CN110193417B - 一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法,采用高压电脉冲装置,按以下步骤进行:(1)启动水泵,使水连续进入脉动绝缘筒体,从产品收集器连续排出;(2)将电气石矿石经给矿仓传送到脉冲绝缘筒体内,堆积在筛网上与高压电极接触;(3)开启电源使压电极和高压负极之间发生放电,对电气石矿石破碎;(4)驱动偏心轮转动,使脉动锥形体周期性上下运动;使筛网上电气石矿石中小颗粒的部分逐渐向下移动;(5)破碎后的电气石矿石经过脉动装置进入产品收集器内。本发明的方法处理时间短,生产效率高,能耗低,破碎产品无污染,有利于电气石后续深加工。

Description

一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域,具体涉及一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法。
背景技术
电气石是电气石族矿物的统称,它是一种以含硼为特征的,结构和化学组分非常复杂的环状结构硅酸盐类矿物。电气石矿物的莫氏硬度为7~7.5左右,密度在2.9~3.25g/cm3之间;随着技术的发展以及矿物材料的不断研究,电气石逐渐被广泛地应用于环保、化工、交通、纺织、空气净化、食品医药、水质改善、建筑装潢以及屏蔽电磁辐射等领域。
电气石具有永久性自发极化效应、压电性和热释电性,能够释放负离子、辐射远红外线、屏蔽电磁、吸附离子以及可回收利用的特性,是一种绿色环保的功能性矿物材料,具有广阔的应用前景。我国对于电气石作为工业矿物的研究尚处于初级阶段,使得我国大量的非宝石级别的电气石资源得不到充分的开发与利用;其中,目前国内对电气石的研究主要有以下几个方面:电气石的提纯加工方面、电气石的超细粉碎方面、电气石的表面改性方面、电气石对重金属离子的吸附方面、电气石的应用研究方面、电气石对水的活化作用方面。
当前国内电气石技术发展的方向主要是深加工电气石制品,即将电气石粉体由微米级向亚微米级甚至纳米级方向发展。电气石一般都是以粉体的形式被利用,电气石粉体的粒径越小,其比表面积和表面活性就越大,它所表现的特殊性质和功效就越明显。因此,需要将现有的电气石资源利用超细粉碎技术加工成超细粉体,使得电气石能够更好的被利用,发挥其最大的特殊性能和功效。但电气石硬度高、结构致密,很难粉碎加工,尤其是-7μm的电气石加工难度更大。
传统的搅拌磨以氧化锆微珠球为搅拌介质对电气石进行超细粉碎主要依靠机械研磨使矿石碎裂、剥蚀达到所需粒级。但是,目前现状是能耗大,磨矿时间长,因此,效率极其低下,对于电气石的深加工无疑增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法,利用电气石与脉石矿物的介电常数、电导率等电学性质差异较大的原理,采用高压电脉冲破碎电气石时,放电通道易沿矿物界面发展,在矿物界面产生等离子体爆炸、热应力膨胀等,进而形成冲击波和破坏力场导致裂纹产生及扩展,最终造成矿石的宏观破裂,提高后续磨矿处理的效果。
本发明的利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法采用高压电脉冲装置,该装置包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源;脉冲绝缘筒体上部为圆筒状,下部为倒置的圆台状,顶部设有盖板,盖板上设有通道与给矿仓连通;绝缘筒体的侧壁套有支撑架,底部与脉动装置装配在一起;脉动装置由脉动绝缘筒体、鼓动隔膜、排矿口、脉动锥形体、连杆和偏心轮组成,脉动绝缘筒体的侧壁上设有进水口与水泵连通,脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