[发明专利]一种基于磨矿动力学确定钢球配比的方法

说明书

本发明公开了一种基于磨矿动力学确定钢球配比的方法，主要借助磨矿动力学参数k值和m值间接反映原矿性质对磨矿作业的影响，通过计算k值和m值确定最佳钢球直径，最终得到钢球配比，工业应用表明，磨矿产品中粗级别含量降低5个百分点左右，过粉碎粒级含量降低1个百分点左右，中间易选粒级含量提高9个百分点左右，回收率提高了2个百分点左右，单位钢耗降低10％左右，单位电耗降低6％左右；本发明方法切实可行，适用性强，可针对不同类型的矿石进行钢球配比的计算，在球磨机的实际应用中，提高了球磨机的处理量，得到的磨矿产品的粒度组成更加合理，从而提高了浮选指标。

技术领域

本发明涉及一种基于磨矿动力学确定钢球配比的方法，属于选矿设备技术领域。

背景技术

磨矿作业作为一种借助于磨矿介质和物料本身的冲击和磨剥作用使物料粒度减小的处理工序，其广泛应用于水泥、新型建筑材料、耐火材料、矿山、化工以及玻璃陶瓷等与人类社会生存和发展息息相关的各个领域。由于球形介质制造简单，所以球磨机在现场生产中应用最为广泛，并主要应用于选矿行业中，磨矿作业作为选矿厂的必备环节，投资成本约占选矿厂投资成本的60％左右，磁选厂则达到75％以上，在生产运营成本上也占有40％以上，电力消耗则占选矿的50％～60％，我国每年用于磨矿的电量占全国总发电量的5％以上，因此，磨矿作业的节能降耗对构建绿色矿山至关重要。

磨矿产品的质量好坏，直接决定了分别指标的高低，对选矿厂的经济效益起决定性的作用，同时磨矿作业的处理能力直接制约了选矿厂的生产能力，磨矿介质作为磨矿过程中的施力体，对磨矿作业效果的好坏具有很大的决定作用，其中磨矿介质的配比直接决定了介质能量转换效率的高低，同时也严重影响磨矿产品的粒度组成的好坏。

对钢球配比的研究有很多，无论是简单装补球方法、合理平衡装补球方法还是精确化装补球方法，都是从钢球直径计算公式或者破碎统计力学方面进行的，目前没有针对磨矿动力学来指导钢球配比的方法。

磨矿动力学的应用很广泛，可以对计算磨机生产率、循环负荷的影响和实际磨矿过程的情况等作出理论上的分析和判断。凡涉及球磨机的给矿粒度、磨矿细度和生产率等的问题，都可以用磨矿动力学来分析。

对磨矿动力学的研究有很多，段希祥、侯英、鄢发明等人主要研究磨矿动力学参数与磨矿时间的关系，得到了粗颗粒减少的动力学方程。王玲等人研究了冀东鞍山式磁铁矿磨矿动力学，并简单总结了m值及k值与哪些因素有关系。唐荣等人用磨矿动力学建立了计算球径的数学模型及初装球种类。但上述研究结论或仅仅解释了磨矿动力学现象，或仅仅停留在动力学参数理论研究上，目前并未把磨矿动力学有效的应用于钢球配比实践中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磨矿动力学确定钢球配比的方法，通过对原矿进行磨矿动力学试验，为钢球配比的确定提供一种可行的方法，提高了球磨机的工作效率。

本发明的技术方案如下：首先对球磨机的皮带给矿和分级机返砂进行取样，将所取样品进行粒度筛析，得到各粒级产品，按照返砂比进行配矿，并作为磨矿动力学试验的各粒级原矿，根据磨矿动力学试验，得到不同球径下各粒级原矿对应的磨矿动力学参数m值和k值，对每一个k值计算e^1/k，将结果与磨矿时间t进行比较，判断e^1/k与t的大小，从而判断动力学参数k或者m对磨矿速率影响的大小，根据判断结果对各粒级原矿取k或者m的极大值所对应的球径或者二者对应球径的平均值，即为最佳球径，将对应相同球径的粒级产品进行合并，计算合并后的产品在球磨机全给矿中的百分比，即为该球径的科学比例，从而得到球磨机的科学钢球配比。

本发明基于磨矿动力学确定钢球配比的方法具体操作步骤如下：

(1)在不同时间下分别对球磨机皮带给矿和分级设备返砂进行取样，将不同时间下所取的皮带给矿样品、返砂样品分别混匀，混匀后的样品经过自然风干，然后将风干后的样品利用标准套筛和激光粒度分析仪进行粒度筛析，将筛析得到的产品称重并分别计算各粒级产品的产率，记为q，各粒级产品单独放置，备用；