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。     

颗粒粒径对采空区破碎煤体压实破碎特征影响机制

煤矿采空区垮落带一般由破碎煤岩体组成,在垮落带压实过程中,破碎煤岩体的破碎特征直接影响着垮落带的物理力学性质及孔隙渗流特征。为了研究不同粒径破碎煤样压实过程中的破碎特征及其影响机制,构建了基于曲率半径与接触应力的颗粒材料屈服准则,进行了不同粒径破碎煤样的实验室压实试验与三维数值模拟研究。颗粒破碎准则表明影响颗粒破碎的主要参数为接触颗粒尺寸和接触颗粒的材料参数。得出垮落带相同压实应力条件下,破碎煤岩体尺寸越大,破碎煤岩体之间的接触应力越小。在实验颗粒粒径范围内,加载至相同应力状态下,颗粒粒径越大越不容易破碎,根据加载前后的级配数计算获得的破碎率越小。进而提出颗粒配位数(颗粒接触数)是加载过程中粒径对破碎率影响的主要原因。拥有较少配位数的小颗粒在传递相同应力的时候具有更大的偏应力进而导致相对于多配位数颗粒更容易破碎。加载过程中的量化模拟结果表明在初始粒径颗粒全部破碎时,3种粒径颗粒(10,15以及20 mm)中数量大于100子颗粒的占比分别为6.7%,24.6%,31.5%。随着破碎煤样的加载,不同粒径煤样最大颗粒对应的配位数不断增加,使得破碎煤样能够承受的应力远超过其自身强度。在颗粒配位...     

承压饱和破碎岩石颗粒破碎及渗透率演化特征研究

为探求破碎岩体颗粒破碎及渗透率演化规律,对饱和破碎岩石进行侧向受限下的压缩和渗透试验,利用显微CT观察试样内部的孔隙结构形态,引入相对破碎率定量研究岩石颗粒的破碎规律,并分析其与孔隙度和渗透率之间的关系。试验结果表明,颗粒破碎在压实过程中普遍存在并持续改变试样的粒度分布,在轴向应力达到2 MPa时,细小颗粒(0～2.5 mm)大量出现,占最终增加量的44.6%,同时大颗粒(12～15 mm)明显减少,占最终减小量的45.1%;而应力升至12 MPa后,小颗粒(0～2.5 mm和2.5～5 mm)小幅变化,其余各粒径区间内岩石颗粒的质量变化微弱。相对破碎率和渗透率的变化范围分别为0～0.369 3和3.48×10~(-14)～67.16×10~(-14)m~2,且两者的变化过程均可分为2个阶段,即当轴向应力小于4 MPa时,相对破碎率快速增大,占总增幅的65.6%～74.1%,渗透率快速减小,占总降幅的84.4%～91.1%;而当轴向应力大于4 MPa时,相对破碎率缓慢增大并趋于稳定,渗透率缓慢减小并趋于稳定。渗透率与相对破碎率之间关系可用二次多项式函数拟合,相对破碎率可作为评估渗透率的有效参量。初始粒径配比对渗透率有明显影响,在相同轴向应力下,Talbot指数越大,渗透率越小;而初始粒径配比对相对破碎率几乎无影响。     

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...     

层理角度影响下油页岩优势冲击破碎角度研究

油页岩包含大量层理结构,层理角度的变化会造成破碎形式与破碎粒度的较大差异。为明确层理角度影响下油页岩破碎形式与粒度特征,确定油页岩优势破碎角度,开展油页岩破碎筛分、含油率测定、电镜扫描分析和数值模拟研究。研究结果表明:3～1 mm粒径范围的油页岩颗粒含油率高,是油页岩颗粒破碎的优势粒径范围。油页岩破碎形式受层理结构影响,不同层理角度下,其破碎形式可以分为5种,即穿层劈裂破坏、穿层剪切破坏、劈裂穿层破坏、剪切破坏和劈裂型的剪切张拉破坏。70°、80°和90°层理角度下,破碎后油页岩的粒度较小,优势粒径颗粒含量均达到40%以上。其中80°层理角度优势粒径颗粒含量最高,90°层理角度油页岩颗粒均匀性更好。可以认为油页岩的优势冲击破碎角度为80°～90°。油页岩破碎后的粒度分布函数本质上是对其破碎颗粒分形分布的描述,在此基础上以Weibull分布函数模型对其破碎粒度进行定量描述,结果较为准确。     

落锤冲击破碎下矿石碎屑分布特征实验研究

为了研究矿石冲击破碎后的块度分布情况,利用落锤冲击实验装置,对磁铁矿石试件进行不同冲击高度的破碎实验。通过定义碎屑形态特征、引入分形理论,系统地研究了碎屑的尺寸特征、分形维数等变化规律。研究表明,随着输入能的提高,相同宽厚比的碎屑累积数量与累积质量减少,长宽比则反之;相同长厚比的碎屑数量逐渐降低;长板状碎屑逐渐减少,片状碎屑逐渐增加,碎屑以长板状、柱状与板状居多;由"质量-频率法"与"特征尺度法"所求得的分形维数均逐渐增大。经比较得出,在"特征尺度法"中以碎屑的最大宽度作为特征尺度计算分维值最准确。     

