專利名稱：一種鈦鐵礦微波助磨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦鐵礦微波助磨的方法，屬于磨礦技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磨礦被認(rèn)為是礦物加工過程中能量消耗最大的工序之一，并且能量的利用效率非常低。Walkiewicz等研究證實，磨礦作業(yè)所消耗整個選礦過程總消耗能量的50% 70%，而常規(guī)磨礦的能量效率大約只有1%左右，其它作為熱量被材料本身和相關(guān)設(shè)備消耗。因此， 為了提高礦物破碎和磨細(xì)過程中的能量利用效率，增加產(chǎn)量并降低能耗，各國科技工作者進行了大量的研究目前國內(nèi)研究認(rèn)為，在礦物的破碎和磨細(xì)過程中，兩大因素對整個過程的能耗有著決定性的影響。一是原礦物的性質(zhì)，主要是抗拉強度、抗壓強度和微裂紋等巖石力學(xué)性能；另一個重要的影響因素是操作的工藝條件。碎磨的本質(zhì)在于改變礦石本身的性質(zhì)，如果通過一定的手段改變礦石性質(zhì)，并能降低礦物的強度和改善礦物解離的能力，就可以提高破碎過程的效率和能量的利用率。鈦鐵礦原礦中Fe、Ti致密共生，鐵不但賦存于釩鈦磁鐵礦中，而且在鈦鐵礦、硅酸鹽礦物和硫化物中都有一定數(shù)量的鐵，并呈細(xì)粒狀嵌布。僅僅就磁性而言，其中有鐵磁性物質(zhì)的磁性，也有化合物的磁性、氧化物的磁性。鈦鐵礦具有復(fù)雜的礦物結(jié)構(gòu)和磁性特點，造成該礦物磨細(xì)和選礦過程中的困難，影響了選礦產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈦鐵礦微波助磨的方法，采用微波加熱對礦石進行預(yù)處理，微波加熱導(dǎo)致鈦鐵礦內(nèi)部產(chǎn)生了明顯的晶粒間裂紋，這些裂紋使得礦石更易于磨碎， 提高了磨礦的效率，可以在較短的磨礦時間內(nèi)將鈦鐵礦破碎的更細(xì)。一種鈦鐵礦微波助磨的方法，包括以下步驟
將鈦鐵礦進行初步破碎粒度至20 50mm，自然干燥30 60h，再進行微波輻照20 60s，然后立即放入常溫條件下的水中冷卻5 lOmin，最后將水冷后的樣品再次自然干燥 30 60h后，送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎。所述鈦鐵礦中化學(xué)成分重量百分比包括Fe 25% 40%，TiO2 10% 20%，SiO2 20% 30%，CaO 5% 8%，MgO 5% 12%，Al2O3 2% 7%。所述鈦鐵礦初步破碎后的粒度優(yōu)選為21 29mm。所述微波輻照裝置的功率為1 6kW連續(xù)可調(diào)，頻率為2350 2550MHz。本發(fā)明的原理是根據(jù)材料和微波間的相互作用情況，將材料分為微波透過體、微波反射體、微波吸收體和兩種以上介電常數(shù)不同的材料組成的混合體四大類。微波加熱主要是通過微波在物料內(nèi)部的能量耗散來直接加熱物料，與常規(guī)加熱由表及里的熱傳導(dǎo)加熱方式不同。微波輻照具有選擇性加熱、加熱速度快且熱損失小的特點。利用微波快速加熱礦石基體中能吸收微波能的有用礦物將會產(chǎn)生熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力能夠使得礦物顆粒沿其邊緣產(chǎn)生裂隙，結(jié)果使礦樣在后續(xù)工藝中變得更易于磨碎。磁鐵礦屬于吸波物質(zhì)，在微波場中能顯著吸收微波能量而被迅速加熱，而脈石成分中的硅酸鹽等礦物則不能吸收微波，也就不能被微波直接加熱。所以，微波輻射后礦物中不同組分間產(chǎn)生的溫度梯度導(dǎo)致了晶粒間產(chǎn)生熱應(yīng)力，隨著熱應(yīng)力的增大，晶粒間產(chǎn)生了微裂紋本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果 1.利用微波輻照，作用范圍廣泛。2.對環(huán)境友好，無污染。 3.處理方法簡單，易操作，成本低，易推廣。4.微波加熱導(dǎo)致鈦鐵礦內(nèi)部產(chǎn)生了明顯的晶粒間裂紋，這些裂紋使得礦石更易于磨碎，提高了磨礦的效率，可以在較短的磨礦時間內(nèi)將鈦鐵礦破碎的更細(xì)。


圖1為本發(fā)明實施例1中經(jīng)微波處理后的鈦鐵礦的SEM檢測圖。
具體實施例方式實施例1
