CN107262247A - 一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置，包括破碎箱，所述破碎箱下方设置加热箱，所述加热箱下方设置冷却装置,所述冷却装置后部设置二次加热装置,所述二次加热装置后方设置粉碎装置；本发明矿石处理装置设置了两级粉碎装置，经过初步破碎的矿石块通过微波加热和冷水浸泡，使矿石内部产生热胀冷缩的形变，矿石内部的自动破裂，使得粉碎跟容易，更均匀。

Description

一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置

技术领域

本发明涉及一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置。

背景技术

矿产资源是当代人类生存和发张的物质基础，矿石在开采时，往往需要粉碎装置对体积较大的矿石进行粉碎，以方便运输及进一步加工。碎矿与磨矿作业是矿产资源加工工艺过程中的一个重要环节，也是投资巨大耗能极高的作业环节。就金属矿山而言，碎磨作业的设备投资占全长总额的65-75%，电能消耗约为50-60%，钢材消耗高达50%。因此，目前的矿业企业都致力于改进碎磨作业设备性能，研发高效节能设备，获取更大的破碎比，达到更细的破碎产品粒度，降低钢耗。现在的矿石粉碎装置结构简单，无法对矿石进行充分粉碎，粉碎效果差，无法满足需要。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置。

为解决上述技术问题，本发明的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，包括破碎箱，所述破碎箱下方设置加热箱，所述加热箱下方设置冷却装置,所述冷却装置后部设置二次加热装置,所述二次加热装置后方设置粉碎装置；所述加热箱包括上壁、下壁和侧壁，所述侧壁外设置第一微波发生器，所述上壁设置加热箱入口，下壁设置加热箱出口，所述加热箱入口和加热箱出口上设置金属丝挡门，所述破碎箱下方设置出料口，所述出料口下方正对加热箱入口，所述两侧侧壁上设置多组筛选装置，所述筛选装置包括格栅板和斜板,所述格栅板向下倾斜，所述斜板与格栅板呈一定角度设置，所述斜板与格栅板之间的侧壁上设置漏料口，所述漏料口上设置金属丝挡门，所述漏料口外侧的侧壁上设置外通道，所述斜板与下一组的格栅板之间形成矿石通道；所述格栅板包括安装在侧壁上的活动板，所述活动板两侧设置安装轴，所述安装轴伸出侧壁外并安装在轴承上，所述轴承固定安装在侧壁外部，所述安装轴上设置伸出到轴承外的延长部分，所述延长部分外端安装齿轮，所述侧壁上固定安装驱动装置，所述驱动装置连接与所述齿轮相匹配的齿条，所述驱动装置驱动齿条往复运动；所述冷却装置包括外壳，所述外壳内设有冷却水池，所述外壳上设有冷却装置入口，外壳上设置冷却水入水口，外壳底部设置出水口，所述外壳内设有输送带，所述输送带的前段设置在水池内，所述输送带的后段高于水面，所述输送带后段上方设置吹风装置。

所述驱动装置连接一条齿条，驱动装置驱动齿条往复运动使得齿轮往复转动，从而使得活动板与格栅板产生10-20度的角度。

所述延长部分包括长轴和短轴，所述长轴和短轴每隔一个间隔设置，所述连接在驱动装置上的齿条为两条，所述两条齿条的位置分别与长轴和短轴上的齿轮位置匹配，所述驱动装置驱动两条齿条往复运动使得齿轮往复转动，从而使得活动板与格栅板产生10-20度的角度，所述两条齿条往复运动的方向相反。

所述二次加热装置包括外壳和第二微波发生器，所述外壳上设置二次加热箱入口和二次加热箱出口，所述二次加热箱入口设置在输送带末端下方，所述二次加热箱入口和二次加热箱出口上设置金属丝挡门，所述两侧侧壁上设置多条位置交错的倾斜板。

所述粉碎箱内设置粉碎辊。

所述下一层格栅板比上一层格栅板的间距大15%。

本发明矿石处理装置采用微波加热，经过初步破碎的矿石块通过微波加热和冷水浸泡，使矿石内部产生热胀冷缩的形变，矿石内部的自动破裂，使得粉碎跟容易，更均匀。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的利用微波能粉碎矿物矿石的装置的结构示意图。

