CN105921239B - 泄压气爆粉碎矿石装置及方法 - Google Patents
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Abstract
卸压气爆粉碎矿石装置，包括注气系统、泄压破碎系统和碎矿收集系统，注气系统通过注气管与泄压破碎系统的进气口连接，泄压破碎系统的出料口通过泄压管与碎矿收集系统的进料口连接。本发明还公开了一种采用卸压气爆粉碎矿石装置的粉碎矿石方法。本发明使用专用设备人为产生卸压气爆，利用气爆的卸压时产生的强大拉应力来破碎矿石，由于矿石材料的抗拉强度比抗压强度和剪切强度低得多，因此，本发明粉碎矿石能耗低且工艺环节少，将为选矿、冶金等行业带来巨大经济效益。
Description
技术领域
本发明属于矿石粉碎技术领域，具体涉及一种泄压气爆粉碎矿石装置及方法。
背景技术
粉碎矿石过程就是使矿石粒度逐渐减小的过程。粒度越小，有用矿物粒子的解离才更充分，将来分选效果才更好。因此，选矿厂中矿石粉碎作业的工艺设备、操作管理是影响技术经济指标的重要环节。碎矿和磨矿作业的设备投资、生产费用、电能水泵和钢材消耗往往所占比例最大：设备费用占60%左右，生产费用占40~60%，电能消耗占50~65%，钢材消耗占50%以上。
矿石粉碎一般要分段进行，首先是碎矿阶段，包括粗碎段（350~100mm）、中碎段（100~40mm）和细碎段（25~6mm），然后是磨矿阶段，包括粗磨段（1~0.3mm）、细磨段（0.1~0.074mm）。上述不同的碎磨阶段要使用不同的设备，例如粗碎段用颚式破碎机或旋回碎矿机，中细碎段则分别用圆锥碎矿机和短头型圆椎碎矿机，粗磨段用格子型球磨机，细磨段用溢流型球磨机等。可见，碎矿工艺需要多个流程，每个流程都要有专用设备，成本高、工序多、能耗大。
另外，在建材、冶金、化工、煤炭、陶瓷和食品等许多工业部门生产中，碎矿和磨矿也是必不可少的环节，电耗、钢耗和原材料的消耗巨大。例如：水泥厂碎磨作用费用约占成本的30%以上，破碎机械耗电量占全厂总耗电量70%。因此，寻求改善粉碎矿石的方法，研制新型高效设备，降低粉碎能耗，是许多企业亟需解决的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种耗能少、工艺环节少、粉碎效果好、效率高的泄压气爆粉碎矿石装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：泄压气爆粉碎矿石装置，包括注气系统、泄压破碎系统和碎矿收集系统，注气系统通过注气管与泄压破碎系统的进气口连接，泄压破碎系统的出料口通过泄压管与碎矿收集系统的进料口连接；
注气系统包括高压气瓶，高压气瓶的出气口与注气管的进气口连接，注气管上沿气流方向依次设有第一高压表、减压阀、低压表、第一截止阀、单向阀、调节阀和第二截止阀；
泄压破碎系统包括高压储矿罐、第二高压表和快速泄压阀，高压储矿罐一侧与注气管的出气口连接，高压储矿罐的另一侧与泄压管的进料口连接，第二高压表设在注气管上，快速泄压阀设在泄压管上；
碎矿收集系统包括碎矿储存罐和第三高压表，第三高压表设在泄压管上，泄压管的出料口伸入到碎矿储存罐内，碎矿储存罐侧部设有一圈过滤网。
注气系统还包括气体增压泵，气体增压泵通过增压管与注气管连接，增压管与注气管连接处位于单向阀和调节阀之间，增压管上设有第三截止阀。
泄压气爆粉碎矿石装置的粉碎矿石方法，包括以下步骤：
（1）、准备及检查装置：根据矿石种类和破碎颗粒要求，设定注入高压储矿罐的气体压力；检查各个部件，测试其是否完好无损，并检查管路是否畅通，高压气体是否能达到预计的压力，各仪表的示数是否正常，用电设备的线路是否正常；
（2）、向高压储矿罐内放入矿石；
