CC BY
58
МЕТАЛЛУРГИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
METALLURGY. PHYSICAL AND CHEMICAL VIRTUES OF TECHNOLOGICAL PROCESSES
УДК 622.733
А.А.БОБРАКОВА, студентка, www. bobro-tonch@rambler. ru Н.В.НИКОЛАЕВА, канд. техн. наук, ассистент, opiopi@bk. ru Санкт-Петербургский государственный горный университет
A.A.BOBRAKOVA, student, www. bobro-tonch@rambler. ru N.V.NIKOLAEVA, PhD in eng. sc., assistant lecturer, [email protected] Saint Petersburg State Mining University
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ДЕЗИНТЕГРАЦИИ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД
В статье приведены исследования кинетических и энергетических характеристик процесса самоизмельчения, которые выполнены на алмазосодержащих рудах месторождения трубки «Комсомольская». Процесс самоизмельчения исследовался с позиции выхода товарного класса крупности -30 + 0,2 мм.
Ключевые слова: алмазы, мельница самоизмельчения, законы дробления.
RESEARCH OF DIAMOND ORES DISINTEGRATION PROCESS
REGULARITY
In article researches of kinetic and power characteristics of process of self-crushing which are executed on diamond-bearing ores of a deposit of a tube «Komsomolskaya» are resulted. Autogenous grinding process was investigated from a position of an exit of a commodity size -30 + 0,2 mm.
Key words: diamonds, process of self-crushing, crushing.
По мере отработки алмазоносных месторождений с увеличением глубины залегания руд снижаются объемы добычи сырья, ухудшается качество перерабатываемых алмазосодержащих руд как по содержанию ценного компонента, так и по обогатимости. Существующие методы интенсификации процессов дезинтеграции требуют определенных (не всегда доступных) условий для
110 _
их эффективного проведения. Они энергоза-тратны и сложны в реализации в промышленных условиях, а также требуют больших капитальных вложений.
Многолетние исследования в области рудоподготовки кимберлитовых руд показали, что наиболее щадящим для сростков алмазов является процесс самоизмельчения. При этом кимберлитовые алмазонос-
о4
«
£
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
I
0
5
10
15 20 25 30 35 40 Размер, мм
Эксперимент Закон Кирпичева - Кика
Закон Риттингера
Рис. 1. Гранулометрическая характеристика продукта цикла измельчения
X1 о4
£
90 80 70 60 50 40 30
6 9
Размер, мм
12
15
1
2
Рис.2. Сопоставление экспериментальных (1) и теоретических (2) данных, полученных с помощью формулы Ребиндера
0
3
ные породы менее прочны по отношению к алмазам, что позволяет достигать приемлемых значений раскрываемости сростков алмазов при использовании указанных процессов в режиме полного рудного самоизмельчения.
Энергокрупностные соотношения - математические зависимости между затраченной дробильно-измельчительным оборудованием энергией и уменьшением крупности разрушаемого сырья - постоянно вызывают теоретический и практический интерес. Широко известны в практических приложениях энергокрупностные соотношения, традиционно называемые законами дробления:
закон Бонда, закон Риттенгера и закон Кир*
пичева - Кика .
Как правило, формула Кирпичева - Кика пригодна для процессов дробления, формула Риттингера - для тонкого измельчения, формула Бонда - для промежуточного.
В 1928 г. П.А.Ребиндер предложил комбинацию формул Риттингера и Кирпи-чева - Кика с возможностью вводить весовые энергетические коэффициенты К и К2:
Екус =К12 +К43. (1)
* Андреев Е.Е. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению: Учебник / Е.Е.Андреев, О.Н.Тихонов. СПГГИ. СПб, 2007. 439 с.
Andreev Е.Е., Tihonov O.N. Crushing, reduction and ores preparation for concentration: Textbook. SPMI. Saint Petersburg, 2007. 439 p.
Для оценки закономерности процесса самоизмельчения кимберлитовых алмазосодержащих пород важно знать численные значения весовых энергетических коэффициентов K и K2 в уравнении (1).
Для определения этих коэффициентов был использован компьютерный пакет UniCruGr (фирма «Earth Technology»), в котором предусмотрена возможность оценки общих и дифференциальных энергий, затрачиваемых на процесс сокращения крупности для любого закона дробления, в том числе Риттингера и Кирпичева - Кика.
Программа служит для анализа, прогноза, оптимизации промышленных процессов измельчения руд, включая расчеты потоков руды в многостадиальных схемах, а также гранулометрические и энергетические расчеты. Энергетические расчеты включают общую энергию, а также разбиение энергии на потоки по классам крупности.
Рассмотрим в качестве примера расчет схемы самоизмельчения по экспериментальным данным на фабрике № 8 Айхаль-ского ГОКа АК «Алроса» для законов Рит-тингера и Кирпичева - Кика.
В расчетах с помощью пакета UniCruGr вычисляются потоки энергии по каждому из классов крупности для обоих законов дробления (Риттингера и Кирпичева - Кика). Эти дифференциальные потоки энергии в сумме дают интегральную (кумулятивную) оценку общих энергетических затрат по каждому из упомянутых законов.
_ 111
Санкт-Петербург. 2012
Целесообразно считать частные энергетические коэффициенты, характеризующие выход энергии для каждого класса крупности пропорциональными выходам классов. Зная гранулометрические характеристики продуктов измельчения экспериментальных данных и прогноза пакетов (рис.1), легко рассчитать величины весовых энергетических коэффициентов ^ и Х2: для закона Риттингера ^ = 0,28; для закона Кика -Кирпичева = 0,72.
Тогда уравнение Ребиндера будет иметь вид
E = 0^2 + 0^3. (2)
Адекватность этой зависимости можно проверить при сопоставлении экспериментальных и теоретических данных (рис.2).
Анализ полученной зависимости дал следующие результаты:
• в процессе самоизмельчения алмазосодержащих руд участвуют два закона дробления: Кирпичева - Кика пригоден для разрушения ударом и Риттингера - для истирания;
• при значениях весовых энергетических коэффициентов ^ и Х2, равных 0,28 и 0,72 соответственно, значения, полученные с помощью формулы П.А.Ребиндера и экспериментальных данных, хорошо согласуются: их различие не превышает 1-3 %.
