基于破碎理论下球磨机功耗模型预测研究

在分析国内外几种功耗理论的基础上,基于磨矿介质在球磨机中的运动规律,推导出了单位物料破碎研磨能量公式。并以此破碎研磨公式为基础提出了球磨机单位功耗模型公式。在磨机功耗模型基础上,推导出了磨机理论需求功率公式。以锡石多金属硫化矿矿石为原料,研究磨矿时间对矿石破碎率的影响规律,利用实验室获取的实际磨矿试验数据,研究分析比较了在相同磨矿条件下的Bond单位功耗、磨机理论单位功耗、磨机功耗模型单位功耗三种计算结果,结果表明计算出的磨机功耗模型单位功耗与磨机理论单位功耗非常接近,相对误差仅2.06%,证明提出的球磨机单位功耗模型具有较好的适用性与可靠性。     

金矿磨浮选矿过程仿真系统设计与开发

磨矿、浮选是金矿选矿过程必不可少的重要环节。本文以国内某金矿选矿厂磨浮选矿工艺为研究对象,采用建模—求解—模型程序化的方法对金矿磨浮过程进行了较为系统的研究。首先,针对金矿选矿过程涉及的各个过程建立了相应的数学模型予以定量解析,这些过程模型包括球磨机模型、螺旋分级机分级模型、旋流器分级模型、浮选相关模型等。然后,基于仿真平台软件Extend Sim设计并开发了金矿磨浮选矿过程仿真系统,仿真系统的主要功能包括选矿过程单设备仿真、流程仿真及仿真结果分析。该仿真系统可模拟不同物料、操作参数条件下的金矿磨浮选矿过程,并将选矿过程和仿真结果可视化。最终,仿真试验证明了该系统的有效性。     

球磨机有功功率和磨矿效率影响因素研究

通过对球磨机球料比、介质充填率和磨矿浓度与有功功率和磨矿效率试验, 分析了影响球磨机功率和磨矿效率的主要因素, 建立了球磨机内部状态(球料比、介质充填率和磨矿浓度)与外部参数(有功功率、磨矿效率)之间的关系, 提出了改善磨矿效率的合理操作参数。在一定磨矿条件下磨机有功功率与磨矿效率有明显对应关系, 而且是判断磨矿效率的重要参数之一。     

精确预测磨机功耗的方法

20世纪前90年，发表了大量有关磨机功率及其预测的科技文献。但令人惊讶的是，在这期间，没有发表关于对大量综合的工业实测数据进行验证的磨机功耗预测的模型。正是由于缺乏这样的数据，大多数模型仅强调磨机的内部动力学，并且以简单的假设为依据，即认为负荷在磨机中所占据的位置和形状是固定不变的。实验室研究和工业数据表明，这些假设对广泛的运行条件并不适用，还会引起对现有模型精确预测磨机功耗的能力表示怀疑。而且没有一个模型能用一个方程式来预测磨矿设备(将自磨机、半自磨机和球磨机当作同一类磨矿设备)的功耗。通过对磨机负荷动力学的详细研究，并结合大量工业磨机功耗数据，上述状况在上世纪末得以改善，当时建立了一个模型，并对它进行了验证。它可精确预测所有湿式滚筒磨机的功耗。本文对此模型加以阐述，同时也对更早期为建立磨机功耗模型所做的一些尝试加以评述。     

某铅锌矿磨矿分级循环系统降比提效试验研究

针对国内某铅锌选矿厂磨矿分级循环系统的循环负荷高、水力旋流器分级效率和球磨机磨矿效率低等问题,对现场磨矿分级系统进行流程考察和问题诊断,对试验样进行了岩矿性质测定和工艺矿物学研究,基于矿石碎磨特性开展了球磨机磨矿介质尺寸和级配的理论计算、实验室磨矿对比试验、工业应用试验。球磨机介质级配优化后,磨矿分级系统中-0.074mm粒级的返砂比由试验前的467.19%降至224.66%,分级量效率由试验前的52.26%提高至68.34%,分级质效率由试验前的46.72%提高至57.21%,磨机-200目利用系数由0.24t/(m3·h)提高至0.40t/(m3·h),磨机磨碎+0.15mm粗粒级效率由21.95%提高至38.09%,实现了磨矿分级系统中球磨机和分级机效率双提升。     

