DE102013020365A1 - Apparatus for crushing ore and using non-coherent electromagnetic radiation thereto - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Zerkleinern von Erz und Verwendung von nichtkohärenter elektromagnetischer Strahlung dazu. Die Verwendung und die Einrichtung dazu zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend einfach extrahierbar sind. Dazu wird eine eine Wellenlänge im Bereich von jeweils einschließlich 200 nm bis 1000 nm aufweisende, nichtkohärente elektromagnetische Strahlung mit einer Pulsleistung größer 100 kW und einer Durchschnittsleistung größer 1 kW einer Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung zum Zerkleinern von Erz verwendet, wobei Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzmineral und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, so dass mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet. Bei der Einrichtung zum Zerkleinern von Erz ist dazu beabstandet zum Erz wenigstens die Quelle für die nichtkohärente elektromagnetische Strahlung angeordnet.The invention relates to facilities for crushing ore and using non-coherent electromagnetic radiation thereto. The use and the device are characterized in particular by the fact that ore mineral or ore minerals are subsequently easily extractable. For this purpose, a non-coherent electromagnetic radiation with a pulse power greater than 100 kW and an average power greater than 1 kW of a source of non-coherent electromagnetic radiation for crushing ore having a wavelength in the range of 200 nm to 1000 nm in each case is used, wherein ore mineral, ore minerals, absorbent Components or ore mineral and absorbent components of the ore absorb or absorb energy from the radiation and gait does not or only slightly absorb that energy so that cracks are generated in the ore or the ore splits by the stresses caused thereby. In the device for comminuting ore, apart from the ore, at least the source for the non-coherent electromagnetic radiation is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Zerkleinern von Erz und Verwendung von nichtkohärenter elektromagnetischer Strahlung dazu.The invention relates to facilities for crushing ore and using non-coherent electromagnetic radiation thereto.
Ein Verfahren, die Verbindung zwischen einer ersten Materialphase und einer zweiten Materialphase in einem Gestein oder Erz zu schwächen, ist durch die Druckschrift
Diese Druckschriften beziehen sich explizit auf Verfahren mit elektromagnetischen Wechselfeldern im Mikrowellenbereich. Die obere Grenze des Frequenzspektrums ist dabei maximal 300 GHz. Es ist davon auszugehen, dass diese Abgrenzung bewusst vollzogen wurde, da das anschließende Spektrum der fernen infraroten Strahlung als unvorteilhaft angesehen wurde, weil es rasch zu oberflächlicher Verglasung des bestrahlten Gesteins oder zu einem glasartigen Abtrag führt, der sehr inert und damit nicht nasschemisch aufschließbar ist.These documents explicitly refer to methods with alternating electromagnetic fields in the microwave range. The upper limit of the frequency spectrum is a maximum of 300 GHz. It is to be assumed that this demarcation was consciously carried out, as the subsequent spectrum of far-infrared radiation was regarded as unfavorable, because it leads quickly to superficial glazing of the irradiated rock or to a glassy erosion which is very inert and therefore not wet-chemically digestible ,
Durch die Druckschrift
Der in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Erz so aufzuschließen, dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend extrahierbar sind.The invention specified in claims 1 and 4 has the object of breaking up ore so that ore mineral or ore minerals are subsequently extractable.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 4 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features listed in the claims 1 and 4.
Die Verwendung von nichtkohärenter elektromagnetischer Strahlung zum Zerkleinern von Erz und der Einrichtung dazu zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Erzmineral oder Erzminerale nachfolgend einfach extrahierbar sind.The use of non-coherent electromagnetic radiation to crush ore and the equipment therefor is characterized in particular by the fact that ore or ore minerals are subsequently easily extractable.
Dazu wird eine eine Wellenlänge im Bereich von jeweils einschließlich 200 nm bis 1000 nm aufweisende, nichtkohärente elektromagnetische Strahlung mit einer Pulsleistung größer 100 kW und einer Durchschnittsleistung größer 1 kW einer Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung zum Zerkleinern von Erz verwendet, wobei Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzmineral und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der Strahlung absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, so dass mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.For this purpose, a non-coherent electromagnetic radiation with a pulse power greater than 100 kW and an average power greater than 1 kW of a source of non-coherent electromagnetic radiation for crushing ore having a wavelength in the range of 200 nm to 1000 nm in each case is used, wherein ore mineral, ore minerals, absorbent Components or ore mineral and absorbent components of the ore absorb or absorb energy from the radiation and gait does not or only slightly absorb that energy so that cracks are generated in the ore or the ore splits by the stresses caused thereby.
