一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置和方法

本发明实施例涉及矿物解离和富集，具体涉及一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置和方法。

背景技术：

1、在矿石多级破碎+球磨这项技术范畴内，之所以需要将矿石磨矿至200目(74μm)，是因为只有在这个尺度或更小尺度条件下，目标矿物与伴生矿物才有可能完全分开。但是，随着矿物尺寸的逐渐减小，球磨所付出的能量用于矿物表面能的消耗是成倍增加的，这也是球磨所面临的能耗高成本高的根源所在。

技术实现思路

1、为此，本发明实施例提供一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置和方法，以解决现有技术中多级破碎+球磨技术中，因追求高解离度而存在的过磨的弊端。

2、为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

3、在本发明实施例的一个方面，提供了一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置，包括高压实验仓，连通于所述高压实验仓的进料口一端的推动气仓，以及连通于所述高压实验仓的出料口一端的收集仓，且所述推动气仓与所述高压实验仓各自与用于提供高压气体的气体提供单元相连通；其中，

4、所述推动气仓与至少部分所述高压实验仓之间通过动密封设置的活塞隔断，至少部分所述高压实验仓与所述收集仓之间通过静密封设置的防爆片隔断，所述防爆片上设置有用于爆破所述防爆片的爆破件；

5、通入高压气体后的所述高压实验仓中的压力不小于通入高压气体后的所述推动气仓中的压力；

6、所述收集仓中形成有筛孔大小逐级递减的分筛结构；

7、所述推动气仓中的高压气体用于向所述活塞提供推进力，所述高压实验仓中的高压气体用于渗透待加工破碎矿石。

8、作为本发明的一种优选方案，所述高压实验仓包括沿所述进料口至所述出料口顺次形成的气体容纳腔和矿石存放腔，且所述气体容纳腔和所述矿石存放腔之间通过所述活塞隔断，所述矿石存放腔与所述出料口之间通过所述防爆片隔断。

9、作为本发明的一种优选方案，所述气体提供单元包括空气压缩机，连通于所述空气压缩机与所述推动气仓之间的第一气体控制组件，以及连通于所述空气压缩机与所述高压实验仓之间的第二气体控制组件；

10、所述第一气体控制组件与所述第二气体控制组件各自对通入所述推动气仓或所述高压实验仓中的高压气体进行调节。

11、作为本发明的一种优选方案，所述第一气体控制组件和所述第二气体控制组件各自包括顺次连通的压力表和高压阀门。

12、作为本发明的一种优选方案，所述分筛结构至少形成为筛孔大小逐级递减的三级筛孔。

13、作为本发明的一种优选方案，所述分筛结构形成为四级筛孔，且；

14、第一级筛孔筛分后收集的矿粉的粒径为100目≥d≥80目；

15、第二级筛孔筛分后收集的矿粉的粒径为100目＞d≥200目；

16、第三级筛孔筛分后收集的矿粉的粒径为200目＞d≥325目；

17、第四级筛孔筛分后收集的矿粉的粒径为325目＞d。

18、作为本发明的一种优选方案，所述高压实验仓的长度为70-80cm，内径为8-12cm；

19、所述推动气仓的长度为70-80cm，内径为8-12cm。

20、在本发明实施例的另一个方面，还提供了一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工方法，采用根据上述所述的矿石加工装置，所述矿石加工方法包括：

