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利用球径半理论公式和作图法确定某电竞菠菜导航厂 粗磨装补球方案
2020-06-23
为了得到精确的装补球球径和配比,利用段氏球径半理论公式对某电竞菠菜导航厂一段闭路磨 矿粗磨 ϕ4060型球磨机初装球进行计算,得到初装球方案,再依据作图法确定作业过程中的补加球 方案。 研究结果表明:①段式球径半理论公式可以精确计算出粗磨过程所需初装钢球的球径,再结合 破碎统计力学原理,得出初装钢球的配比,从而可以获得更加准确的初装球方案。 ②通过段氏球径半 理论公式和破碎统计力学原理,得出该电竞菠菜导航厂的初装球方案为:ϕ60mm、ϕ50mm、ϕ40mm、ϕ30mm 钢球质量配比为10∶35∶30∶25。 ③确定初装球精确球径后,再通过作图法可以得到合理的补装球方 案:ϕ60mm、ϕ50mm、ϕ40mm钢球...
Serial No. 612 April 2020 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 612期 2020 年 4 月第 4 期 利用球径半理论公式和作图法确定某电竞菠菜导航厂 粗磨装补球方案 1 何书明 ꢀ 周小伟 2 ( 1. 紫金菠菜评级网站集团股份有限公司;2. 新疆紫金锌业有限公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 为了得到精确的装补球球径和配比,利用段氏球径半理论公式对某电竞菠菜导航厂一段闭路磨 矿粗磨 ϕ4060 型球磨机初装球进行计算,得到初装球方案,再依据作图法确定作业过程中的补加球 方案。 研究结果表明:①段式球径半理论公式可以精确计算出粗磨过程所需初装钢球的球径,再结合 破碎统计力学原理,得出初装钢球的配比,从而可以获得更加准确的初装球方案。 ②通过段氏球径半 理论公式和破碎统计力学原理,得出该电竞菠菜导航厂的初装球方案为:ϕ60 mm、ϕ50 mm、ϕ40 mm、ϕ30 mm 钢球质量配比为 10 ∶35 ∶30 ∶25。 ③确定初装球精确球径后,再通过作图法可以得到合理的补装球方 案:ϕ60 mm、ϕ50 mm、ϕ40 mm 钢球质量配比为 40 ∶35 ∶25。 关键词ꢀ 段氏球径半理论公式ꢀ 初装球精确直径ꢀ 作图法 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2020. 04. 071 ꢀ ꢀ 磨矿作业作为电竞菠菜导航厂重中之重的一道工序,其目 由图 1 可知,新给矿 d95 为 9. 21 mm,ꢁ0. 074 mm 占有率为 9. 93% ,说明矿石脆性较大;新给矿中 8 ~ 的不仅是使矿石中的有用矿物与脉石矿物相互解离, [ 1] 而且要使有用矿物具有适合分选的粒度 。 在实际 生产过程中,影响球磨机磨矿效果的因素众多,如矿 石性质、磨机结构、磨矿介质、介质充填率、磨机转速 率、磨矿浓度等,这些因素之间的关系错综复杂,使得 现场球磨机的装补球问题变得更加复杂。 目前,国内 大部分电竞菠菜导航厂仍然按照经验进行装补球,致使装配球 存在一定缺陷,甚至有些矿山出于方便只补加一种大 球,这种补加方法无疑会造成钢球偏大,恶化磨矿效 果,增加电竞菠菜导航厂钢球消耗。 0 . 35 mm 粒级产率为 62. 95% 。 因此,在确定配球方 案时应该强化这部分中间粒级矿石的磨碎效果。 1 . 2ꢀ 分级沉砂粒度分析 对现场水力旋流器沉砂进行粒度筛析,根据筛析 结果绘制的正累积粒度(d2 / mm) 特性半对数曲线见 图 2。 1 ꢀ 球磨机给矿粒度分析 1 . 1ꢀ 一段粗磨球磨机新给矿粒度分析 对某电竞菠菜导航厂一段粗磨磨机的新给矿进行粒度筛 析,并绘制正累积粒度(d1 / mm)特性半对数(自然对 数,下同)曲线,见图 1。 图 2ꢀ 水力旋流器沉砂正累积粒度特性半对数曲线 由图 2 可知,水力旋流器沉砂中 8 ~ 0. 35 mm 粒 级产率为 77. 54% ,这部分矿石进入粗磨球磨机再 磨,对球磨机装配球球径影响较大。 2 ꢀ 初装球方案 2 . 1ꢀ 不同粒度矿石所需球径的确定 目前用于确定粗磨机装配球球径及配比的方法 图 1ꢀ 球磨机新给矿正累积粒度特性半对数曲线 较多,其中由段希祥教授推导的球径半理论公式更适 合我国电竞菠菜导航厂粗磨机装配球方案。 段式球径半理论 [ 2] ꢀ ꢀ 何书明(1987—),男,工程师,硕士,845450 新疆维吾尔族自治区 公式 为 柯尔克孜族克孜勒苏州乌恰县。 2 68 ꢀ ꢀ 何书明ꢀ 周小伟:利用球径半理论公式和作图法确定某电竞菠菜导航厂粗磨装补球方案ꢀ ꢀ 2020 年 4 月第 4 期 在配球时应将ꢁ0. 35 mm 粒级的矿石剔除,此部分矿 σ压 Db = k × 0 2 . 522 4 × 3 10ρe × d , D 0 (1) 6 石不需要经过磨碎,因此配球时只考虑+0. 35 mm 粒 级矿石的磨碎。 ψ - ψ 式中,Db 为钢球的直径,mm;k 为经验修正系数;σ压 2 将粗磨球磨机的给矿(包括新给矿和旋流器沉 砂)分为+8 mm、8 ~ 6 mm、6 ~ 4 mm、4 ~ 0. 