Bei der Einrichtung zum Zerkleinern von Erz ist dazu beabstandet zum Erz wenigstens eine Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von jeweils einschließlich 200 nm bis 1000 nm und mit einer Pulsleistung größer 100 kW und einer Durchschnittsleistung größer 1 kW angeordnet, so dass Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzminerale und absorbierende Komponenten des Erzes Energie aus der nichtkohärenten elektromagnetischen Strahlung absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, wobei mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.In the ore crushing apparatus, apart from the ore, there is at least one source of non-coherent electromagnetic radiation having a wavelength ranging from 200 nm to 1000 nm and having a pulse power greater than 100 kW and an average power greater than 1 kW, so that ore mineral , Ore minerals, absorbent components or ore minerals and absorbent components of the ore absorbs or absorbs energy from the non-coherent electromagnetic radiation and gait does not or only slightly absorb that energy, thereby creating cracks in the ore or the ore splits by the stresses caused thereby.
Vorteilhafterweise wird damit das Erz tiefgreifend und nicht nur oberflächlich zermürbt. Durch die Gangart wird Energie nur geringfügig absorbiert während durch Erzmineral eine große Absorption der Energie vorhanden ist. Die Erzminerale und/oder weitere absorbierende Komponenten der Gangart werden in Verbindung mit einer großen Eindringtiefe, je nach Geschwindigkeit der Erwärmung der Minerale und der konkurrierenden Wärmeleitung in die Gangart, entweder die Erzmineralphasen lokal begrenzt erhitzt oder ein bedeutendes Volumen des Erzes erwärmt. Das erfolgt sowohl spezifisch an einzelnen Punkten als auch unspezifisch im durchstrahlten Volumen.Advantageously, the ore is worn down profoundly and not only superficially. The gait absorbs energy only slightly, while ore mineral absorbs a large amount of energy. The ore minerals and / or other gangue absorbing components, in conjunction with a high penetration depth, depending on the rate of mineralization heating and competing heat conduction into the gait, either locally orally heats the ore mineral phases or heats a significant volume of the ore. This is done both specifically to individual Points as well as unspecific in the irradiated volume.
Als Erz wird dazu ein mit Gangart verwachsenes und metallisches Mineral oder Mineralgemenge verstanden. Gangart ist insbesondere das Gestein, welches mit dem Mineral oder dem Mineralgemenge verwachsen ist. Erzminerale sind die Minerale, aus denen Metall gewinnbar ist. Dazu zählt auch gediegenes Metall. Die weiteren absorbierenden Komponenten sind insbesondere lokale absorbierende Komponenten.The term ore is understood to mean a gangrenous and metallic mineral or mineral mixture. Gait is especially the rock, which is fused with the mineral or the mineral mixture. Ore minerals are the minerals from which metal can be obtained. This includes solid metal. The other absorbent components are in particular local absorbent components.
Die Verwendungen nichtkohärenter elektromagnetischer Strahlung und die Einrichtungen eignen sich insbesondere auch für Erze, in denen Erzminerale in der Gangart fein verteilt vorliegen, sogenannte „fein verwachsene Erze”, wobei auch Erze mit sehr fester Gangart hierdurch einfach aufschließbar oder aufbrechbar sind. Ein während der Beaufschlagung des Erzes mit der nichtkohärenten elektromagnetischen Strahlung verdampfendes Mineral oder Mineralgemenge kann mit einer Vorrichtung, zum Beispiel einer Saugvorrichtung, als extrahiertes Mineral oder Mineralgemenge abgeleitet werden. Nach einer Kondensation steht das Mineral oder Mineralgemenge zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.The uses of non-coherent electromagnetic radiation and the facilities are particularly suitable for ores, in which ore minerals are finely distributed in the gangue, so-called "finely intergrown ores", and ores with very solid gait are thus easily aufschließbar or breakable. A mineral or mineral mixture evaporating during the exposure of the ore to the non-coherent electromagnetic radiation may be discharged with an apparatus, for example a suction device, as an extracted mineral or mineral mixture. After condensation, the mineral or mineral mixture is available for further processing.