基于有限元—离散元耦合矿石强度在微波照射下变化规律研究

针对以往研究中有限元无法模拟裂纹开展以及离散元无法考虑试块中微波不均匀性的问题,采用有限元-离散元耦合方法模拟微波弱化矿物的过程,监测模型中强度、温度、裂纹变化情况,根据强度变化分析黄铁矿粒径、含量及微波功率对强度弱化效果的影响。结果显示,微波可以有效降低矿物强度;黄铁矿粒径、含量对微波弱化矿物效果的影响不大,微波功率对弱化效果有着重要影响;矿物强度降低主要发生在一段时间内。结果表明：有限元-离散元耦合方法可以更加准确地描述微波辅助矿物解离;微波辅助矿物解离可以用于含不同粒径、不同含量黄铁矿的矿物解离,提高微波功率、选择合适的照射时间可以有效提高能量利用效率。     

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。     

微波场中矿物颗粒裂纹分布及演化研究

以方铅矿和方解石组成的岩石颗粒为研究对象,采用离散单元法研究了在微波照射下矿物颗粒内部裂纹扩展演化过程及其分布特征,并分析了照射时间、功率密度、能耗、矿物尺寸等的影响。结果表明,矿物裂纹主要表现为拉伸裂纹,根据分布特征及所在位置可以将其分为三类:在方解石内的扩散型裂纹、在方解石和方铅矿交界处的环形裂纹和方铅矿内裂纹,前两者的形成是微波能辅助碎矿磨矿的根本原因。其中方解石内的扩散型裂纹和交界面处的环形裂纹的形成是微波辅助碎矿和磨矿的根本原因。矿物裂纹数目随微波照射时间及能量消耗增长的曲线可以分为两类:功率密度低的为三阶段增长形式,功率密度高的为两阶段增长形式。矿物形成裂纹数目相同的情况下,随着功率密度提高,能耗降低,但高于一定值后,能耗变化不大。微波辅助方法和其他碎矿磨矿的方式类似,矿物越小越难破碎。     

微波照射下岩石损伤的数值模拟研究

以黄铁矿和方解石组成的岩石颗粒为研究对象,利用离散元方法建立简单二相矿物平面模型,为更好地表现微波照射下微裂纹的萌生和发展规律,模型采用平行黏结模型,考虑了影响微波照射效果的主要因素:功率密度、照射时长、矿物颗粒大小及形状,分析了在微波照射下吸波矿物晶体边界破坏过程及破坏规律。     

矿石微波预处理的数值模拟分析

以黄铁矿矿石为研究对象建模,利用ANSYS软件对模型进行有限元分析,得到矿石颗粒在微波作用下的温度、应力分布及作用规律,探究微波作用下矿石强度弱化的细观力学损伤机理。分别建立矿物单质立体模型、方解石基质包裹的单颗粒黄铁矿平面模型以及多黄铁矿颗粒平面模型,仿真结果表明:黄铁矿为微波吸收型,温度呈线性增长;方解石性质影响应力峰值以及初始裂纹的产生;黄铁矿颗粒粒度大,矿石以剪切屈服为主,反之,以拉伸屈服为主。     

吸波矿物含量对微波照射矿石效果的影响

基于电磁热力多物理场耦合,采用fish语言编写耦合程序将有限元和离散元相结合,建立了多颗粒黄铁矿矿石数值计算模型,对微波照射下不同黄铁矿含量的矿石的内部电场和功率密度,温度,裂纹的萌生和发展以及矿石块体的强度变化四个方面进行了研究。结果显示,不同黄铁矿含量的矿石由上至下内部电场强度和功率密度逐渐增大、温度逐渐升高,裂纹由下部萌生并向上部发展,强度随黄铁矿含量的增加而降低;黄铁矿含量越大,其最大电场强度和最大功率密度越小、最高温度越低、裂纹的数量越多、强度变化幅度越小;黄铁矿含量过少或过多均可使矿石升温速率放缓;黄铁矿含量为3%、5%、8%和10%的矿石最佳照射时间为30s,黄铁矿含量为12%和15%的矿石最佳照射时间为20s。     

