基于响应面法的球磨机磨矿能耗分析

基于离散元方法,分析了球磨机筒体内钢球与物料在抛落过程中的运动特性。利用离散元软件EDEM及其二次开发,以球磨机磨矿过程中的机械能耗为评价指标,将转速率、物料填充率、料球比、球磨机内衬板个数作为影响因子进行仿真实验,通过响应曲面法(RSM)建立了球磨机磨矿能耗预测模型,并进行了实验验证。结果表明:能耗预测模型可靠,预测结果与实验结果吻合;各因素对球磨机磨矿能耗的影响程度为:转速率衬板个数物料填充率料球比;球磨机最佳工作参数为:转速率0.96,衬板个数12,物料填充率0.45,料球比1.15。     

介质特性对铝土矿在振动磨机中选择性磨矿的影响

以铝硅比为4.4的铝土矿为研究对象,采用振动磨机对铝土矿进行了选择性磨矿试验研究,重点考查介质配比、介质形状、填充率对低品位铝土矿在振动磨机中选择性磨矿的影响。研究结果表明:介质配比、不同形状的磨矿介质、介质充填率对振动磨磨矿产品的粒度组成和各粒级铝硅比分布有一定的影响,选择性磨矿的适宜介质配比为φ40mm∶φ30mm∶φ20mm=20%∶30%∶50%,适宜充填率为70%。在单一尺寸介质条件下,不同形状介质的选择性磨矿效果的顺序为柱形介质、柱球介质、球形介质。     

基于DEM的预磨机性能实验研究与分析

本文介绍了一种新型预磨机的结构与工作原理,为了分析磨机的性能,对预磨机几个主要工作参数(转速、填充率、球配)的影响与选择范围进行了分析。通过离散单元法来确定预磨机上述各工作参数对破碎效果的单因素影响,并提出可运用粘结键断裂数作为衡量破碎效果的指标之一;通过对各主要工作参数进行正交实验,得到预磨机在平均粒径下最佳工作参数组合是：上层线速度为9m/s、下层线速度为10m/s、填充率为30%、球配为0.7,与仿真结果基本一致。     

介质特性对铝土矿在振动磨机中选择性磨矿的影响

以铝硅比为4.4的铝土矿为研究对象,采用振动磨机对铝土矿进行了选择性磨矿试验研究,重点考查介质配比、介质形状、填充率对低品位铝土矿在振动磨机中选择性磨矿的影响。研究结果表明:介质配比、不同形状的磨矿介质、介质充填率对振动磨磨矿产品的粒度组成和各粒级铝硅比分布有一定的影响,选择性磨矿的适宜介质配比为φ40mm∶φ30mm∶φ20mm=20%∶30%∶50%,适宜充填率为70%。在单一尺寸介质条件下,不同形状介质的选择性磨矿效果的顺序为柱形介质、柱球介质、球形介质。     

基于DEM的预磨机性能试验研究与分析

本文介绍了一种新型预磨机的结构与工作原理,为了分析磨机的性能,对预磨机几个主要工作参数(转速、填充率、球配)的影响与选择范围进行了分析。通过离散单元法来确定预磨机上述各工作参数对破碎效果的单因素影响,并提出可运用黏结键断裂数作为衡量破碎效果的指标之一;通过对各主要工作参数进行正交试验,得到预磨机在平均粒径下最佳工作参数组合是上层线速度为9 m/s、下层线速度为10 m/s、填充率为30%、球配为0.7,与仿真结果基本一致。     

基于EDEM的立磨机工作参数实验研究与分析

为了对立磨机工作参数进行合理优化,在分析球径、球配、填充率、转速的影响与选择范围的基础上,以有效破碎能为评价指标,运用EDEM软件建立立磨机仿真模型,采用单因素析因法和响应曲面法进行仿真实验,得出结果:在一定范围内,矿料的有效破碎能随着球径的增加而变大,当球径为70mm时矿料的有效破碎能最大,之后减小;随着球配的变大而减小,当球配为2∶1时最大;随着填充率的变大而增加,当填充率为30%时,有效破碎能最大,之后减小;随着主轴转速的提高而变大,呈递增趋势,两者基本满足线性关系。     

东鞍山混磁精矿搅拌磨与球磨对比试验

鞍钢东鞍山烧结厂原矿主要以细粒嵌布的赤铁矿和磁铁矿为主,为解决现场球磨机效率低、有用矿物单体解离度低等问题,进行了陶瓷球搅拌磨、球磨工艺的优化和对比试验.试验结果表明,搅拌磨适宜条件为充填率80％、料球比0.9、磨矿质量浓度60％、介质尺寸6 mm、搅拌器转速650 r/min;球磨适宜条件为介质质量配比为m(32 m...     