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Erz sowohl beim Abbau als auch zerkleinert in einem Bearbeitungsort mit der Strahlung beaufschlagbar ist. Im ersten Fall wird der Abbau erleichtert. Die nichtkohärente elektromagnetische Strahlung kann dazu gezielt über die Oberfläche eines Gesteinsaufschlusses geführt werden, um entweder nur mineralhaltige Bereiche abzutragen und den Abtrag mit einer Saugvorrichtung aufzunehmen, oder um sowohl Mineral als auch Gangart selektiv (oder eventuell in getrennten Überfahrten) abzutragen, mit unterschiedlichen Absaugschnorcheln vom Abbauort abzuführen und in getrennten Filtern oder Kondensatoren niederzuschlagen. Diese räumliche Trennung von Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung und Beaufschlagungsposition eröffnet die Möglichkeiten den Erzabbau aus einer hermetisch abgeschlossenen Station oder einem entsprechenden Fahrzeug heraus durchzuführen und somit diese Arbeiten auch in lebensunfreundlichen oder giftigen Atmosphären oder unter Wasser durchzuführen, also unter Schutzgas oder in etwas fernerer Zukunft im extraterrestrischen Bereich sowie bei submarinen Einsätzen.Another advantage is that the ore can be acted upon by the radiation both during mining and crushed in a processing location. In the first case, mining is facilitated. The non-coherent electromagnetic radiation can be specifically directed over the surface of a rock digestion to either ablate only mineral-containing areas and absorb the removal with a suction device, or to remove both mineral and gait selectively (or possibly in separate crossings), with different extraction snorkels from Discharge the mining site and precipitate in separate filters or capacitors. This spatial separation of source of non-coherent electromagnetic radiation and loading position opens up the possibilities to carry out ore mining from a hermetically sealed station or a corresponding vehicle and thus perform this work in life-unfriendly or toxic atmospheres or under water, ie under inert gas or in a more distant future in the extraterrestrial area as well as in submarine missions.
Im zweiten Fall kann ein wechselweises mechanisches Zerkleinern mit entsprechenden Mühlen oder Brechern und Beaufschlagen mit der nichtkohärenten elektromagnetischen Strahlung erfolgen, so dass Erzminerale oder ihre Reaktionsprodukte ökonomisch günstig aus dem Erz extrahierbar und damit von Gangart abtrennbar sind.In the second case, an alternate mechanical crushing with appropriate mills or crushers and applied to the non-coherent electromagnetic radiation, so that ore minerals or their reaction products are economically extractable from the ore and thus can be separated from gait.
Die Beaufschlagung des jeweiligen Erzes mit der Strahlung ist vorteilhafterweise auch alternierend durchführbar, so dass eine weitestgehend vollständige Extraktion der Erzminerale erfolgen kann.The loading of the respective ore with the radiation is advantageously also carried out alternately, so that a largely complete extraction of the ore minerals can be carried out.
Der prinzipielle Mechanismus der Anregung durch die nichtkohärente elektromagnetische Strahlung unterscheidet sich wesentlich von der Energieübertragung durch Mikrowellen auf das Erz. Die Fokussierbarkeit dieser Strahlung ermöglicht eine Leistungsdichte (Intensität) der elektromagnetischen Strahlung über 100 kW auf einigen Quadratzentimetern. Im Gegensatz zur Mikrowellenbehandlung kann deshalb eine Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung räumlich entfernt aufgestellt werden, so dass der Geräteschutz und der Arbeitsschutz gewährleistet ist.The principle mechanism of the excitation by the non-coherent electromagnetic radiation differs substantially from the energy transfer by microwaves to the ore. The focusability of this radiation allows a power density (intensity) of the electromagnetic radiation above 100 kW on a few square centimeters. In contrast to microwave treatment, therefore, a source of non-coherent electromagnetic radiation can be placed remotely, so that the protection of equipment and health and safety is ensured.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nichtkohärente elektromagnetische Strahlung der Wellenlänge von 200 nm bis 1000 nm durch Anregung der Elektronen absorbiert wird. Dagegen werden durch Mikrowellen die Gitterschwingungen der anorganischen Festkörper (Erz) angeregt. Damit findet die Energieübertragung auf das Erz beziehungsweise auf spezifische Mineralien durch elektronische Anregung statt. Die elektronische Anregung ist erheblich selektiver bezüglich der unterschiedlichen Bestandteile des Erzes als die Anregung der Gitterschwingungen des Festkörpers. Damit werden Quellen für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung mit einer hohe Energieeffizienz verwendet.Another advantage is that non-coherent electromagnetic radiation of the wavelength of 200 nm to 1000 nm is absorbed by excitation of the electrons. In contrast, microwaves stimulate the lattice vibrations of inorganic solids (ore). Thus, the energy transfer takes place on the ore or on specific minerals by electronic stimulation. The electronic excitation is much more selective with respect to the different constituents of the ore than the excitation of the lattice vibrations of the solid. This uses sources of non-coherent electromagnetic radiation with high energy efficiency.
