- 头条用高压脉冲放电来破碎菱镁矿石，效果还不错导语大连理工大学电气工程学院的研究人员王志强、曹云霄、邢政伟、王进君、李国锋，在2019年第4期《电工技术学报》上撰文（论文标题为“高压脉冲放电破碎菱镁矿石的实验研究），为改善菱镁矿石机械磨碎中存在的细粒过磨、粉尘等问题，采用水中高压脉冲放电的方法对菱镁矿石的破碎特性进行实验。在-25kV条件下，对初始粒径约为6cm和8cm的菱镁矿石分别进行放电处理，利用显微成像、扫描电镜及能谱分析方法对破碎产物形态、成分进行分析，同时对破碎过程的冲击波压力进行研究。 结果表明，菱镁矿石的破碎主要为解离破碎和混合破碎，产物中粒径小于150 m颗粒的质量分布比率小于10%，且可产生微米级的有用矿物单体颗粒，为菱镁矿石的后续分选提供了有利条件；破碎过程能量的转化效率为15.64%，符合相关理论研究结果。
菱镁矿是我国的优势矿产资源，组元矿物的有效解离是高效分选的前提，现有方法主要采用机械磨碎法，使组元矿物解离成粒径符合分选要求的单体颗粒。在机械磨碎的过程中，存在粗粒欠磨、细粒过磨等问题，影响分选对目标矿物的回收效率，同时还存在粉尘、噪声等问题。
随着现代技术的不断发展和学科的交叉融合，脉冲等离子体技术在工业中的应用研究逐步引起重视。其中，液相高压脉冲放电等离子体技术以其良好的应用性而备受各国研究人员的青睐。液相（一般为水介质）高压脉冲放电是在液相施加高电压，造成液相击穿的一种放电形式，可以在液相中形成局部高温热点、冲击波、紫外光、活性自由基等理化效应，液相脉冲放电被用于岩石破碎、电爆炸、废弃电路板处理等方向。
针对液相高压脉冲放电强化矿石破碎解离的应用，国内外学者开展了相关研究工作。Wang E等]利用高压脉冲对硫化物和铂金矿石进行处理，得到粒径小于300m的有用矿物颗粒。Andres U利用高压脉冲放电从矿石中解离出钻石、祖母绿等贵重矿物。Chernet T从原矿中解离出了金矿和银金矿颗粒。左蔚然、Ito M、Wang E等针对煤炭矿石、黄铜矿石、石英矿石及花岗岩石进行了高压脉冲放电方式和机械方式解离效果的对比研究工作，结果表明水中高压脉冲放电在提高解离效率和降低能耗等方面均有明显优势。
菱镁矿石中的有用矿物为菱镁矿（MgCO3），主要脉石矿物为白云石（CaMg(CO3)2）和石英（SiO2）等其他硅酸盐。组元矿物多以粒状及其集晶状体产出，菱镁矿与杂质矿物之间以非隐晶质混合，属于盐类矿物，为液相高压脉冲放电强化菱镁矿组元矿物的破碎解离提供了有利条件。
本文采用水中高压脉冲放电的方法，对菱镁矿石进行了破碎实验研究，利用显微成像及扫描电镜能谱等分析方法，分析不同初始粒径和放电次数条件下菱镁矿石破碎产物的粒度、形貌及元素成分变化。同时，根据高压脉冲放电的电压、电流波形及压力测量结果，明确了高压脉冲破碎菱镁矿石的可行性。
图1 菱镁矿石实验样品
图3 反应器及电极尺寸图
图5 菱镁矿石高压脉冲破碎结果实物图
结论
本文在25kV条件下利用水中高压脉冲放电的方法对菱镁矿石进行了破碎研究，结合单次放电的注入能量，得到矿石区域的冲击波压力范围约为48.24～49.42MPa，大于菱镁矿石4.05MPa的抗拉强度，致使其自身破碎。
在高压脉冲放电作用下，菱镁矿石的破碎形式主要为解离破碎和混合破碎，并且可得到菱镁矿的单体解离颗粒。本文的研究可为菱镁矿石的资源化利用提供参考。有关等离子体放电通道的冲击波效能及其他条件下的破碎特性有待进一步的深入研究。
