CN109530048B - 一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法 - Google Patents

一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，涉及矿业工程破碎领域，通过重力落矿、抛掷撞击、打击、对撞等冲击破碎的方法使粗碎后的矿石破碎成粉矿，融合了抛掷冲击破碎法与落矿冲击破碎法，通过计算速度、高度，通过协调调节将碎矿通输送入破碎机的内部，配合粉碎仓共同作用获取磁铁矿精矿，实现磁铁矿精矿的快速提取，省去了传统工艺的矿石中碎、细碎和磨矿流程，提高破碎效率。

Description

一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法
技术领域
本发明涉及矿业工程破碎领域，尤其涉及一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法。
背景技术
磁铁矿是我国黑色金属矿山的主要产品，也是冶金工业最主要的原材料。我国磁铁矿资源丰富，但品位主要为20-45％，需要经过破碎、磨矿和选矿成为精矿后才能用于烧结冶炼。铁矿石破碎加工的传统工艺为三段破碎和两段磨矿，工艺流程复杂，单位能耗过高。如能从根本上降低铁矿石破碎加工的单位能耗，仅节能一项每年就可以为国家节省大量的能源投资，产生巨大的经济效益和社会与环境效益。目前常规节能降耗的方法在一定程度上降低了企业工艺能耗，但很难从根本上改变我国铁矿石破碎加工过程中平均单位能耗过高、能量利用率较低的生产现状。
破碎和磨矿的最终目的是实现矿石颗粒和脉石颗粒的分离，最大限度提高有用矿物含量。冲击破碎是一种高效率的碎岩方式。20世纪80年代以后，许多学者开始进行岩石冲击破碎研究。李夕兵(1988年)采用霍普金森压杆应力波加载的方法研究了与凿岩爆破有关的岩石破碎力学性质，考察了不同应力波延续时间和波幅对破碎强度和破碎效果的影响；郭连军(2014年)以磁铁石英岩为SHPB冲击加载试验材料，研究了磁铁矿石在不同冲击载荷作用下能量耗散规律和块度分布情况，分别建立了破碎产物平均尺寸和特征尺寸与能耗的负幂函数关系模型。牛雷雷、朱万成(2014年)研制了适合中应变率冲击加载的摆锤式SHPB压杆冲击试验装置，测试了岩石和铁矿石破碎的吸收能，得到破碎能量与破碎结果的理论关系。胡振中(2016年)对无烟煤和烟煤进行单块矿石落锤冲击破碎试验，以产物粒度模数t10为破碎粒度指标，研究得出比冲击能耗随产物t10的增大指数增长。Napier(1996年)和Whyte(2005年)分别通过落锤和摆锤冲击试验研究提出了铁矿石单颗粒冲击能耗模型，建立冲击破碎能量与产品粒度模数之间的函数关系。
以上研究和公开的装置与方法虽然较好的体现了高效冲击破碎的作用，但仅仅限于实验室研究，如需用于工业生产，还必须满足从原矿到精矿连续给矿与快速出矿的生产需要，减少破碎流程和设备投资，使用冲击破碎快速获取精矿是降低矿石破碎能耗、提高选矿效率的有效方法。
发明内容
本发明的目的是为了充分利用冲击破碎的原理和方法实现磁铁矿精矿的快速提取，省去了传统工艺的矿石中碎、细碎和磨矿流程，而提出的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，提高破碎效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种使用冲击破碎快速获得磁铁矿精矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以粗碎产品平均粒度dp作为筛网的网口直径，磁铁矿原矿经颚式破碎机破碎后进入粗筛，粗筛的筛上的大块进入放矿漏斗，经振动将矿石下放至落矿冲击破碎仓进行自由落体冲击破碎，通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h，设置自由落体运动位移大于等于h；
S2、粗筛筛下的小块和矿粉在振动筛筛分后进入抛掷冲击破碎仓，振动筛的网度为磁铁矿平均嵌布粒度,筛下的粉矿收集后进入磁选获取精矿，将筛上的小块矿石放至倾斜抛掷胶带输送机，倾斜抛掷胶带输送机设置加速装置，对小块矿石进行加速，通过公式计算确定矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v，对小块矿石进行加速至v1，v1大于等于v，根据公式调节矿石需要下落的高度h1，调节倾斜胶带输送机的倾角θ，控制矿石流量，确定抛掷冲击破碎仓的宽度；