Durch die gepulste Betriebsweise entstehen thermisch induzierte mechanische Spannungen und infolge Risse, die zum Zerkleinern des Materials führen.The pulsed mode of operation produces thermally induced mechanical stresses and cracks that lead to the crushing of the material.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2, 3 und 5 bis 10 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2, 3 and 5 to 10.
Zum Zerkleinern von Erz wird nach der Weiterbildung der Patentansprüche 2 und 5 die nichtkohärente elektromagnetische Strahlung wenigstens eines Arrays von Blitzlampen oder mindestens eines Arrays von Lumineszenzdioden als Quelle der nichtkohärenten elektromagnetischen Strahlung verwendet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sowohl Blitzlampen hoher Leistung, die beispiels- und bekannterweise zum optischen Pumpen von gepulsten Nd-YAG-Lasern oder zum schnellen Heizen von Waferoberflächen verwendet werden, als auch Lumineszenzdioden hoher Leistung, die beispiels- und bekannterweise unter anderem zur Beleuchtung von Straßen angewandt werden, zum Aufschluss von Erz eingesetzt werden können.For ore crushing, according to the embodiment of claims 2 and 5, the non-coherent electromagnetic radiation of at least one array of flash lamps or at least one array of light emitting diodes is used as the source of the non-coherent electromagnetic radiation. Surprisingly, it has been shown that both high-power flash lamps, which are used by way of example and known for the optical pumping of pulsed Nd-YAG lasers or for rapidly heating wafer surfaces, as well as high-power light emitting diodes, the example and known, inter alia, for illumination used by roads, for the extraction of ore can be used.
Mit den Blitzlampen und den Lumineszenzdioden ist vorteilhafterweise eine hohe Lichtleistung preiswert erzeugbar, so dass ein ökonomischer Aufschluss von Erz vorhanden ist.With the flash lamps and the light emitting diodes is advantageously a high light output produced inexpensively, so that an economic digestion of ore is present.
Zur Extraktion von Erzmineralen werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 auslösende Laugen, Säuren oder Lösungsmittel mit oder ohne Komplexbildner, chemische Reaktionen mit Festkörpern, Flüssigkeiten und/oder Gasen, das Ausschmelzen von Erzmineralen oder von Reaktionsprodukten von Erzmineralen mit oder ohne Hilfe eines Metalls oder eines Flussmittels oder das Verdampfen verwendet. Das sind bekannte und ökonomisch günstig zu realisierende Methoden, um die Minerale und Metalle zu gewinnen.For the extraction of ore minerals according to the embodiment of claim 3 triggering alkalis, acids or solvents with or without complexing agents, chemical reactions with solids, liquids and / or gases, the melting out of ore minerals or reaction products of ore minerals with or without the aid of a metal or a Flux or evaporation used. These are well-known and economically feasible methods to win the minerals and metals.
An die Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 wenigstens ein Lichtleitkabel aus einem Kunststoff angekoppelt. Damit kann die Strahlung an bestimmte Positionen der Bestrahlung geführt werden. Die Orte der Erzeugung der Strahlung und der Bestrahlung des Erzes sind damit getrennt voneinander.At least one light guide cable made of a plastic is coupled to the source of non-coherent electromagnetic radiation according to the embodiment of patent claim 6. Thus, the radiation can be guided to specific positions of the irradiation. The locations of the generation of the radiation and the irradiation of the ore are thus separated from each other.
In der Strahlung der Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 ein sphärischer Hohlspiegel oder ein Parabolspiegel oder eine Hochapertur-Kunststoffoptik jeweils zur Fokussierung der Strahlung angeordnet.In the radiation of the source of non-coherent electromagnetic radiation according to the embodiment of claim 7, a spherical concave mirror or a parabolic mirror or a high-aperture plastic optics are each arranged to focus the radiation.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 befinden sich Teile des Erzes auf einem Träger. Dieser ist weiterhin ein Bestandteil einer Fördereinrichtung, wobei der Träger an einem Antriebsmechanismus gekoppelt ist.According to the embodiment of claim 8, parts of the ore are on a support. This is also part of a conveyor, wherein the carrier is coupled to a drive mechanism.
