专利名称：一种钛铁矿微波助磨的方法
技术领域：
本发明涉及一种钛铁矿微波助磨的方法，属于磨矿技术领域。
背景技术：
磨矿被认为是矿物加工过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等研究证实，磨矿作业所消耗整个选矿过程总消耗能量的50% 70%，而常规磨矿的能量效率大约只有1%左右，其它作为热量被材料本身和相关设备消耗。因此， 为了提高矿物破碎和磨细过程中的能量利用效率，增加产量并降低能耗，各国科技工作者进行了大量的研究目前国内研究认为，在矿物的破碎和磨细过程中，两大因素对整个过程的能耗有着决定性的影响。一是原矿物的性质，主要是抗拉强度、抗压强度和微裂纹等岩石力学性能；另一个重要的影响因素是操作的工艺条件。碎磨的本质在于改变矿石本身的性质，如果通过一定的手段改变矿石性质，并能降低矿物的强度和改善矿物解离的能力，就可以提高破碎过程的效率和能量的利用率。钛铁矿原矿中Fe、Ti致密共生，铁不但赋存于钒钛磁铁矿中，而且在钛铁矿、硅酸盐矿物和硫化物中都有一定数量的铁，并呈细粒状嵌布。仅仅就磁性而言，其中有铁磁性物质的磁性，也有化合物的磁性、氧化物的磁性。钛铁矿具有复杂的矿物结构和磁性特点，造成该矿物磨细和选矿过程中的困难，影响了选矿产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛铁矿微波助磨的方法，采用微波加热对矿石进行预处理，微波加热导致钛铁矿内部产生了明显的晶粒间裂纹，这些裂纹使得矿石更易于磨碎， 提高了磨矿的效率，可以在较短的磨矿时间内将钛铁矿破碎的更细。一种钛铁矿微波助磨的方法，包括以下步骤
将钛铁矿进行初步破碎粒度至20 50mm，自然干燥30 60h，再进行微波辐照20 60s，然后立即放入常温条件下的水中冷却5 lOmin，最后将水冷后的样品再次自然干燥 30 60h后，送入磨矿设备进行进一步破碎。所述钛铁矿中化学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%。所述钛铁矿初步破碎后的粒度优选为21 29mm。所述微波辐照装置的功率为1 6kW连续可调，频率为2350 2550MHz。本发明的原理是根据材料和微波间的相互作用情况，将材料分为微波透过体、微波反射体、微波吸收体和两种以上介电常数不同的材料组成的混合体四大类。微波加热主要是通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料，与常规加热由表及里的热传导加热方式不同。微波辐照具有选择性加热、加热速度快且热损失小的特点。利用微波快速加热矿石基体中能吸收微波能的有用矿物将会产生热应力，这种热应力能够使得矿物颗粒沿其边缘产生裂隙，结果使矿样在后续工艺中变得更易于磨碎。磁铁矿属于吸波物质，在微波场中能显著吸收微波能量而被迅速加热，而脉石成分中的硅酸盐等矿物则不能吸收微波，也就不能被微波直接加热。所以，微波辐射后矿物中不同组分间产生的温度梯度导致了晶粒间产生热应力，随着热应力的增大，晶粒间产生了微裂纹本发明与现有技术相比，具有以下积极效果 1.利用微波辐照，作用范围广泛。2.对环境友好，无污染。 3.处理方法简单，易操作，成本低，易推广。4.微波加热导致钛铁矿内部产生了明显的晶粒间裂纹，这些裂纹使得矿石更易于磨碎，提高了磨矿的效率，可以在较短的磨矿时间内将钛铁矿破碎的更细。
图1为本发明实施例1中经微波处理后的钛铁矿的SEM检测图。
具体实施例方式实施例1
