一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置及方法，属于矿物加工中的矿石粉碎预处理技术领域。其装置主要包括电源、单相调压器、交流点火变压器、六倍压整流电路、超高压陶瓷电容器、气体开关、高压电极、导电筒体、放电碎矿桶、振动筛网、绝缘液、固液分离器和产品收集器等，将以上各单元通过导线和其他辅助装置固定安装连接成一个完整的设备系统。矿石中有用金属矿物和脉石非金属矿物组分因其导电性质不同，经本装置处理后可选择性解离破碎，并在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝，进而改善矿物解理特性，减少后续处理能耗，同时避免有用矿物的过磨，提高分选指标。

High voltage electric pulse crushing device and method for ore pretreatment

The invention discloses a high-voltage electric pulse crushing device and method used for ore pretreatment, belonging to the technical field of ore comminution pretreatment in mineral processing. The device mainly comprises a power supply, AC single-phase voltage regulator, ignition transformers, six rectifier, ultra high voltage ceramic capacitor, gas switch, high voltage electrode, conductive cylinder, discharge crushing bucket, vibration sieve, insulating liquid, solid-liquid separator and collector products, each unit through the wire and other auxiliary the installation device is fixedly connected into a complete equipment system. Useful ore metal minerals and gangue non-metallic mineral components because of its conductive properties are different after the treatment by the device can be extended and produce selective dissociation broken, cracks and cracks in the ore mineral interface, thereby improving the mineral cleavage characteristics, decrease energy consumption, while avoiding excessive abrasion of useful minerals, improve the separation index.

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置及方法
本专利技术属于矿物加工工程的矿石粉碎预处理
，具体涉及一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置及方法。
技术介绍
我国矿产资源以贫矿居多，矿床共生、伴生组分多，矿石组成较为复杂且嵌布粒度细。因此，我国矿石的选矿工作面临难度更大、效率低且成本高等诸多问题。其中矿石破碎领域最重要的问题有：破碎和磨矿设备投资和维护费用很高、能耗大、产生过多的不能处理的细粒级和解离不充分的粗粒级，增加后续选别作业的难度。目前工业上所采用的破碎方法主要是机械粉碎。机械粉碎是通过减小矿石的粒度来使有用矿物与脉石矿物解离，对于有用矿物与脉石矿物结合紧密的矿石，机械破碎在破碎过程中容易出现有用矿物的过磨，分选方法对有用矿物的回收能力随着粒度的减小而下降，使部分有用矿物损失，无法获得有效回收。矿石中的有用矿物和脉石矿物(如铁矿中的铁矿物和石英矿物)导电性有明显差异，基于这种导电性差异选择性破碎矿石作用的高压电脉冲碎矿装置的研究与开发有重要意义。在保证有用矿物质量的基础上，节省了企业运营成本，减少了资源的浪费。
技术实现思路
