碎磨功耗理论的发展与展望

矿山碎磨作业电力消耗占据全球总电力消耗的近2%,同时也是矿山生产中能耗最高的作业单元。碎磨流程能耗预测是碳排放和能源管理、矿山生产管理和数字矿山建设必不可少的重要环节。对基克、雷廷格和邦德等关于碎磨功耗的三大经典理论进行了回顾,着重介绍了邦德理论的发展历程并讨论了其在现代碎磨流程生产实践中应用的局限性。对上世纪70年代以来陆续提出的多种新的碎磨功耗理论进行了介绍,并讨论对比了邦德理论模型和新的理论模型对碎磨流程单位能耗的预测精度。总结了碎磨功耗理论模型在碎磨工艺流程设计与设备选型、碎磨流程运行效率评估与优化、金属矿山生产能力预测与管理以及金属矿山碎磨能耗碳评估模型等4个方面的应用价值。尽管该领域自主知识产权上的不足对我国数据安全和矿山生产造成了障碍,但随着国内矿山数字化智能化建设的飞速发展,我国碎磨功耗理论模型必将在较短时间内迎来显著的突破。

基于球磨机放大数学模型的钢球与钢锻磨矿效率对比研究——以某钨矿石为例

钢球与钢锻作为磨矿介质在磨矿效率上的差异长期存在争议,基于实验室试验和磨矿流程模拟,对钢球和钢锻在实验室球磨机和工业磨矿回路的表现进行了对比。对云南某钨矿石进行了增强型邦德球磨功指数试验,并采用理想混合模型对2种磨矿介质在实验室试验中的破碎率参数(r/d)进行了计算。根据实验室试验获得的破碎率参数,采用球磨机放大数学模型预测了工业规模球磨磨矿回路的循环倍率和产品粒度。结果表明,尽管2种介质可以在实验室试验中获得相近的邦德球磨功指数,但在粗粒端钢锻产生的破碎率参数比钢球更大,在细粒端则相反。在工业规模球磨磨矿回路中,当循环倍率接近时,2种介质产生的旋流器溢流产品粒度分布总体较接近,但相比于钢球介质,钢锻的产品粒度分布更均匀,粗颗粒含量和细颗粒含量均少于对应的钢球产品。由于最终产品粒度分布曲线形状上的差异,对钢球与钢锻磨矿效率进行比较时,可能会受到所选磨矿细度衡量指标(P80或-0.075 mm含量)的影响。因此,应当结合矿石的实际解离特征和浮选作业的具体需求,来决定采用哪种磨矿细度衡量指标进行评估。

多宝山铜矿石高压电脉冲破碎预处理试验研究

通过对比高压电脉冲破碎和机械破碎对多宝山铜矿石性质和浮选指标的影响,探索了高压电脉冲破碎预处理对矿石的促进解离、预弱化和预富集等作用效果。采用自制高压电脉冲处理系统在140 kV下对26.5~31.5 mm粒级多宝山铜矿石进行了预处理,并与同条件下的机械破碎产品对比。分别测定了高压电脉冲破碎产品和机械破碎对比样品的硬度指标A×b值、邦德球磨功指数、Cu品位分布、单体解离度和可浮性。结果表明,相比机械破碎产品,高压电脉冲破碎产品的硬度指标A×b值提高了33.9%~39.8%,邦德球磨功指数降低了3.6 kWh/t;高压电脉冲破碎产品的Cu品位随粒度减小而快速增大,能够将69.2%的Cu元素预富集到产率为36.1%的-13.2 mm粒级破碎产品中;通过促进矿物单体解离,高压电脉冲破碎能够将Cu的浮选回收率提高2.33个百分点,精矿铜品位提高约1个百分点。试验结果可以为低品位铜矿石的高效低耗回收提供参考。

Relationship between coal size reduction and energy input in Hardgrove mill

Hardgrove grindability index （HGI） is an important indicator of coal grindability, and is one of the most important parameters to determine the capacity of coal pulverizer in power station. However, HGI is an empirical grindability index without linkages to any known physical parameters. To investigate the effect of energy input on the grinding in Hardgrove mill. a T20WN torque meter was installed on the shaft of a modified Hardgrove mill to record the torque driving the mill. Samples from four kinds of coals with HGI ranging from 36 to 72 were prepared according to the procedure of standard HGI test and ground in a modified Hardgrove mill at different revolutions. The relation of sample size reduction degree to specific comminution energy （Ecs） was studied with Shi-Kojovic model, The results show that Shi-Kojovic model predicted well the coal size reduction degree with Ecs in Hardgrove mill. The griadability index given by Shi-Kojovic model has a similar trend with HGI. The relation of sample size reduction degree to Ecs reveals that HGI has a non-linear relationship with effective specific energy in Hardgrove mill, which explains the non-linear relation of HG1 to industrial pulverizer capacity.