JKSimMet模拟软件在某金矿磨矿分级系统多目标协同优化中的应用

龚道振, 王培龙, 孙春宝, 寇珏, 张瑞洋, 胡阳. JKSimMet模拟软件在某金矿磨矿分级系统多目标协同优化中的应用[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(1): 99-104. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.04.040
引用本文: 龚道振, 王培龙, 孙春宝, 寇珏, 张瑞洋, 胡阳. JKSimMet模拟软件在某金矿磨矿分级系统多目标协同优化中的应用[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(1): 99-104. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.04.040
GONG Daozhen, WANG Peilong, SUN Chunbao, KOU Jue, ZHANG Ruiyang, HU Yang. The Application of JKSimMet Software in the Multi-objective Collaborative Optimization of the Grinding and Classification System at a Gold Mine[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(1): 99-104. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.04.040
Citation: GONG Daozhen, WANG Peilong, SUN Chunbao, KOU Jue, ZHANG Ruiyang, HU Yang. The Application of JKSimMet Software in the Multi-objective Collaborative Optimization of the Grinding and Classification System at a Gold Mine[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2020, 40(1): 99-104. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.04.040

JKSimMet模拟软件在某金矿磨矿分级系统多目标协同优化中的应用

  • 基金项目:
    矿物加工科学与技术国家重点试验室开放研究基金资助项目(BGRIMM-KJSKL-2015-05)
详细信息
    作者简介: 龚道振, 男, 湖北监利人, 在读博士研究生, 从事矿石粉碎工艺优化研究
  • 中图分类号: TD921+.4

The Application of JKSimMet Software in the Multi-objective Collaborative Optimization of the Grinding and Classification System at a Gold Mine

  • 为了实现某金矿选厂的提产增效和节能降耗,采用JKSimMet模拟软件对该金矿的磨矿分级系统进行了多目标协同优化。采取的优化措施包括降低磨矿分级系统给矿粒度,调整球磨机和旋流器的关键工艺参数和增加粗磨旋流器底流给入再磨球磨机的比例。JKSimMet模拟结果显示,优化后磨矿分级系统的处理能力由35 t/h提升至44 t/h;粗磨比能耗从11.09 kWh/t降低至9.94 kWh/t,中矿再磨比能耗从9.93 kWh/t降低至7.23 kWh/t;粗磨产品细度P80从86 μm减小至80 μm。通过对整个磨矿分级系统各工艺参数的协同优化,增加了磨矿分级系统的处理能力,降低了磨矿比能耗,并且提高了磨矿产品的质量,达到了多目标优化的目的。

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  • 图 1  理想混合模型示意图

    Figure 1. 

    图 2  水力旋流器简化分级效率曲线

    Figure 2. 

    图 3  某金矿磨矿分级系统流程结构

    Figure 3. 

    图 4  粗磨螺旋分级各产品粒度组成

    Figure 4. 

    图 5  粗磨旋流器各产品粒度组成

    Figure 5. 

    图 6  中矿再磨分级作业各产品粒度组成

    Figure 6. 

    图 7  某金矿磨矿分级系统JKSimMet模拟结果

    Figure 7. 

    图 8  优化前后粗磨球磨机新给矿粒度组成对比

    Figure 8. 

    表 1  JK SimMet软件球磨机模型输入参数

    Table 1.  Input parameters of the ball mill model in JKSimMet software

    工作参数 粗磨磨机 中矿再磨磨机
    筒体有效内径/m 2.54 1.94
    筒体有效长度/m 3.60 3.00
    给矿端耳轴直径/m 1.0 0.7
    转速率/% 79.4 83.3
    钢球填充率/% 40.6 31.9
    钢球最大直径/mm 100 40
    磨机内矿浆浓度/% 73.3 70.9
    新鲜给矿速率/(t·h-1) 35 13.4
    给矿含水率/% 4.0 4.0
    给矿P80/μm 9 700 257
    邦德球磨功指数/(kWh·t-1) 19.76 19.76
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    表 2  JK SimMet软件旋流器模型输入参数

