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我国破碎机械企业正在研究热力破碎

选矿上研究的热力破碎,实际上是热与机械力相结合,用热处理的方法使矿石变弱,然后用机械破碎它,从而提高破碎 。

热力破碎岩石(thermal breaking of roek) 利用快速加热岩石表层以产生热应力剥落,熔(汽) 化或弱化的破碎岩石技术。观察目前国内破碎机需要进一步突破现状,热力破碎恰是一种特别适合于难磨物料的工业粉碎过程,当必须避免在常规破碎和磨矿中设备磨损所造成的铁的污染时尤其如此。

热力破碎的过程如下:首先将待破碎物料加热,然后将其骤冷(淬火), 通过常规机械方法将物料破碎。事实上,加热步骤是一个预破碎过程。加热会引起矿物相的变化,同时还可以引起矿物和其它包含在孔隙和裂缝中的物质的体积变化。而骤冷引起矿物的突然收缩或相交,结果产生了大到足以破碎此固体的内应力。

按其加热性质分为火焰射 流、等离子焰、电子束和激光等方法。其中获得工业应用的为火焰射流。

热力破岩技术,可以溯源于中国古代的火烧水浇法,它在明代陆奇所著《藏掩合羲》及后来的《明史·河渠》中均有详细记载。1938年以后,随着美国氧气枪破 岩技术的试验成功,迅速发展为现代的煤油一氧气(或 压气)火钻。其原理为在燃烧室内混合燃烧的煤油一氧气火焰,能以1000一Z000m/s的高速,1500~2500C的 高温,以及能流密度为(2一12)x1O6kW/mZ,从喷口射 向孔底岩石,使表面以下几毫米范围内的岩石,形成很 大的温度梯度,产生足够的热应力,导致一层又一层的 表面剥落,并被返回的高速气流,以及部分冷却水形成的水蒸汽,冲出孔外。

火钻在20世纪50一60年代曾被广泛用于铁隧石露天矿的炮孔穿凿和二次破碎,70年代以后则逐渐被牙轮钻机等所代替。对抗压强度超过 50oMPa的硅质类岩石和花岗岩等的开采,至今仍不 失为有效的破碎方法。 火焰射流的能量密度随喷距的增加而减小,当其到达孔底时只够使表层岩石升温到大约500一600C, 仅适用于含石英多的整体性岩石。

聚焦性非常好的电子束和激光,能量密度分别达1及10’Zkw/mZ级,温度则达20000~s000OC,至少不低于300oC;而火成岩的熔化温度为1100一1600C,其余岩石也很少超过300oc。因此,利用电子束、激光和等离子焰,可以高效率地熔化任何岩石。但成本高、能耗大、排碴难,只限用于辅助机械破碎岩石,所以仍停留于试验研究阶段。

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