Der Träger besteht dazu aus einem Material, welches die Strahlungen nicht oder nur geringfügig absorbiert. Der Träger ist in einer anderen Ausführungsform ein Bereich der Innenoberfläche einer rotierenden Zylinder- oder Trommelwand. Dabei werden die Teile des Erzes vorteilhafterweise umgewälzt, so dass die Energie optimal in das Erz eingetragen wird.The support consists of a material which does not or only slightly absorb the radiation. The carrier is in another embodiment, a portion of the inner surface of a rotating cylinder or drum wall. The parts of the ore are advantageously circulated, so that the energy is optimally registered in the ore.
Der Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ein Bestandteil eines Schwingförderers. Die darauf angeordneten Erzteile werden mittels der Schwingungen umgewälzt, so dass ein optimaler Energieeintrag in die Erzteile erfolgt. Die Energie wird dabei von mehreren Seiten in die Erzteile eingetragen.The carrier is according to the embodiment of claim 9 is part of a vibratory conveyor. The ore pieces arranged thereon are circulated by means of the oscillations, so that an optimal energy input into the ore pieces takes place. The energy is entered from several sides in the ore parts.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 sind eine Vorrichtung für Teile des Erzes und die Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung so angeordnet, dass Erzteile beabstandet zur Einrichtung durch das Wirken der Normalkraft vorbeifallen oder mittels einer Blas- oder Schleudervorrichtung als Vorrichtung beabstandet zur Einrichtung vorbeigeblasen oder vorbeigeschleudert werden. Die Erzteile werden im Vorbeifallen, im Vorbeifliegen oder im Schwebezustand bestrahlt. Falls diese Teile größere Stücke sind, ist es vorteilhaft, sie einzeln vorbeifallen oder vorbeifliegen zu lassen. Diese Stücke werden auch dann effektiv aufgeschlossen, wenn sie dicker als die wirksame Tiefe der Strahlung im Erz sind. Diese Erzteile werden dabei von mehreren Seiten bestrahlt.According to the embodiment of claim 10, a device for parts of the ore and the source of non-coherent electromagnetic radiation are arranged so that ore parts pass by the device by the action of the normal force or by means of a blower or spin device as device spaced blown past the device or are thrown past , The ore pieces are irradiated while passing by, while flying by or in limbo. If these parts are larger pieces, it is advantageous to let them pass individually or fly by. These pieces are also effectively disrupted if they are thicker than the effective depth of the radiation in the ore. These ore pieces are irradiated from several sides.
Erzteile können darüber hinaus vor dem Erreichen der Bestrahlungszone mit Detektoren bezüglich Fallrichtung und Geschwindigkeit erfasst werden, was einen pulsweisen und energiesparenden Einsatz der jeweiligen Quelle als Einrichtung ermöglicht. Dieser Durchlauf ist mit oder ohne gleichzeitigem oder intermediärem Ausblasen/Austragen der feinen Fraktionen wiederholbar.Ore particles can also be detected before reaching the irradiation zone with detectors with respect to fall direction and speed, which allows a pulse-wise and energy-saving use of the respective source as a device. This run is repeatable with or without simultaneous or intermediate blowing / discharging of the fine fractions.
Das Material, das durch Ausblasen oder andere intermediäre oder gleichzeitige Sortierschritte ausgetragen wird, kann dabei kontinuierlich oder schrittweise durch neue Erzteile ersetzt werden.The material, which is discharged by blowing or other intermediate or simultaneous sorting steps, can be replaced continuously or step by step with new ore particles.
Das Ausblasen oder anderweitige Austragen des durch die Strahlung zermürbten Materials kann dadurch unterstützt werden, dass das bestrahlte Erz zum Beispiel in einem Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstrom verwirbelt wird, wobei durch die entstehenden Reibungen der zermürbte Anteil von den noch massiven Restkörnern gelöst wird.Blowing or otherwise discharging the material which has been eroded by the radiation can be assisted by swirling the irradiated ore, for example, in an air, gas or liquid stream, the resulting friction reducing the eroded portion of the still massive residual grains.
