автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Определение рациональных параметров оборудования для дезинтеграции руд

Московский ордена Трудовою Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

КАРАМОВ Огаяез Георгиевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ РУД

Специальность 05.05.06 - "Горные машины".

Специальность 05.15.08 - "Обогащение полезных

ископаемых"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Кавказском институте минерального сырья и во Всероссийском институте минерального сырья.

Научный руководитель доктор техн. наук ОСТЫШНКО Ц.Е.

Официальные оппоненты: доктор тэхк. пзу::, лро£. КАРТАИЙ II.Г. доктор техн. наук, ШШКОРЕНКО С.®.

Еэдущее предприятие - Бельжсанобрчорйзт

Защита диссертация состоится " 3О" СС40Ц-Я 1992 г. б 1'$е0Чйс. на з'а седаны специализированного совэта K-053.I2.03 в Московском ордела Трудового красного Знамени горном институте по адресу: 117935, ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке института .

Автореферат разослан м^Л 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета' шнд. техн. наук, доцент-

ИЖКО Б.Е.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В связи с постоянный ухудшением минеральной базы преду сматривав г ся более ускоренное развитие направлений, связанных о научно-техническим прогрессом в добывающей промышленности страны и особенно в технологии обогащения полезных ископаемых.

Как известно, переработка минерального сырья начинается с процесса разрушения массива и дезинтеграции горных пород. При ежегодном объеме переработки минерального сырья свыше 3 млрд. тонн, не стадию рудоподготовки приходится 60-70$? всех затрат на обогащение, и в то же время она остается пока наименее изученной частью технологии переработки .минерального сырья. На сегодняшний день только 0,6-1,5^ энергозатрат на дезинтеграцию используется непосредственно на процесс разрушения материала, вследствие чего исследования в области физики разрушения полиминерального сырья, и обеспечение оптимальных условий селективного разрушения открывают перспективы снижзния энергоемкости, повышения к.п.д. и эффективности дробильно-измельчительного оборудования, совоупен-ствования технологии рудолодготовки. Поэтому обоснованно рациональных параметров оборудования для дезинтеграции руд является актуальной научной задачей.

работы проводились в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ на 19а6-1990 гг. до дрогреммв Мингео СССР 25: "Разработать и внедрить прогрессивные методы технологии и новые технические средства для акп-лиза и переработки минерального сырья" на примере рудолодготовки .

Цель тзботы. Установление закономерностей измельчения и раскрытия редкометалльных и яэлезных руд для обоснования рациональных параметров оборудования для дезинтеграции руд, обеспечивающих повышение технике-экономических показателей процесса измельчения полезных ископаемых при рудоподготовке.

Методы исследований. При заполнении работы использовались :

- оптико-геометрический анализ на структурном анализа-

торе изображения "Мадешскан-2", Электронная микроскопия;

- минералогический, гранулометрический, химический, ядерно-физический, гравитационный и магнитный анализы;

- хромотографический метод определения удельной поверхности;

- математические метода анализа.

Научные положения, разработанные лично соискателем и

новизна:

Способ определения вкрапленности минералов, отличающийся тем, что основан на химическом растворении рудной и нерудной фзз с доследующим определением удельных поверхностей срастания ценного компонента с пустой породой.

Кинетические закономерности измельчения и раскрытия минерального сырья, отличающиеся тем, что позволяют более точно описать процесс дезинтеграции пирохлоровых и.магнети-товых руд.

Метод выбора рационального дробильно-измельчительного оборудования отличающийся тем, что основан на определении параметров эффективности измельчения и обеспечивает наиболее полное вскрытие рудных минералов, в их естестве'тной крупности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций Работы подтверждены апробированными математическими методами анализа и сопоставлением теоретических и экспериментальных данных, расхождение которых не превышает ¿87°.

