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预磨机磨矿因素对磨矿粒度的影响分析

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发布时间:2015-03-10 16:42:12修改时间:2017-08-12 09:50:45

目前国内球磨机存在的问题有很多,其中球磨机入磨粒度对磨矿能耗有着较大的影响是很重要的一点,要达到后面的磨矿细度,球磨机的工作量加大,能耗势必增加。降低磨矿能耗有效的途径是降低入磨矿石的粒度。在细碎工序与入球磨机之间增设一道预磨机预磨工序,可以实现提高产量、降低能耗及稳定磨矿粒度的目的。显然,预磨机产品粒度的大小将直接关系到球磨机的产率及其能耗,因此,研究预磨机磨矿粒度的影响因素,从而得到较优的磨矿工艺具有重要的实际意义。

球磨机

为了使磨机工作在更佳状态,并使磨矿粒度满足后续工艺要求,我们从预磨机磨矿粒度的影响因素出发,选择磨机上转盘外端线速度(上盘转速)、下转盘外端线速度(下盘转速)、填充率及球配这4个主要影响因素作为考察对象,采用正交试验法设计四因素五水平的正交试验,试验指标为磨矿产品粒度分布。通过正交试验法,得出不同因素下不同水平对磨矿粒度的影响。

根据正交试验记录破碎后产品粒度数据,为方便进行定量分析,将粒度分为细、中、粗3个等级,并结合正交试验法找出产品粒度差异的原因。将粒度小于200目(74μm)的产品定义为细粒产品;将粒度为24~200目(701~74μm)的产品定义为中间粒度产品;将粒度大于24目(701μm)的产品定义为粗粒产品。

四因素对粗粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对粗粒产率的影响,以及相应的极差,如表1所列。

粗粒产品实验指标直观分析结果

由表1数据可以看出,不同因素、不同水平对于粗粒产率的影响都较明显。对于上盘转速,粗粒产率随着转速的提高下降较明显,当转速达到10m/s后,粗粒产率略有增加;对于下盘转速,也同样有类似结果,转速增加,粗粒产率会减小。由此分析粗粒物料的破碎方式主要以冲击破碎为主,提高其转速可使介质球冲击能得以提高,有利于粗粒的破碎;但若转速过高,虽然冲击能提高了,但介质球做离心运动,使得粗粒物料的破碎概率降低。对于填充率,当填充率为25%时,粗粒产率较高,为64.3%;当填充率为35%时,粗粒产率只有59.8%,破碎效果较佳。对于球配,随着球配的增加,粗粒产率由65.16%降至60.26%,下降趋势明显,这是因为球配增加,大球数量增加,而大颗粒矿料主要通过大球破碎,因此,球配较高时有利于粗粒的破碎。

球磨机

由极差值R分析可知,R上盘转速>R球配>R填充率>R下盘转速,因此,对于粗粒产率,上盘转速是主要影响因素,其次是球配,后面是下盘转速。由此可知,对于降低粗粒产率的较优方案为上盘转速9.5m/s,下盘转速11m/s,填充率40%,球配75%。

四因素对中粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对中粒产率的影响,以及相应的极差,如表2所列。

中粒产品实验指标直观分析结果

由表2数据可知,对于上盘转速,中粒产率随着转速增加逐渐增加,当转速增加到9.5m/s时,产率较大,当转速继续增加,产率有所下降;对于下盘转速,当转速较小时,中粒产率较少,当转速在9m/s时,中粒产率较大;对于填充率,当填充率为25%时,中粒产率较佳,当填充率继续增加,中粒产率先降低后逐渐增加;对于球配,随着球配的增加,中粒产率呈逐渐增加的趋势,由此可知,球配加大有助于将粗粒转化为中粒,从而提高产品破碎比。

由极差值R分析可知,R上盘转速>R球配>R填充率>R下盘转速,上盘转速对中粒产率影响较大,为主要因素,其次为球配,较后为下盘转速。由此可知,对于提高中粒产率的较优方案为上盘转速9.5m/s,下盘转速10m/s,填充率25%,球配80%。

球磨机

四因素对细粒产品的影响分析

采用直观分析法分析计算各因素对细粒产率的影响,以及相应的极差,如表3所列。

细粒产品实验指标直观分析结果

由表3可知,总体而言细粒产品产率较低,平均不到10%。转速不仅对粗粒、中粒有较大影响,对于细粒同样影响很大。细粒产率随着上盘转速的提高而增加,但随着转速的进一步提高,其产率会下降,这和粗粒、中粒都有相似之处。这说明预磨机转速既不能过大,也不能太小,只有合适的转速才能保证较好的粒度要求。对于填充率,细粒产品产率随着填充率增加先降再升,当升高到一定程度后,又会再次下降。因此,若要提高细粒产率应该尽量控制好填充率。球配对细粒产率也非常重要,从表中数据可知,随着球配增加,细粒产率先增加后减少,因为球配增加,大球比例加大,冲击能加大,对粗、中粒物料的破碎能力加大,在一定程度上会提高细粒产品产率;但随着球配继续加大,小介质球比例过小,使得较细的物料难以得到较好的破碎,因此,应取合适的球配。

通过极差值R可以看出,R上盘转速>R球配>R填充率>R下盘转速,因此较佳方案为上盘转速9.5m/s,下盘转速11m/s,填充率35%,球配70%。

球磨机

由试验数据分析可知,上、下盘转速、球配及填充率都是影响预磨机磨矿粒度的重要参数。由粗粒、中粒及细粒产率可以看出,上盘转速是影响各粒级产率的主要因素,通过提高转速有利于提高介质冲击能,从而提高颗粒破碎产率,但若转速过大,虽然冲击能增加,但钢球的循环次数下降较快,单位时间内钢球冲击次数减少,颗粒破碎产率反而会下降;其次为球配,总体而言,球配的变化对于物料破碎产率有着直接的影响,球配增加,有助于粗粒向中粒、细粒转化,但球配过大,细粒产率会有所下降;再其次是填充率,填充率对于预磨机的影响相对较小,当填充率为35%时,粗、中、细粒破碎产率相对较佳。

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