Das Austragen kann dahingehend erweitert werden, dass es zur selektiven Trennung von Körnern entsprechend ihrer Größe oder ihres spezifischen Gewichts ausgenutzt werden kann. Damit ist prinzipiell eine Sortierung nach Erzmineralgehalt möglich.Discharge can be extended to take advantage of selective separation of granules according to their size or specific gravity. Thus, a sorting by ore mineral content is possible in principle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention will be described in more detail below.
Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel werden Verwendungen von nichtkohärenter elektromagnetischer Strahlung zum Zerkleinern von Erz und Einrichtungen dazu zusammen näher erläutert.In the following embodiment, uses of non-coherent electromagnetic radiation for crushing ore and equipment are explained together in more detail.
Eine Einrichtung zum Zerkleinern und damit zum Aufschluss von Erz besteht im Wesentlichen aus einer Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von jeweils einschließlich 200 nm bis 1000 nm und mit einer Pulsleistung größer 100 kW und einer Durchschnittsleistung größer 1 kW. Erzmineral, Erzminerale, absorbierende Komponenten oder Erzminerale und absorbierende Komponenten des Erzes absorbieren Energie aus der nichtkohärenten elektromagnetischen Strahlung absorbiert oder absorbieren und Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, wobei mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.A device for crushing and thus for the digestion of ore consists essentially of a source of non-coherent electromagnetic radiation having a wavelength in the range of in each case including 200 nm to 1000 nm and with a pulse power greater than 100 kW and an average power greater than 1 kW. Ore minerals, ore minerals, absorbent components or ore minerals and absorbent components of the ore absorb energy from the non-coherent electromagnetic radiation, or do not absorb or absorb this energy, or only slightly whereby, by means of the stresses caused thereby, cracks are produced in the ore or the ore splits.
Die Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung ist dazu wenigstens ein Array von Blitzlampen oder mindestens ein Array von Lumineszenzdioden. Dazu kann ein Blitzlampenarray mit einer Pulsleistung von 1 MW und einer Durchschnittsleistung von 10 kW oder ein Lumineszenzdiodenarray mit einer Pulsleistung von 150 kW und einer Durchschnittsleistung von 75 kW verwendet werden. Die Arrays sind mit entsprechenden Stromversorgungen und Steuerungen verbunden.The source of non-coherent electromagnetic radiation is for this purpose at least one array of flash lamps or at least one array of light-emitting diodes. For this purpose, a flash lamp array with a pulse power of 1 MW and an average power of 10 kW or a luminescence diode array with a pulse power of 150 kW and an average power of 75 kW can be used. The arrays are connected to corresponding power supplies and controllers.
Die Weiterleitung der Strahlung über größere Entfernungen kann mit einem Lichtleitkabel aus Kunststoff mit einem entsprechend großen Durchmesser erfolgen. Das ist ökonomisch günstig und aufgrund der geringen Intensität der Strahlung technisch möglich. Zur Fokussierung und Konzentrierung der Strahlung werden entweder parabolische oder sphärische Spiegel oder Kunststoffoptiken verwendet.The transmission of radiation over long distances can be done with a plastic optical cable with a correspondingly large diameter. This is economically cheap and due to the low intensity of radiation technically possible. For focusing and concentrating the radiation, either parabolic or spherical mirrors or plastic optics are used.
Beim Einsatz von Kunststoff wird das Wellenlängenspektrum der Strahlung so eingestellt, dass keine UV-Schädigung der Optik eintritt.When using plastic, the wavelength spectrum of the radiation is adjusted so that no UV damage to the optics occurs.
Das Erzmineral, das Erzmineralgemenge und/oder weitere absorbierende Komponenten des Erzes absorbieren Energie aus der Strahlung während Gangart diese Energie nicht oder nur geringfügig absorbiert, so dass mittels der dadurch hervorgerufenen Spannungen Risse im Erz erzeugt werden oder das Erz sich spaltet.The ore mineral, the mineral ore aggregate and / or other absorbent components of the ore absorb energy from the radiation while gait does not or only slightly absorb that energy so that cracks are generated in the ore or the ore splits through the resulting stresses.
