用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的方法转让专利

申请号 : CN201180074118.3

文献号 : CN103857471B

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发明人 : H·阿尔奎斯特让纳雷R·米勒-西伯特H·费肯豪尔A·维F·蒙提迪索普拉P·霍佩J·辛格H·吉泽K·莱贝尔

申请人 : 泽尔弗拉格股份公司

摘要 :

本发明涉及一种用于借助高压放电击碎和/或弱化材料(1)的方法。在此材料(1)与工艺液体(5)一起被送入工艺空间(2),在工艺空间中两个电极(3、4)以间距相对置并且这样设置,使得两个电极(3、4)之间的区域被填充材料(1)和工艺液体(5)。在两个电极(3、4)之间产生高压放电以便击碎和/或弱化材料(1)。根据本发明,在击碎和/或弱化材料(1)期间从工艺空间(2)中排出工艺液体并且将工艺液体输入工艺空间(2)中。输入的工艺液体(5)比排出的工艺液体(5)具有较小的电导率。已经表明,通过该措施可在目前已知的电动方法中明显改善能量效率和粉碎硬脆材料的能力。

权利要求 :

1.用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料(1)的方法,包括以下步骤:a)提供工艺空间(2),其具有一个高压放电路径,所述高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极(3、4)之间;

b)将待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5)送入工艺空间(2)中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5),c)在工艺空间(2)中通过在两个电极(3、4)之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料(1),其中,在击碎和/或预弱化材料(1)期间从工艺空间(2)中排出工艺液体(5)并且将工艺液体(5)输入工艺空间(2)中,输入的工艺液体(5)与排出的工艺液体(5)相比具有较小的电导率,并且确定处于工艺空间(2)中的工艺液体(5)的电导率、排出工艺空间(2)的工艺液体(5)的电导率和/或两个电极(3、4)之间的放电电阻并且根据所确定的值改变工艺液体(5)向工艺空间中的输入和/或工艺液体(5)的处理。

2.根据权利要求1的方法,其中,输入的工艺液体(5)的电导率在0.2微西门子每厘米和5000微西门子每厘米之间的范围内。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述工艺液体(5)的输入和排出同时进行。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,输入和排出的工艺液体体积基本上相同。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述工艺液体(5)的输入和/或排出连续或间断地进行。

6.根据权利要求1所述的方法,其中,排出的工艺液体(5)经受一个处理步骤,在该处理步骤中工艺液体的电导率被降低并且之后完全或部分重新被输入工艺空间(2)中。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述工艺液体(5)通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂来处理。

8.根据权利要求6所述的方法,其中,所述工艺空间(2)为了形成工艺液体回路与用于降低工艺液体(5)电导率的工艺液体处理设备的入口和出口连接,并且工艺液体(5)在该回路中循环,其方式为,在工艺空间(2)的第一位置上工艺液体(5)被排出工艺空间(2)并被输入到工艺液体处理设备中,在该工艺液体处理设备中工艺液体的电导率被降低并且之后完全或部分在工艺空间(2)的第二位置上重新被导回工艺空间(2)中。

9.根据权利要求1所述的方法,其中,这样输入工艺液体(5),使得工艺液体(5)被有针对性地送入两个电极(3、4)之间的反应区(R)中。

10.根据权利要求1所述的方法,其中,这样输入和排出工艺液体(5),使得输入的工艺液体(5)穿流两个电极(3、4)之间的反应区。

11.根据权利要求1所述的方法,其中,通过所述电极(3、4)之一或通过两个电极(3、

4)输入工艺液体(5)。

12.根据权利要求11所述的方法,其中,通过一个或多个设置在相应电极(3)端面上的输入口(6、9、10、11)输入工艺液体(5)。

13.根据权利要求11所述的方法,其中,使用一个或两个棒状电极(3)并且通过一个或多个设置在相应电极(3)圆周上的输入口(6、9、10、11)输入工艺液体(5)。

14.根据权利要求12所述的方法,其中,通过相应电极(3)中的一个中心输入孔向输入口(6、9、10、11)输入工艺液体(5)。

15.根据权利要求1所述的方法,其中,使用一个或两个由绝缘体(8)包围的电极(3)并且通过一个或两个电极(3)的绝缘体(8)输入工艺液体(5)。

16.根据权利要求15所述的方法,其中,通过一个或多个设置在相应绝缘体(8)端面上的输入口(6、9、10、11)输入工艺液体(5)。

17.根据权利要求15所述的方法,其中,通过输入喷嘴(9)的一种布置输入工艺液体(5),这些输入喷嘴同心环绕相应电极(3、4)或其绝缘体(8)。

18.根据权利要求15所述的方法,其中,通过一个同心环绕相应的电极(3、4)或其绝缘体(8)的环形间隙(10)输入工艺液体(5)。

19.根据权利要求1所述的方法,其中,提供工艺空间(2),在其中两个电极(3、4)在重力方向上看上下重叠设置并且下方的电极(4)构造在工艺空间(2)的底部上。

20.根据权利要求19所述的方法,其中,通过工艺空间(2)底部上的一个或多个输入口(11)输入工艺液体(5)。

21.根据权利要求19所述的方法,其中,通过工艺空间(2)底部上的一个或多个排出口(12)排出工艺液体(5)。

22.根据权利要求1所述的方法,其中,提供工艺空间,在其中两个电极在重力方向上看并排设置。

23.根据权利要求1所述的方法,其中,使用不同的开口(12;13)以从工艺空间(2)中排出工艺液体(5)和从工艺空间(2)中提取被击碎和/或预弱化的材料(1)。

24.根据权利要求19所述的方法,其中,通过工艺空间(2)底部上的一个提取口或多个提取口(13)提取被击碎和/或预弱化的材料(1)。

25.根据权利要求1所述的方法,其中,将待击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地输入工艺空间(2)并且将被击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地排出工艺空间(2)。

26.根据权利要求1所述的方法,其中,所述材料(1)是岩石材料或矿石。

27.根据权利要求1所述的方法,其中,根据所确定的值控制工艺液体(5)向工艺空间中的输入和/或工艺液体(5)的处理。

28.根据权利要求10所述的方法,其中,输入的工艺液体(5)从上向下或从下向上或在从反应区(R)中心径向向外的方向上穿流两个电极(3、4)之间的反应区。

29.根据权利要求12所述的方法,其中,所述输入口是一个中心输入口和/或多个围绕电极中心同心设置的输入口。

30.根据权利要求13所述的方法,其中,所述输入口是多个均匀分布于电极圆周上的输入口。

31.根据权利要求16所述的方法,其中,通过多个在相应绝缘体(8)上围绕电极中心同心设置的输入口(6、9、10、11)输入工艺液体(5)。

32.根据权利要求22所述的方法,其中,两个电极具有一个绝缘体并且被加载不等于地电位的电位。

33.根据权利要求24所述的方法,其中,通过工艺空间(2)底部上的一个中心的提取口提取被击碎和/或预弱化的材料(1)。

34.根据权利要求1所述的方法,包括下述步骤:

其中,将待击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地输入工艺空间(2)并且将被击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地排出工艺空间(2),并且将至少一部分从工艺空间(2)中排出的材料(1)在工艺空间(2)之外经过另一过程步骤之后再次送入工艺空间(2)中,其中,所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间(2)的材料,并且确定用于冲洗的第一冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变用于冲洗的第一冲洗液的输入和/或第一冲洗液的处理。

