破碎磨矿技术的研究和进展03

34矿石破碎特征测试•••••应该把矿石特性（内因）和设备操作因素（外因）对生产的影响区分开建立破碎和能量之间的定量关系预测为取得要求的产品所需的设备功率普遍用于设备选择，流程设计，数学模型和仿真计算JK矿物研究中心从80年代就进行矿石破碎特征测试的研究35矿石破碎特征测试在JKMRC的发展•双摆锤撞击(1985-1994)•落锤试验[DWT](1994-now)•抛射试验[JKRBT](2006-now)DWT（落锤）JKRBT（抛射）TwinPendulum(双摆）粒度(mm)颗粒数比能量Ecs(kWh/t)-63+53100.100.250.4-45+37.5150.100.251.0-31.5+26.5300.251.02.5-22.4+19300.251.02.5-16+13.2300.251.02.536DWT操作条件37落锤试验的能量计算Ecs–比能量,kWh/tM–落锤质量,kgg–重力常数,9.8m/s2h–落锤高度,mm–颗粒质量,kg38破碎产品的细度(t10)t10–破碎产品通过1/10给料粒度的累计产率for-45+37.5mmfeedsize,thegeometrymeanis•••1/10thofthemeanfeedsizeis4.11mm.t10=20meansthatthebreakageproductcontains20%passing4.11mmparticles.t10越大表示产品越细。在相同输入能量下，t10越大表示矿石越容易破碎。JKMRC破碎模型T10(%)0.251.02.543.219.85.4A*b=23(hardore)t10A1exp(bEcs)SpecificEnergy(kWh/t)•Axb–矿石硬度指数•JKSimMet采用•矿山公司广泛使用3940破碎产品的粒度分布Eachverticalsectionrepresentsasizedistribution•来源不同的数据表明多种矿石遵从tn-t10家族曲线关系•知道t10，就知道其它tn参数•产品的粒度分布可以从tn参数得到t10(%)矿石粒度对破碎结果的影响b.Ecst10A1eMtCoothaquarrymaterial60504030200.02.04.06.0Ecs(kWh/t)4110.3mm14.5mm20.6mm28.9mm41.1mm57.8mm10Calculated0•在相同的能量作用下，大颗粒的t10更大•JK破碎模型取粒度平均值42b.Ecst10A1e新的破碎特征模型AxbMfmat.xt10M1expfmatxkEcsEmin9.5-11.2mm13.2-16.0mm26.5-31.5mm37.5-45.0mm53.0-63.0mmCalculatedmmmmmmmmmmt10(%)t10(%)模型拟合的对比t10A1eb.Ecs•已经用几百套DWT和JKRBT数据验证过•数据包括各种矿石和硬度（Axb=25-200）43706050403020100024681012Ecs(kWh/t)t10M1expfmatxkEcsEmin70605040302010001234fmat.x.k.(Ecs-Emin)44落锤试验的局限•••耗时长（5粒级x3破碎能量）无法用高能量处理大颗粒颗粒的质量影响比能量Cum.%Passing45动能破碎的概念200801000.1110100Size(mm)Product-pred6040Product-meas从矿石破碎参数和输入的能量预测产品(Kojovic,1995)RotorGuidedChannelStatorandAnvil从产品和输入的能量预测矿石破碎参数(Shietal,2006)46试验样机47AssemblyVacuumUnitRecoveryBinBaseFrame旋转式抛射破碎特征测试机(JKRBT)LidAssemblyVibratingFeederLinearActuatorHMIControls0.5C2比能量的计算•抛射过程的比能量与矿石的质量无关:22Ekm0.5Vi0.5mVimEcs2Ecs2Nr603600设备常数C小于1，用高速摄像机进行校正484913.2-16.0mmV=48m/sEcs=0.3kWh/t6.7–9.5mmV=121m/sEcs=2.0kWh/t破碎瞬间HighEnergyLowEnergy50••2005年7月：试验样机在JK组装2006年6月：向矿业公司演示•••2006年8月：JKRBT研究课题AngloPlatinum第一家赞助商工业设备由RusselMineralEquipment(RME)生产•2007年3月：第一台JKRBT安装于AngloResearchJKRBT抛射破碎的工业化进展HMIControlsAssemblyRecoveryBinStator/Anvil•8台设备目前在世界各地运行–Anglo(2),Barrick,BHPB,RioTinto,Teck,Lonmin，JKMRC,JKTechRotorVacuumUnitBaseFrameJKRBT现场培训AngloRioTinto51特点优势处理更多颗粒减小统计误差更宽的粒度和能量范围3.5–45.0mm@0.001-3.9kWh/t快速测定矿石破碎参数现场生产即时控制比能量准确控制减小颗粒质量和形状对破碎结果的影响重复性好不必在给料准备过程中对颗粒质量的挑选和控制52JKRBT的特点53工业应用矿石测试(研究)矿石测试(商业服务)54破碎磨矿数学模型和生产优化55林奇教授（A.Lynch）在1970年的预见•建立矿石破碎特征和设备的数学模型;•将这些数学模型用于选矿回路的仿真，设计和最佳化。56预见成为现实•出版三本书:–A.Lynch,1977:Mineralcrushingandgrindingcircuits–theirsimulation,optimisation,designandcontrol.–T.Napier-Munnetal,1996:Mineralcomminutioncircuits:theiroperationandoptimisation.–B.Wills&T.Napier-Munn,2007.MineralProcessingTechnology57软件的开发•软件包:––––JKSimMetJKSimFloatJKSimBlastJKMetAccount58破碎，磨矿和分级的静态模拟器••••物料平衡模型参数拟合过程仿真计算确定最佳操作条件JKSimMet模型建立的基本思路矿石的破碎特征（内因）设备模型（外因）给矿（粒度，处理量）产品粒度分布设备功率消耗5960JKSimMet包含的设备模型••••••破碎机（颚式破碎机，圆锥破碎机，对辊机）高压对辊机球磨机，棒磨机，细磨机自磨机，半自磨机筛分设备水力旋流器61JKSimMet现状•世界上销售量最大，使用最广的选矿软件•超过300单位使用JKSimMet–生产单位用于优化操作–工程单位用于流程设计–大学用于新一代工程师的训练JKDropWeightJKSimM