鋁土礦連續(xù)球磨過程建模與關鍵參數優(yōu)化.pdf

1、鋁土礦選礦是我國首創(chuàng)的處理高硅鋁礦石的新工藝，該工藝通過提高礦石的鋁硅比使其適用于拜耳法氧化鋁生產，以降低氧化鋁的生產成本，具有很好的發(fā)展前景。球磨是選礦中一個十分重要的環(huán)節(jié)，它將經過破碎的鋁土礦磨碎至一定細度，得到有用礦物基本單體解離或富集合的顆粒，再經過分級過程后供浮選，其經濟和技術指標的好壞直接關系著整個選廠的經濟和技術指標。
　　 由于鋁土礦來源復雜、品位波動頻繁，其球磨過程由人工憑經驗控制，造成流程指標波動大、效率低等

2、問題。建立鋁土礦球磨過程模型，對研究流程的行為和實現(xiàn)優(yōu)化控制具有重要意義。然而，球磨過程影響因素眾多且相互耦合，包括物料的性質、介質參數、操作變量、磨機規(guī)格、轉速等，是一個非常復雜的系統(tǒng)。同時，這些因素的多變性和過程中的隨機因素大大增加了建模的難度。
　　 獲得物料的破碎分布函數(B)、物料在磨機內的停留時間分布(RTD)函數和連續(xù)磨礦物料的比破碎速率函數(S)是建立球磨過程模型的關鍵，因此，本論文深入研究并優(yōu)化確定了這三個函數

3、參數，從而建立了球磨機磨礦過程的總體平衡模型，并將其引入磨礦分級過程的數據協(xié)調。對實際生產數據的預測結果表明了球磨機模型的有效性。論文主要研究工作及創(chuàng)新性如下：
　　 (1)針對礦石粒度分布嚴重不均造成自然粒級給料的磨礦數據無法準確確定破碎分布函數，而傳統(tǒng)單粒級給料方法試驗工作量大的問題，基于組合粒級給料方式的分批磨礦試驗方法，獲取了大量的試驗數據，揭示了鋁土礦破碎的非一階特性，即鋁土礦粗粒級和細粒級的破碎速率隨時間的增加逐漸減

4、小，而引起非一階的最可能原因是鋁土礦本身的非均質性。
　　 (2)針對鋁土礦不同粒級破碎速率隨時間變化快慢不同，且磨礦開始時減速快，然后逐漸趨于一階的特點，提出了分段線性化的非一階破碎描述方法。該方法對磨礦時間進行分段，假設每一時間段內破碎符合一階規(guī)律，以前一時間段的產品作為后一時間段的給料來計算物料的破碎速率和產品粒度分布，進而準確地確定了分批磨礦破碎速率隨粒度和時間變化的三維關系，且簡化了模型的求解。在此基礎上，優(yōu)化確定了鋁

5、土礦的破碎分布函數?；谒@參數，對分批磨礦產品粒度進行預測，累積粒度分布的相對誤差均位于±5％以內，非累積粒度分布的絕對誤差均位于±2％以內，表明了所獲參數具有較高的準確性。
　　 (3)結合磨機本身的分級作用，采用兩個小混合器加一個大混合器的等價模型表示RTD。針對等價模型參數示蹤測量方法難度大，而從實際生產數據辨識的方法會影響破碎速率函數精度的問題，提出基于實測數據直接估算平均停留時間的方法，從而確定了鋁土礦連續(xù)球磨的RT

6、D，并避免了RTD對破碎速率函數的影響。
　　 (4)針對鋁土礦的非均質性，基于分批磨礦結果，提出了連續(xù)磨礦的非一階破碎速率函數模型；針對破碎速率函數優(yōu)化辨識的邊界約束不確定問題，提出了基于軟約束調整的優(yōu)化方法，保證破碎速率滿足給定目標的同時減小了搜索代價，進而確定了不同生產條件下最優(yōu)的破碎速率函數；分析破碎速率與磨礦條件和礦石性質的關系，建立了破碎速率函數的最小二乘支持向量機(LS SVM)軟測量模型。
　　 (5)針