CN111881582A - 一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法 - Google Patents

一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法 Download PDF

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Abstract

一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法，涉及磨矿领域。该卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法是对卧式搅拌磨的入磨原料进行粒度分析，计算各个筛余样品的产率及测量研磨球与筛余样品的湿式摩擦角；计算各个筛余样品对应的研磨球理论球径；根据磨矿动力学实验计算出原料的破碎分布函数，获得原料的粉碎特征值k；调整各个筛余样品对应的研磨球理论球径并对研磨球理论球径数据进行整理，各个球径研磨球的质量级配等于各个球径研磨球对应的原料产率之比。该卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法既考虑原料与研磨球的表面粗糙度，又兼顾了原料被粉碎过程中粒度的动态变化规律，能得到准确的卧式搅拌磨研磨球球径与级配。

Description

一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法
技术领域
本申请涉及磨矿领域，具体而言，涉及一种卧式搅拌磨研磨球球 径与级配的选取方法。
背景技术
卧式搅拌磨具有能耗低、处理量大，维护方便等优点，被广泛应 用于湿法超细粉碎领域，其制备得到的粉碎产品粒度常在1～10μm左 右。卧式搅拌磨工作时，在搅拌器的高速驱动作用下研磨球产生活跃 的相对运动，进而对“夹”在研磨球之间的料浆颗粒进行施力粉碎。
关于卧式搅拌磨研磨球球径与级配制度的一项经验共识是：若原 料粒度粗，则用大直径研磨球，若原料粒度细则用小直径研磨球；各 球径研磨球占总研磨球量的质量产率应与原料中粗细粒级的质量产 率相当。为了量化表达研磨球球径大小与级配制度，有方法直接按照 原料粒度的30倍来确定研磨球球径大小，也有按照原料中-74μm的 含量来确定研磨球球径大小，比如原料中-74μm的质量产率为 80±10％时，添加占总陶瓷球量质量产率为70-80％的2-4mm陶瓷球。
这些研磨球球径大小与级配制度的确定方案中，忽略了原料与研 磨球的表面粗糙度性质，仅仅考虑了原料的最初粒度组成，忽视了原 料被粉碎过程中粒度的动态变化规律，其结果就是设计的研磨球球径 偏大、且大球径研磨球数量偏多，进而导致磨机内充填的研磨球数量 减少，使研磨过程中对原料的粉碎速率降低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选 取方法，其既考虑原料与研磨球的表面粗糙度，又兼顾了原料被粉碎 过程中粒度的动态变化规律，能得到准确的卧式搅拌磨研磨球球径与 级配。
本申请的实施例是这样实现的：
申请实施例提供一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法， 其包括以下步骤：
对卧式搅拌磨的入磨原料取样进行粒度分析，获得各个粒级的筛 余样品，计算第i粒级的筛余样品占入磨原料的质量产率γi；
将获得的各个筛余样品进行研磨球与筛余样品的料浆颗粒间的 湿式摩擦角测量，得到研磨球与筛余样品的料浆颗粒间的湿式摩擦角 θ；
按公式
Figure BDA0002607505020000021
计算第i粒级的筛余样品对应的研磨球理论球径 Di；其中，di为第i粒级筛余样品的上限粒度；
用粒度分析获得的最粗粒级的筛余样品作给料进行卧式搅拌磨 磨矿动力学实验，所用研磨球的球径使用研磨球理论球径Di按三舍 四入原则进行圆整选择得到，控制磨矿动力学实验的终点磨矿产品中 给料粒级含量不少于50％，根据磨矿动力学实验结果反算出给料的破 碎分布函数
Figure BDA0002607505020000022
其中Bi,j为一次有效的粉碎事件中xj粒级颗粒被粉碎后进入到小于等于xi粒级的含量，
Figure BDA0002607505020000023