Erzminerale des mit der Strahlung aufgeschlossenen Erzes werden nachfolgend extrahiert oder einer weiteren mechanischen Behandlung unterworfen und danach extrahiert. Das Extrahieren erfolgt mit bekannten Verfahren durch Auslösen des Erzminerals durch Laugen, Säuren oder Lösungsmitteln mit oder ohne Komplexbildner, chemische Reaktion des Erzminerals durch Reaktion mit Festkörpern, Flüssigkeiten und/oder Gasen, Ausschmelzen der Erzmineralien oder ihrer Reaktionsprodukte mit oder ohne Hilfe eines anderen Metalls oder eines Flussmittels oder Verdampfen.Ore minerals of the ore treated with the radiation are subsequently extracted or subjected to further mechanical treatment and then extracted. The extraction is carried out by known methods by triggering the ore mineral by lyes, acids or solvents with or without complexing agent, chemical reaction of the ore mineral by reaction with solids, liquids and / or gases, melting the ore minerals or their reaction products with or without the aid of another metal or a flux or evaporation.
Zum Zerkleinern können sich in einer ersten Ausführungsform Erzteile dazu auf einem Träger befinden. Dieser ist ein Bestandteil eines Schwingförderers oder ein Bereich der Innenwand eines rotierenden Rohres oder einer rotierenden Trommel. Durch die Bewegungen des jeweiligen Trägers werden die Erzteile umgewälzt, so dass diese von verschiedenen Seiten mit der Strahlung beaufschlagt werden.For comminution, in a first embodiment, ore pieces may be located on a support for this purpose. This is a component of a vibratory conveyor or a portion of the inner wall of a rotating tube or a rotating drum. The movements of the respective carrier, the ore parts are circulated so that they are acted upon from different sides with the radiation.
In einer zweiten Ausführungsform sind eine Vorrichtung für Erzteile und die Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung so angeordnet, dass die Erzteile beabstandet zur Quelle durch das Wirken der Normalkraft vorbeifallen. Während des Flugs werden die Erzteile mit der Strahlung beaufschlagt. Dazu befinden sich die Erzteile in einem offenbaren Behälter über der Quelle oder werden zur Quelle befördert. In einer speziellen Ausführungsform werden zur allseitigen Bestrahlung Arrays von Lumineszenzdioden sphärisch um die Wirkstelle angeordnet. Dabei ist ein Kanal für den Durchtritt der Erzteile freigehalten. Beispielsweise sind in einem Abstand von 1,20 m vom Mittelpunkt 200 Arrays mit je einer Pulsleistung von 750 W und einer Dauerleistung von 375 W sphärisch angeordnet.In a second embodiment, a device for ore particles and the source of non-coherent electromagnetic radiation are arranged such that the ore particles are spaced apart from the source by the action of the normal force. During the flight, the ore particles are exposed to the radiation. For this purpose, the ore pieces are in an apparent container above the source or are transported to the source. In a specific embodiment, arrays of light-emitting diodes are arranged spherically around the site of action for all-round irradiation. In this case, a channel for the passage of the ore parts is kept free. For example, 200 arrays, each with a pulse power of 750 W and a continuous power of 375 W are arranged spherically at a distance of 1.20 m from the center.
In einer dritten Ausführungsform sind eine Vorrichtung für Erzteile und die Quelle für nichtkohärente elektromagnetische Strahlung so angeordnet, dass die Erzteile beabstandet zur Quelle vorbeifliegen. Dazu wird eine bekannte Schleudervorrichtung verwendet. Während des Flugs werden die Erzteile 1 mit der Strahlung beaufschlagt.In a third embodiment, an ore device and the source of non-coherent electromagnetic radiation are arranged such that the ore particles are spaced apart from the source. For this purpose, a known spinner is used. During the flight, the ore parts 1 are exposed to the radiation.
Die Bestrahlung wird in einer vierten Ausführungsform einmal oder mehrmals wiederholt, wobei das Erz nach der Bestrahlung in einem Zyklonsystem verwirbelt wird. Vorteilhafterweise lösen sich durch die Reibung die zermürbten Bereiche von dem massiven Rest der Erzteile, worauf Fraktionen mit unterschiedlich großen Erzteilen oder unterschiedlicher Dichte getrennt abscheidbar sind.The irradiation is repeated one or more times in a fourth embodiment, wherein the ore is vortexed after irradiation in a cyclone system. Advantageously, due to the friction, the gnarled areas are detached from the massive remainder of the ore parts, whereupon fractions having different ore portions or different densities are separately separable.
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