接,鼓动隔膜的底部与排矿口连接,脉动锥形体设置在排矿口内,脉动锥形体底部与连杆的一端铰接,连杆的另一端与偏心轮铰接,偏心轮通过电机驱动;所述的鼓动隔膜材质为橡胶;排矿口与产品收集器的进料口连通,产品收集器的侧壁上设有出水口;所述的盖板上设有多个伸缩装置,伸缩装置由铜棒、高压电极、上固定块、下固定块和弹簧组成,上固定块固定连接在铜棒上部,下固定块固定在盖板上,铜棒穿过下固定块并与下固定块滑动密封连接,高压电极与铜棒底部固定连接,弹簧顶端与下固定块固定连接,弹簧底端与高压电极固定连接,并且弹簧环绕在铜棒外部;各伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在两组高压陶瓷电容器上,高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起,交流点火变压器通过单向调压器与电源装配在一起;脉冲绝缘筒体的底端固定连接有接地电极,接地电极穿过支撑架接地;脉冲绝缘筒体的圆筒状部分的底端固定安装有筛网,筛网上安装有多个高压负极;
方法按以下步骤进行:
1、启动水泵,使水连续进入脉动装置的脉动绝缘筒体内,并从产品收集器的出水口连续排出;水作为绝缘液充满脉动绝缘筒体和产品收集器内部,且液面高于高压电极的底端;
2、将电气石矿石置于给矿仓内,并通过给矿仓传送到脉冲绝缘筒体内;电气石矿石堆积在筛网上,并且顶部的电气石矿石与高压电极接触;
3、开启电源,电流经单相调压器变压,交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电,给高压陶瓷电容器充电,当超高压陶瓷电容器电压达到击穿电压值后,与之连接的气体开关导通,输出高压电脉冲,经高压导线加载到铜棒并传导到高压电极上,高压电极和高压负极之间形成了瞬时高压电场;当高压电极上的电压达到击穿电压值时,高压电极和高压负极之间发生放电,使电气石矿石破碎;当高压电极上的电压再次达到击穿电压值时,形成下一次放电;当破碎后的电气石矿石颗粒小于筛网孔径时,经筛网进入脉动装置;
4、通过电机驱动偏心轮转动,使脉动锥形体周期性上下运动;当脉动锥形体向上运动时,在脉动装置内形成上升水流,当脉动锥形体向下运动时,在脉动装置内形成下降水流;通过水流的升降对筛网上的矿石作用,使筛网上电气石矿石中小颗粒的部分逐渐向下移动;
5、破碎后的电气石矿石经过脉动装置进入产品收集器内;将破碎后的电气石矿石取出后制成矿浆进行磨矿处理。
上述的高压电脉冲装置中,偏心轮的中轴与电机装配在一起,连杆与偏心轮铰接的位置位于中轴以外的部分。
上述的高压电脉冲装置中,水泵的进水口与水槽的出水口连通,水槽的进水口与产品收集器侧壁上的出水口连通。
上述的高压电脉冲装置中,脉冲绝缘筒体的材质为PVC,支撑架和盖板的材质为不锈钢。
上述的高压电脉冲装置中,筛网的材质为不锈钢,筛网的孔径为2~10mm。
上述的高压电脉冲装置中,高压电极和高压负极的材质为不锈钢;高压电极为倒置的圆锥形,高压负极为圆锥形。
上述的高压电脉冲装置中,下固定块与盖板之间通过绝缘垫圈绝缘。
上述的高压电脉冲装置中,给矿仓的出料口与盖板下方连通,进料口设有阀门。
上述的高压电脉冲装置中,产品收集器内设有倾斜筛网,倾斜筛网与水平面的夹角20°~40°,倾斜筛网位于出水口上方,倾斜筛网的孔径为2~10mm。
上述的高压电脉冲装置中,脉动绝缘筒体的材质为PVC。
上述的高压电脉冲装置中,弹簧为压缩弹簧,弹簧的自然状态的长度大于高压电极与下固定块之间的距离。
上述方法中,随着电气石矿石破碎后从筛网排出,筛网上的电气石矿石逐渐减少;高压电极在弹簧的弹力作用下逐渐下降,直至当上固定块与下固定块接触,此时高压电极和高压负极之间有间隙,防止短路。