α、β为参 数；根据破碎分布函数计算入磨原料的粉碎特征值K；其中，K为Bi，j为50％时对应的
Figure BDA0002607505020000024
值；
调整第i粒级筛余样品对应的研磨球理论球径分别为Di与kDi并进行整理：Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整； Di与kDi结果小于1mm的，取为1mm；
整理各个球径的研磨球对应的入磨原料质量产率，其中Di、kDi对应的原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi，各个球径研磨球的质量级配 等于各个球径研磨球对应的原料质量和产率之比。
在一些可选的实施方案中，对卧式搅拌磨入磨原料取样进行粒度 筛析时，获得的各个粒级的筛余样品的上限粒度与下限粒度的比值不 大于2。
在一些可选的实施方案中，将获得的筛余样品进行研磨球与入磨 原料的料浆颗粒间的湿式摩擦角测量时，使用不少于三种粒级的筛余 样品进行测量，得到的湿式摩擦角θ取所测湿式摩擦角的最小值。
本申请的有益效果是：本实施例提供的卧式搅拌磨研磨球球径与 级配的选取方法，其包括以下步骤：对卧式搅拌磨的入磨原料取样进 行粒度分析，获得各个粒级的筛余样品，计算第i粒级的筛余样品占 入磨原料的质量产率γi；将获得的各个筛余样品进行研磨球与筛余样 品的料浆颗粒间的湿式摩擦角测量，得到研磨球与筛余样品的料浆颗 粒间的湿式摩擦角θ；按公式
Figure BDA0002607505020000031
计算第i粒级的筛余样品对应的 研磨球理论球径Di；其中，di为第i粒级筛余样品的上限粒度；用粒 度分析获得的最粗粒级的筛余样品作给料进行卧式搅拌磨磨矿动力 学实验，所用研磨球的球径使用研磨球理论球径Di按三舍四入原则 进行圆整选择得到，控制磨矿动力学实验的终点磨矿产品中给料粒级 含量不少于50％，根据磨矿动力学实验结果反算出给料的破碎分布函数
Figure BDA0002607505020000032
其中Bi,j为一次有效的粉碎事件中xj粒级 颗粒被粉碎后进入到小于等于xi粒级的含量，
Figure BDA0002607505020000033
α、β为参数；根据 所述破碎分布函数计算入磨原料的粉碎特征值K；其中，K为Bi，j为 50％时对应的
Figure BDA0002607505020000041
值；调整第i粒级筛余样品对应的研磨球理论球径分 别为Di与kDi并进行整理：Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入 原则进行圆整；Di与kDi结果小于1mm的，取为1mm；整理各个球 径的研磨球对应的入磨原料质量产率，其中Di、kDi对应的原料质量 产率分别为0.5γi、0.5γi，各个球径研磨球的质量级配等于各个球径研 磨球对应的原料质量和产率之比。本实施例提供的卧式搅拌磨研磨球 球径与级配的选取方法既考虑了原料与研磨球的表面粗糙度，又兼顾 了原料被粉碎过程中粒度的动态变化规律，能得到准确的卧式搅拌磨研磨球球径与级配。
具体实施方式
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可 以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相 连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一 和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而 且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第 二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特 征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第 二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特 征。
本申请实施例提供一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方 法，其包括以下步骤：