35.根据权利要求1所述的方法,其中,将送入工艺空间(2)中的材料(1)在击碎和/或预弱化之前借助第二冲洗液冲洗,并且确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或第二冲洗液的处理。

36.根据权利要求1所述的方法,其中,作为工艺液体使用水。

37.根据权利要求1所述的方法,其中,作为待击碎和/或预弱化的材料(1)使用贵金属矿石或半贵金属矿石。

38.根据权利要求1所述的方法,其中,机械地粉碎由所述方法产生的被击碎和/或预弱化的材料。

39.用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料(1)的方法,包括下述步骤:a)提供工艺空间(2),其具有一个高压放电路径,该高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极(3、4)之间;

b)将待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5)送入工艺空间(2)中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5),c)在工艺空间(2)中通过在两个电极(3、4)之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料(1),其中,将待击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地输入工艺空间(2)并且将被击碎和/或预弱化的材料(1)连续或分批地排出工艺空间(2),并且将至少一部分从工艺空间(2)中排出的材料(1)在工艺空间(2)之外经过另一过程步骤之后再次送入工艺空间(2)中,其中,所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间(2)的材料,并且确定用于冲洗的第一冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变用于冲洗的第一冲洗液的输入和/或第一冲洗液的处理。

40.根据权利要求39所述的方法,其中,在用第一冲洗液冲洗材料结束到随后将该材料再次送入工艺空间(2)或在工艺空间(2)中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟。

41.根据权利要求39所述的方法,其中,用于冲洗的第一冲洗液与送入工艺空间(2)中的工艺液体(5)同类。

42.根据权利要求39所述的方法,其中,用于冲洗的第一冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂进行处理。

43.根据权利要求39所述的方法,其中,从工艺空间(2)中排出的材料被分为粗料和细料,并且仅粗料再次被送入工艺空间(2)中。

44.根据权利要求43所述的方法,其中,通过分离成粗料和细料所获得的粗料量大于所获得的细料量。

45.根据权利要求39所述的方法,其中,所述材料是岩石材料(1)或矿石。

46.根据权利要求39所述的方法,其中,第一冲洗液的电导率小于处于工艺空间中的工艺液体的电导率。

47.根据权利要求39所述的方法,其中,根据所确定的值控制用于冲洗的第一冲洗液的输入和/或第一冲洗液的处理。

48.根据权利要求39所述的方法,其中,在用第一冲洗液冲洗材料结束到随后将该材料再次送入工艺空间(2)或在工艺空间(2)中以高压放电加载该材料之间经过少于3分钟。

49.根据权利要求41所述的方法,其中,用于冲洗的第一冲洗液与送入工艺空间(2)中的工艺液体(5)相同。

50.根据权利要求43所述的方法,其中,从工艺空间(2)中排出的材料通过筛网被分为粗料和细料。

51.根据权利要求39所述的方法,其中,将送入工艺空间(2)中的材料(1)在击碎和/或预弱化之前借助第二冲洗液冲洗,并且确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或第二冲洗液的处理。

52.根据权利要求39所述的方法,其中,作为工艺液体使用水。

53.根据权利要求39所述的方法,其中,作为待击碎和/或预弱化的材料(1)使用贵金属矿石或半贵金属矿石。

54.根据权利要求39所述的方法,其中,机械地粉碎由所述方法产生的被击碎和/或预弱化的材料。

55.用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料(1)的方法,包括下述步骤:a)提供工艺空间(2),其具有一个高压放电路径,该高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极(3、4)之间;

b)将待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5)送入工艺空间(2)中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料(1)和工艺液体(5),c)在工艺空间(2)中通过在两个电极(3、4)之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料(1),其中,将送入工艺空间(2)中的材料(1)在击碎和/或预弱化之前借助第二冲洗液冲洗,并且确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或第二冲洗液的处理。

56.根据权利要求55所述的方法,其中,借助第二冲洗液的冲洗在工艺空间(2)之内或之外进行。

57.根据权利要求56所述的方法,其中,借助第二冲洗液的冲洗在工艺空间(2)之外进行并且在用第二冲洗液冲洗材料结束到将该材料送入工艺空间(2)或在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟。

58.根据权利要求55所述的方法,其中,用于冲洗的第二冲洗液与在击碎和/或预弱化时处于工艺空间(2)中的工艺液体同类。

59.根据权利要求55所述的方法,其中,用于冲洗的第二冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂进行处理。

60.根据权利要求55所述的方法,其中,作为工艺液体使用水。

61.根据权利要求55所述的方法,其中,作为待击碎和/或预弱化的材料(1)使用贵金属矿石或半贵金属矿石。

62.根据权利要求55所述的方法,其中,机械地粉碎由所述方法产生的被击碎和/或预弱化的材料。

63.根据权利要求55所述的方法,其中,所述材料是岩石材料(1)或矿石。

64.根据权利要求55所述的方法,其中,第二冲洗液的电导率小于在击碎和/或预弱化时处于工艺空间(2)中的工艺液体的电导率。

65.根据权利要求55所述的方法,其中,确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值控制用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或第二冲洗液的处理。

66.根据权利要求61所述的方法,其中,作为待击碎和/或预弱化的材料(1)使用铜矿石或铜/金矿石。

67.根据权利要求57所述的方法,其中,在用第二冲洗液冲洗材料结束到将该材料送入工艺空间(2)或在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于3分钟。

68.根据权利要求58所述的方法,其中,用于冲洗的第二冲洗液与在击碎和/或预弱化时处于工艺空间(2)中的工艺液体相同。

69.用于实施根据上述权利要求1至68中任一项所述的方法的工艺空间(2)的高压电极(3),包括具有中心导体(14)的绝缘体(8),在中心导体的轴向伸出绝缘体(8)的工作端部上设有电极头(15),中心导体(14)和/或绝缘体(8)在工作端部上具有一个或多个输入口(6、9、10、11),所述输入口通入一个或多个输入通道(7)中,通过所述输入通道输入口能从远离工作端部的位置被供给工艺液体(5),其中,所述绝缘体(8)被另一构件(17)环绕,该构件本身或与绝缘体(8)一起构成一个在端面上的环形间隙(10),该环形间隙能够从远离工作端部的位置被供给工艺液体(5)。

70.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,通过所述输入通道输入口能从高压电极(3)的非工作端部被供给工艺液体(5)。

71.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,该环形间隙能够从高压电极(3)的非工作端部被供给工艺液体(5)。

72.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)在其工作端部上具有一个或多个设置在端面的输入口(6)。

73.根据权利要求72所述的高压电极(3),其中,所述输入口是一个中心输入口和/或多个围绕电极中心同心设置的输入口。

74.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)在其工作端部侧伸出绝缘体(8)的区域中在中心导体的外圆周上具有一个环绕的径向凸缘(16)。

75.根据权利要求74所述的高压电极(3),其中,该径向凸缘(16)的端面具有输入口(6)。

76.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)在其工作端部上具有一个或多个设置在其圆周上的输入口。

77.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)在其工作端部上具有多个均匀分布在其圆周上的输入口。