Значение -работы. Научное значение имеют аналитические выражения кинетики измельчения и раскрытия, описывающие процесс разрушения материала в мельницах шарового, стержневого, электроимпульсного и самоизмельчения, метод выбора рационального оборудования для дезинтеграции руд, обеспечивающий наиболее полное вскрытие минерального сырья при рудоподготовкэ, способ определения вкрапленности минералов в руде, на основе которого предложен критерий оценки эффективности раскрытия руд по контактам срастания минералов, являющиеся дальнейшим развитием теории обогащения полезных ископаемых.

Практическое значение имеют разработанные методические указания по определению рационального способа измельчения руд и оптимальный режим измельчения редкометалльных мета сома титов Катугинского месторождения, что позволило пр последующем их обогащении повысить извлечение в концентрат То,205 на 5,2$, Мг05 на 5,0%.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Методические указания "Определение рационального способа измельчения руд" переданы заинтересованным геологическим производственным объединениям для использования при технологической оценке месторождений полезных ископаемых и выборе рационального дробильно-измельчительного оборудования.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-техническом семинаре "Новые методы, приборы, оборудование и установки для технологических исследований"минеральн'ого сырья" (г. Симферополь, 1989 г.); конференциях молодых ученых "Повышение технического уровня углеобогатительного производства" (ИОТТ, г. Люберцы, 1990 г.); "Проблемы экономики минерального сырья и геологоразведочных работ в новых условиях хозяйствования" (ВИЗМС, г. Москва, 1990 г.); научно-технической конференции "Совершенствование техники и технологии переработки полезных ископаемых" (г. Батуми, 1990 г.); научно-технической конференции "Технико-экономические аспекты оценки и разработки минерально-сырьевой базы Грузии (г.Батуми,- 199Г г.), семинаре кафедры горюй механики и транспорта 1ДГИ (г. Москва, 1992 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ и получено авторское свидетельство на изобретение.

Объем' работы.- Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, излокена на 145 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 24 рисуйка, список литературы из 136 наименований и приложения.

Основное содержание работы

Современное состояние теории и практики разрушения

и. ре скрытия руд в измельчи тельных аппаратах

Современная физика горных пород, являющаяся теоретической основой описания процесса разрушения руд, пока не представляет собой обобщенную единую теорию. Она включает в себя в основном результаты исследований А.П.Грифигса, Я.И.Оренкеля, Л.В.Риттшгера, ф.с.Бонда, П.А.Ребиндера, С.Н.Хуркова и других авторов.'

Значительней вклад в развитие теории и практики лзмель-чения и раскрытия горных пород внесли советские ученые: К.А,Разумов, А.Е.Остапенко, В.В.Товаров, С.Ф.Шинкоренко, Н.Г.Картавый, А.М.Загустин, Ю.С.Кушпаренко и т.д.

Теоретические исследования выявили, что характер раскрытия полезных ископаемых определяется свойствами руды и типом применяемого измельчи тельного оборудования. Из основных характеристик полиминерального сырья, непосредственно влияющих на процесс раскрытия руды следует выделить геометрическую структуру врастания минеральных зерен в породу и прочность поверхностей срастания ценного минерала с нерудной фазой.

Эффективность процессов дезинтеграции руд определяется в основном производительностью дробилок и мельниц по готовому классу крупности и коэффициентом полезного действия (к.п.д.) машин. Однако эти критерии выбора рационального способа дезинтеграции не способствуют решению основной задачи подготовительного дробления и измельчения полезных ископаемых, которая заключается в наиболее полном раскрытии руд по обогащаемому ценному компоненту в результате разрушения минеральных. сростков при минимальном их переизмельчении.

Несмотря на значительное количество исследований по измельчению и. раскрытию руд, следует отметить, что не выявлены общие закономерности раскрытия ценных компонентов, физическое объяснение параметров е предложенных уравнениях кинетики ^ измельчения руд не представляется убедительным, используемые . з настоящее врем критерии оценки эффективности и выбора рационального оборудования для дезинтеграции руд не соответст-

вует современным требованиям рудоподготовкя.

