高压电脉冲破碎改善紫金山铜矿石浸出性质的试验研究

为研究高压电脉冲破碎和机械破碎两种破碎方式对紫金山铜矿石颗粒性质和柱浸效率的影响,分别采用机械破碎和高压电脉冲破碎(充电电压分别为110 kV和135 kV)对紫金山铜矿山6.7～9.5 mm粒级铜矿石进行破碎处理。针对不同破碎方式的产品,分别测定了颗粒的表面金属矿物暴露程度与裂缝存在情况、长径比、圆形度和矿堆饱和含水率等性质,并进行了柱浸试验。结果表明,在机械破碎产品中仅有1.6%的颗粒表面有金属矿物暴露,有2.5%的颗粒表面上存在裂缝。而在高压电脉冲破碎产品中,这两类颗粒的占比分别上升为3.4%～3.7%和7.3%～17.2%,使得浸出液更易于接触矿石颗粒内部的金属矿物。高压电脉冲破碎产品的长径比平均值为1.42,低于机械破碎产品的1.51,这使得浸出液在前者的产品颗粒内沿颗粒长径的渗流能力比后者高3.3%～3.5%。此外,高压电脉冲破碎产品还拥有比机械破碎产品略高的圆形度和矿堆饱和含水率,可以轻微提高浸出液在颗粒表面和矿堆内部的流动性。对破碎产品进行柱浸试验,在浸出21 d后,高压电脉冲破碎产品的铜浸出率相比机械破碎产品提高了6.6～11.1个百分点,表明高压电脉冲破碎处理能够有...     

高压电脉冲破碎技术特点及进展

高压电脉冲破碎技术是一种较新的矿物加工技术,与传统的矿物破碎技术不同,具有明显的选择性破碎特征。为助推该技术更好地与传统矿业融合发展,在简要介绍了高压电脉冲破碎技术原理及与机械破碎区别的基础上,指出高压电脉冲能够有选择地优先破碎含金属矿物的矿石颗粒,金属矿物晶粒在矿石颗粒内的镶嵌位置和数量会影响击穿通道的发展程度、分枝数量和路径位置,固体颗粒与电极对的相对空间分布也会影响击穿通道的路径和颗粒的破碎程度,脉冲能量沉积到击穿通道的比例与颗粒内含有的金属矿物数量、种类显著相关;高压电脉冲破碎能降低磨矿能耗,提高有用矿物的解离程度,进而有助于提高有价元素的回收率和产品品位;高压电脉冲破碎技术不仅可应用于金属矿石的破碎和煤层增透工艺,在钻探、电子垃圾有价元素提取、石油与天然气资源提取等领域也有广阔的应用前景,但在工程应用方面尚需突破一些技术难题。     

多宝山铜矿石高压电脉冲破碎预处理试验研究

通过对比高压电脉冲破碎和机械破碎对多宝山铜矿石性质和浮选指标的影响，探索了高压电脉冲破碎预处理对矿石的促进解离、预弱化和预富集等作用效果。采用自制高压电脉冲处理系统在140 kV下对26.5~31.5 mm粒级多宝山铜矿石进行了预处理，并与同条件下的机械破碎产品对比。分别测定了高压电脉冲破碎产品和机械破碎对比样品的硬度指标A×b值、邦德球磨功指数、Cu品位分布、单体解离度和可浮性。结果表明，相比机械破碎产品，高压电脉冲破碎产品的硬度指标A×b值提高了33.9%~39.8%，邦德球磨功指数降低了3.6 kWh/t；高压电脉冲破碎产品的Cu品位随粒度减小而快速增大，能够将69.2%的Cu元素预富集到产率为36.1%的-13.2 mm粒级破碎产品中；通过促进矿物单体解离，高压电脉冲破碎能够将Cu的浮选回收率提高2.33个百分点，精矿铜品位提高约1个百分点。试验结果可以为低品位铜矿石的高效低耗回收提供参考。     

