本发明专利技术属于矿物加工和粉体制备领域，公开了一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置及使用方法。主要包括给料仓、补水仓、碎矿筒、超声波发生装置、固液分离器、循环水装置和电源；超声波发生装置的超声换能器固定在支撑装置上，可以在上下移动，压紧待粉碎物料；碎矿筒的圆柱形与倒圆台形之间有筛板，筛板下部有弹簧，弹簧振动有利于被粉碎后的矿石颗粒掉落；水循环系统的水一方面可以冷却超声换能器，另一方面可以提高破碎效率。本发明专利技术装置能够减少穿晶破碎，增加晶界间的裂纹，有利于提高破碎效率，提高矿物的单体解离度。提高矿物的单体解离度。提高矿物的单体解离度。
【技术实现步骤摘要】
一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置
[0001]本专利技术属于矿物加工和粉体制备领域，具体涉及一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，增加矿物的单体解离度，以降低后续磨矿作业的能耗，提高分选效率。
技术介绍
[0002]随着我矿产资源的开发，优质矿产资源在减少，低品位的矿产资源的开发带来挑战。其中，主要粉碎首要任务是在于有价矿物与脉石矿物的解离，其次是矿石粒度的减小，其中在选矿厂中碎磨作业的基建与运行成本均较高，一般会在50％
‑
60％。因此，在较低的能耗条件下，获得较高的矿物解离与粉磨效率是选矿厂面临的巨大挑战，也影响后续的分选效果。
[0003]目前，选矿厂所采用的粉碎方式为机械粉碎，机械粉碎存在穿晶破碎、破碎能量利用率低等问题。由于不同矿物在晶界结合处弱，当超声波激励接触矿石时，矿石内发生共振，超声波对矿石不同矿物在晶界结合处的损伤最强，有利于矿石在晶界处发生选择性解离，对超声波预处理器的设计与研发具有重大意义。在提高矿物选择性解离的基础上，降低碎磨的能耗和提高后续分选效率。
技术实现思路
[0004]针对现有机械粉碎设备和技术的不足，本专利技术提供一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置。本专利技术的装置基于矿石中有价矿物和脉石矿物在晶界的结合能弱，通过选择性破碎使得有价矿物沿晶界实现单体解离，以满足后续分选的要求，减少后续磨矿能耗和提高分选效果。
[0005]一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，通过超声波发生装置破碎待粉碎矿石，超声波发生装置包括依次连接超声波发生器、导线、超声换能器和变幅杆，变幅杆的输出端作用于装有待粉碎矿石的粉碎装置。
[0006]进一步地，粉碎装置包括碎矿筒和盖板；碎矿筒内设有筛分结构和弹簧，所述筛分结构上方设有盖板，筛分结构下部有弹簧，弹簧下部设有支撑板；
[0007]超声波发生器通过导线与多个超声换能器连接，超声换能器与变幅杆相连，变幅杆下部与碎矿筒的盖板连接。
[0008]进一步地，本专利技术所述的用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，还包括给料仓、补水仓、循环水装置、产品收集装置；其中，循环水装置包括回水桶、泵与补水仓；产品收集装置包括固液分离器、粉碎产品仓和回水桶；
[0009]碎矿筒上方与给料仓和补水仓联通；碎矿筒下方排料口与固液分离器连接，固液分离器与粉碎产品仓和回水桶连接，回水桶通过泵与补水仓连通。
[0010]进一步地，所述超声换能器固定在支撑杆上，支撑杆设于导轨上并能够沿导轨上下滑动，当向下滑动支撑杆压紧待粉碎矿石颗粒，用螺栓固定支撑杆。
[0011]进一步地，超声波发生器为变频超声波发生器，超声换能器为复合式压电陶瓷换
能器；每个变幅杆间距相等，变幅杆一排或多排分布，或环状分布。
[0012]进一步地，碎矿筒上部为圆柱形，下部为倒置的圆台形，倒置的圆台部分与固液分离器之间连接处设有阀门；碎矿筒的材质为不锈钢、聚氨酯、橡胶或陶瓷复合材料；碎矿筒内水位高出盖板8
‑
14cm。
[0013]进一步地，筛分结构包括筛板或筛网，筛分结构上的筛孔为方形或圆形，筛孔的边长或直径为1
‑
10cm，筛分结构的材质为不锈钢、聚氨酯、橡胶或陶瓷复合材料；
[0014]进一步地，弹簧沿着筛分结构边缘或碎矿筒内壁均匀排布；弹簧上部与盖板焊接在一起，或者下部与支撑板焊接在一起。
[0015]进一步地，给料仓与补水仓均设有阀门，控制给料速度和给水速度；
[0016]本专利技术中，
[0017]首先，通过给料仓和补水仓将待粉碎矿石颗粒和水送入碎矿筒，然后，开启超声波发生器1，超声波发生器将电信号转换换能器相匹配的高频交流电信号，换能器将高频电信号转换为机械振动，变幅杆安装在换能器的下方，超声波发生器可以改变超声换能器的振幅、振速比和频率等参数，其中超声波发生器通过导线与多个超声换能器相连接，超声换能器与变幅杆相连，变幅杆下部为盖板，大颗粒矿石被压在盖板下面，有利于超声波更加直接地传递到矿石上，大颗粒矿石下面是筛分结构，筛分结构被固定在弹簧上，弹簧具有支持作用，有利于使得大颗粒矿石在盖板与筛分结构之间被动态夹紧，弹簧沿着筛分结构边缘均匀排布；最后，矿石颗粒可以将振动传递给筛分结构，筛分结构同时发生高频振动，保证粉碎后产生的小颗粒矿石顺利下落；根据粉碎产品对于颗粒粒度大小的需要，筛孔尺寸可以根据产品粒度大小与矿物堪布粒度大小的需求进行调整；
