一种矿石的静压功指数的测定方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于矿物加工技术领域，涉及矿石超细碎工艺的能耗和效率评价，特别是 一种矿石的静压功指数的测定方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 高压辊磨技术的基本原理是"料层粉碎"，具有粉碎产品微裂纹多、细粒级含量高 和单位破碎能耗低等特点，符合"多碎少磨"技术的发展趋势，已经成为矿石高效粉碎的关 键技术。高压辊磨机实施的是准静压料层粉碎，矿石本身可以充当传压介质。当料层受挤 压时，各个颗粒之间相互作用产生的巨大压力导致颗粒破碎或变形，选择性破碎效果明显， 粉碎产品内部微裂纹发育充分，产品的粒度分布均匀，细粒级含量高，矿物解离效果好。
[0003] 高压辊磨机在水泥工业的巨大成功是料层粉碎原理优越性的最充分体现。随着高 压辊磨机结构的逐步完善和辊面材料的不断改进，其在金属矿粉碎领域的应用成为一种新 的趋势。
[0004] 针对矿石在高压辊磨料层粉碎过程中的可碎性以及能耗指标的基础研宄，中国北 京矿冶研宄总院利用KYP-2000电液式压力试验机、圆柱状缸体和压载活塞对不同粒级的 铁矿石进行了颗粒床压载试验。结果表明，颗粒床单位质量物料所吸收的能量与压强存在 线性关系，与高压辊磨机粉碎的比能耗和比压力的关系一致。压载产物的细度随着压强 的增加而变小。不同窄粒级颗粒床的压载产物粒度分布曲线之间不存在自相似性。德国 ThyssenKruppPolysius公司开发了POLYCOM粉磨指数（PGI)试验用于判断物料是否适宜 高压辊磨机粉碎，试验设备为辊子直径和宽度均为lm的实验室辊压机，在3. 5N/mm2的单位 粉磨力作用下，以lm/s的辊速粉碎lh。从破碎区中部得到的小于250ym或1_的产品吨 数即为粉磨指数。PGI大于70fV(m3*h)的矿石可认为适宜高压辊磨机处理。作为高压 辊磨机应用的基础试验，PGI试验所需的矿石量过大，试验过程相对复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种矿石的静压功指数的测定方法及其测定装置，用于矿石采用高 压辊磨超细碎工艺时的能耗和效率评价。
[0006] -种矿石的静压功指数的测定方法，该方法采用装置测定和公式计算来实现，采 用的计算公式为：
式中：a、0、y分别为85. 34、0. 55和 〇. 71 ;Pi为测定静压功指数而设定的试验筛孔尺寸，取74-1700ym;Gsp为料层粉碎中单位 时间新生成的通过试验筛的物料量，g/s;P为静压功指数测定装置最终获得的筛下产品中 x%通过的筛孔尺寸，x取50-90,ym;F为试验前x%通过的筛孔尺寸，x取50-90,ymWi 表示矿石对料层粉碎的阻力参数，称为静压功指数，kW*h/t;式中F通过对试验原矿的粒度 筛析试验获得，Gsp和P采用矿石的静压功指数测定装置来测定，测定步骤如下：
[0007]a.将矿石破碎至80-100 %通过3. 5-6. 7mm的筛，测得真密度pQ，单位kg/cm3;堆 密度P，单位kg/cm3,通过粒度筛析试验求出x%通过的粒度值F和小于设定筛孔尺寸 产率为^，设定静压功指数测定的循环负荷C为150% -400% ;
[0008]b.取体积V为700cm3的破碎矿石均匀地放入柱形料斗中，料斗直径为D、高度为 H，矿石物料总量M= 0. 7P，计算出原料中小于Pi的产量mME。；
[0009]c?设定静压功指数料层粉碎阶段的工作压力为N，N取0_15MPa，挤压密实阶段的 工作压力为N/3,在松散状态下的料柱高度为biWc/riD2,通过控制系统使与液压连杆1 连接的活塞压头进入柱形料斗中，在活塞压头与矿石物料4接触后，开始挤压密实阶段，加 载速度取〇-3m/s，挤压密实后矿石物料的密度达到真密度的85%，挤压密实后的料柱高度 h = 4M/0. 85JrP〇D2；
[0010] d.在完成挤压密实阶段后，提高工作压力，保持原有加载速度，进行料层粉碎阶 段，压载时间^为Is;
