WK-75型矿用挖掘机铲斗性能仿真与结构优化

采用离散单元法建立了WK-75型矿用挖掘机挖掘物料的仿真模型,对挖掘过程中铲斗受力、填充信息以及挖掘能耗等进行了仿真与分析。通过对铲斗连杆长度和斗齿角度的匹配关系进行试验,得到了最优的铲斗结构,在一定程度上降低了挖掘过程中的最大挖掘阻力,减少了挖掘能耗,为矿用挖掘机铲斗性能分析与结构设计提供了一定的参考。     

大型箕斗装卸料仿真分析

为研究大型箕斗的装卸料过程，对物料和箕斗进行建模，利用离散元仿真分析软件对大型箕斗装卸料进行仿真分析。分析结果表明：在装卸料过程中物料下落的最大速度为12.5 m/s，主要冲击提升箕斗下部缩口拐角处以及称重台缩口处，冲击磨损主要为切向磨损。同时发现装卸料过程中可能存在堵料、挂料和撒料的现象及位置。     

运用EDEM-FEM耦合方法的电铲铲斗强度分析

分析了电铲铲斗设计采用传统的力学计算存在的不足,采用离散元仿真与有限元分析相结合的方法对电铲铲斗强度进行分析。以WK-20电铲铲斗为研究对象,利用Solidworks对铲斗建模,将模型导入Hypermesh进行前处理,然后利用离散元软件EDEM对铲斗的挖掘过程进行模拟,得到更逼近实际工况的外载荷。结合有限元软件Patran,将仿真结果加载到铲斗对应单元上,利用Nastran求解器求解,得到铲斗的受力云图和变形量,为铲斗的结构设计及优化提供可靠数据,同时也为其他构件及机械提供了很好的设计及优化方案。     

离散元方法在破碎机建模仿真中的发展与应用

随着计算机技术的发展,数值模拟技术在矿物加工中的应用逐渐成熟。离散元技术的发展为研究颗粒运动提供了有效工具,作为一种可靠、功能强大的颗粒流模拟工具被广泛使用,有助于研究物料在破碎腔中的破碎过程,颗粒-颗粒、颗粒-设备之间的受力变化,揭示物料破碎具体信息。本文主要阐述离散元方法的仿真流程及其在几种破碎机建模仿真中的发展与应用情况,并对离散元建模仿真技术的未来发展方向进行展望。     

铲斗铲装过程中满斗率的数学模型研究

装载机铲斗的装载性能没有明确的评价标准。通过建立铲斗装载物料过程的数学模型,用数学语言对工程实际问题进行描述分析,再利用具体的铲斗数据代入数学模型中,求解出在铲斗铲入深度与铲斗空斗体积之间的数学关系。通过主动落入的物料体积函数与铲斗空斗体积函数的图形,得出结论:不同型号的铲斗都可以找到一个合适铲斗铲入深度达到最优满斗率。铲斗铲装过程的数学模型有很强的适用性,还可用于智能装载机器人装载作业的轨迹优化的参考计算,求解最优装载满斗率。     

矿用装载机械铲斗的离散元和有限元耦合数值模拟分析

目前,在产品设计开发过程中,其传统结构强度分析方法已无法通过实验对其计算结果进行验证,根据其存在的缺陷,引入了离散单元法,建立物料接触模型,并与有限元方法进行耦合数值模拟。该方法开辟了全新的结构强度的分析理念,成功地解决了有限元分析过程中载荷施加需进行假设处理的难题。通过以铲斗铲装卸作业过程为例,对铲斗进行了有限元强度校核,得出了真实可靠的结论。     

基于离散元法的带式输送机托辊结构优化分析

基于离散元理论,在建立带式输送机离散元模型的基础上,利用赫兹接触理论分析输送机物料装载点的落煤颗粒的能量传递过程,通过对比分析不同槽角输送带在物料输送过程中的底边与侧边的受力情况,得到最优槽角区间,为输送机托辊组的设计提供理论依据与参考。     

装载机铲斗受力分布及强度分析

通过分析装载机铲斗铲掘物料的过程,结合已有文献的研究成果,得出装载机在插入、铲取和提升作业区间铲斗的受力分布规律。然后应用ANSYS对某大型装载机铲斗插入、铲取和提升3个作业区间进行结构强度分析,得出装载机铲斗工作时的等效应力图和节点位移图。根据计算结果,为铲斗结构的进一步优化设计提出了合理建议。     