78.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)为了向输入口(6)输入工艺液体(5)具有一个中心输入通道。

79.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述绝缘体(8)在其工作端部侧的端面上具有一个或多个输入口(6)。

80.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述绝缘体(8)在其工作端部侧的端面上具有多个围绕电极中心同心设置的输入口(6)。

81.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述绝缘体(8)被另一构件(17)环绕,该构件构成一种输入喷嘴系统,所述输入喷嘴系统能从远离工作端部的位置被供给工艺液体(5)。

82.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述电极头(15)具有球形帽或旋转抛物面的形状。

83.根据权利要求69所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)由金属制成。

84.根据权利要求83所述的高压电极(3),其中,所述中心导体(14)由铜、铜合金或不锈钢制成。

85.根据权利要求81所述的高压电极(3),其中,所述输入喷嘴系统能从非工作端部被供给工艺液体(5)。

86.具有根据权利要求69至85中任一项所述的高压电极(3)的工艺空间(2),用于实施根据权利要求1至68中任一项所述的方法。

87.构成根据权利要求86的工艺空间的工艺容器。

88.根据权利要求87所述的工艺容器,其中,该工艺空间是封闭的工艺空间(2)。

89.用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料(1)的设备,包括根据权利要求87所述的工艺容器以及用于在由工艺容器构成的工艺空间(2)中产生高压放电的高压脉冲发生器。

90.构成根据权利要求89所述的设备,其中所述材料(1)是岩石材料或矿石。

说明书 :

用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的方法、用于实施该方法的工艺空间的高压电极、具有这种用于实施该方法的高压电极的工艺空间、构成这种工艺空间的工艺容器以及用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的具有这种工艺容器的设备。

背景技术

[0002] 由现有技术已知,借助脉冲高压放电粉碎或预弱化材料块、如混凝土块或岩石块,预弱化指使材料块产生裂纹,以便在接下来的机械粉碎过程中更容易地粉碎它们。
[0003] 为此,待粉碎或预弱化的材料与工艺液体如水一起被送入工艺空间中,在工艺空间中在两个电极之间产生高压放电。在此原则上区分两种不同的作用机制。
[0004] 当所谓的电液效应作用于待粉碎或预弱化的材料时,放电路径仅穿过工艺液体,从而在工艺液体中引起冲击波,所述冲击波作用于待粉碎或预弱化的材料。然而该作用机制的缺点在于,仅一小部分用于产生高压放电的能量用于粉碎或预弱化材料。因此,在电液效应下为了达到相对适度的粉碎率或弱化率需要大量能量,另外大量能量的提供还与高的设备技术费用相关联。在实践中借助电液效应也无法击碎和/或弱化相对坚固的材料。
[0005] 在所谓的电动效应下,放电路径至少部分穿过待粉碎或弱化的材料,从而在材料本身中产生冲击波。与电液效应相比,借助该作用机制可将明显更高比例的施用能量用于击碎和/或预弱化材料并且也可击碎和/或预弱化坚固得多的材料。
[0006] 然而,在目前已知的电动(electrodynamic)方法中能量效率和粉碎或弱化硬脆材料的能力并不令人满意。也已经表明,在目前已知的用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的方法中,对于一些材料如混凝土,在一开始主要是电动效应作用于材料后相对快地转变为基本上电液(electrohydraulic)的效应,这由此粉碎或预弱化过程的效率迅速降低或者在最坏情况下高压放电甚至不能再粉碎或预弱化材料。这种现象使得该方法目前不适合甚至是无法用于某些材料。

