基于JK落重試驗建立錫石多金屬硫化礦磨礦總體平衡動力學(xué)模型.pdf

1、磨礦廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、建材、化工等行業(yè)。就礦山行業(yè)選礦生產(chǎn)而言,磨礦是物料粒度準(zhǔn)備作業(yè),其產(chǎn)物粒度組成顯著影響后續(xù)選別作業(yè)的效率和選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),調(diào)節(jié)和優(yōu)化磨礦產(chǎn)物粒度組成一直是選礦工作者關(guān)注的重點和研究的難點。建立磨礦過程數(shù)學(xué)模型,模擬磨礦過程和預(yù)測磨礦作業(yè)產(chǎn)物粒度組成,已經(jīng)成為磨礦作業(yè)調(diào)節(jié)和優(yōu)化的重要途徑。其中,總體平衡模型是模擬磨礦過程的重要模型之一,在國外得到了廣泛應(yīng)用,但國內(nèi)對此研究甚少。
　　錫石多金屬硫化礦

2、是我國錫礦資源的主要類型。在錫石多金屬硫化礦選礦生產(chǎn)中,錫石因性脆易過磨而流失,顯著影響了錫的選礦回收率和選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。優(yōu)化錫石多金屬硫化礦選礦的磨礦作業(yè),減少磨礦產(chǎn)物中錫石過磨,一直是錫石多金屬硫化礦選礦的難點問題。
　　為調(diào)節(jié)和優(yōu)化錫石多金屬硫化礦選礦的磨礦作業(yè),本文以廣西大廠錫石多金屬硫化礦為研究對象,采用澳大利亞昆士蘭大學(xué)Julius Kruttschnitt礦物研究中心(JKMRC)研發(fā)的落重試驗設(shè)備和方法,借助

3、Matlab編程和三次樣條插值函數(shù)擬合數(shù)學(xué)方法,通過沖擊試驗和研磨試驗,獲取該類礦石的有關(guān)破磨特性參數(shù),構(gòu)建礦石破裂分布函數(shù)的計算方法;通過批次磨礦試驗,按照粒度離散磨礦總體平衡結(jié)構(gòu)模型反算不同條件下的礦石破裂概率或選擇函數(shù),建立礦石破裂選擇函數(shù)與磨礦時間的關(guān)系方程;在此基礎(chǔ)上,按照粒度離散磨礦總體平衡結(jié)構(gòu)模型預(yù)測磨礦產(chǎn)物粒度分布,并用實際磨礦數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。研究獲得以下結(jié)論:
　　(1)JK落重試驗是一種近似理想條件下的沖擊破碎試

4、驗方法,試驗方法簡便易行,試驗中沖擊能量易于調(diào)節(jié)和計算,試驗數(shù)據(jù)易于處理,試驗結(jié)果不僅可作為判定礦石抗破碎能力和級別的依據(jù),而且可作為構(gòu)建礦石破裂函數(shù)的重要數(shù)據(jù)來源。
　　(2)JK落重沖擊試驗和研磨試驗結(jié)果表明,所研究的錫石多金屬硫化礦的沖擊粉碎參數(shù)A和b分別為:A=58.0830、b=0.9120,A×b=52.97,礦石的抗沖擊破碎能力屬于JK數(shù)據(jù)庫“中”等級范疇;礦石的研磨粉碎參數(shù)ta=0.397,礦石的抗研磨能力屬于JK

5、數(shù)據(jù)庫“中硬”等級范疇。
　　(3)JK落重沖擊試驗數(shù)據(jù)表明,錫石多金屬硫化礦沖擊破碎時,破碎程度與給料粒度和沖擊能量密切相關(guān),可用[)]1-exp(10 CSbEt A-=方程較好地擬合三者的關(guān)系,擬合相關(guān)系數(shù)值達(dá)0.9275。
　　(4)以JK落重試驗方法為主,結(jié)合批次磨礦試驗、三次樣條插值函數(shù)擬合、多項式擬合、Matlab語言編程等方法,構(gòu)建了錫石多金屬硫化礦實驗室單一尺寸介質(zhì)磨礦條件下粒度離散總體平衡動力學(xué)模型的建模

6、路線和參數(shù)求解方法。
　　(5)針對所建立的總體平衡動力學(xué)模型,將3 min和8 min的磨礦試驗結(jié)果與模型預(yù)測結(jié)果比較時,相同粒級產(chǎn)物的產(chǎn)率試驗值與預(yù)測值的最大絕對誤差為1.45％,相對誤差普遍較小,證明了本文所研究的建模路線和參數(shù)求解方法基本可行,可作為進(jìn)一步深化研究的基礎(chǔ)。
　　(6)在實驗室批次單尺寸介質(zhì)磨礦實驗中,利用介質(zhì)平均沖擊動能理論計算結(jié)果代替單擺沖擊試驗結(jié)果計算比粉碎能ECS可滿足建模要求,且過程簡單易行。