Knelson選礦機(jī)分選過程建模與控制研究.pdf

1、尼爾森選礦機(jī)（Knelson Concentrator）是一種在離心狀態(tài)下礦物分選的重選設(shè)備，由于尼爾森重選技術(shù)具有選礦富集比高、處理固體礦量大等優(yōu)勢(shì)，使得Knelson選礦機(jī)受到選礦界的廣泛采用。但是以往的重選設(shè)備主要是靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，不同的操作參數(shù)對(duì)精礦富集比和回收率產(chǎn)生不同影響，Knelson選礦機(jī)分選理論也不夠完善。因此通過建立離心選礦機(jī)數(shù)學(xué)模型，利用先進(jìn)控制策略設(shè)計(jì)控制器對(duì)提高選礦機(jī)的自動(dòng)化控制水平具有較好的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義

2、。
　　論文采用理論研究、實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法完成以下工作：在流態(tài)化理論的基礎(chǔ)上，對(duì) Knelson選礦機(jī)流膜運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行理論分析；通過搭建選礦實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為找出最佳的操作參數(shù)組合進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究；根據(jù)分選運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物料平衡，建立Knelson選礦機(jī)非線性隨機(jī)狀態(tài)空間模型及進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；將選礦系統(tǒng)給礦環(huán)節(jié)引入內(nèi)模控制策略，并通過數(shù)值模擬驗(yàn)證該控制方法實(shí)現(xiàn)控制量定值控制的快速性和穩(wěn)定性。
　　論文的主要研究成果：

3、r>　　(1)在流態(tài)化理論的基礎(chǔ)上，探討了基于離心流態(tài)化運(yùn)動(dòng)分選的 Knelson選礦機(jī)分選過程和顆粒的受力情況，描述了顆粒分選特性及礦漿流膜的運(yùn)動(dòng)分層，并掌握了影響分選過程的主要操作參數(shù)，同時(shí)根據(jù)顆粒的運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)出顆粒徑向上的干涉沉降速度。
　　(2)根據(jù)單因素試驗(yàn)探討了各主要操作參數(shù)對(duì)富集比和精礦回收率的影響，并確定了合適的操作條件，進(jìn)一步利用響應(yīng)曲面優(yōu)化方法建立選礦指標(biāo)預(yù)測(cè)模型，找出了各操作參數(shù)的匹配關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了

4、選礦指標(biāo)的響應(yīng)面預(yù)測(cè)模型的可靠性；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，各操作參數(shù)之間匹配的合理性，直接影響回收精礦的選礦指標(biāo)。
　　(3)建立了 Knelson選礦機(jī)非線性隨機(jī)狀態(tài)空間模型，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法對(duì)Knelson選礦機(jī)狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；根據(jù)Knelson選礦機(jī)模型EKF估計(jì)輸出與實(shí)際輸出的對(duì)比結(jié)果，證明了所建立Knelson選礦機(jī)數(shù)學(xué)模型的正確性；根據(jù)Knelson選礦機(jī)模型狀態(tài)的估計(jì)結(jié)果能較好地反映礦物分選過程的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。