具有彈簧裝置的用于粉碎礦石的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于粉碎礦石或石頭和/或礦渣的方法和設(shè)備，礦石以特別地生態(tài)的方式在濕法工藝中用水或也可以在干法工藝中不用水而被磨碎。
[0002]根據(jù)弗勞恩霍夫研究所，人類在2050年將每年消耗1400億噸礦物、礦物礦石、化石燃料和生物燃料。現(xiàn)今，我們消耗其三分之一。資源將成為全球競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵，特別是礦業(yè)。“減少能量和資源”被認(rèn)為是工業(yè)的座右銘。節(jié)能創(chuàng)新是朝向保存資源的一個(gè)步驟，并且同時(shí)是改變經(jīng)濟(jì)和建立持續(xù)增長(zhǎng)的推動(dòng)力的機(jī)會(huì)。
[0003]礦業(yè)在生產(chǎn)原料方面起著戰(zhàn)略性作用。程序上的改進(jìn)是更多資源利用而非資源消耗的第一步。
[0004]因此，非常需要在提取原料時(shí)也使用環(huán)保的方法和設(shè)備，特別是為了保護(hù)參與的人免受對(duì)他們健康的傷害。在常規(guī)的礦石粉碎的情況下，參與到礦業(yè)中的人受到粉塵形成所的危害，粉塵可能影響所討論的人的肺。
[0005]此外，需要以這樣一種方式改進(jìn)用于礦業(yè)、特別是用于礦石處理的方法和設(shè)備，以使得能量消耗減少，而且將對(duì)環(huán)境的破壞減至最小。
【背景技術(shù)】
[0006]在傳統(tǒng)的觀點(diǎn)中，直到今天為止，礦石的選礦具有四個(gè)步驟。串聯(lián)連接的多個(gè)破碎機(jī)將所生產(chǎn)的礦石壓碎到規(guī)定的顆粒尺寸，其在磨機(jī)(通常是球磨機(jī))中通過濕式機(jī)械處理被進(jìn)一步粉碎。最后得到的可栗送的懸浮物被分別分類，分為不同的粒級(jí)。處理礦巖的最后步驟形成浮選的、物理化學(xué)過程，其中含有金屬的礦石在水中借助于粘在其上的氣泡被輸送至水面并且其在那里被撇去。作為最終產(chǎn)品，獲得精礦。
[0007]那些大的破碎機(jī)在礦業(yè)中形成選礦的初步階段。依賴于國(guó)家、地區(qū)、生產(chǎn)力和礦井的大小，幾個(gè)嘗試工作的破碎機(jī)單元和包括傳送機(jī)構(gòu)和篩分機(jī)構(gòu)的下游球磨機(jī)在礦石破碎中形成一個(gè)鏈。設(shè)施的尺寸、石料的能量和物流力以及暴露于環(huán)境的粉塵在傳統(tǒng)應(yīng)用中是巨大的。
[0008]例如，顎式破碎機(jī)的破碎原理只伴隨著機(jī)械產(chǎn)生的壓力而起作用。破碎件的破碎主要發(fā)生在固定的和偏心移動(dòng)的破碎機(jī)顎之間的楔形機(jī)軸中。在運(yùn)動(dòng)的過程中，石料被壓碎直到材料小于被調(diào)節(jié)的壓碎間隙為止。
[0009]此外，這種情況在球磨機(jī)中會(huì)一直持續(xù)下去:在球磨機(jī)中，預(yù)壓碎的含礦巖連同鐵球一起在旋轉(zhuǎn)的筒中被研磨。由此，待磨物被球“壓碎”，這導(dǎo)致顆粒破碎。包括研磨球本身的磨損在內(nèi)，鐵球的鐵會(huì)污染礦石。
[0010]用于粉碎礦石的球磨機(jī)已經(jīng)知道了很長(zhǎng)時(shí)間，礦石被設(shè)置成連同鐵球一起旋轉(zhuǎn)直至在球磨機(jī)實(shí)現(xiàn)所需的細(xì)度。這種類型的已知球磨機(jī)已經(jīng)從DE 40 02 29中知悉，磨缸包含球、燧石或類似物以便研碎礦石。
[0011]然而，在這種公知的球磨機(jī)中，磨缸必須被設(shè)計(jì)成特別堅(jiān)固的以便能夠承受球?qū)Ω妆诘淖矒舳鴽]有任何損壞，并且由于這個(gè)原因，磨缸的重量大大增加。因此，這種球磨機(jī)的操作成本和能量輸入很高。此外，由于球?qū)δジ椎淖矒?，旋轉(zhuǎn)的磨缸受到高度磨損，因此在較短的時(shí)間之后，必須更換球和磨缸。取決于大小和特性，鐵球的成本在800美元/噸左右，并且由于磨損只有最小的使用時(shí)間，其中磨損分別引起待磨物的污染和隨之隨后的浮選，浮選工藝是較昂貴的。此外，球磨機(jī)需要通過單獨(dú)的粉碎單元從而通過一個(gè)或多個(gè)前后相連的球磨機(jī)對(duì)礦石進(jìn)行球研磨，以便以期望的方式粉碎礦石，礦石的有效磨碎幾乎不可會(huì)K。
