基于分形理论的磁铁矿石多级破碎演化特征

为研究磁铁矿石多级破碎的演化特征,基于岩石破碎分形理论,构建了磁铁矿石多级破碎的物理试验模型,采用落锤冲击试验机开展不规则磁铁矿石多级破碎试验,模拟磁铁矿石从初始粒度破碎至目标粒度的一般过程,实现了矿石机械破碎过程的室内试验反演,揭示了碎块粒度与分布特征逐级演化规律.结果 表明:粒度级配曲线、平均粒径、中值粒径和粒度分...     

基于矿物学特征的磁铁矿石破碎解离预测研究

为研究矿石矿物学特征对破碎后矿物解离程度的预测机制,以水厂铁矿沉积变质型磁铁矿石为研究对象,采用偏光显微镜观测矿石结构、构造与粒级组成,对比冲击破碎与二段磨矿产品的品位特征,分析磁铁矿石的破碎性质,预测矿石破碎后不同粒度范围下矿物颗粒的解离程度。结果表明,水厂铁矿磁铁矿石的结构构造简单,破碎过程中易产生沿晶断裂,冲击破碎至嵌布粒度的磁铁矿颗粒解离程度高于二段磨矿后磁铁矿颗粒的解离程度。矿石结构与构造特征可以反映矿石破碎与矿物解离的难易程度,通过分析磁铁矿石原矿矿物的粒级组成,可以有效预测矿石破碎后不同粒度范围内的矿物解离程度。研究结果丰富了矿石碎磨特性的分析方法,为矿山改进矿石加工工艺、实现节能增效提供了理论依据。     

SHPB试验中高低温作用后深部砂岩破碎程度与能量耗散关系分析

利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,研究了在常温下对经历-15~1 000℃温度处理后砂岩的动态破坏特性,得到了入射波能量、吸收能量、比能量吸收值、碎屑的质量分形维数与平均破碎块度之间的关系,分析了深部砂岩在破坏过程中温度对破坏程度和能量耗散的影响。结果表明,温度对岩石的破碎程度和能量耗散的影响十分显著。以20℃(室温)为分界点,碎屑的质量分形维数和平均破碎块度随温度变化趋势一致,-15~20℃随温度的上升而逐渐增大,20~1 000℃随温度的上升而逐渐减小。入射波能量、吸收能量和比能量吸收值随温度变化趋势一致,-15~20℃时,以-5℃为分界点,-5℃以下随温度升高逐渐增大,-5℃以上随温度升高逐渐减小;20~1 000℃时,以400℃为分界点,400℃以下随温度升高逐渐增大,400℃以上随温度升高逐渐减小。     

基于SHPB的构造煤动态力学特性试验研究

为探究构造煤在冲击动载作用下的力学特性,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）试验装置对赵庄煤矿3#煤样进行冲击试验,冲击气压设定为0.15、0.2、0.3 MPa。研究结果表明：不同冲击动载作用下,构造煤应变率随应变增大均呈M型,且具有显著的阶段特征,其最大应变率、平均应变率随冲击动载的增大而增加;低应变率条件下,煤样的应力-应变特性表现为显著的脆性材料特征,且动态抗压强度与平均应变率呈线性增大特征。热活化机制是低应变率煤岩动力学特性衍化的决定机制。     

岩石试件SHPB劈裂拉伸试验中能量耗散分析

利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,对厚径比0.5的煤矿砂岩巴西圆盘试件进行对径加载,采取改变驱动气压的方法实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验。研究了砂岩试件动态劈裂拉伸破坏过程中的能量构成和耗散特征;尝试从能量角度出发,对砂岩试件动态劈裂拉伸破坏形态、平均应变率效应和动态拉伸应力强度进行能耗分析;发现试件吸收能量绝大部分耗散于岩石的损伤演化和变形破坏,可以较好地反映砂岩试件在冲击载荷作用下的抗拉性能变化。结果表明：砂岩试件拉伸应力强度与吸收能量随平均应变率增加近似对数关系增加,表现出显著的应变率相关性。研究成果可为岩石类脆性材料动态拉伸力学性能研究提供参考。     