[0018]即通过给料仓和补水仓将待粉碎矿石颗粒和水送入碎矿筒，开启超声波发生器，通过超声换能器与变幅杆带动盖板振动，粉碎产生的小颗粒矿石经过筛分结构筛分后落入碎矿筒的圆柱形筒体下部的锥形筒内；经过排料口进入固液分离器，分离出的小颗粒矿石进入产品仓，液体进入回水桶再通过泵进入补水仓。
[0019]具体地，本专利技术所完成超声波粉碎装置按照如下步骤进行：
[0020](1)开启给料仓与补水仓、碎矿筒与固液分离器之间的阀门，让碎矿筒内的水位高出盖板8
‑
14cm；
[0021](2)开启补水仓与回水桶之间的水泵，使得水位处于平衡状态，循环使用；
[0022](3)开启电源，启动超声波发生器，超声波发生器的振幅、振速比和频率等参数可以随对破碎产品粒度的需求进行调配，一个超声发生器连接多个换能器。换能器下方通过变幅杆连接有圆形盖板，盖板下面挤满大颗粒矿石，矿石下面有一定尺寸筛孔的筛分结构，筛分结构下面沿边缘对称装有弹簧，筛分结构和弹簧焊接在一起，弹簧与盖板之间有一定的夹持力度，可以更好的固定大颗粒矿石。超声波产生的振动通过挤满的大颗粒矿石传导至筛分结构上，被粉碎至筛孔尺寸以下的颗粒更加顺利通过筛孔，掉落至筛分结构以下，并收集在碎矿筒的锥形筒内。
[0023](4)碎矿筒内添加的冷却水，不仅可以提高声波的传递效率，而且可以提高矿石颗粒的筛分效率，水经过补水仓、碎矿筒、固液分离器、回水桶、再到补水仓形成闭路循环。
[0024](5)破碎后的矿石经过固液分离器进入粉碎产品仓内。
[0025](6)每次大颗粒矿石粉碎完成后，首先停止超声波发生器的电源，然后再关闭循环
水。
[0026]上述方法中，随着盖板下面待粉碎矿石破碎后从筛分结构排出，筛分结构上的矿石减少，弹簧伸长，更好使超声波直接作用在矿石颗粒上。
[0027]上述的电源电压为220V，频率50Hz。
[0028]上述的超声波发生器的频率为10
‑
60kHz，换能器的功率为2
‑
5kW，超声波振幅20
‑
100μm。
[0029]本专利技术的有益效果为：
[0030](1)超声波的高频振幅，更易在晶界结合处产生裂纹，同时超声波存在“气蚀效应”，裂缝中的气蚀效应达到远远超过1000大气压的冲击力，使得裂缝进一步发展，最终实现矿物之间选择性解离，大幅提高矿石中矿物的单体解离度，有助于后续分选效率。产生的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，通过超声波发生装置破碎待粉碎矿石，超声波发生装置包括依次连接超声波发生器(1)、导线(2)、超声换能器(3)和变幅杆(4)，变幅杆(4)的输出端作用于装有待粉碎矿石的粉碎装置，具体为：粉碎装置包括碎矿筒(5)和盖板(6)；碎矿筒(5)内设有筛分结构(12)和弹簧(7)，所述筛分结构(12)上方设有盖板(6)，筛分结构(12)下部有弹簧(7)，弹簧(7)下部设有支撑板；超声波发生器(1)通过导线(2)与多个超声换能器(3)连接，超声换能器(3)与变幅杆(4)相连，变幅杆(4)下部与碎矿筒(5)的盖板(6)连接。2.如权利要求1所述的一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，还包括给料仓(14)、补水仓(15)、循环水装置、产品收集装置；循环水装置包括回水桶(10)、泵与补水仓(15)；产品收集装置包括固液分离器(8)、粉碎产品仓9和回水桶(10)；碎矿筒(5)上方与给料仓(14)和补水仓(15)联通；碎矿筒(5)下方排料口与固液分离器(8)连接，固液分离器(8)与粉碎产品仓(9)和回水桶(10)连接，回水桶(10)通过泵与补水仓(15)连通。3.如权利要求1所述的一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，所述超声换能器(3)固定在支撑杆(18)上，支撑杆(18)设于导轨16上并能够沿导轨(16)上下滑动，当向下滑动支撑杆(18)压紧待粉碎矿石颗粒，用螺栓(17)固定支撑杆(18)。4.如权利要求1所述的一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，超声波发生器(1)为变频超声波发生器，超声换能器(3)为复合式压电陶瓷换能器；超声波发生器(1)的频率为10
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60kHz，超声换能器(3)的功率为2
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5kW，超声波振幅20
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100μm。5.如权利要求1所述的一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，每个变幅杆(4)间距相等，变幅杆一排或多排分布，或环状分布。6.如权利要求1所述的一种用于强化复杂矿石分选的超声波粉碎装置，其特征在于，碎矿筒(5)上部为圆柱形，下部为倒置的圆台形；倒置的圆台部分与固液分离器(8)之间连接处设有阀门；碎矿筒(...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭旺，邢耀文，桂夏辉，郭克奇，张涵博，寇宗洋，王智玉，马若凡，孟文龙，罗茂，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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