其他物理粉碎方法的选择性解离作用

产品介绍

为了提高破碎效率，在改进现有设备的同时，还研究了破碎矿石的其他物理新方法，如电热照射、液电效应、热力破碎、减压破碎等。但是，这些方法多处于初期研究阶段，只有A •斯奈德减压碎矿法完成了半工业对比试验。

斯奈德减压碎矿法所用设备示意图如图28所示。将待破碎的物料置于压力室2,在5488 x 102～5145x103Pa (5.6～52.5大气 压）下将蒸汽或其他可压缩流体由负荷阀1引入，然后通过快速阀门操作装置3,在15微秒内将各导管放开；携带矿石的髙压气体以近声速或超声速沿导管流动（图中的导管是"双喷枪系统"）因突然减压体积膨胀，使物料相互碰撞产生破碎作用，尔后进入位于中间的圆形破碎产物收集室。图中表示的是， 可以将若干对双喷枪装置与一个共同的收集室相连；有些设备采用的为单喷枪装置。由加入矿料和通入高压流体到减压碎矿的全过程，一次循环在15～30秒内完成。目前此种设备的容积已达184l(合6.5ft3)，处理能力为57t/h，可处理5.1mm(2in)的物料，不久将试验90t/h的设备。目前正准备设计的处理能力为800t/h，可以处理15.2mm(6in)物料的设备。

斯奈德减压碎矿法的特点是，当受着髙压的气体突然放开时，体积立即膨胀，以声速或超声速运动，造成强大的冲击波，并作用于矿料。冲击波在矿粒内部的晶粒交界处反射，使晶粒交界处引起张应力，从而使矿料碎裂。这种髙速运动流体的动能有效地传给矿粒，以及矿粒间的髙频碰撞，这些都有利于矿粒的碎裂。可见,斯奈德减压碎矿法本质上与1930年美国矿业局R.S.迪安等人创造的减压法不同，后者是用压力将蒸汽压缩凝集在矿石的微裂缝中，蒸汽在突然减压体积膨胀时使矿石碎裂；而斯奈德减压碎矿法则是利用冲击波在晶粒交界处引起的张应力使矿石破碎，所以破碎较为容易，且能在较粗的破碎产物中获得较髙的解离度，所以具有较高的选择性解离作用。

用磁铁矿、斑岩铜矿、铜镍矿、铝钒土和石棉等作此方法的半工业性对比试验得出：破砟的产品比球磨或棒磨解离度髙，过粉碎轻，回收率和精矿品位都高于球磨或棒磨。图29～31和表63 和表64列出了斯奈德法的产品单体解离度，精矿品位及回收率与棒磨及球磨的对比结果。可见，这种方法比较优越，影响推广应用的主要障碍是快速阀门的磨损严重。

喷射磨矿机也是一种解离度髙及选择性磨碎作用强的新型细磨机，图32是圆锥型气流喷射式磨矿机的构造示意图。喷射式磨矿机的工作过程及原理主要是利用髙温压缩空气（或过热蒸汽或其它预热气体）作介质，当压缩空气在燃烧室11预热后，经喷射管10的喷咀放出，因其突然减压体积膨胀，以100～200m/s速度运动的气流，将来自给矿管8落下的5～3mm的被磨物料沿切线方向吹入圆锥形的磨矿室内，利用高速运动着的矿粒间相互冲击及磨剥即可达到自行碎裂。已粉碎的矿粒在分级设备的配合下进行分级，其中合格产品被气流带入旋风集尘器，粗颗粒则经返回 管再度落入磨矿室的底部重新粉碎。

喷射磨的优点是设备结构简单，无运动部件，金属材料耗量低，生产率大，功率消耗低，破碎比大，且能使磨碎与其他作业 (化学处理、干燥与焙烧）同时进行。工艺方面的好处是：产物粒度均匀，过粉碎少，解离度高，选择性磨碎作用强，比球磨机和砾磨机产品的选别指标都好。用含铁石英岩的喷射磨产品进行磁选，与球磨及砾磨机的产品磁选相比；精矿品位约髙2～3%，铁的回收率约高2～5%。喷射磨属于高能强设备，矿物原料采用 髙能强设备制备后对浮选和水冶指标亦能产生好的效果。

除斯奈德减压破碎法及喷射麽磨矿法的矿物解离选择性较髙外，苏联研制的"MAЯ"型磨也属一种髙能强的磨矿机，转速达100～350r/min，原理类似于离心磨矿机，但属矿料自磨方法，它的利用系数比球磨机大得多，也有选择解离作用。

此外，目前各国还在研究采用其他物理方法粉碎物料，其中 有些具有较髙的选择破碎作用。如有人对用机械方法、打击方法 和电脉动方法破碎矽卡岩矿样所得的碎散效率比较结果说明：电 脉动破碎方法可使含锡矽卡岩在较粗粒级下解离。液电效应是在液体内部进行髙压和瞬时的脉冲放电，在放电区域内可产生极高压力，使物体碎裂，此法可以破碎大块矿石，或作为预先破碎降低矿石强度，从而提高磨矿的选择性。据B.K.扎达罗日涅报导，在液体中放电使矿石预先破坏的新磨矿法用于处理稀有金属矿物的结果表明，用放电所产生的同一豚动压处理破碎后的矿石可降低强度和提高后面的选矿指标，而放电所花的额外能耗不超过3kW·h/t。据报导，还有人在研究用电能和超声能联合磨碎矿石，这是一种无触点的电声磨矿法，可以从矿石中选择性地分离出矿物。用平均含MoSz0.4%的钼矿石进行试验，其过程是原矿经两段破碎至25mm后送去进行直流放电和电破碎，然后界面磨碎，保证矿物的选择性解离。还有试验认为：直流放电用于斑岩铜矿石和其他高硬度岩石的破碎很有前途。当用电将矿石破碎至二段破碎的相应粒度时，能耗为0.6kW·h/t (相当于传统破碎方法的能耗)，但用电的电压不应超过某一边际值，超过此值电破碎效率就不髙。直流放电法用于矿物的一段细磨不合理，包括电破碎和超声磨旷在内用于矿物的两段过程较有前途。 A.普雷斯基提出了磨碎钛磁铁采用叠加运动磁场提髙磨矿过程选择性的新方法，采用这种方法后，铁磁性矿石可以达到最大限度的选择性磨矿以及将磨矿及选别作业合并在一个设备中进行。

总之，上述新方法多数还处于初期研究阶段，要进入工业生产使用，还有许多工作尚待深入研究。