煤的破碎特征研究

根据分形理论建立了煤的冲击破碎块度分布分形表达式,并利用冲击式破碎装置进行了正交试验。结果表明:在双对数坐标下的回归曲线均为直线,并且线性回归良好,说明使用分形方法可以描述煤的冲击破碎块度的分布特征。分析煤的冲击破碎块度分形维数的影响因素,冲击速度的影响最为显著,物料硬度的影响次之,冲击次数的影响很小;分形维数随着煤硬度的增加而减小,随着冲击速度的增大而增大。     

内蒙某含锌矿石的工艺矿物学研究

为了探索内蒙某锌矿石的工艺矿物学特性,对该矿石开展了系统性的工艺矿物学分析,结果表明：该矿石中含锌8.25%,矿石中硫化锌中的锌占40.12%,碳酸锌中的锌占49.09%,硅酸锌中的锌占8.39%,其它部分锌含量为2.42%;矿石中的主要锌矿物有菱锌矿、闪锌矿(含铁闪锌矿)、异极矿;另有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等铁矿物,方铅矿、白铅矿,铅硬锰矿等铅矿物,微量的黄铜矿和赤铜矿等铜矿物;脉石矿物主要由石英、方解石、重晶石、天青石和少量或微量的云母(绢云母、黑云母等)、长石(钾长石、钠长石、斜长石等)、粘土矿物、辉石、闪石、绿泥石等组成,为该矿石资源的开发提供了主要的参考依据。     

反击式破碎机在巴里特富矿石破碎中的研究

本文论述了反击工破碎机在巴里选厂特富矿石破碎中的工业试验情况。用反击式破碎机代替传统的常规破碎机，不仅简化了流程和设备，起到了节能降耗的效果，而且产品粒度细而均匀，平均粒度下降约50％，符合多碎少磨的原则。     

燃煤过程中孔隙结构变化对煤焦破碎的影响

煤的脱挥发分过程和焦炭的燃烧都会导致颗粒的破碎,破碎对燃烧特性以及污染物的排放(如煤粉的燃烬时间、飞灰粒径分布等)有很大的影响。孔隙结构的变化尤其是大孔隙率的变化是导致破碎发生的主要原因之一。本文主要运用逾渗理论计算了破碎发生时的临界孔隙率,并讨论了反应温度、初始孔隙率、粒子导热率等条件对孔隙率变化(即破碎发生)的影响。结果表明温度升高,破碎越容易发生;一般破碎发生在颗粒的中心处;反应气体与炭粒热导率比值越大,大孔隙率越易达到临界值,破碎发生机率增大。     

微波技术在矿石粉碎中应用的研究进展

矿石的粉碎作业在选矿厂中消耗的能量最多,目前国内外大多从设备和工艺两方面入手,进行节能降耗。微波技术是一种新型加热方式,由于被加热物料介电特性不同,引起被加热物料温度产生差异,这种特殊的加热方式有助于矿石粉碎。概述了微波在矿石破碎和磨矿过程中,促进裂纹的产生和扩展,降低粉碎过程中的能量消耗作用。同时对现阶段微波技术在矿石破碎中存在的问题作出分析,并对今后微波在矿石粉碎过程应用进行了展望。     

微波照射下矿物颗粒温度分布及影响因素分析

以黄铁矿和方解石组成的矿物颗粒为研究对象, 利用ABAQUS有限元软件建立了三维数值计算模型, 分析了微波场矿物颗粒的温度分布及演化特征, 并考虑了微波照射时间、功率密度及矿物晶体尺寸的影响作用。结果表明: 微波场中矿物中心温度最高, 黄铁矿内部温差较低, 方解石内部温差较大, 不同微波照射时间下温度分布相似; 矿物颗粒的中心温度、表面温度、内外温差及升温速率都与功率密度呈线性增长关系, 与黄铁矿晶体大小呈指数增长关系。     

汉源磷钾矿矿石性质及工艺特性研究

对汉源磷钾矿的化学组成及矿物组成进行了研究。结果表明 ,汉源磷钾矿主要矿物为氟磷灰石 (31% )和钾长石 (4 2 % ) ,P2 O5含量 13.5 6 % ,K2 O含量 7.0 5 % ,杂质含量较高。形貌分析显示 ,氟磷灰石为致密、深黑色颗粒 ,钾长石则为疏松砂状颗粒。同时对汉源磷钾矿的反应特性及发泡特性进行了研究     

