转速率和填充率对球磨机磨矿效果的影响研究

论文摘要

球磨机是矿物加工的关键设备,并且在化工、水泥、建筑、陶瓷等行业广泛使用。球磨机的优点是结构简单、紧凑、可靠性高,然而球磨机也有非常突出的缺点——高能耗和高铁损。针对球磨机的缺点,国内外学者从介质运动规律方面做了大量深入的研究,但由于球磨机工作状态受到转速率、填充率、球料比、磨球直径、介质级配等因素的影响,而且各因素之间存在耦合作用,球磨机的理论研究在很长时间内都没有很大的突破。基于以上原因,本文从实验的角度研究球磨机的磨矿规律,根据得到的规律调节球磨机的工作参数实现节能降耗的目的。论文选取对球磨机工作状态影响最显著的两个因素——转速率和填充率进行磨矿效果的研究。一方面从理论上研究球磨机的介质运动规律,在深入研究介质运动规律和传统的球磨机有用功率计算方法的基础上,提出了考虑磨球直径及其循环次数的球磨机有用功率计算模型。另一方面,对转速率选取了三个不同的值,填充率选取了四个不同的值在一台φ600mm×400mm的球磨机实验样机上进行全组合实验。实验得到了不同转速率和填充率下的产品粒度和磨矿过程的电能消耗量。根据筛分的结果绘制粒度曲线,分析磨矿进程中的产品粒度变化趋势,并分析了转速率、填充率对产品粒度的影响机理,根据三者的回归模型预测了产品产量的极值。另外,用比能耗衡量球磨机的磨矿效率,从转速率、填充率和磨矿效率之间的回归模型找出了理论上的比能耗最小值。实验结果表明,磨球携带的能量和磨球的循环次数是影响球磨机产品粒度的两个最重要的因素。当转速率为0.83,填充率为0.52时,细粒度产品的产量最高；当转速率0.74,填充率为0.2时,粗粒度产品的产量最低,即粗粒度产品破碎得最快；当转速率为0.69,填充率为0.33时,球磨机的比能耗最低。以上这些结果将给中小型球磨机的工作参数选择提供很好的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的现状
• 1.2.1 球磨机介质工作理论的研究现状
• 1.2.2 球磨机功率的研究现状
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.4 课题研究的内容
• 第二章 相关理论介绍
• 2.1 选矿流程简介
• 2.1.1 选矿的一般流程
• 2.1.2 金属矿选矿工艺举例
• 2.2 粒度特性和筛分分析
• 2.2.1 粒度表示及粒度分析
• 2.2.2 筛分分析
• 2.3 粉碎矿石的理论基础
• 2.3.1 粉碎过程中涉及到的基本概念
• 2.3.2 粉碎设备的施力情况
• 2.3.3 粉碎功耗学说
• 2.4 球磨机的工作参数
• 2.4.1 球磨机的转速率
• 2.4.2 球磨机的填充率
• 2.4.3 球磨机的介质级配
• 2.5 本章小结
• 第三章 球磨机的功率计算模型
• 3.1 磨矿介质运动学
• 3.1.1 钢球运动轨迹
• 3.1.2 抛物轨迹上特殊点的坐标
• 3.2 钢球的能量分析
• 3.3 常用的球磨机有用功率计算模型
• 3.4 考虑磨球直径及其循环次数的球磨机有用功率计算模型
• 3.5 球磨机的功率计算模型
• 3.6 本章小结
• 第四章 实验系统与实验方案的设计
• 4.1 实验系统的设计
• 4.1.1 实验样机介绍
• 4.1.2 实验辅助设备
• 4.2 实验方案设计
• 4.2.1 总体方案设计
• 4.2.2 实验流程
• 4.2.3 实验参数的选取
• 4.3 实验步骤
• 4.4 本章小结
• 第五章 转速率、填充率和产品粒度的实验研究
• 5.1 进给物料的粒度分析
• 5.2 不同转速率和填充率下的产品粒度
• 5.2.1 填充率为20%时不同转速率下的产品粒度
• 5.2.2 填充率为30%时不同转速率下的产品粒度分析
• 5.2.3 填充率为40%时不同转速率下的产品粒度分析
• 5.2.4 填充率为50%时不同转速率下的产品粒度分析
• 5.3 转速率和填充率对产品的粒度影响机理
• 5.3.1 转速率和填充率对细粒度产品的影响机理
• 5.3.2 转速率和填充率对中间粒度产品的影响机理
• 5.3.3 转速率和填充率对粗粒度产品的影响机理
• 5.4 本章小结
• 第六章 磨矿效果回归模型及有用功计算模型验证
• 6.1 回归分析
• 6.1.1 回归分析的基本概念
• 6.1.2 多元线性回归
• 6.1.3 多元非线性回归
• 6.2 转速率、填充率与产品粒度的回归模型
• 6.3 磨矿效率回归模型
• 6.4 理论模型验证
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 本人在攻读硕士学位期间发表论文的情况