CN105642427A - 一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿物加工技术领域，特别涉及一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法。本发明在磨矿前对矿石进行微波加热预处理，使矿石中有用矿物先加热而脉石不被直接加热，造成多元多相复杂矿石体系温度在微观上的不均匀分布，使有价矿物和脉石界面之间产生热应力，促进有价矿物与脉石的解离，有效降低磨矿过程的能耗，提高了矿石的碎磨效率，具有独特的优越性和实用性，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及矿物加工技术领域，特别涉及一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法。
背景技术
钒钛磁铁矿是一种丰富的复合矿产资源，具有显著的综合利用价值，但钒钛磁铁矿矿物颗粒嵌布细，如钛铁晶石（2FeO·TiO2）呈网状薄片（0.1~0.01mm），钛铁矿（FeO·TiO2）呈片晶存在（0.01~0.005mm）。为实现有用矿物与脉石的分离，需要较大的能量把矿石磨细，但有些矿物颗粒嵌布过细，无法利用普通的磨矿方法实现铁、钒、钛的分离。
发明内容
针对现有技术钒钛磁铁矿磨矿作业中存在的能耗高、碎磨效率低等问题，本发明提供一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法，目的是利用微波的选择性加热的特点，在磨矿前对矿石进行预处理，促进有价矿物与脉石的解离，有效降低磨矿过程的能耗。
实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿初步破碎至1~10mm，并在空气中充分干燥；
（2）称取干燥后钒钛磁铁矿放入到微波设备中进行加热，加热时间为60~150s，稳定微波输出功率1Kw~4Kw，频率为2450MHz，加热结束后迅速取出在空气中自然冷却到室温；
（3）对冷却后的钒钛磁铁矿采用球磨机磨细，磨矿时间为30~90s，最终磨矿获得的钒钛磁铁矿产品经筛分后，小于0.074mm粒级的百分含量占总质量的92%以上。
其中，所述的钒钛磁铁矿成分按质量百分比为：TFe25%~35%,TiO28%~15%，SiO220%~30%，CaO5%~12%，MgO2%~8%，Al2O32%~5%。
所述的称取干燥后钒钛磁铁矿质量为40~150g。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明提出了钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细的方法，微波是一种频率在3×108～3×1011Hz之间的电磁波，它具有极强的渗透能力，相对于传统的加热方式，微波加热具有选择性加热、热效率高、过程能耗低、节能环保等诸多突出优点，本发明发现钒钛磁铁矿作为一种复杂难处理矿石，具有适合于微波处理的矿物组成和结构。
本发明利用微波的选择性加热的特点，在磨矿前对矿石进行预处理，在足够强度的微波能量密度下，使矿石中有用矿物先加热而脉石不被直接加热，造成多元多相复杂矿石体系温度在微观上的不均匀分布，使有价矿物和脉石界面之间产生热应力，促进有价矿物与脉石的解离，有效降低磨矿过程的能耗。
综上，本发明针对我国钒钛磁铁矿资源特点，运用微波焙烧法强化磨矿过程，在微波处理前对钒钛磁铁矿进行初步破碎并充分干燥，然后将矿石放入微波场中加热，加热结束后立即取出矿石，在空气中冷却至室温，随后利用球磨机将矿石磨细，降低过程能耗，提高了矿石的碎磨效率，具有独特的优越性和实用性，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中微波加热前后钒钛磁铁矿的SEM图；
其中：(a)微波加热前；(b)微波加热后。
具体实施方式
本发明实施采用的钒钛磁铁矿来自国内某地区，其主要化学成份如表1所示。
本发明实施例中的微波设备采用MobileLab系列微波材料学工作站，工作电压为220V，微波功率为0～4kW连续可调，频率为2450MHz。
本发明实施例中采用的球磨机为XMQ-240×90锥形球磨机，球磨转速为96±2r/min。
本发明实施例中球磨时固定充填率为35%，磨矿介质采用钢球，装球总重量11.09Kg（其中不同直径钢球的重量比为Φ30mm∶Φ25mm∶Φ20mm=40∶33∶27）。
实施例1
本实施例的钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法如图1所示，按照以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿初步破碎至2~5mm，并在空气中充分干燥；
（2）称取干燥后钒钛磁铁矿80g放入到微波设备中进行加热，加热时间为120s，稳定微波输出功率2Kw，频率为2450MHz，加热结束后迅速取出在空气中自然冷却到室温，微波加热前后钒钛磁铁矿的SEM图如图2所示，从图2中可以看出，微波加热后，矿样内部产生了大量裂纹，这是由于微波的选择性加热作用，使得不同矿相之间产生不同程度的膨胀，导致矿样内部大量裂纹的产生。裂纹主要沿着有用矿物（明相）和脉石（暗相）的边界上产生，也能在有用矿物区域产生，裂纹呈交叉网状分布；
（3）对冷却后的钒钛磁铁矿采用球磨机磨细，磨矿时间为45s，最终磨矿获得的钒钛磁铁矿产品经筛分后，小于0.074mm粒级的百分含量占总质量的92.85%。
实施例2
本实施例的钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法如图1所示，按照以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿初步破碎至1~10mm，并在空气中充分干燥；
（2）称取干燥后钒钛磁铁矿150g放入到微波设备中进行加热，加热时间为150s，稳定微波输出功率1Kw，频率为2450MHz，加热结束后迅速取出在空气中自然冷却到室温；
（3）对冷却后的钒钛磁铁矿采用球磨机磨细，磨矿时间为90s，最终磨矿获得的钒钛磁铁矿产品经筛分后，小于0.074mm粒级的百分含量占总质量的93.36%。
实施例3
本实施例的钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法如图1所示，按照以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿初步破碎至1~10mm，并在空气中充分干燥；
（2）称取干燥后钒钛磁铁矿40g放入到微波设备中进行加热，加热时间为60s，稳定微波输出功率4Kw，频率为2450MHz，加热结束后迅速取出在空气中自然冷却到室温；
（3）对冷却后的钒钛磁铁矿采用球磨机磨细，磨矿时间为30s，最终磨矿获得的钒钛磁铁矿产品经筛分后，小于0.074mm粒级的百分含量占总质量的94.79%。
Claims (3)
1.一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法，其特征在于按照以下步骤进行：
（1）将钒钛磁铁矿初步破碎至1~10mm，并在空气中充分干燥；
（2）称取干燥后钒钛磁铁矿放入到微波设备中进行加热，加热时间为60~150s，稳定微波输出功率1Kw~4Kw，频率为2450MHz，加热结束后迅速取出在空气中自然冷却到室温；
（3）对冷却后的钒钛磁铁矿采用球磨机磨细，磨矿时间为30~90s，最终磨矿获得的钒钛磁铁矿产品经筛分后，小于0.074mm粒级的百分含量占总质量的92%以上。
2.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法，其特征在于所述的钒钛磁铁矿成分按质量百分比为：TFe25%~35%,TiO28%~15%，SiO220%~30%，CaO5%~12%，MgO2%~8%，Al2O32%~5%。
3.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿微波热力辅助磨细方法，其特征在于所述的称取干燥后钒钛磁铁矿质量为40~150g。
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