磨矿介质和用于生产磨矿介质的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磨矿介质，尤其涉及一种在磨矿机中使用的磨矿介质，本发明还涉及一种用于生产磨矿介质的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在选矿业中，磨矿介质的形状、尺寸、材质及添加质量直接会影响磨矿效率、金属回收率及金属材料的消耗。因此，关于磨矿介质的形状、尺寸、材质的研究一直是本领域的研究重点。
[0003]目前的磨矿机中使用的磨矿介质(或称研磨体)一般是圆球形、圆柱形、圆台形等，对于圆球形介质而言，在磨矿机中与矿石是以点与点接触方式进行研磨，不利于进行细磨，但往往造成过粗而导致金属流失，使得金属材料消耗量大，降低磨矿效率。对于圆柱形及圆台形磨矿介质，虽然它们包含了点、线、面的接触方式，但磨矿粒度粗，适于粗磨、中磨，但不适于细磨。且每个圆柱、圆台的边缘会砍在磨机衬板上以及导致磨矿介质之间相互砍杀，从而加剧磨矿介质的消耗及磨机衬板的磨损。
[0004]为解决上述问题，发明专利W02013007076A1公开了一种磨矿介质，其包括位于中段的多面棱柱体、自多面棱柱体的底面向两端延伸的锥台。
[0005]上述磨矿介质在一定程度上解决了圆球形、圆柱形和圆台形磨矿介质所存在的问题。但是由于其采用多面棱柱体和锥台相接合的构造，因此大多使用铸造的方式生产，导致在生产该磨矿介质的过程中，磨矿介质的中间产品可能带有大量的毛刺和飞边，这种中间产品需要耗费较多的时间和费用来裁切和打磨成成品。因此，上述磨矿介质的生产效率和良品率均较低。
【发明内容】
[0006]为了提高磨矿介质的生产效率和良品率，本发明提供了一种磨矿介质，其包括下部和上部，下部包括第一棱柱体和从第一棱柱体的底面向下延伸的第一锥台，上部包括从第一棱柱体的顶面向上延伸的第二棱柱体和从第二棱柱体的顶面向上延伸的第二锥台。
[0007]优选地，第一棱柱体、第二棱柱体、第一锥台、以及第二锥台的中心轴线均重合，第一锥台的横截面面积随着其向外延伸而逐渐变小，第二锥台的横截面面积随着其向外延伸而逐渐变小，第一锥台的顶面的形状和面积与第一棱柱体的底面的形状和面积分别相同，第二锥台的底面的形状和面积与第二棱柱体的顶面的形状和面积分别相同。
[0008]优选地，第一棱柱体和第二棱柱体是正棱柱体或斜棱柱体，第一锥台和第二锥台是正锥台或斜锥台。
[0009]优选地，第一棱柱体和第二棱柱体的侧面的个数是3个或3个以上，优选地是4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、或12个。
[0010]优选地，第一锥台的底面的形状是多边形，第一锥台的侧面是平面；和/或第二锥台的顶面的形状是多边形，第二锥台的侧面是平面。
[0011]优选地，第一锥台的底面的形状是圆形，第一锥台的侧面是由靠近第一棱柱体的平面区段过渡到远离第一棱柱体的圆弧面区段的曲面；和/或第二锥台的顶面的形状是圆形，第二锥台的侧面是由靠近第二棱柱体的平面区段过渡到远离第二棱柱体的圆弧面区段的曲面。
[0012]优选地，第一棱柱体和第二棱柱体的各个侧面之间圆滑地过渡。
[0013]本发明还提供了一种用于生产磨矿介质的装置，其包括上模具和下模具，其特征在于，从上模具的底面向下形成凸台部，从凸台部的底面中心向上形成与磨矿介质中的上部形状互补的第一模腔，从下模具的顶面向下形成与凸台部形状互补的凹部，从凹部的底面中心向下形成与磨矿介质中的下部形状互补的第二模腔。
[0014]优选地，凸台部能够完全插入凹部，从而使得下模具的顶面能够与上模具的底面紧密接合。
[0015]本发明还提供了一种使用上述装置用于生产上述磨矿介质的方法，其包括以下步骤:将下模具固定在模锻机的模具底座上；将上模具固定在模锻机的锤头上；将棱柱状的毛坯料插入下模具上的棱柱形孔中；启动模锻机，以便使上模具和下模具紧密接合，并且持续一段时间；操作模锻机使得上模具与下模具解除接合；将下模具中的磨矿介质半成品取出，并且随后对其进行淬火；对淬火完毕的磨矿介质半成品进行等温退火；以及对等温退火完毕的磨矿介质半成品进行回火，以得到磨矿介质。
