一种与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法

摘要

本发明涉及一种与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，属于选矿中的磨矿技术领域。该多面体介质结构为：建立在正四面体的基础上，以正四面体的棱长为半径的四个球相交部分所构成的几何体，该多面体介质材质为钢材；基于矿石力学性质确定所对应的钢球直径D

说明书

技术领域

本发明涉及一种与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，属于选矿中的磨矿技术领域。

背景技术

矿石是国家发展的重要战略资源，我国对各种矿石的需求在全世界都是数一数二的，国家各行各业的发展都离不开矿石资源。从微观角度看，每种矿石都具有它独有的性质，因此要想对矿石充分的利用，在其加工初期就需做最好的准备。矿石有很多种选别作业，但在此之前，它们都需经历磨矿作业。若矿石在磨矿阶段没有得到良好的处理，这对矿石后续的选别作业是极其不利的。矿石没有得到充分解离，或者其发生过粉碎的现象，都会对矿石资源的造成浪费，损害国家利益。

磨矿作业是在机械设备中，借助于磨矿介质和矿石本身的冲击和研磨作用，使矿石的粒度进一步变小，直至研磨到有利于后续选别的粒度。目的是使组成矿石的有用矿物与脉石矿物达到最大限度的解离，以提供在粒度上符合下一选矿工序要求的物料。

磨矿产品的粒度分布较粗或较细时，分选过程会受到影响，导致有用矿物的回收效率低下。因此，产品粒度分布的优化控制至关重要，

磨矿作业是实现矿物高效选择性分离的核心单元，而磨矿介质是影响磨机能耗、钢耗与磨矿产品粒度特性最重要的因素。在磨矿过程中，磨矿介质不仅是磨矿活动的执行者，同时也是能量的载体，决定了矿石的破碎行为和磨机的生产能力。当前的理论、试验、数值模拟研究以及选矿厂的工业应用主要以球形、棒形与短柱形为主，因此缺少对新型多面体磨矿介质的设计与研究。

在选矿行业中，磨矿介质的尺寸直接影响到磨矿效率、金属回收率及金属材料的消耗。因此，关于磨矿介质的尺寸的研究一直是本领域研究的重点。

研究磨矿介质的尺寸对磨矿破碎行为、磨矿产品粒度分布和矿物解离度分布的影响规律是极为重要的，因此研究磨矿介质尺寸与磨矿产品质量的匹配关系是提高磨矿产品质量、降低能耗的关键。

新型多面体是建立在正四面体的基础上，因此对正四面体充分的了解对新型多面体参数确定以及调整有很大帮助。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法。该方法解决了新型多面体介质的尺寸确定，可大大提高精确率，从而达到提高磨矿产品质量的目的。本发明通过以下技术方案实现。

一种与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，其具体步骤包括：

(1)设计新型多面体介质结构模型

该多面体介质结构为：建立在正四面体的基础上，以正四面体的棱长为半径的四个球相交部分所构成的几何体，该多面体介质材质为钢材；

(2)确定钢球直径

基于矿石力学性质确定所对应的钢球直径D

其中：γ

(3)根据等质量原则进行数学建模

根据以下公式得到新型多面体质量m

m

式中：m

m

V

ρ

R

根据等质量原则确定对应新型多面体介质质量，并对其进行数学建模：

m

式中：V

r—形成新型多面体的球体半径，cm；

(4)确定新型多面体介质直径D

V

r＝2.147R

即：

D

本发明的有益效果是：

(1)本发明简单实用，无需进行大量繁琐的计算，却可以获得更精确的磨矿介质尺寸，且新型多面体介质尺寸确定是与常规钢球尺寸确定相对应的。

(2)本发明计算过程简便，克服常规方法确定介质尺寸的缺陷且提高了精确性。

(3)本发明设计出来的新型多面体介质尺寸接触圆直径较钢球增大了30％。

(4)本发明新型多面体介质尺寸以及其他参数的确定有利于后续介质的改型。

附图说明

图1是本发明流程示意图；

图2是本发明新型多面体介质结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，以云南某铁矿场为例，该与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，其具体步骤包括：

(1)设计新型多面体介质结构模型

该多面体介质结构如图2所示：建立在正四面体的基础上，以正四面体的棱长为半径的四个球相交部分所构成的几何体，该多面体介质材质为钢材；

(2)确定钢球直径

采矿点共三个，出矿比例为30％、30％和40％，测定结果：各采矿矿石普氏硬度系数f

最后得出钢球直径为58.2mm。

(3)根据等质量原则进行数学建模：

m

(4)D

r＝2.147R

D

即D

实施例2

如图1所示，以江西某铜矿场为例，该与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，其具体步骤包括：

(1)设计新型多面体介质结构模型

该多面体介质结构如图2所示：建立在正四面体的基础上，以正四面体的棱长为半径的四个球相交部分所构成的几何体，该多面体介质材质为钢材；

(2)确定钢球直径

采矿点四个，出矿比例为20％、20％、30％和30％，测定结果：各采矿矿石普氏硬度系数f

最后得出钢球直径为71.2mm。

(3)根据等质量原则进行数学建模：

m

(4)D

r＝2.147R

D

即D

实施例3

如图1所示，以安徽某铜矿场为例，该与常规钢球相对应的新型多面体介质的等质量原则尺寸确定方法，其具体步骤包括：

(1)设计新型多面体介质结构模型

该多面体介质结构如图2所示：建立在正四面体的基础上，以正四面体的棱长为半径的四个球相交部分所构成的几何体，该多面体介质材质为钢材；

(2)确定钢球直径

采矿点共五个，出矿比例皆为20％，测定结果：各采矿矿石普氏硬度系数f

最后得出钢球直径为56.4mm。

(3)根据等质量原则进行数学建模：

m

(4)D

r＝2.147R

D

即D

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。