[發明專利]一種基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法

在審

• 申請號: 202110799986.3
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113522528A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張琳;簡勝;張晶;呂向文;楊林;趙敏捷;唐鑫;謝峰;閆森;刁微之
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院有限公司
• 主分類號: B03D1/00
• 分類號: B03D1/00;B03B1/00;G06F17/11;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 云南律翔知識產權代理事務所(普通合伙) 53219
• 代理人: 謝喬良

1.一種基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于包括礦物制備及表征分析、試驗因素選取、部分因子試驗、響應曲面設計和分析、選礦工藝確定步驟，具體步驟內容為：

A、礦物制備及表征分析：將礦樣破碎至2~3mm以下后混勻，選取混勻后的部分礦樣磨礦，然后對礦樣的表征進行分析；

B、試驗因素選取：根據表征分析結果，選取若干個對選礦指標作為考察因素，同時根據實際確定選礦指標；

C、部分因子試驗：將選取的考察因素作為部分因子設計的自變量，選礦指標作為因變量，采用部分因子法進行設計并選礦試驗，然后根據試驗結果進行方差和顯著性分析；

D、響應曲面設計和分析：根據部分因子試驗的分析結果為依據，對各因素的顯著性進行排序，選取排序靠前的至少2個因素作為響應曲面設計的自變量，部分因子試驗的選礦指標作為響應曲面設計的因變量并進行試驗；

利用Minitab或Design expert軟件對試驗結果進行優化擬合，確定每個自變量的最佳參數水平范圍，每個自變量至少設計一高一低兩水平，分別記為“+”和“-”；

建立因素水平表，進行響應曲面設計得出二次回歸方程，建立響應曲面模型Y；

根據試驗結果對響應曲面模型Y進行響應曲面擬合，生成響應面圖模型Y’得到最值，最值一般存在于曲面最高點或邊界點，其對的值為自變量的最優化指標；

E、選礦工藝確定：選取D步驟中最優化的自變量指標和未被選作響應曲面設計自變量的因素取值的中心值，共同作為選礦工藝的操作條件。

2.根據權利要求1所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述A步驟中，混勻后的部分礦樣磨礦細度的確定是通過在不同時間條件下將礦物磨至不同的粒度范圍，通過篩分確定出-200目礦物所占的比例，然后擬合出一條磨礦時間同磨礦細度的曲線，用以確定后續試驗所需要的不同的磨礦細度條件所需的磨礦時間。

3.根據權利要求1所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述A步驟中，對礦樣的表征進行分析包括多元素分析、物相分析和/或XRD分析。

4.根據權利要求1、2或3所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述B步驟中，根據A步驟表征分析的結果結合預采用的選礦方式，選取若干個對選礦指標有影響的因素進行單因素試驗，以考察各因素對于選礦指標影響的顯著性大小，根據影響的顯著性大小選取全部或部分因素作為考察因素。

5.根據權利要求4所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述C和/或D步驟中，采用Minitab或Design expert軟件進行分析或響應曲面擬合。

6.根據權利要求5所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述D步驟中，選取排序靠前的2~4個因素作為響應曲面設計的自變量，同時選取1~3個選礦指標作為響應曲面設計的因變量；

其中，2個因素作為響應曲面設計的自變量，1個選礦指標作為響應曲面設計的因變量時，響應曲面模型Y為：

其中，3個因素作為響應曲面設計的自變量，3個選礦指標作為響應曲面設計的因變量時，響應曲面模型Y為：

其中：Y為選礦指標，X₁、X₂及X₃為考察因素，α、β及γ為系數。

7.根據權利要求6所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述選礦工藝為膠磷礦浮選工藝，所述B步驟中選取磨礦細度、抑制劑用量、捕收劑用量、礦漿溫度及礦漿PH值作為考察因素，同時選取浮選回收率、精礦品位作為選礦指標Y。

8.根據權利要求7所述基于部分因子設計和響應曲面法優化選礦工藝的方法，其特征在于所述抑制劑選用水玻璃和木質素磺酸鈉按1:2配制，所述捕收劑選用氧化石蠟皂和磷酸單酯按1:1比例配制，所述礦漿溫度的控制是將礦漿置于燒杯中在水浴鍋中加熱至一定溫度后倒入浮選槽中進行調漿，所述礦漿PH值調整選用碳酸鈉。