快速定量装车系统物料卸载流动性分析

根据煤炭物料的散体特性和离散元理论,建立快速定量装车站卸料过程中的物料流动模型,并利用DEM软件进行仿真分析,掌握装车站卸料过程中的物料流动规律以及影响因素,为装车站仓体结构设计和改进提供参考依据。     

基于DEM数值模拟的超大型箕斗装卸载分析

根据煤炭物料的散体特性和离散元理论,建立大型提升箕斗装卸载过程中的物料流动模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析,掌握大型箕斗装卸载过程中的物料流动规律以及装卸载时间,为箕斗结构设计和立井提升系统设计提供参考和依据。     

基于矿物学特征的磁铁矿石破碎解离预测研究

为研究矿石矿物学特征对破碎后矿物解离程度的预测机制,以水厂铁矿沉积变质型磁铁矿石为研究对象,采用偏光显微镜观测矿石结构、构造与粒级组成,对比冲击破碎与二段磨矿产品的品位特征,分析磁铁矿石的破碎性质,预测矿石破碎后不同粒度范围下矿物颗粒的解离程度。结果表明,水厂铁矿磁铁矿石的结构构造简单,破碎过程中易产生沿晶断裂,冲击破碎至嵌布粒度的磁铁矿颗粒解离程度高于二段磨矿后磁铁矿颗粒的解离程度。矿石结构与构造特征可以反映矿石破碎与矿物解离的难易程度,通过分析磁铁矿石原矿矿物的粒级组成,可以有效预测矿石破碎后不同粒度范围内的矿物解离程度。研究结果丰富了矿石碎磨特性的分析方法,为矿山改进矿石加工工艺、实现节能增效提供了理论依据。     

高品位铀废渣处理工艺试验研究

针对铀燃料元件加工过程中产生的高铀含量放射性废渣(铀品位59.63%), 采用循环溶解、硝酸浸出、浓酸熟化、高温焙烧等工艺回收其中的铀。试验结果表明, 使用1∶1.2的稀硝酸溶液, 80 ℃水浴, 搅拌溶解4 h, 经过16次循环溶解, 得到铀含量为0.181%的不溶渣, 不溶残渣率为1.33%; 对于较难溶解的不溶渣, 通过工艺条件优选, 采用两级硝酸浸出, 渣中铀含量可降至0.059%。多次循环溶解和两级硝酸浸出工艺相结合, 可达到较好的回收效果。本研究结果为高品位铀废渣中铀的回收提供了试验依据。     

pH与能源底物对细菌氧化活性的影响研究

以紫金山金铜矿区的酸性矿坑水为菌源,探讨了不同初始p H值和不同能源底物(单质硫与Fe2+)对细菌氧化活性的影响,分析了相应的固体产物成分及其表面性质。试验结果表明,在初始pH为2.20的条件下,细菌对单质硫和Fe2+的氧化活性明显高于初始pH 1.80和2.00的条件;以Fe2+为能源底物时,细菌生长周期明显比单质硫的短;细菌作用单质硫后,固体产物仍主要为单质硫,但浸渣表面出现了—COOH、—OH、—CO、—CONH等官能团;以Fe2+为能源底物时,细菌作用后固体产物经X-射线衍射和电子探针分析鉴定为黄钾铁矾,固体表面的有机官能团增多,说明细菌对Fe2+的氧化能力强于单质硫。     

磷硅酸盐型稀土矿选矿试验研究

磷硅酸盐型稀土矿是一类重要的稀土资源,该矿石矿物元素组成复杂,矿石结构嵌布紧密,主要含稀土矿物为菱黑稀土矿,其稀土元素理论品位低,且与脉石矿物可浮性相近,分选难度高,开发利用困难。针对某低品位磷硅酸盐型稀土矿开展矿物学及选矿技术研究,以形成适于低品位磷硅酸盐稀土矿开发利用的选矿技术。以REO品位为1.46%的某磷硅酸盐型稀土矿石为研究对象,采用单一浮选工艺,选用自主研发的浮选捕收剂RFS,经一次粗选、两次扫选、三次精选闭路流程,获得了REO品位23.25%,REO回收率为78.03%的稀土精矿,为磷硅酸盐稀土矿资源的开发利用提供借鉴。     

