离散元法在矿物加工工程中的应用现状

介绍了离散元法的发展应用概况及其基本原理,并从离散元法在磨机、筛分作业、颗粒运动特性和其他选矿过程的应用四个方面,分类综述了其在矿物加工工程领域的应用现状,指出了离散元法在分析矿物加工领域散体物料中的独特优势及其发展方向。     

高压辊磨机选型试验的研究现状

结合高压辊磨机中物料粉碎机理,介绍了影响高压辊磨机粉碎效果的关键因素,评述了高压辊磨机设备选型试验的研究现状。高压辊磨机粉碎物料的效果主要受物料性质、辊压机工作参数及粉碎工艺等的影响。通过小型及半工业型高压辊磨机粉碎试验能够为高压辊磨机的设备选型和流程设计提供依据,但试验过程相对复杂。颗粒床活塞压载试验和数学建模尽管能够对矿石料层粉碎的工作压力、比能耗、产品粒度分布等进行有效预测,但和高压辊磨机设备选型的经验公式一样均需要对其适用性进行验证。指出高压辊磨机未来的研究方向为粉碎过程中能量传递模型、矿石碎磨特性及对分选工艺影响等的理论基础研究,以及高压辊磨机在选矿流程中的数值模拟研究。     

离散元法在矿石破碎中的应用研究进展

离散元法（Discrete Element Method,DEM）是一种非连续介质力学数值计算方法,已被广泛应用于矿物加工破碎过程的研究,用于分析和求解离散系统中颗粒的运动规律、碰撞和破碎特性,为研究矿物的破碎机理、优化破碎设备的工作参数和机械结构提供了重要的理论研究手段。介绍了离散元法数值模拟技术中两种用于模拟矿物颗粒破碎的仿真模型：键合粒子模型（Bonded Particle Model,BPM）和颗粒替换模型（Particle Replacement Model,PRM）,并对两种模型的基本原理、模型缺陷、优化进展及应用进行了概述,综述了利用DEM研究圆锥破碎机、颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机等各类破碎设备在不同矿物特性、设备结构以及工作参数影响下的破碎性能表现的研究进展,讨论了DEM在碎矿研究领域存在的优势及局限性,并提出了基于DEM研究矿物破碎问题的发展方向。     

基于离散元法的PDC钻头破岩过程仿真研究

由于PDC钻头具有成本低、机械钻速快的特点,目前已在各大油田广泛使用。前人对PDC钻头破岩分析多采用有限元法,忽略了岩体的非均质性、各向异性以及不连续性。采用离散元法对PDC钻头破岩过程进行仿真研究,规避了有限元法的缺点和不足,并分析了离散元法的基本原理和力学模型,通过破碎参数标定,建立了岩石颗粒模型,为今后离散元法在石油工业中的应用提供了一定的指导意义。     

离散元及其耦合方法在球磨机研究中的应用

球磨机具有结构简单、性能稳定、适应性强等优点,但也存在高能耗、高钢耗、低效率的问题。随着计算机性能的不断提高和一些新的数值分析方法的提出,数值分析为球磨机运行机理、设备选型、参数优化等方面研究提供了新的思路与途径,成为研究解决球磨机实际问题的一种便捷、低成本的方法。介绍了离散元法(Distinct Element Method,DEM)、有限元法(Finite Element Method,FEM)、光滑粒子计算流体力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics Method,SPH)、离散元耦合算法(Discrete Element Coupling Algorithm)的基本原理。球磨机研究中单一离散元法的应用主要在介质运动状态及机理研究、磨机参数优化研究、球磨机功耗及能量分布等方面。单一离散元法计算成本低、模型稳定、容易实现,在球磨机研究中应用相对更广泛。多种方法耦合能实现各种方法优势特长的结合,能更加真实全面地模拟球磨机实际工作情况,但是耦合模型复杂不稳定、技术经验要求极高、计算成本高,磨机中耦合方法的模拟仿真进展相对缓慢。指出今后应加强多种耦合计算方法的耦合、实验与模拟结果的有机结合、开发通用集成软件等方面的研究。     

振动给料机的离散元接触模型及研究

颗粒离散元法是分析散体力学行为的新方法,其应用涵盖诸多工程领域。接触模型是离散元法的基础,目前多采用干球颗粒模型模拟。根据离散元法的理论和各种颗粒作用模型及其在振动给料机中的应用分析可知,它适用于振动给料机干颗粒铁矿石物料,且简单实用。     

