棒磨机煤浆制备工艺参数对煤浆性能的影响研究

一、关键工艺参数对煤浆性能的综合影响

进料粒度、钢棒配比、料球比、磨机转速等参数之间存在联系，会共同作用于煤浆性能。进料粒度属于基础要素，进料粒度较大时，棒磨机要消耗更多能量来实施破碎；同样磨矿状况下，会使煤浆里粗颗粒增多，粒度分布不均。进料粒度小些还会间接提升煤浆浓度，削减黏度，改进输送及雾化性能。

钢棒的直径和长度配比也很重要。大直径钢棒冲击力强，小直径钢棒以研磨为主，合理的钢棒配比可以兼顾破碎和研磨，优化煤浆粒度分布。比如粗细钢棒按比例搭配时，煤浆细颗粒含量明显增多，粒度分布更加合理；钢棒长度配比同样影响物料运动状态和研磨效果，合适的长度能够形成良好的运动层次，提高研磨效率。

料球比就是物料和钢棒的质量比，它对煤浆性能有很大影响。料球比较低的时候，钢棒对物料的冲击和研磨比较充分，煤浆的粒度比较细，但是能耗比较高；料球比太高，钢棒的研磨空间就小，物料没法好好被研磨，煤浆里粗颗粒增多，粒度分布变差，稳定性和流动性也会受波及。实际生产中要依照煤质和生产需求来决定最好的料球比。

磨机转速直接影响钢棒运动状态和研磨效果。转速低时，钢棒主要做泻落运动，研磨强而冲击弱，煤浆粒度粗；转速提高，钢棒抛落运动增强，冲击破碎能力提高，煤浆粒度变细；但转速过高，钢棒受离心力作用紧贴筒壁，无法进行研磨破碎，煤浆粒度不均且粉碎。而且转速与能耗、生产率有关，要合理选择转速以兼顾煤浆性能和成本。

二、棒磨机煤浆制备工艺参数优化策略

2.1 综合煤质特性确定参数

不同煤质有着不一样的硬度、可磨性、水分含量等特性，这些特性是确定棒磨机煤浆制备工艺参数的关键依据。针对硬度较大、可磨性较差的无烟煤，它的结构较为紧密，内部化学键比较牢固，所以在制浆的时候，要稍微缩减进料粒度到 10mm 以下，通过减小起始颗粒尺寸，降低磨矿难度；而且还要提升大直径钢棒的比例，直径 80-- 100mm 的钢棒占 60%-70% ，用大直径钢棒强劲的冲击破碎能力，有效地破坏煤的坚硬结构；增大磨机转速到临界转速的75%-80% ，加大钢棒的抛落运动，进一步加强破碎效果，从而保证煤浆的粒度达到要求。

对于可磨性较好的烟煤，由于其内部结构较为疏松，因此可将料球比适当调高到 3:1-4:1，这样既保证了研磨效果又提高了磨机的处理能力；同时降低磨矿浓度至 60%～62% ，减少颗粒之间的团聚，使得煤颗粒在磨机中能够得到充分的分散，得到粒度分布均匀且流动性好的煤浆，从而提高生产效率；还可以根据煤的水分含量来调节制浆的加水量，保持煤浆的浓度。

2.2 建立参数协同调控机制

各工艺参数之间不是独立的，而是相互联系、相互制约的关系，因此建立参数协同调控机制是很有必要的。在实际生产中可以通过设计多因素正交试验，系统地研究各参数组合对煤浆的影响。以磨机转速、钢棒配比、料球比三个参数为例，设定不同的水平进行试验，分析试验结果，建立参数与煤浆性能的关系模型。

改变磨机转速时，如果提升转速来加大煤浆中的细颗粒含量，钢棒的冲击作用就会变强；为了避免过度破碎造成能耗增多、设备损耗加重，必须调整钢棒的配比，多放一些小直径的钢棒，增强研磨力度，让物料在得到足够的冲击破碎之后，继续变得细致；按照磨机里面物料堆积的情形，要合理调节料球的比例，保证钢棒和物料充分接触，维持良好的研磨状态，从而做到煤浆的粒度、浓度、黏度等性能指标的整体优化。不断地积累生产的资料，利用大数据分析、机器学习算法之类的办法，持续改善参数协同调控的模型，改良调控的精确度和速度。

2.3 引入智能监测与控制技术

随着工业自动化和智能化的发展，引入智能监测与控制技术是棒磨机煤浆制备工艺优化的必然趋势。在棒磨机关键部位安装高精度传感器，如在线粒度分析仪、浓度传感器、黏度传感器等，实时监测煤浆的粒度分布、浓度、黏度等性能参数；在磨机轴承、电机等部位安装振动传感器、温度传感器，监测设备运行状态。

把传感器收集的数据传送给工业控制系统，然后结合人工智能算法创建参数改良模型。比如用神经网络算法创建煤浆性能预测模型，按照当前的监测数据预估煤浆性能变化的趋势；用遗传算法改良工艺参数，把煤浆性能指标当作目标函数，在符合生产条件的参数范围之内搜寻最佳的参数组合。当监测到煤浆性能指标超出设定范围的时候，系统就会自动调节进料量、钢棒运动状况、加水量等参数，从而达成工艺参数的自动改良并保证煤浆的稳定制备。

2.4 优化磨矿流程与设备配置

对磨矿流程加以改进，可以采取阶段磨矿、分级处理的办法，把棒磨机磨矿分成粗磨和细磨两个阶段。粗磨的时候用大直径钢棒，加大料球比例，快速缩减物料粒度；细磨的时候换成小直径钢棒，削减料球比例，仔细研磨物料，提升细颗粒的比率。在磨矿流程当中添加水力旋流器、振动筛之类的分级装置，把磨矿产品分级，把不合标准的粗颗粒再送回棒磨机重新研磨，保证煤浆粒度达标。

同时，合理配置设备，依据生产规模和煤质特性选择合适的棒磨机规格，使磨机处理能力与生产需求相匹配；改善给料设备的给料均匀性，防止由于给料不均造成磨机内部物料分布不合理，影响研磨效果；对钢棒的材质进行升级，选用耐磨性更好的合金钢材质，延长钢棒使用寿命，降低因钢棒磨损引起的工艺参数波动，保持煤浆性能稳定。

2.5 加强操作人员培训与管理

操作人员的专业水平及操作规范性直接影响工艺参数的掌控状况与煤浆品质。企业需定时安排操作人员开展专门培训，培训内容涵盖棒磨机煤浆制作工艺原理、各工艺参数对煤浆性能的影响机制、设备运作与养护办法等等。借助理论讲述、实际操作示范、案例剖析等多种形式，提升操作人员对工艺的认识和把握程度。

健全完善操作管理制度，制定详细的操作规程与参数控制标准，要求操作人员按照规程操作；设立操作人员绩效考核制度，把煤浆质量指标、设备运行的稳定性、能耗等纳入考核范畴，促使操作人员提高工作积极性和责任感，保证工艺参数处于稳定控制之下，产出优质的煤浆。

结语：

棒磨机煤浆制备工艺参数对煤浆有明显影响，在实际生产中要意识到各个参数的影响规律。同时根据煤质特性，形成参数协同调控机制，利用智能监测与控制技术，优化棒磨机煤浆制备工艺参数，获得符合生产需要的良好煤浆，从而提高生产效率和生产效益。

参考文献：

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