球磨機的物料傳輸和停留時間分布研究

物料在磨機內傳輸的流型和停留時間分布是連續球磨機模型中必須研究的問題。根據化工原理，連續反應器中基本的流型有柱塞流和完全混合流，其它流型都是這兩種基本流型的混合。許多學者對實驗室或工業連續球磨機內的水或固體物料進行示蹤研究，發現單純的柱塞流和完全混合流都無法反應實際的連續磨礦過程。根據示蹤測定結果，這些學者提出了停留時間密度分布函數的半經驗模型，總體上可分為擴散模型和多個完全混合器(反應器)串聯的模型。

擴散模型考慮物料在磨機中的兩種主要運動，一種是礦漿沿著磨機中軸由入口到出口以固定流速的總體移動，另一種是隨著磨機的轉動，物料流層里的向前、向后的擴散作用，因而基于物料平衡的原理，在離磨機入口l處對示蹤劑的前向和縱向擴散進行建模，最終得出示蹤劑的分布密度與其在磨機內的折算時間和折算長度之間的關系。

對于混合器或反應器串聯模型，由于化工過程中發現多個完全混合反應器串聯的理論模型常與試驗測得的RTD吻合，且反應器個數不同吻合程度不同，因此可將磨機等價為多個串聯的小磨機?；旌掀鞔撃Ｐ桶ㄒ淮髢尚⊥耆旌掀鞔撃Ｐ秃腿袀€等容的全混合器串聯模型。對不同磨機，串聯混合器模型中混合器的大小、個數和平均停留時間是待確定的參數。

weller和Marchand等在溢流式球磨機閉環濕磨過程中，對水進行示蹤研究，發現水的停留時間分布與一大帶兩小混合器串聯并加一個小柱塞流的模型吻合。而文獻指出，固體物料和水的停留時間分布函數雖然形狀一致，但固體物料的平均停留時間比水的長。

在固定破碎速率函數和破碎分布函數的條件下，通過對比模型的預測 ，對擴散系數模型、一大兩小混合器串聯模型、N個相同的混合器串聯模型、帶有柱塞流的全混合器模型進行了對比，得出了不同模型系數之間的轉換關系。因此，在適當的模型參數下，這些模型得到的仿真 是等價的。

最近，Makokha等對一個工業溢流型磨機開環磨礦的停留時間分布進行了示蹤測定，將實測數據與具有帶死區的一大兩小混合器串聯模型進行擬合，并根據實測數據建立了平均停留時間與裝球量、磨礦濃度和下料量之間的多元線性回歸模型。

但是，這些模型都是在一定的磨礦條件下測得的，沒有哪一個模型可以描述所有的球磨機磨礦過程。