岩石样品破碎新方法--SelFrag高压脉冲破碎仪

高压脉冲破碎是一项世界先进的样品破碎技术,瑞士的SelFrag A G公司利用这项技术制造出了高压脉冲破碎仪,英文名SelFrag High Voltage Pulse Fragmentor。这个仪器能产生90~200 kV的高压,然后在极短时间里通过高压工作电极放电到水中的固体样品上,这些固体样品会沿着颗粒边界、包裹体、不同物相之间裂解开来,其中岩石中的各种矿物（如锆石、磷灰石）会被完全剥离,并且保持完整的晶形。对比传统的样品破碎方法,这种高选择性的破碎方法有很多优点：容易清洗,没有交叉污染;破碎在水中进行,没有粉尘;没有噪声污染;选择性破碎,不破坏矿物晶形。目前SelFrag高压脉冲破碎仪已应用在地球科学中用于从岩石中挑选矿物,此外,它还应用在电子设备的废物回收方面。

SelFrag高压脉冲矿石破碎技术研究进展

SelFrag高压脉冲破碎技术是基于水中放电实现的破碎技术,设备具有安全、可靠、可控等性能特点。该技术问世以来,破碎规模不断大型化,可望在选矿生产中应用。大量的试验研究表明:与传统的机械破碎相比,SelFrag高压脉冲破碎具有选择性破碎效果突出,可预富集目标矿物;矿石在水中破碎,无粉尘与交叉污染;过粉碎少,矿石解离度高等工艺特点。因此,SelFrag高压脉冲破碎有利于选矿厂的节能降耗和最终精矿产品品位和回收率的提升。

多宝山铜矿石高压电脉冲破碎预处理试验研究

通过对比高压电脉冲破碎和机械破碎对多宝山铜矿石性质和浮选指标的影响,探索了高压电脉冲破碎预处理对矿石的促进解离、预弱化和预富集等作用效果。采用自制高压电脉冲处理系统在140 kV下对26.5~31.5 mm粒级多宝山铜矿石进行了预处理,并与同条件下的机械破碎产品对比。分别测定了高压电脉冲破碎产品和机械破碎对比样品的硬度指标A×b值、邦德球磨功指数、Cu品位分布、单体解离度和可浮性。结果表明,相比机械破碎产品,高压电脉冲破碎产品的硬度指标A×b值提高了33.9%~39.8%,邦德球磨功指数降低了3.6 kWh/t;高压电脉冲破碎产品的Cu品位随粒度减小而快速增大,能够将69.2%的Cu元素预富集到产率为36.1%的-13.2 mm粒级破碎产品中;通过促进矿物单体解离,高压电脉冲破碎能够将Cu的浮选回收率提高2.33个百分点,精矿铜品位提高约1个百分点。试验结果可以为低品位铜矿石的高效低耗回收提供参考。

高压脉冲放电作用下破碎产物分形规律

高压电脉冲破碎是一种新型破碎技术,相比于传统机械破碎,具有能耗低、破碎产物单体解离度高、力学性能低等优势。通过建立破碎产物粒度分形模型及分形维数与筛下产率关系研究高压脉冲放电破碎颗粒粒度特性。研究表明,高压电脉冲破碎产物具有典型的粒度分形特征。针对负累计产率和筛孔尺寸在双对数坐标下进行线性拟合,结果表明,随着脉冲个数增加,线性回归系数增大、分形维数减小、残差平方和减小、计算值曲线和试验值曲线所围成的面积减小;随着给料粒度增大,线性回归系数减小、分形维数增大、计算值曲线和试验值曲线所围成的面积增大。破碎产物分形规律为研究矿石破碎粒度特性提供了新的思路。

高压电脉冲破碎改善紫金山铜矿石浸出性质的试验研究

为研究高压电脉冲破碎和机械破碎两种破碎方式对紫金山铜矿石颗粒性质和柱浸效率的影响,分别采用机械破碎和高压电脉冲破碎(充电电压分别为110 kV和135 kV)对紫金山铜矿山6.7~9.5 mm粒级铜矿石进行破碎处理。针对不同破碎方式的产品,分别测定了颗粒的表面金属矿物暴露程度与裂缝存在情况、长径比、圆形度和矿堆饱和含水率等性质,并进行了柱浸试验。结果表明,在机械破碎产品中仅有1.6%的颗粒表面有金属矿物暴露,有2.5%的颗粒表面上存在裂缝。而在高压电脉冲破碎产品中,这两类颗粒的占比分别上升为3.4%~3.7%和7.3%~17.2%,使得浸出液更易于接触矿石颗粒内部的金属矿物。高压电脉冲破碎产品的长径比平均值为1.42,低于机械破碎产品的1.51,这使得浸出液在前者的产品颗粒内沿颗粒长径的渗流能力比后者高3.3%~3.5%。此外,高压电脉冲破碎产品还拥有比机械破碎产品略高的圆形度和矿堆饱和含水率,可以轻微提高浸出液在颗粒表面和矿堆内部的流动性。对破碎产品进行柱浸试验,在浸出21 d后,高压电脉冲破碎产品的铜浸出率相比机械破碎产品提高了6.6~11.1个百分点,表明高压电脉冲破碎处理能够有效改善紫金山铜矿石的浸出性质。

锂辉石选择性破碎预先富集研究

针对江西赣南地区某伟晶岩锂辉石中锂辉石颗粒较大的特点,对比了高压脉冲破碎和常规球磨机对锂辉石的选择性破碎效果,同时考察了不同高压脉冲破碎参数对锂辉石的破碎效果。结果表明,在脉冲数15,放电电压125 V,工作液采用自来水,比功率17 k Wh/t的高压脉冲破碎条件下,对+1 mm破碎产品进行选择性筛分和矿物特征手工分选预先富集,可获得品位为6.02%,回收率为62.83%的锂辉石精矿和高质量石英、钠长石副产品。

地质样品无污染高效分选锆石的技术和方法进展

锆石是应用最广泛的定年矿物,无污染地从地质样品中高效分选出锆石是获得代表地质样品准确信息的前提条件。传统锆石分选方法基于锆石的高密度和无磁性,主要通过机械破碎和不同水动力条件分选,存在破碎过程易污染和分选流程效率低的问题。针对这两个问题,本研究通过回顾和总结前人地质样品粉碎技术和高效矿物分选的方法,将高压脉冲电动力破碎技术、高温淬火和酸溶法结合,开发了一种能够实现锆石无污染、高回收的操作流程:高压脉冲电动力破碎→(淬火)→HF+HNO 3溶解→HCl+H 3BO 3溶解。本次研究以锆石含量较低的基性样品为对象进行了不同方法的对比,对于含有≥50μm锆石的地质样品,新方法的锆石回收率是传统方法的6倍以上;对于只含有<50μm锆石的地质样品,传统方法无法从几千克的样品中分选出锆石,而新方法可以从几十克样品中分选出几十颗锆石。拉曼光谱分析显示,酸溶数小时并不会显著影响中等结晶度锆石的结晶度,而高温淬火可以明显提高锆石的结晶度。离子探针分析表明,酸溶分选和淬火后酸溶分选的锆石,在测试精度范围内均没有明显Pb丢失。采用新分选方法,并结合离子探针U-Pb定年,本文首次报道了洛阳牡丹石和雅鲁藏布江中段玄武岩的年龄(分别为~1831Ma和~164Ma),以证明改进后的锆石分选方法实用有效。新锆石分选流程的推广将显著扩展锆石在基性岩研究中的应用空间。