21、s100、向高压实验仓中加入待加工破碎矿石，通过活塞和防爆片对高压实验仓的两端进行隔断；

22、s200、通过气体提供单元向推动气仓和高压实验仓中各自通入高压气体至预设值；

23、s300、引爆防爆片；

24、s400，在压差的作用下，推动气仓中的高压气体通过活塞推动待加工破碎矿石，待加工破碎矿石从高压实验仓中喷出并进入收集仓中；

25、s500、收集仓通过分筛结构对加工破碎后的矿石进行逐级筛分收集；

26、s600、根据收集的加工破碎后的矿石的尺寸，获得具有高富集度的对应矿粉。

27、作为本发明的一种优选方案，所述高压实验仓中的压力预设值不低于24mpa，所述推动气仓中的压力预设值不低于20mpa；

28、且所述高压实验仓中的压力预设值与所述推动气仓中的压力预设值之间的差值不大于8mpa。

29、作为本发明的一种优选方案，加工破碎后的矿石的尺寸在80-100目的区间时，磷灰石的易选占比不低于90％；

30、加工破碎后的矿石的尺寸在100-200目的区间时，白云石和石英的易选占比不低于90％。

31、本发明的实施方式具有如下优点：

32、本发明的技术方案通过高压气体渗透，而后快速卸荷将矿石破碎成微米级粉体。本发明的技术方案基于气体粘度低，可较容易地渗入矿石内部，因此，相较于多级破碎+碾磨的传统矿物加工方式，较容易实现矿物解离。同时，因矿物成因不同，矿物与矿物之间胶结成分及强度会有明显差异，例如有硅质胶结、钙质胶结、铁质胶结、泥质胶结等。往往固定的两种矿物之间，胶结类型又是比较固定的。因此，利用相同的胶结类型会产生特定矿物粒径组合，本发明的技术方案进一步基于筛孔大小逐级递减的分筛结构的设置，实现矿物的富集筛选。

技术特征：

1.一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置，其特征在于，包括高压实验仓(2)，连通于所述高压实验仓(2)的进料口(5)一端的推动气仓(1)，以及连通于所述高压实验仓(2)的出料口(6)一端的收集仓(8)，且所述推动气仓(1)与所述高压实验仓(2)各自与用于提供高压气体的气体提供单元相连通；其中，

2.根据权利要求1所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述高压实验仓(2)包括沿所述进料口(5)至所述出料口(6)顺次形成的气体容纳腔和矿石存放腔，且所述气体容纳腔和所述矿石存放腔之间通过所述活塞(3)隔断，所述矿石存放腔与所述出料口(6)之间通过所述防爆片(11)隔断。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述气体提供单元包括空气压缩机(4)，连通于所述空气压缩机(4)与所述推动气仓(1)之间的第一气体控制组件，以及连通于所述空气压缩机(4)与所述高压实验仓(2)之间的第二气体控制组件；

4.根据权利要求3所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述第一气体控制组件和所述第二气体控制组件各自包括顺次连通的压力表和高压阀门。

5.根据权利要求1或2所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述分筛结构至少形成为筛孔大小逐级递减的三级筛孔。

6.根据权利要求5所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述分筛结构形成为四级筛孔，且；

7.根据权利要求1或2所述的一种矿石加工装置，其特征在于，所述高压实验仓(2)的长度为70-80cm，内径为8-12cm；

8.一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工方法，其特征在于，采用根据权利要求1-7中任意一项所述的矿石加工装置，所述矿石加工方法包括：

9.根据权利要求8所述的一种矿石加工方法，其特征在于，所述高压实验仓中的压力预设值不低于24mpa，所述推动气仓中的压力预设值不低于20mpa；

10.根据权利要求8或9所述的一种矿石加工方法，其特征在于，加工破碎后的矿石的尺寸在80-100目的区间时，磷灰石的易选占比不低于90％；

技术总结
本发明实施例公开了一种能够提高矿物解离和富集效率的矿石加工装置和方法，矿石加工装置包括高压实验仓，推动气仓，以及收集仓，且推动气仓与高压实验仓各自与气体提供单元相连通；推动气仓与高压实验仓之间通过活塞隔断，高压实验仓与收集仓之间通过防爆片隔断；通入高压气体后的高压实验仓中的压力不小于通入高压气体后的推动气仓中的压力；收集仓中形成有筛孔大小逐级递减的分筛结构；推动气仓中的高压气体用于向活塞提供推进力，高压实验仓中的高压气体用于渗透待加工破碎矿石。本发明通过采用高压气体均匀渗透而后快速卸荷的方式，可提升矿物解离程度；利用相同胶结类型会产生特定矿物粒径组合，实现矿物的富集功能。

技术研发人员：范永波,李世海,张耕豪,冯春,张丽,陈力,郭建强,罗环,候兴平
受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15