[0012]此外，這種球磨機(jī)不適合粉碎或磨碎與礦渣一起的礦石或礦石本身上的礦渣，因?yàn)榈V渣非常脆并且具有硬的結(jié)構(gòu)，礦渣是在進(jìn)一步加工礦石時(shí)特別地作為廢產(chǎn)物而產(chǎn)生的。
[0013]同一發(fā)明人的另一篇文獻(xiàn)WO2011/038914A1公開了用于粉碎礦石的很好的且尺寸小的設(shè)備。然而，根據(jù)礦石的類型、設(shè)備的生產(chǎn)量等等，存在設(shè)備過載的危險(xiǎn)，由此可以想到其損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明的目的是提供用于粉碎礦石和/或特別是礦渣的方法和設(shè)備，其是高度有效的，只顯示了少量的磨損并且可以過載保護(hù)。
[0015]這個(gè)目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征的設(shè)備和通過根據(jù)權(quán)利要求10的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明是基于提供用于粉碎礦石的方法和設(shè)備的理念，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括用于將待粉碎的礦石供給到第一粉碎裝置的礦石供料單元。第一粉碎裝置包括可以相對(duì)于彼此移動(dòng)的至少兩個(gè)粉碎元件，所述元件彼此形成至少一個(gè)用于待粉碎礦石的粉碎空間，以使得通過呈圍繞兩個(gè)粉碎元件中的至少一個(gè)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的形式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，待粉碎礦石被至少部分地磨碎，其中一個(gè)或多個(gè)加速元件，特別是突起，設(shè)置在粉碎元件中的至少一個(gè)上，所述加速元件特別地布置在兩個(gè)粉碎元件之一的端面上并且通過兩個(gè)粉碎元件之一的旋轉(zhuǎn)加速和粉碎待粉碎礦石，和其中在兩個(gè)粉碎元件之間和/或在兩個(gè)粉碎元件中的至少一個(gè)內(nèi)提供中間空間，通過該中間空間，粉碎的礦石在旋轉(zhuǎn)過程中被從旋轉(zhuǎn)中心向外輸送，并離開兩個(gè)粉碎元件。根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)粉碎元件中的至少一個(gè)包括與彈簧裝置的功能性連接，其中彈簧裝置以這樣一種方式形成，即它使與其功能性連接的粉碎元件在另一個(gè)粉碎元件的方向上可變地安裝。
[0017]這個(gè)解決方案是有益的，因?yàn)橛捎诜鬯樵目勺儼惭b，粉碎元件是可滑動(dòng)的。因此，在力的施加過程中，該力的施加發(fā)生在礦石的粉碎過程中并且可以引起設(shè)備的過載，粉碎元件是可滑動(dòng)的，特別是可自動(dòng)滑動(dòng)的，由此立即導(dǎo)致系統(tǒng)和設(shè)備的卸載并且減小出現(xiàn)的力。
[0018]在第一粉碎裝置中的礦石的粉碎過程中，壓力最初施加在僅輕微粉碎或尚未粉碎的礦石團(tuán)塊上。借助于斜坡區(qū)域引起壓力施加，斜坡區(qū)域設(shè)計(jì)成螺旋形的并且形成在一個(gè)或兩個(gè)粉碎元件上。由于螺旋形成形的外形，在粉碎元件的旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生饋送效應(yīng)，借助于該效應(yīng)，布置在粉碎元件之間的礦石，特別是布置在一個(gè)粉碎元件的斜坡區(qū)域和另一個(gè)粉碎元件的對(duì)應(yīng)區(qū)域之間礦石，被擠壓并被施加越來越大的壓力。施加到礦石團(tuán)塊的壓力通常會(huì)導(dǎo)致礦石團(tuán)塊分崩成多塊，從而屈服于壓力。在礦石團(tuán)塊沒有分崩成多塊的情況下，所產(chǎn)生的壓力具有進(jìn)一步增加的危險(xiǎn)，由此設(shè)備部件(特別是粉碎元件、致動(dòng)軸、軸承等等)的載荷也顯著升高，甚至可以達(dá)到個(gè)別或幾個(gè)所述部件可能損壞的水平。由于使用了根據(jù)本發(fā)明的彈簧裝置，可以避免在第一粉碎裝置操作過程中的部件過載。因?yàn)?，在?fù)載變得太高和超過規(guī)定的、特別是調(diào)整過的水平的情況下，彈簧裝置偏移。由于彈簧裝置的偏移，導(dǎo)致一個(gè)粉碎元件的滑動(dòng)，藉此粉碎元件彼此間隔開。在粉碎元件之間的壓力降低之后和在粉碎元件之間的壓力降低的情況下，偏移的彈簧裝置導(dǎo)致粉碎元件返回到初始位置中。由于粉碎元件的滑動(dòng)，粉碎元件之間的縫隙增大，較大的礦石顆粒和礦石團(tuán)塊可以通過該縫隙從第一粉碎裝置排出。從第一粉碎裝置排出的所有礦石顆粒和礦石團(tuán)塊被引導(dǎo)到分離裝置，由于分離裝置，已經(jīng)充分粉碎的顆粒與尚未充分粉碎的顆粒和礦石團(tuán)塊發(fā)生分離。然后，尚未充分粉碎的礦石顆粒和礦石團(tuán)塊被再次供給到第一粉碎裝置或第二粉碎裝置。
