[发明专利]一种矿石冲击破碎性质在线快速表征方法与装置

说明书

本发明提出一种矿石冲击破碎性质在线快速表征方法与装置；装置包括自动取样器、振动筛、旋转破碎测试仪、颗粒粒度图像分析装置、计算机；装置采用以下方法；A1、以自动取样器接取选宽粒级入料样品；A2、用振动筛去除细颗粒；A3、以颗粒粒度图像分析装置形成待测样品破碎前粒度分布数据；A4、采用旋转破碎测试仪形成破碎产品；A5、以颗粒粒度图像分析装置形成破碎后粒度分布数据；A6、重复A1至A5步骤，生成h组待测样品破碎前后的粒度分布数据；A7、进行迭代计算，确定矿石冲击破碎模型的参数；本发明省去了传统方法中必须的人工准备窄粒级入料样品的环节；大幅降低了样品的数量；可以实现在线自动测试；也可以实现离线的大批量低成本快速测试。

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，尤其是一种矿石冲击破碎性质在线快速表征 方法与装置。

背景技术

对于选矿厂使用的圆锥破碎机、颚式破碎机、自磨机、半自磨机等矿石碎磨 设备而言，其生产效率不仅取决于设备的构造和操作条件，也取决于矿石本身对 冲击破碎的抵抗能力。

选矿厂对矿石冲击破碎性质的测试有很高的需求。一方面，由于矿石性质的 多变性，选矿厂在碎磨回路的设计和模拟优化过程需要对大量矿石样品的冲击破 碎性质进行表征测试，以获得统计上的规律。对于设计数据要求严格的大型矿山， 这种测试的次数甚至可能高达数百次。另一方面，选矿厂碎磨回路在线控制系统 的快速发展急需一种能够在线快速完成的矿石冲击破碎测试手段，以便将矿石冲 击破碎性质纳入到过程控制算法当中。

除此之外，地质冶金学作为国际上近年来兴起的一门交叉学科，其发展与应 用也需要进行大批量的矿石冲击破碎性质测试。在地质冶金学中，为了描述矿床 中不同空间位置的矿石冲击破碎性质的变化，需要对数以千计的钻孔岩心分别进 行矿石冲击破碎性质测试。

矿石冲击破碎数学模型可以描述矿石的初始粒度、单位破碎能量与冲击破碎 产品粒度分布之间的关系。因此一般用矿石冲击破碎数学模型的参数来表征矿石 的冲击破碎性质。矿石冲击破碎数学模型有多种形式，其通式可以表述为：

X＝f(C₁，…，C_n，x_f，E) 式(1)

式中各参数的含义如下：

X：冲击破碎产品细度指标，通常采用比某一相对粒度更细的破碎产品百分 比含量表示，如“破碎产品中小于初始入料粒度1/10的颗粒的质量百分比”等。

C₁、…、C_n：冲击破碎数学模型f的参数，可以代表矿石的破碎性质。不同 形式的破碎数学模型的参数数量大多为1-3个。

x_f：矿石破碎前的粒度(下标f指代入料)。

E：单位破碎能量，等于冲击破碎能量与被测矿石质量的比值。

矿石冲击破碎产品的粒度分布具有自相似性。当采用比某一相对粒度更细的 破碎产品百分比含量来表示矿石冲击破碎产品细度指标X时，可以根据X的值 预测矿石冲击破碎的产品粒度分布。例如，以破碎产品中小于初始入料粒度1/10 的颗粒的质量百分比(t10)作为矿石冲击破碎产品细度指标时，矿石颗粒在不 同条件下的冲击破碎产物的细度指标t10均与tn有类似如图2的关系曲线 (t10-tn族曲线)。tn代表破碎产品中小于初始入料粒度1/n的颗粒的质量百分 比，n的值可以取1.11、2、4、10、25、50和75。根据t10和x_f的值，即可通 过插值法确定初始粒度为x_f的矿石颗粒在冲击破碎产品细度指标为X时的产品累计粒度分布。

因此，当公式1的形式和参数的值确定时，可以预测任意粒度为x_f的矿石颗 粒在单位破碎能量为E时发生冲击破碎的产品粒度分布。

矿石冲击破碎性质测试方法的测试过程可以划分成3个阶段：样品准备阶段、 破碎处理阶段和产品筛析阶段。