某选厂磨矿分级工艺改造与自动化控制系统研究

某铁选厂原采用螺旋分级与磨矿构成闭路,存在着分级返砂量不稳定、不连续且分级能力较差的问题,影响磨矿效果。同时为实现磨矿分级作业流程中磨机给矿量、充填率、磨矿与分级浓度等技术指标的自动化控制,建立了磨矿分级自动化控制系统。通过采用旋流器代替原螺旋分级机对磨矿产品进行分级,采用PID控制器控制磨机给矿、旋流器泵池液位与分级压力,通过水量的控制进行磨矿与分级浓度的调节,使用自动加球机控制磨机充填率,设计了控制系统硬件,确定了控制流程,最终实现了磨矿分级作业流程的自动化控制。其中磨矿控制的关键点是保证球磨机的充填率和磨矿浓度,分级过程控制的关键点是旋流器的压力与分级浓度。实践结果表明,采用旋流器分级并建立磨矿分级自动化控制系统,可根据矿石性质的不同自动调整给矿量,降低了返砂比,提高了磨矿效率和分级效率,实现了钢球自动添加,有效降低了钢耗。该选厂磨矿分级工艺的改造与自动化控制系统建立的实践结果,有利于提高选厂自动化生产的整体水平。     

近十年国外破碎磨矿机械发展概况(续)

(二)棒磨机、球磨机的使用近况1.棒磨机—球磨机传统的磨矿方法正在显著地减少。这种传统的磨矿流程的特点是:棒磨机前面配有三段开路的破碎作业,而后的棒磨是粗磨,细磨作业则在球磨机完成。多数情况是一台棒磨机的排矿供给两台球磨机,而且棒磨机和球磨机的规格大致相等,以便使电动机和传动部分能够互相对换。一段棒磨机通常为开路磨矿,二段球磨机总是与分级设备构成闭路磨矿。当采用大型的湿式自磨机后,棒磨—球磨流程的一些缺点就很明显了。根据皮坎德—马瑟公司的研究结果,自磨机—球磨机流程与棒磨机—球磨机流程相比,投资可以降低16％,生产费用可以降低15％。为了获得较高的磨矿效率和生产能力,棒磨机必须周期性地     

给矿粒度在粗粒磨矿中对磨矿产品细度及能耗的影响

研究了棒磨机和球磨机的某些磨矿参数在干式间歇粗粒磨矿时对磨矿产品细度和磨机能耗的影响。正弦抛物线方程适于描述粒度的分布情况。方程的常数与磨矿参数有关。对这些参数可作数学上的分析。此时,还建立了磨机能耗与磨矿参数之间的关系,     

基于MATLAB/Simulink的立磨机批次磨矿的建模与仿真研究

以总体平衡模型为基础, 使用动态系统模拟仿真软件MATLAB/Simulink对立磨机批次磨矿过程进行了建模与仿真。基于马钢集团东山选厂铁粗精矿实验室立磨机批次磨矿试验结果计算了碎裂分布函数b_ij和碎裂速率函数S_i。使用该模型对立磨机批次磨矿和连续磨矿分别进行了仿真运算, 两种情况的仿真结果与实测数据吻合良好, 为该模型应用到立磨机与旋流器组成的闭路磨矿分级系统的建模与仿真研究奠定了基础。     

