煤泥浮选数学模型及其仿真器的研究.pdf

舅2 9 尝第6 期 2 0 0 0 年1 1 月 中国矿业大学学报 J o u r n a lo tC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y V o 王．2 9N o ，6 N o v ．2 0 0 0 文章螭号1 0 0 0 1 9 6 4 2 0 0 0 0 6 0 5 0 2 0 4 煤泥浮选数学模型及其仿真器的研究 划文礼1 ，路迈西1 ，任守政1 ， 王振瓣。，安史t ，寇超苇2 1 | 中固矿业太学化工与环境工程系，北索1 0 0 0 8 3 2 ．太原理工大学矿业学院．山西太原0 3 0 0 0 0 摘婺；雀详细考察了各品级蒜在苍露的撩诈变量务件下的浮选规律镌基础上，遵过多元菲践挫 霹辩分辑，建立了冬粒痰密度级浮选速率常数覆拳滓选速率移数茸攮棒变量芝翊鳞多元的，非线 性的、多方程的走系统蠖型 以建立鲢模型为基础，采用酵闾舞散化模型方汝对连续工业滓选机 进行摸拟，赞发研制了浮选仿真系统，谊系统能够动态显示操作变量的变化蟥况及泞选产品数质 量对擐作变量的响应情况． 关键词；浮选速率常数 模型；仿真 中嗣分类号T D9 4文献标识码A 蓠一篇文章孛踟，我餐对各磊缎煤耀静浮选舒 为避孬了系统深入瓣研究，结粜发理相嗣越发级 密度级的窄级别煤及水在嬲一浮选过程中可以近 似地认为具有棚同的浮选速率，即符合一级浮选速 率方程．当浮选条件改变时，即药剂制度、充气量等 发生变化时，各品级煤的浮选速率常数也将发生变 化．因此，寻求备品缓煤及水的浮选速率常数与各 操作变蟹之间的影响关系，就成为能否预测浮选产 品数质照的关键． 1浮选速率常数与操作变量的数学模型 1 ．1 可控变量对浮选速率常数的影响 由于试验方案采用正交设计，备水平试验结果 l 帕 。 0 8 l m 6 ≥0 4 ＆2 o w 4 1 0 “ 3 斟0 ．5 ．0 ．2 5t a m 牲缓 静统诗平均篷舆考综台霉拱饯”] 。利用9 缱浮选蜜 验结果，以因素躲炊平为横座掭，浮选速率掌敷的 统计平均缎为纵麈标，鄹可绘如各晶缎浮选速率常 数与务因素水平的综合可比趋势豳．由于实验工作 量大，在实验设计时每因素只取3 个水平，为使综 合可比趋势图更具有代表性，叉保持任2 个因素为 0 水平，第3 个因素在水平区间内按黄金分割法取 值．增加了3 个实验方案．显然，这3 个方案具有综 合可比住． 以各糙废密魔级漂浮选速率常数的统{ 十筠德 隧搪彀翔的变亿蕊势为铡 翔萄1 浙示 ．哥以看 出 K ，】0 - 3 触 2 5 - O A 2 5 m m 垃缴 l t 3 。0 ．g 1 0 ．6 00 4 0 ．2 0 凰l 浮选逮枣常数i 啡与撼收剂熙最的关系 F i g ．1R e l a t i o n s h i pb e t w e e n 乜．口a n dt h ed o s a g e “c o l l e c t o r l ～5 ．密囊壤分辩秀一1 ．3 ，，．s ～1 ．4 ，1 。4 ～1 ．s ，1 ．5 ～l ，8 ， l 8 妇月一 1 ．2 I41 ．5l8 ‰柏矿3 擗O1 2 5 - 0 ．0 7 4 { 删缎 收藕日撰tZ 0 0 0 一0 3 。o g 蕃盒蕊量t 冒身r 九箍”重点辩技攻蕞礓醚 9 5 2 1 5 0 10 5 w 0 2 作I t l l 蚋i “ ，刘文扎 0 ．0 7 4 m m 粒级中各个粒度密度级煤；另一是由水 的夹带引起的 o0 7 4 R 。0 7 4 ￡ ， 4 式中R 。。，。 f 根据离散总体平衡模型0 1 来计 算，即 』J R ，o o t t ≠ 一∑∑R 。一一 I 一1j - 1 JJ ∑∑R 。，一e 一‰ 5 R 。。。，。 t 根据回收水量与细粒产率之间的关系模 型[ 1 3 来计算，即 R 0 ，0 7 4 m m 和 “恙- J 3 ．2 各模块功能及实现簸略 浮造仿真系统分为4 个模块o ] 1 初始化模 块；2 产品数质量预测模块；3 动态响应输出模 块；4 数攮魂态存贮模块。 3 ．2 ．1 韧始化模块 该模块记录了动态仿真所需要的全部初始数 据，包括模测的各个参数，浮选机的设备规格参数 疆数及浮选接吝积 ，第一攘的矿浆藏熊，括豫浮 选时闯键攥系数 t 。襻选运行凝态对撩侔变量 的滞后时间及初始值设定等．随着仿真系统的启 动，系统将从指定的存贮文件读出该数据．用户可 根据现场实际情况对其设定。并重薪进行存贮。 3 。2 ．2 产熬熬质量颡弱模块 预测器是该系统的核心部分，通过调用巴建立 的各品级煤的时间离散化回收率模型，计算在不同 的操作制度下在不同的浮滤时间内系统的运行状 态。 3 ．2 ．3 蘸悉输出模块 实时跟踪显示捕收剂、起泡剂和充气瓣等各操 作变量的嬲前状况和变化趋势，并将预测器模块的 预测结果动态熬显出出来．搪收剂、起泡捌和竞气 量懿辕太燕蠢疆撬数产生鹣．考瘩蓊生产避程中药 剂在矿浆准备器中的作用时间和在管道中运输时 间，设置了浮选效果对药荆操作变量的响膨滞后时 间，该值燕预先赋值的，并存贮于初始化文件中．前 一令浮建瓣期戆获态变蘩焱 丁 采用零黔缳存嚣 保存．当浮避条件不变时，系统趋于稳定状态，R T 1 R r ；当浮选条件发生阶跃时，从第一室 至第n 室的产率依次发生变化，直至一个浮选周期 结束对，系统又趋于稳态，曛3 先捷收荆发生酚跃 变纯时，佬粪器显示耱浮选效果的动态响应特 性[ 3 ] ． 万方数据 第6 期 刘文扎等煤泥浮选数学模型爰其仿真器的研究 ， ～ | ，_ ，， ． 厂厂 j ＼一、 ～ 图3 捕收剂从10 0 0 一I4 0 0 一18 0 0 9 ／t 时． 浮选产品的数嚣及质量响应图 F i g ．