CC BY
20
Время охлаждения I. с
Кинетика охлаждения: 1- серпентинит, 2 - серпентин с мелковкрапленным асбестом, 3 - дунит, 4 - серпентинит с дунитом, 5 - серпентинит с перидотитом, 6 - асбест ожелезнснный, 7 - асоест без железа
Имея волокнистую структуру, асбест значительно медленнее охлаждается; вмещающие породы, имея монолитную структуру, отдают свое тепло значительно быстрее.
Наибольшее различие в температуре асбеста и пород при охлаждении имеется в интервале времени охлаждения от 60 до 180 с (см рисунок).
Таким образом, одним из способов исследования теплофизических свойств асбсста и вмещающих пород для их идентификации может служить измерение кинетики нагрева и охлаждения образцов.
Исследования теплофизических характеристик позволили установить, что есть существенное различие в этих свойствах у асбеста и вмещающих пород. Полученные температурные константы могут быть использованы не только для задач предварительной концентрации руды, но и для непрерывного контроля продуктов обогащения с целью оперативного управления процессом обогащения в разделительных аппаратах.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Исследование комплекса физических свойств пород Баженовского месторождения:
Отчего НИР, N Гос.регистрации 73082128/Руководитель Г Я.Кивин. - М., 1974. - 12 с.
2 Фотоэлектронная сортировка, новый перспективный метод обогащения неметаллорудных полезных ископаемых: Обзор. - М.: ЦНИИЭТСтром., 1968. - 26 с.
3. Owyer F.B, Thompson R.L., Ore sorting./Develcp and Innosot. Aust. Process Ind/, Aust. Chen Eg. Conf., Newcestle, 1972, Pop. Sudney, S.A. p. 81- 88.
УДК 622.725
Д.Н.Жуков
О СЕЛЕКТИВНОМ РАЗРУШЕНИИ КОМПОНЕНТОВ БЕРИЛЛСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ
Вопросы, связанные с более полной и качественной переработкой руд с целью сокращения отходов производства и сохранения полезного компонента, до сих пор имеют место в горной промышленности.
В современных условиях переработки полезных ископаемых, в частности, это касается производства драгоценных камней, до сих пор применяются механические способы разрушения
руды.
Известно, что рудоподгетовка предопределяет полноту извлечения промышленно полезных минералов. Главной целью рудоподготовки является наиболее полное и одновременно без переизмельчения раскрытие срэстков этих минералов с минералами пустой породы и между собой. Неполное раскрытие естественно вызывает потери полезных минералов, а переизмельчение также приводит к их потерям в связи с низкой эффективностью обогащения тонких классов практически всеми методами обогащения.
Ситуация, сложившаяся на Малышевском руднике, где велись работы по добыче берилл-содержащих руд, из которых выделяют кристаллы бериллов, оставляет желать лучшего.
Берилл на уральских месторождениях изумруда является наиболее распространенным минералом Кроме изумруда, здесь встречается зеленоватый, грязно-зеленый, бесцветный, молочно-белый, желтовато-белый и черный берилл. Кристаллосырье зеленого берилла может быть использовано в различной форме. Индивиды с ясно выраженными кристаллографическими формами представляют большую ценность как высококлассные минералогические образцы. Окрашенный непрозрачный берилл может быть использован как поделочное сырье..
К основным задачам, решаемым в процессе переработки изумрудсодержащих руд, относятся:
раскрытие кристаллов берилла без повреждения; очистка кристаллов от слюдитовой "рубашки"; разделка кристалла пс дефектам (трещинам) на части с целью увеличения выхода заготовки.
Традиционно для раскрытия кристаллов берилла использовали операции дробления в щековых дробилках на первой стадии дробления и дезинтеграции в скрубберах. Руда подземного рудника крупностью 400 мм поступала в приемный бункер фабрики, далее пластинчатым питателем посылалась на грохот, верхний продукт которого дробился в щековой дробилке 600x900 мм до 200 мм и вместе с нижним продуктом грохота транспортером подавался в скруббер-дезинтегратор. Дробление как операция нежелательно для кристаллов, поскольку ведет к нарушению их целостности, появлению трещин, а также активизации микротрещин.
Очистка от слюдитовой "рубашки" и в настоящее время осуществляется или механическим путем, или с использованием процесса, получившего название «разрушение сжатой средой». Разделка кристаллов ведется путем их резки алмазными пилами. Все эти операции обладают общими недостатками: низкой селективностью, вредными механическими воздействиями на кристаллы.
