【摘要】：立式螺旋攪拌磨機(jī)簡(jiǎn)稱立磨機(jī),具有能量利用率高、產(chǎn)品粒度細(xì)、研磨機(jī)理優(yōu)越、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),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(jī)內(nèi)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是磨礦理論的核心問(wèn)題之一,由于立磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外學(xué)者難以對(duì)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)建立一套完整的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)各關(guān)鍵參數(shù)對(duì)立磨機(jī)磨礦性能的影響規(guī)律尚未明確,致使立磨機(jī)的參數(shù)優(yōu)化和大型化設(shè)計(jì)缺乏必要的理論依據(jù)。因此,本文在綜述立磨機(jī)發(fā)展和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了立磨機(jī)粉磨機(jī)理和關(guān)鍵參數(shù),運(yùn)用離散單元法建立了立磨機(jī)的離散元模型,從立磨機(jī)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和關(guān)鍵參數(shù)對(duì)立磨機(jī)磨礦性能的影響等方面開(kāi)展了研究工作,主要內(nèi)容如下:(1)本文介紹了立磨機(jī)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(shí)對(duì)立磨機(jī)粉磨機(jī)理、磨礦介質(zhì)的動(dòng)力學(xué)及關(guān)鍵參數(shù)的確定原則進(jìn)行了分析。(2)運(yùn)用離散單元法對(duì)立磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)地研究,通過(guò)離散元軟件建立數(shù)值模擬所需的仿真模型,主要對(duì)單個(gè)介質(zhì)球和整體介質(zhì)球進(jìn)行研究,分別從力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及能量角度進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,介質(zhì)球在筒體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡均為螺旋線,其中磨礦介質(zhì)球的速度、動(dòng)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(dòng)動(dòng)能、碰撞能在攪拌器外緣達(dá)到最大值,同時(shí),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(guò)離散單元法研究了立磨機(jī)各關(guān)鍵參數(shù)對(duì)磨礦性能的影響規(guī)律,從而對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)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(gè)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(píng)價(jià)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(jī)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(shí),立磨機(jī)的能量利用率相對(duì)較強(qiáng)。(4)使用不同轉(zhuǎn)速和不同螺旋升角的攪拌器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室磨礦試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)速升高,產(chǎn)品粒度逐漸變細(xì),同時(shí)能耗增加;當(dāng)選取的攪拌器螺旋升角為16°時(shí),立磨機(jī)的產(chǎn)品粒度較細(xì)且能耗較低,說(shuō)明了數(shù)值模擬的正確性和可靠性。本文通過(guò)離散單元法對(duì)立磨機(jī)進(jìn)行建模仿真分析以及實(shí)驗(yàn)室細(xì)磨實(shí)驗(yàn),研究了立磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和關(guān)鍵參數(shù)對(duì)立磨機(jī)磨礦效果的影響規(guī)律,為立磨機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)在羊拉銅礦的應(yīng)數(shù)值模擬研究立磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)球的得了豐碩的成果，但是對(duì)于立磨機(jī)內(nèi)體系。Cleary 等人[5-6]在立磨機(jī)介質(zhì)球運(yùn)動(dòng)狀化以及介質(zhì)球能量吸收率、介質(zhì)球能散單元法對(duì)立磨機(jī)進(jìn)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(shí)，環(huán)形區(qū)比上升機(jī)介質(zhì)球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，，利用 EDE

Powell 和 McBride 等人研究了球磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并對(duì)磨礦區(qū)域進(jìn)行劃分，分為球料肩、球料頭、截面中圖1-2 球磨機(jī)內(nèi)球料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)部、球料流動(dòng)面等區(qū)域[27]。Rezaeizadeh 對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，研究結(jié)果表明，增加球磨機(jī)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(jī)磨礦效果[28]。Maleki-Moghaddam 對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行建模仿真研究，分析了磨機(jī)內(nèi)介質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)情況，同時(shí)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，此外，還優(yōu)化了磨機(jī)的襯板結(jié)構(gòu)[29]。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙礦冶研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD453

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598173