对卧式搅拌磨的入磨原料取样进行粒度分析，获得各个粒级的筛 余样品，计算第i粒级的筛余样品占入磨原料的质量产率γi；可选的， 对卧式搅拌磨入磨原料取样进行粒度筛析时，获得的各个粒级的筛余 样品的上限粒度与下限粒度的比值不大于2。
将获得的各个筛余样品进行研磨球与筛余样品的料浆颗粒间的 湿式摩擦角测量，得到研磨球与筛余样品的料浆颗粒间的湿式摩擦角 θ；可选的，将获得的筛余样品进行研磨球与入磨原料的料浆颗粒间 的湿式摩擦角测量时，使用不少于三种粒级的筛余样品进行测量，得 到的湿式摩擦角θ取所测湿式摩擦角的最小值；
按公式
Figure BDA0002607505020000061
计算第i粒级的筛余样品对应的研磨球理论球径 Di；其中，di为第i粒级筛余样品的上限粒度；
用粒度分析获得的最粗粒级的筛余样品作给料进行卧式搅拌磨 磨矿动力学实验，所用研磨球的球径使用研磨球理论球径Di按三舍 四入原则进行圆整选择得到，控制磨矿动力学实验的终点磨矿产品中 给料粒级含量不少于50％，根据磨矿动力学实验结果反算出给料的破 碎分布函数
Figure BDA0002607505020000062
其中Bi,j为一次有效的粉碎事件中xj粒级颗粒被粉碎后进入到小于等于xi粒级的含量，
Figure BDA0002607505020000063
α、β为参 数；根据破碎分布函数计算入磨原料的粉碎特征值K；其中，K为Bi，j为50％时对应的
Figure BDA0002607505020000064
值；
调整第i粒级筛余样品对应的研磨球理论球径分别为Di与kDi并进行整理：Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整； Di与kDi结果小于1mm的，取为1mm；
整理各个球径的研磨球对应的入磨原料质量产率，其中Di、kDi对应的原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi，各个球径研磨球的质量级配 等于各个球径研磨球对应的原料质量和产率之比。
以下结合实施例对本申请的卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选 取方法作进一步的详细描述。
实施例1
某卧式搅拌磨用氧化锆球来生产-0.010mm的超细石英粉，其卧 式搅拌磨研磨球球径与级配的确定方法为：
S1、对卧式搅拌磨入磨的石英原料进行取样与粒度筛析，获得石 英筛余样品，计算第i粒级的石英筛余样品占有的质量产率γi。结果 见表1。
表1实施例1中卧式搅拌磨入磨石英原料筛析结果
Figure BDA0002607505020000071
S2、用S1获得的石英筛余样品进行氧化锆球与石英的料浆颗粒 间的湿式摩擦角测量，结果见表2，取氧化锆球与各个粒级石英料浆 颗粒间的湿式摩擦角的最小值θ为18.16°。
表2实施例1中氧化锆球与石英料浆颗粒间的湿式摩擦角
Figure BDA0002607505020000072
S3、按公式
Figure BDA0002607505020000073
计算第i粒级石英筛余样品对应的氧化锆球 理论球径Di，其中di为第i粒级石英筛余样品的上限粒度。结果见表 3。
表3实施例1中各个石英筛余样品对应的氧化锆球理论球径
Figure BDA0002607505020000081
S4、用S1中获得的0.3mm～0.15mm的石英筛余样品作给料进行 实验室小型卧式搅拌磨磨矿动力学实验，参考S3中计算结果选用氧 化锆球球径为6mm。控制磨矿动力学实验终点磨矿产品中给料粒级 含量为54.6％。根据磨矿动力学实验结果反算出石英原料的破碎分布 函数为
Figure BDA0002607505020000082
根据破碎分布函数 计算Bi，j为50％对应的
Figure BDA0002607505020000083
值k为0.5610。
S5、根据S3、S4的结果，调整第i粒级石英筛余样品对应的氧 化锆理论球径分别为Di与kDi。对氧化锆理论球径数据进行整理： Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整；Di与kDi结 果小于1mm的，取为1mm。结果见表4。
表4实施例1中调整各石英筛余样品对应的氧化锆球理论球径
Figure BDA0002607505020000084
