磨矿动力学研究概述

基于磨矿动力学研究现状,论文介绍了n阶磨矿动力学方程、总体平衡动力学模型以及基于智能算法的磨矿数学模型等三种磨矿动力学模型,并重点分析了总体平衡动力学模型及其中的破碎函数和选择函数。研究认为,总体平衡动力学模型在国外应用广泛,应用前景良好,但它在国内的研究和应用严重滞后,亟待业界关注研究。     

磨矿动力学在氧化铅锌矿选择性磨矿中的应用

以兰坪氧化铅锌矿为研究对象,进行-1+0.074mm、-2+1mm、-3+2mm、-5+3mm四个单粒级物料的磨矿动力学试验,在此基础上利用拉苏莫夫球径经验公式,建立了氧化铅锌矿球径模型,并根据各类球径配比与被磨混合物料中各粒级的质量百分率大体相同的原则,计算出适宜初装球制度为:Φ3mm、Φ8mm、Φ14mm、Φ18mm钢球分别占15%、30%、38%、17%。用此装球制度对原矿(-2+0.00mm)进行磨矿,与经验装球制度相比,磨矿产物中矿泥(难浮粒级-0.01mm)产率降低5.18%,中等可浮粒级-0.02+0.01mm降低1.34%,易浮粒级+0.02mm产率提高6.52%,实现了选择性磨矿,改善了氧化锌矿物的浮选环境,从而使氧化锌精矿品位提高0.62%、回收率提高3.45%,锌总回收率从83.24%提高到86.69%。     

钢球级配对铁矿石的磨矿动力学研究

以4种不同级配(m40∶m30∶m20=1∶1∶1、1∶1∶3、1∶3∶1、3∶1∶1)的钢球为研究对象,基于总体平衡模型开展磨矿动力学试验,研究了不同钢球级配对铁矿石的破碎规律,确定了5种单粒级(-13.2+9.5、-6.5+4.75、-3.35+2.36、-1.7+1.18、-0.6+0.425 mm)矿石在不同钢球级配下的比破碎速率。结果表明,铁矿石破碎规律不符合一阶磨矿动力学,比破碎速率随磨矿时间的增加而减小;级配为3∶1∶1的钢球对-13.2+9.5、-6.5+4.75 mm粒级矿石的破碎效果优于其他级配的破碎效果;级配为1∶1∶3的钢球在给料粒度大于3.35 mm时磨矿效果较差,在给料粒度小于1.7 mm时磨矿效果最好。     

研磨介质形状对铁矿石磨矿动力学研究

以由粗到细的四种单粒级铁矿石为研究对象,基于磨矿动力学原理,解析了三种研磨介质(钢球、钢锻以及立方体)对铁矿石颗粒的破碎行为,探究了磨矿动力学参数k和m,获得了矿石在三种研磨介质下的比破碎速率。研究表明:随着单粒级铁矿石给料尺寸由小到大,矿石在三种研磨介质下的比破碎速率先增加后减小,其中,采用钢球为研磨介质时,矿石比破碎速率最大,钢锻次之,立方体的最小;不同给料尺寸下,采用钢球为研磨介质时的k和m始终最大,立方体的始终最小。     

不同接触方式磨矿介质的钨矿磨矿动力学分析

以钢球、钢锻和六棱柱分别代表点、线、面接触方式下的磨矿介质,在不同磨矿时间条件下对钨矿进行磨矿。研究点、线、面不同接触方式下磨矿介质对硬而脆钨矿磨矿产品的影响,分析磨矿产品的筛分粒度分布特性,考察磨矿产品的均匀程度,求解磨矿动力学及比破碎速率,评估整体磨矿行为效果。结果表明,钢球的磨矿产品最不均匀,比破碎速率呈不规则变化,磨矿产品泥化严重;六棱柱的磨矿产品最均匀,破碎速率呈抛物线型,所得磨矿产品的均匀性最好,易选级别含量最多,面接触磨矿对钨矿这类脆性矿物磨矿的泥化程度减轻最为有利,可以作为新型磨矿介质在钨矿山推广应用。     

基于磨矿动力学某铜矿磨矿介质配比优化试验研究

针对云南某铜矿磨矿介质配比m(Φ80)∶m(Φ60) =50∶50与球磨机给矿力学性质及粒度不匹配,导致磨矿细度及中间易选粒级产率偏低等问题,基于磨矿动力学原理可得到磨矿介质推荐配比m(Φ70)∶m(Φ60)∶m(Φ50)∶ m(Φ40) =15∶30∶10∶45。对比试验结果表明,推荐配比与现场配比相比,磨矿前期（4 min）,+0.3 mm粒级物料产率提高1.01百分点,0.3～0.074 mm粒级产率降低7.88百分点;磨矿细度（−0.074 mm）在12 min时达到79.85%,且中间易选粒级与过粉碎粒级产率分别提高3.44、1.79百分点。最终推荐选厂选择基于磨矿动力学原理所得介质配比 m(Φ70)∶m(Φ60)∶m(Φ50)∶m(Φ40) =15∶30∶10∶45。     