Предметом исследования явился процесс раскрытия минерального сырья при шаровом, стержневом, электроимпульсном и самоизмельчении на примере редкометаллышх и железных руд, нахождение научно-обоснованных критериев выбора рационального оборудования для. измельчения полезных ископаемых.

В работе поставлены следующие задачи исследования:

1. Изучение общих закономерностей измельчения и раскрытия вкрапленных руд в различных дробильно-изыельчительных аппаратах.

2. Исследование влияния прочностных и текстурно-структурных характеристик пород и способов измельчения на процесс раскрытия минерального сырья.

3. Разработка способа оценки эффективности раскрытия руд непосредственно по контактам срастания рудных и нерудных минералов.

4. Разработка метода оценки и выбора рационального оборудования для дезинтеграции руд, обеспечивающего наибо. лее полное вскрытие полезных ископаемых при рудоподго'товке.

Объекты и методы исследований

Объектом изучения являлись редкометалльные руды. Кату-гинского, Белозиминского и железные руды Лебединского месторождений. Выбор этих объектов для разработки методов оценки дезинтеграции обусловлен необходимостью охвата широкой области вещественного состава, текстурно-структурных особенностей а различий в физико-химических свойствах руд.

Минералогический анализ исследуемых типов руд показал, . что первые разновидности (Катугинские) руда имеют кварцево--силикатные породы со средним содержанием ценного минерала -пирохлора около 1%; вторые (Белозиминские) - представлены сложным вещественным составом с карбонатной пустой породой и средним содержанием пирохлора тоне порядка 1%, третьи (Лебединские) - представляют собой магнетитовые кварциты

со сложным вещественным составом и содержанием магнетита 49,5/о.

Для разработки критериев оценки эффективности измель-

чекия необходимо определение средней крупности вкрапленности минералов в руде. За величину средней крупности вкраплен ■ ности предлагается принять крупность, при которой функция распределения зерен ценного минерала в породе достигает максимума.

Функцию распределения зерен лирохлора в редкшеталльных в магнетита - в железных рудах определяли оптико-геометрическим способом с применением методов стереометрии. Данные функции распределения зерен минералов представлены на рис.1, из которого следует, что средняя крупность вкрапленности ценного компонента в Кагугиыской и Лебединской рудах равна 0,10 мм; Белозиминской - 0,20 мы.

Степень раскрытия Р исходной руда и продуктов измельчения определяли оптико-геометрическим методом на структурном анализаторе изображения ."Маджиокан-2" и о помощью гравитационного анализа.

Расчет степени раскрытая указанными способами показал практически полное совпадение полученных результатов в крупных и средних классах. Расхождение значений степени раскрытия в тонких классах крупности обусловлено недостаточной разрешающей способностью оценки исследуемой величины гравитационным методом разделения.

Результатами экспериментальных исследований установлено, что раскрытие изучаемых руд начинается с крупности максимальных зерен ценного минерала в породе: Катугинской и Лебединской руд - с крупности I мм, Белозиминской - 2 ш.

Для оценки эффективности раскрытия руд непосредственно по контактам срастания минералов проводилось вычисление удельной поверхности срастания л вкрапленности ф рудного минерала в породе. Эти параметры предложено определять в редкометаллышх карбона титах и ыагнетитовнх кварцитах по формулам:

(I)

Рис Л.Распределение зерен ценного минерала по крупности в рудах Катугинского (I), Белозиминского (2), Лебединского (3) месторождений

где: Ор

5Р и 5«

5ис, 5с

- удельные поверхности нерв створенных соответственно рудного и нерудного остатков,

- удельная поверхность исходной руды, м х

- поверхность срастания рудных и нерудных минералов,^приходящаяся на единицу объема • порода, м-1;

Р -содержание ценного компонента в породе,

доли ед.;

/л - плотность порода, кг/м3.

