全方位球磨机行星盘转速对介质运动的影响研究

为提高全方位行星球磨机的研磨效果,利用离散元软件(EDEM)建立了仿真模型,对给定磨罐自转速度、不同行星盘翻转速度下的研磨介质碰撞运动进行了仿真模拟,得到最大碰撞力均值和总碰撞能量损失的变化情况。结果表明,全方位行星球磨机工作时磨罐内介质运动状态随行星盘的翻转发生周期性变化,介质间的研磨作用大于冲击破碎作用,较优的行星盘翻转速度为2r/min。     

基于检测球的球磨机磨矿介质运动试验分析

针对球磨机磨矿介质运动信息很难测量的问题,以Φ520mm×260mm试验球磨机为研究对象,基于设计的检测球装置分析了不同转速率工况下磨矿介质运动参数的变化规律,并提出了一种试验验证离散元仿真的方法。研究结果表明,检测球加速度主要介于0-3.3g,球磨机的转速率越大,加速度的波动范围越大,磨矿介质的冲击碰撞越明显;检测球角速度主要介于0-31rad/s,球磨机的转速率越大,角速度的波动范围越大,磨矿介质的研磨作用越明显;检测球试验与离散元仿真的单位质量转动动能累积分布基本一致,说明检测球试验验证离散元仿真是有效的。     

基于离散单元法的自移式破碎站铲斗卸料冲击分析

研究自移式破碎站在作业过程中物料从铲斗下落时对料斗和板式给料机的冲击,并准确计算其冲击力,根据离散元方法,采用离散元分析软件EDEM,通过建立与实际作业条件相似的物料-铲斗-受料斗-输送机的离散元模型,对物料下落及碰撞过程进行动态仿真,从而得到料斗的受力发布,为设计人员对料斗的结构设计提供理论指导。     

球磨机研磨介质冲击特性和碰撞能量分布特性研究

以Ф520 mm×40 mm的试验磨机为仿真模型,分析了不同填充率、转速率和衬板高度下的研磨介质冲击特性和碰撞能量区域分布变化规律。研究结果表明,离散元法可以较好地预测研磨介质的冲击特性和碰撞能量区域分布;转速率一定时,球磨机衬板所受平均法向冲击力随着填充率增加而增加;填充率一定时,球磨机衬板所受平均法向冲击力随着转速率的增加先增大后减小;衬板高度增加,研磨介质碰撞频率减少,法向碰撞能量先减少后增加,切向碰撞能量减少。     

基于EDEM不同转速的煤炭破碎效率分析

破碎机的工作转速与物料硬度之间的关系直接影响破碎效率。基于离散元仿真软件EDEM，针对不同的物料、工作转速对分级破碎机的破碎过程进行仿真分析，得到了物料硬度与齿辊转速、破碎时间的关系，为分级破碎机的设计和实际生产提供了理论依据。     

陶瓷球为磨矿介质的立式搅拌磨磨矿特性研究

研磨介质作为立式螺旋搅拌磨的重要组成部分,其种类直接影响磨机的磨矿特性。以立式螺旋搅拌试验磨机为研究对象,采用CFD-DEM方法建立矿浆与研磨介质的流固耦合仿真模型,对氧化铝陶瓷球和高铬钢球两种研磨介质进行磨矿过程仿真研究,分析介质球的运动速度、碰撞力、碰撞次数以及螺旋搅拌器的转矩。利用试验磨机进行磨矿试验,检测38μm和45μm下的物料筛下累积量并计算磨机的磨矿吨功耗。结果表明,在相同填充率的条件下,以陶瓷球为磨矿介质的立式搅拌磨磨矿吨功耗小于以钢球为磨矿介质的吨功耗,但磨矿处理量较低;当陶瓷球的填充率提高时,磨矿吨功耗会提高,同时磨矿处理量也有所提高。     

高能球磨机叶片尺寸变化对微纳米SiO2粉体的影响

采用EDEM离散元软件模拟了卧式高能球磨设备在制备纳米级SiO₂粉时,研磨仓体内钢球与物料的相互碰撞情况。通过采用实际实验,成功制备出了纳米级SiO₂粉。将模拟的结果与实际实验相互结合,我们得出了一套制备纳米SiO₂粉的成熟工艺。即在叶片长度为115mm、宽度为8mm、转动速度1000rpm-1100rpm、钢球直径3mm、球料比15:1的情况下,使用卧式高能搅拌磨机球磨60min即可得到纳米级的SiO₂粉。     

高能球磨机搅拌桨尺寸对SiO_2颗粒细化的影响

采用卧式高能球磨机制备纳-微SiO_2粉末,首先利用离散单元法模拟了球磨设备搅拌桨尺寸改变时,研磨仓体内钢球与物料的相互碰撞情况,以及搅拌桨尺寸对SiO_2颗粒细化的影响,然后根据模拟结果开展了相应的实际试验。结果表明,试验验证结果与模拟仿真结果一致,球磨机搅拌桨叶片尺寸对SiO_2的颗粒细化具有重要影响;在球磨机转速为1 000～1 100 r/min、钢球直径3 mm、球料比15∶1的条件下,叶片规格尺寸为长度115 mm、宽度8 mm时,使用卧式高能搅拌磨机球磨90 min即可得到最终粒径在300～500 nm的纳-微SiO_2粉末。     