称取质量为50g钛铁矿，钛铁矿中成分为Fe含量为40%，TiO2含量为10%，SiO2含量为20%，CaO的含量为5%，MgO含量为5%，Al2O3含量为2%，杂质含量为18%。对钛铁矿进行初步破碎后自然干燥30h，破碎后的粒度为20mm ；将破碎后的样品干燥30h ；干燥后对样品进行微波辐照，微波加热所选用的微波加热装置的功率为lkW，频率为2450MHz，辐照时间为20s，辐照后立即进行水冷5min ；将水冷后的样品再次进行干燥，干燥后送入磨矿设备进行进一步破碎，在磨矿后其产品中通过200目筛子的矿石含量由原矿的66%提高至94%。采用本方法，经微波处理后的钛铁矿颗粒沿其边缘产生裂隙(参见图1)，使其在后续工艺中变得更易于磨碎。实施例2 称取质量为500g钛铁矿，钛铁矿中成分为Fe含量为25%，TiO2含量为 20%，SiO2含量为30%，CaO的含量为8%，MgO含量为12%，Al2O3含量为4%，杂质含量为1%。对钛铁矿进行初步破碎后自然干燥40h，破碎后的粒度为50mm ；将破碎后的样品干燥60h ；干燥后对样品进行微波辐照，微波加热所选用的微波加热装置的功率为6kW，频率为2350MHz， 辐照时间为60s，辐照后立即进行水冷IOmin ；将水冷后的样品再次进行干燥，干燥后送入磨矿设备进行进一步破碎，在磨矿后其产品中通过200目筛子的矿石含量由原矿的50%提高至85%。实施例3 称取质量为200g钛铁矿，钛铁矿中成分为Fe含量为30. 67%，TiO2含量为 15. 71%，SiO2 含量为 20. 38%, CaO 的含量为 6. 48%，MgO 含量为 7. 12%，Al2O3 含量为 3. 33%, 杂质含量为16%。对钛铁矿进行初步破碎后自然干燥60h，破碎后的粒度为21mm ；将破碎后的样品干燥40h ；干燥后对样品进行微波辐照，微波加热所选用的微波加热装置的功率为 3kW，频率为2550MHz，辐照时间为40s，辐照后立即进行水冷Smin ；将水冷后的样品再次进行干燥，干燥后送入磨矿设备进行进一步破碎，在磨矿后其产品中通过200目筛子的矿石含量由原矿的60%提高至95%。
实施例4 称取质量为800g钛铁矿，钛铁矿中成分为Fe含量为28. 88%，TiO2含量为 17. 62%，SiO2 含量为 24. 55%, CaO 的含量为 7. 11%，MgO 含量为 8. 20%，Al2O3 含量为 2. 36%, 杂质含量为11. 3%。对钛铁矿进行初步破碎后自然干燥45h，破碎后的粒度为29mm ；将破碎后的样品干燥40h;干燥后对样品进行微波辐照，微波加热所选用的微波加热装置的功率为4kW，频率为2450MHz，辐照时间70s，辐照后立即进行水冷Smin ；将水冷后的样品再次进行干燥 ，干燥后送入磨矿设备进行进一步破碎，在磨矿后其产品中通过200目筛子的矿石含量由原矿的60%提高至92%。
权利要求
1.一种钛铁矿微波助磨的方法，其特征在于包括以下步骤先将钛铁矿进行初步破碎粒度至20 50mm，自然干燥30 60h，再进行微波辐照20 60s，然后立即放入常温条件下的水中冷却5 lOmin，最后将水冷后的样品再次自然干燥30 60h后，送入磨矿设备进行进一步破碎。
2.根据权利要求书1所述的钛铁矿微波助磨的方法，其特征在于所述钛铁矿中化学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.根据权利要求1所述的一种钛铁矿微波助磨的方法，其特征在于所述钛铁矿初步破碎后的粒度优选为21 29mm。
4.根据权利要求1所述的一种钛铁矿微波助磨的方法，其特征在于所述微波辐照装置的功率为1 6kW连续可调，频率为2350 2550MHz。
全文摘要
本发明公开了一种钛铁矿微波助磨的方法，属于磨矿技术领域。先对样品进行、破碎、干燥，然后样品进行微波辐照，辐照后立即水冷，最后将水冷后的样品再次进行干燥，干燥后送入磨矿设备进行进一步破碎。微波加热可导致钛铁矿内部产生明显的晶粒间裂纹，这些裂纹使得矿石更易于磨碎，提高了磨矿的效率，可以在同样的磨矿时间内将钛铁矿破碎的更细。
文档编号B02C19/18GK102343301SQ20111023594
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者张利波, 张泽彪, 彭金辉, 郭胜惠, 陈晋, 陈菓 申请人:昆明理工大学