Значения удельных поверхностей исходной руда, а такке рудного и нерудного остатков определяли хромотогрвфическим методом. Данный способ определения вкрапленности защищен авторским свидетельством по заявке Л 4846918/03.

Для оценки раскрытия руды непосредственно по контакта; срастания ценного минерала с пустой породой предлагается тод, основанный на вычислении удельных поверхностей срастания рудного и нерудного минералов в исходной и измельченное руде. Для этой цели введен показатель интеркристаллитного ■разрушения си , представляющий собой следующее соотношешк

ш = -Íssll^^L. , о)

Ф исх

где: Ф нсх и ф ти - вкрапленности минералов соогветстве

нно в исхо.дной и измельченной руде, кг/м^.

Параметр CU принимает значения в пределах от 0 до I, при это:«! .наибольшая эффективность раскрытия достигается npi максимальных значениях • U) .

Расчет показателя интеркристаллитного разрушения при шаровом {IV =0,111) и стержневом (CU =0,129) измельчении показал, что для измельченной руды Лебединского месторс здения, содержащей 50% класса крупности 0,074-0 мм наиболее эффективное раскрытие магнезита по контактам срастания с нерудной фазой осуществляется в стержневой мельнице. В то а 'время при достижении в шаровой и стершевой мельницах доли класса крупности 0,074-0 мм 90$ наблюдается заметное уменьи ше показателя интеркристаллитного разрушения (для шаровой и стержневой мельниц соответственно ш = 0,050, uü = 0,056). Это означает, что в тонких классах происходит преимуществен но транскрсталлитное разрушение, которое обусловлено тем, что в исследуемых магнетитовых рудах на микроструктурам уровне силы мекминерального сцепления значительно превосходят аналогичные^силы, действующие между_субзёрнами полезког минерала'. •

физические основы измельчения и тасктятия руд, используемые для тясчета патамэтров дробильно-измельчи тедь.ных мазЫй

Вскрываемосгь руды, характеризущая ее раскрытие при измельчении, предложено оценивать тремя параметрами:

1. вкрапленностью ценного минерала в породе - ;

2. разностью лрочностей рудной и нерудной фаз - ( $р - );

3. разностью прочности контактов срастания рудного и нерудного минералов и прочности наиболее хрупкой фазы, рудной или нерудной, ).

Вкрапленность минералов <р учитывает немаловажное влияние крупности и геометрической структуры врастания минеральных зерен в породу. Исходя из определения вкрапленности, наилучшей вскрываеыоотью характеризуются руда с наименьшими значениями вкрапленности минералов.

При существенном различий прочности ценного компонента от прочности нерудных минералов, слагающих породу, происходит избирательное вскрытие минералов, роль сил сцепления ру- • дкчх в нерудных фаз, а вместе с тем и величины -при этом незначительна. Однако эта роль намного возрастает, когда рудные и нерудные минерал!' имеют приблизительно одинаковую прочность. В приведенном варианте процесс раскрытия заиболее эффективен пр отрицательных значениях величины

^ - ^ , в любом другом случае руда будет труд-новскрываемой.

В таблице I приведены значения предложенных параметров вскргваемости для руд Лебединского и Белозяминского месторождений.

За нерудную фазу принимали основную вмещавдуп породу: в Лебединской руде - кварц, в Белозиыинской - кальцит.

' Из данных таблицы I следует, что Бвлозиминская руда более легковскрываема, чей Лебедянская, что и подтверждается практикой обогащения этих руд.

В результате использованных в работе методов исследова-шй получены графические зависимости, описывающие кинетику азмельчеяия и раскрытия руд в. и^двницах шарового,:,.,стеркне-зого, электропилу ль сного и саыоизмельчения. Результаты изу-гения процессов дезинтеграции и раскрытия руд в-шаровой и ¡теринавой мельницах приведены на рас.2;3.

