一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置，包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源；绝缘筒体的底部与脉动装置装配在一起；脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接，鼓动隔膜的底部与排矿口连接，脉动锥形体设置在排矿口内，底部与连杆铰接，连杆的另一端与偏心轮铰接；盖板上设有多个伸缩装置，伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在高压陶瓷电容器上，高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起；脉冲绝缘筒体底端上的筛网安装高压负极。本发明专利技术的装置能够减少无效电破碎过程，提高处理效率；提高破碎产品的有用矿物含量，提高破碎产品单体解离度。
【技术实现步骤摘要】
一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置
本专利技术属于矿物加工
，特别涉及一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置。
技术介绍
我国有色矿产资源的特点是贫、细、杂；例如，单一的铅锌富矿很少，低品位矿和共生矿多，其特点是嵌布粒度都比较细；传统白钨矿在磨矿过程中容易泥化，且与脉石矿物表面化学性质相似，可浮性相近，选别难度大；因此，我国有色矿石的选矿工作面临难度更大、效率低且成本高等诸多问题；其中矿石破碎领域最重要的问题有：破碎和磨矿设备投资和维护费用很高、能耗大、产生过多的不能处理的细粒级和解离不充分的粗粒级，增加了后续选别作业的难度。目前工业上所采用的破碎方法主要是机械粉碎；传统的矿石碎磨主要依靠机械能冲击、剪切和研磨使矿石碎裂、剥蚀达到矿物单体解离的目的，其破碎机理决定了大部分矿石以穿晶破碎为主，使得有用矿物与脉石矿物无法实现有效分离；随着矿石机械碎磨粒度的减小，单体解离的目的矿物量越来越多，但分选方法对目的矿物的回收能力却随着解离粒度的减小而下降。
技术实现思路
针对现有机械破碎技术存在的上述不足，本专利技术提供一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置，利用金属矿石中有用矿物与脉石矿物的介电常数、电导率等电学性质差异较大的特点，采用伸缩装置、尖状高压负、筛网以及脉动排矿装置组合结构，选择性破碎矿石，确保粉碎产品中单体解离有用矿物的数量满足后续工艺的要求，减少后续处理能耗。本专利技术的用于矿石预粉碎处理的高压电脉冲装置包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源；脉冲绝缘筒体上部为圆筒状，下部为倒置的圆台状，顶部设有盖板，盖板上设有通道与给矿仓连通；绝缘筒体的侧壁套有支撑架，底部与脉动装置装配在一起；脉动装置由脉动绝缘筒体、鼓动隔膜、排矿口、脉动锥形体、连杆和偏心轮组成，脉动绝缘筒体的侧壁上设有进水口与水泵连通，脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接，鼓动隔膜的底部与排矿口连接，脉动锥形体设置在排矿口内，脉动锥形体底部与连杆的一端铰接，连杆的另一端与偏心轮铰接，偏心轮通过电机驱动；所述的鼓动隔膜材质为橡胶；排矿口与产品收集器的进料口连通，产品收集器的侧壁上设有出水口；所述的盖板上设有多个伸缩装置，伸缩装置由铜棒、高压电极、上固定块、下固定块和弹簧组成，上固定块固定连接在铜棒上部，下固定块固定在盖板上，铜棒穿过下固定块并与下固定块滑动密封连接，高压电极与铜棒底部固定连接，弹簧顶端与下固定块固定连接，弹簧底端与高压电极固定连接，并且弹簧环绕在铜棒外部；各伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在两组高压陶瓷电容器上，高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起，交流点火变压器通过单向调压器与电源装配在一起；脉冲绝缘筒体的底端固定连接有接地电极，接地电极穿过支撑架接地；脉冲绝缘筒体的圆筒状部分的底端固定安装有筛网，筛网上安装有多个高压负极。