一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及礦石超細(xì)碎工藝的能耗和效率評(píng)價(jià)，特別是 一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓輥磨技術(shù)的基本原理是"料層粉碎"，具有粉碎產(chǎn)品微裂紋多、細(xì)粒級(jí)含量高 和單位破碎能耗低等特點(diǎn)，符合"多碎少磨"技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，已經(jīng)成為礦石高效粉碎的關(guān) 鍵技術(shù)。高壓輥磨機(jī)實(shí)施的是準(zhǔn)靜壓料層粉碎，礦石本身可以充當(dāng)傳壓介質(zhì)。當(dāng)料層受擠 壓時(shí)，各個(gè)顆粒之間相互作用產(chǎn)生的巨大壓力導(dǎo)致顆粒破碎或變形，選擇性破碎效果明顯， 粉碎產(chǎn)品內(nèi)部微裂紋發(fā)育充分，產(chǎn)品的粒度分布均勻，細(xì)粒級(jí)含量高，礦物解離效果好。
[0003] 高壓輥磨機(jī)在水泥工業(yè)的巨大成功是料層粉碎原理優(yōu)越性的最充分體現(xiàn)。隨著高 壓輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)的逐步完善和輥面材料的不斷改進(jìn)，其在金屬礦粉碎領(lǐng)域的應(yīng)用成為一種新 的趨勢(shì)。
[0004] 針對(duì)礦石在高壓輥磨料層粉碎過(guò)程中的可碎性以及能耗指標(biāo)的基礎(chǔ)研宄，中國(guó)北 京礦冶研宄總院利用KYP-2000電液式壓力試驗(yàn)機(jī)、圓柱狀缸體和壓載活塞對(duì)不同粒級(jí)的 鐵礦石進(jìn)行了顆粒床壓載試驗(yàn)。結(jié)果表明，顆粒床單位質(zhì)量物料所吸收的能量與壓強(qiáng)存在 線性關(guān)系，與高壓輥磨機(jī)粉碎的比能耗和比壓力的關(guān)系一致。壓載產(chǎn)物的細(xì)度隨著壓強(qiáng) 的增加而變小。不同窄粒級(jí)顆粒床的壓載產(chǎn)物粒度分布曲線之間不存在自相似性。德國(guó) ThyssenKruppPolysius公司開發(fā)了POLYCOM粉磨指數(shù)（PGI)試驗(yàn)用于判斷物料是否適宜 高壓輥磨機(jī)粉碎，試驗(yàn)設(shè)備為輥?zhàn)又睆胶蛯挾染鶠閘m的實(shí)驗(yàn)室輥壓機(jī)，在3. 5N/mm2的單位 粉磨力作用下，以lm/s的輥速粉碎lh。從破碎區(qū)中部得到的小于250ym或1_的產(chǎn)品噸 數(shù)即為粉磨指數(shù)。PGI大于70fV(m3*h)的礦石可認(rèn)為適宜高壓輥磨機(jī)處理。作為高壓 輥磨機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)試驗(yàn)，PGI試驗(yàn)所需的礦石量過(guò)大，試驗(yàn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法及其測(cè)定裝置，用于礦石采用高 壓輥磨超細(xì)碎工藝時(shí)的能耗和效率評(píng)價(jià)。
[0006] -種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法，該方法采用裝置測(cè)定和公式計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，采 用的計(jì)算公式為：
