[发明专利]用于确定颗粒材料的破碎特性的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定颗粒材料的破碎性能的设备。本发明还延伸 至一种用于确定颗粒材料的破碎性能的方法。此外，本发明延伸至一 种用于确定颗粒材料的破碎可能性的方法。

本发明具体但不专门地涉及用于在实验室装置中或在实际的矿石 加工厂中，快速而有效地确定材料的测试颗粒——例如煤和矿石颗粒 ——的破碎特性或性能的设备。因此，在下文中，参照该示例性的应 用来说明本发明是方便的。但是，要清楚地了解，本发明能够用于更 为广阔的应用。它并不限于矿石加工用途。

背景技术

一般而言，利用炸药来炸矿体，以使主体岩石破碎，并能够将 破碎的岩块从岩体上移开。利用炸药爆炸将以相当粗糙的方式使岩 石破碎。破碎的岩块通常将具有较大的尺寸分布，其具有若干大块 的岩石，同样具有若干小块的岩石。

尽管这能够将岩块以物理的方式从岩石的主体上移开，但是需 要做进一步的工作来减小岩块的尺寸，然后才能将它们运送至选矿 厂，用于从废石或废弃颗粒中回收有价值的颗粒。

爆炸后颗粒尺寸的总体减小称为粉碎，并在破碎机和研磨机中 进行。如上所述，需要降低岩石颗粒的尺寸以用于随后的选矿工艺。 特别地，应将从爆炸步骤中产生的大颗粒的数量减少到尽可能低的 水平，从而在选矿过程中释放出有价值的矿物。同样希望的是，使 进送至选矿过程中的颗粒的尺寸分布窄化，同样也是为了在随后的 选矿过程中释放出有价值的矿物。

颗粒进行粉碎以实现颗粒尺寸的减小在破碎机和研磨机中进 行。研磨机可包括球磨机或棒磨机，以及半自磨(SAG)研磨机和 自磨(AG)研磨机。

作为一般的情况，矿石加工工业中的研磨机都以低水平的效率 运转。这意味着，输入能例如电能向实际使颗粒破碎的能量的转化 是非常低的。通常都是基于操作者对于研磨机的了解而大致地运转 该研磨机，在工厂的运作中几乎不运用科学。此外，在任何时候， 通常都不会根据正被加工的颗粒的特性来调整在研磨机的运转过程 中的研磨机设置。

但是，已经普遍公知，对于不同的矿体以及不同类型的岩石， 颗粒破损特性也非常不同。需要对颗粒破损的表征进行更好的理解 和确定。而后，可将颗粒破碎的这种表征用于在研磨机中进行颗粒 破碎时实现更高的效率。

因此，很明显，如果在操作过程中能够对研磨操作进行精细调 节以考虑颗粒破碎性能的这些差异，那么将是有利的。而后，这将 使得能够更有效地利用研磨机，并且在研磨机内从输入能到颗粒破 碎的转化率也将提高。

申请人已研发了一种用于表征基于某种撞击能的颗粒的破碎的 现有技术试验。

该试验称之为落锤试验，并在实验室中在实验室规模的装置上 进行，以对颗粒在经受冲击力时的破碎进行一定的了解。

典型地，矿山经营者将矿石直接送到试验者，该实验者然后对 矿石样品在多个不同的尺寸部分(size fraction)上执行落锤试验。 试验结果表明了每个尺寸部分的破碎颗粒在某个冲击或碰撞能下试 验后的尺寸分布。

试验结果使用户能够针对研磨机的设计来表征他们的矿石。而 后，这可用作在研磨过程的建模中的输入量，或有助于优化给定的 研磨机或改变研磨机的设置。

图1示出了该设备的示例，该设备包括从坚固的底座3向上延 伸的直立框架2。冲击荷重4由在上部位置和下部位置之间的导轨 引导，该上部位置位于底座上方，该冲击荷重4在下部位置处与放 置在底座上的颗粒5碰撞。

在使用中，待测试颗粒放在底座上位于荷重的下方。该荷重被 提升至一定的高度，而后被释放以使它能够在重力的作用下下落。 在导轨的底部，荷重与测试颗粒碰撞，使颗粒破碎。此后，回收已 破碎的颗粒，并可分析它们的尺寸分布。

可以改变施加至颗粒的冲击能。例如，可改变放置在框架上的 荷重。此外，可改变荷重落下的高度。这使得能够针对具有不同输 入能或冲击力的碰撞，来研究给定部分的颗粒的破碎特性。

可对来自相同部分的大量试验颗粒反复进行上述试验，从而提 供有关颗粒在经受该冲击能时如何破碎的信息。重要的是要测试足 够多的颗粒样品，以便使颗粒破碎的特征具有统计真实性。很显然， 测试的颗粒的数量越多，结果的统计真实性就越好。