锶铁氧体预烧料不同研磨介质的球磨试验

为改善铁氧体球磨效果、降低球磨成本,分别使用氧化铝陶瓷球、铸造合金钢球和轴承钢球作为研磨介质对某锶铁氧体预烧料进行球磨试验,分析不同研磨介质对球磨效果和料浆磁性能的影响。结果表明,相比铸造合金钢球和轴承钢球,氧化铝陶瓷球作为研磨介质时的球磨料浆颗粒平均粒度大于1μm,且1～4μm粒级产率较高,大颗粒较多,粒度均匀性较差,磁性能较低;相同填充率下,氧化铝陶瓷球用量较少,可减轻球磨设备重量,节省能耗,降低研磨介质消耗等运行成本。实际应用时,可根据具体需要选择合适的研磨介质。     

基于EDEM的转运站落料管转运物料的离散元分析

说明了转运站落料管的作用及按传统设计的落料管在实际应用中所带来的一些问题,建立了组合型落料管的转运站三维几何模型;采用离散元数值模拟颗粒流的方法,分析了物料在落料管中的运动机理,建立了离散单元模型;使用EDEM平台模拟了物料在转运站中的运动,取得了物料脱离给料带和进入受料带时的速度,比较了同一结构落料管不同转载角时物料的运行情况,得到了转载角影响物料间的碰撞作用和物料的碰撞可降低物料流动速度的结论,对今后的设计及实际生产都有着一定的指导意义。     

粒度小于13.2 mm矿石颗粒的冲击粉碎试验研究

JK落重试验是测定矿石粉碎特性参数的一种方法。标准落重试验的试样粒度范围为-63.0+13.2 mm。在利用JKSim Met软件进行自磨/半自磨粉碎模拟时,由此试验获得的矿石特性参数被默认地运用于所有粒度颗粒的粉碎。以华东某金矿矿石为对象,进行了粒度小于13.2 mm矿石颗粒的冲击粉碎试验研究。结果表明,此矿石物料的粉碎存在粒度效应,随着粒度的减小,颗粒抵抗冲击粉碎的能力增大。另外还发现,试料制备时的破碎次数对颗粒的粉碎效果也有影响。     

破碎方式对某磁铁矿石磨矿速度和Bond球磨功指数的影响

为验证破碎方式对磨矿速度和Bond球磨功指数的影响，使用某磁铁矿选矿厂的鄂式破碎产品、圆锥破碎产品和高压辊磨产品，分别进行磨矿动力学试验和Bond球磨功指数试验。结果表明：①高压辊磨产品的可磨性最好，圆锥破碎产品次之，鄂式破碎产品最差。同一破碎产品的磨矿速度随着磨矿时间的增加而降低。不同破碎产品，随着磨矿时间增加，颗粒性质逐步均匀并接近，磨矿速度逐步接近，破碎方式对磨矿速度的影响逐步降低。②Bond球磨功指数试验表明，在磨矿产品粒度大于0.10 mm时，破碎方式对磨矿的能耗影响显著，高压辊磨产品最节能；当磨矿产品粒度小于0.10 mm时，破碎方式对磨矿的能耗影响降低。破碎工艺中增加高压辊磨机，对于增大磨机处理量、降低磨矿能耗十分有益。     

基于矿石冲击破碎特性提高球磨机磨矿效率的探讨

针对提高球磨机磨矿效率问题,提出了矿石冲击破碎特性的简易测定方法,构建了依据矿石冲击破碎特性数据,通过确定钢球在落回点与被磨颗粒接触瞬间的动量法向分量,使之更有效地对矿粒实施冲击破碎和研磨。研究结果表明,本文采用的测定装置,可以较为方便地获取体现矿石样品冲击破碎特性的数据,进而得出矿石样品的适宜冲击破碎动量;针对拟采用的球磨机规格,据此可以较为方便地确定适宜采用的钢球尺寸和球磨机的转速率,以便获得较为理想的磨矿效率。      

磨矿介质运动状态对锡石多金属硫化物的选择性磨矿的影响

磨矿是实现有用矿物与脉石矿物解离的主要过程,不同矿物之间力学性质不同,要求磨矿时具有选择性。介质运动状态对矿石选择性磨矿有决定性影响,尤其脆性矿物与硬度较大的矿物共生时,介质运动状态的调整尤为重要。我国西南地区的锡矿床中是我国锡资源的聚集地,矿石中既含有脆性矿物锡石也含硬度较大的硫铁矿和石英。针对锡石多金属硫化矿嵌布粒度细,磨矿过程中脆性矿物易过粉碎这一问题,研究了矿石在不同的磨矿条件（介质形状、转速、磨矿时间和磨矿浓度）的选择性磨矿行为。研究结果表明：球体介质对于矿石具有较强的冲击破碎力,会对脆性矿物产生过粉碎,不利于后续的选矿作用,添加柱体介质能改善这一现象;提高磨矿浓度和保持较低磨机转速可以改善介质的运动状态,减少冲击破碎作用,增加介质对矿物的研磨作用,避免矿石中产生较多的微细粒,能够产生较好的选择性磨矿作用,为后续的选矿提供有利条件。     