上述方法中,相邻两次放电的时间间隔为放电周期,脉动锥形体上下运动一次为脉动周期;通过调整电机转速控制脉动周期等于放电周期的正整数倍;所述的放电周期随一级输入电压和球隙间距变化,其中一级输入电压在45~90V,球隙间距15~30mm,每分钟脉冲次数在5~45次,则放电周期为1/5~1/45min。
上述的电源电压220V,频率50Hz。
上述的单相调压器、交流点火变压器和高压陶瓷电容器组成脉冲电源,用于输出电脉冲,电脉冲上升沿时间为50ns~500ns;所述的上升沿时间为脉冲形成波形的时间。
上述的高压负极均匀分布在筛网上,用于提高电破碎效率,强化破碎效果。
上述的击穿电压值为20kV。
上述的脉动装置带动水并使鼓动薄膜产生交替的扩张和收缩,在脉动装置及脉冲绝缘筒体内部交替形成上升和下降水流,通过上升水流及时分散符合粒径的矿物颗粒,通过下降水流进行排矿,提高破碎效率以及防止过粉碎。
上述方法中,放电发生在电气石矿石内部,上升沿时间小于10-5秒时,在纳秒级脉冲作用下,以水为绝缘液,其绝缘强度大于电气石矿石,所以在大颗粒电气石矿石内部沿有用矿物与脉石矿物界面间反复形成等离子体通道;破碎的小颗粒电气石矿石经过高压负极落入破碎腔底部椎体下部,由于脉冲装置的水流层析影响,小颗粒会优先沉底,经脉动装置排出进入产品收集器内,进行固液分离等,以备后续破碎、磨矿作业时连续使用;最终颗粒大小取决于筛孔的大小,根据要求对筛孔大小进行调整。
上述方法中,上升沿时间小于10-5秒时,在纳秒级脉冲作用下,水的绝缘强度反而大于矿石,因此水能够作为绝缘液;放电过程中,放电通道易沿矿物界面发展,在矿物界面产生等离子体爆炸、热应力膨胀等,进而形成冲击波和破坏力场导致裂纹产生及扩展,最终造成矿石的宏观破裂;高压电脉冲破碎不仅可使矿石破碎,而且在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝,进而改善矿物解理和分选特性。
对比传统的样品破碎方法,这种高选择性的破碎方法有很多优点:处理时间短,生产效率高,能耗低;配有脉冲排矿装置,与相同功率的破碎设备对比,处理能力有望提高1.5到2倍;促进晶界处微裂纹的产生和发展,进而改善矿物解理特性,并且不破坏矿物晶形;符合粒级要求的矿物颗粒分布均匀,有利于电气石的深加工;由于没磨矿介质等要求,其破碎产品无污染,有利于电气石后续深加工。脉动排矿装置,及时排矿,减少无效电破碎过程,提高处理效率。自助伸缩装置,确保高压电极和矿石点—面接触,能极大减少能量的浪费,能量损耗小,保证放电通道的产生,提高能源利用率。
附图说明
图1为本发明实施例中的高压电脉冲装置结构示意图;
图2为本发明实施例中的伸缩装置结构示意图;
图3为本发明实施例中的脉动装置结构示意图;
图4为图1中的产品收集器结构示意图;
图5为图1中的筛网俯视结构示意图(标记×的部分为高压负极所在位置);
图6为图1中高压陶瓷电容器和交流点火变压器部分的电路示意图;
图7为本发明实施例中在不同球隙间距条件下,一级输入电压与脉冲次数曲线图;
图8为本发明实施例1中的电气石原矿的低倍扫描电镜图;
图9为本发明实施例1中的电气石原矿的高倍扫描电镜图;
图10本发明实施例1中的电气石粉体激光粒度分布曲线图;
图11本发明实施例1中的电气石粉体扫描电镜图;
图12本发明实施例1中的对比试验电气石粉体激光粒度分布曲线图;
图13本发明实施例1中的对比试验电气石粉体扫描电镜图;
图14本发明实施例2中的电气石粉体激光粒度分布曲线图;
图15本发明实施例2中的电气石粉体扫描电镜图;
图16本发明实施例2中的对比试验电气石粉体激光粒度分布曲线图;
图17本发明实施例2中的对比试验电气石粉体扫描电镜图;
