetic separator with a superconducting magnet and a reciprocating matrix
| url = https://iifiir.org/en/fridoc/magnetic-separator-with-a-superconducting-magnet-and-a-reciprocating-9382
| vydavatel = International Institute of Refrigeration
| datum vydání = 1986-09-08
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> <ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Jánský
| jméno = Martin
| titul = Návrh technologického pracoviště na výrobu ocelové matrice pro magnetické separátory
| url = https://dspace.tul.cz/server/api/core/bitstreams/0ad177c6-215e-4c85-bb9e-63066ac71f27/content
| další = Diplomová práce
| vydavatel = VŠ strojní a textilní
| místo = Liberec
| datum vydání = 1989-06
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref> <ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Kůrka
| jméno = Jiří
| příjmení2 = Žížek
| jméno2 = František
| titul = Elektrická ochrana supravodivých magnetů
| url = https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/20/048/20048216.pdf
| vydavatel = Dům techniky ČSVTS
| místo = Ústí nad Labem
| datum vydání = 1988-04
| datum přístupu = 2024-01-12
| edice = Sborník z konference Kryogenika 88
| strany = 61 – 62
}}</ref> <ref name=":1" />.    

V roce 1998 byl v Kaznějově instalován další supravodivý separátor kaolinu, tentokrát od firmy Advanced Cryo Magnetics, Inc., která byla aktivní v San Diegu v letech 1987 až 2000. Tento separátor pracoval s magnetickou indukcí 3 T a byl to cyklický separátor s vypínáním magnetického pole a s vertikálním průtokem kaolinové suspenze. V souvislosti se změnou svého výrobního programu LB Minerals, s.r.o. dnes již magnetické separátory pro úpravy kaolinu nepoužívá.   

V současnosti se v České republice používá při úpravě nerostných surovin několik klasických vysokogradientních separátorů ERIEZ. Pokud jde o supravodivé separátory, provozuje je firma Sedlecký kaolin, a.s. Ta kaolin upravuje magnetickou separací ve svém provozu v [[Božičany|Božíčanech]] u Karlových Varů a získala přitom zkušenosti se supravodivým separátorem cyklickým (Eriez) i s přesuvnou matricí (Carpco)<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Prokš
| jméno = Václav
| titul = Sedlecká společnost zprovoznila novou technologii pro zpracování kaolínů
| url = https://archiv.hn.cz/c1-891589-sedlecka-spolecnost-zprovoznila-novou-technologii-pro-zpracovani-kaolinu
| vydavatel = Hospodářské noviny – archiv
| datum vydání = 1996-10-21
| datum přístupu = 2024-01-12
}}</ref>. Na základě svých zkušeností preferuje vratné supravodivé systémy s přesuvnými matricemi.             

== Reference ==
<references />
[[Kategorie:Filtrace]]
[[Kategorie:Separační metody]]
[[Kategorie:Magnetismus]]
[[Kategorie:Supravodivost]]