式中：a、0、y分別為85. 34、0. 55和 〇. 71 ;Pi為測(cè)定靜壓功指數(shù)而設(shè)定的試驗(yàn)篩孔尺寸，取74-1700ym;Gsp為料層粉碎中單位 時(shí)間新生成的通過(guò)試驗(yàn)篩的物料量，g/s;P為靜壓功指數(shù)測(cè)定裝置最終獲得的篩下產(chǎn)品中 x%通過(guò)的篩孔尺寸，x取50-90,ym;F為試驗(yàn)前x%通過(guò)的篩孔尺寸，x取50-90,ymWi 表示礦石對(duì)料層粉碎的阻力參數(shù)，稱為靜壓功指數(shù)，kW*h/t;式中F通過(guò)對(duì)試驗(yàn)原礦的粒度 篩析試驗(yàn)獲得，Gsp和P采用礦石的靜壓功指數(shù)測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定，測(cè)定步驟如下：
[0007]a.將礦石破碎至80-100 %通過(guò)3. 5-6. 7mm的篩，測(cè)得真密度pQ，單位kg/cm3;堆 密度P，單位kg/cm3,通過(guò)粒度篩析試驗(yàn)求出x%通過(guò)的粒度值F和小于設(shè)定篩孔尺寸 產(chǎn)率為^，設(shè)定靜壓功指數(shù)測(cè)定的循環(huán)負(fù)荷C為150% -400% ;
[0008]b.取體積V為700cm3的破碎礦石均勻地放入柱形料斗中，料斗直徑為D、高度為 H，礦石物料總量M= 0. 7P，計(jì)算出原料中小于Pi的產(chǎn)量mME。；
[0009]c?設(shè)定靜壓功指數(shù)料層粉碎階段的工作壓力為N，N取0_15MPa，擠壓密實(shí)階段的 工作壓力為N/3,在松散狀態(tài)下的料柱高度為biWc/riD2,通過(guò)控制系統(tǒng)使與液壓連桿1 連接的活塞壓頭進(jìn)入柱形料斗中，在活塞壓頭與礦石物料4接觸后，開始擠壓密實(shí)階段，加 載速度取〇-3m/s，擠壓密實(shí)后礦石物料的密度達(dá)到真密度的85%，擠壓密實(shí)后的料柱高度 h = 4M/0. 85JrP〇D2；
[0010] d.在完成擠壓密實(shí)階段后，提高工作壓力，保持原有加載速度，進(jìn)行料層粉碎階 段，壓載時(shí)間^為Is;
[0011]e.完成料層粉碎階段后，通過(guò)控制系統(tǒng)8與液壓連桿1迅速卸載，并打開閘板閥完 成膨脹結(jié)團(tuán)階段，粉碎物料掉入卸礦料箱7中，對(duì)粉碎后的物料進(jìn)行粒度篩析試驗(yàn)，獲得粉 碎產(chǎn)品中小于Pi的產(chǎn)量mi，計(jì)算出第一次試驗(yàn)的Gspl=(m
[0012]f.根據(jù)物料總量M和循環(huán)負(fù)荷C計(jì)算出測(cè)定產(chǎn)品中小于Pi的目標(biāo)產(chǎn)量m=M/ (C+1)；
[0013]g.稱取與第一次測(cè)定中篩下產(chǎn)品等質(zhì)量叫的破碎礦石，與第一次測(cè)定的篩上產(chǎn)品 合并，即保持每次測(cè)定給礦的總量M不變，根據(jù)第一次測(cè)定獲得的Gspl計(jì)算出第二次試驗(yàn)的 料層粉碎時(shí)間t2= (m-nii?Ej/G^.;
[0014]h.重復(fù)以上擠壓密實(shí)、料層粉碎和膨脹結(jié)團(tuán)階段的測(cè)定步驟，直至連續(xù)三次測(cè)定 獲得的6_逐漸趨于穩(wěn)定，設(shè)測(cè)定的次數(shù)為11，11 = 1，2,3~7,8，合格標(biāo)準(zhǔn)為[6_-6^11_1)]/ ±5%，求出最后三次測(cè)定中Gspn的平均數(shù)作為最終計(jì)算Wi所需的Gsp;
[0015]i.將最后三次試驗(yàn)的篩下產(chǎn)品均勻混合后，進(jìn)行粒度篩析試驗(yàn)，求出x%通過(guò)的 篩孔尺寸P，代入公式計(jì)算最終的靜壓功指數(shù)I。
[0016] 一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法采用的裝置，該裝置包括：液壓連桿系統(tǒng)、活塞 壓頭、柱形料斗、測(cè)定物料、卸礦閘板、機(jī)架、卸礦料箱和控制系統(tǒng)，所述的液壓連桿系統(tǒng)與 活塞壓頭固定連接，機(jī)架上部焊接有柱形料斗，壓載物料4裝在柱形料斗中，卸礦閘板在柱 形料斗底部，卸礦料箱在卸礦閘板下部，控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)線連接液壓連桿系統(tǒng)和卸礦閘板， 在控制系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)擠壓密實(shí)和料層粉碎，當(dāng)料層粉碎執(zhí)行完畢后，卸礦閘板迅速打開 實(shí)現(xiàn)物料的結(jié)團(tuán)膨脹階段。