图中,1、给矿仓,2、脉冲绝缘筒体,3、支撑架,4、接地电极,5、脉动装置,6、产品收集器,7、水泵,8、绝缘液(水),9、电源,10、交流点火变压器,11、高压陶瓷电容器(带有六倍压整流电路),12、盖板,13、高压导线,14、铜棒,15、弹簧,16、高压电极,17、高压负极,18、筛网,19、单相调压器,20、橡胶垫圈,21、下固定块,22、上固定块,23、脉动绝缘筒体,24、进水口,25、鼓动薄膜,26、排矿口,27、偏心轮,28、连杆,29、脉动锥形体,30、倾斜筛网,31、出水口。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明实施例中采用的铜棒、弹簧、下固定块和上固定块外部涂覆绝缘层,用于防止非高压电极的部分产生高压环境,避免电能浪费。
本发明实施例中,弹簧下部与高压电极顶部之间设置有橡胶垫圈,用于防止绝缘层磨损造成安全事故。
本发明实施例中多个高压负极在筛网上均匀排列成多排,每排中相邻两个高压负极间距相等,相邻两排的高压负极间距相等,且相邻两排高压负极中的各高压负极交错排列;每排高压负极的数量至少10个,总共至少10排。
本发明实施例中高压电极的数量至少5个,在盖板上均匀分布,各高压电极呈一排或多排分布,或者呈一个或多各圆环分布。
本发明实施例中水槽内存储水,水槽的出水口与水泵的进水口连通,水槽的进水口与产品收集器的出水口连通。
本发明实施例中输出高压电脉冲时脉冲强度50~800kV,脉冲频率15~50Hz。
本发明实施例中脉冲绝缘筒体的材质为PVC,支撑架和盖板的材质为不锈钢。
本发明实施例中筛网的材质为不锈钢,筛网的孔径为2~10mm。
本发明实施例中高压电极和高压负极的材质为不锈钢;高压电极为倒置的圆锥形,高压负极为圆锥形。
本发明实施例中下固定块与盖板之间通过绝缘垫圈绝缘。
本发明实施例中给矿仓的出料口与盖板下方连通,给矿仓的进料口设有阀门。
本发明实施例中产品收集器内设有倾斜筛网,倾斜筛网与水平面的夹角20°~40°,倾斜筛网位于出水口上方,倾斜筛网的孔径为2~10mm。
本发明实施例中鼓动薄膜的壁厚为15~20mm。
本发明实施例中放电周期随一级输入电压和球隙间距变化,其中一级输入电压在45~90V,球隙间距15~30mm,每分钟脉冲次数在5~45次,则放电周期为1/5~1/45min;如图7所示。
本发明实施例中高压电脉冲装置结构如图1所示,包括给矿仓1、脉冲绝缘筒体2、支撑架3、脉动装置、产品收集器和电源9;脉冲绝缘筒体上部为圆筒状,下部为倒置的圆台状,顶部设有盖板12,盖板12上设有通道与给矿仓1连通;绝缘筒体2的侧壁套有支撑架3,底部与脉动装置装配在一起;
脉动装置结构如图3所示,由脉动绝缘筒体23、鼓动隔膜25、排矿口26、脉动锥形体29、连杆28和偏心轮27组成,脉动绝缘筒体23的侧壁上设有进水口24与水泵7出口连通,脉动绝缘筒体23的底部与鼓动隔膜25的顶部连接,鼓动隔膜25的底部与排矿口26连接,脉动锥形体29设置在排矿口26内,脉动锥形体29底部与连杆28的一端铰接,连杆28的另一端与偏心轮27铰接,偏心轮27通过电机驱动;
所述的鼓动隔膜25材质为橡胶;
排矿口26与产品收集器的进料口连通,产品收集器的结构如图4所示,侧壁上设有出水口31;
的盖板12上设有多个伸缩装置,伸缩装置结构如图2所示,由铜棒14、高压电极16、上固定块22、下固定块21和弹簧15组成,上固定块22固定连接在铜棒14上部,下固定块21固定在盖板12上,铜棒14穿过下固定块21并与下固定块21滑动密封连接,高压电极16与铜棒14底部固定连接,弹簧15顶端与下固定块21固定连接,弹簧15底端与高压电极16固定连接,并且弹簧15环绕在铜棒14外部;
多个伸缩装置的铜棒14通过高压导线13并联在两组高压陶瓷电容器11上,高压陶瓷电容器11与交流点火变压器装配10在一起,交流点火变压器10通过单向调压器19与电源9装配在一起;
