[發明專利]基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨機鋼球尺寸的方法

在審

• 申請號: 202210864509.5
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115138447A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 駱忠;肖慶飛;方雨;李永祥;陳天樂;李娜;周強;李海斌;朱有軍;張紅星
• 申請（專利權）人: 玉溪礦業有限公司;昆明理工大學;云南銅業股份有限公司
• 主分類號: B02C17/10
• 分類號: B02C17/10;G06F17/10
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 許競雄

1.一種基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：根據半自磨機內徑，磨機轉速率，從原礦礦石性質和礦塊顆粒出發，通過礦塊抵抗破碎能力的角度出發推導出適宜的半自磨機鋼球尺寸；包括以下步驟：

1)確定鋼球運動速度；

2)測定礦石性質；

3)選定磨礦條件；

4)確定綜合修正系數；

5)確定礦塊抵抗破碎的能量；

6)鋼球尺寸計算。

2.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟2)中，測定礦石性質包括礦石單軸抗壓強度σ_壓，礦石單軸抗壓強度σ_壓通過巖礦力學性質測定。

3.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟3)中，選定磨礦條件包括半自磨機內徑R和磨機轉速率ψ。

4.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：在步驟3)中，選定磨礦條件的時候，確定鋼球密度ρ和被破碎礦石直徑d。

5.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟1)中，根據戴維斯鋼球運動理論鋼球在磨機內主要以拋落且鋼球的徑向分速度用于沖擊礦石做功，設在礦漿中的有效密度為ρ_e密的鋼球在磨機內運動，其徑向分速度v_n為沖擊礦石的分速度為：v_n，則：鋼球落下高度H的絕對值為：

由運動速度推出：

y_B＝-4Rsin²αcosα；

H＝4.5Rsin²αcosα；

鋼球被拋出后，X軸方向做自由落體運動，到達回落點B的垂直速度Vy為：

而

v²＝gR cosα；

v_y＝3v sinα；

鋼球被拋出后，Y軸方向的水平速度Vx為：

v_x＝v cosα；

故合速度為：

v_p²＝v_x²+v_y²＝v²cos²α+9v²sin²α；

將Vp的水平分速度Vx和垂直分速度Vy投向徑向分速度Vn的方向上有：

將此式展開及化簡后，整理得：

v_n＝8v sin³αcosα。

6.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟3)中，選定磨礦條件時，磨機線速度v與鋼球脫離角α有如下關系：

因G＝mg且球磨機轉速率與鋼球脫離角α存在關系整理上式可知鋼球沖擊礦石動量為：

7.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟5)中，在半自磨磨礦的過程中，鋼球對礦塊主要以沖擊粉碎為主，磨剝為輔，因此用礦塊的抗沖擊能力來表示它們的抗破壞性能，礦塊的抗沖擊強度是單軸抗壓強度的十分之一，即：

設礦塊均為直徑為d的球形狀，其截面面積為：

則礦塊具有抗沖擊破壞力F_抗為：

根據P.A.羅金提出的粉碎假說，粉碎直徑為d的礦塊所需要的破碎功，在數值上相當于礦塊的抗沖擊破壞力作用在鋼球直徑d的距離上，礦塊才能被分離開來，礦塊破碎功的表達式為：

8.根據權利要求1所述的基于鋼球與礦石碰撞能量確定半自磨鋼球尺寸的方法，其特征在于：步驟6)中，當鋼球所攜帶的動量大余礦塊抗破碎能量時，礦塊發生破碎行為，即：

鋼球的質量為：

針對特定粒徑的礦塊，結合段氏球徑半理論公式中綜合修正系數K_c,半自磨最佳鋼球尺寸為：