立盘式超细磨装置关键参数试验研究

据理论分析,立盘式搅拌装置更加适合于10μm以下物料的超细磨,以立盘式搅拌磨机为研究对象,基于研制的装机功率3kW、容积10L的立盘式搅拌磨机试验平台进行四因素三水平试验,研究了搅拌盘直径、相邻搅拌盘间隙、空隙盘面积比、搅拌盘转动速度等4个关键参数对磨矿效果的影响规律。结果表明,以能耗作为考核指标,影响作用从大到小依次为:搅拌盘转动速度、搅拌盘直径、相邻搅拌盘间隙和空隙盘面积比;以磨矿时间作为指标,影响作用从大到小依次为:搅拌盘直径、搅拌盘转动速度、相邻搅拌盘间隙和空隙盘面积比。     

基于立盘式搅拌磨机的铁氧体磁粉超细磨影响规律研究

为了研究验证立盘式搅拌磨机对铁氧体磁粉超细磨效果的影响规律,基于试验室立盘式搅拌磨机试验平台进行正交试验,进行了搅拌盘直径、相邻搅拌盘间隙、空隙盘面积比、搅拌盘边缘线速度、搅拌盘数量5个关键参数对磨矿效果的影响规律研究。研究结果表明：以能耗作为考核指标,影响作用从大到小依次为搅拌盘转动速度、搅拌盘数量、搅拌盘直径、相邻搅拌盘间隙和空隙盘面积比;试验对比了北矿科技阜阳生产基地铁氧体磁粉的超细磨过程,使用立盘式搅拌磨机为超细磨设备,可降低吨能耗22.5%。     

典型湿式搅拌细磨技术与应用进展

阐述了搅拌细磨技术在矿物加工行业细磨、超细磨作业流程中的重要作用,详细分析了螺旋式、盘式、棒式三种搅拌细磨装置的重要优势和应用范围。重点对细磨效果关键因子的理论分析和基于CFD、DEM、PEPT的模拟仿真过程及结果进行了探讨,详述了搅拌细磨技术的研究进展。在此基础上,总结了以三种搅拌装置为代表的搅拌细磨装备的典型结构及研发、应用进展,以期能对搅拌细磨技术和装备的研究、推广提供帮助,为实现矿物加工行业的节能高效细磨、超细磨提供有益借鉴。      

转速和搅拌盘结构对卧式搅拌磨粉磨效率的影响

以?230 mm×338 mm卧式搅拌磨为研究对象,采用EDEM软件对不同转速、不同搅拌盘结构型式的搅拌磨粉磨效率进行了研究。根据仿真结果和试验验证得出:相同转速下,梯形齿盘的卧式搅拌磨的粉磨效率明显高于锯齿形盘和普通圆盘;相同结构的搅拌盘,其粉磨效率并不会随着转速的提高而持续提高,并对仿真结果进行了验证分析。     

超细SiO2粉的制备与助磨研究

利用搅拌磨,以0.5~2.0 mm氧化锆陶瓷微珠为研磨介质,对二氧化硅进行了超细粉碎试验研究,通过料球比、浓度、介质配比、介质充填率等条件试验,确定了搅拌磨生产超细硅粉的最佳操作参数,得到了d50=0.334 2μm的二氧化硅超细粉。此外,还研究了助磨剂十二胺、DA分散剂、硅酸钠和氯化铵在粉磨过程中的助磨作用及,结果表明,其中DA分散剂和硅酸钠有显著的助磨效果,能有效提高磨矿效率,降低磨矿产品粒度。     

搅拌磨制备超细凹土粉体的工艺优化

以江苏某地的凹土为原料,用搅拌磨在干法环境下制备了粒径小于1μm、粒度分布均匀的超细凹土粉体。通过条件实验,系统地研究了粉碎时间、搅拌器转速、球料比、球磨介质种类和尺寸以及助磨剂等因素对搅拌磨粉磨效果的影响规律,初步确立了制备超细凹土粉体的最佳工艺条件,从而为实际生产中确定适宜的工艺参数提供了依据。     