基于分形理论建立低频振动挤压破碎能耗预测模型

矿石低频振动挤压破碎过程中,针对破碎能耗模型描述的复杂性,提出利用分形理论建立破碎能耗预测模型。以板辊式低频振动破碎实验机为研究对象,结合分形理论,分析单颗粒碎后质量分布与破碎能耗的关系,综合考虑振幅、主轴转速、板辊间隙及入料大小,设计四因素五水平正交试验,分析试验数据,在能量平衡的基础下借助最小二乘法建立了破碎能耗分形预测模型。通过试验对比实测值和预测值,验证了所建立的板辊式低频振动破碎实验机振动挤压破碎能耗的分形预测模型的有效性。     

立磨机磨矿关键影响因子研究

立磨机因为能耗低,效率高的特点,逐渐取代球磨机成为细磨和再磨的主要设备。但立磨机的磨矿基本理论研究还不够完善,设备的设计、介质球的匹配等还依赖于工程经验和试验探索,存在着成本高、效率低的问题。针对立磨机的两个结构参数:环形间隙,螺径比和三个运行参数:螺旋外缘线速度,介质球直径,介质充填率,以石英作为试验矿样,基于实验室KLM-10立磨机,设计了五因素四水平正交试验,以磨矿能耗与时间作为考核指标,探索影响立磨机磨矿效果的关键结构参数和工业运行参数,得到了单因素对于磨矿效果的影响规律,以及运行参数与结构参数的最佳匹配方案,为立磨机的设计运行提供理论依据。     

基于球簇填充方法的铁矿石颗粒形状研究

为建立不规则铁矿石颗粒的三维模型,选用五种单粒级颗粒,即3.35~4.75 mm、4.75~6.70 mm、6.70~9.50 mm、9.50~13.20 mm、13.20~16.00 mm,基于高精度三维扫描技术,获得五组单粒级颗粒的物理特性参数,并构建了基于球簇填充方法的矿石颗粒模型。研究表明：五种单粒级颗粒的体积、表面积、球形度均符合对数正态分布,其平均球形度基本相同,球形度中值为0.794;在进行填充时,采用球簇填充方法,填充球体数量越多,所表示的填充精度就越高,体积参数误差和主方向质量分布的平均参数误差越少,两者呈指数形式减小;当填充球体数量较多,大于30时,两误差参数值最大误差分别为3.4%和2.7%,为兼顾填充精度和数值计算时间,填充颗粒球体数量确定为30个。     

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。     

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。     

精确化装补球方法在某尾矿回收铜的应用研究

针对某尾矿回收厂球磨机的钢球填充率、钢球配比不合理及钢球尺寸偏大等因素而导致的磨矿细度达不到后续浮选要求的现状,通过应用球径半理论公式和精确化补装球法,计算出磨机的钢球球径、配比以及需要的补加球量,对现场磨矿工艺进行改进优化,改善了磨矿效果,提高了矿物单体解离度及选别指标。     

基于Lacey指数的球磨机介质分层行为研究

为弄清球磨机各运行参数对其内部介质分层行为的影响程度,本文针对球磨机运行时内部磨矿介质的轴向分层行为进行了研究。借助离散元工具及Lacey混合指数相关理论,进行了正交仿真实验,对介质填充率、筒体转速率、提升条数量和提升条迎球较面角度四个参数对介质分层的影响进行了研究,得出结论：对球磨机内介质分层行为影响最大的因素是球磨机筒体内提升条数量,球磨机转速率和介质填充率次之,影响最小的因素是提升条冲击面角度。当筒体转速率为67 RPM、提升条数量为0个、提升条角度为55°时,筒体内的介质颗粒的混合效果最差,颗粒分层行为最明显。     