[0017] 所述的液壓連桿系統(tǒng)提供的壓力為0_15MPa;所述的柱形料斗的直徑為 50_150mm，高度為 150_450mm。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其顯著地有益效果體現(xiàn)在：
[0019] 本發(fā)明按照高壓輥磨機(jī)的三階段粉碎過(guò)程進(jìn)行靜壓功指數(shù)測(cè)定，大幅度簡(jiǎn)化了高 壓輥磨機(jī)超細(xì)碎工藝的試驗(yàn)過(guò)程，并能夠?qū)Ω邏狠伳C(jī)有效輸入功率的設(shè)計(jì)給予指導(dǎo)，提 高高壓輥磨機(jī)的利用效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法采用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中編號(hào)：1.是液壓連桿；2.是活塞壓頭；3.是柱形料斗；4.測(cè)定物料；5.卸礦 閘板；6.機(jī)架；7.卸礦料箱；8.控制系統(tǒng)。
[0022] 圖2是一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法的原理示意圖。
[0023] 圖中：a是擠壓密實(shí)階段；b是料層粉碎階段；c是結(jié)團(tuán)膨脹階段。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖用實(shí)施例具體描述本發(fā)明。
[0025] 某磁鐵礦石，TFe品位27. 5%，屬貧磁鐵礦石，將礦石破碎至80 %通過(guò)篩孔為 5.3_1的格篩，其粒度組成如表1所示。測(cè)得真密度0(|=3.2〇\1〇31^/111 3，堆密度0 = 2. 25kg/cm3〇
[0026] 表1靜壓功指數(shù)試驗(yàn)原礦的粒度分布
[0028] 如圖1和圖2所示，一種礦石的靜壓功指數(shù)的測(cè)定方法，該方法采用裝置測(cè)定和公 式計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用的計(jì)算公式為：
[0029]
其中：a、0、y分別為 85. 34、0. 55 和 0? 71;式中 PiS測(cè)定功指數(shù)而設(shè)定的試驗(yàn)篩孔尺寸，取74-1700ym;Gsp為料層粉碎中單位時(shí)間新生成 的通過(guò)試驗(yàn)篩的物料量，g/s;P為靜壓功指數(shù)測(cè)定裝置最終獲得的篩下產(chǎn)品中x%通過(guò)的 篩孔尺寸，X取50-90，ym;F為試驗(yàn)前X%通過(guò)的篩孔尺寸，X取50-90，ym%表示礦石 對(duì)料層粉碎的阻力參數(shù)，稱為靜壓功指數(shù)，kW*h/t;式中F通過(guò)對(duì)試驗(yàn)原礦的粒度篩析試驗(yàn) 獲得，Gsp和P采用礦石的靜壓功指數(shù)測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定，測(cè)定步驟如下：
[0030]a.根據(jù)表1中的粒度篩析結(jié)果，求出試驗(yàn)原礦中80%通過(guò)的粒度值F= 5300ym， 小于設(shè)定篩孔尺寸Pi= 1000yrn的產(chǎn)率E(!=39. 66 %，設(shè)定靜壓功指數(shù)測(cè)定的循環(huán)負(fù)荷C 為 200% ;
[0031]b.取體積V為700cm3的破碎礦石