搅拌磨在关宝山铁矿二段磨矿中的应用试验

鞍钢关宝山铁矿石属矿物嵌布关系复杂、嵌布粒度粗细不均的铁矿石,现场采用球磨机进行二段磨矿,磨矿效率低、效果差、能耗高。为了解搅拌磨机替代现场二段球磨机的可能性,以现场-0.043 mm占23.13%的二段球磨机给矿为试验样,以SLJM-2L型立式超细搅拌磨机为磨矿设备进行了磨矿工艺参数研究,并在可比条件下进行了球磨机与搅拌磨机磨矿效果对比。结果表明:(1)SLJM-2L型立式超细搅拌磨机处理试验样的适宜钢球直径为8mm,充填率为70%,料球比为0.7,搅拌器转速为400 r/min,磨矿浓度为70%。(2)在磨矿产品细度均为-0.043 mm占85%的情况下,球磨机的比生产率为0.48 kg/(Lh)、磨矿效率为9.68 kg/(kWh)、比功耗为64.66(kWh)/t,搅拌磨机的比生产率为4.70 kg/(Lh)、磨矿效率为36.16 kg/(kWh)、比功耗为18.21(kWh)/t,两相比较,搅拌磨吨矿石磨矿能耗仅为球磨机的28.16%。因此,在矿石的细磨方面,搅拌磨节能优势明显。     

超细搅拌磨机制备亚微米造纸涂布重钙颜料的研究

用超细搅拌磨机制备了d₉₅≤2 μm、d₅₀≤0.7 μm粒度分布均匀的亚微米超细重钙颜料。通过条件实验,系统地研究了浆料浓度、搅拌器转速、助磨分散剂、研磨介质种类及尺寸等主要操作参数对搅拌磨机粉磨效果的影响规律。在9 L超细搅拌磨机中, 得到的最佳磨矿工艺为: 装球量8 kg、给料量2.5 kg、介质球为Φ3 mm刚玉球、助磨分散剂为聚丙烯酸钠、添加量均为0.9%、磨机转速250 r/min、磨矿浓度72%和磨矿时间为120 min。     

立式搅拌磨功率的计算和试验研究

对米淇JSM-5试验用立式搅拌球磨机的功率进行了分析和研究,通过改变转速和填充率等参数,结合搅拌功率准数公式,应用相似理论和量纲分析法,得到了搅拌磨功率与半径、转速和填充率等参数的计算关系式,并通过试验验证及对比其误差范围,证明其可靠性,可为大型搅拌磨机的研究提供参考。     

正交试验在白云母超细磨中的应用

以河南某地白云母为原料,采用正交试验方法,研究了助磨时间等因素对白云母粒度和比表面积的影响。试验结果表明:助磨时间与搅拌速率对白云母超细磨产品粒度和比表面积的影响最显著。在助磨时间为75 min,搅拌速率为600 r/min,六偏磷酸钠用量为0.02%,4~5 mm、3~4 mm和2~3 mm瓷球磨介比例为3∶5∶2的条件下,可获得-13μm含量为82.60%的超细白云母粉。     

搅拌磨机捕获粉碎机理的理论与实验研究

从搅拌磨介质运动规律和颗粒的受力分析入手,研究超细搅拌磨矿的捕获粉碎和冲击粉碎机理,推导出捕获角、摩擦角与捕获颗粒的关系式,提出介质直径与磨矿颗粒直径之比--捕获粒度比的概念。通过理论分析和试验验证得出：在机械参数一定的条件下,搅拌磨矿能耗与磨矿时间成正比;捕获角等于摩擦角时,捕获角、捕获粒度和捕获体积最大,磨矿效率最高,能耗最低;随磨矿时间的增加,捕获角、粒度比和捕获体积减小,磨矿效率降低;当捕获角、粒度比和捕获体积足够小时,增加磨矿时间,粒度比不再变化,且粒度比存在极限值。据此,提出最大捕获角和极限粒度比的介质选取原则。     