S3、在落矿冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，在冲击板上方设置高压风口，采用高压空气射流的方式使得进入落矿冲击破碎仓中的矿石碎块与矿粉流动，自由落体冲击破碎产生的碎矿和粉矿输送至落矿冲击破碎仓下方的振动筛，振动筛的筛网网度为磁铁矿嵌布粒度的平均值，筛下的粉矿收集后进入磁选获得磁铁矿精矿，筛上的碎矿进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S4、抛掷冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，小块矿石抛掷破碎后产生碎矿和粉矿落入放矿漏斗，使用振动放矿的方法将碎矿和粉矿下放输送到冲击破碎仓下方的振动筛上，控制矿石流量，振动筛分下的粉矿回收后进入磁选获取精矿，筛上碎块进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S5、落矿冲击破碎后的矿石和抛掷冲击破碎后的矿石经入料口进入粉碎仓，通过振动放矿和皮带输送机控制入料速度,在粉碎仓中矿石经受多次冲击作用后粉碎，得到磁铁矿粉矿，经过沉降至底部高频振动筛筛面上，筛下的矿粉经喷雾沉降后收集进入磁选，获取磁铁矿精矿，未经粉碎的矿石颗粒和由靠近粉碎仓内壁沉降下来的矿粉运动至余料出口排出，返回筛分后再次进入冲击粉碎机。
优选地，所述的平均粒度dp为将爆破后的矿石用颚式破碎机进行粗碎，测试粗碎产品粒级组成，得到平均粒度dp。
优选地，所述的通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h，所述的计算公式为h＝E0/m0g，h为矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度，单位为m；E0为单位质量矿石断裂能，单位为J；m0为单位矿石质量，取为1kg；g为自由落体加速度，单位为N/kg；所述的单位质量矿石断裂能E0为进行落锤冲击破碎实验，测试粗碎后矿石冲击断裂破碎的单位断裂能E0获取。
优选地，所述的通过公式计算确定矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v，所述的计算公式为
Figure GDA0001960263540000031
v为矿石自由落体撞击破碎板时需要达到的速度，单位m/s。
优选地，所述的根据公式调节矿石需要下落的高度h1，所述的计算公式为
Figure GDA0001960263540000032
v1为矿石离开加速器时的抛掷速度，单位为m/s；h1为矿石抛掷运动时的下落高度，单位为m。
与现有技术相比，本发明提供了一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，具备以下有益效果：
本发明提供的使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，通过重力落矿、抛掷撞击、打击、对撞等冲击破碎的方法使粗碎后的矿石破碎成粉矿，然后通过磁选的方法获取磁铁矿精矿，克服了传统冲击破矿法出矿效率低、工程量大的缺点，提高了生产效率，减少了工程量，粉碎仓内矿石在不同的高度上经受破碎介质的多次快速打击，产生破碎，如此进行下去，一块矿石经受多次冲击作用后实现粉碎，并由此形成一种高效的冲击粉碎方式，得到磁铁矿粉矿。
2、本发明冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法融合了抛掷冲击破碎法与落矿冲击破碎法，克服了破碎获取磁铁矿精矿的不足，实现了不同破碎获取磁铁矿精矿方法的优势互补，充分利用矿山地形或基建工程高程差的优势，最大限度地将矿石重力势能用于矿石破碎，以能量效率高的冲击破碎为主要破碎方式，除能量利用率相对较高的粗碎工艺外，省去了传统工艺中能量效率较低的中碎、细碎、一段磨矿和二段磨矿的环节，降低了矿石破碎能耗，提高了破碎效率，简化缩短了工艺流程，减少了设备投资和破碎成本。
3、本发明通过计算速度、高度，通过协调调节将碎矿通输送入破碎机的内部，配合粉碎仓共同作用获取磁铁矿精矿，提高了机械的利用率，对碎矿的多次破碎可以保质保量的完成，实现了碎矿的多次破碎，降低了成本，具备可观的经济效益和节能效益。
附图说明
图1为本发明提出的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法的工艺流程结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种使用冲击破碎快速获得磁铁矿精矿的方法，包括以下步骤：