[0011]e.完成料层粉碎阶段后，通过控制系统8与液压连杆1迅速卸载，并打开闸板阀完 成膨胀结团阶段，粉碎物料掉入卸矿料箱7中，对粉碎后的物料进行粒度筛析试验，获得粉 碎产品中小于Pi的产量mi，计算出第一次试验的Gspl=(m
[0012]f.根据物料总量M和循环负荷C计算出测定产品中小于Pi的目标产量m=M/ (C+1)；
[0013]g.称取与第一次测定中筛下产品等质量叫的破碎矿石，与第一次测定的筛上产品 合并，即保持每次测定给矿的总量M不变，根据第一次测定获得的Gspl计算出第二次试验的 料层粉碎时间t2= (m-nii?Ej/G^.;
[0014]h.重复以上挤压密实、料层粉碎和膨胀结团阶段的测定步骤，直至连续三次测定 获得的6_逐渐趋于稳定，设测定的次数为11，11 = 1，2,3~7,8，合格标准为[6_-6^11_1)]/ ±5%，求出最后三次测定中Gspn的平均数作为最终计算Wi所需的Gsp;
[0015]i.将最后三次试验的筛下产品均匀混合后，进行粒度筛析试验，求出x%通过的 筛孔尺寸P，代入公式计算最终的静压功指数I。
[0016] 一种矿石的静压功指数的测定方法采用的装置，该装置包括：液压连杆系统、活塞 压头、柱形料斗、测定物料、卸矿闸板、机架、卸矿料箱和控制系统，所述的液压连杆系统与 活塞压头固定连接，机架上部焊接有柱形料斗，压载物料4装在柱形料斗中，卸矿闸板在柱 形料斗底部，卸矿料箱在卸矿闸板下部，控制系统通过导线连接液压连杆系统和卸矿闸板， 在控制系统控制下实现挤压密实和料层粉碎，当料层粉碎执行完毕后，卸矿闸板迅速打开 实现物料的结团膨胀阶段。
[0017] 所述的液压连杆系统提供的压力为0_15MPa;所述的柱形料斗的直径为 50_150mm，高度为 150_450mm。
[0018] 本发明与现有同类技术相比，其显著地有益效果体现在：
[0019] 本发明按照高压辊磨机的三阶段粉碎过程进行静压功指数测定，大幅度简化了高 压辊磨机超细碎工艺的试验过程，并能够对高压辊磨机有效输入功率的设计给予指导，提 高高压辊磨机的利用效率。
【附图说明】
[0020] 图1是一种矿石的静压功指数的测定方法采用的装置结构示意图。
[0021] 图中编号：1.是液压连杆；2.是活塞压头；3.是柱形料斗；4.测定物料；5.卸矿 闸板；6.机架；7.卸矿料箱；8.控制系统。
[0022] 图2是一种矿石的静压功指数的测定方法的原理示意图。
[0023] 图中：a是挤压密实阶段；b是料层粉碎阶段；c是结团膨胀阶段。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图用实施例具体描述本发明。
[0025] 某磁铁矿石，TFe品位27. 5%，属贫磁铁矿石，将矿石破碎至80 %通过筛孔为 5.3_1的格筛，其粒度组成如表1所示。测得真密度0(|=3.2〇\1〇31^/111 3，堆密度0 = 2. 25kg/cm3〇
[0026] 表1静压功指数试验原矿的粒度分布
[0028] 如图1和图2所示，一种矿石的静压功指数的测定方法，该方法采用装置测定和公 式计算来实现，采用的计算公式为：
[0029]
其中：a、0、y分别为 85. 34、0. 55 和 0? 71;式中 PiS测定功指数而设定的试验筛孔尺寸，取74-1700ym;Gsp为料层粉碎中单位时间新生成 的通过试验筛的物料量，g/s;P为静压功指数测定装置最终获得的筛下产品中x%通过的 筛孔尺寸，X取50-90，ym;F为试验前X%通过的筛孔尺寸，X取50-90，ym%表示矿石 对料层粉碎的阻力参数，称为静压功指数，kW*h/t;式中F通过对试验原矿的粒度筛析试验 获得，Gsp和P采用矿石的静压功指数测定装置来测定，测定步骤如下：
[0030]a.根据表1中的粒度筛析结果，求出试验原矿中80%通过的粒度值F= 5300ym， 小于设定筛孔尺寸Pi= 1000yrn的产率E(!=39. 66 %，设定静压功指数测定的循环负荷C 为 200% ;
[0031]b.取体积V为700cm3的破碎矿石