原料易磨性试验方法各论

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1、原料易磨性试验方法各论原料易磨性试验方法各论原料易磨性试验方法各论2010-1-22作者：罗帆自1952年邦德(F•；C•；Bond)提出第三粉磨学说以来，邦德功指数作为一种预测和评价物料易磨性的方法迅速在世界范围内得到广泛应用。继欧美许多发达国家先后制定本国的粉磨功指数试验标准方法之后，1976年日本也发布了相应的标准(JISM4002)。我国基于邦德方法制定的水泥行业标准于1986年开始实施，至1989年正式颁布执行国家标准(GB9964)，迄今的应用已十分普遍。各国标准虽然

2、对试验的具体规定有所不同，但都是以邦德方法为基础，其原理并未根本改变，用邦德功指数测定和表征物料易磨性的方法在国际粉体工程界仍具有不可替代的作用。然而，围绕邦德方法展开的讨论却始终没有停止，各国研究者对其复杂的试验过程提出了许多不同的观点或改进方法。这些观点及方法为进一步研究和完善我国水泥原料易磨性试验提供了丰富的参考、借鉴内容。本文集众家之言，简述了各种方法的基本过程、应用效果及其评价。1邦德功指数试验基准方法粉磨功指数按邦德裂缝学说即所谓的第三粉碎理论可描述为：磨机所需的粉磨功与物料颗粒的新生裂

3、缝长度成正比，且等于由产品表示的功减去给料所表示的功，即：对于相同形状的颗粒，裂缝长度相当于1/2表面积的平方根，而新生裂缝的长度正比于。其数学表达式为：式中：W-磨机输入功，kWh/t；Wi-粉磨功指数，kWh/t；P-80%通过的产品粒度，µ；m；F-80%通过的给料粒度，µ；m；按照这一原理，物料在给定的试验条件下经逐个粉磨周期反复粉磨，在第一次粉磨下经逐个粉磨周期反复粉磨，在第一次粉磨之后的每一周期不断筛出符合于指定粒径P1的成品并补充以等量的新给料，据此计算磨机下一粉磨

4、周期所需的转数，直至达到平衡状态。取最后三个粉磨周期磨机平均每转产生的成品量G(g/r)，由下式求得物料的粉磨功指数Wi(kWh/t)。由式求得的Wi表示物料在Φ2.44m湿法、闭路球磨粉磨条件下所需的单位产量电耗(kWh/t)。对不同于此的生产应用，按邦德提出的磨机有效内径、粉磨工艺(干法与开流粉磨)、入料和产品粒径等一系列修正系数，引入实际生产条件加以修正。修正后的Wi值即为工厂的生产计算值。2围绕邦德方法的讨论邦德方法作为各国原料易磨性试验的基础，其理论较之雷廷格(Rittinger)、基克(

5、Kick)的表面积或体积学说所反映的客观性和实用性早已得到公认；其试验方法体现了粉磨过程中的大量变量，并用明确的物理概念定性和定量地将物料易磨性表示为单位产量所需的粉磨功(kWh/t)。但是，邦德方法在操作上存在许多不足，一是需要特制的试验磨机(Φ305mm×305mm)；二是试样处理量大(12~15kg)；三是粉磨周期长(约8~12h)，加之大量的试样缩分、筛析和计算工作，使其试验条件近乎苛求、操作过于复杂。因此，各国研究者进行的讨论，其焦点多集中于简化邦德方法的试验过程，提出了实测法、模拟法、对

6、比法、数学估算法以及计算机仿真等下述的各种改进方法。2.1史密斯(Smith)和李(Lee)的方法该方法认为，邦德试验中的合格成品粒径P1按生产要求已在试验前确定，试验唯一需要得出的就是磨机每转产生的成品量G(g/r)。他们通过8种物料试验发现，不同的P1与G之间为一直线关系，应用这种关系，仅简单试验即可近似地求得最终结果。因此，于1968年提出下式用于粉磨功指数Wi的计算。2.2卡普尔(Kapur)方法美国学者卡普尔根据磨矿动力学的线性关系，1970年提出邦德功指数的模拟试验方法。他用原料入磨量M

7、、入磨筛余r、粉磨时间t以及由这些参数所决定的函数Φ等来描述粉磨成品的筛余量R，即R=rMΦt。利用这一表达式，仅用试验的前两个粉磨周期便可完成相当于平衡状态的全过程。在这一方法中，函数Φ按照指数衰减关系，第一粉磨周期的成品筛余量R为：R1=rM1exp(G1t1)；第二粉磨周期为R2=rM1exp(G1t1+G2t2)+rM2exp(G2t2)。式中M1、M2为各自的新给料量，t1、t2为各自粉磨时间，G1、G2为各自成品量。据此确定的粉磨功指数Wi计算式为：2.3卡莱(Karra)的方法卡莱针对

8、邦德方法中由于入磨物料细粉量较多给筛析增大的难度，提出在第一个粉磨周期之前即筛出过细的部分，直接以粗粒料入磨，使筛分只限于每一粉磨周期的新增量，从而减少筛分量，缩短试验的时间。他于1981年提出计算功指数的统计方程式中，还同时考虑到这样一个事实，即第一粉磨周期的成品被筛出后，循环于以后各周期的物料大多由较硬颗粒组成，因此，其粉磨效率实际偏低，应在试验中有所区别。其采用多次回归方法确定的计算式为：2.4N·M·M的数学估算法荷兰N·M·Magdalinovie研究了邦德