基于核磁共振技术的高压电脉冲破碎对岩石孔隙度的影响研究*

为研究高压电脉冲破碎技术以改善矿层的孔隙度而提高其渗透性,为原地溶浸采矿创造条件,取上杭紫金山采场原岩,加工成圆柱形试件,利用高压电脉冲破碎装置分别进行了不同电压（90~150）×9 kV下冲击试验,并对冲击前后的试样进行了核磁共振测试,得到了充填体试样的核磁共振孔隙度、孔径分布图等特性参数。试验结果表明,初始平均孔隙度基本处于同一水平的各组原岩试样随着电压值的加大,试件的孔隙度随之增大,两者呈现出二次函数关系,大小孔径孔隙占比均上升,大孔径孔隙变化率在27%~715%,小孔径孔隙变化率在29%~213%。高压电脉冲破碎技术具有较好的增渗效果。     

红砂岩受高压电脉冲击穿作用下的破裂行为试验研究

高压脉冲放电破岩具有绿色环保、能量可控的特色,是一种应用前景广阔的新兴岩石破碎技术。通过电击穿试验分析了高压脉冲作用下红砂岩的破裂机制,研究了不同试件尺寸和放电电压下红砂岩的破裂模式及破裂程度。结果表明：高温和冲击波是导致试件破裂的内在机制。高压电脉冲作用下,红砂岩在电极附近由于等离子通道贯通后的迅速膨胀作用形成击穿区,损伤最为严重。击穿区外侧受冲击波的影响出现径向裂纹,冲击波强度足够时可继续诱发试件边界附近出现剥落裂纹。击穿区、径向裂纹及剥落裂纹的形成与试件的尺寸和放电电压密切相关。采用裂纹密度和分形维数两个指标量化分析了高压脉冲作用后试件的破裂程度。随着试件尺寸增加,试件由块状破碎转变成穿孔破坏模式,试件的裂纹密度、裂纹的复杂程度以及分形维数呈现出降低趋势。随着放电电压的增加,试件由穿孔破坏模式转变成块状破碎,其裂纹密度、裂纹的复杂程度和分形维数呈现增加趋势。     

电脉冲破碎技术在超纯煤制备中的应用前景

由于机械粉碎方法无法使煤中的黏土矿物充分解离,限制了超纯煤制备效率的提高,而由于介电常数的明显差异,在电脉冲破碎中有机质和黏土矿物界面上所产生的电场感应作用可使煤沿有机质和黏土矿物的界面拉裂解离,从而提高破碎效果。分析表明电脉冲破碎相对机械粉碎具有有机质和矿物质解离程度高、低密度破碎产物灰分和黏土矿物含量低等有利于超纯煤制备的优势。     

多宝山铜矿石高压电脉冲破碎预处理试验研究

通过对比高压电脉冲破碎和机械破碎对多宝山铜矿石性质和浮选指标的影响，探索了高压电脉冲破碎预处理对矿石的促进解离、预弱化和预富集等作用效果。采用自制高压电脉冲处理系统在140 kV下对26.5~31.5 mm粒级多宝山铜矿石进行了预处理，并与同条件下的机械破碎产品对比。分别测定了高压电脉冲破碎产品和机械破碎对比样品的硬度指标A×b值、邦德球磨功指数、Cu品位分布、单体解离度和可浮性。结果表明，相比机械破碎产品，高压电脉冲破碎产品的硬度指标A×b值提高了33.9%~39.8%，邦德球磨功指数降低了3.6 kWh/t；高压电脉冲破碎产品的Cu品位随粒度减小而快速增大，能够将69.2%的Cu元素预富集到产率为36.1%的-13.2 mm粒级破碎产品中；通过促进矿物单体解离，高压电脉冲破碎能够将Cu的浮选回收率提高2.33个百分点，精矿铜品位提高约1个百分点。试验结果可以为低品位铜矿石的高效低耗回收提供参考。     

基于Selfrag高压电脉冲放电破岩试验的仿真模拟

高压电脉冲破岩在高温等离子弧的作用下,产生的热应力超过岩石的强度极限时就会使岩石破碎,其破碎坚硬岩石有显著效果.为研究电压、岩石矿物成分、孔隙率3个参数对岩石内电场强度分布的影响,本文基于Selfrag高压电脉冲破岩的试验数据,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了一种针针电极结构仿真模型.结果表明,施加的电压不同,岩石内部电场强度分布不同;电场在不同矿物成分边界发生畸变,不同矿物成分相对介电常数变化越大,产生畸变越明显,高压电脉冲破碎优先发生在不同矿物成分的接触面;岩石内孔隙的存在,使其周围的电场发生了畸变,其他参数一定,孔隙率越大,岩石越容易被电击穿.研究结论可为高压电脉冲钻井破岩参数的选取提供参考.     