湖北某金铜选厂尾矿工艺矿物学研究

通过化学多元素分析、偏光显微镜鉴定及X衍射分析等手段,对湖北某金铜选厂尾矿的矿物学特征进行详细研究。结果表明,尾矿的化学成分以Si O2和Ca O为主,含少量Fe。尾矿主要由方解石和石英组成,含少量黄铜矿、黄铁矿及磁铁矿等金属矿物,与化学成分一致。对尾矿进行粒级筛分,尾矿粒度较细,主要集中在0. 045 mm区间内,约占49. 2%,且主要有用元素Fe、Cu、S、Au、Ag也主要集中在0. 045mm区间内,分布率分别为56%、33. 1%、66. 9%、28. 4%及50. 1%。此外,还对尾矿中的主要金属矿物进行了单体解离度统计分析,黄铜矿、黄铁矿单体解离度变化不大;不同粒级脉石矿物的单体解离度变化不大,均在95%以上。     

微波预处理对某碳酸盐铜矿石在磨矿后单体解离的影响

根据矿物学定量分析结果论述了微波预处理对南非一种碳酸盐铜矿石经棒磨后解离情况的影响.被处理的矿石在一台单模式微波加热器中按每批1 kg、在微波功率为10.5 kW的条件下处理0.5 s.为进行微波预处理选用的这种矿样是从给人棒磨机的第三段破碎产品中采集的.然后将经微波预处理的和未经处理的矿石磨细到80%-800 μm.经微波处理后的矿石显示出在较粗的粒度范围(106-300 μm)内明显地提高了单体解离的铜矿物数量.对该矿石中的所有的矿物来说,也都发现了类似的解离度变化.可以认为,微波预处理后能使那些对微波敏感的矿物,在较粗的粒度中达到解离.     

基于连续-离散方法的微波照射下花岗岩力学行为与破裂特征

微波辅助破岩具有绿色、低能耗等优点，是有望实现深部煤炭资源开发中硬岩地层高效掘进的技术手段，其机理引发了工程与学术界的关注。基于花岗岩组分矿物微波吸收升温差异，借助连续介质微波电磁分析及离散元力学模型，实现了微观矿物温度离散赋值，提出了微波照射下花岗岩力学性质的计算分析方法，从温度场分布、力学性质和破坏形态验证了方法的可靠性，揭示了微波照射下花岗岩破裂规律、单/三轴加载条件下的力学行为及破裂机制。计算结果表明：(1)微波照射下，试样出现2个相对低温区域和1个热点区域。在低照射功率(≤2 kW)情况下，试样内部裂纹数量极少；高照射功率(≥3 kW)下，试样内部裂纹以晶粒边界拉伸破坏为主导逐渐发育，并以热点区域为中心向四周延拓形成裂纹网络。(2)对于单轴压缩，试样峰值应力、弹性模量和损伤阈值均随照射功率增加而降低，在高照射功率(≥3 kW)下，力学参数跌落更加明显；当照射功率较高(≥3 kW)时，微波照射后初始裂纹主导了受载试样的裂纹演化，试样呈现沿初始裂纹扩展趋势并出现显著的局部破坏。(3)对于三轴压缩，随照射功率增加，初始围压对试样强度提升效果越发强烈；低照射功率(≤2 kW)下，弹性...     

微波照射下岩石颗粒温度分布及影响因素分析

采用有限元方法对微波照射下由黄铁矿和方解石组成的岩石颗粒的温度场分布进行了分析,并讨论了微波功率和时间对温度场的影响。研究结果表明:岩石颗粒中心温度最高且受微波腔体内电场强度影响;温度梯度最高点位于黄铁矿和方解石的交界面,热应力最大;岩石颗粒最高温度相同时,微波加热功率与时间成反比;岩石颗粒能耗相同时,采用短时间高功率的加热方法可以提高破岩效率。     

某高硫铜硫矿工艺矿物学研究

研究了某高硫铜硫矿的工艺矿物学。结果表明,原矿中铜品位为2.85%,硫品位为24.32%,金含量为0.48g/t,铜、硫、金是主要回收的元素。原矿中的金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、蓝辉铜矿。目的矿物黄铜矿和黄铁矿的嵌布粒度差异较大,且铜矿单体解离度相对较差。在选择工艺流程时应该注重氧化铜矿物的回收,同时要选择合适的磨矿细度,保证目的矿物单体解离。     

