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。     

基于球磨机破碎能下最优磨矿参数研究

在球磨机中,钢球回落时具有的动能转化成了对矿石的破碎能。通过数学理论分析,推导出球磨机破碎能理论公式、最优破碎下充填率与转速率之间的理论公式及其最优理论取值范围。同时,以广西某选矿厂锡石多金属硫化矿为原料进行磨矿试验,考察磨矿时间、磨矿浓度、磨机转速率与充填率等因素对矿石破碎的影响规律,并验证该理论公式的适应性及相关参数理论取值范围的可靠性。结果表明,在转速率为83%、充填率为30.82%时矿石破碎程度最高,该结果证明了该理论公式具有良好的适应性,相关参数理论取值范围的可靠性好。     

基于离散元的球磨机工作参数优化

在研究球磨机工作性能的基础上,优化其工作及结构参数,目的在于提高其生产效率,节约能耗及钢耗。应用离散元软件EDEM对球磨机进行建模,分析影响球磨机磨矿性能的主要参数,通过分析得出以比功率、衬板磨损和颗粒破碎概率为主要影响因素,从而建立较为真实的球磨机仿真模型。最后,通过优化前后的结果对比可以看出,优化后的磨机在工作效率上得到了提高。     

球磨机湿式磨矿节能技术的研讨

选矿厂破碎磨矿的能耗约为选厂总能耗的50～65％,其中磨矿能耗占主要部分。今天的重点是最大限度地提高磨机生产能力的同时,最充分地降低磨机能量消耗,本文拟在试验实践基础上,重点阐述球磨机的节能衬板和节能技术;详细论述闭路分级的设备选择和参数控制的节能效果,以及对磨机能耗计算方法进行分析研究。     

某铅锌矿立磨机与球磨机磨矿效果对比试验研究

立磨机和球磨机都是大型工业磨粉设备,被广泛应用于选矿、冶金、化工和煤炭等行业。本文针对某铅锌矿对比两种磨机的磨矿效果,采用立磨机与球磨机进行磨矿试验,并对试验产品进行筛分分析、单体解离度分析及浮选试验。试验结果表明:立磨机磨矿试验产品中粗粒级含量较球磨机试验产品下降了0.6百分点,方铅矿和闪锌矿单体解离度分别提高2.28和1.60百分点;立磨—浮选试验产品中铅精矿中铅品位及累计回收率较球磨机分别提高0.65和0.61,锌精矿中锌品位及累计回收率较之分别提高0.34和1.03百分点,硫精矿中铅和锌含量分别下降0.02、0.06百分点。综上所述针对该铅锌矿立磨机磨矿效果均优于球磨机。      

大直径磨矿机生产率的总体平衡模型预报

尽管大直径球磨机在理论上和经济上都有潜在的利益,许多厂商仍然决定不制造大磨机,将其视为一项冒险性很大的计划。原因在于,大直径磨机比拟放大的传统预报方法并非总是准确的。因此急需其它适用的过程分析和比拟放大方法。近期的研究表明,详尽的总体平衡模型包含着重要的磨矿子过程(磨矿动力学,物料输送,分级),能够根据小型分批试验结果预报中小型磨机(直径不超过4.3米,或14英尺)的生产率。同样的模型用于当前的研究,以预报公司所属Sacaton厂的一台“界限”大型球磨机(4.7×5.5米,或15×18英尺)、肯奈克特公司所属Chino厂的一台球磨机(5×5.8米,或16.4×19英尺)和Cities Service公司所属Pinto valley厂的世界上最大的球磨机之一(5.5×6.4米,或18×21英尺)的产量。比拟放大所需要的模型参数是在直径为380毫米(15英寸)的间断工作的磨机上求得的。模型预报值与三个工厂的详细查定结果进行了比较。就Sacaton和Chino两厂而言,预报误差小于2.5％,就Pinto Valley厂而言预报误差小于2.7％。可以肯定,在这些模型方程式中,主要磨矿子过程的特征表达式是实现准确的比拟放大的关键。特别重要的是要包含球荷配比和磨机中颗粒粒度分布对磨矿动力学的影响。     

半自磨数学模型及计算机模拟

本研究在自磨机理模型基础上,通过磨矿试验建立了磨机操作变量与模型参数的关系,对半自磨机中冲击破碎作用和磨剥破碎作用分别进行了模拟,然后按两者作用比例进行迭加形成了半自磨机理模型。在此基础上建立了一个半自磨模拟器。运用该模拟器对司家营铁矿石、德兴铜矿石的半工业试验结果进行了验证,并对主要操作条件的影响及磨机尺寸放大问题作了模拟预测。     

