автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Совершенствование процессов измельчения сырьевых материалов при производстве цемента в Республике Бенин

1 5 РЛЧ-«?^ •

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

М Е X А Н О Б Р

На правах рукописи

Ален Анри Хуэто

СОВЕРШЕНСТВОВАВ!!® ПРОЦЕССОВ ЙБМЕЯЬЧЕШЯ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЧЕНГА В РЕСПУБЛИКЕ БЕНИН

Нгтоцивльность 05.I5.C3 "Обогащение полезных ископаемых"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1993 г.

Работа выполнена на кафедре обогащения полезных ископаемых , Санкт-Петербургского ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Государственного горного института им. Г.В.Плеханова (Технический Университет)

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ТИХОНОВ О.Н.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, ' • профессор БЛЕХМАН И.И.

Кандидат технических наук ПИКУЛИН В.А.

Ведущее предприятие - Волховский алюминиевый завод

I

Защита состоится ¿¿щрпУХ_ 1993 г. на заседании

специализированного совета ДГ39.02.01 в Государственном научно-исследовательском и проектном институте механической обработки полезных ископаемых "Амханобр" по адресу: 199026, г. Санкт-Петербург, 21 линия, д. 8 а.

? С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института "Механобр". .

Автореферат разослан " / " i¿UiJЭnШ-1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

/ Qlf/l. Хоботова Н.П.

а

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Измельчение является одним из наиболее распространенных технологических процессов. ■ Оно . применяется во многих отраслях промышленности, в частности, на цементных заводах. Измельчение-весьма знаргоемкий процесс. На тонкое измельчение в цементной промышленности расходуется 50 - 60 кЬт. ч на тонну цемента, что "состашшт СШЕЗ .'50 2 ' сбйего • количества энергии, затрачиваемой на все его -производство. Учитывая высокую энергоемкость процесса измельчения, необходимо стремиться к повышению его эффективности. Особенно большое • внимание этому вопросу уделяется в последнее десятилетие в связи с увеличением количества измельчаемых материалов, а также в связи с тенденцией к лолучению возможно "более тонких порошков.

. Изучение и совершенствование процесса измельчения с целью повышения его эффективности - актуальная задача, решение которой нуждается в научно обоснованной и более точной оценке расхода энергозатрат на разрушение руд. В этой связи предложен теоретически и практически новый подход к оценке энергии на измельчонке. В основе этого подхода используется двухинтегральная формула, позволяющая развить в определенной мере теорию рудояодготовитбльдах процессов, в том числе я законы дробления.

Результаты диссертационного исследования будут использованы

при производстве цемента в Рвспублп-:е Бенин.

Новизна работы. В настоящей работе впервые предложены модель и методика, позволяющие оценить энергозатраты разрушения материалов (измельчения и дробления 1. Модель основана на применен™ интегральной формулы с учетом гранулометрических характеристик исходного питания и продукта измольчония, а также энергокругаюстшх соотношений, взятых из законов дробления.

- Проведен теоре\.леский анализ данной модели с использованием энергофункций Ритткнгера, Кирпичевд-Ккхэ, Гонда я др.

- На базе этой модели разработана компьютерная программа CQMENERG (от английского Comminution Energy), прогнозирующая энергию, расходуемую на измельчение ( дробление ) руд и материалов в цементной промышленности.

- Показано, что предложенная модель может быть выражен« двумя видами при изменении порядка интегрирования.

- Показана возможность оценки энергозатрат на разрушение любого класса •крупности продуктов разрушения.

Публикации. Результаты работы отражены в трех публикациях i доложены на совместном Российско - Польском научном симпозиуме Новые научно-технические направления в обогащении полезши ископаемых" в Санкт-Петербургском Горном институте (ноябр] 1992 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения цяти разделов, заключения, списка литературы и 4 приложений Основной текст содержит 125 страниц машинописного текста, 8 ри сунков, 28 таблиц. Библиографический список содержитназван/: работ на русском и иностранных языках.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении излагается актуальность работы и формируютс основные положения, определяющие научную и прикладную ценноса работы.' В первой главе представлены общие сведения о технологу производства портланд-цемента. Показан пример оценки двухкомпс нентного сырья, пригодного для получения портланд-цемент? Описана технология сухого производства цемента в Республике Бего и обращено внимание на энергоемкость процесса измельчения.

