CN111701687A - 一种基于气体推动和液态co2卸荷的铁矿石粉化装置及方法 - Google Patents

一种基于气体推动和液态co2卸荷的铁矿石粉化装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置及方法，基于高压气体推动和液态CO2卸荷可以实现铁矿石粉化，高压气体与药包相比，均可以实现厚防爆片破裂后的瞬间高压力梯度，推动矿石快速离开高压液态CO2仓，使封存于铁矿石内部的液态CO2在高压力梯度的条件下气化膨胀，粉化矿石。

Description

一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置及方法
技术领域
本发明实施例涉及矿石粉化领域，尤其涉及一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置及方法。
背景技术
目前，通过试验，已证实采用炸药+液态CO2快速卸荷的方法，可实现矿石粉化，为实现自动化连续性的工业化生产，应避免使用炸药，同时具备与炸药具有同等或相近的效果。基于上述实际需求，我们开展了一种基于高压气体作为推动力的方法，进行矿石粉化试验研究。基于试验数据分析，论证了在两套实验舱体积比为1：4的条件下，当高压气体压力在65MPa时，矿石粉化效果达到了最优。该技术利用了高压气体卸压膨胀产生的推力，瞬间击破防爆片，形成高压力梯度，实现矿石粉化。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置及方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，包括：高压液仓，液体驱动模块，高压气仓以及气体驱动模块；
所述高压液仓上设有进料口，通过所述进料口将铁矿石装入所述高压液仓，以使所述高压液仓内的液态CO2渗透于所述铁矿石，所述高压液仓的一侧设有所述液体驱动模块，通过所述液体驱动模块向所述高压液仓通入液体；
所述高压液仓的一端与所述高压气仓通过变径接头连接，所述高压液仓与所述高压气仓之间设有第一防爆片，所述气体驱动模块与设置于所述高压气仓一端的进气口连接，用于向所述高压气仓内通入高压气体。
当所述高压液仓内的液体压力达到预设阈值时，位于所述高压液仓一端的第二防爆片破裂，使所述第一防爆片外侧的压力消失，从而导致所述第一防爆片破裂，使所述高压气体推动所述铁矿石离开所述高压液仓，且使渗透于所述铁矿石内部的液态CO2在高压气体的作用下气化膨胀，将所述铁矿石粉化，并由所述高压液仓的出料口排出。
在一个可能的实施方式中，所述液体驱动模块包括：顺次设置于所述进液口外侧的高压液体阀门，第一压力表以及高压水泵。
在一个可能的实施方式中，所述气体驱动模块包括：顺次设置于所述进气口外侧的高压气体阀门，第二压力表以及高压气泵。
在一个可能的实施方式中，所述高压气仓的出气口与所述第一防爆片之间还有安全片，所述安全片的厚度7mm，直径50mm，大于所述高压气仓内径，具有一定的抗弯刚度，用于确保对高压气体的密封。
在一个可能的实施方式中，所述高压液仓上还设有排液口，所述排液口用于排出所述铁矿石间处于游离状态的液态CO2。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化方法，利用上述的一种基于高压气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，所述方法包括：
将安全片放置在高压气仓端面，外侧加密封圈并涂抹黄油，并在安全片上放置第一防爆片；
将铁矿石装入所述高压液仓，并关闭高压液仓的排液口；
向高压液仓通入特定初压的液态CO2，使所述液态CO2充分渗透于铁矿石；
开启液体驱动模块，当所述高压液仓内的压力高于特定初压时，进行驱替，将所述铁矿石间处于游离状态的液态CO2排出；
开启气体驱动模块，当所述高压气仓内达到预设压力时，关闭所述气体驱动模块；
通过所述液体驱动模块继续向高压液仓中注水，直至第二防爆片破裂，使所述第一防爆片外侧的压力消失，从而导致所述第一防爆片破裂，使所述高压气体推动所述铁矿石离开所述高压液仓，并对所述铁矿石进行粉化。
本发明实施例提供的一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置及方法，为避免采用药包瞬间加热气化液态CO2，本发明人开展了大量高压气体推动条件下的液态CO2铁矿石粉化试验，论证了该条件下实现矿石粉化的临界条件，为降低液态CO2粉化铁矿石成本和提升环保标准，采用了驱替工艺和初始高水压工艺，试验结果证实可获得很好的铁矿石粉化结果，所得矿粉可直接用于重选、浮选和磁选。
基于上述论述，基于高压气体推动和液态CO2卸荷可以实现铁矿石粉化，高压气体与药包相比，均可以实现厚防爆片破裂后的瞬间高压力梯度，推动矿石快速离开高压液态CO2仓，使封存于铁矿石内部的液态CO2在高压力梯度的条件下气化膨胀，粉化矿石。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
本申请实施例提供了一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，如图1所示，该装置包括：高压液仓6，液体驱动模块以及高压气仓13，气体驱动模块。
如图1所示，高压液仓6上设有进液口1、排液口2、出气口3、进料口4以及出料口5，其中通过进料口4将铁矿石装入高压液仓6，以使高压液仓内的液态CO2渗透于所述铁矿石，高压液仓6的一侧设有液体驱动模块，通过液体驱动模块向所述高压液仓6通入液体，开始驱替，然后通过高压液仓上的排液口排出铁矿石间处于游离状态的液态CO2。
本实施例中的液体驱动模块包括：顺次设置于进液口外侧的用于调节液态CO2和水流速度的高压液体阀门8，用于实时显示高压液仓内压力值的第一压力表9以及提供液态CO2和水的高压水泵10。