超细粉碎技术现状及发展趋势

综述了国内外超细粉碎技术及设备的现状、进展 ,指出了发展趋势。超细粉碎是物料深加工中的难题 ,也是粉体技术中的关键 ,它对现代工程技术的发展起着重要的作用。自 4 0年代以来 ,超细粉碎技术已取得了显著进步。目前 ,国内外用于实际生产中的超细粉碎设备主要有高速机械冲击式磨机、气流磨、介质搅拌磨、振动磨等设备 ,并从工作原理、结构特点等方面详细介绍了其典型设备。同时又指出了近年来国内外在此领域中的新进展。最后 ,基于现存问题指出了今后超细粉碎研究方向     

离散元软件PFC在矿业工程中的应用现状及分析

本文介绍了离散元法的基本原理及发展应用概况,概述了离散元软件PFC(Particle flow code)的基本程序,并从矿业工程角度出发,从岩土工程、颗粒分离加工作业等4个方面分类综述了PFC在国内外的应用现状。得出PFC在矿业工程中应用潜力巨大,但限于其本身局限性及现今计算水平,需要做更多的工作来保证模拟的准确性与高效性,最后论述了其在矿物加工领域深入应用的可行性。     

基于离散元的大型半自磨机筒体衬板磨损分析

半自磨机是半自磨-球磨流程中的核心设备,其筒体衬板的使用寿命及更换次数对选矿厂的作业率和运行成本影响很大。针对一台大型半自磨机筒体衬板磨损状况进行考察,用离散元法计算了衬板表面的颗粒运动,从运动分析及衬板制造工艺角度着手,综合分析了衬板磨损原因,并对提高衬板使用寿命提出了相应的对策。     

基于EDEM的半自磨机衬板方案对比研究

结合磨机实际运行特性,通过离散元软件EDEM建立了半自磨机的计算模型,实现对磨矿过程的模拟;分析了在转速、填充率及矿浆颗粒均相同的条件下,不同衬板排数及衬板截面对磨机性能的影响。结果表明,衬板排数对整机功率的影响较小,排数增加可以减小衬板的磨损,延长使用寿命。该研究结果可为半自磨机衬板排数等参数的选择提供理论依据。     

基于MatDEM的三维实际地形尾矿库溃坝数值模拟

以云南某实际尾矿库为例,利用颗粒流离散元法和MatDEM软件建立完整的三维实际地形,并对尾矿库溃坝及尾砂下泄演进过程进行模拟,研究尾砂浆的锋面速度、分布形状、淹没范围等规律。研究表明,基于颗粒流离散元法与实际地形条件下模拟的尾砂浆运移溃坝过程更真实、贴合实际。     

颗粒床压载粉碎对某硫化铜矿石矿物解离的影响

颗粒床压载粉碎是高压辊磨机粉碎矿石的主要作用机制。利用活塞-缸体压载装置进行了将高压辊磨机作为终磨设备对某硫化铜矿石的粉碎及铜矿物解离效果影响的模拟试验研究,包括窄粒级颗粒床压载粉碎试验和宽粒级颗粒床压载粉碎闭路试验,并将闭路试验结果与球磨磨矿闭路试验结果进行了比较。窄粒级试验给矿为2 360/3 350 mm粒级的物料,宽粒级试验给矿为0/3 350 mm粒级的物料。粉碎产物中铜矿物的解离分析采用BPMA型工艺矿物学参数自动分析仪完成。根据试验结果从产物粒度分布、铜金属的粒级分布、铜矿物粒度和颗粒含量分布、铜矿物粒级解离度及铜矿物整体解离度等方面讨论了压载强度及粉碎方法对铜矿物解离效果的影响。     

矿浆在球磨介质中的流体力学

矿浆在球磨机中的传输对球磨机的滞留量、滞留时间以及粉碎速率影响很大，进而影响磨矿功耗和产品的粒度分布。而对工业磨机，滞留时间分布和滞留量是不能事先预测的，因为对运转着的磨机，尤其是工业磨机，不可能用直接法测量其矿浆负荷。本文采用流体力学理论解决了矿浆传输问题。首先，采用离散元法预测了球介质的运动。然后，用一种叫示踪单元法的流体流动技术，处理穿过球荷孔隙的矿浆流。这种技术可能是唯一能够跟踪矿浆自由面的数值技术，因矿浆面随介质运动而波动。结果可预测矿浆的径向及轴向运动，进而可以得到磨机内矿浆物料和球介质的详细描述。这种模型预测情况在半工业试验中得到了证实，并且这种新方法是建立在流体流动物理学基础之上的，属纯理论模型。结果表明，对于工业磨机，在给矿固体含量一定的情况下，可以成功地预测滞留量。     

在兄弟刊物上

浮选柱技术的发展对浮选柱的发展进 行了较详细地评述。其中包括浮选柱的 结构、浮选柱的作业参数、气地发生器研 制、分选器的研制和浮选柱应用领域的 扩大等。今井哲男（日本）国外金属矿 选矿．２０００（８） 球磨粉碎技术研究现状在概述球磨过 程系统分析的基础上,重点论述了影响 磨机粉碎效果的有关因素的研究现状;李勇等。化工矿物与加工,２０００（９）大型带式输送机可控软启动技术可控 软启动技术是大型带式输送机关键技术。 介绍可控软启动技术的技术特点、技术 要求以及实施方法。蒋卫粮煤矿机械, ２０００（９） 煤矿提升…     