3 R e l a t i o n s h i pb e t w e e i xq u a n t R y ，q u a l i t ya n dc o U e c t o r 3 ．2 ．1 磅态数据荐贮模块 动懑数据存贮模块能根据计葬机内部的时钟 自动生成月数据库文件，通过数据库字段记录操作 司机的姓名、操作时间，扰动变量的均饿及其波动 方差，操作交激鹩筠值及渡秘情提和输出赛爨静预 测值及波动方藏等． 4 结论 1 努橙了鑫粒废密凌缎辫浮遥速率零数隧搡 作变量的变化荧系，建立了各个粒度密度级浮选速 率常数与捕收剂、起泡剂和究气量之间的关系模 型．模型的参数反映了各操作变量对浮选选举常数 斡影弼翟度．攘型在檩兰竟约藏嚣内毒毖较好的蘸 测效粟． 2 采用时问离散化模型方法对连续工舭浮选 机进行模拟，系统能够动态跟踪显示原煤灰分、药 剂屠量及充气簸等变量的变他憾况，能撮据籀状态 子模壅预测耩煤戆产率释藏分．， 参考文献 [ 1 ] 刘文礼．路邂腰．任守政，等．备品级煤浮选规律的研 究D ] ，孛黧矿韭大学学擞，2 0 0 0 ，2 9 4 ，3 5 8 - 3 6 2 。 [ 2 ] 回归分耩藏其试验设计[ M ] ，上海上海教育斑敝杜， 1 9 7 8 ． [ 3 ] 刘文礼．煤泥浮选数学模型凰其仿真器的研究[ D ] ． 北京中圜矿业大学北京校暇．1 9 9 8 ． [ 4 】L y n c hAJ ，J o h n s o nNW ，M a n i a p i gEV ，e ta l 。 M i n e r a ta n dc o a lf l o t a t i o n 秭艄H i t s t h e i rs i m u h t i o n a n dc o n t r o l [ M ] ．E l s e v i e r ，A m s t e r d a m ，1 9 8 1 ． [ 5 ] 顾启泰．襞统设计与仿真[ M ] ．北京清华大学出版 桂．1 9 9 5 ． R e s e a r c ho nC o a lF l o t a t i o nM o d e la n dI t sS i m u l a t o r L I Uw e n l i l ，L ．UM a i x i l ，R E NS h o u z h e n 9 1 。 W A N G Z h e n z h o n 9 1 。A NZ h e n l ，K O UC h a o { u n 2 1 ．D e p a r t m e n to fC h e m i s t r ya n dE n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n g ，C U M T ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a f 2 ．T a i y u a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，T m y u a n 。S h a n x i0 3 0 0 0 0 ．C h i n a A b s t r a c t ；T h ef l o t a t i o nr e g u l a r i t yo fc o a l sw i t hd i f f e r e n ts i z e sa n do p e r a t i o nc o n d i t i o n sw a si n v e s t i g a t e d ．A b i gs y s t e mm o d e lo fm u l t i e l e m e n t ，n o n l i n e a r ，a n dm u l t i e q u a t i o nr e l a t e dt ot h ef l o t a t i o nr a t ec o n s t a n to fc o a l s d i f f e r e n ti ns i z ea n dd e n s i t ya n dt ot h eo p e r a t i o nv a r i h l e sW H Se s t a b l i s h e dt h r o t 【g ht h em u l t i e l e m e n tn o n l i n e a r r e g r e s s i v ea n a l y s i s ．O nt h eb a s i so ft h i s ，t h ec o n t i n u o u so p e r a t i o no ff l o t a t i o nm a c h i n ew a ss i m u l a t e du s i n g t h et i m ed i s c r e t i z a t i o nm o d e l ．A n daf l o t a t i o ns i m u l a t o rh a sb e e nw o r k e dO U t ，w h i c hc a nd y n a m i c l yd i s p l a y t h ec h a n g e so fo p e r a t i o nv a r i b l e sa n dt h ei n f l u e n c eo ff l o t a t i o np r o d u c tO no p e r a t i o nv a r i b l e s 。 K e yw o r d s f l o t a t i o nr a t ec o n s t a n t ；m o d e l ；s i m u f a t i o n ‘ 墨 M i 墨m 豫控H m，o两配犍N加强咒醯科∞拍强携辩船 万方数据