Во второй главе дается краткий обзор состояния теоратнчесю разработок, касающихся моделирования дробления и измельчения энергетической точки зрения. В этой связи рассмотрены рабо' С.Е.Андреева, П.Риттингера, Кирпичева-Кика, А.Ребиндера, а так И.И.Блехмана, О.Н.Тихонова и др.

В практических приложениях широко известны законы дробления Риттингера, Кирпичева, Бонда и др. По П.Риттингеру энергия дробления Е (кВт.ч/т) от начального размера частиц ( £ ) до конечного ( ) пропорциональна вновь образованной поверхности. Единица объема (I куб.м) исходных частиц диаметра ¿иСХ имеет

Жё^исх = ___б

'¿>1-£ ГС х ¿иск

поверхность Б = = ------ после дробления

6

поверхность увеличивается до = б/¿кем . Таким образом,

по П.Риттингеру энергия дробления и измельчения равна

е-К а/£№н-1/е«*) (1)

По Кирпичеву-Кику энергия дробления выражается по формуле

е = к с&и/е КОНу а/е»сх)) (2)

По Бонду энергия дробления выражается по формуле

е-К аМкон - (//¿„с* э

(3)

Соотношения (1)-(3) обобщаются в следущее диффербшхиальное уравнение _ , . „ , ,„ я

- - = - к/е .. - ............(4)

Формула Риттингера получается из выражения (4) при п = 2, формула Кирпичева Кика при п = I, формула Бонда при п = 1.5.

Константы К зависят от прочности материала. В.частности, индекс работы по Бонду № (энергия, затраченная на измельчение I т сплошного материала "бесконечного" размера до крупности 100 мкм) мочио использовать для оценки К.

По формуле (3) получаем _

.....L=w-кCl/VIй-i/^);K=^^oo1W

формула Бонда принимает вид _

£= да 1оо/&юн' ~ ч'юо/ё^Г • (5)

где С кон . £ мех - в м1®1- р 0 '

В США в формуле (5) под размером с-ксн и с и с/ понимают размер кумулятивного мелкого класса, составляющего 80 % прохода.

Таким же путем можно определить коэффициент К в других формулах, экспериментально определяя затраченную энергию на дробление одного метра кубического ( или I т ) руда от размера £ мсх до размера н .

В третьей главе с энергетической точки зрения дается развитие моделей разрушения руд в рудоподготовительных процессах.

^ Предлагается новый подход с интегральной формулой для оценки энергозатрат дробильно-измельчительных аппаратов. Проведен анализ предложенной формулы.

Перейдя к рассмотрению предлагаемого подхода с интегральной формулой для оценки энергии измельчения ( и дробления), можно отметить, что в энергокрушостных1 соотношениях, описанных выше, учитывается • размер исходных кусков ¿иСх у размер конечного куска £ кон • 3 реальных практических условиях исходный материал и конечный материал содержат частицы различного размера, что выражается гранулометрическими характеристиками до ^сх ) 1 после 1)/<ов (£мн). £ такав затратами энергии на разрушение куске

есть учитываете

я О

размером С,¡с/ д0 кУска размером с нон » то выбранное энерхчжрупностное соотношение в виде той или иной функции Е < £ИСх ,£KOtf ) аргументов tKOc, .

