[发明专利]利用微波能粉碎矿物矿石的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于粉碎矿物矿石的装置和方法。

背景技术

使用射频辐射尤其是微波辐射粉碎矿物矿石的提议是已知的。但是，还没有将矿石暴露在微波中的恰当的措施。

因此，例如，WO 03/102250提出了矿石的微波处理，根据矿石颗粒内部的矿物在被脉冲微波辐射加热后的热膨胀的差异(该差异导致微裂纹)，以利于矿石的后续处理。但是，该文献中将微波能施加于矿石的唯一建议方法是使矿石经过微波能发生器沿着传送溜槽自由落下，因为采矿业常常与非特定的材料处理问题相关，故该方法对强制进料装置是优选的。未经处理的矿石可以通过传送带传送到溜槽，而已经处理的矿石则通过传送带从溜槽传送出。

US 2005/0236403公开了一种利用微波辐射加热诸如矿石的多相材料的方法，在该方法中，该材料运动通过微波处理区域，或者更具体地说，以连续流的方式将该材料通过微波谐振腔传送。在公认的缺乏一个成本合理的具有足够能量的多模谐振腔机器的情况下，将材料通过最大驻波的单模谐振腔是优选的。另外，对于快速产生的较大的温度梯度的明显的要求，单模谐振腔是必须的。此外，单模谐振腔使材料处于最大电磁场强度的位置。但是，如果多模类型的腔产生的功率密度足够大，多模类型的腔被也被认为是优选的。谐振腔被设置为使矿石穿过谐振腔以自由落体的方式垂直或倾向于垂直流下。有人建议可以设置成水平的，例如矿物在操纵杆(horn)下方的传送带上运动通过被微波辐射的区域。在另一个实施例中，矿物经气压泵传送通过辐射区。在又一个实施例中，煤在重力作用下，被传送通过倾斜滑板上的辐射区以被干燥。压力加料、传送带加料、液化颗粒加料、离心加料或漏斗加料装置都已被考虑。控制处理器可以控制微波谐振腔的调谐。流速控制装置可以改变经过微波谐振腔的体积流速，颗粒尺寸感应器可以向控制处理器提供正在被辐射的材料的尺寸信息。

待处理的矿石可能在成分、尺寸、和体积分数(未处理矿石周围的空气量的量度)方面存在差异。这种差异性造成了负载的变化和不可预测性，而多模谐振腔敷料器(applicator)很容易受其影响—影响所支持的模式并因此影响谐振腔内产生的电场图形。这可能会造成待处理材料在能量吸收方面的巨大差异，从而降低处理效率。

发明内容

根据本发明，提供一种用于粉碎矿石材料的装置，包括：射频处理谐振腔装置，用于对通过该处理谐振腔装置的矿石材料流进行射频电磁照射；发生装置，用于在该处理谐振腔装置内产生电磁场；测量装置，用于确定在该处理谐振腔内待照射的矿石材料的阻抗；以及匹配装置，用于将该发生装置在该处理谐振腔装置内产生的射频场与该确定的阻抗进行匹配。

有利地，所述测量装置包括谐振腔装置，该谐振腔装置位于所述处理谐振腔装置的上游。

有利地，所述处理谐振腔装置和所述测量谐振腔装置中的至少一个是多输入谐振腔装置。

有利地，所述处理谐振腔装置和所述测量谐振腔装置中的至少一个是多模谐振腔装置。

有利地，所述处理谐振腔装置包括用于矿石材料流通过的入口孔和出口孔，该入口孔和出口孔进一步包括用于大量地限制来自谐振腔的射频电磁辐射的泄漏的防护罩装置。

有利地，所述发生装置包括用于产生微波辐射以照射所述处理谐振腔的微波发生器，以及位于所述微波发生器和处理谐振腔之间的微波循环器。

有利地，所述匹配装置包括位于所述微波发生器装置和所述处理谐振腔装置之间的匹配单元。

有利地，所述装置被设置为矿物材料大体上水平通过该装置，包括具有导电带装置的传送带装置，用于传送矿石材料通过该装置，其中该导电带装置包括所述处理谐振腔装置的底板。

可替代地，所述装置被设置为矿石材料大体上垂直通过该装置，包括穿过所述处理谐振腔的介电中空柱体装置，该介电中空柱体装置被设置为将矿石材料经过所述处理谐振腔垂直穿过该介电中空柱体装置。

有利地，所述装置包括加料装置，该加料装置被设置为保持所述介电中空柱体装置大体上完全填满流动的矿石材料。

有利地，所述加料装置包括用于调节矿石材料流入所述介电中空柱体装置的漏斗装置。

有利地，所述加料装置包括用于控制矿石材料从所述介电中空柱体装置流出的节流装置。

有利地，所述装置被设置为用微波辐射照射矿石材料。

根据本发明的第二方面，提供一种用于粉碎矿石材料的方法，包括：对通过射频处理谐振腔装置的矿石材料流进行射频电磁照射；通过测量装置确定该处理谐振腔内待照射的矿石材料的阻抗；及将该处理谐振腔装置内产生的射频电场与该确定的阻抗进行匹配。