发明内容

[0007] 因此,本发明的任务在于提供用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料的方法和装置,它们不具有或至少部分克服现有技术的缺点。
[0008] 该任务通过根据本发明的技术方案得以解决。
[0009] 根据本发明的一种用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法,包括以下步骤:
[0010] a)提供工艺空间,其具有一个高压放电路径,所述高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极之间;
[0011] b)将待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体送入工艺空间中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体,[0012] c)在工艺空间中通过在两个电极之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料,[0013] 其中,在击碎和/或预弱化材料期间从工艺空间中排出工艺液体并且将工艺液体输入工艺空间中,并且输入的工艺液体与排出的工艺液体相比具有较小的电导率。
[0014] 优选规定,输入的工艺液体的电导率在0.2微西门子每厘米和5000微西门子每厘米之间的范围内。
[0015] 优选规定,所述工艺液体的输入和排出同时进行。
[0016] 优选规定,输入和排出的工艺液体体积基本上相同。
[0017] 优选规定,所述工艺液体的输入和/或排出连续或间断地进行。
[0018] 优选规定,排出的工艺液体经受一个处理步骤,在该处理步骤中工艺液体的电导率被降低并且之后完全或部分重新被输入工艺空间中。
[0019] 优选规定,所述工艺液体通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂来处理。
[0020] 优选规定,所述工艺空间为了形成工艺液体回路与用于降低工艺液体电导率的工艺液体处理设备的入口和出口连接,并且工艺液体在该回路中循环,其方式为,在工艺空间的第一位置上工艺液体被排出工艺空间并被输入到工艺液体处理设备中,在该工艺液体处理设备中工艺液体的电导率被降低并且之后完全或部分在工艺空间的第二位置上重新被导回工艺空间中。
[0021] 优选规定,这样输入工艺液体,使得工艺液体被有针对性地送入两个电极之间的反应区中。优选规定,这样输入和排出工艺液体,使得输入的工艺液体尤其是从上向下或从下向上或在从反应区中心径向向外的方向上穿流两个电极之间的反应区。优选规定,通过所述电极之一或通过两个电极输入工艺液体。优选规定,通过一个或多个设置在相应电极端面上的输入口、尤其是通过一个中心输入口和/或通过多个围绕电极中心同心设置的输入口输入工艺液体。
[0022] 优选规定,使用一个或两个棒状电极并且通过一个或多个设置在相应电极圆周上的输入口、尤其是通过多个均匀分布于电极圆周上的输入口输入工艺液体。优选规定,通过相应电极中的一个中心输入孔向输入口输入工艺液体。优选规定,使用一个或两个由绝缘体包围的电极并且通过一个或两个电极的绝缘体输入工艺液体。
[0023] 优选规定,通过一个或多个设置在相应绝缘体端面上的输入口、尤其是通过多个在相应绝缘体上围绕电极中心同心设置的输入口输入工艺液体。优选规定,通过输入喷嘴的一种布置输入工艺液体,这些输入喷嘴同心环绕相应电极或其绝缘体。优选规定,通过一个同心环绕相应的电极或其绝缘体的环形间隙输入工艺液体。优选规定,提供工艺空间,在其中两个电极在重力方向上看上下重叠设置并且下方的电极构造在工艺空间的底部上。优选规定,通过工艺空间底部上的一个或多个输入口输入工艺液体。
[0024] 优选规定,通过工艺空间底部上的一个或多个排出口排出工艺液体。优选规定,提供工艺空间,在其中两个电极在重力方向上看并排设置并且尤其是两个电极具有一个绝缘体并且被加载不等于地电位的电位。优选规定,使用不同的开口以从工艺空间中排出工艺液体和从工艺空间中提取被击碎和/或预弱化的材料。
[0025] 优选规定,通过工艺空间底部上的一个提取口、尤其是中心的提取口或通过多个提取口提取被击碎和/或预弱化的材料。
[0026] 优选规定,将待击碎和/或预弱化的材料连续或分批地输入工艺空间并且将被击碎和/或预弱化的材料连续或分批地排出工艺空间。
[0027] 优选规定,确定处于工艺空间中的工艺液体的电导率、排出工艺空间的工艺液体的电导率和/或两个电极之间的放电电阻并且根据所确定的值改变、尤其是控制工艺液体向工艺空间中的输入和/或可选地工艺液体的处理。
[0028] 根据本发明的一种用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法包括下述步骤:
[0029] a)提供工艺空间,其具有一个高压放电路径,该高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极之间;
[0030] b)将待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体送入工艺空间中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体,[0031] c)在工艺空间中通过在两个电极之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料,[0032] 其中,将待击碎和/或预弱化的材料连续或分批地输入工艺空间并且将被击碎和/或预弱化的材料连续或分批地排出工艺空间,并且将至少一部分从工艺空间中排出的材料在工艺空间之外经过另一过程步骤之后再次送入工艺空间中。
[0033] 优选规定,所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液、尤其是借助电导率小于处于工艺空间中的工艺液体的电导率的第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间的材料。
[0034] 优选规定,在用第一冲洗液冲洗材料结束到随后将该材料再次送入工艺空间或在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟、尤其是少于3分钟。
[0035] 优选规定,用于冲洗的第一冲洗液与在击碎和/或预弱化时处于工艺空间中的工艺液体同类、尤其是相同。
[0036] 优选规定,用于冲洗的第一冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂进行处理。
[0037] 优选规定,从工艺空间中排出的材料被分为粗料和细料、尤其是通过筛网被分为粗料和细料,并且仅粗料再次被送入工艺空间中。
[0038] 优选规定,通过分离成粗料和细料所获得的粗料量大于所获得的细料量。
[0039] 优选规定,确定用于冲洗的第一冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变、尤其是控制用于冲洗的第一冲洗液的输入和/或可选地第一冲洗液的处理。
[0040] 根据本发明的用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法包括下述步骤:
[0041] a)提供工艺空间,其具有一个高压放电路径,该高压放电路径形成于两个以电极间距相对置的电极之间;