球磨机磨矿浓度前馈控制静态模型

为了对磨矿浓度进行计算机控制,我们对磨矿浓度各有关参数之间的关系进行了探讨,通过对物理过程的推导及试验数据的回归分析,建立了一个球磨机磨矿浓度前馈控制静态数学模型。试验在凤凰山铜矿进行,采用了一台JS—10(A)计算机及其外围设备,对由3.2×3.1米格子型球磨机和(?)2.4米双螺旋分级机组成的闭路磨矿系统的球磨机给矿量、分级     

基于矩阵PBM的煤粉超细粉碎过程研究

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1. 5 L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型——矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小,基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式,研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的,建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0. 3～1. 8 mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。     

Experimental analysis of wet mill load based on vibration signals of laboratory-scale ball mill shell

Real-time measurement of the mill load is the key to improve the production capacity and energy efficiency for the grinding process. In this paper, experimental analysis of the wet mill load based on the vibration signals of the laboratory-scale ball mill shell is presented. A series of experiments are conducted to investigate the vibration characteristics corresponding to different grinding conditions such as dry grinding, wet grinding and water grinding. The power spectral density of the vibration signals is systematically interpreted.Experimental results show that the rheological properties of the pulp affect the amplitude and frequency of the vibration signal. The most important conclusion is that the frequency range of the shell vibration of the laboratory wet mill can be divided into three parts, namely natural frequency band, main impact frequency band and secondary impact frequency band. Finally, soft-sensor models between vibration signal and mill operating parameters of mill load are established using genetic algorithm-partial least square (GA-PLS) technology. After more work on industry scale ball mill is done, the soft-sensor modeling based on the mill shell vibration for operating parameters of mill load will improve the performance of the ball mill in the grinding process.     

新型细磨介质纳米瓷球技术的研究进展及应用北大核心

阐述了纳米瓷球磨矿技术的理论研究进展,着重介绍了纳米瓷球磨矿技术在水泥、金属矿山、非金属粉体等行业中的市场应用进展。瓷球磨矿技术可以大幅度降低磨矿介质的消耗和电能的消耗,改善磨矿产品粒度特性,减轻过磨,减少矿物表面铁质污染,减小后续选别过程中药剂的消耗,提高选别指标,具有广阔的应用前景和发展空间,并在高压辊磨机与球磨机或立磨机组成的设备组合中,实现少钢球或无钢球的低能耗、低成本的绿色粉磨新工艺。     

乌山半自磨机区间加球技术的应用

传统选矿工艺中碎磨系统是选矿厂重要组成部分,投资占全厂总额的60%左右,其中半自磨机钢耗和电耗占整个磨矿作业的50%左右,内蒙古乌山大型有色金属铜钼矿山（以下简称乌山）为了进一步的节约磨矿成本、降低能耗,开展了半自磨机区间加球技术的研究与探索,通过工业试验应用有效降低半自磨机钢球单耗约24.62%,降低电耗约2.75%。     

JKSimMet模拟软件在某金矿磨矿分级系统多目标协同优化中的应用

为了实现某金矿选厂的提产增效和节能降耗，采用JKSimMet模拟软件对该金矿的磨矿分级系统进行了多目标协同优化。采取的优化措施包括降低磨矿分级系统给矿粒度，调整球磨机和旋流器的关键工艺参数和增加粗磨旋流器底流给入再磨球磨机的比例。JKSimMet模拟结果显示，优化后磨矿分级系统的处理能力由35 t/h提升至44 t/h；粗磨比能耗从11.09 kWh/t降低至9.94 kWh/t，中矿再磨比能耗从9.93 kWh/t降低至7.23 kWh/t；粗磨产品细度P₈₀从86 μm减小至80 μm。通过对整个磨矿分级系统各工艺参数的协同优化，增加了磨矿分级系统的处理能力，降低了磨矿比能耗，并且提高了磨矿产品的质量，达到了多目标优化的目的。      