无机阴离子调整剂对蓝晶石矿物浮选行为及溶液化学研究

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选试验,研究了无机阴离子调整剂对矿物浮选行为的影响。试验结果表明:以十二胺为捕收剂时,氟化钠与十二胺加入的顺序的不同对石英、黑云母两种矿物的浮选基本没有影响,对蓝晶石有活化作用;Na2SiO3与十二胺的添加顺序不同对黑云母的影响较小,对蓝晶石起到强的抑制作用,且Na2SiO3在十二胺之后添加对矿物的抑制作用更强;(NaPO3)6的添加对蓝晶石及石英均起到较强的抑制作用,对黑云母的抑制较弱;Na2S除了对蓝晶石起到轻微的活化作用外,对石英及黑云母两种矿物的浮选基本没有影响。通过浮选溶液化学计算,分析了Na2SiO3、Na2S、(NaPO3)6对蓝晶石、石英及黑云母矿物的抑制或活化作用的机理。     

从某硫精矿中回收铜的试验研究

某硫精矿含铜0.41%,铜矿物主要为黄铜矿和辉铜矿,硫矿物主要是磁黄铁矿,其次是黄铁矿,脉石矿物为少量蛇纹石、滑石、绿泥石等易泥化矿物,经镜下鉴定铜矿物与黄铁矿关系密切,基本以较粗的连生体形式存在,而磁黄铁矿基本不含铜。综合考虑矿石性质,确定采用"磁选脱硫—脱泥—浮铜"流程回收铜,全流程获得铜精矿铜品位20.26%,铜回收率73.41%。     

基于虚拟样机的6立方地下铲运机工况研究*

工况分析是车辆总体设计的重要依据,运用ADAMS和 Automation studio软件建立铲运机虚拟样机模型并进行仿真,得到了以功率为特征变量的铲运机循环工况。通过分析可知,6m3地下铲运机峰值功率248.6kW,占总时间的13.7%,循环工况的平均功率仅为峰值功率33%。研究结果为动力系统的匹配设计提供依据。     

基于均匀设计的充填体强度特性试验研究

为探究红牛铜矿全尾砂胶结充填体强度特性，以充填料浆浓度、砂灰比、养护龄期为影响因素，基于均匀设计试验方案开展了充填配比试验，并对试验结果进行了非线性回归分析。结果表明:均匀设计试验方法可靠性高；对充填体强度的影响程度大小排序为砂灰比、养护龄期、充填料浆浓度；充填体单轴抗压强度随养护龄期、充填料浆浓度的增大而增大，随砂灰比的增大而减小。     

含易浮云母的复杂铜铅锌矿分离试验研究

某铜铅锌矿属高硫复杂难选多金属硫化矿,铜铅锌矿物之间嵌镶关系极其复杂,原矿中云母和硫含量高,可浮性好,严重干扰铜铅锌矿物的浮选,尤其对铜铅锌精矿的质量影响很大,增加了该铜铅锌矿石的选矿难度。采用优先浮铜—铜精矿脱云母—铅锌硫混浮—铅锌与硫分离的浮选工艺,在铜与铅锌分离的同时消除云母对浮选的影响。当原矿含铜0.63%、铅2.44%、锌2.95%时,获得的铜精矿含铜21.24%、含铅6.08%、含锌4.08%,铜回收率为76.20%;铅锌精矿含铅18.38%、含锌23.32%,铅、锌回收率分别为85.07%、89.32%。     

组合捕收剂对黑钨矿颗粒间相互作用的影响研究

考查了4种捕收剂GYB、NaOL、HPC、731及其组合使用对黑钨矿单矿物的浮选作用规律, 通过黑钨矿表面润湿性测试、表面电性测试、颗粒间的相互作用研究, 探讨了组合捕收剂对黑钨矿颗粒间相互作用的影响。结果表明, 捕收剂组合使用能对黑钨矿浮选产生正协同效应, 不仅能提高对黑钨矿的捕收能力, 还能拓宽黑钨矿的浮选pH区间。经组合捕收剂作用后的黑钨矿颗粒间相互作用总势能为负值, 说明黑钨矿颗粒间更易形成疏水聚团, 有利于黑钨矿的上浮。