[0042] b)将待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体送入工艺空间中,使得在设置的击碎和/或预弱化运行时两个电极之间的区域被填充待击碎和/或预弱化的材料和工艺液体,[0043] c)在工艺空间中通过在两个电极之间产生的高压放电击碎和/或预弱化材料,[0044] 其中,将送入工艺空间中的材料在击碎和/或预弱化之前借助第二冲洗液、尤其是借助电导率小于在击碎和/或预弱化时处于工艺空间中的工艺液体的电导率的第二冲洗液冲洗。
[0045] 优选规定,借助第二冲洗液的冲洗在工艺空间之内或之外进行。
[0046] 优选规定,借助第二冲洗液的冲洗在工艺空间之外进行并且在用第二冲洗液冲洗材料结束到将该材料送入工艺空间或在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟、尤其是少于3分钟。
[0047] 优选规定,用于冲洗的第二冲洗液与击碎和/或预弱化时处于工艺空间中的工艺液体同类、尤其是相同。
[0048] 优选规定,用于冲洗的第二冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂进行处理。
[0049] 优选规定,确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变、尤其是控制用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或可选地第二冲洗液的处理。
[0050] 优选规定,作为工艺液体使用水。
[0051] 优选规定,作为待击碎和/或预弱化的材料使用贵金属矿石或半贵金属矿石、尤其是铜矿石或铜/金矿石。
[0052] 优选规定,尤其是机械地粉碎由所述方法产生的被击碎和/或预弱化的材料。
[0053] 根据本发明的一种实施根据上述方法的工艺空间的高压电极包括具有中心导体的绝缘体,在中心导体的轴向伸出绝缘体的工作端部上设有电极头,中心导体和/或绝缘体在工作端部上具有一个或多个输入口,所述输入口通入一个或多个输入通道中,通过所述输入通道输入口可从远离工作端部的位置、尤其是从高压电极的非工作端部被供给工艺液体、尤其是水。
[0054] 优选规定,所述中心导体在其工作端部上具有一个或多个设置在端面的输入口、尤其是一个中心输入口和/或多个围绕电极中心同心设置的输入口。
[0055] 优选规定,所述中心导体在其工作端部侧伸出绝缘体的区域中在中心导体的外圆周上具有一个环绕的径向凸缘并且尤其是该凸缘的端面具有输入口。
[0056] 优选规定,所述中心导体在其工作端部上具有一个或多个设置在其圆周上的输入口,所述输入口尤其是均匀分布在其圆周上。
[0057] 优选规定,所述中心导体为了向输入口输入工艺液体具有一个中心输入通道。
[0058] 优选规定,所述绝缘体在其工作端部侧的端面上具有一个或多个输入口、尤其是多个围绕电极中心同心设置的输入口。
[0059] 优选规定,所述绝缘体被另一构件环绕,该构件本身或与绝缘体一起构成一个在端面上的环形间隙,该环形间隙能够从远离工作端部的位置、尤其是非工作端部被供给工艺液体、尤其是水。
[0060] 优选规定,所述绝缘体被另一构件环绕,该构件构成一种输入喷嘴系统,所述输入喷嘴系统可从远离工作端部的位置、尤其是非工作端部被供给工艺液体、尤其是水。
[0061] 优选规定,所述电极头具有球形帽或旋转抛物面的形状。
[0062] 优选规定,所述中心导体由金属、尤其是铜、铜合金或不锈钢制成。
[0063] 本发明涉及一种具有上述高压电极的工艺空间,用于实施根据本发明的方法。
[0064] 本发明涉及一种构成根据上述工艺空间、尤其是封闭的工艺空间的工艺容器。
[0065] 本发明涉及一种用于借助高压放电击碎和/或预弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的设备,其包括上述工艺容器以及用于在由工艺容器构成的工艺空间中产生高压放电的高压脉冲发生器。
[0066] 本发明的第一方面涉及一种用于借助高压放电击碎和/或弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法。“击碎”理解为材料的粉碎,“弱化”(又称为“预弱化”)理解为在材料中产生内部裂纹,这些内部裂纹使得材料更易于被进一步尤其是机械地粉碎。根据该方法,将待击碎和/或弱化的材料和工艺液体一起送入工艺空间中,在该工艺空间中两个电极以间距相对置并且在电极之间在工艺空间内形成高压放电路径。在此待击碎和/或弱化的材料和工艺液体这样设置在工艺空间中,使得两个电极之间的区域被填充待击碎和/或弱化的材料和工艺液体。在两个电极之间产生高压放电,以便击碎和/或弱化被送入工艺空间中的材料。在此,根据本发明,在击碎和/或弱化材料期间从工艺空间中排出工艺液体并且将工艺液体输入工艺空间中,并且输入的工艺液体与排出的工艺液体相比具有较小的电导率。优选输入的工艺液体的电导率在0.2微西门子每厘米和5000微西门子每厘米之间的范围内。
[0067] 已经表明,通过该措施可在目前已知的电动方法中明显改善能量效率和粉碎硬脆材料的能力并且在有问题的材料中避免或至少减慢从电动效应到电液效应的转变。现在该措施也允许将电动方法用于粉碎或弱化那些目前不适合使用该方法的材料。
[0068] 优选工艺液体的输入和排出同时进行,因为这可形成冲洗流,借助该冲洗流可有针对性地冲洗工艺空间的特定区域。
[0069] 在此优选输入和排出的工艺液体体积基本上相同,由此可避免在工艺液体液面在工艺空间中的波动或至少使其保持在窄的范围中,这对于连续过程是尤为期望的。
[0070] 在此工艺液体的输入和排出根据过程控制连续或间断地进行。在同时连续地输入和排出工艺液体时产生下述优点,即,可实现连续的冲洗流,且在由冲洗流冲洗的工艺空间区域中存在准稳态的导电状态。当间断地同时输入和排出工艺液体时,也可通过短时间的集中穿流以较少的更换量实现对工艺空间特定区域的良好冲洗。
[0071] 但也可规定,工艺液体的排出和输入在时间上错开进行,这使得在工艺空间中工艺液体液面发生明显波动。根据工艺空间的几何结构,这可有利于良好的冲洗效果。在此也优选输入和排出的工艺液体体积基本上相同,从而在工艺空间中的工艺液体液面在两个稳定的液体状态之间波动。
[0072] 作为特殊情况在此也可规定,在实践中首先将所有工艺液体排出工艺空间,然后优选向工艺空间中输入同样多的工艺液体,为此优选中断在两个电极之间产生高压放电。
[0073] 当然,也可规定这样的方案,在其中,工艺液体的输入或排出连续进行并且排出或输入间断地进行,这也导致工艺空间中工艺液体液面的波动,在每间隔输入和排出的工艺液体量相同时工艺液体液面也在两个稳定的液体状态之间波动。根据工艺空间的几何结构和希望的过程控制,这可有利地影响现有和新输入的工艺液体的混合。
[0074] 在该方法的另一种优选的实施方式中,排出的工艺液体经受一个处理过程,在该处理过程中工艺液体的电导率被降低。之后工艺液体完全或部分被重新输入工艺空间中。由此从工艺空间中排出的工艺液体可完全或部分重新在工艺空间中用作用于击碎和/或预弱化过程的工艺液体。
[0075] 在此工艺液体的处理优选通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变工艺液体的pH值和/或通过添加配位剂来进行。这些措施对于技术人员而言是常见的并且因此无需在此详细说明。
[0076] 另外,在本方法的两个之前提到的实施方式中有利的是,为了形成工艺液体回路,将工艺空间与用于降低工艺液体电导率的工艺液体处理设备的入口和出口连接,并且工艺液体在该回路中循环。在此在工艺空间的第一位置上工艺液体被排出工艺空间并被输入到工艺液体处理设备中。在该工艺液体处理设备中工艺液体的电导率例如借助上述措施被降低并且之后完全或部分在工艺空间的第二位置上重新被导回工艺空间中。这种方法的优点在于,工艺液体的消耗可保持极低并且同时需清除的废料量也很少。