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。     

用总体平衡模型进行连续磨矿磨机设计的模拟放大程序

本文根据磨矿回路总体平衡模型,介绍了磨机模拟放大程序的建立;检验了用模型表示的破碎动力学、磨机物料输送、分级机性能不同研究程度的各种模型;讨论了每种模型可能用于设计的程度。为了使这些模型能够成功地应用到连续磨矿磨机设计中,特别注意实验室试验、牛工业试验、工业试验的资料类型。在建立此模拟放大(或设计)程序中,考虑了破碎、输这、分级磨矿子过程。论证了动力学模型中采用比能耗的概念。用石灰石的干式球磨获得的分批磨矿资料,解释本文所述总体平衡模型框图内工业磨机设计的方法。     

磨矿介质对磨机衬板冲击力的模拟计算

为优化磨机衬板设计，本文根据磨矿介质对磨机衬板的冲击特点，自行研制了冲击力测定装置，并试验获得了冲击力与冲击动能的关系模型。根据磨机内介质运动形态的有关理论，模拟计算磨矿介质对衬板冲击速度的大小、方向及冲击位置等。根据研究结果，当已知磨机规格和磨矿操作条件时，可模拟计算磨矿介质对磨机衬板的冲击力大小，这一计算结果可用于指导定量设计衬板材料和结构的适宜强度。     

用球磨机湿式磨矿和干式磨矿时其能量效率和经济比较

球磨机因其结构不同而分管磨机、球磨机、多室磨机、圆锥球磨机、三锥式磨机、多室管磨机等。球磨机排矿分溢流式、格子式、圆周筛式和周边式。湿式磨矿比干式磨矿的破碎能力和能量效率都有增加。在干燥的物料中徐徐加水,则矿粒由于水的表面张力,与干燥时相比容易凝结,此时功指数显著增加。在连续生     

大型球磨机效率的研究

本文研究了直径在5m以上的大型球磨机的性能,对主要磨矿参数如磨机转速、球径、充填率、磨机直径、给矿粒度、停留时间及给矿量对磨机作业性能的影响进行了探讨。研究结果表明,大型球磨机的作业条件与直径在5m以下的磨机的作业条件是不同的。本文还探讨了球磨机的放大规则,实例研究表明以小型磨机为基础、以经验关系为主的邦德方法不能适应大型球磨机的设计要求。本文还讨论了利用总体平衡模型设计磨机所面临的问题。     

立式辊磨机对方铅矿浮选行为的影响

针对方铅矿进行了立式辊磨机磨矿、球磨机干式磨矿和球磨机湿式磨矿3种磨矿试验，并考察了丁基黄药体系中，不同矿浆pH值、捕收剂和调整剂用量下，3种磨矿方式对方铅矿可浮性的影响。研究结果表明，立式辊磨机磨矿产品的回收率要明显大于球磨机干式磨矿和球磨机湿式磨矿，这主要是由于：立式辊磨产品的中间粒级含量为38.48%，比球磨湿式磨矿高9.05个百分点，比球磨干式磨矿高6.00个百分点；立式辊磨机磨矿产品的比表面积要高于其他2种磨矿方式；丁基黄药在立式辊磨磨矿产品的表面吸附量要明显大于其他2种磨矿方式。     

中关铁矿选矿厂磨矿工艺优化

为了提高选矿厂磨矿效率,降低球磨机吐出顽石量,中关铁矿针对一段自磨机磨矿、二段球磨磨矿工艺中矿石较硬、磨矿效率低、球磨机易吐顽石等问题,进行了物料进球磨机前预选和进球磨前破碎等工艺优化研究。通过在球磨前增加预选装置,将筛上物中的非磁性物料提前抛出,减少了进入球磨机的给矿量;在进入球磨机前的大倾角皮带下方增加对辊破碎机把-25 mm物料破碎成-6 mm物料,将硬度高的矿石进行了破碎。磨矿工艺优化后,提高了磨矿处理量,降低了球磨机吐顽石量,优化了磨矿效果,且经济效益显著。     

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。     

球磨机的动态建模研究

磨矿分级流程模拟仿真系统可实现各种操作条件下的产品粒度在线检测,为操作参数优化提供指导,而球磨机是磨矿分级回路的重要设备单元,因此球磨机的数学模型是该流程仿真系统的基础。借助磨矿动力学与物料平衡有关理论,分析现场实际运行参数与磨机功耗的关系,通过引入选择函数建立球磨机的动态数学模型,基于灰盒神经网络理论建立了磨机功耗预测模型,并利用Matlab的Simulink组件建立了仿真模型,对所建模型进行仿真分析。模型的效验与扰动试验验证了所建模型的有效性与合理性。     

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。     

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。     

根据破碎力学研究超细磨矿

众所周知,磨矿过程的能量效率随着产品粒度减小而降低。本文根据破碎力学研究了获得超细颗粒的方法。我们把破碎能(粒度化小能)定义为弹性应变能,并计算出破碎能量与颗粒粒度的关系。本文中假设一个100微米颗粒与一个磨矿介质碰撞后其动能完全转变为破碎能,试样要求的破碎冲击速度为13～225米/秒。超细磨矿必须增加磨矿介质与颗粒碰撞几率。根据上述考虑,我们用湿式磨矿获得了平均直径约0.3微米的研磨产品。     

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,