磁铁矿磨矿动力学行为研究

采用批次磨矿试验方法和Matlab软件建模方法,进行纯矿物磁铁矿的磨矿动力学行为及磨矿动力学参数n、k求解分析研究。结果表明,纯矿物磁铁矿的磨矿特性方程为R=R0exp[(-(0.14339+0.70451d+0.83567d2))t(0.33709+8.76416d-26.83887d2+23.32572d3)]。磨矿动力学参数n,随着粒级减小先增大后减小。磨矿动力学参数k,随着粒级减小而减小,这基本符合矿粒越细矿物裂纹越少,碎磨越困难的规律;但在-0.075+0.038mm粒级,磨矿速率增加,故在磨矿实践中应该及时分级出细粒级产品,防止过磨。采用Matlab软件拟合工具箱建立的纯矿物单一窄粒级磨矿动力学模型方程具有较高的拟合精度。研究结果可为后续磁铁矿实际磨矿生产提供理论指导,也为类似矿物磨矿特性研究提供研究思路。     

磨矿动力学在磨矿操作中的应用

在试验室分批磨矿试验中,研究了操作条件对磨矿动力学参数的影响。研究结果表明,在其他磨矿条件恒定时,磨矿动力学方程式中的参数k和总体平衡模型中的参数S,主要由球径的大小和球荷粒度特性决定。用该两参数制定的最初装球方案,经工业试验证明:球磨机的处理能力提高6.12％,钢耗降低3.28％,电耗下降2.74％。     

磨矿动力学在矿物加工中的研究现状

概述了磨矿动力学的基本原理,从物料、磨矿介质、磨矿环境等因素方面阐述了磨矿动力学的研究现状。研究表明：物料是影响磨矿动力学最重要的因素,不同的物料其动力学方程参数具有很大的差异,不同形状大小的磨矿介质和磨矿环境影响磨碎速率以及粒度分布函数。磨矿动力学的研究完善了磨矿理论,对磨矿工艺及设备的改进奠定了基础。     

磨矿介质形状对橄辉岩型钒钛磁铁矿磨矿动力学影响研究

为了更深入地研究橄辉岩型钒钛磁铁矿磨矿行为,采用钢球、钢锻作为磨矿介质在不同磨矿时间下进行了分批次磨矿试验,研究了点、线不同接触方式对橄辉岩型钒钛磁铁矿磨矿动力学过程与产品分布,重点考察了磨矿动力学参数、比破碎速率、磨矿产品分布特性。研究结果表明：两种介质下的磨矿动力学均符合标准动力学方程,相关参数k与m值均与粒径呈指数函数关系;钢锻介质更适合选择性磨矿,钢球介质下的细粒级产品较钢锻介质多,磨矿时间越大,产品分布越均匀,短时间内,钢锻介质对粗颗粒的破碎效果要优于钢球介质;以上研究结果可为橄辉岩型钒钛磁铁矿磨矿工艺参数提供一定的理论基础与参考价值。     

磨矿分级作业提效降耗技术改造与应用实践

影响磨矿效率和磨矿能耗的因素较多。磨矿分级效果如何,直接影响到选别指标。南京栖霞山铅锌矿针对磨矿分级存在的设备老、能耗高、效率低等问题,在磨机大型化应用, 磨矿自动控制、橡胶衬板与磁性衬板合理匹配等方面不断探索实践,彻底改变了磨矿、分级效率。使溢流细度-74 μm含量由73.28﹪提高到 80.65﹪;球磨效率提高了0.16 t/（m3·h）;分级效率提高16.9个百分点,降低了磨矿作业综合能耗2.2 kw.h/t,取得了显著成效。     