上述装置中，偏心轮的中轴与电机装配在一起，连杆与偏心轮铰接的位置位于中轴以外的部分。上述装置中，水泵的进水口与水槽的出水口连通，水槽的进水口与产品收集器侧壁上的出水口连通。上述的脉冲绝缘筒体的材质为PVC，支撑架和盖板的材质为不锈钢。上述的筛网的材质为不锈钢，筛网的孔径为2～10mm。上述的高压电极和高压负极的材质为不锈钢；高压电极为倒置的圆锥形，高压负极为圆锥形。上述装置中，下固定块与盖板之间通过绝缘垫圈绝缘。上述的给矿仓的出料口与盖板下方连通，进料口设有阀门。上述的产品收集器内设有倾斜筛网，倾斜筛网与水平面的夹角20°～40°，倾斜筛网位于出水口上方，倾斜筛网的孔径为2～10mm。上述的脉动绝缘筒体的材质为PVC。上述的弹簧为压缩弹簧，弹簧的自然状态的长度大于高压电极与下固定块之间的距离。本专利技术的用于矿石预粉碎处理的高压电脉冲装置的使用方法按以下步骤进行：1、启动水泵，使水连续进入脉动装置的脉动绝缘筒体内，并从产品收集器的出水口连续排出；水作为绝缘液充满脉动绝缘筒体和产品收集器内部，且液面高于高压电极的底端；2、将矿石置于给矿仓内，并通过给矿仓传送到脉冲绝缘筒体内；矿石堆积在筛网上，并且顶部的矿石与高压电极接触；3、开启电源，电流经单相调压器变压，交流点火变压器升压和六倍压整流电路整流升压后输出高压直流电，给高压陶瓷电容器充电，当超高压陶瓷电容器电压达到击穿电压值后，与之连接的气体开关导通，输出高压电脉冲，经高压导线加载到铜棒并传导到高压电极上，高压电极和高压负极之间形成了瞬时高压电场；当高压电极上的电压达到击穿电压值时，高压电极和高压负极之间发生放电，使矿石破碎；当高压电极上的电压再次达到击穿电压值时，形成下一次放电；当破碎后的矿石颗粒小于筛网孔径时，经筛网进入脉动装置；4、通过电机驱动偏心轮转动，使脉动锥形体周期性上下运动；当脉动锥形体向上运动时，在脉动装置内形成上升水流，当脉动锥形体向下运动时，在脉动装置内形成下降水流；通过水流的升降对筛网上的矿石作用，使筛网上矿石中小颗粒的部分逐渐向下移动；5、破碎后的矿石经过脉动装置进入产品收集器内。上述方法中，随着矿石破碎后从筛网排出，筛网上的矿石逐渐减少；高压电极在弹簧的弹力作用下逐渐下降，直至当上固定块与下固定块接触，此时高压电极和高压负极之间有间隙，防止短路。上述方法中，相邻两次放电的时间间隔为放电周期，脉动锥形体上下运动一次为脉动周期；通过调整电机转速控制脉动周期等于放电周期的正整数倍；所述的放电周期随一级输入电压和球隙间距变化，其中一级输入电压在45～90V，球隙间距15～30mm，每分钟脉冲次数在5～45次，则放电周期为1/5～1/45min。上述的电源电压220V，频率50Hz。上述的单相调压器、交流点火变压器和高压陶瓷电容器组成脉冲电源，用于输出电脉冲，电脉冲上升沿时间为50ns～500ns；所述的上升沿时间为脉冲形成波形的时间。上述的高压负极均匀分布在筛网上，用于提高电破碎效率，强化破碎效果。上述的击穿电压值为20kV。上述的脉动装置带动水并使鼓动薄膜产生交替的扩张和收缩，在脉动装置及脉冲绝缘筒体内部交替形成上升和下降水流，通过上升水流及时分散符合粒径的矿物颗粒，通过下降水流进行排矿，提高破碎效率以及防止过粉碎。上述方法中，放电发生在矿石内部，上升沿时间小于10-5秒时，在纳秒级脉冲作用下，以水为绝缘液，其绝缘强度大于矿石，所以在大颗粒矿石内部沿有用矿物与脉石矿物界面间反复形成等离子体通道；破碎的小颗粒矿石经过高压负极落入破碎腔底部椎体下部，由于脉冲装置的水流层析影响，小颗粒会优先沉底，经脉动装置排出进入产品收集器内，进行固液分离等，以备后续破碎、磨矿作业时连续使用；最终颗粒大小取决于筛孔的大小，根据要求对筛孔大小进行调整。