[发明专利]一种间歇式微波预处理提高包裹型矿物磨矿效率的方法

说明书

本发明公开了一种间歇式微波预处理提高包裹型矿物磨矿效率的方法，包括以下步骤：先将原矿进行破碎筛分处理，然后将筛分后的矿石放入微波炉内进行微波间歇式加热预处理，冷却至室温后送入球磨机中进行球磨，而后将球磨后的粉料放入振动筛中进行筛选。由于包裹型矿石内不同物相对微波的吸收性能差异较大，在微波辐照时不同物相之间由于微波加热速率不同而产生温度差，并进一步引发热应力，使得矿石内不同物相之间的界面上产生大量不同程度的裂痕。裂痕的产生强化了有价矿物的解离，极大地降低了矿石破碎的难度，有利于提高磨矿效率并降低能耗，使用间歇式微波加热不仅可以使矿石内部周期性的产生热应力，而且还缩短了微波输出的总时间。

技术领域

本本发明涉及一种间歇式微波预处理提高包裹型矿物磨矿效率的方法，属于矿物助磨技术领域。

背景技术

金属及其化合物是各类功能材料的重要组成部分，在航空、国防和能源等国民经济领域应用广泛。近年来我国对矿石开采的需求量也在逐渐提高，但我国矿石资源存在贫矿多且成分复杂等问题，因此对包裹型矿物的综合开发成为可持续开发矿产资源的焦点。我国包裹型矿物具有贫、杂、细等特征，在矿物处理过程中，需要进行细磨和浮选才能达到冶炼要求。在矿物加工过程中，磨矿是能耗最高的环节，该能耗通常达到矿物加工总能耗的50％～70％。磨矿过程中绝大部分输入的能量都转变成矿石的内能，而破碎和磨细矿石的能量只占到总能量的1％。造成磨矿环节能耗高的主要原因，是传统磨矿工艺的能量利用效率过低。因此，提高磨矿工艺的能量使用效率对工业节能降耗及可持续发展有非常重要的意义。

目前破碎和磨细包裹型矿物的方法主要是机械粉碎，通过机械的碰撞和冲击达到粉碎研磨矿石的目的。虽然这种穿晶破碎可以将矿石破碎成小颗粒，但是并不能针对性的使有价矿物与脉石有效分离。为了提高后续的选矿效率，通常需要对矿石进行超细磨，从而增大了整个矿物加工流程的总能耗。

当使用微波对矿石进行加热预处理时，矿物中不同组元，如硅钙镁等脉石氧化物或盐、有价的硫化物和氧化物等，由于其固有的介电常数不同，表现为在辐射过程中吸收和转化微波能量的能力显著不同。在单位时间内，这种差异使组元间有些升高到很高温度，而有些维持在较低温度，产生局部强烈的热应力，导致矿石内部微观破裂，结构疏松，尤其是破裂是沿着有用矿物与脉石之间颗粒界面发生，使破碎所需的能量大大降低。正是由于微波引起剧烈的差热作用导致矿石内部出现应力碎裂，并易于出现在颗粒的边界处，有利于矿物的单体解离度提高，暴露出新鲜表面。这种差异越大，理论上的解离效果越好。因此使用对矿石进行微波加热预处理，不仅可以降低磨矿能耗，还能为后续选冶操作创造有利条件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用间歇式微波对矿物进行预处理，因为在实际工程应用中，通过连续的增加微波辐照时间达到磨矿效果对工业生产成本要求较高，为达到节能降耗的目的，采用间歇式微波加热预处理是更好的选择。由于包裹型矿物内的物相具有不同的吸波性能，在微波辐照时不同物相之间由于微波加热速率不同而产生温度差，并进一步引发热应力，使得矿石内不同物相之间的界面上产生大量不同程度的裂痕，强化了有价矿物的解离。周期性的微波能量，通过微波传输系统以及谐振腔体作用到被处理的物料上，使矿物在短时间内收到高能量的微波照射，避免在长时间微波辐射下的热传导，实现利用周期性、短时间、高功率的间歇微波能量，使得矿石内部的热应力周期性的产生并强化了裂纹的生长。在磨矿的过程中，由于间歇微波后的矿石内部存在大量微裂纹，降低了矿石破碎分解的难度，极大的提升了磨矿效率。

本发明提供一种间歇式微波预处理提高包裹型矿物磨矿效率的方法，包括以下步骤：

S1.将包裹型矿物破碎成若干颗粒原矿，将所述颗粒原矿通过振动筛进行筛选分级，获得初始原矿，基于所述初始原矿，通过空气自然干燥12h，获得第一目标原矿；

S2.将所述第一目标原矿装入陶瓷坩埚中，通过微波炉，进行间歇式微波加热预处理，获得第二目标原矿，预处理结束后，将所述第二目标原矿，在空气中自然冷却至室温；