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。     

基于正交试验优化某铁矿石塔磨磨矿功耗

为了进一步实现某铁矿碎磨工艺的节能降耗,以某铁矿石高压辊磨—预选精矿为研究对象,磨矿功耗作为评价指标,在单因素试验的基础上采用正交试验方法进行塔磨机磨矿参数优化试验。结果表明:(1)单因素试验确定适宜的磨矿浓度为60%、螺旋搅拌器转速为300 r/min、介质充填率为16.15%、介质配比(?8 mm钢球质量占比)为50%,料球比为0.166 4。(2)正交试验确定适宜的磨矿浓度为60%、螺旋搅拌器转速为360 r/min、介质充填率为20.77%、介质配比(?8 mm钢球质量占比)为100%和料球比为0.16。(3)正交试验的磨机-0.074 mm利用系数比单因素试验高44.32%,磨矿功耗比单因素试验低9.68%。(4)塔磨机的5个影响因素对磨矿功耗的影响作用由大到小依次为磨矿浓度、螺旋搅拌器转速、料球比、介质充填率和介质配比。正交试验优化进一步降低了塔磨机磨矿功耗,且磨矿产品的粒度分布更加均匀,有利于提高后续分选效果。     

搅拌磨机在弓长岭选矿厂细磨作业中的应用

针对弓长岭选矿厂再磨球磨机磨矿效率低、能耗大等问题开展了陶瓷球专用搅拌磨机代替球磨机的工业试验。试验结果表明,搅拌磨机磨矿粒度更细,排矿中-0043 mm含量比球磨机提高721个百分点;磨机电耗成本下降5026%,介质球添加量下降936%,介质成本下降5561%;单系列搅拌磨机比球磨机年节省磨矿成本18021万元。搅拌磨机磨矿效率较球磨机大幅提高,磨机利用系数从0465 1 t/（h·m3）提高到1042 3 t/（h·m3）,搅拌磨机与球磨机相比具有明显的经济效益。     

搅拌磨在关宝山铁矿二段磨矿中的应用试验

鞍钢关宝山铁矿石属矿物嵌布关系复杂、嵌布粒度粗细不均的铁矿石,现场采用球磨机进行二段磨矿,磨矿效率低、效果差、能耗高。为了解搅拌磨机替代现场二段球磨机的可能性,以现场-0.043 mm占23.13%的二段球磨机给矿为试验样,以SLJM-2L型立式超细搅拌磨机为磨矿设备进行了磨矿工艺参数研究,并在可比条件下进行了球磨机与搅拌磨机磨矿效果对比。结果表明:(1)SLJM-2L型立式超细搅拌磨机处理试验样的适宜钢球直径为8mm,充填率为70%,料球比为0.7,搅拌器转速为400 r/min,磨矿浓度为70%。(2)在磨矿产品细度均为-0.043 mm占85%的情况下,球磨机的比生产率为0.48 kg/(Lh)、磨矿效率为9.68 kg/(kWh)、比功耗为64.66(kWh)/t,搅拌磨机的比生产率为4.70 kg/(Lh)、磨矿效率为36.16 kg/(kWh)、比功耗为18.21(kWh)/t,两相比较,搅拌磨吨矿石磨矿能耗仅为球磨机的28.16%。因此,在矿石的细磨方面,搅拌磨节能优势明显。     

立式搅拌磨机对鳞片石墨的磨矿研究

采用立式搅拌磨机对鳞片石墨进行了磨矿研究, 得出最佳条件为: 采用Φ6 mm纳米陶瓷球为磨矿介质, 磨机转速100 r/min, 磨矿时间4 min, 磨矿浓度30%。按此条件下进行4段再磨、4次浮选的闭路试验流程, 可获得石墨品位为92.58%、回收率为94.71%、精矿中+0.15 mm粒级含量为56.12%的良好指标。     

立式螺旋搅拌磨机选型试验研究

采用实验室立式螺旋搅拌磨机对石英砂进行磨矿试验研究,初步确定适合该机型的运行参数。对新疆某铁精矿进行选型试验研究,得到该矿石的单位磨矿能耗为11.82 k W·h/t,根据试验结果推荐选用装机功率为630 k W的KLM-630型立式螺旋搅拌磨机作为该项目的细磨设备。该磨机自投入运行以来完全能满足工艺指标要求,表明利用实验室立式螺旋搅拌磨机测定矿石的单位磨矿能耗,可为工业立式螺旋搅拌磨机的选型提供科学的指导依据。     