矿石的高压电脉冲预处理技术研究进展

介绍了澳大利亚昆士兰大学JK矿物研究中心10 余年来在高压电脉冲技术预处理矿石方面的研究进展。该团队没有采用传统的研究思路,将高压电脉冲作为碎磨矿石的工具,耗费大量电能将矿石破碎到微米级的粒度,而是用较小的高压电脉冲能耗来预处理矿石,改变矿石的可选性,以此提高整个选矿处理流程的生产效率和经济效益。目前研发出了3项高压电脉冲在选矿应用的新技术：高压电脉冲用于矿石的预富集,高压电脉冲用于降低矿石硬度、节省碎磨能耗和高压电脉冲用于改善矿物的单体解离。其中,高压电脉冲技术在含金含铜矿石的预富集中的应用属世界上首次发现,介绍此成果的论文获得了有国际影响力的2017年度CEEC科研奖章。     

分级破碎技术的发展趋势

文章在总结分级破碎设备的研究推广经验的基础上,提出了"处理能力大、破碎粒度大"(两大)和"可靠性高、破碎强度高"(两高)是分级破碎技术的发展趋势。     

基于ANSYS/LS-DYNA的矿石破碎过程动态模拟

基于ANSYS/LS-DYNA对矿石破碎过程进行了动态模拟,分析了破碎齿动力侵彻过程中的冲击应力和挤压应力的变化规律。结果表明:在破碎齿侵入矿石的瞬间,齿尖处存在强烈的冲击应力,该冲击应力会随着齿辊转速的增加而增加;在破碎齿侵入矿石后,齿尖处的应力迅速下降,并趋于稳定。     

本钢歪头山矿石碎磨特性参数研究

以本钢歪头山铁矿石为试验物料,采用JK落重试验和Bond球磨功指数试验研究了矿石的碎磨特性参数。结果表明:冲击粉碎参数A为65.53,b为1.06,A×b为69.46;磨蚀粉碎试验获得的矿石磨蚀系数t_a为0.72;相对密度测定试验获得的矿石相对密度为3.31。Bond球磨功指数试验获得的球磨功指数W_ib为7.64 kWh/t,碎磨特性参数和Bond球磨功指数表明,歪头山矿石属于软矿石范畴,其抗冲击破碎能力和抗磨蚀能力都比较弱,矿石中没有难磨粒子。     

基于高压电脉冲的煤体增透实验台

介绍了一种基于高压电脉冲的煤体增透实验台,详细地描述了实验台的工作原理和各组成系统的功能特性。该实验台由高压脉冲电源、脉冲放电装置、脉冲水激波传递管道、刚性三轴压力室4部分组成,可模拟10 MPa水压、500 m深度原岩应力下的煤体试样钻孔环境,并在此环境下实现最高15 k V的放电实验。该实验台可完成高压电脉冲水激波衰减特性实验、原岩应力下的煤体静态水压致裂实验、原岩应力下的煤体高压电脉冲水压致裂实验等多项研究工作,为高压电脉冲用于煤体增透的应用研究,提供了硬件支持。     

辽宁某铁矿石碎磨特性研究

辽宁某铁矿石铁品位为28.74%,铁主要以赤铁矿形式存在。为确定矿石合理碎磨工艺流程,进行了矿石粉碎特性研究。磨矿功指数试验表明,矿石Bond球磨功指数为8.66 kWh/t,属中硬矿石且易磨,可采用自磨工艺。为进一步考察矿石在自磨(半自磨)机中的粉碎特性,进行了冲击粉碎试验和磨蚀粉碎试验。结果表明：矿石抗冲击粉碎作用模型为t₁₀=80.82×（1-e-0.53×E_cs）,其A×b值为42.8,抗冲击粉碎能力属于中硬范畴;磨蚀指数T_a值为0.28,抗磨蚀能力属于硬的范畴。试验结果可以为该矿石合理碎磨方式的选择提供基础数据支撑。     