针对现有机械破碎技术存在的上述不足，本专利技术提供一种具有选择性破碎矿石作用的高压电脉冲放电碎矿装置与方法。本方法所使用的装置基于矿石中有用金属矿物和脉石非金属矿物导电性质不同，通过选择性破碎使有用矿物晶粒获得充分解离，即有用矿物按晶粒破碎成单体矿物颗粒，确保粉碎产品中单体解离有用矿物粒度和质量能满足后续分选工艺的要求，减少后续处理能耗。本专利技术提供的一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置如附图1所示，主要由电源、单相调压器、交流点火变压器、六倍压整流电路、超高压陶瓷电容器、铜棒、高压电极、导电筒体、放电碎矿桶、振动筛网、绝缘液、给矿仓、绝缘液仓、接地导线、固液分离器、产品收集器、气体开关、高压导线、绝缘桶盖、绝缘液循环管道、振动装置、绝缘振动杆组成，其中电源属于日常供电设备，电源与单相调压器相连接，单相调压器再与交流点火变压器相连接，交流点火变压器输出端接六倍压整流电路，六倍压整流电路输出端与超高压陶瓷电容器的输入端相连接，超高压陶瓷电容器的两端与气体开关的两端相并联，以此构成了能够输出高压电脉冲的高压整流振荡电路，高压整流振荡电路的输出端即并联后的超高压陶瓷电容器的输出端与高压导线相连接，多个铜棒的一端并联在高压导线上，铜棒的另一端安装有高压电极，铜棒绝缘安装固定在位于放电碎矿桶顶部的绝缘桶盖上，且将其安装有高压电极的一端置于放电碎矿桶内；放电碎矿桶的外层由绝缘材料制成，其中以尼龙材料为佳，放电碎矿桶的内衬镶嵌有导电筒体，放电碎矿桶的上部为筒形，底部为倒锥形，其筒形与倒锥形的过渡之处即筒形底部安装有振动筛网，放电碎矿桶的上部绝缘部分侧壁上固定有振动装置，并与振动筛网通过绝缘振动杆连接；放电碎矿桶的锥形底部通过出料口和输送管道与固液分离器相连通，固液分离器后接产品收集器和绝缘液循环管道，放电碎矿桶的上部侧壁上分别开有绝缘液入口和矿石入口，其中绝缘液入口通过管道同绝缘液仓相连通，矿石入口通过溜槽或送料皮带同给矿仓相连通；接地导线的一端穿过放电碎矿桶的外层与其内部的导电筒体相连接，接地导线的另一端直接接地构成整个电路的回路。工作时，启动电源供电，经单相调压器变压，交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电，给超高压陶瓷电容器充电，充电电压的上升时间为微秒量级，当超高压陶瓷电容器两端的电压达到一定值后，与之并联的气体开关被击穿导通，输出上升时间在纳秒量级的高压电脉冲，经高压导线加载到铜棒并传导到高压电极上；高压电极和导电筒体材料采用不锈钢，绝缘筒材料为尼龙。导电筒体为接地电极，通过接地导线与大地相接；放电碎矿桶的筒形底部安装有振动筛网，振动筛网通过绝缘振动杆与固定在放电碎矿桶上部绝缘部分侧壁的振动装置相连接，筛孔尺寸可根据要求进行调整；高压电极为高压电脉冲输入端，高压电脉冲放电装置形成的高压电脉冲通过高压电极输出到放在导电筒体内的大颗粒矿石上，并与导电筒体连接接地导线形成回路。高压电极和导电筒体之间形成了电压差；当高压电极上的电压达到一定值时，则在高压电极和导电筒体之间发生放电，放电发生在浸泡在绝缘液中的矿石内部，由于在纳秒级脉冲作用下，以水为绝缘液的绝缘强度大于矿石，所以在大颗粒矿石内部沿有用矿物与脉石矿物界面间反复形成等离子体通道，高压电极和导电筒体之间多次放电后，则能够把颗粒粒度为10-100mm的大颗粒矿石破碎至颗粒粒度为5-60mm的小颗粒矿石，小颗粒矿石经过振动筛网筛分后落入放电碎矿桶底部椎体下部，经沉淀后随少量绝缘液排出放电碎矿桶外并进入固液分离器内，由固液分离器分离出的小颗粒矿石进入产品收集器，以备后续破碎、磨矿作业时连续使用。最终颗粒大小取决于筛孔的大小，可根据要求对筛孔大小进行调整。本项专利技术所完成的高压电脉冲碎矿装置应按如下方法进行使用。(1)启动振动装置，通过绝缘振动杆带动振动筛网振动；其振动频率为300～1200次/min，关闭位于放电碎矿桶底部的出料口阀门，分别打开绝缘液入口和矿石入口的阀门，将一定数量的绝缘液和大颗粒矿石导入到放电碎矿桶中，其中绝缘液与大颗粒矿石的体积比应为1：2～5；当绝缘液和大颗粒矿石填充到放电碎矿桶总容积的2/3到3/4时关闭上述两个入口的阀门；(2)启动电源供电，经单相调压器变压，交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电，给超高压陶瓷电容器充电，然后经过后续电路向高压电极不断输送电脉冲，并传送给大颗粒矿石，使其震裂破碎。其脉冲强度为50～300kV，脉冲频率为10～20Hz；(3)启动电源供电后10～15min后再次打开放电碎矿桶的绝缘液入口和矿石入口的阀门，同时打开其出料口阀门，控制绝缘液和大颗粒矿石的流量，保证放电碎矿桶内的绝缘液与大颗粒矿石的体积比保持为1：2～5，绝缘液与大颗粒矿石的填充量为放电碎矿桶总容积的2/3～3/4；(4)打开放电碎矿桶的出料口阀门同时，启动与之相连通的固液分离器，固液分离器分离出的小颗粒矿石进入产品收集器内，以备后续使用，分离出绝缘液经绝缘液循环管道返回到绝缘液仓之中，循环使用。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：对比传统的样品破碎方法，这种高选择性的破碎方法有很多优点：容易清洗，没有交叉污染；选择性破碎，不破坏矿物晶形等。电脉冲破碎是最理想的沿晶破裂方式，不仅可使矿石破碎，而且在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝，进而改善矿物解理特性。