岩石冲击破碎块度分形与能量耗散特征研究

为研究冲击荷载作用下岩石能量吸收与破碎分形特征,应用霍普金森试验系统对0.6、0.8、1.0、1.2、1.4长径比花岗岩进行动态冲击试验,分析了应变率效应和尺寸效应对花岗岩试件的破碎能耗和破坏形态的影响;在考虑时间因素的基础上,提出一种新的能时密度指标来评价能量耗散,结合分形维数计算与能时密度分析,研究岩石在冲击过程中的能时密度与分形特征。结果表明：0.6 ~ 1.4长径比花岗岩试件的应变率和能时密度均符合乘幂关系,同种长径比试件的能时密度随应变率增大呈递增趋势;在48.8 ~124.2 s_^-1应变率区间内,分形维数随应变率增加显著增大;花岗岩试件在动荷载下的能时密度和分形维数符合乘幂关系,单位时间内岩石吸收能量越多,分形特征就越明显;引用能时密度结合岩石破碎块度的分形维数计算,能够定量研究岩石单位时间内的能量吸收规律。     

尖端形态对磁铁矿石破碎特性的影响研究

如何降低磁铁矿石碎磨能耗是业界的重大课题。针对磁铁矿石生产过程中外观形状的高度不规则性,明确尖端形态对破碎特性的影响,为降低破碎能耗提供理论支撑。利用HOG特征提取法提取了磁铁矿石的尖端形态,运用导杆式落锤冲击试验系统,对不同尖端形态的磁铁矿石进行了冲击破碎试验。研究表明,HOG图像特征提取法提取尖端形状为单棱端、三棱端和平端;尖端突起促进了冲击破碎,且尖端部位和尖端对应的底部先破坏,以此为初始点,破坏逐渐向其他部位扩散;尖端磁铁矿石的冲击力时程曲线主要分为冲击力高幅快速震荡阶段和冲击力震荡平稳阶段,低尖端突起量冲击力高幅快速震荡阶段最显著,尖端突起量增大促使冲击力震荡平稳阶段逐渐显著,且具有良好的冲击稳定性;随着单棱磁铁矿石斜面幅度的增加,冲击力震荡平稳阶段逐渐显著。     

矿石冲击破碎试验方法综述

落重锤及旋转破碎仪已广泛应用于国内外自磨与半自磨机的选型计算领域,上述两种方法均采用窄粒级入料进行破碎表征测试,存在成本高、效率低、工作量大、工作周期长等问题。为快速、准确地获得试验所需的表征数据,有学者提出了一种新型宽粒级快速入料测试方法,与传统测试表征技术相比,新方法经济高效、工序简单,显著降低了测试成本和时间。在对传统窄粒级破碎表征测试方法和新型宽粒级快速入料测试方法的试验流程、数据处理算法和依托的破碎数学模型进行综述的基础上,就试验流程和试验结果的可靠性进行了新老方法对比和评估,指出了宽粒级破碎表征试验结果与传统表征试验结果仅相差±1个标准差,因此,新方法是快速表征矿石破碎性质的有效方法。     

单轴冲击荷载下冻土能量耗散特性试验研究

为研究应变率和含水率对冻土能量耗散的影响,通过■50 mm分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)动力学试验,综合研究了不同冲击速度(4～10 m/s)、不同含水率条件(9%～18%)下冻结黏土的能量耗散特性。试验结果表明：(1)从耗散能的角度将冻土破坏吸能过程分为3个阶段：缓慢增长、快速增长和趋于稳定阶段;耗散能、反射能和透射能与入射能间呈一次函数正相关(R²>0.94),且入射能、反射能、透射能和耗散能与平均应变率间也存在线性正相关关系(R²>0.87);随含水率增加,能量反射系数、能量透射系数和能量耗散系数分别呈先递减后增加、先递增后减少和先递增后减少趋势。研究成果为冻土区爆破工程施工提供借鉴参考。     