, Одним . из вариантов такого учета может бить следукии: интегральная формула /

кон та >'^схфах J

О ' Еьлон

Ы& Í иск ~ - переменная крупность исходного материала О ¿ ысл^псхтх мм > мкм: ^ кон " пеРйМеннал крупность конечного матерналц

QUK<!n¿.iKÚHmíXXm, мкм: 0*u itnc* ). Íkcm (р-кон ) ' давйеренциальные распределена 'массы частиц исходного и конечного по крупности I/мм, I/mki Е (• £ ,сн ^ "" энергия, затрачиваемая на превращен! единицы массы (1т) узкого класса исходного материа. ¿ncx + сх ] в единицу массы (1т) узкого клас( ' Он f d¿KOH •

К £ - есть суммарная полезная анергия превращения единицы мчссы (1т) исходного материала, имеющего гранулометрическую характеристику /И£х ( ), кВт .ч/т.

Доказательство новой обобщающей формулы (6) для частного случая Риттингера смотри рисЛ.

Для исходного материала одинаковой крупности (Снсх = const имеем гранулометрическую характеристику, в, виде импульсной функции с импульсом в точке оси£ИСх, -

I'mСХ ^ ^исх ис/

i,

Для готового материала одинаковой крупности С^ = сопз!

имеем •

<Г<0и (О " ^ »сон кон < ^ ис*

Подставив соотношения/,,^ ) и С > в предыдущую

интегральную формулу (6), получим:

г /А таи ]

> / v КОН

и и

или

д ® ( У ->0

с учетом, что ¡?1гт;л

получается I (^^ГСхНЖ " ^

или окончательно 0 I' ' J

ЁГ." [ '/^кш' -У,J

что соответствует -закону Риттингера (I).

ш»

V

1 ч Хт

Ч-Ко

Рис. I. Гранулометрические характеристики . Уисх (^исх ) и ¡Гкон (^кон ) <гу1Я СЛУ4051 одноразмерных кусков исходного и конечного продуктов

и**

9 кои

4

ПРИ

К«)» и ¿»Л

Рис, 2. Гранулометрические характеристики исходного и конечного материалов в общем случае, заштрихованные площади равны массовым долям соответствующих классов крупности

Таким образом, для частного случая: исходный материал имеет куски только одного размера tu.,CA = const, готовый материал имеет куски только одного размера = const и функция Е{¿hC< )

берется по Риттингеру - получаем "чистый" закон Риттингера.

А в . общем практическом случае const и / const,

(см. рис.2) и характеристики исходного и конечного материалов "перекрывают" каждая свои диапазоны крупности, имеет силу интегральная формула '16), причем вместо ттодютгегральной "энергофункции" Е , в юн ) подставляется тот или иной закон дробления (Риттингера, Кирпичева-Кика, Бонда или любой другой), наиболее подходящий для данного конкретного случая.

Заметим, что порядок интегрирования в формуле (в) может быть изменен, кат упомянуто выше., но при этом нукно изменить и пределы интегрирования следующим образом:

ж

Вычисления суммарной энергии Е£ по формулам (6) и (6а) дают одинаковый результат.

Для иллюстрации практического использования интегральной формулы (6) рассмотрим пример, в котором функция Е (6„сх ,£<ой ) , берется по Риттингеру и дифференциальные гранулометрические характеристики подчиняются известному распределению Розина-Раммлера (пример I): . пЧ , ■

¡[(¿) = Ъп£ exp(-b6a) (8)

где b, п - параметры распределения.

Поставим (8) в (7), тогда получим • -

Г^г.тах п Г^1 гла%„1 fO

Ez = К/ Ъ2п2е, t-q)(-b/a li I/C, -J bin{€1^ex9(b,6i )дЕШг <Э) о L

Здесь для краткости заменено 5 и вообще

индекс I относится к исходному материалу, а -индекс 2 -к конечному материалу. г

Рассмотрим еще пример, ь котором по-прежнему функция Е(£hCX, ¿ион' берется по Риттингеру, но гранулометрические характеристики подчиняются распределению Андреева-Годэна (пример 2)

и, (?) - пг {¿jLMy*~(' т*х Г

J (Ю)

где n / , n ^ ~ парамотрн распределения.

Тогда внутренний интеграл в интегральной форме (7) принимав!

*(nf/nrl)(4/t<m**).