（3）、向高压储矿罐内注入高压气体：先打开第一截止阀和第二截止阀，然后打开减压阀，高压气瓶内通过注气管向高压储矿罐内注气，在注气过程中通过操控调节阀对注入流量和注气压力进行调节；如果高压气瓶压力低于预设充气压力，则打开第三截止阀，开启气体增压泵，向高压储矿罐内的气体增压，到达预定压力后，关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和减压阀；
（4）、破碎泄压：气体充入高压储矿罐一定时间后，观察第二高压表的示数，如压力值不变化，则表示气体渗流稳定且不漏气；打开快速泄压阀，高压气体泄压后产生气爆，高压气体及部分碎矿石通过泄压管进入碎矿储存罐；留在高压储矿罐内的部分矿石也已经破碎，能够直接取出进行分选；
（5）、碎矿收集：高压气体进入碎矿储存罐内并通过过滤网排出，碎矿储存罐侧部设置一圈的过滤网防止破碎后矿粉随着高压气流喷出，随着高压气流进入到碎矿储存罐内的碎矿石能够进行直接取出进行筛分；
（6）、清理高压储矿罐和碎矿储存罐内的矿石，重复上述步骤（2）-（5），进入下一次的碎矿过程。
采用上述技术方案，先解释一下本发明中的科技术语：
1、矿石粉碎：矿石进行分选之前，必须将大块矿石进行破碎和磨细，碎矿和磨矿常用机械式的碎矿机或磨矿机，这是选矿厂投资最大和耗能最大的工艺流程。
2、泄压气爆：气体属于可压缩流体，在高压作用下气体压缩可以储存大量弹性能，气体突然泄压会产生类似炸药爆炸的现象，称为卸（泄）压气爆，如剧烈晃动后打开可乐瓶、传统的爆米花工艺、煤矿的煤与瓦斯突出现象等。
本发明针对矿石材料抗拉强度远小于抗压强度和抗剪强度的特点，将高压气体注入矿石内部微裂隙中，然后突然泄压，利用气爆在矿压微裂隙上产生的拉应力将矿石破碎，达到高效碎矿的目的。本发明的主要优点：一是用抗应力破碎矿石，效率高，能耗少；二是工艺环节少，一次或二次气爆就能将矿石破碎到能够分选利用，碎矿过程不必再分为多个阶段；第三个优点是，矿石微裂隙一般是沿部矿物晶体边界分布，气爆破碎时会将矿物沿晶体边缘破坏，破碎后矿石具有更好的解离度，因此本发明方法破碎的矿石具有更好的选矿效果。
综上所述，本发明使用专用设备人为产生泄压气爆，利用气爆的泄压时产生的强大拉应力来破碎矿石，由于矿石材料的抗拉强度比抗压强度和剪切强度低得多，因此，本发明粉碎矿石能耗低且工艺环节少，将为选矿、冶金等行业带来巨大经济效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的泄压气爆粉碎矿石装置，包括注气系统1、泄压破碎系统2和碎矿收集系统3，注气系统1通过注气管4与泄压破碎系统2的进气口连接，泄压破碎系统2的出料口通过泄压管5与碎矿收集系统3的进料口连接；
注气系统1包括高压气瓶6，高压气瓶6的出气口与注气管4的进气口连接，注气管4上沿气流方向依次设有第一高压表7、减压阀8、低压表9、第一截止阀10、单向阀11、调节阀12和第二截止阀13；
泄压破碎系统2包括高压储矿罐14、第二高压表15和快速泄压阀16，高压储矿罐14一侧与注气管4的出气口连接，高压储矿罐14的另一侧与泄压管5的进料口连接，第二高压表15设在注气管4上，快速泄压阀16设在泄压管5上；
碎矿收集系统3包括碎矿储存罐17和第三高压表18，第三高压表18设在泄压管5上，泄压管5的出料口伸入到碎矿储存罐17内，碎矿储存罐17侧部设有一圈过滤网19。
注气系统1还包括气体增压泵20，气体增压泵20通过增压管21与注气管4连接，增压管21与注气管4连接处位于单向阀11和调节阀12之间，增压管21上设有第三截止阀22。
泄压气爆粉碎矿石装置的粉碎矿石方法，包括以下步骤：
（1）、准备及检查装置：根据矿石种类和破碎颗粒要求，设定注入高压储矿罐14的气体压力；检查各个部件，测试其是否完好无损，并检查管路是否畅通，高压气体是否能达到预计的压力，各仪表的示数是否正常，用电设备的线路是否正常；