基于BP神经网络和NSGAⅡ算法的立式搅拌磨机能耗优化

针对立式搅拌磨机在磨矿过程中能耗较大的问题,采用人工神经网络的方法建立工艺参数与能耗和出粉率的回归关系,并采用多目标遗传算法作为优化算法,构建立式搅拌磨机工艺的多目标优化策略,最终确定立式搅拌磨机的最优工艺参数,从而实现降低搅拌磨机磨矿能耗和减少生产成本的目的。以矿料粒度、搅拌器转速、介质填充率、矿浆浓度作为变量,设计进行了立式搅拌磨机的磨矿能耗试验。根据试验数据构建了基于BP神经网络的立式搅拌磨机的能耗和出粉率的预测模型,并验证了其预测的准确性;然后基于该预测模型运用NSGAⅡ算法进行了多目标优化,获得了Pareto最优解集;最后分析讨论得到了最优的工艺参数,对比优化前的工艺参数,在出粉率相同的情况下,能耗降低了7%。     

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。     

基于离散单元法的立磨机介质球运动规律研究

为查明立磨机磨矿介质球的运动规律,采用离散单元法进行了立磨机数值模拟,研究分析了介质球的受力、运动学参数、能量分布以及介质球之间的碰撞行为。研究结果表明,磨矿介质球的速度、动能在搅拌器螺旋叶片边缘达到最大值;其碰撞力、自转角速度、转动动能、碰撞能在搅拌器外缘达到最大值;环形区内介质球的碰撞力和速度梯度均较大,是重要的磨矿区域。通过分析碰撞力、碰撞能分布曲线,可以从微观角度剖析立磨机的磨矿行为,为强化立磨机的精确化磨矿和选择性磨矿提供了具体方向。     

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。     

立式离心磨矿机对不同矿物的磨矿试验

<正> 立式离心磨机由电机、磨机简体及装在磨机筒体内的螺旋叶片组成。被磨物枓可根据工艺要求从圆柱体的任意高度上给入。通过电机带动螺旋搅拌器旋转,使磨机内的磨矿介质和物料既作轴向运动又作径向运动。接近螺旋的内层介质和物料向上运动,远离螺旋接近器壁的介质和物料向下运动,形成对流式循环,在磨矿介质之间产生相对滚动,从而使介质间的物料受到滚压和研磨作用。由于立式离心磨矿机内介质的冲击力很小,而发挥作用的介质表面积很大,故适合于细磨。立式离心磨矿机磨矿试验表明,细磨效率高。     

WJM新型卧式超细搅拌磨机功耗经验计算式的研究

在引用R.I.Charles微分式的基础上,推导出了WJM新型卧式超细搅拌磨机的功耗计算式,并应用在WJM新型卧式超细搅拌磨机上,选用试验数据,用数学迭代法推算出处理量400kg/h、介质填充率85%、矿浆浓度35%、磨机转速93r/min工况下的功耗计算式,并进行了验证分析。     

白云鄂博磁铁矿细磨磨矿介质选型试验研究

球磨中颗粒受磨矿介质高频次冲击-研磨而粉碎,合理选择介质类型能有效提升作业效率并改善磨矿产品指标。针对白云鄂博西矿选铁第三段磨矿作业能耗高、粒度偏粗的问题,系统研究了陶瓷球为磨矿介质细磨磁铁矿的效能,并与钢球及钢段做对比。首先以试验确定了介质尺寸、填充率及矿浆浓度等作业条件,之后以等介质量、等矿量磨矿试验对比研究3种介质磨矿的各项指标。结果表明:陶瓷球磨矿速度最快、能量利用效率最高,钢球次之,钢段最低,与介质数量正相关,可能由碰撞频次差异所致。在试验范围内,陶瓷球磨矿产品的细度最高、解离度最高,虽然产品中-19μm粒级含量较高,但磁选时选别效率仍然最高;钢段能有效改善过磨现象,同等细度下解离度最高,产品有较好的可选性,可能源自短棒形介质的线接触作用。仅从磨矿的技术指标考察,细磨磁铁矿时应优先考虑用陶瓷球;若只能选钢介质,则追求产率时应选用钢球,而为改善产品可选性时可选用钢段。     