Подставим внутренний интеграл в интегральную формулу:

tc-Kffi+fag-fn/irO-l/etmft

= к <)4»J//4«/;

'■¿тал

или окончательно г i г /

^¡(аг<).е1тм\ (И)

В рамках этого примера,в частном случае, когда распределения Андреева-Годэна до и после измельчения (дробления) одинаково п/ = п , а меняется только £maj( , получается формула "(12). Этот частный результат укладывается в рамки закона дробления Рит-, тиягера (I) и, мекду прочим, показывает, что закон Рлттянгера применим по только к мптеришюм с однарг.зморными кусками ¿/ -= cor'Qt и £ const, но я к спощшышм случаям /

const и / const. Однако практически тпкио специфические случаи являются исключением из правила.

Рассмотрим еще ¡.¿икер, когда энергофункция берется по Бонду. по_фо£муле_(7)_получаем

- {ь -/о * I

или окончательно *

Рассмотренные примеры показывают, как аналитически пользоваться интегральной формулой (6) для различных частных случаев.

Кроме того, аналитические выражения суммарной энергии часто требуется дополнять (или заменять) конкретными численными результатами, которые получаются либо вручную, либо на ЭВМ.

Таким образом, заменяя в формуле (6) интегралы на сумму, получим взамен (6) и (6а).

^риЛ^ 1

гда 1 = 1,2, п - номер класса крупности в исходном питании;

3*1,2, .т - номер масса крупности в готовом продукте;

1-го класса исходного питания;

^хс* - (^сонЬ^тГ БЦХ°Л класса в готовом продукте;

Ей! = Е^'ис* . ) - значение для знергофункции в середина? " 1-го класса исходного, питания ) илв

3-го класса готового продукта ((?, Ксг/). Детали расчета иллюстрируются нижа в табл.1 и включат следующие шаги.

Шаг I. Выбирается число 3=1,2, ... , т расчетные границы классо! готового продукта. Границы классов могут совпадать с границам? из экспериментальной характеристики ситового анализа, либо не совпадать.

Шаг 2. Определяются численные значения выходов классов готового продукта, 1.2.,..., га,-

:í гримеру расчета энергии измельчения

Таблица 1

(О

40 90 J .-О 257.5 357 450 875 1625 2500 3500 ,041) (0.015) (U.0IT) (0.с059) (О.ОСЬ) (0.003) (0.313) (0.283) (0.31с) (0.0018)

40

(0.09322 90

(0-0265V Ï50

Ш. 0392) 25775 (Q.Q24I : 357

W.0360)

450

W.0344)_ 875

(О.02525

1625

(0.2558)

2500. (0.-389) 3500 (О)

О

6.6929 9.7104 12.1656 13.3684 14.0931 15.7865 16.9294 17.539» 17.9332 "ö 37ótg2 5.4714 6.6g42 773989* ^7û924~i072253 107б458~п^2391~

§74623 376474 473315~_670750 772185 778282~~872219~ . _ ______________ 576207 Í7V637 S7S733 577670"

___ _ g 17;43!Г17?Ь26 27ККГ

_ 57З9§7-

, Шаг 3. Выбирается число 1 = 1,2, п и границы классов

исходного питания. Здесь возможны два типовых случая:

а) диапазоны крупаости [ Ст;,г , ¿тал ] исходного и готового продукта перекрываются рис.3,а (обычно от ~ ^ ^тял )« например, для случаев без предварительного отделения мелких классов из готового продукта.

б) упомянутые диапазоны ко перекрываются, рис.3,6, например, при наличии предварительного грохочения или классификации.

В первом случае для простоты математических расчетов границы классов исходного питания в мелкой части диапазона (перекрывающий диапазон крупности готового продукта) целесообразно выбрать такими же, как для готового продукта. Это позволяет избегать дополнительных итерполяций и упрощает рас етные формулы (хотя в принципе возможны любые границы). Для остальных классов (крупное упомянутых) границы - любые, например, если выбираются (шаг I) 5 классов для готового продукта и 10 классов для исходного питания, то границы первых 5 классов исходного хелатольно совместить о границами готового продукта (расчет для яееоюезппял гр.".--г.:ц дслается несколько сложнее).