图2是加热箱的结构示意图。

图3是格栅板在加热箱侧壁上的安装示意图。

图4是第一种实施方式格栅板的结构示意图。

图5是图4中A部分的局部放大图。

图6是第二种实施方式中格栅板的结构示意图。

图7是图6中B部分的局部放大图。

图8是图4中沿C-C线的剖视图，活动板14转动15度。

图9是图7中沿D-D线的剖视图。

图10是图8中活动板14转动15度后的示意图。

图11是冷却装置的结构示意图。

图12是二次加热装置的结构示意图。

图13是二次加热装置的第二种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，包括破碎箱1，破碎箱1下方设置加热箱2，加热箱2下方设置冷却装置3,冷却装置3后部设置二次加热装置4，二次加热装置4后方设置粉碎装置5；加热箱2包括上壁6、下壁7和侧壁8，侧壁8外设置第一微波发生器9，上壁6设置加热箱入口10，下壁7设置加热箱出口11，加热箱入口10和加热箱出口11上设置金属丝挡门12，破碎箱1下方设置出料口，出料口下方正对加热箱入口10，两侧侧壁8上设置多组筛选装置，筛选装置包括格栅板14和斜板15,格栅板14向下倾斜，斜板15与格栅板14呈一定角度设置，斜板15与格栅板14之间的侧壁8上设置漏料口16，漏料口16上设置金属丝挡门12，漏料口16外侧的侧壁上设置外通道17，斜板15与下一组的格栅板14之间形成矿石通道18。

大块矿石进入破碎箱1，经初步破碎后成为较小的石块进入加热箱2加热，加热箱2的入口10和出口11通过设置在门两侧的金属丝挡门12挡住电磁波防止外泄，矿石进入加热箱2后在倾斜的格栅板14上滚动，较小的矿石通过格栅板14漏下去，较大的矿石顺着格栅板14滚落到下一层，落到格栅板14下方的小矿石沿着斜板15从漏料口16滚出加热箱，大一些的矿石可以沿斜板15继续向下滚动，继续用微波加热。下一层的格栅板间隔大15%，矿石滚到下一层的格栅板14后，次小一点的矿石就会从下一层的格栅板14的缝隙中落下，从漏料口16离开加热箱2。

矿石块在倾斜的格栅板14上滚动，有些矿石尺寸略大于格栅间隔的有可能卡在格栅缝隙之间，为了解决这一问题，可以将格栅板14设计为由可旋转的活动板组成。

如图3和图4所示，格栅板14包括安装在侧壁8上的活动板41，活动板41两侧设置安装轴42，安装轴42伸出侧壁8外并安装在轴承43上，轴承43固定安装在侧壁8外部，安装轴43上设置伸出到轴承43外的延长部分44，延长部分44外端安装齿轮45，侧壁8上固定安装驱动装置46，驱动装置46连接与齿轮45相匹配的齿条47，驱动装置46驱动齿条47往复运动，带动齿轮45转动，从而带动活动板转动。

活动板的转动方式可以选择多种方案。方式一是，如图4和5所示，驱动装置46连接一条齿条47，驱动装置46驱动齿条47往复运动一定距离，使得齿轮45往复转动，从而使得活动板41与格栅板14产生10-20度的角度，如图8所示。

另一种方式是，如图6、图7和图9所示，延长部44分包括长轴44a和短轴44b，长轴44a和短轴44b每隔一个间隔设置，长轴44a和短轴44b的外端分别安装齿轮45，连接在驱动装置46上的齿条47为两条，两条齿条47的位置分别与长轴44a和短轴44b上的齿轮45位置匹配，驱动装置46驱动两条齿条47往复运动使得齿轮45往复转动，两条齿条47往复运动的方向相反，从而使得活动板41与格栅板14产生10-20度的角度，但相位相反，如图10所示。

活动板41可以不停转动，改变活动板41的间距，也可以将卡住的矿石撬起来，大一些的沿倾斜的格栅板14滚落，小一些的从缝隙中落下。至于活动板转动的频率可以根据矿石的类型、破碎的要求和微波加热的功率等条件，通过设定驱动装置的频率来实现。这样的结构可以比较好的解决矿石在格栅板缝隙中卡住的问题。