В связи с тем, что низкая селективность существующих методов дробления и измельчения является одним из основных источников потерь промышленно полезных минералов при обогащении, поиск более избирательных процессов раскрытия минералов является весьма актуальным.
В НИИ высоких напряжений Томского политехнического института разработаны метод и аппаратура электроимпульсного разрушения, важнейшей особенностью которой, по утверждению авторов, главным образом определяющей перспективность ее использования, является высокая селективность разрушения материала, проявляющаяся в лучшем раскрытии зерен минералов и лучшей их сохранности от разрушения, поскольку, в отличие от щековых дробилок, исключено грубое механическое воздействие на кристалл.
Однако последующие исследования применимости электроимпульсного разрушения для изумрудсодержащих руд не дали достаточно надежных результатов, что и послужило толчком для дальнейших испытаний в данной области.
Используя электроимпульсный метод разрушения, провели лабораторные работы по дроблению компонентов бериллсодержащей пробы.
Проба была представлена следующими технологическими разновидностями (см.таблицу).
Исследования проводились на электроимпульсной дробилке в НИИ высоких напряжений. Диаметр отверстий нижнего сита в камере дробления составлял 15 мм, количество удрных импульсов было одинаковым для всех разновидностей, уровень напряжения и=250 кВ. Загрузка проводилась по одному куску каждого компонента в отдельности.
Технологические разновидности пробы
Номер Технологическая разновидность пробы Содержание в руде, % Наличие берилла в
пробы разновидности
1 Углисто-кремнистые сланцы 5-10 Нет
2 Серпентинит 40 я
3 Флогопит-хлористый сланец 5 Есть
4 Акгинолнговый сланец 5 Редко
5 Тремолит-тальковый сланеи 10
6 Плагиоклазит с флогопитом 2-3 Есть
7 Плагиоклаз, берилл, флогопит 2-3
8 Рассланцованный диоритовый порфирит 30 Нет
9 Флогопит, флюорит 2-3 Нет
10 Флогопит, дымчатый кварц 2-3 п
Устройство элсктроимпульсной дробилки представлено на рис.1. Технологическая схема дробления и измельчения материала включает источник разрядов, разрядную камеру, системы подачи исходного материала и удаления продукта дробления.
Тип и конструктивные особенности камеры определяются главным образом исходной крупностью материала и требуемой крупностью продукта. Тип электродной системы камеры в рассматриваемом случае - "стержень - плоскость". Поскольку конечная крупность дробления соответствует нескольким миллиметрам, то удаление готового продукта в накопитель производится через классифицирующие отверстия в электроде - "плоскости" (далее этот электрод назван ситом).
По окончании лабораторных исследований были получены ситовые характеристики (рис.2,
3. 4).
Рис.1. Принципиальная схема элсюроимпульсного разрушения материалов по схеме "'стержень - плоскость"
1-1-1-1 • I
6 ? в д ю Диаметр сита, мн
Рис.2. Ситовые характеристики разновидностей, ассоциированных с бериллом
Рис.3. Ситовые характеристики разновидностей, не ассоциированных с бериллом
Компоненты 3,4,5,9,10 (см. таблицу) были раздроблены в одинаковых условиях. Как видно из графиков ситовых анализов продуктов дробления этих компонентов, в них наблюдается преобладание мелких классов, что свидетельствует о легкости разрушения бсриллсодержащих технологических разновидностей с целью раскрытия кристаллов берилла как более прочного компонента. В таких разновидностях, как актинолитовый сланец, тремолит-тальковый сланец, бериллы встречаются крайне редко. Результаты их ситовых анализов также приведены на рис.2 (№ 4, 5 соответственно).
Распределение компонентов № 6,7 по наиболее крупным классам крупности было обусловлено наличием в них кристаллов берилла, поэтому они дополнительно подверглись додрабливанию на сите 5 мм, для дораскрытия бериллов. При тщательном визуальном анализе продуктов разрушения минеральных разновидностей № 6,7 определили то, что имеющиеся в них кристаллы берилла были раскрыты без механического повреждения.
На рис.3 приведены ситовые характеристики технологических разновидностей, в которых бериллы не встречаются (№ 1,2,8). Здесь, как видно, наблюдаются крупные классы.