■ Во втором случае, когда диапазоны крупности продуктов не перекрываются, границы классов исходного питания могут бить выбраны любыми без услокнения расчетов.

Шаг 4. Определяются численные значения выходов выбранных классов исходного питания

Шаг 5. Вычисляются значения энергофункции Е у для всех пар (1,3) классов исходного и готового продуктов.

Шаг 6. Проводятся основные вычисления расходов электроэнергии по дискретным формулам (14) и (14а).

В численном примере.по экспериментам измельчения известняка, • табл.1, выбрана п = 10 классов исходного продукта, крупности середин классов = 40, 90, ... 3500 мкм показаны в верхней строке; там же в скобках показаны массовые доли (выхода) этих классов ¡{¿ни исходная. В первой колонке то же самое сделано для пассов коночного продукта (£ и о: цСц ) ■

Во внутренних клетках таблицы вычислены значения энергофунк-даи (Е) (по Бонду). Далео подстановка этих данных в дискретную Формулу (14) дает:

' = 3.5 кВтч/т.

В общем случае суммарный расход энергии на измельчение по новому подходу рассчитать ручным способом слошо. Поэтому представляет интерес разработка компьютерной. программ.!.

Разработана программа СОХИНЕО, которая используется на ка-обогященич лплваннх искоиаошх СашчТ-ПетсрСургского Горного института и предполагается ее использование в цементной промышленности Бенина.

Разработанная программа СОМЕГШО имеет возможность веста расчеты суммарной энергии Е ^ (кПтч/т) для раэ.-улных тгап энергетической функции Е•, различных типов материалов (с разными VI/ и К), различных типов грану ломе трических характеристик

((¿пах - .....

Кроме того, важной инновационной особенностью программы является возможность вычисления г! анализа "дифференциальных" потоков энергии, затрачиваемой на перевод (с разрушенном) от-делышх классов исходного в отдельные классы конечного продукта. При этом в соответствии с физическим смыслом целесообразно анализировать два типа "дифференциальной" энергии Е^ч (.1) 11 Е.^,,,./!). Первый тип связан с (14), он берется равным:

Еуярг Ш- =У,<он£: Ьь ' Л = I. 2, 3 ... , т . . . .(15) Ветчина Ш равна, энергии разрушения всех крупных

.»в 1т исходного (1 } ,}), порождающих один мелкий (3-ий) класс конечного гг^одукта.

Второй тип (1) связан с формулой (14а) и берется

равным: ¡_

(1) I Е.^О^см , 1 = I, 2, 3 ... , П (16)

Величина Е^р2.(1) равнгГ энергги разрушения одного крупного (1-го) клался I т исходного, порождающего все мелкие классы (.1 4 1) коночного продукта.

Названные' дифференциальные потоки энергии ЕУ) и Е являются составными компонентами суммарной энергии Е^ .

Анализ составных компонентов суммарной энергии дает представление о деталях распределения расходуемой на дробление и/или измельчение энергии.

Для иллюстрации программы C0MENERG прилагается ее фрагмент (на языке QUICK BASIC . 4.Q) для .случая расчета на 10 классов с энергетической функцией Е^ , взятые по закону Бонда; это? фрагмент относится к измельчению известняка ( VI = 12,7 кВтч/т) (см. табл. 2 - 5 ).

Четвертая • глава посвящена экспериментам по новой оценке энергоемкости процесса измельчения руд. После кратких сведений об оборудовании для разрушения руд в лабораторных условиях бала выбрана шаровая мельница для оценки энергозатрат на измельчение цементного сноья по сухому способу с анализом влажности исходного материала.

