用于对粒状材料在承受冲击时的破碎属性进行预测的方法技术

一种用于对粒状材料在承受冲击时的破碎属性进行预测的方法，所述方法包括：使用如下公式为粒状材料计算破碎指标：破碎指标＝Ｍ｛Ｉ－ｅｘｐ［－ｆ↓［ｍａｔ］　ｘ　ｋ－Ｅ］｝，其中：Ｍ表示粒状材料的颗粒的最大破碎；ｆ↓［ｍａｔ］为材料参数，所述材料参数为颗粒尺寸和正在被破碎的粒状材料的函数；ｘ为冲击前的粒状材料的初始颗粒尺寸；Ｅ为施加于粒状材料的比能量的大小；以及ｋ为具有比能量Ｅ的冲击的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本专利技术特别涉及用于在含有要提取的矿物的进料矿石承受粉碎操作 中所出现的沖击类型时对破碎颗粒的尺寸分布进行预测的方法。粒状矿石材料接受粉碎，用以在下游的矿物处理IMt中对有价值的矿物进行^^取之 前，减小颗粒的尺寸并减小颗粒尺寸的范围，这些下游的矿物处理^^作通 常可以包括湿法冶金^Mt或火法冶金操作。因此，本文l^参考此实例应 用对本专利技术进行描述将是方便的。然而，可以清楚地理解的是，本专利技术具 有更广泛的应用。
技术介绍
在诸如粉碎机和破碎机的装置中颗粒的粉碎或破碎是重要的矿物处理操作。这些操作从矿山接收矿山矿石的运转(run)，并IC^在矿石承受 进一步的处理以释放矿石内的矿物价值之前减小颗粒的尺寸。所安装的粉 碎机和破碎机的资金成;M目当地高。进一步地，粉碎机和破碎机的能量需 求也很高，M入能量转换成颗粒的破碎的效率相当地低。结果，产生了 开发对这些过程的改进的理解的需求，以使得工程师更有效率地对这些过 程进行操作。矿物处理操作的建模是用于此目的的矿物处理操作所广泛使用的工 具。这些模型帮助对该过程进行理解并能够被用于过程开发中，优化工厂 性能且还能够被用于新工厂的设计中。特别是，例如，模型能够被工程师 用来帮助理解粉碎机中颗粒的破碎。此理解继而能够引导工程师对粉碎机 设置进糊整，这能够使得粉碎机中的操作更有效。模型还能够被用于工厂性能的仿真。诸如自磨机(AG)和半自磨机 (SAG)、球磨机和破碎机的粉碎装置的仿真被采矿业广泛地用于工厂的 设计和优化以及一般的故障诊断。然而，易于理解的是，任何仿真模型的值都有赖于用来定义粉碎机或破碎机中颗粒破碎的模型的潜在的精确度 和有效性。申请人提供涉及各种粉碎装置的仿真服务，并意识到其仿真中 所使用的许多破碎函数的局限。申请人因此认识到对从粉碎装置中所出现的冲击类型所引起的颗粒破碎的建模所作的^r改进可获得的益处。 在粉碎过程的建模中，需要确定作为冲击的结果所产生的子颗粒的可能的尺寸分布。进一步地，需要理解i^颗粒尺寸对产品颗粒尺寸分布的作用以及由冲击施加于颗粒的能量的影响。此过程中的第 一步是以 一定冲击能量和进料颗粒尺寸的函数来获得 对于产品颗粒分布的实验数据。这是通过进行现有技术中已知类型的颗粒 破碎试验来完成的，如吊摆试验和跌落试验。这些试验包含使某尺寸的颗粒承受比能量(specific energy)的冲击 并随后对破碎指标进行测量，该破碎指标能够被转换成作为结果的颗粒的 尺寸分布。这些试验为各颗粒的破碎产生产品颗粒尺寸分布，该产品颗粒 尺寸分布为它们的尺寸以及所施加的产生破碎的比能量的量的函数。颗粒尺寸分布(PSD)能够通过图的方式来表示，该图示出了相对于 x轴上的不同颗粒尺寸所绘制的y轴上的各种尺寸的相对数量。作为碰撞 或冲击的结果所产生的一组破碎颗粒或产品颗粒的颗粒尺寸分布能够通 过颗粒尺寸分布图的方式来表示，例如累积尺寸分布，该累计尺寸分布相 对于该颗粒尺寸绘出一组某尺寸以下的>^，粒的累积重量百分比。小于 给定尺寸的颗粒的重量百分比由分类来确定。图l示出了冲击所产生的破 ，粒的累积尺寸分布的图。由于通过诸如附图说明图1所示的PSD曲线来描述作为碰撞结果的破碎颗粒 的尺寸分布是可能的，这一
