[发明专利]一种非均质矿球磨破碎分布函数预测方法

摘要

本发明公开了一种非均质矿物球磨过程破碎分布函数预测方法，包括以下步骤，根据矿物的硬度、物相等物理化学参数使用ELM算法对非均质矿分类，筛选出典型非均质矿；基于典型非均质矿的分批磨矿实验数据，利用球磨机总体平衡模型，求解典型非均质矿的破碎分布矩阵；根据新非均质矿与典型非均质矿物理性质的相似关系，拟合得到新非均质矿与典型非均质矿物理特性之间的函数关系；基于典型非均质矿的破碎分布矩阵，融合得到新非均质矿的破碎分布函数。本发明通过融合典型非均质矿的破碎分布矩阵，无需复杂的分批磨矿实验即可准确预测球磨新非均质矿的破碎分布函数，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率和资源综合利用率，为节能降耗奠定了基础。

主权项

1.一种非均质矿球磨破碎分布函数预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据非均质矿的物理化学特性对非均质矿进行分类，筛选出典型非均质矿：根据非均质矿物理化学参数包括硬度、化学成分、物相、矿物单粒级破碎质量分数比例，采用极限学习机ELM算法对非均质矿进行分类处理，得到K种典型非均质矿；所述K大于2；所述采用极限学习机ELM算法对非均质矿进行分类处理方法为：以一部分非均质矿的物理化学参数包括硬度、化学成分、物相因素以及矿物单粒级破碎的质量分数比例为输入、以依据经验划分的典型非均质矿类别为输出建立学习网络，采用ELM算法进行训练处理，用另一部分非均质矿进行测试，通过测试结果的准确性，确定典型非均质矿类别，从而得到所述典型非均质矿；S2：求解所述典型非均质矿的破碎分布矩阵：基于步骤S1所述的典型非均质矿的分批磨矿实验数据，利用球磨机总体平衡模型 dw i ( t ) d t = - S i w i ( t ) + Σ j = 1 i > 1 i - 1 b i j S j w i ( t ) , n ≥ i ≥ j ≥ 1 - - - 1 ]]>其中，bij为破碎分布矩阵，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n；在保证所述破碎分布矩阵中每个单位列向量的累积和为1的约束下，运用优化算法反算得到一种所述典型非均质矿的破碎分布矩阵bij；K个所述典型非均质矿的K个破碎分布矩阵bijk，k＝1，2，…，K；所述磨矿实验数据包括产品粒度分布、给料粒度分布、磨机尺寸、介质参数和操作条件；式1中i和j为粒级的编号，n为粒级总数，粒级为n时粒径最小，t为时间，wi(t)为t时刻第i粒级的质量分数，Si表示t时刻第i粒级的破碎速率，破碎分布矩阵bij表示第j粒级破碎后进入第i粒级的量占第j粒级破碎量的质量分数；所述优化算法采用如下方式实现：根据经验确定累积破碎分布函数Bij和破碎速率函数Si的函数结构，其中的i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n，由bij＝Bi-1,j-Bij和式1模型的Reid解析解公式，建立含有累积破碎分布函数Bij和破碎速率函数Si待优化参数的目标函数，之后采用状态转移算法寻优得到所述破碎分布矩阵，并使之满足等式约束S3：建立新非均质矿物理特性与典型非均质矿物理特性之间的函数关系：采用回归分析法，计算所述新非均质矿与K个所述典型非均质矿的多个物理化学参数的数据相关性，拟合得到所述新非均质矿与典型非均质矿物理特性之间的函数关系；S4：运用相似度融合方法综合所述典型非均质矿的破碎分布矩阵，得到新非均质矿的破碎分布函数：首先，用回归分析方法得到所述典型非均质矿物理特性和典型非均质矿破碎分布矩阵之间的函数关系；其次，根据步骤S3得到的所述新非均质矿与典型非均质矿的函数关系求得置信距离，确定所述新非均质矿破碎分布矩阵与所述典型非均质矿破碎分布矩阵之间的权重值；再次，运用相似度融合方法综合所述K种典型非均质矿的破碎分布矩阵bijk，k＝1,2,…,K，得到新非均质矿的破碎分布矩阵；最后，按照函数拟合得到所述新非均质矿的破碎分布函数。