[0077] 在根据本发明的方法中,优选这样向工艺空间输入工艺液体,使得工艺液体被有针对性地送入两个电极之间的反应区中。反应区理解为工艺空间的通常发生高压放电的区域。由此尽管输入的工艺液体量较小,也可决定性影响击碎和/或弱化过程。通常工艺空间其余区域中的工艺液体质量对于过程并不重要或仅起次要影响,所以对于其余区域的密集冲洗没有益处并且只会增加设备技术费用。
[0078] 另外优选这样输入和排出工艺液体,使得输入的工艺液体尤其是从上向下或从下向上或在从反应区中心径向向外的方向上穿流两个电极之间的反应区。这种流动特征的优点在于,旧的工艺液体和包含其中的细粒被冲出反应区并且在反应区中主要存在新输入的工艺液体。
[0079] 优选通过所述电极之一或通过两个电极向工艺空间中输入工艺液体。由此可省却单独的输入装置。
[0080] 在此优选通过一个或多个设置在相应电极端面上的输入口、尤其是通过一个中心输入口和/或通过多个围绕电极中心同心设置的输入口输入工艺液体,其优点在于,在实践中强制性地将工艺液体有利地输入工艺空间的反应区区域中。
[0081] 在此优选使用一个或两个棒状电极并且通过一个或多个设置在相应电极圆周上的输入口、尤其是通过多个均匀分布于电极圆周上的输入口输入工艺液体,其优点在于,可将工艺液体极其有针对性地输入反应区中。
[0082] 在任何情况下有利的是,通过相应电极中的一个中心输入孔向输入口输入工艺液体,因为可使用这样简单构造的低成本电极并且另外高压电极中的一个中心纵向孔对于高压电极在符合规定的运行中的电导率的影响最小。
[0083] 在本方法的另一种优选的实施方式中,使用一个或两个被绝缘体包围的电极。在此通过一个或两个电极的绝缘体输入工艺液体。由此产生这样的优点,即,可实现靠近电极的且通过低磨损的非导电构件的输入,由此可在结构上简单和因此低成本地构造本来的被视为消耗品的高压电极。
[0084] 在此优选通过一个或多个设置在相应绝缘体端面上的输入口、尤其是通过多个在相应绝缘体上围绕电极中心同心设置的输入口输入工艺液体,因为可实现向反应区中的均匀输入。
[0085] 在本方法的另一种优选的实施方式中,通过一种输入喷嘴系统或环形间隙输入工艺液体,所述输入喷嘴或环形间隙同心环绕相应电极或其绝缘体。
[0086] 在本方法的另一种优选的实施方式中,提供工艺空间,在其中两个电极在重力方向上看上下重叠设置并且下方的电极构造在工艺空间的底部上。这种工艺空间已证明是特别适合的,因为在相应方案中可实现由重力引起的待击碎和/或弱化的材料向反应区的输送以及由重力引起的被击碎和/或弱化的材料从反应区和工艺空间的排出并且因此可省却用于此的单独的输送装置。
[0087] 在此优选通过工艺空间底部上的一个或多个排出口输入工艺液体和/或排出工艺液体,其优点在于,可在底部区域中形成冲洗流,借助该冲洗流可将沉积在那里的细粒从工艺空间中排出。由此也可将所有处于工艺空间中的工艺液体通过重力输送排出工艺空间。
[0088] 在本方法的另一种优选的实施方式中,提供工艺空间,在其中两个电极在重力方向上看并排设置并且优选两个电极具有一个绝缘体并且被加载不等于地电位的电位。通过这种方式可在电极之间产生基本上水平的高压放电,这使得在垂直方向上通过重力输送穿过工艺空间的材料流可被加载高压放电并且随后无转向地离开反应区。
[0089] 优选为了从工艺空间中排出工艺液体并且为了从工艺空间中提取被击碎和/或弱化的材料使用不同的开口。从而在设计工艺空间和在工艺空间的特定区域中可能形成的冲洗流时获得更大的自由度。
[0090] 有利的还有,通过工艺空间底部上的一个尤其是中心开口或通过多个提取口提取被击碎和/或弱化的材料,其优点在于,提取可基于重力进行且无需附加的输送装置。
[0091] 在本方法的另外的有利方案中,将待击碎和/或弱化的材料连续或分批地输入工艺空间并且将被击碎和/或弱化的材料连续或分批地排出工艺空间。例如规定,分批地输入待击碎和/或弱化的材料并且连续地排出被击碎和/或弱化的材料,或者反过来。当然也可规定,连续进行输入和排出(纯连续运行)或分批进行输入和排出(纯分批运行)。根据设备配置和待处理材料所述一个或其它方案都可以是有利的。
[0092] 在本方法的另一种优选的实施方式中,确定处于工艺空间中的工艺液体的电导率、排出工艺空间的工艺液体的电导率和/或两个电极之间的放电电阻并且根据所确定的值改变、优选控制工艺液体向工艺空间中的输入和/或可选地工艺液体的处理。通过这种方式可自动化稳定的过程控制。
[0093] 本发明的第二方面涉及一种优选根据本发明第一方面的用于借助高压放电击碎和/或弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法。“击碎”理解为材料的粉碎,“弱化”(又称为“预弱化”)理解为在材料中产生内部裂纹,这些内部裂纹使得材料更易于被进一步尤其是机械地粉碎。根据该方法,将待击碎和/或弱化的材料和工艺液体一起送入工艺空间中,在该工艺空间中两个电极以间距相对置并且在电极之间在工艺空间内形成高压放电路径。在此待击碎和/或弱化的材料和工艺液体这样设置在工艺空间中,使得两个电极之间的区域被填充待击碎和/或弱化的材料和工艺液体。在两个电极之间产生高压放电,以便击碎和/或弱化被送入工艺空间中的材料。在此,根据本发明,待击碎和/或弱化的材料被连续或分批地送入工艺空间中并且连续或分批地将材料排出工艺空间,并且将至少一部分从工艺空间中排出的材料在工艺空间之外经过另一过程步骤之后再次送入工艺空间中。
[0094] 已经表明,通过该措施——尤其是在所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液、尤其是借助电导率小于处于工艺空间中的工艺液体的电导率的第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间的材料的情况下——可在目前已知的电动方法中明显改善能量效率和粉碎硬脆材料的能力并且在有问题的材料中避免或至少减慢从电动效应到电液效应的转变。现在该措施也允许将电动方法用于粉碎或弱化那些目前不适合使用该方法的材料。
[0095] “冲洗”在此在广义上理解为材料与第一冲洗液的接触。例如规定,将材料放入填充有第一冲洗液的池中或用第一冲洗液冲洗材料。
[0096] 在本发明的一种优选的实施方式中——在其中所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液、优选借助电导率小于处于工艺空间中的工艺液体的电导率的第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间的材料,在用第一冲洗液冲洗材料结束到随后将该材料再次送入工艺空间或在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟、尤其是少于3分钟。
[0097] 尤其是在用于冲洗的第一冲洗液与送入工艺空间中的工艺液体同类、优选相同的情况下,对于在与液体接触时向液体中转移离子的材料有利的是,可显著减少向工艺空间中的工艺液体的离子输送,从而可实现更高的击碎和/或弱化效率。
[0098] 为此在本方法的另一种优选的实施方式中,用于冲洗的第一冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂来进行处理。
[0099] 在本方法的另一种优选的实施方式中,从工艺空间中排出的材料尤其是通过筛网被分为粗料和细料。在粗料于工艺空间之外经受所述另一过程步骤之后,粗料再次被送入工艺空间中。通过这种方式尤其是可在击碎材料的方法中合并击碎为目标尺寸的材料与循环材料的排出并由此简化。优选在所述另一过程步骤之前进行粗料和细料的划分。这具有下述优点,即,仅待再次被输入的材料经受所述另一过程步骤。
