基于EDEM的半自磨机颗粒的碰撞分析

发布时间：2017-10-25 23:40

  本文关键词：基于EDEM的半自磨机颗粒的碰撞分析

  更多相关文章： 半自磨机 高能耗 低效率 磨矿机理 碰撞

【摘要】：半自磨机作为目前矿山粉磨作业的关键设备,因其工艺流程短、投资和运行成本低、处理量大等优点,其在矿山的地位已经逐渐超越传统球磨机。半自磨机同球磨机一样,属于滚筒型磨机,其磨矿机理与球磨机有许多相似之处,同样具有高能耗、低效率的缺点。长期以来,众多学者对半自磨机磨矿机理的研究大多从磨机内矿石和钢球的运动着手,形成了很多矿石和钢球的运动理论,但是由于磨矿系统的复杂性,始终无法清楚的解释其磨矿机理。本文在对国内半自磨机生产实践调研的基础上,基于国内外各大矿山在对半自磨机处理量优化改进的趋势,选取生产实践中最常优化的两个参数：给料粒度与装球量,以我国某大型选厂Φ10.37m×5.19m半自磨机为研究对象,建立了考虑进料端与排料端的半自磨机三维仿真模型,并对该模型进行了校验,从该半自磨机内部颗粒的碰撞与矿石的破碎理论出发,对两个因素分别选取4组不同大小的值,进行了4×4共16组全组合分组EDEM仿真。首先分析了该半自磨机内五种不同的碰撞能随给料粒度和装球量的变化,并以有效碰撞能百分比为指标,初步分析了该半自磨机的能量利用效率；通过对矿石的碰撞速度与碰撞比能分析,结合矿石的破碎机制,研究了该半自磨机内矿石的碰撞速度与碰撞比能分布情况,并解释了半自磨机的磨矿机理。研究发现,该半自磨机内部有效碰撞能约占五种碰撞能之和的66%-77%,随着给料粒度的减小和装球量的增加,有效碰撞能百分比会随之增大,这也能为矿山处理量的优化提供了一定的理论依据。该半自磨机内部矿石的碰撞速度整体非常小,约83%-93%的碰撞速度小于0.5m/s,碰撞速度的平均值约为0.2m/s,最大值在12m/s左右。该半自磨机内部矿石的碰撞比能分布与碰撞速度相似,大多数碰撞比能都非常小,能使矿石在一次碰撞中发生矿体破碎的概率非常小,可以忽略不计,所以半自磨机磨矿大多以只能使矿石发生表面破裂的低能量冲击为主,磨剥作用占据了半自磨机内的大部分能量,从而导致了许多能量以热量的形式散失,这是半自磨机高能耗、低效率的根本原因。
【关键词】：半自磨机 高能耗 低效率 磨矿机理 碰撞
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD453
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究的背景11-12
• 1.2 课题的国内外研究现状12-15
• 1.2.1 半自磨机磨矿机理的国内外研究现状12-13
• 1.2.2 矿石破碎理论研究现状13-15
• 1.3 课题研究的目的和意义15
• 1.4 课题的研究内容15-17
• 第二章 矿石的破碎理论17-37
• 2.1 离散元法17
• 2.2 离散元仿真时间步长的计算17-18
• 2.3 三种矿石破碎学说18-22
• 2.4 矿石的破碎机制(Modeling breakage mechanisms)22-26
• 2.4.1 矿体破碎(Body breakage)22-25
• 2.4.2 损害(Damage)25-26
• 2.4.3 表面破裂(Surface breakage)26
• 2.5 破碎概率模型26-29
• 2.6 破碎实验设备29-35
• 2.6.1 落锤检测仪与JK回转破裂测试仪29-31
• 2.6.2 破碎模式31-32
• 2.6.3 装载机制32
• 2.6.4 比能32-33
• 2.6.5 冲击速度与应变率33-34
• 2.6.6 破碎指数34-35
• 2.7 本章小结35-37
• 第三章 半自磨机发展及磨矿机理37-51
• 3.1 半自磨机的分类37-38
• 3.2 半自磨机的发展历程与方向38-41
• 3.3 半自磨机的磨矿机理41-45
• 3.3.1 半自磨机与球磨机在磨矿中的区别43-44
• 3.3.2 半自磨机与自磨机在磨矿中的区别44-45
• 3.4 影响半自磨机磨矿的重要因素45-48
• 3.4.1 转速率对半自磨机磨矿的影响45-46
• 3.4.2 填充率对半自磨机磨矿的影响46-47
• 3.4.3 装球量对半自磨机磨矿的影响47
• 3.4.4 给料粒度对半自磨机磨矿的影响47-48
• 3.4.5 实际磨矿中各参数对半自磨机磨矿的影响48
• 3.5 本章小结48-51
• 第四章 EDEM仿真51-61
• 4.1 我国某大型选厂半自磨流程51-53
• 4.2 国内外各矿山处理量优化实例53
• 4.3 研究方法的选择53-54
• 4.4 仿真模型的建立54-55
• 4.5 给料粒度与装球量的分组55-57
• 4.6 半自磨机容积的计算57
• 4.7 仿真中颗粒数量的计算57-59
• 4.8 EDEM仿真参数59-60
• 4.9 本章小结60-61
• 第五章 半自磨机磨矿过程中颗粒的碰撞分析61-83
• 5.1 给料粒度与装球量对半自磨机碰撞能分布的影响61-66
• 5.2 矿石的相对碰撞速度分布66-77
• 5.3 60mm矿石的碰撞比能分析77-81
• 5.4 本章小结81-83
• 第六章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83
• 6.2 展望83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-93
• 附录 攻读硕士期间发表学术论文93

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本文编号：1096070