[发明专利]加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统

说明书

本发明涉及一种加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统，步骤为：设置各类参数；将磨机轴向等分为J段，径向分为N个粒级；根据每段磨机中每个粒级颗粒数目、磨机中物料单位时间向前移动比例以及向后移动比例，计算每段子磨机的倾向函数、步进时间，进一步判断出发生相应事件的子磨机；采用集总参数模拟方法判断发生事件的粒级；判断发生事件的原因，更新磨机中每段子磨机每个粒级的颗粒数目；重复执行前述步骤，直至达到研磨总时间，得到球磨机研磨后的每段子磨机中每个粒级的磨矿颗粒数目；计算球磨机研磨后的粒度分布。本发明能够模拟磨机轴向方向颗粒的随机破碎，精确的刻画颗粒在径向方向的流动，为矿物粒度分布的控制回路提供模型支持。

技术领域

本发明涉及球磨机磨矿过程的仿真与模拟技术，具体为一种加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统。

背景技术

磨矿过程是工业选矿流程中重要的组成部分，广泛应用于钢铁、水泥、电力等行业的原材料生产中，主要承担将带有杂质的矿物原料进行研磨处理的任务，使得矿物和脉石相分离，从而为选矿作业提供合适的选矿原料，因此磨矿产品质量的好坏直接影响着选矿作业的质量。物料的粒度分布是衡量磨矿产品质量好坏的一个重要指标，能够反映物料的研磨程度。磨矿产品研磨粒度过粗，会使得有用矿物和脉石不能充分解离，不符合选别作业的适宜矿物颗粒要求；而研磨粒度过细，一方面会增加生产过程中的能耗与钢耗，使得生产效率变低；另一方面会引起较严重的过粉碎，产生矿泥，不能对矿物进行有效的回收，对物料造成了浪费。因此通过对磨矿过程的模拟来分析物料的粒度分布对提高磨矿生产效率以及磨矿产品质量具有重要的指导意义。

磨机磨矿过程的模拟主要有三类方法。第一类是稳态模拟方法，该方法假设生产的边界条件不变，将粒度分布的变化近似为线性过程，主要用于初期的工艺设计，不能用于在线指导操作。第二类方法为动态模拟方法。磨矿过程的动态模型需要建立粒度分布随时间变化的过程模型，输入物料的性质、操作条件，模型输出每一时刻粒度分布的模拟值作为输出。第三类是动力学模拟方法，它是一种随机模拟方法，它用随机过程来刻画颗粒的破碎过程，能够得到颗粒破碎过程的演化过程。蒙特卡洛动力学模拟方法是常用的随机模拟方法，它通过模拟每一次破碎事件的发生，记录研磨过程中粒度分布的动态变化情况，较真实模拟物理过程。

上述模型都属于集总参数模型，即假设磨机是一个质量分布均匀的质点，物料在磨机内处处均匀。但实际工业生产中，工业磨机的尺寸日趋大型化，物料在磨机内的驻留时间更长，物料性质的空间分布难以忽略，集总参数模拟方法已经不能准确刻画物料在磨机腔体内的驻留和变化。

发明内容

针对现有技术中球磨机磨矿粒度分布集总参数模型存在精确度低等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统，不仅能够模拟磨机轴向方向颗粒的随机破碎，还能够精确的刻画颗粒在径向方向的流动。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明加长型球磨机粒度分布的分布参数模拟系统，包括如下步骤：

1)设置研磨初始时间t₀＝0、粒级个数n、设定球磨机长度L、分段数J、球磨机进行研磨的总时间T、球磨机中初始物料的各粒级的粒径D、初始粒度分布m、各粒级的颗粒数目N_i，i＝1，...，n、球磨机机理模型中选择函数S、破裂函数B、物料单位时间向前移动比例V_F、物料单位时间向后移动比例V_B；

2)将磨机在轴向上等分为J段，每段相当于一个长度为L/J的子磨机，径向上分为N个粒级；

3)根据每段磨机中每个粒级颗粒数目、磨机中物料单位时间向前移动比例以及向后移动比例，计算每段子磨机的倾向函数a；

4)倾向函数计算步进时间dt；

5)根据倾向函数以及步进时间，判断出发生相应事件的子磨机；