Для изучения влияния влажности на сухое измельчение смеси известняка и глины были поставлены 12 опытов, проведенных следующим образом:

1. Объектами для изучения били взяты известняковая руда и глина (Волховский алюминиевый- завод). Крупность известняковой руда + 25 мм, а глина взята в виде шлама. Для соблюдения реяжмов измельчения в лабораторных условиях куски известняка подвергли предварительному дроблению в лас^раторной щековой дробилке до крупности 5 мм. . .

2. Опыты проводились в лабораторной щшшдро-копической мельнице с гладкой внутренней поверхностью барабана (без футеров-ibi) объемом 6 куб.дм.

3. С целью частичной имитации условий измельчения ецрья на цементном заводе Онигболо в Республике Бенин, была приготовлена смесь известняка и глины в соотношении соответственно 75% и 25% от массы пробы, которая была равна 1000 г.

4. Проба подвергалась ситовому анализу после су ил си.

5. После ситового .анализа создавалась искусственная влажность пробы-. Значения влажности были приняты 35%, 5%, 10% и 15%.

G. Измельчение осуществлялось при времени, равном 30, 45, и 60 минут. Скорость мельницы была 65 об/мин.

/

зсю rem фрагмент программы comenerg на яшке quick basic 4.0

320 dili l(io), fí(io), p(io)

330 for 1=1 to 10

340 READ L(i), R(I), p(i)

350 NEXT I

351 DATA 40,.045, .18',''5. Э0, .0072, .0683. ISO, .012, .1551,257.5, .0065, .1180

352 data 357,.0049,.0773,450,.0046,.0723,875,.2696,.3010,1625,.3269,.0196

353 data ?s5 3175 о 35п0 0033

370 CI,s' : 'PRINT'"TÁBLÉ:"ÍNPÚÍ DATA Olí Ss/3 DISTRIBUTIONS GAMI (I)/CAff (J)"

371 PRINT "---------------------------------------------------------------------"

372 PRINT "FRACTION" '-liAN SIZE fitkd ПАНК I) PRODUCT GAK(J)"

373 ".'!'.от " i, j :,jcro::s mass portion mass portion

374 PUfHl' "----------------------------------------------------------------------"

375 POR 1 I TO 10: PRINT I, l(l), R(I), P(I)

376 next-i

377 print "-------------------------------------------------------------"

380 e=0

3100 c=0

3110 por i = j to 10

3120 с = с + r(i) * 12.7 * (sor(ioo/l(j)) - (sor(ioo/l(i)))

3130 NEXT I

3140 e = e + с * p(j)

31б0 e(j) =■ e

3160 rfsi pri:;t ч

3170 wext j

3is0 print "calculated ENEGY is EB ="; E

3190 d = 0

3200 FOR 1 = I 10 I

3210 В = 0

3220 FOR J = I TO I

323С Ь •= В + p(j) « I?.7 * (SOR(IOO/L(J)) - (SOH(IOO/l<i>))

Í3240 ¡¿ГлТ .J

C25Q D = D = В * R(I)

3260 D(I) О

Таблица i

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ПО ТОНКОМУ ИЗМЕЛЬЧЕНЮ ИЗВЕСТНЯКА

TABLE 3: INPUT DATA ON SIZE DISTRIBUTIONS GAMI(I)/GAM (Д

FRACTION MEAN SIZE PEED GAMI (I) PRODUCT GAM(J I, J MICRONS MASS PORTION HASS PORTION

I 40 • .045 ,.1875

2 90 .0072 .0683

3 150 .012 .1551

4- 257.5 „00S5 .118

6 357 .0049 .0778

6 450 .0046 .0723

7 875 .2692 .301

8 ■ 1625 .3269 .0196

9 2500 .3175 .0

10 3500 .0038 .0

Tadjmua *

tabu! 4: differential energy, first type E(J), KBT'./T

fraction diff enerjy .1 edif.kwth/t

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tadjraua E

TABLE 5: DIFFERENTIAL ENERGY, SECOND TYPE E(I), KBT'I/T

FRACTION DIFF ENERJY I EDIF.KWTH/T

0

9.or :i09e-03 2.43!i277b-02 .01^7322 .0179663 I.89I678E-02 I.418689 2.086355 2.220112 .02806r?