[0016]优选地，毛坯料的横截面的形状与第一棱柱体的横截面的形状相同，毛坯料的横截面面积小于第一棱柱体的横截面面积，所述毛坯料的长度大于第一模腔深度与第二模腔深度的和。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的第一实施例的磨矿介质的立体图。
[0018]图2是根据本发明的第一实施例的磨矿介质的正视图。
[0019]图3是多个根据本发明的第一实施例的磨矿介质成阵列地平行放置的俯视图。
[0020]图4是用于生产根据本发明的第一实施例的磨矿介质的方法中的上模具的立体图。
[0021]图5是用于生产根据本发明的第一实施例的磨矿介质的方法中的下模具的立体图。
[0022]图6是根据本发明的第二实施例的磨矿介质的立体图。
[0023]图7是根据本发明的第三实施例的磨矿介质的立体图。
[0024]图8是根据本发明的第四实施例的磨矿介质的立体图。
【具体实施方式】
[0025]下面将参考附图描述本发明的实施例。附图分别以正六棱柱、正三棱柱、以及正四棱柱为例进行描述，说明本发明的第一棱柱体和第二棱柱体的侧面的个数既可以是奇数，也可以是偶数。
[0026]图1和2示出的是根据本发明的第一实施例的磨矿介质I的立体和正视图。如图所示，磨矿介质I包括:下部B和上部A，下部B包括第一棱柱体2和从第一棱柱体的底面向下延伸的第一锥台3，上部A包括从第一棱柱体的顶面向上延伸的第二棱柱体4和从第二棱柱体的顶面向上延伸的第二锥台5。
[0027]第一棱柱体2、第二棱柱体4、第一锥台3、以及第二锥台5的中心轴线均重合，第一锥台3的横截面面积随着其向外延伸而逐渐变小，第二锥台5的横截面面积随着其向外延伸而逐渐变小，第一锥台3的顶面的形状和面积与第一棱柱体2的底面的形状和面积分别相同，第二锥台5的底面的形状和面积与第二棱柱体4的顶面的形状和面积分别相同。
[0028]在本实施例中，第一锥台3的底面的形状是圆形，第一锥台3的侧面是由靠近第一棱柱体2的平面区段过渡到远离第一棱柱体2的圆弧面区段的曲面。第二锥台5的顶面的形状是圆形，第二锥台5的侧面是由靠近第二棱柱体4的平面区段过渡到远离第二棱柱体4的圆弧面区段的曲面。
[0029]其中，第一棱柱体2的长度是LI，第二棱柱体4的长度是L2，第一棱柱体2的底面外接圆的直径是D1，第二棱柱体4的底面外接圆的直径是D2。在本实施例中，直径Dl大于直径D2，并且直径Dl大于长度LI和长度L2的和。根据实践，优选地，长度LI和长度L2的和与直径Dl之比(L1+L2):D1在0.3?5的范围内。
[0030]由于磨矿介质I的第一棱柱体2和第二棱柱体4是由六个平面构成的六棱柱，因此在磨矿过程中，接触方式基本是面接触和线接触，其中面接触的比例更大。
[0031]图3示出的是多个根据本发明的第一实施例的磨矿介质I成阵列地平行放置的俯视图。由于第一棱柱体2是正六棱柱，因此在多个磨矿介质I成阵列地平行放置时，其间不会产生缝隙，从而不会存在因为夹杂在缝隙中而难以被研磨的矿物微粒。这样，磨矿效率得到提高，同时减小了磨矿介质和磨机衬板的磨损。
[0032]图4和图5分别示出了用于生产根据本发明的第一实施例的磨矿介质I的方法中的上模具6和下模具7的立体图，其中，从上模具6的底面向下形成凸台部8，从凸台部8的底面中心向上形成与所述磨矿介质中的上部A形状互补的第一模腔A’，从下模具7的顶面向下形成与凸台部8形状互补的凹部8’，从凹部8’的底面中心向下形成与所述磨矿介质中的下部B形状互补的第二模腔B’。
[0033]在本实施例中，凹部8’的截面面积略微大于凸台部8的截面面积，以使得当模锻机被启动时，凸台部8能够完全插入凹部8，中，从而使得上模具6的底面能够与下模具7的顶面接合。其结果是，能够将毛坯锻造成本实施例中的