На основании экспериментальных данных впервые получены ■равнения кинетики измельчения для исследуемых мельниц:

Таблица I

Значение параметров Ф ; ; }р

для руд Лебединского и Бедозимикского месторождений

Наименование месторождения 4> м^кг кн/м2 ккЛл2 * кн /ы^ т/и2 кн/м2

Лебедин-ское 6,23 5,1 21,7 16,7 -16,6 11,6

Белози-минское 12,82 77,8 122,0 174,0 -44,2 96,2

3 т

%

« Л а 1С

с*

100 80 Б0 40

го-

к

\

< N

< к N

• N 4 N — _^

0 15 30 45 60 15 ЗИ Время измельчения, мин.

100

80

БО

40

20

ч

\ \

к а*

ч. N

О 15 30 45 60 75 9[ Время измельчЕ«ия, не

Рас. 2,

Киаетикаовашлэтэния руд Лебединского месгоровдения в шаровой (I) и стержневой (2) мельницах: а - кинетика измельчения руд, рассчитанная по форму; 4; б - кинетика измельчения руд, рассчитанная по фот муле 5. * 1

О 15 30 45 60

Время измельчения , мин.

Ríe. 3. Зависимость раскрытая руд месторождений Катугинс-кое (I), Белозиминское (2), Лебедянское (3) от времени измельчения в шаровой (а) и стержневой (б) мельницах

я я

= Яо - щс -I:

= М

-мК)

V/

Я = М Р

при

ь

(5)

где 1?0 и R - доли надрешетного класса крупности в исходной и измельченной за время V ( 1 ) руде, долиед.;

К1 , - коэффициенты, характеризующие скорость измельчения руды,' г"1 ; - доля надрешетного класса крупности в момент времени "1" = "Ь 4 , доле ед.;

у - истинная удельная производительность мель-

ницы, представляющая собой удельную производительность аппарата в отсутствие готового класса крупности в мельнице, гАмъ;

V - объем мельницы, м3;

Р - масса измельчаемого материала,

Расхождение расчетных и экспериментальных данных по формуле (4) меньше, чем до формуле (5), однако для разработки критериев оценки эффективности вскрытия руд точность описания процесса по уравнению (5) представляется достаточной.

Впервые предложено уравнение кинетики раскрытия вкрапленных руд для исследуемых дробильно-изыельчительных машин:

р. = х - (I - р0)е рр

(6)

где: Р0 и Р - степени раскрытия руд'соответственно в исходной и измельченной за время t ( ^ ) РУД9» Д°--ли ед.;

Я - истинная удельная производительность мельницы цо вскрытому анализируемому компоненту, представляющая собой удельную производительность аппарата в отсутствие вскрытого материала в мельнице', т/т- м3; ^ - содержание анализируемого компонента в руде, доли ед.

Данное уравнение, а также уравнение кинетики измельчения (2) принятц в качестве основы для разработки критериев оценки эффективности вскрытия руд при их дезинтеграции в различных дробильно-измельчптельных машинах.

Результатами исследований степени раскрытия узких классов крупности руды в различных мельницах установлено, что величина степени раскрытия узкого класса крупности практически не зависит от времени измельчения, рис.4. Это объясняет-*-ся тем, что действующие на частицу ру.ды напряжения, которые дальше разруиающеЗ нагрузки, не оказывают практического влияния на прочность контактов срастания минералов. Наблюдается лишь тенденция несущественного увеличения степени раскрп-тия от времени измельчения, обусловленная дивиацией в значениях прочности контактов срастания минеральных зерен.

Указанная неизменность степени раскрытия во времени дает практическую возможность- расчитать для конкретного измельчи тельного оборудования степень раскрытия матерзала лт>-бого .диапазона крупности при различном времени измельчения, если известен гранулометрический состав исследуемого диапазона и функциональная зависимость степени раскрытия от крупности материала.