[0100] 在此进一步优选通过分离成粗料和细料所获得的粗料量大于所获得的细料量,即循环的材料量大于被粉碎为目标尺寸的量。尤其是在所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液——其与送入工艺空间中的工艺液体同类、优选相同——冲洗待再次送入工艺空间的材料并且在处理与工艺液体接触时离子转移到工艺液体中的材料的情况下,由此产生如下优点,即,可进一步减小向工艺空间中的工艺液体的离子输送,因为由此在连续过程中向工艺空间中输入的“冲洗过”的循环材料可多于“未冲洗”的新材料。
[0101] 在本方法的另一种优选的实施方式中——在其中所述另一过程步骤包括借助第一冲洗液冲洗待再次送入工艺空间的材料,确定用于冲洗的第一冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变、尤其是控制用于冲洗的第一冲洗液的输入和/或可选地第一冲洗液的处理。通过这种方式可自动化稳定的过程控制。
[0102] 本发明的第三方面涉及一种优选根据本发明的第一和第二方面的用于借助高压放电击碎和/或弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的方法。“击碎”理解为材料的粉碎,“弱化”(又称为“预弱化”)理解为在材料中产生内部裂纹,这些内部裂纹使得材料更易于被进一步尤其是机械地粉碎。根据该方法,将待击碎和/或弱化的材料和工艺液体一起送入工艺空间中,在该工艺空间中两个电极以间距相对置并且在电极之间在工艺空间内形成高压放电路径。在此待击碎和/或弱化的材料和工艺液体这样设置在工艺空间中,使得两个电极之间的区域被填充待击碎和/或弱化的材料和工艺液体。在两个电极之间产生高压放电,以便击碎和/或弱化被送入工艺空间中的材料。在此,根据本发明,在击碎和/或预弱化之前借助第二冲洗液、尤其是借助电导率小于在击碎和/或预弱化时处于工艺空间中的工艺液体的电导率的第二冲洗液冲洗送入工艺空间中的材料。
[0103] 已经表明,通过该措施——尤其是在第二冲洗液与送入工艺空间中的工艺液体同类、优选相同并且在处理与工艺液体接触时离子转移到工艺液体中的材料的情况下——可在目前已知的电动方法中明显改善能量效率并且在有问题的材料中避免或至少减慢从电动效应到电液效应的转变。
[0104] 在一种优选的实施方式中,借助第二冲洗液的冲洗在工艺空间之内或工艺空间之外的另一工艺空间进行。“冲洗”在此在广义上理解为材料与第二冲洗液的接触。例如规定,将材料在送入工艺空间之前放入填充有第二冲洗液的池中或用第二冲洗液冲洗材料。还规定,为了产生高压放电在一定时间上预先以第二冲洗液淹没填充有待处理材料的工艺空间并且随后和在产生高压放电之前以工艺液体代替第二冲洗液。或者作为替换方案,在向工艺空间中送入工艺液体以及在工艺空间中进行高压放电之前借助第二冲洗液冲洗送入工艺空间中的材料。当然也可规定组合以及多次的放入、淹没和/或冲洗,例如在以高压放电加载材料的间隔中。
[0105] 优选在用第二冲洗液冲洗材料结束到将该材料送入工艺空间或更优选在工艺空间中以高压放电加载该材料之间经过少于5分钟、尤其是少于3分钟。尤其是在用于冲洗的第二冲洗液与送入工艺空间中的工艺液体同类、尤其是相同的情况下,对于在与液体接触时向液体中转移离子的材料有利的是,可进一步减少向工艺空间中的工艺液体的离子输送,因为基本上防止了材料表面上离子浓度再次上升,由此可实现更高的击碎和/或弱化效率。
[0106] 在本方法的另一种优选实施方式中,用于冲洗的第二冲洗液在回路中循环并且连续或暂时通过去除离子、通过以电导率较低的工艺液体稀释、通过去除细料、通过改变其pH值和/或通过添加配位剂进行。这些措施对于技术人员而言是常见的并且因此无需在此详细说明。由此产生下述优点,第二冲洗液的消耗可保持极低并且同时需清除的废料量也很少。
[0107] 在本方法的另一种优选实施方式中,确定用于冲洗的第二冲洗液的电导率并且根据所确定的值改变、尤其是控制用于冲洗的第二冲洗液的输入和/或可选地第二冲洗液的处理。通过这种方式可自动化稳定的过程控制。
[0108] 优选在根据本发明的第一、第二和第三方面的方法中作为工艺液体使用水。这是低成本的并且在实践中已证明极为适合于这种方法。
[0109] 在根据本发明的第一、第二和第三方面的方法中作为待击碎和/或弱化的材料也优选使用贵金属矿石或半贵金属矿石、尤其是铜矿石或铜/金矿石。在这些材料中,本发明的优点尤为明显。
[0110] 另外,在根据本发明的第一、第二和第三方面的方法中优选机械地粉碎由所述方法产生的被击碎和/或弱化的材料。这尤其适合于这样的方法,所述方法较少地用于材料的击碎,更多地是用于材料的弱化。
[0111] 本发明的第四方面涉及一种用于实施根据本发明的第一、第二和第三方面的方法的工艺空间的高压电极。该高压电极包括具有优选由金属、尤其是由铜、铜合金或不锈钢制成的中心导体的绝缘体,在中心导体的轴向伸出绝缘体的工作端部上设有电极头,有利的是,所述电极头具有球形帽或旋转抛物面的形状。中心导体和/或绝缘体在工作端部上具有一个或多个用于向待设有该高压电极的工艺空间中输入工艺液体的输入口,所述输入口通入高压电极中的一个或多个输入通道中,通过所述输入通道,输入口可从远离工作端部的位置、优选从高压电极的非工作端部被供给工艺液体、尤其是水。这种高压电极的优点在于,通过其使用可省却单独的用于工艺液体的输入装置并且在实践中强制性地将工艺液体输入工艺空间的反应区区域中,这也是所希望的。
[0112] 在高压电极的一种优选实施方式中,中心导体在其工作端部上具有一个或多个设置在端面的用于向工艺空间输入工艺液体的输入口、优选一个中心输入口和/或多个围绕电极中心同心设置的输入口。由此可将工艺液体极其有针对性地输入反应区中。
[0113] 同样优选高压电极的这样的实施方式,在其中中心导体在其工作端部上具有一个或多个设置在其圆周上的输入口,所述输入口有利地均匀分布在其圆周上。由此可略微扩散地向反应区中输入工艺液体。
[0114] 根据待设有高压电极的工艺空间的几何形状,所述一个或其它方案或它们的组合可以是有利的。
[0115] 优选中心导体在其工作端部侧离开绝缘体的区域中在中心导体的外圆周上具有一个环绕的径向凸缘,该凸缘用作场释放结构。在此进一步优选凸缘的端面具有输入口。
[0116] 优选中心导体为了向输入口输入工艺液体具有一个中心输入通道,其优点在于,可实现高压电极的简单且低成本的结构方式。另一优点在于,高压电极中的一个中心纵向孔对于高压电极在符合规定的运行中的电导率的影响最小。
[0117] 另外替换或补充地,优选高压电极的绝缘体在其工作端部侧的端面上具有一个或多个输入口、尤其是多个围绕电极中心同心设置的输入口,绝缘体被另一构件环绕,该构件本身或与绝缘体一起构成一个在端面上的环形间隙和/或绝缘体被另一构件环绕,该构件构成一种输入喷嘴系统。在此输入口、间隙和/或喷嘴可从远离工作端部的位置、尤其是高压电极的非工作端部被供给工艺液体、尤其是水。由此也可实现工艺液体向反应区中相对有针对性的输入。
[0118] 本发明的第五方面涉及一种具有根据本发明第四方面的高压电极的工艺空间,用于实施根据本发明第一、第二和第三方面的方法。
[0119] 本发明的第六方面涉及一种构成根据本发明的第五方面的尤其是封闭的工艺空间的工艺容器。
[0120] 本发明的第七方面涉及一种用于借助高压放电击碎和/或弱化材料、尤其是岩石材料或矿石的设备。该设备包括根据本发明第六方面的工艺容器以及用于在由工艺容器构成的工艺空间中以高压脉冲加载根据本发明第四方面的高压电极以产生高压放电的高压脉冲发生器。