S6、整理各球径氧化锆球对应的石英原料质量产率。其中Di、 kDi对应的石英原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi。各球径氧化锆球的 质量级配等于各球径氧化锆球对应的石英原料质量产率之比，结果见 表5。
表5实施例1中各球径氧化锆球的质量级配计算
Figure BDA0002607505020000085
Figure BDA0002607505020000091
实施例2
某卧式搅拌磨用高铝陶瓷球来研磨煤粉生产-0.02mm超细煤浆， 其研磨球球径与级配的确定方法为：
S1、对卧式搅拌磨入磨煤粉原料进行取样与粒度筛析，获得煤粉 筛余样品，计算第i粒级煤粉筛余样品占有的质量产率γi。结果见表 6。
表6实施例1中某卧式搅拌磨入磨煤粉原料筛析结果
Figure BDA0002607505020000092
S2、用S1获得的煤粉筛余样品进行高铝陶瓷球与煤粉料浆颗粒 间的湿式摩擦角测量，结果见表7，取高铝陶瓷球与各个粒级煤粉料 浆颗粒间的湿式摩擦角的最小值θ为23.88°。
表7实施例1中高铝陶瓷球与煤粉料浆颗粒间的湿式摩擦角
Figure BDA0002607505020000093
S3、按公式
Figure BDA0002607505020000094
计算第i粒级煤粉筛余样品对应的高铝陶瓷 球理论球径Di，其中di为第i粒级煤粉筛余样品的上限粒度。结果见 表8。
表8实施例1中各煤粉筛余样品对应的高铝陶瓷球理论球径
Figure BDA0002607505020000095
Figure BDA0002607505020000101
S4、用S1中获得的0.425mm～0.3mm煤粉筛余样品作给料进行 实验室小型卧式搅拌磨磨矿动力学实验，参考S3中计算结果选用高 铝陶瓷球球径为5mm。控制磨矿动力学实验终点磨矿产品中给料粒 级含量为59.1％。根据磨矿动力学实验结果反算出煤粉原料的破碎分 布函数为
Figure BDA0002607505020000102
根据破碎分布函 数计算Bi，j为50％对应的
Figure BDA0002607505020000103
值k为0.6711。
S5、根据S3、S4的结果，调整第i粒级煤粉筛余样品对应的氧 化锆理论球径分别为Di与kDi。对氧化锆理论球径数据进行整理： Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整；Di与kDi结 果小于1mm的，取为1mm。结果见表9。
表9实施例1中调整各煤粉筛余样品对应的高铝陶瓷球理论球径
Figure BDA0002607505020000104
S6、整理各球径高铝陶瓷球对应的煤粉原料质量产率。其中Di、 kDi对应的煤粉原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi。各球径高铝陶瓷球 的质量级配等于各球径高铝陶瓷球对应的煤粉原料质量产率之比。结 果见表10。
表10实施例1中各球径高铝陶瓷球的质量级配计算
Figure BDA0002607505020000111
实施例3
某卧式搅拌磨用高铝陶瓷球来研磨磁铁矿精粉生产-0.01mm的 超细磁铁矿浆，其研磨球球径与级配的确定方法为：
S1、对卧式搅拌磨入磨磁铁矿精粉原料进行取样与粒度筛析，获 得磁铁矿精粉筛余样品，计算第i粒级磁铁矿精粉筛余样品占有的质 量产率γi。结果见表11。
表11实施例3中卧式搅拌磨入磨磁铁矿精粉原料筛析结果
Figure BDA0002607505020000112
S2、用S1获得的磁铁矿精粉筛余样品进行高铝陶瓷球与磁铁矿 精粉料浆颗粒间的湿式摩擦角测量，结果见表12，取高铝陶瓷球与 各个粒级磁铁矿精粉料浆颗粒间的湿式摩擦角的最小值θ为28.04°。
表12实施例3中高铝陶瓷球与磁铁矿精粉料浆颗粒间的湿式摩擦角
Figure BDA0002607505020000113
S3、按公式
Figure BDA0002607505020000114
计算第i粒级磁铁矿精粉筛余样品对应的高 铝陶瓷球理论球径Di，其中di为第i粒级磁铁矿精粉筛余样品的上限 粒度。结果见表13。
表13实施例3中各磁铁矿精粉筛余样品对应的高铝陶瓷球理论球径
Figure BDA0002607505020000115
Figure BDA0002607505020000121