内蒙古某银多金属矿床矿物工艺学研究

对内蒙古某银多金属矿的矿石进行了工艺矿物学研究,确定了该矿石中主要成矿元素Ag和伴生元素Pb、Zn的存在形式,主要矿石矿物的组构特征以及影响选矿回收指标的矿物学因素等。研究结果表明,矿石属于低品位铅锌的硫化银矿石,方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等以细粒嵌布为主。选矿以富集回收银为主,其次是锌和铅。由于铅品位及铅矿物的矿物相对含量较低,单独产出合格的铅精矿比较困难,而以银铅混合精矿回收为主。     

二次铝灰工艺矿物学特性研究

二次铝灰因成分复杂且含有毒害组分,物质组成及堪布特性不明限制了二次铝灰的无害化处置和有价组分的资源化利用。本研究利用XRF、XRD、激光粒度、SEM-EDS等对山东某铝电公司的二次铝灰进行了工艺矿物学特性研究。结果表明:二次铝灰中主要含Al、Mg、F、Si、K、N等元素,Al组分含量达到约84.933%;二次铝灰中主要含铝物相有Al_2O_3、金属Al、AlN、MgAl_2O_4等。AlN、金属Al、Al_2O_3含量分别为18.13%、12.41%、25.89%,总的铝物相含量为56.43%。二次铝灰粒度细,且分布不均匀,d(0.1)为1.058μm,d(0.5)为37.544μm,d(0.9)为264.882μm;含铝组分主要为氧化铝、尖晶石和铝锰合金;铝的氧化物主要以粒状存在且粒度较小,铝镁尖晶石组分以针状存在,部分以粒状、放射状存在;铝金属组分以游离颗粒单独存在,部分与锰铁组分紧密共生,以合金的形式存在。含氟组分浸染在铝镁组分中,铁和硅等微量组分以合金态集中存在于二次铝灰中,钾组分含量较低且与铝镁组分紧密共生。     

新疆某铅锌矿的选矿工艺研究

为了得到合格的铅锌精矿产品,本次试验通过先选铅、铅尾矿选锌的铅锌优先浮选流程,得到铅品位60.01%、回收率90.35%的铅精矿和锌品位49.15%、回收率87.08%的锌精矿。针对该矿石采用铅锌优先浮选流程比采用铅锌混合浮选流程更容易得到合格的精矿产品。     

云南建水荒田铅锌矿床矿石矿物特征及成矿期次

虽然我国铅锌矿床在各地质时代均有分布、类型较齐全、成矿作用复杂多样,但成矿地质时代及成矿期相对集中,研究矿石矿物特征对分析矿床成因、成矿作用以及找矿工作都有一定的帮助。通过对荒田铅锌矿矿石矿物特征的系统研究表明,硫化矿中金属矿物主要为闪锌矿及方铅矿,脉石矿物主要为石英、方解石及白云石;氧化矿石中金属矿物以菱锌矿、白铅矿及异极矿为主,脉石矿物主要为石英。根据矿床地质特征、矿物共生组合以及矿物穿插交代关系等,确定了主要矿物的生成顺序,并将矿床划分为火山沉积期、热液硫化物期和表生期,其中热液硫化物期为主要成矿期,此外闪锌矿-方铅矿阶段的成矿温度为226~290℃之间,属中温热液成矿。因此,荒田铅锌矿床属火山沉积-岩浆期后热液叠加改造成因。     

冲击破碎法破碎特富矿石的应用研究

介绍了反击式破碎机在巴里选矿厂特富多金属锡石硫化矿工业试验应用情况。该机与常规破碎方式相比，能够使矿石实现选择性破碎及解离，提高金属矿物的单体解离体，有用金属矿物在破碎产品的中间级别富集，有利于对金属矿物的重选回收。     

白云鄂博多金属矿含铁矿物嵌布特性研究

白云鄂博多金属矿是我国复杂难选铁矿资源之一,近年来对多金属矿进行技术攻关,但铁资源利用率较低。为了解矿石性质的变化,采用化学分析、矿物参数自动定量分析系统、偏光显微镜、扫描电子显微镜等方法及设备对多金属矿中铁矿物进行嵌布特性研究。结果表明：多金属矿中TFe含量为31.55%,主要含铁矿物为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿（磁黄铁矿）、菱铁矿,其中磁铁矿含量占9.467%,赤铁矿含量占31.280%。矿石中铁矿物以磁性铁和赤褐铁两种铁物相为主,磁性率为49.15%,为混合铁矿石类型。矿石中磁铁矿多与脉石相互交织形成网状嵌布,且夹杂少量黄铁矿,而赤铁矿多以斑状、粒状、浸染状、鳞片状集合体嵌布,两者中存在微细包裹体结构。铁矿物粒度不均,在-0.040mm粒级约55%,且磁铁矿、赤铁矿与28种矿物嵌连,主要是萤石,赤铁矿、磁铁矿、稀土、石英、重晶石、方解石、铁白云石。在-0.074mm占60%的磨矿细度下,铁矿物解离度达82.78%,但微细粒铁矿物包裹体与脉石、微细粒脉石矿物包裹体与铁矿物均解离困难,阶段磨矿及充分细磨是铁矿物高效回收的关键。