上述方法中，上升沿时间小于10-5秒时，在纳秒级脉冲作用下，水的绝缘强度反而大于矿石，因此水能够作为绝缘液；放电过程中，放电通道易沿矿物界面发展，在矿物界面产生等离子体爆炸、热应力膨胀等，进而形成冲击波和破坏力场导致裂纹产生及扩展，最终造成矿石的宏观破裂；高压电脉冲破碎不仅可使矿石破碎，而且在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝，进而改善矿物解理和分选特性；推进电脉冲设备的开发，具有重要的战略意义，在保证有用矿物质量的基础上，节省了企业运营成本，减少了资源的浪费，为企业的长久发展和有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置，其特征在于包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源；脉冲绝缘筒体上部为圆筒状，下部为倒置的圆台状，顶部设有盖板，盖板上设有通道与给矿仓连通；绝缘筒体的侧壁套有支撑架，底部与脉动装置装配在一起；脉动装置由脉动绝缘筒体、鼓动隔膜、排矿口、脉动锥形体、连杆和偏心轮组成，脉动绝缘筒体的侧壁上设有进水口与水泵连通，脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接，鼓动隔膜的底部与排矿口连接，脉动锥形体设置在排矿口内，脉动锥形体底部与连杆的一端铰接，连杆的另一端与偏心轮铰接，偏心轮通过电机驱动；所述的鼓动隔膜材质为橡胶；排矿口与产品收集器的进料口连通，产品收集器的侧壁上设有出水口；所述的盖板上设有多个伸缩装置，伸缩装置由铜棒、高压电极、上固定块、下固定块和弹簧组成，上固定块固定连接在铜棒上部，下固定块固定在盖板上，铜棒穿过下固定块并与下固定块滑动密封连接，高压电极与铜棒底部固定连接，弹簧顶端与下固定块固定连接，弹簧底端与高压电极固定连接，并且弹簧环绕在铜棒外部；各伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在两组高压陶瓷电容器上，高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起，交流点火变压器通过单向调压器与电源装配在一起；脉冲绝缘筒体的底端固定连接有接地电极，接地电极穿过支撑架接地；脉冲绝缘筒体的圆筒状部分的底端固定安装有筛网，筛网上安装有多个高压负极。...
【技术特征摘要】
1.一种用于矿石粉碎预处理的高压电脉冲装置，其特征在于包括给矿仓、脉冲绝缘筒体、支撑架、脉动装置、产品收集器和电源；脉冲绝缘筒体上部为圆筒状，下部为倒置的圆台状，顶部设有盖板，盖板上设有通道与给矿仓连通；绝缘筒体的侧壁套有支撑架，底部与脉动装置装配在一起；脉动装置由脉动绝缘筒体、鼓动隔膜、排矿口、脉动锥形体、连杆和偏心轮组成，脉动绝缘筒体的侧壁上设有进水口与水泵连通，脉动绝缘筒体的底部与鼓动隔膜的顶部连接，鼓动隔膜的底部与排矿口连接，脉动锥形体设置在排矿口内，脉动锥形体底部与连杆的一端铰接，连杆的另一端与偏心轮铰接，偏心轮通过电机驱动；所述的鼓动隔膜材质为橡胶；排矿口与产品收集器的进料口连通，产品收集器的侧壁上设有出水口；所述的盖板上设有多个伸缩装置，伸缩装置由铜棒、高压电极、上固定块、下固定块和弹簧组成，上固定块固定连接在铜棒上部，下固定块固定在盖板上，铜棒穿过下固定块并与下固定块滑动密封连接，高压电极与铜棒底部固定连接，弹簧顶端与下固定块固定连接，弹簧底端与高压电极固定连接，并且弹簧环绕在铜棒外部；各伸缩装置的铜棒通过高压导线并联在两组高压陶瓷电容器上，高压陶瓷电容器与交流点火变压器装配在一起，交流点火变压器通过单向调压器与电源装配在一起；脉冲绝缘筒体的底端固定连接有接地电极，接地电极穿过支撑架接地；脉冲绝缘筒体的圆筒状部分的底端固定安装有筛网，筛网上安装有多个高压负极。2.根据权利要求1所述的一种用于矿石粉碎预处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁帅，高鹏，韩跃新，李艳军，韩力仁，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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