TOTAL ENERGY E SIGMA = 5.843196 (E ) KBT'I/T

TOTAL ENERGY FROM TYPE E SIGMA = 5.843196 (E ) riBTM/T

2.S62865 .6435945 I.018872 .5046593 .1802239 .2466593 .2824798 3.873825E-03 0 0

1

2

o o

4

5

6

7

8

9

10

7. После кавдого периода измельчения материал разгружали из мельницк.

8. Во избежание потери части материала, находящегося в пылевидном состоянии, мельницу и шары про-.ШЕзли водой. Образующийся илам подвергали декантации, затем удаляли воду и все продукты высушивали на песчаной бане при температуре 105 град. С.

9. Высушенные продукты после охлаждения подвергали ситовому анализу.

Результаты проведенных оштов иллюстрируются таблицами G-9 для различной продолжительности измельчения при влажности материала 32. '

Обработка результатов ситовых" анализов до программе показывает, что суммарная энвргозатрата Ех на и?чельчение смеси известняка и глины с влажностью 3% в течение 30 мин. составляет 8.036 кВтч/т, в течение 45 мин. энергозатраты составляют 9.024 кВтч/т, а в течение 60 мин. она равна 9.43 кВтч/т.

Пятая глава посвящена оптимизации процесса измельчения цементного сырья. С этой целью был предложен новый критерий оптимальности, связанный с минимизацией прогнозируемых энергозатрат на ■ измельчение, которые вычисляются по предложенной в третье? главе методике. .

Эта идея была использована npi. выборе оптимальной влажности и температурных режимов измельчаемого исходного материала применительно к задачам и условиям цементного завода Онигболо в Республике Бенин, где влажность существенно колеблется в период доздей и влияет на производительность и экономические показателя измельчения.

Методом планирования экспериментов с упомянутой факторног функцией было показано, что энергозатраты на измельчение смета известняка и глины минимизируются при влажности смеси равной В соответствии с полученными результатами предложены мероприятш и режимы термообработки измельчаемых сырьевых материалов нг заводе Онигболо.-

Габл. 6. Результаты ситового анализа исходного «зтвриала (смеси известняка 75% и глины)

1 1 -------------- | Классы |Ма9са класса. 1 Выхс-д класса. г ...... ■ — - 1 | Суммарный выход |

| крупности | Г % [по минимуму,^ |

1 1 ■ + 1 30001 4.5 0.45 1 ТОО !

3000 + 2000| 217.5 21.76 | 99.56 |

I - 2000 + 1200] 247.4 • ' 24.75 77.80 1

1200 + 500 ( 268.0 26.81 1 53.05 !

|- 500 + 400| 38.0 3.80 | 26.24. |

400 + 3151 38.0 3.80 | 22.44 |

|- 315 + 1501 52.4 5.24 | 18.64 |

|- 150 + 1001 45.0 4.50 1 13.4 |

|- 100 + 80| 16.0 1.60 1 8.90 , |

• 801 1 73.0 7.30 . . I 7.3 I ......»

Табл. 7. Результаты ситового анализа при времени

измельчения Л = 30 мин. и влажности смеси V = 3%

I 1 | Классы |Масса класса. 1 Выход класса. г - " 1 | Суммарный выход |

| крупности | г % |по минимуму,% |

1 + 1 3000| - - ¡1 . . - . |

|- 3000 + 2000| 7 О^о | 100 1

!- 2000 + 1200| 33 3.30 | 99.30 )