立式搅拌磨机磨矿机理研究进展

立式搅拌磨机是一种高效率、低能耗的细磨和超细磨磨矿设备,相对于卧式球磨机,立式搅拌磨机在节省能量消耗方面具有显著的优越性,被广泛应用于矿山领域的精矿再磨和第二、第三段磨矿作业。为了促进立式搅拌磨机的优化与开发,本文介绍了立式搅拌磨机的运行工作原理,系统总结了立式搅拌磨机研磨理论和磨矿介质运动状态研究成果,综述了搅拌器转速、介质填充率、磨矿介质属性、搅拌器属性等工作参数与结构参数对立式搅拌磨机磨矿过程和研磨效果的影响,分析了立式搅拌磨机关键技术参数的选择条件,为立式搅拌磨机的机理研究与发展提供参考。     

搅拌磨在铁矿细磨中的应用研究

通过研究大孤山铁矿再磨给矿的物料性质,考察了搅拌磨的主要工作参数对搅拌磨粉磨效果的影响。通过磨矿条件试验确定搅拌磨适宜的工作参数:介质为8mm钢球,料球比0.8,介质充填率75%,搅拌器转速300rpm,磨矿浓度68.50%。适宜磨矿条件下的磨矿产品经选别后可获得精矿TFe品位65.54%,回收率97.20%的铁精矿。     

基于矩阵PBM的煤粉超细粉碎过程研究

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1. 5 L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型——矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小,基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式,研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的,建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0. 3～1. 8 mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。     

石墨高效再磨擦洗技术及工业试验研究

石墨选别的主要目标是在获得高品位精矿的同时保护其大鳞片结构,降低大鳞片石墨损失率,石墨的片层结构特点要求再磨擦洗以剪切摩擦作用为主,减少轴向交错运动并避免冲击。基于离散单元法进行计算机仿真,分析比较了不同结构形式搅拌装置作用下介质运动特性,探明棒式搅拌结构作用下介质周向运动强,轴向运动弱,主轴转速是影响介质运动速度的主要因素,有效作用范围主要集中于搅拌棒临近区域,提出"大直径、小层距、临层错角"的设计方案,解决了有效作用范围相对较小的问题。工业中棒式搅拌磨机与现场原有设备前后对比,再磨前后精矿品位提升值提高1%~4%,+150μm大片石墨损失率降低3%~5%,是一种更优的石墨再磨擦洗设备。     

棒销式搅拌磨机流场的数值模拟分析

采用FLUENT对棒销式搅拌磨机磨腔内的流场进行数值模拟,通过分析流场速度、湍流强度和剪切率参数,研究了磨腔内流场的运动规律。结果表明,随着搅拌器转速的增加,流场内的能量传递充分性降低,能量利用下降。通过对其数值模拟的研究,更加直观的了解搅拌磨矿机磨矿作业的工作原理,为机械参数的优化设计提供了理论依据。     

搅拌磨DEM-CFD耦合仿真研究及搅拌器强度分析

为了研究具有自主知识产权的大型立式螺旋搅拌磨机结构强度与动力匹配,在立式螺旋搅拌磨机试验台进行了试验研究,建立立式搅拌试验磨机的离散元(DEM)-计算流体动力学(CFD)多学科耦合模型,进行搅拌器动态分析,搅拌器阻力矩仿真与试验吻合,搅拌磨DEM-CFD多学科耦合建模及仿真方法,对搅拌磨动力学分析是有效的。为评价320 t立式螺旋搅拌磨机的结构强度与动力性能,建立了320 t级立式螺旋搅拌磨机离散元模型和有限元模型,分析了搅拌器启动和运行的阻力矩,分析了启动速度和钢球尺寸对搅拌器阻力矩的影响,可为搅拌磨动力匹配提供设计依据,分析了搅拌器启动与运行过程中的结构强度,结果表明搅拌器结构强度可靠,现场测试结果验证了数值模拟结果。     