EDEM_DEM 模拟技术在矿石碎磨中的研究进展

矿石的碎磨过程占据整个选矿厂投资的 60%以上,采用数学建模和过程模拟技术,是提高碎磨过程研 究效率的重要途径。 综述了国内外矿石颗粒离散元模型建立的过程,并介绍了 EDEM_DEM 模拟技术在圆锥破碎机、 高压辊磨机、球磨机、半自磨机和搅拌磨机碎磨过程中的研究进展,采用 EDEM 软件建立了颗粒模型、黏结模型和设 备模型,通过黏结键的受力情况反映矿石碎磨过程的能量变化,使用颗粒替换的方法模拟矿石碎磨过程,通过分析模 拟实验结果,得出影响矿石碎磨程度的关键因素,如圆锥破碎机动锥旋摆速度和进动角等设备参数。 通过对比调整 参数后的设备模型的模拟实验结果,可以优化碎磨过程和实验设备,提高碎磨和优化设备效率,降低成本。     

最近的细粉碎技术(摘要)

由于现代科学技术的发展,对材料工业要求日益提高,各种材料的细粉碎及超细粉碎已广为人们注意。本文为作者近年发表有关细粉碎系列文章之一。文章介绍了细粉碎的一般情况,国外研究细粉碎及超细粉碎的几个突出问题即单一颗粒的粉碎物理学、粉碎过程的系统工程分析,粉碎的机械化学效应。简明介绍了选择超细粉碎机的原则,介绍了几种对超细粉碎机的分类方法。文章指出了近来较为人们注意的射流式     

高压辊磨机粉碎工艺国外应用进展与发展趋势

基于层压粉碎原理,高压辊磨机具有处理量大、能量利用率高、粉碎产品粒度细等特性,已经广泛应用 于冶金矿山领域,且节能降耗效果显著。 文章总结了开路粉碎、边料返回半闭路粉碎和筛分(包括干法筛分和湿法筛 分)全闭路粉碎三种粉碎工艺的选择依据。 结合高压辊磨机在金刚石解离、铁矿球团原料预处理、(半)自磨顽石破碎 和金属矿磨前粉碎领域的典型应用案例,重点阐述了高压辊磨机的粉碎工艺流程、设备型号、操作参数及应用效果。 不断提高粉碎效率、降低粉碎成本仍是高压辊磨机粉碎工艺的发展方向。 虽然多台高压辊磨机串联配置、高压辊磨 机与风力分级设备配置、高压辊磨机与搅拌磨机直接配置等新工艺发展不够成熟,但节能降耗优势明显,有望为冶金 矿山物料高效粉碎提供新的解决方案。     

高压辊磨机的经济的细磨方法

所谓的颗粒层(Particle-bed)高压粉碎法,是系统研究高压作用于物料群(所谓颗粒层)的影响结果。同时,该方法作为一种经济的细粒粉碎法获得普遍承认。在详细描述了本方法和 Alpine高压辊磨机后,将它与球磨机、双辊磨矿机和辊式破碎机作了技术和经济上的比较,证明这种新的粉碎方法指标好和效率高。本方法最重要的应用领域是:矿物填料、陶瓷原料、磨蚀剂和其他物料,例如化学药剂、矿渣、耐火材料及金属氧化物。     

基于离散元法的塔磨机介质运动仿真分析

为了解塔磨机中介质球的运动情况,运用离散元法模拟了试验磨机中介质球的运动情况,得到了介质球的典型运动轨迹、速度与动能分布,以及磨机系统的能量耗散。研究结果表明,介质球在磨机内做螺旋上升与下降运动;搅拌器末端的环形料层间研磨效果最佳;介质球的轴向运动影响能量利用率与研磨强度;该塔磨机能量利用率达到26.3%,是传统球磨机的数倍。分析结果对塔磨机的设计及运行参数优化,以及为其大型工程化应用提供了理论依据。     

粒群粉碎原理及辊压机的应用

辊压机（又称高压辊磨机）是近20年发展起来的新型粉碎机械，与惯性粉碎机械不同，它利用粒群粉碎原理，具有单机产量高，节能、粉碎比大，辊面寿命长，作业率高，维修量小及占地面积小等优点，因此，辊压机在粉碎脆性，坚硬及磨蚀性较强的物料中得到应用，既可用于细碎，又可用于粗磨和超细磨碎等作业。同时，列举了辊压机应用的几个例子。