中速磨煤机内原煤研磨过程的试验研究

基于MPS型中速磨煤机的结构特点和研磨机理,设计制造了实验室辊磨试验系统,用于模拟、研究封闭磨煤机内物料的粒度减小与能量消耗问题,分别利用3组窄粒级煤样对加载力、磨盘转速及填充率对颗粒破碎行为的影响进行考察,同时利用功率测量仪监测磨煤机的研磨能耗。研究揭示了不同试验条件下研磨能耗随时间的变化规律;经典的煤粉细度—能耗数学模型能够很好的描述仅加载力或填充率变化的试验过程,拟合精度R~2大于0.96;不同磨盘转速条件下煤粉细度—能耗曲线出现波动,导致模型不能使用。基于颗粒破碎能量效率随着粒度的变化呈正相关变化,将粒度嵌入经典破碎模型中,实现在相同磨盘转速条件下,针对不同粒度、加载力和填充率时能量—粒度减小过程的表征。     

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%。     

球磨机中介质形状对钒钛磁铁矿破碎参数的影响研究

以0.83～2mm、0.35～0.83mm两种单一粒径的攀西钒钛磁铁矿为原料,钢球和短圆柱形钢锻为介质,设定磨矿浓度80%、磨矿时间0.5、1、2、4、6、8、10min、磨机转速96r/min,钢球的配比为D30∶D25∶D20=42∶60∶93,短圆柱钢锻配比为D30×30∶D25×25∶D20×20=28∶40∶62,介质充填率为40%。研究结果表明:不同形状的磨矿介质对钒钛磁铁矿的破碎遵循一阶动力学模型,且在短时间内短圆柱钢锻的破碎速率Si明显高于钢球的破碎速率,在短时间内介质形状对初始破碎分布参数的影响较大。     

使用凹形表面磨矿介质的效果

本文分析了特殊形状的磨矿介质的磨矿效果。研究中使用的磨矿介质是带有凹菜表面的普通的变形。由于增加了磨矿介质的有效表面积,磨矿效率有望增加。凹形磨矿介质的体积小于相同半径的球。因此：凸－凹形状的球在同样的表面积下质量较小,而此表面积和介质密度较大。在凸形表面介质和凹表面介质接触时,大颗粒的破碎的概率大于小颗粒,使大颗粒得以优先磨矿。在实验室中进行了试验,每个试验的给料都相同,先用常规球形磨矿介质进行试验。然后用特殊形状凸－凹球代替一部分常规球形磨矿介质,以增加磨矿介质的比表面积。磨矿试验结果表明,在介质中凹形表面占一定比例,最大约为10％时,磨矿过程具有明显的选择性,并且在某些情况下提高了磨矿产品的细度。凹形介质的比较进一步增加时,磨矿介质的相对运动变得很不规则,对磨矿效率产生了消极影响。     

半工业磨机中钢球尺寸对黑钨矿细度和形状影响研究

黑钨矿极易发生泥化现象,导致其有效浮选仍是一个难题。本研究在实验室球磨机中,探讨了不同尺寸的钢球作为介质对黑钨矿细度和形状的影响,在干磨条件下进行了6种不同球径(20、30、40、50、60、70 mm)的磨矿试验。结果如下所示：各磨矿条件下获得的产品粒径均随磨矿时间的增加而减小。以70 mm钢球为磨矿介质时,大颗粒含量最低,-10μm过磨颗粒含量最高。这些粒径比x80/x20随着产品尺寸的减小先增大后减小,每一个球的粒径都趋于平缓。中值粒径x50随球径的减小先减小后增大,其中40mm球径最小(0.06 mm);但当球直径小于40 mm时,破碎混合颗粒物料的粉碎能力减弱。在相同的磨矿时间下,粒径比x80/x20随球径的减小先增大后减小,其中40mm球的粒径比最大;对于40mm钢球,产品的细度和宽度不一致,因此选择钢球直径不容易。当球直径小于40 mm时,粒径比x90/x10越来越大。粒径比(x90-x10)/x50随着产品粒径的减小先增大后减小,减小趋势随着球径的减小而趋于平缓,在x50为0.075 mm-0.085 mm范围内达到最大;另一方面,20毫米球下,(x90-x10)/x50磨矿产品尺寸几乎是不变的,为20.66。当产品粒径小于1 mm时,产品颗粒的球形度急剧增加,且随着球直径的减小,球形度增加的更快。当产品粒径小于0.04 mm时,产品颗粒球形度的变化趋势趋于平缓,这可能是在磨机内表面和球表面形成粘附颗粒层。0.8 ~ 0.3 mm的球形度变化趋势小于0.3 mm以下的球形度变化趋势。     

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。