其中高压陶瓷电容器和交流点火变压器部分的电路如图6所示;两组高压陶瓷电容器中每组四个高压陶瓷电容;电源经单相调压器变压、交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电,给高压陶瓷电容器充电,充电电压的上升时间为微秒量级;各电容的电压达到使气体开关导通后,输出上升时间在纳秒量级的高压电脉冲,经高压导线加载到负载电极上;
脉冲绝缘筒体2的底端固定连接有接地电极4,接地电极4穿过支撑架3接地;
脉冲绝缘筒体2的圆筒状部分的底端固定安装有筛网18,筛网18上安装有多个高压负极17,结构如图5所示;
偏心轮27的中轴与电机装配在一起,连杆28与偏心轮27铰接的位置位于中轴以外的部分;
水泵7的进水口与水槽的出水口连通,水槽的进水口与产品收集器侧壁上的出水口31连通;水槽内填充有水作为绝缘液8。
本发明实施例中高压负极均匀分布在筛网上,用于提高电破碎效率,强化破碎效果。
实施例1
采用的电气石原矿来自内蒙古赤峰,化学多元素按质量百分比如表1所示;
表1
组分 B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TFe MgO CaO Na
含量/% 7.27 50.05 18.60 11.37 3.33 1.76 0.95
组分 TiO<sub>2</sub> FeO P K S 烧失
含量/% 0.84 0.25 0.078 0.058 <0.004 1.98
电气石原矿中主要含量为SiO2,占50.05%,其次为Al2O3,占18.60%;全铁含量为11.37%,其中磁性铁占0.25%,B2O3的含量为7.27%,氧化镁含量为3.33%;原矿的扫描电镜分析结果如图8和图9所示;
方法为:
启动水泵,使水连续进入脉动装置的脉动绝缘筒体内,并从产品收集器的出水口连续排出;水作为绝缘液充满脉动绝缘筒体和产品收集器内部,且液面高于高压电极的底端;
将电气石矿石置于给矿仓内,并通过给矿仓传送到脉冲绝缘筒体内;电气石矿石堆积在筛网上,并且顶部的电气石矿石与高压电极接触;
开启电源,电流经单相调压器变压,交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电,给高压陶瓷电容器充电,当超高压陶瓷电容器电压达到击穿电压值后,与之连接的气体开关导通,输出高压电脉冲,经高压导线加载到铜棒并传导到高压电极上,高压电极和高压负极之间形成了瞬时高压电场;当高压电极上的电压达到击穿电压值时,高压电极和高压负极之间发生放电,使电气石矿石破碎;当高压电极上的电压再次达到击穿电压值时,形成下一次放电;当破碎后的电气石矿石颗粒小于筛网孔径时,经筛网进入脉动装置;
通过电机驱动偏心轮转动,使脉动锥形体周期性上下运动;当脉动锥形体向上运动时,在脉动装置内形成上升水流,当脉动锥形体向下运动时,在脉动装置内形成下降水流;通过水流的升降对筛网上的矿石作用,使筛网上电气石矿石中小颗粒的部分逐渐向下移动;
破碎后的电气石矿石经过脉动装置进入产品收集器内;
电源电压220V,频率50Hz;
单相调压器、交流点火变压器和高压陶瓷电容器组成脉冲电源,用于输出电脉冲,电脉冲上升沿时间为50ns~500ns;所述的上升沿时间为脉冲形成波形的时间;
击穿电压值为20kV;
高压电脉冲的脉冲强度为50kV,脉冲频率为50Hz;
矿石受高压电脉冲的处理时间20min,然后取出预处理后矿石,采用搅拌磨以氧化锆微珠球为搅拌介质进行磨矿,在磨矿时调节矿浆质量浓度60%,磨矿时间20min,制成电气石粉体;激光粒度分布曲线如图10所示,扫描电镜结果如图11所示;
采用相同矿石在不进行电脉冲处理的情况下以相同方式磨矿,获得的电气石粉体的激光粒度分布曲线如图12所示,扫描电镜结果如图13所示;