[0019]此外，還可以想到，礦石顆粒和礦石團(tuán)塊可以存在于粉碎元件的粉碎突起的區(qū)域中并且沒有由于施加的壓力而分崩成多塊。由于粉碎元件的粉碎突起布置成從粉碎突起的中心沿徑向間隔開，所以在該區(qū)域中，礦石顆粒和礦石團(tuán)塊導(dǎo)致高動(dòng)量，這可能導(dǎo)致第一粉碎裝置(特別是一個(gè)或兩個(gè)粉碎元件、機(jī)軸等)的損壞。根據(jù)本發(fā)明的彈簧裝置的布置優(yōu)選地在這種情況下也能使粉碎元件(特別是與機(jī)軸耦聯(lián)的粉碎元件)發(fā)生偏移。
[0020]發(fā)明的設(shè)備和發(fā)明的方法的進(jìn)一步有益的實(shí)施方式從從屬權(quán)利要求和/或從下面的說明書得到。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述粉碎元件中的至少一個(gè)被布置在用于致動(dòng)粉碎元件的機(jī)軸處，其中彈簧裝置與機(jī)軸或粉碎元件直接耦聯(lián)并且被其預(yù)壓緊，和其中機(jī)軸和布置在其上的粉碎元件可以逆著彈簧裝置的彈簧力滑動(dòng)。該實(shí)施方案是有益的，因?yàn)橛纱颂貏e保護(hù)了粉碎元件和與一個(gè)粉碎元件相連的機(jī)軸。
[0022]根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，機(jī)軸和粉碎元件的滑動(dòng)與彈簧裝置的預(yù)壓緊無關(guān)地發(fā)生，其中在偏移力超過接觸壓力的情況下，在第一粉碎裝置的操作過程中由于所述偏移力而導(dǎo)致彈簧裝置的偏移，所述偏移力產(chǎn)生于兩個(gè)粉碎元件之間并且方向與由彈簧力引起的接觸壓力相反。這個(gè)實(shí)施方案是有益的，因?yàn)閺椈闪?yōu)選地用作機(jī)軸和/或粉碎元件的位置變化的基本參數(shù)。彈簧力優(yōu)選地是可任意修改的，藉此對(duì)于大多數(shù)不同的操作和/或邊界條件，最佳調(diào)節(jié)和構(gòu)形是可預(yù)見到的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，彈簧裝置包括機(jī)械彈簧裝置，特別是螺旋彈簧、氣動(dòng)彈簧裝置和/或液壓彈簧裝置。這個(gè)實(shí)施方案是有益的，因?yàn)榭申P(guān)于操作和/或邊界條件提供彈簧裝置，藉此根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備是可最佳地調(diào)節(jié)的。
[0024]彈簧裝置具有多個(gè)懸浮裝置，其中單個(gè)懸浮裝置以這樣的方式布置，即它們將與機(jī)軸耦聯(lián)的粉碎元件推入另一個(gè)粉碎元件的方向。這個(gè)實(shí)施方案是有益的，因?yàn)椴煌膽腋⊙b置可以同等地或不同地成形，藉此又可導(dǎo)致所需的整體彈簧力的非常精確的調(diào)整。
[0025]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，機(jī)軸通過滾子軸承安裝在設(shè)備的殼體中，并且與用于使機(jī)軸和布置在其上的粉碎元件旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)裝置耦聯(lián)。通過滾子軸承進(jìn)行安裝是有益的，因?yàn)闈L子軸承可以承受很大的力并且可以非常好地調(diào)節(jié)。此外，該實(shí)施方案是有益的，因?yàn)闈L子軸承優(yōu)選地布置在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的殼體中，因此被保護(hù)免受環(huán)境的影響。