    Table 2.  Input parameters of the cyclone model in JKSimMet software

    工作参数 粗磨旋流器 中矿再磨旋流器
    运行台数 1 4
    内径Dc/mm 500 250
    柱体高/mm 1 920 1 380
    给料口径/mm 90 90
    溢流管径/mm 105 115
    溢流管插入深度/mm 300 300
    底流口径/mm 70 34
    锥角/(°) 20 15
    给料压力/MPa 0.085 0.070
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    表 3  粗磨分级系统JKSimMet模拟结果

    Table 3.  JKSimMet simulation results of the coarse grinding and classification system

    设备名称 工作参数 测量值 模拟值
    粗磨球磨机 运行功率/kW 381 388
    新鲜给矿量/(t·h-1) 35.0 35.0
    给矿粒度F80/mm 10.0 10.0
    排矿浓度/% 73.3 70.2
    螺旋分级机 底流浓度/% 82.6 80.1
    溢流浓度/% 47.0 47.5
    底流P80/μm 3 596 1 721
    溢流P80/μm 249 231
    返砂比/% 63 52
    粗磨旋流器 给料压力/MPa 0.085 0.088
    给矿浓度/% 47.0 47.5
    底流浓度/% 58.7 60.9
    溢流浓度/% 30.3 30.8
    给矿粒度P80/μm 249 231
    底流粒度P80/μm 299 269
    溢流粒度P80/μm 86 86
    返砂比/% 231 247
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    表 4  中矿再磨分级系统JKSimMet模拟结果

    Table 4.  JKSimMet simulation results of the middlings regrinding- classification system

    设备名称 运行参数 测量值 模拟值
    再磨球磨机 运行功率/kW 165 139
    处理量/(t·h-1) 13.4 14.0
    排矿浓度/% 70.9 72.1
    再磨旋流器 给料压力/MPa 0.070 0.055
    给矿浓度/% 53.5 54.9
    底流浓度/% 73.8 73.9
    溢流浓度/% 29.1 30.4
    给矿粒度P80/μm 203 208
    底流粒度P80/μm 226 230
    溢流粒度P80/μm 94 90
    返砂比/% 388 309
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    表 5  磨矿分级系统整体优化调整参数

    Table 5.  Adjusted parameters of the grinding and classification system before and after optimization

    设备 参数 优化前 优化后
    细碎圆锥破碎机 排矿口尺寸/mm 10 7
    球磨机
    (粗磨)
    新给矿量/(t·h-1) 35 43.75
    给矿粒度F80/mm 10 7
    球磨机
    (中矿再磨)
    粗磨旋流器底流给入比例/% 8 13
    球磨机钢球充填率/% 31 40
    磨矿浓度/% 72.1 74.9
    旋流器
    (粗磨)
    沉砂口直径/mm 70 75
    给料压力/MPa 0.087 0.108
    给矿浓度/% 47.5 49.3
    旋流器
    (中矿再磨)
    沉砂口直径/mm 35 40
    给料压力/MPa 0.055 0.124
    给矿浓度/% 54.9 59.9
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    表 6  磨矿分级系统整体优化前后运行指标对比

    Table 6.  Comparison of the operating indices of the grinding and classification system before and after the optimization

    设备名称 运行参数 优化前 优化后
    球磨机
    (粗磨)
    运行总功率/kW 388 391
    新给矿量/(t·h-1) 35 44
    磨矿比能耗/(kWh·t-1) 11.09 8.94
    球磨机
    (中矿再磨)
    运行总功率/kW 139 159
    新给矿量/(t·h-1) 14 22
    磨矿比能耗/(kWh·t-1) 9.93 7.23
    旋流器
    (粗磨)
    底流粒度P80/μm 269 274
    溢流粒度P80/μm 86 80
    返砂比/% 247 288
    分级粒度d50/μm 111 104
    旋流器
    (中矿再磨)
    底流粒度P80/μm 230 226
    溢流粒度P80/μm 90 91
    返砂比/% 311 362
    分级粒度d50/μm 78 75
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出版历程
收稿日期:  2019-03-28
刊出日期:  2020-02-25

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