超细搅拌磨机制备亚微米造纸涂布重钙颜料的研究

用超细搅拌磨机制备了d₉₅≤2 μm、d₅₀≤0.7 μm粒度分布均匀的亚微米超细重钙颜料。通过条件实验,系统地研究了浆料浓度、搅拌器转速、助磨分散剂、研磨介质种类及尺寸等主要操作参数对搅拌磨机粉磨效果的影响规律。在9 L超细搅拌磨机中, 得到的最佳磨矿工艺为: 装球量8 kg、给料量2.5 kg、介质球为Φ3 mm刚玉球、助磨分散剂为聚丙烯酸钠、添加量均为0.9%、磨机转速250 r/min、磨矿浓度72%和磨矿时间为120 min。     

KLM-630型立磨机在铁精矿细磨中的应用

介绍了立式螺旋搅拌磨机的基本结构和工作原理,重点阐述了装机功率为630 k W的KLM-630型立式螺旋搅拌磨机用于哈密西成矿业铁精矿再磨作业中的工艺概况。在给矿-38μm占77%左右,磨矿浓度大于58%的条件下,最终产品-38μm含量大于94%。立磨机溢流经1粗2精2扫反浮选工艺处理,获得了品位高于64%的铁精矿,精矿铁品位提高了4~6个百分点。KLM-630立磨机用于再磨作业可以有效提高矿物单体解离度,改善精矿品质,降低选厂生产成本。     

铁矿石在搅拌磨机和球磨机中细粒级磨矿效果的对比试验研究

介绍了某铁矿石物料在JU-2.2立式螺旋搅拌磨试验机和标准Bond球磨功指数试验机中的磨矿试验过程及试验结果,分析了2种磨矿方式磨矿效果的差异。试验证明,在细粒级磨矿中,立式螺旋搅拌磨机的磨矿效果明显优于球磨机。     

超细SiO2粉的制备与助磨研究

利用搅拌磨,以0.5~2.0 mm氧化锆陶瓷微珠为研磨介质,对二氧化硅进行了超细粉碎试验研究,通过料球比、浓度、介质配比、介质充填率等条件试验,确定了搅拌磨生产超细硅粉的最佳操作参数,得到了d50=0.334 2μm的二氧化硅超细粉。此外,还研究了助磨剂十二胺、DA分散剂、硅酸钠和氯化铵在粉磨过程中的助磨作用及,结果表明,其中DA分散剂和硅酸钠有显著的助磨效果,能有效提高磨矿效率,降低磨矿产品粒度。     

鞍千预选精矿陶瓷球搅拌磨再选试验研究

鞍千选矿厂现有流程磨矿产品存在粗细分布不均匀、再磨效率低、能耗高、磨矿效果差等问题,影响后续分选过程,导致精矿指标差。针对以上问题,为改善预选精矿磨矿效果,提升最终精矿指标,有必要采用更适于细磨的立式搅拌磨机,对搅拌磨机各项参数进行系统的研究。本文在鞍千预选精矿工艺矿物学分析的基础上,进行了搅拌磨磨矿—弱磁分选工艺流程试验。试验结果表明：预选精矿TFe品位为39.62%,主要以磁铁矿形式存在,粗细粒级分布不均。通过对陶瓷球搅拌磨工艺参数的优化试验研究,确定了搅拌磨最佳工艺参数：介质充填率为100%,搅拌器转速1000 r/min,料球比0.7,介质尺寸6 mm,磨矿浓度50%,磨矿时间2.80 min,磨矿产品经过一段弱磁选,可以获得品位67.01%,回收率89.93%的精矿指标。该工艺流程简单,指标良好,可为选矿厂工艺流程改造提供参考。     

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Φ520 mm×260 mm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0～3.3 g,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0～31 rad/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。     

超细搅拌磨机制备高固含量低粘度造纸涂布级重钙浆料的研究

通过条件试验,系统地研究了超细搅拌磨机中磨矿介质及其尺寸、磨机转速、球料比、分散剂及其用量等主要参数对重钙研磨效果的影响规律,并分析了原因,为工业生产中确定适宜的参数提供了理论依据.同时,应用超细搅拌磨机通过两段研磨试验制备出了-2 μm粒级含量为95.52%、最大粒径为3.08 μm、固含量为75.3%、粘度为290 mPa·s、白度为93.52%的高档造纸涂布级重钙浆料,对工业化大生产具有重要的指导意义.