【摘要】：立式螺旋攪拌磨機簡稱立磨機,具有能量利用率高、產(chǎn)品粒度細(xì)、研磨機理優(yōu)越、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,是當(dāng)前最具有發(fā)展前途的超細(xì)粉碎設(shè)備之一。立磨機內(nèi)介質(zhì)球的運動規(guī)律是磨礦理論的核心問題之一,由于立磨機內(nèi)介質(zhì)球的運動較為復(fù)雜,國內(nèi)外學(xué)者難以對介質(zhì)球的運動建立一套完整的數(shù)學(xué)模型,同時各關(guān)鍵參數(shù)對立磨機磨礦性能的影響規(guī)律尚未明確,致使立磨機的參數(shù)優(yōu)化和大型化設(shè)計缺乏必要的理論依據(jù)。因此,本文在綜述立磨機發(fā)展和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了立磨機粉磨機理和關(guān)鍵參數(shù),運用離散單元法建立了立磨機的離散元模型,從立磨機介質(zhì)球的運動規(guī)律和關(guān)鍵參數(shù)對立磨機磨礦性能的影響等方面開展了研究工作,主要內(nèi)容如下:(1)本文介紹了立磨機的發(fā)展歷史和應(yīng)用現(xiàn)狀,詳細(xì)敘述了離散單元法在磨礦設(shè)備中的研究現(xiàn)狀,同時對立磨機粉磨機理、磨礦介質(zhì)的動力學(xué)及關(guān)鍵參數(shù)的確定原則進行了分析。(2)運用離散單元法對立磨機內(nèi)介質(zhì)球的運動規(guī)律進行詳細(xì)地研究,通過離散元軟件建立數(shù)值模擬所需的仿真模型,主要對單個介質(zhì)球和整體介質(zhì)球進行研究,分別從力學(xué)、運動學(xué)以及能量角度進行分析。研究結(jié)果表明,介質(zhì)球在筒體內(nèi)的運動軌跡均為螺旋線,其中磨礦介質(zhì)球的速度、動能在攪拌器螺旋葉片邊緣達(dá)到最大值,磨礦介質(zhì)球的碰撞力、自轉(zhuǎn)角速度、轉(zhuǎn)動動能、碰撞能在攪拌器外緣達(dá)到最大值,同時,環(huán)形區(qū)內(nèi)介質(zhì)球的碰撞力和速度梯度均較大,因此環(huán)形區(qū)是重要的磨礦區(qū)域。(3)通過離散單元法研究了立磨機各關(guān)鍵參數(shù)對磨礦性能的影響規(guī)律,從而對關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化,選取的關(guān)鍵參數(shù)分別為轉(zhuǎn)速、攪拌器螺旋外徑、攪拌器螺旋升角,以碰撞力、碰撞個數(shù)、碰撞能、磨損量、功率和能量利用率等因素為磨礦性能的評價指標(biāo)。研究結(jié)果表明,在物料達(dá)到粉碎要求的前提下,立磨機應(yīng)選擇低轉(zhuǎn)速;筒徑比適宜的取值范圍是0.75 0.81,選取此范圍內(nèi)的筒徑比可以確定合適的攪拌器螺旋外徑;攪拌器螺旋升角選取在16°左右時,立磨機的能量利用率相對較強。(4)使用不同轉(zhuǎn)速和不同螺旋升角的攪拌器進行實驗室磨礦試驗,試驗結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)速升高,產(chǎn)品粒度逐漸變細(xì),同時能耗增加;當(dāng)選取的攪拌器螺旋升角為16°時,立磨機的產(chǎn)品粒度較細(xì)且能耗較低,說明了數(shù)值模擬的正確性和可靠性。本文通過離散單元法對立磨機進行建模仿真分析以及實驗室細(xì)磨實驗,研究了立磨機內(nèi)磨礦介質(zhì)球的運動規(guī)律和關(guān)鍵參數(shù)對立磨機磨礦效果的影響規(guī)律,為立磨機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化提供了參考依據(jù)。
【圖文】：

1-1 JM 立式螺旋攪拌磨機在羊拉銅礦的應(yīng)數(shù)值模擬研究立磨機內(nèi)磨礦介質(zhì)球的得了豐碩的成果，但是對于立磨機內(nèi)體系。Cleary 等人[5-6]在立磨機介質(zhì)球運動狀化以及介質(zhì)球能量吸收率、介質(zhì)球能散單元法對立磨機進行數(shù)值模擬研究換，研究結(jié)果顯示，磨礦介質(zhì)在筒體的剪切力最大，同時，環(huán)形區(qū)比上升機介質(zhì)球運動進行研究，，利用 EDE

Powell 和 McBride 等人研究了球磨機內(nèi)磨礦介質(zhì)的運動規(guī)律，并對磨礦區(qū)域進行劃分，分為球料肩、球料頭、截面中圖1-2 球磨機內(nèi)球料的運動狀態(tài)部、球料流動面等區(qū)域[27]。Rezaeizadeh 對球磨機進行數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果表明，增加球磨機轉(zhuǎn)速和襯板提升條數(shù)量且降低填充率可以提高磨礦介質(zhì)間的碰撞力和碰撞頻率，有利于提升球磨機磨礦效果[28]。Maleki-Moghaddam 對球磨機進行建模仿真研究，分析了磨機內(nèi)介質(zhì)球的運動情況，同時對模擬結(jié)果進行驗證，此外，還優(yōu)化了磨機的襯板結(jié)構(gòu)[29]。
【學(xué)位授予單位】：長沙礦冶研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD453

【參考文獻】

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本文編號：2598173