钾长石粉机械碾磨机理分析与实验研究

摘要

在实现钾肥自主化生产进程中，由于水溶性钾资源匮乏，对利用非水溶性钾资源认识和研究的不足，致使我国钾肥工业的发展经历了漫长而曲折的过程。当前钾肥自给率仍有50％的缺口，从长远来看，提高钾肥自主保障能力，实现其可持续发展，仍是我国钾肥工业急需解决的问题。因此，针对国内储藏丰富的非水溶性钾资源，采取机械力化学法，利用离子交换反应，制备钾肥，促进钾肥的生产，具有十分重要的意义。
　　论文结合碾磨机械的特点和发展趋势，以探讨在常温低压下基于机械力化学法实现钾长石提钾为目的，提出了基于机械碾磨运动实现机械力作用生产钾肥，针对机械碾磨机理进行了理论分析和实验研究。首先，从钾长石提钾工艺着手，研究机械力在制取钾肥过程中的作用，并开展机械力测试实验，收集实验数据，通过MATLAB分析获取合适的机械力参数。其次，从碾磨结构着手，基于碾磨结构原型，进行了动力学分析，并建立了虚拟样机模型，进行Adams动力学分析，研究碾磨结构和碾磨力的变化关系。最后，制定碾磨机生产实验方案，研制碾磨机，包括碾磨装置、温控装置、密封装置、搅拌装置、碾磨机机内压力控制等等，并对整个装置进行调试和钾肥生产实验，分析实验结果，论证机械碾磨研究结果。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景及意义

1．3 矿物钾肥生产及碾磨机理研究现状

1．3．1 矿物钾肥生产研究现状

1．3．2 碾磨机理研究现状

1．4 论文的主要内容与结构安排

1．4．1 论文的主要内容

1．4．2 论文的结构安排

1．5 本章小结

第二章 钾长石提钾工艺中机械力分析方法

2．1 钾长石晶体学基础

2．1．1 晶体的定义

2．1．2 晶体的基本性质

2．2 钾长石结构

2．3 钾长石提钾工艺

2．4 钾长石提钾原理与机械力

2．4．1 钾长石提钾原理

2．4．2 机械力的作用

2．5 粉末衍射法测定晶格结构变形

2．5．1 X射线概述

2．5．2 X射线的衍射

2．5．3 布拉格方程

2．5．4 衍射样条的处理

2．6 本章小结

第三章 碾磨机械力测试实验

3．1 实验方案设计

3．1．1 实验目的

3．1．2 台架总体结构

3．1．3 碾磨力的调节和测定

3．1．4 碾磨方式

3．2 碾压应力计算

3．2．1 钾长石粉的粉体特性

3．2．2 宏观应力与微观应力

3．2．3 碾料应力的求解

3．3 机械力测试实验

3．3．1 实验台架

3．3．2 实验过程

3．4 实验数据处理

3．4．1 碾压应力计算结果

3．4．2 XRD数据处理

3．4．3 结果分析

3．5 本章小结

第四章 碾磨结构及结构参数分析

4．1 碾磨结构

4．1．1 碾磨结构概述

4．1．2 碾磨结构选择

4．2 碾磨结构运动学分析

4．2．1 建立运动学模型

4．2．2 碾轮运动学计算

4．3 碾磨结构动力学分析

4．3．1 碾磨运动过程

4．3．2 虚拟样机模型建立

4．3．3 多体系统动力学方程及数值求解

4．3．4 回转速度与碾磨力的关系

4．3．5 碾轮重量与回转速度的选择

4．4 碾轮结构参数的设计

4．5 本章小结

第五章 钾长石粉碾磨机研制及生产实验

5．1 碾磨机生产实验方案

5．1．1 矿物钾肥实际生产概况

5．1．2 碾磨实验方案设计

5．2 碾磨结构设计

5．2．1 碾轮的设计

5．2．2 结构参数的设计

5．3 实验碾磨机的设计

5．3．1 动力传动设计

5．3．2 加热温控设计

5．4 碾磨机钾肥生产实验

5．4．1 实验碾磨机调试

5．4．2 生产实验过程

5．5 结果分析

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况