Приведенные результаты свидетельствуют о возможности перераспределения минеральных разновидностей, содержащих и не содержащих берилл по разным классам крупности, что предполагает возможность их отделения от общей массы в крупнокусковом виде
На рис. 4 представлены результаты ситовых анализов продуктов дробления минеральных разновидностей бериллсодержащего сырья, содержащих берилл, и непосредственно самого берилла. Дробление производилось на сите 5 мм, для каждого куска данной пробы назначалось определенное количество ударных импульсов, в зависимости от размера и прочности куска Целью дробления здесь являлась проверка возможности снятия слюдитовой (флогопитовой) "р\башки с куска, без повреждения последнего и оценка возможности дробления самого берилла только по трещинам и визуально наблюдаемым дефектам Как видно на графиках, здесь в первом случае наблюдается преобладание мелких классов. При разрушении самого берилла (см.рис.4, кривая 1), имеющего некоторые трещины, его разрушение осуществляется строго по трещинам.
-1-1-1-1-1-1-1-1
3 * f 6 ? в 9 W Диаме/пр ги/г?а,Ам
Рие.4. Сиговые характеристики бериллсодержащего сырья В результате исследований было выявлено следующее:
компоненты, обладающие наибольшей прочностью, сам берилл и компоненты вмещающей породы, не ассоциированные с бериллом, раскалывались с большим трудом;
компоненты (в частности слюда), ассоциированные с бериллом, обволакивающие кристаллы берилла и являющиеся "рубашкой" для бериллов, раздрабливались в мелочь; остальные компоненты разрушались по трещинам и по плоскостям спайности. По результатам исследований стало очевидно, что сам берилл, компоненты, содержащие бериллы, вмещающая порода могут подвергаться электроимпульсному разрушению в разной степени, в зависимости от собственной прочности, что свидетельствует об избирательности электроимпульсного дробления. Так, например, такие технологические разновидности, как флогопит-хлористые сланцы, флогопиты, флюориты, в которых кристаллы берилла (изумруда) встречаются часто, в результате дробления переходят в мелочь, а имеющиеся в них кристаллы (берилл.кварц) раскрываются без повреждения. Т.е., другими словами, для решения перечисленных выше задач электроимпульсный метод разрушения может быть применен. Использование этого метода позволяет до минимума снизить вредное разрушающее воздействие на кристалл берилла, что улучшет количественные, а также качественные показатели при рудоподготовке в промышленности, занимающейся производством драгоценных камней.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Королев O.E. Малышевское рудоуправление. Добыча и переработка иэумрудоносной руды//Гср-ный журнал. - 1993. -№11.- С.53-57.
2. Семкнн Б.В., Усов А.Ф., Курен В.И. Основы элскгроимпульсного разрушения материалов. -
С.Петербург: Наука. 1995. • 279 с.
УДК 622.725
Н.З.Фаттахов
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОКОМКОВАНИЯ ПРИ МОНОСЛОЙНОЙ ПОДАЧЕ ВЛАЖНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
КРУПНОСТЬЮ -4+1 ММ
Формирование кускового потока материала включает следующие операции: расположение кусков друг за другом в направлении их движения; формирование заданных расстояний между кусками; обеспечение стабильной скорости движения кусков; регулирование производительности; стабилизацию траектории движения куска.
При раскладке влажных мелких материалов основной трудностью является склонность их к образованию прочных комков, не позволяющих обеспечить заданные расстояния между кусками и стабильную скорость движения кусков. Сортировка материала крупностью менее 5(4) мм в промышленных условиях применяется только для сухих продуктов, увеличение влажности материала требует предварительного обезвоживания.
Итак, рассмотрим процессы, которые могут привести к окомкованию частиц. На рис.1,а представлен мостик жидкости, соединяющий две шарообразные частицы [2]. Силовая диаграмма результирующего взаимодействие, обусловленного равнодействующей молекулярного притяжения монотонно убывающей с увеличением расстояния Но и силой отталкивания Борна при непосредственном контакте представлена на рис.2 [3].
Рис. 1. Мостик жидкости, соединяющий две шарообразные частицы (а) и зависимость силы тяжести Рт( I) и силы сцепления Рси(2) от размера частиц (б) при плотности р =2,7 103 кг/м': (1 - диаметр частиц, мм; с11р - диаметр частиц критический, мм; 1 и 2 - частицы; 3 - жидкость (вода); Но - расстояние между
частицами, м; Ио - толщина водной пленки,м
Как видим, для гидрофильных частиц сила притяжения преобладает только на расстояниях 104 - Ю'э см, в отличие от гидрофобных, следовательно, в случае раскладки абсолютно гидрофобных частиц явление окомкования будет сведено до минимума.
Пренебрегая силой отталкивания Борна (т.к. несопоставимо мала по сравнению с силой равнодействующей молекулярного притяжения), сила сцепления характеризуется силой моле-