S1、以粗碎产品平均粒度dp作为筛网的网口直径，磁铁矿原矿经颚式破碎机破碎后进入粗筛，粗筛的筛上的大块进入放矿漏斗，经振动将矿石下放至落矿冲击破碎仓进行自由落体冲击破碎，通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h，设置自由落体运动位移大于等于h；
S2、粗筛筛下的小块和矿粉在振动筛筛分后进入抛掷冲击破碎仓，振动筛的网度为磁铁矿平均嵌布粒度,筛下的粉矿收集后进入磁选获取精矿，将筛上的小块矿石放至倾斜抛掷胶带输送机，倾斜抛掷胶带输送机设置加速装置，对小块矿石进行加速，通过公式计算确定矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v，对小块矿石进行加速至v1，v1大于等于v，根据公式调节矿石需要下落的高度h1，调节倾斜胶带输送机的倾角θ，控制矿石流量，确定抛掷冲击破碎仓的宽度；
S3、在落矿冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，在冲击板上方设置高压风口，采用高压空气射流的方式使得进入落矿冲击破碎仓中的矿石碎块与矿粉流动，自由落体冲击破碎产生的碎矿和粉矿输送至落矿冲击破碎仓下方的振动筛，振动筛的筛网网度为磁铁矿嵌布粒度的平均值，筛下的粉矿收集后进入磁选获得磁铁矿精矿，筛上的碎矿进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S4、抛掷冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，小块矿石抛掷破碎后产生碎矿和粉矿落入放矿漏斗，使用振动放矿的方法将碎矿和粉矿下放输送到冲击破碎仓下方的振动筛上，控制矿石流量，振动筛分下的粉矿回收后进入磁选获取精矿，筛上碎块进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S5、落矿冲击破碎后的矿石和抛掷冲击破碎后的矿石经入料口进入粉碎仓，通过振动放矿和皮带输送机控制入料速度,在粉碎仓中矿石经受多次冲击作用后粉碎，得到磁铁矿粉矿，经过沉降至底部高频振动筛筛面上，筛下的矿粉经喷雾沉降后收集进入磁选，获取磁铁矿精矿，未经粉碎的矿石颗粒和由靠近粉碎仓内壁沉降下来的矿粉运动至余料出口排出，返回筛分后再次进入冲击粉碎机。
本实施例提供的使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，通过重力落矿、抛掷撞击、打击、对撞等冲击破碎的方法使粗碎后的矿石破碎成粉矿，然后通过磁选的方法获取磁铁矿精矿，克服了传统冲击破矿法出矿效率低、工程量大的缺点，提高了生产效率，减少了工程量，粉碎仓内矿石在不同的高度上经受破碎介质的多次快速打击，产生破碎，如此进行下去，一块矿石经受多次冲击作用后实现粉碎，并由此形成一种高效的冲击粉碎方式，得到磁铁矿粉矿。
实施例2：基于实施例1但有所不同的是；
所述的平均粒度dp为将爆破后的矿石用颚式破碎机进行粗碎，测试粗碎产品粒级组成，得到平均粒度dp。
通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h，所述的计算公式为h＝E0/m0g，h为矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度，单位为m；E0为单位质量矿石断裂能，单位为J；m0为单位矿石质量，取为1kg；g为自由落体加速度，单位为N/kg；所述的单位质量矿石断裂能E0为进行落锤冲击破碎实验，测试粗碎后矿石冲击断裂破碎的单位断裂能E0获取。
本实施例冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法融合了抛掷冲击破碎法与落矿冲击破碎法，克服了破碎获取磁铁矿精矿的不足，实现了不同破碎获取磁铁矿精矿方法的优势互补，充分利用矿山地形或基建工程高程差的优势，最大限度地将矿石重力势能用于矿石破碎，以能量效率高的冲击破碎为主要破碎方式，除能量利用率相对较高的粗碎工艺外，省去了传统工艺中能量效率较低的中碎、细碎、一段磨矿和二段磨矿的环节，降低了矿石破碎能耗，提高了破碎效率，简化缩短了工艺流程，减少了设备投资和破碎成本。
实施例3：基于实施例1和2但有所不同的是；
通过公式计算确定矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v，所述的计算公式为
Figure GDA0001960263540000051
v为矿石自由落体撞击破碎板时需要达到的速度，单位m/s。
根据公式调节矿石需要下落的高度h1，所述的计算公式为
Figure GDA0001960263540000052
v1为矿石离开加速器时的抛掷速度，单位为m/s；h1为矿石抛掷运动时的下落高度，单位为m。