搅拌桨叶距槽底距离对导流筒稀土搅拌槽搅拌特性的影响分析

搅拌桨叶距槽底距离对导流筒稀土搅拌槽的搅拌特性有着至关重要的影响。为了获取桨叶底距对导流筒稀土搅拌槽搅拌特性影响的规律,以江西赣南某稀土企业容积为10m3导流筒搅拌槽数据为模型,利用Solidworks软件建立了导流筒搅拌槽及搅拌桨三维模型,运用Fluent流体仿真软件对其进行了数据处理,并选取了四组桨叶距槽底距离(450、500、550、600mm)试验数据,以甘油水溶液为载体对导流筒稀土搅拌槽料液混合过程进行了仿真模拟,然后以时均速度分布、速度、力矩和搅拌功率数值等参数作为评价依据,对导流筒搅拌槽该参数下的搅拌特性进行了分析评价,仿真试验结果表明:当搅拌桨叶距槽底距离为550mm时,该导流筒搅拌槽内料液轴向循环能力最强,搅拌槽整体流场分布也最好。随后又在现场进行了不同搅拌桨叶距槽底距离下的搅拌特性试验,将模拟结果与现场试验结果进行了对比验证,验证了现场实验结果与模拟分析结论的高度一致性。现场测定了搅拌桨叶距槽底距离为550mm时搅拌力矩为6.56N·m,搅拌功率为8 239W。研究结果将为导流筒搅拌槽的内部结构设计、安装提供理论和实践参考。     

鞍千预选精矿陶瓷球搅拌磨再选试验研究

鞍千选矿厂现有流程磨矿产品存在粗细分布不均匀、再磨效率低、能耗高、磨矿效果差等问题,影响后续分选过程,导致精矿指标差。针对以上问题,为改善预选精矿磨矿效果,提升最终精矿指标,有必要采用更适于细磨的立式搅拌磨机,对搅拌磨机各项参数进行系统的研究。本文在鞍千预选精矿工艺矿物学分析的基础上,进行了搅拌磨磨矿—弱磁分选工艺流程试验。试验结果表明：预选精矿TFe品位为39.62%,主要以磁铁矿形式存在,粗细粒级分布不均。通过对陶瓷球搅拌磨工艺参数的优化试验研究,确定了搅拌磨最佳工艺参数：介质充填率为100%,搅拌器转速1000 r/min,料球比0.7,介质尺寸6 mm,磨矿浓度50%,磨矿时间2.80 min,磨矿产品经过一段弱磁选,可以获得品位67.01%,回收率89.93%的精矿指标。该工艺流程简单,指标良好,可为选矿厂工艺流程改造提供参考。     

搅拌磨机磨矿工艺参数对产品粒度特征的影响

搅拌磨机具有低耗能、高效率的特点,有望取代传统球磨机成为铁矿石细磨作业的主要设备。为充分了解搅拌磨机磨矿工艺参数对粉磨产品各粒级粒度特征的影响,采用立式螺旋搅拌磨机对弓长岭选矿厂再磨给矿进行粉磨试验,通过NKT6100-D激光粒度分析仪检测粉磨产品的累计粒度特征和粒度分布特征,并结合R-R粒度特性方程对产品粒度进行分析,系统考察了磨矿工艺参数对产品粒度特征的影响规律。结果表明:在介质配比m(?5 mm)∶m(?3 mm)=2∶3、矿浆浓度65%、料球比0.6、充填率70%、搅拌器转速450 r/min时,粉磨产品粒度较细且分布相对均匀,其-0.043 mm粒级含量为92.23%,均匀性系数n为1.177 7,颗粒特征参数b为0.031 4。研究成果对提高粉磨产品合格粒级产率具有一定的指导意义。