如图11所示，冷却装置3包括外壳19，外壳19内设有冷却水池22，外壳19上设有冷却装置入口20，外壳19上设置冷却水入水口33，外壳底部设置出水口29，外壳19内设有输送带21，输送带的前段21a设置在水池22内，输送带的后段21b高于水面，输送带后段21b上方设置吹风装置23。

在一种实施方式中，二次加热装置4可以采用与加热箱2相类似的结构，如图1和图12所示，二次加热装置4设置在冷却装置3的输送带21下方，二次加热装置4包括金属外壳和第二微波发生器24，二次加热入口26设置在输送带21下方，二次加热装置4设置二次加热入口26和二次加热出口27，二次加热入口26和二次加热出口27上设置金属丝挡门12。二次加热出口27连接粉碎箱入口。二次加热装置4两侧侧壁上设置多条位置交错的倾斜板31。

使用本发明的微波矿石处理***进行矿石处理的方法包括下列步骤，将大块矿石破碎成合适后续步骤处理的尺寸的小块矿石，一般为小于8cm，将小块矿石导入到进行第一次微波加热，第一次微波加热装置中设置筛选装置，将大块的矿石加热的时间更长些，小块的矿石及时从加热装置中排出。经适当加热的矿石进进入冷却水池中浸泡冷却一段时间，利用微波加热和冷却水降温所产生的温差，使矿石内部产生热胀冷缩的形变，提高矿石内部的自动破裂，使得矿石内部的纹理发生变化。水分进入矿石内部的裂缝。经冷水浸泡后的矿石通过吹风将矿石表面的水分吹干，然后将矿石送入第二次微波加热箱进行第二次加热，加热后的矿石送入粉碎箱进行粉碎。

微波在对矿石的加热过程中，矿石吸收微波产生高温，从内部开始加热。利用微波加热矿石，矿石的升温速率快，能快速的升到处理温度，提高了矿石的处理效率。矿石中不同成分的吸波特性、膨胀性和升温速率的差异,不同矿物成分之间存在温度梯度的作用，导致矿石颗粒内部产生较大的热应力，加上各种矿物的热膨胀系数存在差异，致使矿石颗粒内部产生裂隙。

要想使矿石获得足够的裂纹需要恰到好处的对微波的能量的吸收。如果矿石块被加热的时间过长，矿石的某些部位更容易吸收微波的能量，温度上升过高，容易发生化学反应，小的石块需要加热的时间短，而大的矿石块需要更长时间的加热。如果连续施加微波，该颗粒必须迅速地通过微波场以避免过度暴露同时仍然获得所要求的快速局部加热和微裂纹。

使用本发明的加热箱可以使体积较小的矿石在加热箱中停留的时间较短，可以得到恰当的能量吸收量。矿石在加热箱中的斜坡上滚动翻转，可以保证矿石的不同方向均匀接受微波的能量。加热箱这样的结构可以保证不同大小不同形状的矿石加热均匀，防止过热或者加热不足。

加热箱出口11与冷却装置入口20对接，经过适当加热的矿石进入冷却装置3，矿石进入水池22中浸泡一段时间，一般为20-25秒，水分会进入矿石内部新产生的裂缝，利用微波加热和冷却水降温所产生的温差，使矿石内部产生热胀冷缩的形变，提高矿石内部的自动破裂。水池侧边设置旁路出口29, 水中含有从矿石块上脱落的矿石粉末，含有矿石粉末的水从旁路出口29中排出。浸泡过的矿石沿输送带21移动，被在输送带21带离水面以上，继续移动到吹风装置23下方，吹风装置23将矿石表面的水吹干。

进入二次加热装置4的矿石内部的裂缝内渗进了水，而外表面的水分被吹干，此时在水的作用下矿石的纹理、和对微波的吸收反射特性又再次发生较大的变化，矿石缝隙中的水在微波的作用下膨胀甚至沸腾，导致原本不足以使矿石破裂的微小裂缝进一步扩大，从而使后续对矿石的粉碎更容易。这种先微波加热再用冷水浸泡，然后再用微波二次加热的方法，可以改变矿石的纹理、和对微波的吸收反射特性，改变矿石成分的介电性质，这些变化是其他处理手段无法达到的，导致矿物质发生相变，大大改变了矿石对微波能量吸收率的特性，在第二次微波加热时更加节约能量，大大提高了破碎率。这样的方法也解决了现有技术中微波加热矿石会出现热点，引起热失控的问题。