中t艮出了用于表示此信息的其他途 径。一种这样的技术是通过被称为t1Q指标或产品细度指标的方式来表示 此信息。实质上，tK)指标提供了要获得完整PSD的所有必JHT息。通过 已知为t曲线族的图的方式，tw指标能够被转换成完整的PSD曲线，该t 曲线族最先是由Narayanan公开的。图2示出了 t曲线族的图。以下将对 t曲线的形式以及衍生它们所采用的方式进行讨论。落重试验使得比能量的冲击被施加到颗粒，该冲击所引起的破碎颗粒 被收集并l^被分类。使用不同尺寸的标准的一套筛网对破，粒进行分类。通过每个筛网的离散的重量百分比^被转换成通过该筛子的i^F颗 粒的累积重量百分数。随后通过本领域中已知的三次样条计算从累积PSD来计算通过筛子 的颗粒的重量，这些筛子具有初始筛子尺寸的l/50th、 l/25th、 1/4和1/2的尺寸。通过l/75也筛子的累积重量百分比被称为t75指标，通过1/5(^筛子的量被称为ts。指标，通过l/10th筛子的量被称为tw指标等等。通过重复跨越不同能量等级的过程，能够建立一套tn指标，这些指标提供可获得t曲线族的数据。在图2中， t2S、 b。等指标相对于X轴上的b。指标被绘制在y轴上。包括Narayanan在内的本领域中几个独立的研究者已经确认t曲 线所定义的数学关系确实准确地表示了在不同能量等级的颗粒的破碎，且 此曲线族对于岩石材料基本上通用。因此，在对于给定的材料没有t曲线族的具体数据时，可以使用应用 于诸如岩石的大多数材料的默认的一套曲线。然而，如果所使用的材料的 破碎特性与岩石的破碎非常不同，则可以使用用于该特定材料的实际的破 碎试验结果来生成t曲线族。然而，对于大多数矿物矿石这不会是必须的， 可以使用默认的该套曲线。更进一步地，某些材料的t曲线上的一些公开 的信息是以参考表的形式出现的。t曲线很有用，因为一旦t^对于材料被确定，例如，作为跌落试验的 结果被确定，则t曲线能够被用于把^值转化成或转换成如图1所示的 完整的累计颗粒尺寸分布。另一方面，t10指标是用于表示颗粒尺寸分布 的方便的简化形式，该颗粒尺寸分布能够从文献中已有的t曲线或参考表 来获得，或者从该材料的实际破碎试验所衍生的t曲线来获得。通it^x轴上所测量的tw指标来延伸垂直线并与tn曲线相交获得t2、 t4、 t25、 t5。和t7S的制图点来从t曲线族获得PSD。这些点1^#被用来绘制出累积、PSD。如上所述，t^指标是通过具有承受冲击的颗粒的初始平均尺寸l/10th 的开孔的筛子的 一组破碎颗粒的重量百分比。它是冲击所产生的 一组颗粒 的细度的大小。tw的值越高，产品组中的细粒的重量越大。申请人一度使用t1Q指标作为^^碎颗粒组的颗粒尺寸分布的大小或标 志(fingerprint)。它是方便的工具，因为一旦^指标被建立，则从t曲线就能够获得完整的累积PSD。由于在一些方面用来定义产品细度的t10 的具体选择是任意的，它在该领域中成为广泛被使用的，这是为什么在本 说明书中作为重点的原因。如以上所简单表明的，落重试验被用来为承受冲击试验的颗粒计算产 品细度指标t1(),一旦tn)对于试验颗粒被计算出，试验数据就被拟合到模型来为该矿 石计算特定于材料的M。 一旦这些^lt被确定，它们就被引入该模型中。 模型仅能够在这些参数被计算出之后被用来对破碎颗粒的尺寸分布进行 预测。现有技术中所^吏用的用来对作为经受冲击的颗粒的结果的J^碎颗粒 的分布进行预测的模型为如下公式(以下称为现有技术JK模型)。t10=A(l-e-bEcs) (1) 其中tw指标为通过具有试验颗粒的初始平均尺寸1/10*的网眼开孔的筛子 的颗粒的初始质量的重量百分数；Ecs为用kWh/t来表示的应用于冲击的粉碎比能量；A和b为有赖于材料的冲击破碎M,例如，矿石正在被破碎，那么 对于不同的矿石并考虑到不同矿石的不同的破碎行为，这些参数是不同 的。此模型是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对粒状材料在承受冲击时的破碎属性进行预测的方法，所述方法包括：　使用如下公式为粒状材料计算破碎指标：　破碎指标＝Ｍ｛１－ｅｘｐ［－ｆ↓［ｍａｔ］.ｘ.ｋ.Ｅ］｝　其中：　Ｍ表示粒状材料的颗粒的最大破碎；　 　ｆ↓［ｍａｔ］为材料参数，所述材料参数为颗粒尺寸和正在被破碎的粒状材料的函数；　ｘ为冲击前的粒状材料的初始颗粒尺寸；　Ｅ为施加于粒状材料的比能量的大小；以及　ｋ为具有比能量Ｅ的冲击的数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：施逢年，托尼科约维奇，
申请(专利权)人：昆士兰大学，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]