对比上述各图可见,当选用传统的搅拌磨机破碎时,电气石粉体中位粒径为25.6μm,由激光粒度分析图可知,电气石颗粒所处的粒级范围宽,绝大多数颗粒均处于粗粒级范围内;而由于对比高压脉冲预处理,磨矿时间较短,此时有很小一部分电气石颗粒被磨细,使得扫描电镜图谱中电气石大颗粒中夹杂着一部分小颗粒;当采用高压脉冲预处理后,电气石粉体中位粒径减小至13.6μm,对比搅拌磨,此时有更多的粗颗粒被磨细,破碎产品中已经有很多的小颗粒。
实施例2
采用的电气石原矿来自新疆阿尔泰,粒度2~12mm,颜色为深灰色,化学式为NaFe3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4;利用EPMA-1720电子探针检测样品的化学成分,加速电压为15kV,束流2×10-8,束斑直径为0.5μm;化学成分按质量百分比如表2所示;
表2
主要组分 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MgO TFe
含量/% 38.45 29.67 9.89 3.29
铁镁电气石主要成分为SiO2、Al2O3、MgO和FeO;
方法同实施例1,不同点在于:
矿石受高压电脉冲的处理时间30min,磨矿时间30min,
对以上两种磨矿方式得到的电气石粉体分别进行激光粒度检测及扫面电镜分析,其检测结果如图4和图5所示。制成电气石粉体;激光粒度分布曲线如图14所示,扫描电镜结果如图15所示;
采用相同矿石在不进行电脉冲处理的情况下以相同方式磨矿,获得的电气石粉体的激光粒度分布曲线如图16所示,扫描电镜结果如图17所示;
由图可见,当选用传统的搅拌磨机破碎时,电气石粉体中位粒径最细为1.8μm,大部分的粗颗粒均被磨细,处于细粒级范围内,只有小部分的粗颗粒没有被磨细,此时从扫描电镜图谱中可明显地看出,在大部分的细颗粒中掺杂着些许粗颗粒,磨矿粒度不均匀;当采用高压脉冲预处理后,电气石粉体中位粒径最细为0.79μm,此时大部分的电气石颗粒均被磨细至很小的粒径范围内,大部分颗粒均集中在较窄的细级别范围内,极小部分处在粗级别范围内。相较于传统的搅拌磨,细磨效果明显。

Claims (7)

1.一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于采用高压电脉冲装置,该装置包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源;脉冲绝缘筒体上部为圆筒状,下部为倒置的圆台状,顶部设有盖板,盖板上设有通道与给矿仓连通;脉冲绝缘筒体的侧壁套有支撑架,底部与脉动装置装配在一起;脉动装置由脉动绝缘筒体、鼓动隔膜、排矿口、脉动锥形体、连杆和偏心轮组成,脉动绝缘筒体的侧壁上设有进水口与水泵连通,脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接,鼓动隔膜的底部与排矿口连接,脉动锥形体设置在排矿口内,脉动锥形体底部与连杆的一端铰接,连杆的另一端与偏心轮铰接,偏心轮通过电机驱动;所述的鼓动隔膜材质为橡胶;排矿口与产品收集器的进料口连通,产品收集器的侧壁上设有出水口;所述的盖板上设有多个伸缩装置,伸缩装置由铜棒、高压电极、上固定块、下固定块和弹簧组成,上固定块固定连接在铜棒上部,下固定块固定在盖板上,铜棒穿过下固定块并与下固定块滑动密封连接,高压电极与铜棒底部固定连接,弹簧顶端与下固定块固定连接,弹簧底端与高压电极固定连接,并且弹簧环绕在铜棒外部;各伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在两组高压陶瓷电容器上,高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起,交流点火变压器通过单向调压器与电源装配在一起;脉冲绝缘筒体的底端固定连接有接地电极,接地电极穿过支撑架接地;脉冲绝缘筒体的圆筒状部分的底端固定安装有筛网,筛网上安装有多个高压负极;所述的水泵的进水口与水槽的出水口连通,水槽的进水口与产品收集器侧壁上的出水口连通;所述的弹簧为压缩弹簧,弹簧的自然状态的长度大于高压电极与下固定块之间的距离;