“双碳”目标下球磨机节能降耗技术研究进展

球磨机广泛应用于冶金矿山行业,磨矿作业的动力消耗与金属消耗较大,如何有效降低能耗与金属消耗是一项重要研究内容。主要从磨机自身结构改进、精确化装补球技术、耐磨材料制备技术三个方面进行综述。磨机自身结构改进主要包括以下措施:球磨机大型化、将边缘传动改为中心传动、将滑动轴承改为滚动轴承、改善研磨介质与衬板种类与形状。精确化装补球技术在我国矿山中应用广泛,均不同程度地降低了球磨机的电耗与球耗。耐磨材料制备技术主要围绕锰钢材料、铸铁材料、合金钢材料、双金属复合材料、磁性材料、橡胶材料的设计与制备进行了阐述,主要通过微合金化设计、热处理制度改进达到细化晶粒、转变组织的目的,提高材料的耐磨性,从而降低磨损率。      

基于PFC3D的新型球磨机数值模拟研究

为探索能够提高球磨机生产效率和延长球磨机研磨寿命的途径,利用PFC_3D程序,建立了传统球磨机与变结构球磨机的离散元模型,针对不同转速、不同衬板高度,对磨介运动进行了仿真与分析,确定了辅助结构–旋转档板的位置。通过模拟实验发现,研磨腔内磨球的下落速度由原来的2m/s,增长到了5m/s左右。有效地提高了磨介的冲击力,避免了传统球磨机需要通过改变研磨介质磨粒的质量和滚筒的直径等参数来提高研磨效率的局限性。     

精确化装补球技术在黄金氰化细磨球磨机中的研究

Absrtact: Overflow ball mill is a common equipment in fine grinding of gold cyanide. There are problems of high energy consumption and ball consumption in fine grinding ball mill of Jinqiling gold mine cyanide plant in Shandong province. In order to solve this problem, the fine grinding ball mill is studied by precise ball filling technology. Firstly, the mechanical properties of the ore are tested by the rock mechanics experimental system, and the preliminary pellet scheme is calculated accurately by using the semi-theoretical formula of the diameter of the ball of Duan, and a precise supplementary pellet scheme is proposed on the basis of these. The results show that compared with the original steel ball system, the processing capacity of the mill is increased by 1,915 tons and 179 tons, and the grinding fineness is increased by 3.88% and 1.78%, respectively, by using steel ball and short cylindrical cast iron as grinding media. When cast iron is used as grinding medium, the grinding fineness index is better than that of steel ball, but the ball consumption is higher. Therefore, accurate ball filling technology can effectively reduce the energy consumption of overflow ball mill in large gold cyanide plant, and has a good promotion value.     

球磨过程无因次量群及数学模型组

本文在对球磨过程系统分析的基础上，用量纲分析法，导出表征球磨过程的１４个无因次量。利用决定和非决定性无次量间的关系，建立了反映磨机处理能力，能耗，粉磨比，产品粒度分布，料球比和声响等６个系统输出和状态特性的数学模型组。描述介质填充，冲击作用，研磨作用，配经特征，粉磨浓度，转转速率，给料粒度及其分面特征的非决定无因次量均被引入作为模型因变量。这使得模型组较全面地描述了多因素对粉磨过程状态和输出特性的     

立式搅拌磨机磨矿机理研究进展

立式搅拌磨机是一种高效率、低能耗的细磨和超细磨磨矿设备,相对于卧式球磨机,立式搅拌磨机在节省能量消耗方面具有显著的优越性,被广泛应用于矿山领域的精矿再磨和第二、第三段磨矿作业。为了促进立式搅拌磨机的优化与开发,本文介绍了立式搅拌磨机的运行工作原理,系统总结了立式搅拌磨机研磨理论和磨矿介质运动状态研究成果,综述了搅拌器转速、介质填充率、磨矿介质属性、搅拌器属性等工作参数与结构参数对立式搅拌磨机磨矿过程和研磨效果的影响,分析了立式搅拌磨机关键技术参数的选择条件,为立式搅拌磨机的机理研究与发展提供参考。