本钢歪头山矿石碎磨特性参数研究

以本钢歪头山铁矿石为试验物料,采用JK落重试验和Bond球磨功指数试验研究了矿石的碎磨特性参数。结果表明:冲击粉碎参数A为65.53,b为1.06,A×b为69.46;磨蚀粉碎试验获得的矿石磨蚀系数t_a为0.72;相对密度测定试验获得的矿石相对密度为3.31。Bond球磨功指数试验获得的球磨功指数W_ib为7.64 kWh/t,碎磨特性参数和Bond球磨功指数表明,歪头山矿石属于软矿石范畴,其抗冲击破碎能力和抗磨蚀能力都比较弱,矿石中没有难磨粒子。     

搅拌磨机捕获粉碎机理的理论与实验研究

从搅拌磨介质运动规律和颗粒的受力分析入手,研究超细搅拌磨矿的捕获粉碎和冲击粉碎机理,推导出捕获角、摩擦角与捕获颗粒的关系式,提出介质直径与磨矿颗粒直径之比--捕获粒度比的概念。通过理论分析和试验验证得出：在机械参数一定的条件下,搅拌磨矿能耗与磨矿时间成正比;捕获角等于摩擦角时,捕获角、捕获粒度和捕获体积最大,磨矿效率最高,能耗最低;随磨矿时间的增加,捕获角、粒度比和捕获体积减小,磨矿效率降低;当捕获角、粒度比和捕获体积足够小时,增加磨矿时间,粒度比不再变化,且粒度比存在极限值。据此,提出最大捕获角和极限粒度比的介质选取原则。     

衬板材质对磨矿介质冲击力影响的模拟研究

利用自制的模拟测定装置,采用电测法研究了衬板材质对磨矿介质冲击力的影响。模拟试验表明,刚性冲击时,在小由冲击动能决定,冲击作用时间与冲击动能和材料厚度均无关,为一定;橡胶缓冲柔性冲击时,冲击力大小与冲击动能、材料厚度密切相关,冲击作用时间和橡胶材料的缓冲能力只有材料厚度有关,研究结果说明,橡胶衬板不宜在冲击破碎为主珠一同中使用。     

辽宁某铁矿石碎磨特性研究

辽宁某铁矿石铁品位为28.74%,铁主要以赤铁矿形式存在。为确定矿石合理碎磨工艺流程,进行了矿石粉碎特性研究。磨矿功指数试验表明,矿石Bond球磨功指数为8.66 kWh/t,属中硬矿石且易磨,可采用自磨工艺。为进一步考察矿石在自磨(半自磨)机中的粉碎特性,进行了冲击粉碎试验和磨蚀粉碎试验。结果表明：矿石抗冲击粉碎作用模型为t₁₀=80.82×（1-e-0.53×E_cs）,其A×b值为42.8,抗冲击粉碎能力属于中硬范畴;磨蚀指数T_a值为0.28,抗磨蚀能力属于硬的范畴。试验结果可以为该矿石合理碎磨方式的选择提供基础数据支撑。     

不同硬度块煤冲击破碎后粒度分布特征试验研究

为了探究不同硬度的块煤在冲击破碎作用下破碎后的粒度分布特征,利用坚固性系数实验装置,对4种不同硬度的块煤进行了冲击破碎试验研究,试验结果表明:破碎功与块煤破碎后的新增表面积成线性关系,折算直径与破碎功成反比。块煤破碎后具有自相似特征,其分形维数能够反映煤的破碎程度,分形维数越大,破碎效果越好,坚固性系数f与分形维数D呈线性关系。颗粒在破碎过程中,大颗粒因周边小颗粒的存在而受到缓冲作用,使得较小颗粒由于挤压作用而优先破碎,小颗粒的缓冲作用增强了大颗粒抵抗破碎的能力,因此较小颗粒反而更容易破碎。     

落锤法冲击次数对颗粒煤粒度分布规律的影响

在分析落锤法测定煤坚固性系数的过程及方法原理的基础上,通过粒度分布函数及级配曲线研究了冲击粉碎次数对颗粒煤粒度分布特征的影响,并指出利用颗粒煤体积量作为恒量指标大小存在的问题。研究结果表明:随着冲击粉碎次数的增加,煤样被粉碎的越来越小,颗粒煤的特征粒径不断减小并逐渐趋于稳定,冲击能的影响幅度以及粒度分布的均匀性也在不断减小,存在使得其粒度分布稳定的临界冲击次数;特征粒径与均匀系数呈现线性增长关系,与颗粒煤级配曲线的不均匀系数及曲率系数的对数呈线性衰减关系。