浮选机工作原理视频(楚长青等：基于矩阵PBM 的煤粉超细粉碎过程研究)

Posted 2023-05-31

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浮选机工作原理视频(楚长青等：基于矩阵PBM 的煤粉超细粉碎过程研究)

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作者

楚长青¹,赵冰龙²,白雪涛³,吴昌宁¹,翁力¹,李国涛¹,刘科^1,2,3

作者单位

1. 南方科技大学前沿与交叉科学研究院；2. 南方科技大学创新创业学院；3.南方科技大学理学院

摘要

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。

通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1.5L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型——矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。

通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小。

基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi 的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式。

研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的。

建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0.3~1.8mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。

作者简介

楚长青，男，1986年11月7日生，山东潍坊人，博士，现任南方科技大学清洁能源研究院助理教授。2013年获得天津大学化学工程系硕士学位，2016年获得中国科学院大学博士学位。在量子化学模拟方面具有丰富的经验，曾获荷兰皇家壳牌能源研究与创新卓越奖一等奖，发表论文11篇，主持或参与完成多项国家自然科学金项目。

研究方向

计算材料、矿物粉碎动力学、矿物浮选过程

主要成果

致力于材料表/界面微观层面的量子化学理论计算、新型的超细研磨设备的开发和物料粉碎过程优化以及浮选过程的工艺及动力学研究，取得多项创新性成果。目前研究内容涉及矿物超细粉碎-高效解离-梯级预矿化加静态浮选过程的单元开发和工艺整合以及跨尺度的理论建模，为低质煤的综合利用提供经济和技术可行的解决方案。

部分图片

1.5L立式搅拌球磨机

实验检测和M-PBM模拟的不同时间点的产品粒度分布

研磨能耗E的实验值和预测值

部分表格

3种煤样的工业分析

球磨机出料的筛下累积粒度分布

田口(Taguchi)正交实验

正交实验的M-PBM回归参数

1.8，0.8，0.3mm磨介实验测量与M-PBM+R-R粒度分布模型模拟

正交实验的研磨通量和研磨能耗

研磨通量和研磨能耗的极差分析

来源：

楚长青,赵冰龙,白雪涛,等. 基于矩阵PBM 的煤粉超细粉碎过程研究 [J]. 煤炭学报,2019,44(6):1906-1914.

CHU Changqing,ZHAO Binglong,BAI Xuetao,et al. Investigation on the ultra-fine grinding of coals based on a matrix population balance model[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(6):1906-1914.

责任编辑：常明然编辑整理：郭晓炜

审核：常琛

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