在另一种实施方式中,二次加热也可以采用另一种结构。如图13所示，输送带21一直延伸，二次加热装置4设置在输送带21上方，二次加热装置4包括金属外壳和第二微波发生器24，金属外壳上靠近输送带21的位置上设置二次加热入口26和二次加热出口27，二次加热入口26和二次加热出口27上设置金属丝挡门12。施加微波的形式可以是微波脉冲，即采用频率为915MHz的微波1.5-2秒，再采用2450频率为915MHz的微波1-1.5秒，这样的效果更好。

初次加热箱2和二次加热装置4的长度高度不一定局限于附图中所述展现的，可以根据实际需要延长高度，增加筛选装置和倾斜板31的数量，以调整矿石的微波加热时间。

如图1和图13所示，经二次微波加热的矿石进入粉碎箱5内，粉碎箱5内的粉碎辊28将矿石进一步粉碎。

Claims (6)

1.一种利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：包括破碎箱，所述破碎箱下方设置加热箱，所述加热箱下方设置冷却装置,所述冷却装置后部设置二次加热装置,所述二次加热装置后方设置粉碎装置；

所述加热箱包括上壁、下壁和侧壁，所述侧壁外设置第一微波发生器，所述上壁设置加热箱入口，下壁设置加热箱出口，所述加热箱入口和加热箱出口上设置金属丝挡门，所述破碎箱下方设置出料口，所述出料口下方正对加热箱入口，所述两侧侧壁上设置多组筛选装置，所述筛选装置包括格栅板和斜板,所述格栅板向下倾斜，所述斜板与格栅板呈一定角度设置，所述斜板与格栅板之间的侧壁上设置漏料口，所述漏料口上设置金属丝挡门，所述漏料口外侧的侧壁上设置外通道，所述斜板与下一组的格栅板之间形成矿石通道；

所述格栅板包括安装在侧壁上的活动板，所述活动板两侧设置安装轴，所述安装轴伸出侧壁外并安装在轴承上，所述轴承固定安装在侧壁外部，所述安装轴上设置伸出到轴承外的延长部分，所述延长部分外端安装齿轮，所述侧壁上固定安装驱动装置，所述驱动装置连接与所述齿轮相匹配的齿条，所述驱动装置驱动齿条往复运动；

所述冷却装置包括外壳，所述外壳内设有冷却水池，所述外壳上设有冷却装置入口，外壳上设置冷却水入水口，外壳底部设置出水口，所述外壳内设有输送带，所述输送带的前段设置在水池内，所述输送带的后段高于水面，所述输送带后段上方设置吹风装置。

2.按照权利要求1所述的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：所述驱动装置连接一条齿条，驱动装置驱动齿条往复运动使得齿轮往复转动，从而使得活动板与格栅板产生10-20度的角度。

3.按照权利要求1所述的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：所述延长部分包括长轴和短轴，所述长轴和短轴每隔一个间隔设置，所述连接在驱动装置上的齿条为两条，所述两条齿条的位置分别与长轴和短轴上的齿轮位置匹配，所述驱动装置驱动两条齿条往复运动使得齿轮往复转动，从而使得活动板与格栅板产生10-20度的角度，所述两条齿条往复运动的方向相反。

4.按照权利要求3所述的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：所述二次加热装置包括外壳和第二微波发生器，所述外壳上设置二次加热箱入口和二次加热箱出口，所述二次加热箱入口设置在输送带末端下方，所述二次加热箱入口和二次加热箱出口上设置金属丝挡门，所述两侧侧壁上设置多条位置交错的倾斜板。

5.按照权利要求4所述的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：所述粉碎箱内设置粉碎辊。

6.按照权利要求5所述的利用微波能粉碎矿物矿石的装置，其特征在于：所述下一层格栅板比上一层格栅板的间距大15%。