磨矿介质对方铅矿矿浆化学性质的影响

为探讨不同磨矿介质对方铅矿矿浆化学性质的影响,选取广东某铅锌铁硫化矿中的方铅矿,在瓷罐瓷球体系和瓷罐铁球体系下进行磨矿试验,分别检测不同磨矿时间下的矿浆pH、矿浆电位Eh、矿浆中溶解氧含量Do、矿浆温度以及矿浆中Pb2+和Fe3+浓度,并根据磨矿过程中发生的局部电池作用和伽伐尼电偶作用的原理,对其影响机理进行分析。试验结果表明:在瓷球和铁球两种磨矿介质条件下,方铅矿矿浆温度基本相同,且随磨矿时间的延长矿浆温度变化不大。但不同的磨矿介质会对方铅矿矿浆pH、矿浆电位Eh、矿浆中溶解氧含量Do、Pb2+和Fe3+浓度造成较大的差异,从而影响方铅矿的浮选行为。      

凤城硼铁矿石选矿试验研究

通过对硼铁矿矿石性质深入细致的分析,查明了磁铁矿、硼镁铁矿、硼镁石、蛇纹石等矿物的物理化学性质及工艺矿物学特征,制定了合理的选矿工艺流程,实现了铁矿物和硼镁石的综合回收利用.     

基于YOLOv4-tiny的铁矿石品位识别技术研究

为实现矿山现场对不同铁矿石品位的智能化识别以及模型在便携设备上的搭载,对不同铁矿石的不 同品位进行了数据增强处理并选择 YOLOv4-tiny 作为训练的神经网络算法。YOLOv4-tiny 深度学习神经网络框 架,采用 CSPdarknet53_tiny 作为主干提取网络并结合 FPN 对岩石图像进行特征提取和学习,在训练过程中采用迁 移学习思想以及早停法对训练进行加速,进而生成铁矿石品位识别模型。最终通过测试集验证,模型对于每种矿 石品位图像识别正确率大于 91%。对于不同环境拍摄的图像以及视频识别也超过 80%。模型可以很好地区分不 同品位的铁矿石,试验证明模型的鲁棒性较强。     

难选铁矿石磁化焙烧机理及闪速磁化焙烧技术

概括了复杂难选铁矿石的类型和选矿现状;总结了复杂难选铁矿石的磁化焙烧机理;介绍了铁矿石磁化焙烧新技术--闪速磁化焙烧技术的特点和典型试验结果,指出闪速磁化焙烧技术可使过去根本无法利用或利用率极低的复杂难选铁矿石得以经济、高效利用。     

某难选金矿的选矿试验研究

针对云南某金矿载金矿物与脉石矿物呈微细粒嵌布,浮选细磨中产生大量次生矿泥,加之原矿有部分易于泥化的粘土矿物,给选别造成困难的特点.采取添加混合分散剂分散矿泥,利用组合捕收剂的协同效应强化浮选过程,经过一粗二扫二精的工艺流程,取得金精矿品位95.67g/t、回收率87.73%的较好分选指标.     

硅镁型红土镍矿烧结试验研究

对印尼某硅镁型红土镍矿进行了烧结试验的相关研究。通过扫描电镜得出此红土镍矿中镍元素和铁元素分布区域完全一致,表明镍元素主要赋存在铁矿物中。通过热重分析可以得到,当试样温度达到700℃时,大部分水分可脱除。分别进行了熔剂全部采用生石灰或石灰石时的烧结试验,得出此红土镍矿烧结混合料的适宜固定碳配比应该在7.5%左右,适宜混合料水分应该在19%~23%,得到的烧结利用系数在1.2~1.4 t/(m2·h),成品率可以达到75%左右。