稱取質(zhì)量為50g鈦鐵礦，鈦鐵礦中成分為Fe含量為40%，TiO2含量為10%，SiO2含量為20%，CaO的含量為5%，MgO含量為5%，Al2O3含量為2%，雜質(zhì)含量為18%。對鈦鐵礦進行初步破碎后自然干燥30h，破碎后的粒度為20mm ；將破碎后的樣品干燥30h ；干燥后對樣品進行微波輻照，微波加熱所選用的微波加熱裝置的功率為lkW，頻率為2450MHz，輻照時間為20s，輻照后立即進行水冷5min ；將水冷后的樣品再次進行干燥，干燥后送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎，在磨礦后其產(chǎn)品中通過200目篩子的礦石含量由原礦的66%提高至94%。采用本方法，經(jīng)微波處理后的鈦鐵礦顆粒沿其邊緣產(chǎn)生裂隙(參見圖1)，使其在后續(xù)工藝中變得更易于磨碎。實施例2 稱取質(zhì)量為500g鈦鐵礦，鈦鐵礦中成分為Fe含量為25%，TiO2含量為 20%，SiO2含量為30%，CaO的含量為8%，MgO含量為12%，Al2O3含量為4%，雜質(zhì)含量為1%。對鈦鐵礦進行初步破碎后自然干燥40h，破碎后的粒度為50mm ；將破碎后的樣品干燥60h ；干燥后對樣品進行微波輻照，微波加熱所選用的微波加熱裝置的功率為6kW，頻率為2350MHz， 輻照時間為60s，輻照后立即進行水冷IOmin ；將水冷后的樣品再次進行干燥，干燥后送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎，在磨礦后其產(chǎn)品中通過200目篩子的礦石含量由原礦的50%提高至85%。實施例3 稱取質(zhì)量為200g鈦鐵礦，鈦鐵礦中成分為Fe含量為30. 67%，TiO2含量為 15. 71%，SiO2 含量為 20. 38%, CaO 的含量為 6. 48%，MgO 含量為 7. 12%，Al2O3 含量為 3. 33%, 雜質(zhì)含量為16%。對鈦鐵礦進行初步破碎后自然干燥60h，破碎后的粒度為21mm ；將破碎后的樣品干燥40h ；干燥后對樣品進行微波輻照，微波加熱所選用的微波加熱裝置的功率為 3kW，頻率為2550MHz，輻照時間為40s，輻照后立即進行水冷Smin ；將水冷后的樣品再次進行干燥，干燥后送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎，在磨礦后其產(chǎn)品中通過200目篩子的礦石含量由原礦的60%提高至95%。
實施例4 稱取質(zhì)量為800g鈦鐵礦，鈦鐵礦中成分為Fe含量為28. 88%，TiO2含量為 17. 62%，SiO2 含量為 24. 55%, CaO 的含量為 7. 11%，MgO 含量為 8. 20%，Al2O3 含量為 2. 36%, 雜質(zhì)含量為11. 3%。對鈦鐵礦進行初步破碎后自然干燥45h，破碎后的粒度為29mm ；將破碎后的樣品干燥40h;干燥后對樣品進行微波輻照，微波加熱所選用的微波加熱裝置的功率為4kW，頻率為2450MHz，輻照時間70s，輻照后立即進行水冷Smin ；將水冷后的樣品再次進行干燥 ，干燥后送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎，在磨礦后其產(chǎn)品中通過200目篩子的礦石含量由原礦的60%提高至92%。
權(quán)利要求
1.一種鈦鐵礦微波助磨的方法，其特征在于包括以下步驟先將鈦鐵礦進行初步破碎粒度至20 50mm，自然干燥30 60h，再進行微波輻照20 60s，然后立即放入常溫條件下的水中冷卻5 lOmin，最后將水冷后的樣品再次自然干燥30 60h后，送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的鈦鐵礦微波助磨的方法，其特征在于所述鈦鐵礦中化學(xué)成分重量百分比包括Fe 25% 40%，TiO2 10% 20%，SiO2 20% 30%，CaO 5% 8%，MgO 5% 12%，Al2O3 2% 7%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鐵礦微波助磨的方法，其特征在于所述鈦鐵礦初步破碎后的粒度優(yōu)選為21 29mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鐵礦微波助磨的方法，其特征在于所述微波輻照裝置的功率為1 6kW連續(xù)可調(diào)，頻率為2350 2550MHz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦鐵礦微波助磨的方法，屬于磨礦技術(shù)領(lǐng)域。先對樣品進行、破碎、干燥，然后樣品進行微波輻照，輻照后立即水冷，最后將水冷后的樣品再次進行干燥，干燥后送入磨礦設(shè)備進行進一步破碎。微波加熱可導(dǎo)致鈦鐵礦內(nèi)部產(chǎn)生明顯的晶粒間裂紋，這些裂紋使得礦石更易于磨碎，提高了磨礦的效率，可以在同樣的磨礦時間內(nèi)將鈦鐵礦破碎的更細(xì)。
文檔編號B02C19/18GK102343301SQ20111023594
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者張利波, 張澤彪, 彭金輝, 郭勝惠, 陳晉, 陳菓 申請人:昆明理工大學(xué)