附图说明

[0121] 由下述附图说明给出本发明其它方案、优点和应用。附图如下:
[0122] 图1为在实施本发明方法期间第一种根据本发明的工艺容器的局部竖直剖面图;
[0123] 图2为第一种根据本发明的高压电极的局部竖直剖面图;
[0124] 图3为第二种根据本发明的高压电极的局部竖直剖面图;
[0125] 图4为第三种根据本发明的高压电极的局部竖直剖面图;
[0126] 图5为第四种根据本发明的高压电极的局部竖直剖面图;
[0127] 图6为第五种根据本发明的高压电极的局部竖直剖面图;
[0128] 图7为第二种根据本发明的工艺容器的局部竖直剖面图;
[0129] 图8为第三种根据本发明的工艺容器的局部竖直剖面图;
[0130] 图9为第四种根据本发明的工艺容器的局部竖直剖面图;
[0131] 图10为第五种根据本发明的工艺容器的局部竖直剖面图;
[0132] 图11为根据本发明的具有两个反应区的工艺空间的局部竖直剖面图。

具体实施方式

[0133] 图1以竖直剖面图示出在实施本发明方法期间根据本发明的第一种工艺容器的下部。
[0134] 可以看出,该工艺容器形成一个封闭的根据本发明的工艺空间2,在工艺空间的底部上设置一个电极4,该电极位于地电位。用工艺液体、当前情况下为水填充工艺空间2至大约一半(参见液面S)。用由待击碎材料1、当前情况下为岩石块构成的散积物覆盖工艺空间2的漏斗状底部。一个棒状的根据本发明的高压电极3从上方伸入工艺空间2中。
[0135] 如结合以更详细的剖面图示出高压电极3的前部的图2可看出,高压电极3的在此可见的部分由具有中心导体14的绝缘体8构成,在中心导体14的轴向伸出绝缘体8的工作端部上设置一个棒状的电极头15。中心导体14或者说构成中心导体工作侧端部的电极头15在直接邻接绝缘体8工作侧端面的区域中在中心导体的外圆周上具有一个环绕的径向凸缘16,该凸缘用作场释放结构。电极头15和凸缘16共同构造为由不锈钢制成的一体可更换部件,该部件利用内螺纹19(内螺纹构造在膨胀套筒20的端部上)拧接到在中心导体14中延伸的拉杆22的外螺纹21上,使得凸缘16的朝向绝缘体8的端面在预压应力下贴靠在中心导体14的工作端部侧的端面上。
[0136] 高压电极3以其电极头15沉入位于工艺空间2底部上的岩石块1散积物中,使得在高压电极3电极头15的端面和底部电极4的端面之间留有空间(反应区),该空间被填充岩石块1和工艺液体5。
[0137] 凸缘16在其背离绝缘体8的端面上具有多个角节距相同的围绕电极中心同心设置的用于工艺液体5的输入口6,所述输入口通过一个在拉杆22中心并且穿过膨胀套筒20延伸的中心输入通道7从高压电极3的非工作端部连续被供给工艺液体5(参见箭头)。由此新的工艺液体被供入反应区R中并且由此从反应区R中挤出旧的工艺液体5和细粒,在反应区中通过用高压脉冲加载高压电极3在底部电极4和高压电极3之间产生高压放电。同时相同量的工艺液体通过反应区R上方的径向排出口12被排出工艺空间2(参见箭头)并被输入到工艺液体处理设备(未示出)中,在该工艺液体处理设备中去除夹带颗粒并且降低工艺液体5的电导率。如此被处理的工艺液体5通过输入口6返回工艺空间2的高压电极3中。通过这种方式在此形成工艺液体回路,借助该回路反应区连续被处理后的工艺液体5冲洗。
[0138] 图3示出第二种根据本发明的高压电极3的工作侧端部的竖直剖面图,该高压电极与图2中所示的高压电极的区别仅在于,用于工艺液体5的输入口6并未设置在凸缘16的端面上,而是设置在棒状电极头15的圆周上。
[0139] 图4示出第三种根据本发明的高压电极3的工作侧端部的竖直剖面图,该高压电极与图2中所示的高压电极的区别在于,并未在凸缘16的端面上设置多个用于工艺液体5的输入口6,而是在棒状电极头15的端面上仅设置一个中心输入口6。
[0140] 图5示出第四种根据本发明的高压电极3的工作侧端部的竖直剖面图,该高压电极与图2、3和4中所示的高压电极的区别原则上在于,输入口6并非由中心导体14或电极头15构成,而是由绝缘体8构成,在绝缘体的工作侧端面上通出多个输入通道7同时形成输入口6。中心导体14在当前情况下构造成实心金属杆并且在其伸出绝缘体8工作端部侧的区域中在中心导体的圆周上构成一个环绕的径向凸缘16,该凸缘在此也用作场释放结构。电极头15仍构造为可更换部件,但在此是膨胀螺钉23的形式,该膨胀螺钉借助端侧的外螺纹21拧入中心导体14中的内螺纹19中并且借助一个拧到其构成电极头15的端部上的螺母24在预压应力下贴靠在中心导体14的端面上。
[0141] 图6示出第五种根据本发明的高压电极3的工作侧端部的竖直剖面图,该高压电极与图5中所示的高压电极的区别在于,电极3的绝缘体8被一个套筒状的构件17环绕,该构件覆盖绝缘体的工作端部侧的端面的一部分并且与绝缘体8一起构成一个端面环形间隙10,从高压电极3的非工作端部经由输入通道7可向该环形间隙供给工艺液体。
[0142] 在此电极头15由盖形螺母25构成,该盖形螺母借助拧入该盖形螺母中的膨胀螺钉23固定在中心导体14端面中的螺纹盲孔中并且在预压应力下贴靠在中心导体14的端面上。如图可见,该高压电极与图5中所示的高压电极的另一区别在于,中心导体14在此在其伸出绝缘体8的区域中不具有凸缘。
[0143] 图7以竖直剖面图示出第二种根据本发明的工艺容器的下部。在此示出的工艺容器与图1中所示的工艺容器的区别仅在于,为了输入工艺液体未设置具有输入口的高压电极,而是输入喷嘴9的一种布置,所述输入喷嘴在反应区R上方均匀分布地设置于工艺容器的限定壁上并且在符合规定的运行中分别产生一个朝向底部电极4定向的工艺液体射束(参见箭头)。工艺液体的排出在符合规定的运行中如同在图1的工艺容器中一样通过反应区R上方的径向排出口12进行(参见箭头)。
[0144] 图8以竖直剖面图示出第三种根据本发明的工艺容器的下部。在在此所示的工艺容器中在符合规定的运行中工艺液体的输入通过(未示出的)输入口从上方进行。底部电极4由筛板26支承,在符合规定的运行中工艺液体经由筛板26被导向实际的工艺容器底部27并且通过一个中心排出口12排出。高压电极3基本上与图7中工艺容器的高压电极构造相同。
[0145] 图9以竖直剖面图示出第四种根据本发明的工艺容器的下部。如图可见,工艺容器在此构成向上敞开的根据本发明的工艺空间2,在其构造成漏斗状的底部上设置底部电极4,该底部电极具有一个用于粉碎到目标尺寸的材料的中心排出口13。一个棒状高压电极3从上方伸入工艺空间2中,该高压电极包括具有中心导体14的绝缘体8,在中心导体的轴向伸出绝缘体8的工作端部上设置一个棒状电极头15。中心导体14或者说构成其工作侧端部的电极头15在直接邻接绝缘体8的工作端部侧的端面区域中在中心导体的外圆周上具有一个环绕的径向凸缘16,该凸缘用作场释放结构。在靠近底部电极4的一个位置上工艺容器的底部具有一个用于输入工艺液体的喷嘴11,借助该喷嘴在符合规定的运行中产生朝向反应区定向的工艺液体流(参见箭头)。在相对置的位置上,工艺容器的底部具有一个用于工艺液体的排出口12(参见箭头)。
[0146] 图10以竖直剖面图示出第五种根据本发明的工艺容器的下部,该工艺容器与图9中所示的工艺容器的区别仅在于,为了输入工艺液体未设置一个底部喷嘴,而是具有输入口6的高压电极3(参见箭头)。该高压电极3在输入口6的布置方面与图1和2中所示的高压电极相同。
[0147] 图11示出一种根据本发明的用于弱化矿块的设备的根据本发明的具有两个分开的反应区R的工艺空间2的高度示意的竖直剖面图。在工艺空间2中设置振动筛板28,该振动筛板具有两个电极面4,所述电极面接地。在每个电极面4上方隔开一个垂直距离地分别设置一个棒状高压电极3,所述高压电极的结构与图7和8中所示的高压电极相同。工艺空间2被填充工艺液体5直至其一半高度(参见液面S)。
[0148] 在符合规定的运行中,待弱化的矿块通过振动筛板28的振动运动从右向左在高压电极3下方被输送通过,同时在高压电极3和相应设置在其下方的电极面4之间产生高压放电。在此发生高压放电的区域(反应区R)分别通过冲洗喷嘴18被供应工艺液体5(参见箭头)。同时在工艺空间2的底部上通过一个排出口12排出相同量的工艺液体5(参见箭头)并将其输入给工艺液体处理设备(未示出),在该工艺液体处理设备中处理工艺液体并且降低其电导率。如此处理的工艺液体5通过冲洗喷嘴18被导回工艺空间2中。通过这种方式在此形成工艺液体回路,借助该回路反应区R连续被处理后的工艺液体5冲洗。
[0149] 在当前申请中描述了本发明优选的实施方式,但应明确指出,本发明不局限于所述实施方式并且也可以其它方式在下面权利要求范围中被实施。