如图1所示，高压液仓6的一端与高压气仓13通过变径接头连接，高压液仓6与高压气仓6之间设有第一防爆片18，气体驱动模块与设置于高压气仓13一端的进气口12连接，用于向高压气仓13内通入高压气体。
本实施例中的气体驱动模块包括：顺次设置于进气口12外侧的用于调节高压气仓中高压气体罐装速度的高压气体阀门11，用于显示高压气仓内压力值的第二压力表14，提供高压气体的高压气泵15以及气源16，其中气源16为0.5Mpa气源，本实施例采用的高压气体为N2。
在本实施例中，通过液体驱动模块向高压液仓中充水，当高压液仓6内的液体压力达到预设阈值时，位于高压液仓6一端的第二防爆片7破裂，使第一防爆片18外侧的压力消失，从而导致第一防爆片18破裂，使高压气体推动铁矿石离开高压液仓6，且使渗透于铁矿石内部的液态CO2在高压气体的作用下气化膨胀，将铁矿石粉化，并由高压液仓6的出料口5排出。
在本实施例中，高压气仓6的出气口与第一防爆片18之间还有安全片17，安全片17的厚度7mm，直径50mm，大于高压气仓内径，具有一定的抗弯刚度，用于确保对高压气体的密封。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化方法，利用上述的一种基于高压气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，方法包括：
步骤S100、将安全片放置在高压气仓端面，外侧加密封圈并涂抹黄油，并在安全片上放置第一防爆片；
步骤S200、将铁矿石装入高压液仓，并关闭高压液仓的排液口；
步骤S300、向高压液仓通入特定初压的液态CO2，使液态CO2充分渗透于铁矿石；
步骤S400、开启液体驱动模块，当高压液仓内的压力高于特定初压时，进行驱替，将铁矿石间处于游离状态的液态CO2排出；
在本步骤中，当进液口的针阀位置开始稳定流水时，关闭高压液体阀门以及针阀。
步骤S500、开启气体驱动模块，当高压气仓内达到预设压力时，关闭气体驱动模块；
在本步骤中，当第二压力表数值达到预设压力时，关闭高压气体阀门，关闭驱动气源和高压气泵系统。
步骤S600、通过液体驱动模块继续向高压液仓中注水，直至第二防爆片破裂，使第一防爆片外侧的压力消失，从而导致第一防爆片破裂，使高压气体推动铁矿石离开高压液仓，并对铁矿石进行粉化。
本实施例基于高压气体推动和液态CO2卸荷可以实现铁矿石粉化，高压气体与药包相比，均可以实现厚防爆片破裂后的瞬间高压力梯度，推动矿石快速离开高压液态CO2仓，使封存于铁矿石内部的液态CO2在高压力梯度的条件下气化膨胀，粉化矿石。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但是作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的同等修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，其特征在于，包括：高压液仓，液体驱动模块，高压气仓以及气体驱动模块；
所述高压液仓上设有进料口，通过所述进料口将铁矿石装入所述高压液仓，以使所述高压液仓内的液态CO2渗透于所述铁矿石，所述高压液仓的一侧设有所述液体驱动模块，通过所述液体驱动模块向所述高压液仓通入液体；
所述高压液仓的一端与所述高压气仓通过变径接头连接，所述高压液仓与所述高压气仓之间设有第一防爆片，所述气体驱动模块与设置于所述高压气仓一端的进气口连接，用于向所述高压气仓内通入高压气体。
当所述高压液仓内的液体压力达到预设阈值时，位于所述高压液仓一端的第二防爆片破裂，使所述第一防爆片外侧的压力消失，从而导致所述第一防爆片破裂，使所述高压气体推动所述铁矿石离开所述高压液仓，且使渗透于所述铁矿石内部的液态CO2在高压气体的作用下气化膨胀，将所述铁矿石粉化，并由所述高压液仓的出料口排出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体驱动模块包括：顺次设置于所述进液口外侧的高压液体阀门，第一压力表以及高压水泵。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体驱动模块包括：顺次设置于所述进气口外侧的高压气体阀门，第二压力表以及高压气泵。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压气仓的出气口与所述第一防爆片之间还有安全片，所述安全片的厚度7mm，直径50mm，大于所述高压气仓内径，具有一定的抗弯刚度，用于确保对高压气体的密封。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压液仓上还设有排液口，所述排液口用于排出所述铁矿石间处于游离状态的液态CO2。
6.一种基于气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化方法，利用权利要求1-5任意一项所述的一种基于高压气体推动和液态CO2卸荷的铁矿石粉化装置，其特征在于，所述方法包括：
将安全片放置在高压气仓端面，外侧加密封圈并涂抹黄油，并在安全片上放置第一防爆片；
将铁矿石装入所述高压液仓，并关闭高压液仓的排液口；
向高压液仓通入特定初压的液态CO2，使所述液态CO2充分渗透于铁矿石；
开启液体驱动模块，当所述高压液仓内的压力高于特定初压时，进行驱替，将所述铁矿石间处于游离状态的液态CO2排出；
开启气体驱动模块，当所述高压气仓内达到预设压力时，关闭所述气体驱动模块；
通过所述液体驱动模块继续向高压液仓中注水，直至第二防爆片破裂，并使所述第一防爆片外侧的压力消失，从而导致所述第一防爆片破裂，使所述高压气体推动所述铁矿石离开所述高压液仓，并对所述铁矿石进行粉化。
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