矿石经高压电脉冲破碎后，一方面矿石强度可大大降低，预计降低磨矿能耗30％以上；另一方面能使矿石沿着不同矿物的界面破碎，大大增加了有用矿物的单体解离度，有助于提高矿石分选指标。本专利技术的主要创新点是：(1)多电极对的结构设计实现了高压电脉冲放电碎矿装置破碎矿石的高效性和连续性。(2)可根据对破碎矿石颗粒大小的要求改变筛网尺寸，满足破碎、磨矿作业需求。(3)高压电脉冲放电破碎装备可将矿石沿矿物晶粒界面进行解离，即选择性破碎，而不是将其粉碎，这样可以在保持组分的原有形式的同时将有用矿物从周围的其他组分中分离出来。(4)高压电脉冲放电破碎装备可以在不减小矿石中有用矿物颗粒粒度的情况下产生更多的单体矿物颗粒，相比机械粉碎，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置，其特征在于，所述装置主要由电源(1)、单相调压器(2)、交流点火变压器(3)、六倍压整流电路(4)、超高压陶瓷电容器(5)、铜棒(6)、高压电极(7)、导电筒体(8)、放电碎矿桶(9)、振动筛网(10)、绝缘液(11)、给矿仓(12)、绝缘液仓(13)、接地导线(14)、固液分离器(15)、产品收集器(16)、气体开关(17)、高压导线(18)、绝缘桶盖(19)、绝缘液循环管道(20)、振动装置(21)、绝缘振动杆(24)组成，其中，电源(1)为通用供电设备，电源(1)与单相调压器(2)相连接，单相调压器(2)再与交流点火变压器(3)相连接，交流点火变压器(3)输出端接六倍压整流电路(4)，六倍压整流电路(4)输出端与超高压陶瓷电容器(5)的输入端相连接，超高压陶瓷电容器(5)的两端与气体开关(17)的两端相并联，以此构成了能够输出高压电脉冲的高压整流振荡电路，高压整流振荡电路的输出端与高压导线(18)相连接，多个铜棒(6)的一端并联在高压导线(18)上，铜棒(6)的另一端安装有高压电极(7)，铜棒(6)绝缘安装固定在位于放电碎矿桶(9)顶部的绝缘桶盖(19)上，且将铜棒(6)的安装有高压电极(7)的一端置于放电碎矿桶(9)内；放电碎矿桶(9)的外层由绝缘材料制成，放电碎矿桶(9)的内衬镶嵌有导电筒体(8)，放电碎矿桶(9)的上部为筒形，底部为倒锥形，筒形与倒锥形的过渡之处安装有振动筛网(10)，放电碎矿桶(9)的上部绝缘部分的侧壁上固定有振动装置(21)，并与振动筛网(10)通过绝缘振动杆(24)连接；放电碎矿桶(9)的锥形底部通过出料口和输送管道与固液分离器(15)相连通，固液分离器(15)后接产品收集器(16)和绝缘液循环管道(20)，放电碎矿桶(9)的上部侧壁上分别开有绝缘液入口和矿石入口，其中，绝缘液入口通过管道同绝缘液仓(13)相连通，矿石入口通过溜槽或送料皮带同给矿仓(12)相连通；接地导线(14)的一端穿过放电碎矿桶(9)的外层与放电碎矿桶(9)内部的导电筒体(8)相连接，接地导线(14)的另一端直接接地构成整个电路的回路。...

【技术特征摘要】
1.一种用于矿石预处理的高压电脉冲碎矿装置，其特征在于，所述装置主要由电源(1)、单相调压器(2)、交流点火变压器(3)、六倍压整流电路(4)、超高压陶瓷电容器(5)、铜棒(6)、高压电极(7)、导电筒体(8)、放电碎矿桶(9)、振动筛网(10)、绝缘液(11)、给矿仓(12)、绝缘液仓(13)、接地导线(14)、固液分离器(15)、产品收集器(16)、气体开关(17)、高压导线(18)、绝缘桶盖(19)、绝缘液循环管道(20)、振动装置(21)、绝缘振动杆(24)组成，其中，电源(1)为通用供电设备，电源(1)与单相调压器(2)相连接，单相调压器(2)再与交流点火变压器(3)相连接，交流点火变压器(3)输出端接六倍压整流电路(4)，六倍压整流电路(4)输出端与超高压陶瓷电容器(5)的输入端相连接，超高压陶瓷电容器(5)的两端与气体开关(17)的两端相并联，以此构成了能够输出高压电脉冲的高压整流振荡电路，高压整流振荡电路的输出端与高压导线(18)相连接，多个铜棒(6)的一端并联在高压导线(18)上，铜棒(6)的另一端安装有高压电极(7)，铜棒(6)绝缘安装固定在位于放电碎矿桶(9)顶部的绝缘桶盖(19)上，且将铜棒(6)的安装有高压电极(7)的一端置于放电碎矿桶(9)内；放电碎矿桶(9)的外层由绝缘材料制成，放电碎矿桶(9)的内衬镶嵌有导电筒体(8)，放电碎矿桶(9)的上部为筒形，底部为倒锥形，筒形与倒锥形的过渡之处安装有振动筛网(10)，放电碎矿桶(9)的上部绝缘部分的侧壁上固定有振动装置(21)，并与振动筛网(10)通过绝缘振动杆(24)连接；放电碎矿桶(9)的锥形底部通过出料口和输送管道与固液分离器(15)相连通，固液分离器(15)后接产品收集器(16)和绝缘液循环管道(20)，放电碎矿桶(9)的上部侧壁上分别开有绝缘液入口和矿石入口，其中，绝缘液入口通过管道同绝缘液仓(13)相连通，矿石入口通过溜槽或送料皮带同给矿仓(12)相连通；接地导线(14)的一端穿过放电碎矿桶...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩跃新，高鹏，袁帅，李艳军，李宏达，孙永升，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21