• Изучено влияние времени и способов измельчения на динамику изменения качества сростков в узких классах крупностп. Анализ экспериментальных данных показал, что качество сростков не зависит от времени измельчения и практически остается' неизменным при традиционных способах дезинтеграции,

осуществляемых в мельницах шарового, стержневого и самоизмельчения. Исключение составляет электрояг.шульсное дробление, при котором наблюдается более полное раскрытие полезного минерала. Исходя из практической независимости величины степени раскрытия и качества сростков в узких классах крупности от традиционных методов измельчения, сделан вывод, что процесс раскрытия руд в барабанных мельницах определяется в основном энергией разрушения мелющих тел, а не их форлой.

3 60

з 40

о. *

20'

1

>——-- 2

О

■и.

0 5 10 15

Бремя и5Мельчения , мин.

1 -0.05-0 мм 3-0.2-0.1 мм

2-0.1-0.05 мм 4-0.5-0.2 мм

Рис.4. Зависимость раскрытия руд Лебединского месторождения по 'классам крупности от времени измельчения в стержневой мельнице

Методы оценки и определение рационального оборудования при измельчении руд

Полученные закономерности процессов рудододгогоьки позволили научно обосновать метод технологической оценки и выбора способов измельчения для.раскрытия руд. Для этих целей предложен коэффициент селективности измельчения ( <. ), который представляет собой отношение истинной удельной произво-

дЕтелыюсгл кзлышды со вскрытому ценному компоненту к истинной удельной производительности по классу средней крупности вкрапленности рудного минерала.

Исходя из уравнений кинетики измельчения и раскрытия руд, коэффициент селективности измельчеярая равен:

гказанннй коэффициент изменяется в пределах от 0 до I.

Наибольшая эффективность при измельчении достигается при максимальных значениях приведенного параметра. Полученные в результате экспериментальных исследований значения коэффициента селективности измельчения для аппаратов шарового, стер-нневого, электроиыпульсного и самоизмельчения позволили сделать вывод, что для исследуемых руд наиболее рациональным из сравниваемых типов оборудования является электроикпульсная установка ДИК-Ш.

Вследствие несовершенства традиционных способов дезинтеграции, в'частности невозмонностью мгновенного вывода готового класса крупности и предотвращения лерензмельчения матери-

зла, оценка эффективности методов измельчения наряду с'коэффициентом ¿ дополнительно была проведена еще по двуи параметрам:

- удельной производительностг мельницы по вскрытому ■ анализируемому компоненту ^ в"техкологИчески эффективного"

классе крупности с1тя* - с¿ш , '''И ( ¿па*. - крупность максимальных зерен ценного минерала в породе, оЬ^, - верхний предел крупности адамов),

- коэффициенту переизмельчения ^ , определяющему доли рудного минерала, уходящего в шламы.

Значения дополнительных параметров измельчения предложено определять по формулам:

(7)

Р Ji-.ro

V' 1Г

•__jT"<o

j. = ' (9)

- выход раскрытого ценного минерала класса крупности - c/w (мм) соответственно в исходной и измельченной за время t< ( 2 ) руде, доли ед.;

- оптимальное время измельчения материала,

в течение которого массовая доля ценного минерала в мельнице класса крупности dm** — с/ (и (мм) достигает максимума, ( 1 );

- выход ценного минерала в пхламы соответственно в исходной и измельченной за время tt ( 1 ) рудо, доле ед.

Наиболее эффективным способом разрушения является способ, у которого значения i в ^ максимальны, а

j- - минимально. При различных .дисперсных значениях этих параметров выбор производился на основании той (или тех) характеристик;!, которая наиболее важна для данного процесса.

Вследствие отсутствия промышленного внедрения установок электроимпульсного дробления, оценка эффективности дезинтеграции руд с учетом переизмельчения материала была проведена на мельницах шарового и стер&невого измельчения, наиболее широко применяющихся в горнорудной промышленности.

Из расчетных данных указанных параметров для руд Кату-гинского и Белозвминского месторождении при шаровом и стержневом измельчении, приведенных б табл.2 следует, что для исследуемых редкометалльннх руд из двух сравниваемых мельниц наиболее эффективной является стеркневая.