本实施例通过计算速度、高度，通过协调调节将碎矿通输送入破碎机的内部，配合粉碎仓共同作用获取磁铁矿精矿，提高了机械的利用率，对碎矿的多次破碎可以保质保量的完成，实现了碎矿的多次破碎，降低了成本，具备可观的经济效益和节能效益。

Claims (5)

1.一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以颚式破碎机破碎后的粗碎产品平均粒度dp作为粗筛筛网的网口直径，磁铁矿原矿经颚式破碎机破碎后进入粗筛，粗筛筛网的筛上的矿石进入放矿漏斗，经振动将矿石下放至落矿冲击破碎仓进行自由落体冲击破碎，通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h，设置自由落体运动位移大于等于h；
S2、粗筛筛网的筛下的小块矿石和粉矿经振动筛筛分后，振动筛的筛上的小块矿石进入抛掷冲击破碎仓，振动筛的筛网网度为磁铁矿平均嵌布粒度,振动筛的筛下的粉矿收集后进入磁选获取磁铁矿精矿，将所述振动筛的筛上的小块矿石放至倾斜抛掷胶带输送机，倾斜抛掷胶带输送机设置加速装置，对小块矿石进行加速，通过公式计算确定小块矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v，将小块矿石加速至v1，v1大于等于v，根据公式调节小块矿石需要下落的高度h1，调节倾斜抛掷胶带输送机的倾角θ，控制小块矿石流量，确定抛掷冲击破碎仓的宽度；
S3、落矿冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，在冲击板上方设置高压风口，采用高压空气射流的方式使得进入落矿冲击破碎仓中的矿石流动，自由落体冲击破碎产生的碎矿和粉矿输送至落矿冲击破碎仓下方的振动筛，振动筛的筛网网度为磁铁矿平均嵌布粒度，振动筛的筛下的粉矿收集后进入磁选获得磁铁矿精矿，振动筛的筛上的碎矿进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S4、抛掷冲击破碎仓设置镶嵌锰钢钎的冲击板，小块矿石抛掷冲击破碎后产生的碎矿和粉矿落入放矿漏斗，使用振动放矿的方法将碎矿和粉矿下放输送到抛掷冲击破碎仓下方的振动筛上，控制矿石流量，振动筛筛分下的粉矿回收后进入磁选获取磁铁矿精矿，振动筛的筛上的碎矿进入冲击粉碎机进行冲击粉碎；
S5、落矿冲击破碎后的碎矿和拋掷冲击破碎后的碎矿经入料口进入冲击粉碎机的粉碎仓，通过振动放矿和皮带输送机控制入料速度,在粉碎仓中碎矿经受多次冲击作用后粉碎，得到磁铁矿粉矿，磁铁矿粉矿经过沉降至底部的高频振动筛的筛面上，高频振动筛的筛下的粉矿经喷雾沉降后收集进入磁选，获取磁铁矿精矿，未经粉碎的矿石颗粒和由靠近粉碎仓的内壁沉降下来的粉矿运动至余料出口排出，返回至拋掷冲击破碎仓下方的振动筛筛分后再次进入冲击粉碎机。
2.根据权利要求1所述的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，其特征在于：所述的粗碎产品平均粒度dp为将爆破后的磁铁矿原矿用颚式破碎机进行粗碎，测试粗碎产品粒级组成，得到粗碎产品平均粒度dp。
3.根据权利要求1所述的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，其特征在于：所述的通过公式计算确定矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度h中所述的公式为h＝E0/m0g，h为矿石自由落体冲击破碎所需要的下落高度，单位为m；E0为单位质量矿石断裂能，单位为J；m0为单位矿石质量，取为1kg；g为自由落体加速度，单位为N/kg；所述的单位质量矿石断裂能E0是通过进行落锤冲击破碎实验，测试粗碎后矿石冲击断裂破碎的单位断裂能获取。
4.根据权利要求1所述的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，其特征在于：所述的通过公式计算确定小块矿石抛掷冲击破碎时需要达到的冲击速度v中所述的公式为
Figure FDA0002739871910000031
v为小块矿石自由落体撞击冲击板时需要达到的冲击速度，单位m/s。
5.根据权利要求1所述的一种使用冲击破碎快速获取磁铁矿精矿的方法，其特征在于：所述的根据公式调节小块矿石需要下落的高度h1中所述的公式为
Figure FDA0002739871910000032
v1为小块矿石离开加速装置时的抛掷速度，单位为m/s；h1为小块矿石抛掷冲击运动时需要下落的高度，单位为m。
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