[0026]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，彈簧裝置布置在機(jī)軸的端部區(qū)域中并且與機(jī)軸耦聯(lián)，其中端部區(qū)域與機(jī)軸的第二端部區(qū)域間隔開，粉碎元件布置在該第二端部區(qū)域上。滾子軸承優(yōu)選地布置在機(jī)軸的端部區(qū)域之間以便安裝機(jī)軸。此外，優(yōu)選地在設(shè)置有彈簧裝置的端部的區(qū)域中，還提供致動(dòng)裝置和與致動(dòng)裝置耦聯(lián)的耦聯(lián)裝置。該實(shí)施方案是有益的，因?yàn)閺椈裳b置優(yōu)選地與粉碎元件盡可能地間隔開以優(yōu)選地避免由于粉碎的礦石所導(dǎo)致的損害或負(fù)面的功能性沖擊。
[0027]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，粉碎元件在旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向上布置在設(shè)備的殼體處，殼體被殼體蓋至少沿時(shí)針方向封閉，其中殼體蓋可相對(duì)于設(shè)備移動(dòng)，和其中固定布置的粉碎元件借助于彈簧裝置被壓靠在另一個(gè)粉碎元件上，該彈簧裝置使殼體蓋與設(shè)備相連。彈簧裝置優(yōu)選地形成為液壓彈簧裝置，并且特別優(yōu)選地由液壓裝置形成，它也使殼體蓋的位移能打開和關(guān)閉殼體以便例如進(jìn)行維護(hù)工作。也可以想到，布置在殼體蓋的粉碎元件經(jīng)由彈簧裝置被安裝并被預(yù)壓緊，布置在機(jī)軸的粉碎元件借助于另一個(gè)彈簧裝置被安裝并被預(yù)壓緊。
[0028]由于進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，彈簧裝置的彈簧常數(shù)、粉碎元件的滑動(dòng)路徑和/或彈簧裝置的偏移路徑是可變的，特別是可調(diào)節(jié)的或可互換的?？烧{(diào)節(jié)在此例如意味著，由于操縱該項(xiàng)，會(huì)發(fā)生另外的變量的變化。因此，例如，在提供機(jī)械彈簧的情況下，它例如可借助于螺釘操縱和壓緊，藉此潛在的偏移路徑減小。此外，在例如存在氣動(dòng)彈簧的情況下，氣壓缸中的壓力是可變的。借助于互換部件進(jìn)行所述變量之一的改變意味著通過優(yōu)選地具有其他物理和/或機(jī)械性能的另一個(gè)部件替換所述部件。因此，例如，在存在機(jī)械彈簧時(shí)，另一種機(jī)械彈簧是可用的，其由另一種材料構(gòu)成，是更大的，具有另一種外形，等等。
[0029]此外，可以想到，與彈簧裝置功能性連接的粉碎元件的滑動(dòng)路徑在第一粉碎裝置的操作期間小于5cm，優(yōu)選地小于3.5cm，特別優(yōu)選地小于lcm。進(jìn)一步可以想到，由彈簧裝置產(chǎn)生的接觸壓力達(dá)到至少1000N，優(yōu)選地至少2000N，特別優(yōu)選地至少10000N。
[0030]此外，同一申請(qǐng)人在同日通過同一專利局申請(qǐng)的另一個(gè)專利申請(qǐng)的主題，其也涉及用于礦石粉碎的設(shè)備和方法，通過引用的方式全部并入本專利申請(qǐng)的主題中。
[0031]在下面描述的單個(gè)或全部附圖優(yōu)選地被看作結(jié)構(gòu)圖，這意味著，尺寸、比例、功能上的前后關(guān)系和/或布置優(yōu)選地精確地或優(yōu)選地基本上對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品。
[0032]本發(fā)明的進(jìn)一步的好處、目標(biāo)和特征將通過下面對(duì)附圖的說明來描述，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于壓碎礦石的示例性設(shè)備。關(guān)于其功能至少基本上一致的根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的部件可以由相同的附圖標(biāo)記表示，其中這些部件不必在所有圖中都被標(biāo)記或描述。
[0033]下面，結(jié)合附圖僅僅示例性地描述本發(fā)明。
【附圖說明】
[0034]下面將通過附圖僅僅作為例子描述本發(fā)明。
[0035]圖1表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一部分的透視圖；
[0036]圖2表示圖1的根據(jù)發(fā)明