На основе указанных критериев оценки эффективности вскрытия минералов автором разработаны и изданы методические указания по определению рационального способа измельчения руд, утвержденные научным Советом по методам технологических исследований, они направлены для использования в геологические производственные объединения.

где р и f t:

- Ц"»и i^i

Таблица 2

Значения параметров эффективности измельчения

I , , % для руд Катугинского и Еелозиминского месторождения при шаровом и стержневом измельчении

"Лааленованле Ти _ _Паремет№_нзмельчения____

.¡естороаденяя мельницы I "I £

10~2 доли ед. Ю-4 т/ч.м3

К.-.чугинское шаровоК 1,280 9,02 '1,17

стерглевой1,596 9,55 0,47

Белая Зима шаровой 0,734 10,92 1,01

стершевой 0,996 П,19 0,54

Определение оптимального времени нахокдения материала в мельнице позволяет выявить наиболее рациональный режим работы измельчи тельного аппарата, при котором обеспечивается максимальное извлечение ценного минерала в концентрат пр] последующем его обогащении.

Установлено, что при шаровом измельчении оптимальное время нахождения материала в мельнице для руд Катугинского к Белозиминского месторождений равно соответственно 13 мин и II- мин, при стержневом - соответственно 6,5 мин и 6 мин.

При полупромышленных испытаниях обогащения руд Катугинского месторождения выявлено, что гранулометрический состав измельченной в мельнице МНР 900x900 руда не соответствует гранулометрическому составу руды при оптимальном времени нахождения материала-в мельнице, вследствие чего происходит переизмельчошю материала. В результате изменения режима измельчения при последующем обогащении пнрохяора, увеличен вы-: ход пирохлорового концентрата на 0,039$, повшено извлечение

! концентрат (йгОу на 5,2$, на 5,0$.

Расчет экономической эСйекгивности проведен н^ основе

сопоставления полно л себестоимости руды с извлекаемой ценностью полезных компонентов, при этом установлено, что разность прибыли при старом и новом реяиме измельчения по цена.» 1991 1?. составляет 13 руб. 14 коп. на I т перерабатываемой руда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Б диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи определения рациональных параметров оборудования для дезинтеграции руд.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Предложен способ определения вкрапленности минералов в руде, защищенный авюроким свидетельством, основанный на

вычислении удельной поверхности срастания ценного минерала . с пустой породой. Предложена формула для расчета удельной

поверхности срастания рудных и нерудных минералов, которая дала возможность определить вкрапленность руд Лебединского и Белозиминского месторождений.

2. Для оценки раскрытия руд непосредственно по контактам срастания минералов введен показатель интеркристаллит-ного разрушения (V , определяющий долю разрушения контактов срастаний при измельчении. На основании экспериментального определения вкрапленности магнетита в колезных рудах при шаровом и стеркневом измельчении установлено, что наиболее эффективное раскрытие руды по поверхностям срастания минералов в двух сравниваемых мельницах осуществляется при стержневом измельчении.

3. Впервые предложены уравнения кинетики-измельчения руд, наиболее точно описывающие процесс разрушения материала в мельницах шарового, стераневого, элекгроимпульсного и самойзмзльчения. Дано физическое объяснение параметрам ураЕ+

нения кинетики измельчения.

4. Впервые предложено уравнение кинетики раскрытия вкрапленных руд, которое хорошо согласуется с эксперкмента-

льннми данными при дезинтеграции сростков в установках шарового, стержневого, злекгроимпульсного и самоизмельчения, при этом максимальное отклонение теоретических и экспериментальных результатов определения степени раскрытия составляет 4,43$. Дано физическое объяснение параметрам уравнения кинетики раскрытия. .

5. Раскрытие изучаемых руд начинается с крупности максимальных зерен ценного минерала в породе: Катугинской и Лебединской руд - с крупности I мм, Белозимянской - 2 мм. Степень раскрытия узких классов крупности исследуемых руд практически не зависит от времени и способов измельчения, исключение составляет электроимпульсное дробление, при котором наблюдается более высокая степень раскрытия.