S4、用S1中获得的0.15mm～0.106mm磁铁矿精粉筛余样品作给 料进行实验室小型卧式搅拌磨磨矿动力学实验，参考第三步计算结果 选用高铝陶瓷球球径为1mm。控制磨矿动力学实验终点磨矿产品中 给料粒级含量为53.7％。根据磨矿动力学实验结果反算出磁铁矿精粉 原料的破碎分布函数为
Figure BDA0002607505020000122
根据破碎分布函数计算Bi，j为50％对应的
Figure BDA0002607505020000123
值k为0.5697。
S5、根据S3、S4的结果，调整第i粒级磁铁矿精粉筛余样品对 应的氧化锆理论球径分别为Di与kDi。对氧化锆理论球径数据进行整 理：Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整；Di与kDi结果小于1mm的，取为1mm。结果见表14。
表14实施例3中调整各磁铁矿精粉筛余样品对应的高铝陶瓷球理论 球径
Figure BDA0002607505020000124
S6、整理各球径高铝陶瓷球对应的磁铁矿精粉原料质量产率。其 中Di、kDi对应的磁铁矿精粉原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi。各球 径高铝陶瓷球的质量级配等于各球径高铝陶瓷球对应的磁铁矿精粉 原料质量产率之比，结果见表15。
表15实施例3中各球径高铝陶瓷球的质量级配计算
Figure BDA0002607505020000125
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施 例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范 围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本 领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (3)

1.一种卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法，其特征在于，其包括以下步骤：
对卧式搅拌磨的入磨原料取样进行粒度分析，获得各个粒级的筛余样品，计算第i粒级的筛余样品占所述入磨原料的质量产率γi；
将获得的各个所述筛余样品进行研磨球与所述筛余样品的料浆颗粒间的湿式摩擦角测量，得到研磨球与所述筛余样品的料浆颗粒间的湿式摩擦角θ；
按公式
Figure FDA0002607505010000011
计算所述第i粒级的筛余样品对应的研磨球理论球径Di；其中，di为第i粒级筛余样品的上限粒度；
用所述粒度分析获得的最粗粒级的筛余样品作给料进行卧式搅拌磨磨矿动力学实验，所用研磨球的球径使用所述研磨球理论球径Di按三舍四入原则进行圆整选择得到，控制所述磨矿动力学实验的终点磨矿产品中给料粒级含量不少于50％，根据所述磨矿动力学实验结果反算出给料的破碎分布函数
Figure FDA0002607505010000012
其中Bi,j为一次有效的粉碎事件中xj粒级颗粒被粉碎后进入到小于等于xi粒级的含量，
Figure FDA0002607505010000013
α、β为参数；根据所述破碎分布函数计算所述入磨原料的粉碎特征值K；其中，K为Bi，j为50％时对应的
Figure FDA0002607505010000014
值；
调整第i粒级筛余样品对应的研磨球理论球径分别为Di与kDi并进行整理：Di与kDi结果大于1mm的，按三舍四入原则进行圆整；Di与kDi结果小于1mm的，取为1mm；
整理各个球径的研磨球对应的入磨原料质量产率，其中Di、kDi对应的原料质量产率分别为0.5γi、0.5γi，各个球径研磨球的质量级配等于各个球径研磨球对应的原料质量和产率之比。
2.根据权利要求1所述的卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法，其特征在于，所述对卧式搅拌磨入磨原料取样进行粒度筛析时，获得的各个粒级的筛余样品的上限粒度与下限粒度的比值不大于2。
3.根据权利要求1所述的卧式搅拌磨研磨球球径与级配的选取方法，其特征在于，所述将获得的所述筛余样品进行研磨球与入磨原料的料浆颗粒间的湿式摩擦角测量时，使用不少于三种粒级的所述筛余样品进行测量，得到的湿式摩擦角θ取所测湿式摩擦角的最小值。
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