35 mm 等 4 为岩矿单轴抗压强度,kg / cm ;ρe 为钢球在矿浆中的 3 有效密度,g / cm ;D0 为钢球中间缩聚层直径,m;d 为 个粒级,按照各粒级产率确定与之对应的钢球球径配 比。 为加强中间粒级的磨碎作用,配比时考虑加大直 径居中的钢球占比。 根据给矿的粒度组成,并结合破 碎统计力学原理,得出不同钢球的配比结果,见表 3。 表 3ꢀ 粗磨球磨机所需钢球配比 粗磨球磨机给矿粒度,cm;ψ 为球磨机转速率,% 。 式(1)中 ρe 可通过下式(2)、式(3)计算得到,D0 可通过下式(4)计算得到。 ρe = ρ - ρn , (2) (3) ρn = ρt / [Rd + ρt(1 - Rd )] , 各物料粒级产率/ % 各组所需 分组 球径配比 / % 2 最内 + R2最外 粒级/ mm D0 = 2R0 = 2 R 返砂 全给矿 待磨 新给矿 0. 05 10. 19 8. 05 0. 63 13. 42 12. 72 15. 10 13. 61 16. 33 15. 65 18. 58 2 1 2. 51 2. 98 + 10 1 3. 17 10 35 30 25 2 2 8. 59 10. 19 = 2 (1 + k )R 10 ~ 8 8 ~ 6 1 最外 . (4) 1 2 33. 68 3 6 ~ 4 4 ~ 2 ~ 1 ~ 0. 45 式(2)、式(3) 中,ρ 为钢材密度,g / cm ;ρn 为矿浆密 9 8 . 82 . 93 9. 55 8. 81 9. 62 11. 42 8. 84 10. 49 3 3 度,g / cm ;ρt 为矿石密度,g / cm ;Rd 为磨矿浓度,% 。 式(4)中 R最内 、R最外 分别为球磨机最内层和最外层介 质层半径,m;k1 为介质层比,即 R最内 与 R最外 的比值, 查阅相关资料可得 k1 值为 0. 237。 测得现场粗磨球 磨机参数、矿石密度及磨矿浓度见表 1。 21. 91 31. 24 2 1 6. 7 11. 31 10. 16 12. 06 18. 12 16. 16 19. 18 0 0 . 45 ~ 0. 35 10. 26 . 35 ~ 0. 15 5. 88 4. 85 3. 54 2. 14 2. 14 1. 74 5. 11 3. 58 2. 68 2. 28 2. 10 0 . 15 ~ 0. 105 3. 69 表 1ꢀ 球磨机参数、矿石密度和抗压强度、钢球密度及磨矿浓度 0 0 . 105 ~ 0. 074 4. 31 . 074 ~ 0. 045 2. 69 球磨机 转速 (r/ min) 球磨机 磨矿 有效直径 浓度 矿石 密度 钢材 密度 矿石轴向 抗压强度 ꢁ0. 045 3. 24 3 3 2 / / m / % / (g/ cm ) / (g/ cm ) / (kg/ cm ) 合计 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 16 4 70 2. 76 7. 8 617. 52 ꢀ ꢀ 根据表 2、表 3 可知,粗磨球磨机初装钢球配比 ꢀ ꢀ 由表 1、及式(2)、式(3)、式(4) 可得,钢球在矿 方案为:ϕ60 mm、ϕ50 mm、ϕ40 mm、ϕ30 mm 钢球质 量配比为 10 ∶35 ∶30 ∶25。 3 浆中的有效密度为 ρe 为 5. 99 g / cm ,粗磨球磨机转 速率 ψ 为 75. 4% ,粗磨球磨机中间缩聚层直径 D0 为 3ꢀ 作图法确定补加球方案 作图法是以钢球磨损速度一致为理论依据 [ 3] , 2 . 903 m,其中 k 值可通过查阅相关资料而得,由以上 数据计算不同粒度矿石所需钢球球径,结果见表 2。 结合精确化初装球方案,确定补加球方案的一种方 法。 表 2ꢀ 粗磨球磨机各粒度矿石所需钢球球径 mm 矿石粒度 计算球径 53. 1 确定球径 结合初装球方案,且考虑到磨矿过程中大球会磨 成小球,因此,在补加钢球时可以不考虑 ϕ30 mm 的 钢球。 根据初装球累积球荷特性曲线,利用作图法确 定补加球方案。 补加钢球曲线如图 3 所示。 10 60 50 40 30 20 8 45. 7 6 4 2 38. 8 28. 9 20. 1 ꢀ ꢀ 由表 2 可知,粗磨球磨机装球直径分别为 60, 0,40,30,20 mm,其中直径 20 mm 的钢球因采购货 5 源困难、成本高等原因,可以不添加,因此实际考虑添 加的钢球直径为 60,50,40,30 mm。 2 . 2ꢀ 初装球配比的确定 根据粗磨球磨机给矿粒度组成,结合破碎统计力 [ 3] 图 3ꢀ 补加钢球曲线 学原理,科学地指导现场进行合理化配球 。 电竞菠菜导航 厂现场要求磨矿细度ꢁ0. 074 mm 占比 40% ~ 45% , 即磨矿粒度为ꢁ0. 35 mm。 以 0. 35 mm 为磨矿分界, △ ◇ —初装球; —补加球 由图3可知,补加钢球方案为( 下转第254 页) 69 2
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