6. Оценку селективности вскрытия руд при их дезинтеграции в различных дробильно-измельчительных аппаратах следует проводить по коэффициенту селективности измельчения I , представляющего собой отношение истинной удельной производительности мельницы по вскрытому ценному компоненту к истинной удельной-производительности по крупности вкрапленности полезного минерала. Для редкометалльных руд наиболее селективное вскрытие пирохлора осуществляется при электроимпульсном измельчении.

7. Выбор рационального оборудования для дезинтеграции руд следует проводить по трем параметрам - коэффициенту селективности измельчения I , удельной производительности аппарата по вскрытому ценному минералу в "технологически эффективном" классе крупности ^ и коэффициенту дереизмель-чэния | , определяющему долю рудного минерала уходящего

в шламы. При этом наиболее эффективной из сравниваемых !ельниц является та, у которой значения параметров I и [аксимальны, а ^ - минимально. Расчетные данные указанных параметров для редкометалльных руд при шаровом и стержневом измельчании позволили сделать вывод, что для исследуемых руд из .двух сравниваемых мельниц наиболее эффективной является стержневая.

8. Выявлено время нахождения материала в мельнице, при котором обеспечивается максимальное извлечение ценно-

го минерала в концентрат при последующем его обогащении, установлено, что при шаровом измельчении оптимальное время нахождения материала в мельнице для руд Катугинского и Белозиминского ¡месторождений равно.соответственно 13 мин и II ыин, при стержневом - соответственно 6,5 мин и . 6 мин.

9. При полупромышленном испытании обогащения руд Ка-тугинокого месторождения за счет установления оптимального режима измельчения в мелышцз Щ1Р 900x900 увеличен выход концентрата на 0,039$, повышено извлечение в концентрат Та50? на 5,2$; 5,0$. Ожидаемый экономический эффект от внедрения по ценам 1991 г. составляет 16 руб 14 коп. на I т перерабатываемой руды.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Остапенко П.Е., Карамов О.Г. Выбор способа дезинтеграции вкрапленного минерального сырья. - В кн.: Новые методы, приборы, оборудование и установки ддя технологических исследований минерального сырья, М., БИМС, 1990,

с.22-25.

2. Карамов О.Г. Выбор экономически эффективного способа дезинтеграции минерального сырья. - Дед., М., ВИЭМС, 1990, 7 с.

3. Остапенко П.Е., Карамов О.Г. Изучение технологической готовности руды к сепарации. - В кн.: Совэриенствова-ние техники и технологии переработки полезных ископаемых.

Тезисы докладов научно-технической конференции, Тбилиси, КШС, 1990, с.15.

4. Карамов О.Г. Интенсификация процесса измельчения различными методами. - В кн.; Гехнкко-скономические аспекты оценки и разработки минерально-сырьевой базы Грузии.

Тезисы докладов научно-технической конференции, Тбилиси, ВИМС, 199I, 20 с.

6. Карамов О.Г. О некоторых закономерностях кинетики измельчения руд. - В кн.: Повышение технического уровня углеобогатительного производства, Люберцы, 1992., в печ.

7. Остапенко П.Е., Мшплявв A.IL., Карамов О.Г., Петров И.М., Труфаков-з Ю.В. Использование математического моделирования процессов раскрытая и разделения при обогащении родкометаллыюго сырья. - Сб. Плаксинских чтений, M., 1992, в печ.

8. Остапенко П.Е., Петрова Н.В., Карамов O.P., Зааяви-хина Л.И. Способ определения вкрапленности минералов в рул9-Положительное репение от 20.07.90 по заявке № 4848918/03 (080342), кл. В 03 В 7/00.

Заказ j"g 23. Подписано к печати 20.05.92. Объел 1,2 уч.-лзд.л., 1,3 печ.л. Тираж ЮС