准静态下脆性材料强度分布试验研究

为了定量分析粉碎数学模型中选择函数与材料尺寸和特性之间的关系,通过对典型的5种不同尺寸的脆性材料K9玻璃球和陶瓷球进行准静态单轴压缩试验,确定破碎过程中的破碎力和断裂能。选取了3种常见的统计学模型Weibull模型、Lognormal模型和Logistic模型对颗粒强度(破碎力、断裂应力、断裂能和断裂比能)分别进行拟合,选择合适的统计学模型作为颗粒破碎的选择函数。研究了不同定义下颗粒强度与颗粒尺寸和材料特性之间定量关系。试验结果表明,在准静态加载下K9玻璃球和陶瓷球的强度呈现显著的分散性,需要用统计学模型来描述颗粒的强度分布。通过对比Logistic模型、Lognormal模型和Weibull模型发现,前2种模型拟合精度均高于Weibull模型,但考虑到数学形式的复杂程度和模型参数的物理意义,选择Logistic模型来描述颗粒的强度分布。Logistic模型中的D与材料特性有关,与颗粒尺寸呈弱函数关系。因此,在使用Logistic模型时,可固定D,产生的误差可被接受。模型中的F₅₀,E₅₀与颗粒的尺寸呈正比,而σ₅₀和E_m50随着颗粒尺寸的增加而呈幂函数规律减小。断裂能与破碎力之间的关系只与材料特性有关, 而与颗粒尺寸无关,可以用这种特定的关系区分不同属性的物料。断裂应力与断裂比能之间的关系只与材料特性有关, 而与颗粒尺寸无关,在双对数坐标系下直线斜率近似为0.6。     

球磨机钢球球径制度对磨碎速率的影响研究

利用实验室Φ240×90锥形球磨机对-1.7+1.18 mm石灰石进行了批次磨矿试验,基于破碎速率函数与破碎分布函数的总体平衡模型讨论了钢球球径制度对磨矿速率的影响。单一球径钢球试验结果表明,大直径钢球对粗级别的磨碎速率相对较高,但对细粒级的磨碎速率衰减很快;小直径钢球对粗级别的磨碎速率较低,但对细粒级有较高的磨碎速率。采用两种球径配合的钢球制度,并以破碎分布函数作为钢球球径级配方案的依据,可综合单一球径钢球制度的优点,既保证粗粒矿石有较高的磨碎速率,又能保持对细粒级的磨碎速率衰减较慢。     

锡石多金属硫化矿微波助磨试验研究

本文以广西某选矿厂锡石多金属硫化矿矿石为原料,研究了微波预处理对矿石磨矿产物粒度组成、磨矿动力学、破碎速率及磨机生产能力的影响。结果表明,微波预处理后,矿石在不同磨矿时间下的磨矿产物粒度均变细,-0.074mm粒级含量提高了4.41%~12.90%;微波预处理前后该矿石磨矿均符合一级磨矿动力学模型;微波预处理使矿石的破碎速率(S₁)值提高近57%,且磨机的生产能力得到了明显提升。因此,微波预处理可以降低矿石的强度,强化矿石的磨矿过程,是一种有效的降低磨矿能耗、提高磨矿效率的方法。     

DA分散剂对铝土矿粉磨效率的影响及其作用机理

研究了DA分散剂对铝土矿磨矿效率的影响,并结合吸附特性、磨矿矿浆黏度、铝土矿表面电位以及磨矿产品颗粒形貌等指标的测定,研究了助磨剂的作用机理。结果表明:在其他磨矿参数相同的条件下,可使磨矿产品中-0.074mm的含量提高3.64个百分点;DA分散剂在铝土矿表面产生物理吸附和化学吸附,降低了磨矿矿浆的黏度,改变了铝土矿表面的电位,改善了颗粒形貌,但对铝土矿表面硬度的影响较小。     

泻落状态下磨机磨矿特性研究

基于理论公式,通过调节变频器,使磨矿介质处于泻落状态,研究了石英、黄铁矿、磁黄铁矿3种矿物在泻落状态时的磨矿特性。通过分析比较不同试验条件下3种矿物的破碎率和粉碎产物中粒度小于给料粒度1/10的颗粒粒级产率,探讨了磨矿过程中3种矿物抵抗研磨破坏能力的差异以及入磨粒度对研磨破坏的影响规律。结果表明,三类矿物抗研磨能力大小为:石英>磁黄铁矿>黄铁矿,且入磨粒度越细,研磨作用也更为明显。生产过程中应及时将磨机中细粒级分级出去,以防止过磨现象出现。     

高压辊磨层压破碎对某铁矿石磨矿效果的影响

对某铁矿的传统破碎产品和高压辊磨层压破碎产品,分别进行了Bond球磨功指数试验、Levin试验和立式搅拌磨磨矿试验,探讨了高压辊磨层压破碎产品与传统破碎产品磨矿效果的差异。证明无论是在球磨还是在立式搅拌磨中,在一定的磨矿产品细度范围内,高压辊磨的层压粉碎作用可明显降低磨矿能耗,达到很好的节能效果。