1200 + 5001 76 7.60 { 96.00 |

500 + 4001 38 3.80 1 88.40 |

|- 400 + 315| 54 5.40 | 84.60 |

! - 315 + 150| 112 И.20 [ 79.20 |

!- 150 100| 222 22.20 | С8.СЮ |

100 ^ 801 18.0 ] ло.80 |

1 1 | 801 1 278 27.8 I :-у.во ! . 1

Табл. 8. Результаты ситового анализа при времени

измельчения I = 45 мин. и влажности материала 3%

1 1 | Классы ¡Масса класса. 1 Выход класса. I 1 Суммарный выход|

| крупности | Г % по минимуму,% |

| + 1 30001 - - ■ 1

1- 3000 + 2000| 3.8 0.38 100.0 |

|- 2000 + 1200| 18.0 1.80 99.62 |

1200 + 5001 68.5 6.85 97.82 |

500 + 4001 29.0 2.90 90.97 |

|- 400 + 3151 48.0 4.80 88.07 |

315 + 1501 86.0 8.60 83.27 |

|- 150 + 1001 194.0 19.40 74.67 |

1- 100 + 801 122.0 12.20 55.27 |

1 801 1 430.7 43.07 __________ 43.07 1 ..... ... 1

Табл. 9. 'результаты ситового анализа пр^ времени

измельчения X - 60 мин. и влажности смеси И - ЗЖ

1 1 ..... | Классы |Масса класса. Выход класса, ..... 1 Суммарный выход)

|. крупности | 1 | г " % по минимуму % |

1 1 | . + 3000| - |

|- 3000 + 20001 2.5 0.25 100 |

|- 2000 + 12001 . 6.0 . 0.60 99.75 ,|

|- 1200 + 5001 40.0 4.00 99.15 <|

|- 500 + 400) 21.5 2.15 . 95.15 |

400 + 3151 37.5 3.75 93.00 |

|- 315 + 150| 79.5 7.95 89.25 |

150 + 100| 207 ^0 20.70 81.30 |

100 + 801 132.5 . 13.25 . 60.60 |

| - 801 1 _____________ _____1— 473.5 47.35 1 ......... . .. , .и . . 47.35 | _;-1

ОБЩИЕ вывод;

В результате проведенной работа мокно сделать следующие вывода:

1. Предлолкн новый подход для прогнозирования расчетов энер-гораоходоь на дробление и измельчение цементного сырья,обобщающий известьче энвргокрушюстные соотношения ■ (законы дробления в части учета гранулометрических характеристик).

2. Разработана компьютерная программа, которая позволяет провести энергетические расчета для дробления и измельчении любых руд на любом оборудовании и по любым (классическим или неклассическим) законам дробления - всегда о учетом гранулометрических характеристик исходного питания и готового продукта.

3. Разработан метод расчета дифференциальных распределений энергии разрушения по классам крутости готового продукта Ei|HC|w( j. ) и по классам крупности исходного питания X ), что позволяет анализировать составные компоненты суммарных энергетических расходов на дробление или измельчение различных материалов.

•1. Предложен новый критерий оптимизации процесса измельчения-Ех (сушорные прогнозируемые энергозатраты по новой' методике). Методом планирования экспериментов показано, что минимизация EÄ при сухом измельчении цементного сырья достигается при влажности 5%; это рекомендовано для измельчения сырья на цементном заводе Республики Бенин с ожидаемым экономическим эффектом не менее 3% от общих затрат энергии на измельчение.

5. Названные результаты нацелены на применение на цементном ■ заъиде Ошгболо о Рогтублшсе ^знин.. Зти результаты полоямтельно оценены техническим руководством засода Онигболо.

Основные положения диссертации опубликовали в работах:

1. Хуэто A.A., Тихонов О.Н. Прогноз энергии измельчения с учетом гранулометрических характеристик материалов. -- Черкассы, 1992. 17 с. Деп. в НЖТЭХИМ, Ко 246-XII92.

2. Тихонов О.Н., Хуэто A.A. Анализ распределения по классам крупности при дроблении и измельчении руд с помощью компьютерной программы.- Черкассы, IS92.- 7 с. Деп. в ШИТЭХИМ, No I36-XII92.

3. Тихонов О.Н., Хуэто A.A. Компьютеризация расчетов энергии дробления и измельчения с учетом гранулометрических характеристик. - Черкассы, 1J92. 12с. Деп. в НШТЭХИМ, No 245-Ш92.