（2）、向高压储矿罐14内放入矿石；
（3）、向高压储矿罐14内注入高压气体：先打开第一截止阀10和第二截止阀13，然后打开减压阀8，高压气瓶6内通过注气管4向高压储矿罐14内注气，在注气过程中通过操控调节阀12对注入流量和注气压力进行调节；如果高压气瓶6压力低于预设充气压力，则打开第三截止阀22，开启气体增压泵20，向高压储矿罐14内的气体增压，到达预定压力后，关闭第一截止阀10、第二截止阀13、第三截止阀22和减压阀8；
（4）、破碎泄压：气体充入高压储矿罐14一定时间后，观察第二高压表15的示数，如压力值不变化，则表示气体渗流稳定且不漏气；打开快速泄压阀16，高压气体泄压后产生气爆，高压气体及部分碎矿石通过泄压管5进入碎矿储存罐17；留在高压储矿罐14内的部分矿石也已经破碎，能够直接取出进行分选；
（5）、碎矿收集：高压气体进入碎矿储存罐17内并通过过滤网19排出，碎矿储存罐17侧部设置一圈的过滤网19防止破碎后矿粉随着高压气流喷出，随着高压气流进入到碎矿储存罐17内的碎矿石能够进行直接取出进行筛分；
（6）、清理高压储矿罐14和碎矿储存罐17内的矿石，重复上述步骤（2）-（5），进入下一次的碎矿过程。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.泄压气爆粉碎矿石装置，其特征在于：包括注气系统、泄压破碎系统和碎矿收集系统，注气系统通过注气管与泄压破碎系统的进气口连接，泄压破碎系统的出料口通过泄压管与碎矿收集系统的进料口连接；
注气系统包括高压气瓶，高压气瓶的出气口与注气管的进气口连接，注气管上沿气流方向依次设有第一高压表、减压阀、低压表、第一截止阀、单向阀、调节阀和第二截止阀；
泄压破碎系统包括高压储矿罐、第二高压表和快速泄压阀，高压储矿罐一侧与注气管的出气口连接，高压储矿罐的另一侧与泄压管的进料口连接，第二高压表设在注气管上，快速泄压阀设在泄压管上；
碎矿收集系统包括碎矿储存罐和第三高压表，第三高压表设在泄压管上，泄压管的出料口伸入到碎矿储存罐内，碎矿储存罐侧部设有一圈过滤网；
注气系统还包括气体增压泵，气体增压泵通过增压管与注气管连接，增压管与注气管连接处位于单向阀和调节阀之间，增压管上设有第三截止阀。
2.根据权利要求1所述的泄压气爆粉碎矿石装置的粉碎矿石方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、准备及检查装置：根据矿石种类和破碎颗粒要求，设定注入高压储矿罐的气体压力；检查各个部件，测试其是否完好无损，并检查管路是否畅通，高压气体是否能达到预计的压力，各仪表的示数是否正常，用电设备的线路是否正常；
（2）、向高压储矿罐内放入矿石；
（3）、向高压储矿罐内注入高压气体：先打开第一截止阀和第二截止阀，然后打开减压阀，高压气瓶内通过注气管向高压储矿罐内注气，在注气过程中通过操控调节阀对注入流量和注气压力进行调节；如果高压气瓶压力低于预设充气压力，则打开第三截止阀，开启气体增压泵，向高压储矿罐内的气体增压，到达预定压力后，关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和减压阀；
（4）、破碎泄压：高压气体充入高压储矿罐一定时间后，观察第二高压表的示数，如压力值不变化，则表示气体渗流稳定且不漏气；打开快速泄压阀，高压气体泄压后产生气爆，高压气体及部分碎矿石通过泄压管进入碎矿储存罐；留在高压储矿罐内的部分矿石也已经破碎，能够直接取出进行分选；
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180320 |