焦家金矿床中深部载金矿物成分及微量元素分析

分析了焦家金矿床中深部矿石中主要载金矿物———金属硫化物的物质组成及成分特征 ,查明了金银矿物的物质组成 ,对主要载金矿物黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿的成分进行了重点分析 ,明确了各矿物的化学组成及分布状态 ,并与浅部矿石成分作了对比。同时 ,对矿石中微量元素特征进行了研究 ,分析了不同矿物中微量元素的相关性 ,指明了微量元素特征与成矿温度、压力等矿床成因方面的联系。     

微波照射对鞍山式铁矿石磨矿效果的影响

破碎磨矿能耗在选厂总能耗中占比较大,但其中仅有1%的能量用于新表面的生成,造成了资源的极大浪费。微波照射作为一种有效的预处理手段,能显著提升矿石的磨矿效果。为研究微波照射对鞍山式铁矿石磨矿效果的影响,以鞍山式赤铁矿为主要研究对象,开展了微波照射功率、微波照射时间、矿石块度以及冷却方式等条件试验,同时对比了鞍山式磁铁矿石的磨矿效果。结果表明：①微波照射能显著提升鞍山式赤铁矿石的磨矿效果,最佳的微波照射条件为：矿石块度20~25 mm、微波照射功率3 kW、照射时间45 s、水淬冷却。在此条件下,磨矿产品中-0.074 mm粒级含量为65.80%,相比未经微波处理的矿样,提高了5.57个百分点。②在相同的微波照射条件下,赤铁矿石的磨矿效果要明显优于磁铁矿。微波照射能显著降低鞍山式赤铁矿石和磁铁矿石的最大抗压强度,且赤铁矿石的降低程度要大于磁铁矿石。③SEM微观结构分析结果表明,微波照射后赤铁矿和石英之间出现明显裂痕,有助于提高选择性磨矿效果。赤铁矿石和石英的升温特性曲线表明,微波照射功率3 kW、微波照射时间60 s的赤铁矿石,其中心顶部温度可以达到600 ℃以上,而石英的温度几乎不随微波加热时间而变化,该特性有助于实现有用矿石和脉石矿物的有效分离。     

黄铁矿低温浮选试验及机理分析

我国高寒地区硫化矿资源丰富,由于冬季和夏季矿浆温差大,技术经济指标出现明显的季节性波动,甚至导致冬季停产。基于此,论文以黄铁矿为研究对象,通过单矿物浮选试验研究不同低温条件（0~23℃）下黄铁矿的浮选行为,并检测了Zeta电位、黄药的吸附量及溶液的表面张力。结果表明:黄铁矿回收率随着捕收剂和起泡剂用量的增加而增大;同等药剂用量下,随着温度的降低,黄铁矿回收率大幅下降;同步添加捕收剂和起泡剂,可以显著提升黄铁矿回收率;在强酸性条件下,黄铁矿可浮性最好,温度影响较小,随着pH值增大,黄铁矿回收率下降,低温具有明显的协同抑制作用;温度降低,黄铁矿的Zeta电位增大,零电点向右偏移;丁黄药在黄铁矿表面的吸附量下降,溶液的表面张力增大,不利于黄铁矿浮选。提高矿浆溶液酸度,或者增加捕收剂和起泡剂用量可有效改善温度对浮选的影响。      

印尼某难处理金矿的金赋存状态研究

印尼某金矿,金品位8.61 g/t,选矿浮选金回收率仅为56%,为查明金难选原因,对样品进行金赋存状态研究。结果表明：主要的载金矿物黄铁矿有多种产出形态,不同类型黄铁矿的含Au特征不同,其中微细卵状黄铁矿含Au极高,约250～1 000 g/t;针状黄铁矿含Au量100～300 g/t;其他类型黄铁矿(草莓状、胶状、五角十二面体及立方体黄铁矿)含Au量仅0～25 g/t。因此,微细卵状黄铁矿是最重要的载金矿物,其粒度微细,仅0～3μm,难解离难回收,是导致浮选金回收率低的主要原因。