某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性分析

为研究某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性,结合圆锥破碎机工作原理,利用Tavares模型建立矿石颗粒群破碎模型,分析了圆锥破碎机矿石颗粒群破碎仿真的破碎特征,同时与圆锥破碎机动态破碎实验进行对比。结果表明：1)圆锥破碎机矿石颗粒群破碎过程主要分为紧密阶段、初始破碎阶段、粉碎阶段、排料阶段四个阶段;2)圆锥破碎机动态破碎后粒级分布表明,矿石颗粒群碎后粒级分布基本相同,圆锥破碎机矿石颗粒群碎后矿石颗粒粒径主要分布在10 mm以下,平均占比为67.56%,6 mm以下矿石颗粒物料含量占比不大,平均占比为17.51%;3)通过对比仿真与试验,验证了Tavares模型在圆锥破碎机破碎仿真模拟的有效性,同时标定了矿石颗粒群的Tavares模型仿真参数,为矿石颗粒的破碎仿真提供了新的思路,研究结果可为后续圆锥破碎机设计和性能测试提供参考。     

球磨机中介质形状对钒钛磁铁矿破碎参数的影响研究

以0.83～2mm、0.35～0.83mm两种单一粒径的攀西钒钛磁铁矿为原料,钢球和短圆柱形钢锻为介质,设定磨矿浓度80%、磨矿时间0.5、1、2、4、6、8、10min、磨机转速96r/min,钢球的配比为D30∶D25∶D20=42∶60∶93,短圆柱钢锻配比为D30×30∶D25×25∶D20×20=28∶40∶62,介质充填率为40%。研究结果表明:不同形状的磨矿介质对钒钛磁铁矿的破碎遵循一阶动力学模型,且在短时间内短圆柱钢锻的破碎速率Si明显高于钢球的破碎速率,在短时间内介质形状对初始破碎分布参数的影响较大。     

某超贫钒钛磁铁矿选矿试验研究

对某超贫钒钛磁铁矿开展了选矿试验研究,在工艺矿物学研究的基础之上,采用预选和再磨弱磁选工艺,获得了铁精矿铁品位58.32%,回收率60.76%的试验指标。     

贫磁铁矿的湿式预选试验及分析

贫磁铁矿由于含铁量低，采用常规工艺分选处理时，由于成本高而难以实施。通过采取细碎后湿式磁选预选方法，抛除旧大发合格废石后，可以将该贫磁铁矿变成为具有开发利用价值的矿物。对一种磁铁矿在破碎到10mm后的湿式磁性预选试验表明，可将该含铁21.92%的贫磁铁矿富集到51.21%，抛除约2／3的废石量。初步试验表明，在磁场强度进一步提高后，将尾矿品位降低到5％以下是可能的。预选抛尾后的贫磁铁矿分选处理，具有良好的经济可行性。     

铁矿石粉碎能耗合理分布模型的研究

按照系统能耗最低原则,研究了冀东鞍山式磁铁矿石粉碎过程包括爆破、破碎、磨矿作业作为一条作业线,构建了矿石粉碎过程各工艺环节能耗合理分布模型.运用该研究成果,对马兰庄铁矿的爆破、碎矿、磨矿等作业的能耗分布进行优化分配,适当提高能量利用率较高的爆破、碎矿作业的能耗,降低能量利用率较低的磨矿作业的能耗,使矿石粉碎总成本下降了4.01元/t(原矿),每年节省费用721.8万元,节能降耗效果显著.     

FCSMC浮选柱提铁降硅工业试验研究

以FCSMC浮选柱作为关键反浮选设备, 在鞍钢弓长岭选矿厂进行了磁铁精矿提铁降硅工业试验, 采用一粗二扫工艺流程可使铁精矿品位提高到69.15%, SiO₂含量降至4.40%, 铁回收率达到95.81%, 且指标稳定, 流程简化, 证明了该设备的先进性和可靠性。     

PDB断带保护器在带式输送机上的应用

应用PDB断带保护器有效地防止了胶带的“飞带”事故。本文介绍其适用条件、主要结构及安装要点。     

应力波穿越节理时能量耗散过程与机理研究

通过SHPB对含节理岩石的动力加载试验,详细剖析了应力波穿越节理岩石时的能量耗散过程和能量耗散机理,研究显示：波型的多样化与应力状态的复杂性是导致系统发生能量耗散的根本原因;对SHPB冲击加载过程中系统能量耗散方式的探讨结果表明,能量耗散主要有3种类型：分别是塑性势能、表面能以及热能,并从微观层面解释了上述3种能量耗散...