立轴行星式搅拌机-推动物料更快的在筒内流畅运行

研究表明:在相同条件下，随能量输入或耗散的 提升，矿物细度会朝更细的方向偏移，随之优的应 力强度也会降低。 国内针对搅拌细磨技术的理论研究工作起步较 晚，相关报道较少，主要有卢世杰 ［14］ 、何建成 ［15］ 等人 各自采用结构分析、数值计算的方法进行过一些理论 研究分析探索，取得了初步结果。 搅拌细磨技术基础理论研究初步揭示了装备内 部各区域细磨效果的好坏和作用强度的高低，明确反 映了内部能量的分布方式，为搅拌细磨装备的模拟仿 真、结构优化等奠定了理论基础。 1．2 模拟仿真技术研究 经过国内外多年仿真技术的发展和进步，湿式搅 拌细磨技术和装备的仿真分析方式主要集中在 CFD (Computational Fluid Dynamics，计算机流体动力学)、 DEM(Discrete Element Method，离散单元法) 和 PEPT (Positron Emission Particle Tracking，正电子发射颗粒 跟踪技术)等几种，主要聚焦于搅拌细磨装备内部流 体、研磨介质运动状态和在两者共同作用下的内部能 量耗散情况。 Jayasundara ［16 －18］ 等人利用 DEM、CFD 等手段对搅 拌细磨装备内部矿浆和介质的运动状态进行了分析， 如图 3、图 4 所示。其先后了解了浓度、搅拌装置转 速、介质充填率和尺度参数对细磨效果的影响规律。 研究表明，矿浆浓度和黏度的提升均会提升细磨强 度，提高能耗;介质充填率的提高会使细磨强度提升， 但超过70%后细磨效果降低;搅拌装置转速的提升会 增大细磨强度和能耗，且能耗增长速率更快;介质尺寸 对细磨强度无显著影响，但小介质有利于高效超细磨。 图 3 搅拌细磨装备内矿浆运动状态分布情况 Fig． 3 Distribution of pulp motion state in stirring grinding e- quipment · 0 6 1 · 矿产保护与利用 2020 年 图 4 搅拌细磨装备内部介质运动状态分布情况 Fig． 4 Distribution of media motion state in stirring grinding e- quipment Cleary，Sinnott 等人 ［19 －20］ 利用三维离散元法模拟 分析了立式螺旋、棒式搅拌细磨装备内部研磨介质流 态及能量传递和分布情况，阐明了内部介质运动规律 和碰撞环境，对运行关键过程参数作了一个较为全面 的展示，如图 5 所示。研究结果表明:介质的运动在 切向上均是在顶端部位速度大并向两侧递减;介质 在搅拌棒的附近进行上下振荡式运动;能量耗散随着 介质深度的增加而显著增加，其中上部区域的能量耗 散较弱，底部区域附近的能量强度大。 图 5 立式细磨装备介质速度分布情况 Fig． 5 Distribution of media velocity state of vertical grinding e- quipment 传统仿真模拟手段针对立轴行星搅拌机设备细磨装备的研 究较少关注矿浆与研磨介质对细磨效果的交互影响， Sinnott ［21 －22］ 、Baker ［23 －24］ 等人借助 DEM 和 PEPT 的仿 真手段进行了探索，如图 6 所示。研究结果表明:矿 浆黏度会强烈影响立轴行星搅拌机设备细磨装备中矿浆流态及 物料传输，影响物料在内部的停留时间进而影响细磨 效果;采用非球形研磨介质会对细磨效果产生负面影 响，其核心原因在于非球形介质在内部的传输受到阻 碍，介质相对运动减少，细磨强度降低。 图 6 PEPT 研究立轴行星搅拌机设备细磨装备中介质运动状态 Fig． 6 Media state in vertical stirring grinding equipment using PEPT 国内针对搅拌细磨装备中介质运动规律的研究 起步较晚，但也取得了一定的成果。