方法按以下步骤进行:
(1)启动水泵,使水连续进入脉动装置的脉动绝缘筒体内,并从产品收集器的出水口连续排出;水作为绝缘液充满脉动绝缘筒体和产品收集器内部,且液面高于高压电极的底端;
(2)将电气石矿石置于给矿仓内,并通过给矿仓传送到脉冲绝缘筒体内;电气石矿石堆积在筛网上,并且顶部的电气石矿石与高压电极接触;
(3)开启电源,电流经单相调压器变压,交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电,给高压陶瓷电容器充电,当高压陶瓷电容器电压达到击穿电压值后,与之连接的气体开关导通,输出高压电脉冲,经高压导线加载到铜棒并传导到高压电极上,高压电极和高压负极之间形成了瞬时高压电场;当高压电极上的电压达到击穿电压值时,高压电极和高压负极之间发生放电,使电气石矿石破碎;当高压电极上的电压再次达到击穿电压值时,形成下一次放电;当破碎后的电气石矿石颗粒小于筛网孔径时,经筛网进入脉动装置;相邻两次放电的时间间隔为放电周期,脉动锥形体上下运动一次为脉动周期;通过调整电机转速控制脉动周期等于放电周期的正整数倍;所述的放电周期随一级输入电压和球隙间距变化,其中一级输入电压在45~90V,球隙间距在15~30mm,每分钟脉冲次数在5~45次,则放电周期为1/5~1/45min;
(4)通过电机驱动偏心轮转动,使脉动锥形体周期性上下运动;当脉动锥形体向上运动时,在脉动装置内形成上升水流,当脉动锥形体向下运动时,在脉动装置内形成下降水流;通过水流的升降对筛网上的矿石作用,使筛网上电气石矿石中小颗粒的部分逐渐向下移动;
(5)破碎后的电气石矿石经过脉动装置进入产品收集器内;将破碎后的电气石矿石取出后制成矿浆进行磨矿处理。
2.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于所述的高压电脉冲装置中,脉冲绝缘筒体的材质为PVC,支撑架和盖板的材质为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于所述的高压电脉冲装置中,筛网的材质为不锈钢,筛网的孔径为2~10mm。
4.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于所述的高压电脉冲装置中,高压电极和高压负极的材质为不锈钢;高压电极为倒置的圆锥形,高压负极为圆锥形。
5.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于所述的高压电脉冲装置中,下固定块与盖板之间通过绝缘垫圈绝缘。
6.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于所述的高压电脉冲装置中,产品收集器内设有倾斜筛网,倾斜筛网与水平面的夹角为20°~40°,倾斜筛网位于出水口上方,倾斜筛网的孔径为2~10mm。
7.根据权利要求1所述的一种利用高压电脉冲装置对电气石电脉冲预处理的方法, 其特征在于步骤(3)中,随着电气石矿石破碎后从筛网排出,筛网上的电气石矿石逐渐减少;高压电极在弹簧的弹力作用下逐渐下降,直至上固定块与下固定块接触,此时高压电极和高压负极之间有间隙,防止短路。
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