CC BY
80
1. Предварительный патент РК №9502 Способ обогащения бурожелезняковых руд // Абишев Д.Н., Хасен Б.П., Рахимов А.Р., Балапанов М.К, Балтынова Н.З., Мухымбекова М.К. и др.РКРК
2. Предварительный патент РК № 12584 Способ обогащения фосфорсодержащих бурожелезняковых руд // Хасен Б.П., Балапанов М.К, Мухымбекова М.К, Рахимов А.Р., Ким В.А.
3. Предварительный патент РК № 12423 Шихта
для металлизации фосфорсодержащих железорудных материалов // Хасен Б.П., Балапанов М.К., Мухымбекова М.К., Рахимов А.Р., Ким В.А., Требухова Т.А.
4. Заключение о выдаче предварительного патента РК на изобретение от 18.11.2004г. по заявке №2003/1413.1 Способ металлизации фосфористого железорудного концентрата // Балапанов М.К., Ким В.А., Максимов Е.В., Мухымбекова М.К., Балтынова Н.З., Санкай А.Н.
— Коротко об авторах
Санкай А.Н., Балапанов М.К., Мухымбекова М.К. - ДГП «Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева» РГП «НЦ КПМС РК», Республика Казахстан, г. Караганда.
© В.А. Арсентьев, А.В. Бортников, А.Д. Самуков, В.А. Новоселов,
С.Н. Алферова, Н.Н. Тетерина,
2005
УДК 622.73
В.А. Арсентьев, А.В. Бортников, А.Д. Самуков,
В.А. Новоселов, С.Н. Алферова, Н.Н. Тетерина
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНУСНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ ДРОБИЛОК В ЦИКЛЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СИЛЬВИНИТОВЫХРУД
Семинар № 19
звестно, что основной задачей подготовки сильвинитовых руд к обогащению является раскрытие зерен солевых минералов при минимизации переизмельчения хлорида калия, а также уменьшение отрицательного воздействия глинистых примесей на процесс обогащения.
Минералогическое строение сильвинито-вой руды указывает на то что, наиболее эффективным разрушающим воздействием является раздавливание и истирание. При раздавливании разрушение происходит из-за перехода напряжений за предел прочности на сжатие, а
при истирании - при деформации сдвига, при котором внешние слои куска постепенно срезаются вследствие перехода касательных напряжений за предел прочности.
Сильвинитовая руда классифицируется как «довольно мягкая» и имеет коэффициент твердости по шкале твердости Протодьяконова равный 2,5-3,0. Наиболее слабыми породными связями обладают грани спайности различных минералов, а в межзерновом пространстве -грани различных минеральных зерен.
Необходимо отметить, что существующее разрушение на молотковых дробилках и
стержневых мельницах осуществляется посредством удара и истирания, что не эффективно и не селективно для калийной руды по сравнению с разрушением, осуществляемым по принципу сжатия и сдвига.
Из ныне существующих аппаратов деформациями сжатия и сдвига одновременно обладают конусные инерционные дробилки (КИД). Количество сжатий и величина касательных напряжений в КИДах определяется частотой вращения дробящего конуса, а дробящая сила и деформация сдвига определяется величиной статического момента дебаланса.
В рамках совершенствования технологии дезинтеграции сильвинитовых руд в 2004 году ОАО «Сильвинит» и ОАО «Механобр-техника» совместно с ОАО «Галургия» в Соликамском калийном рудоуправлении №2 (СКРУ-2) провели сравнительные опытные испытания технологии мокрого дробления силь-винитовых руд с применением конусной инерционной дробилки КИД-300 и существующей стандартной технологии ударного дробления и измельчения в стержневой мельнице.
Действующая схема рудоподготовки и место КИД-300 в схеме, при проведении испытаний, показаны на рис. 1.
Целью испытаний ставилось определение возможности и технологической целесообразности замены стержневых мельниц на конусные инерционные дробилки КИД.
В задачу испытаний входило:
- определение основных параметров дробления и влияния различных технологических режимов дробления на эффективность дезинтеграции и показатели флотационного обогащения;
- выполнение комплексных исследований твердой фазы продуктов дробления в КИД-300 и измельчения в стержневой мельнице;
- сравнение основных технологических показателей мокрого дробления и стержневого измельчения.
Проведенные исследования мокрого дробления сильвинитовых руд в энергонапряженном дробильном агрегате КИД-300 показали возможность получения продукта требуемой флотационной крупности.
Анализ результатов дезинтеграции руды при переменных параметрах работы КИД-
300 определил, что нужная гранулометрическая характеристика продукта дробления, сопоставимая с продуктом стержневого измельчения, достигается при разгрузочной щели дробилки 4 мм и содержании твердого в продукте дробления 55-65% (см. табл. 1).
Указанные показатели были получены при работе дробилки в открытом цикле со статическим моментом дебаланса = 57,4 %. Степень дробления в этот период изменялась от 7 до 11, производительность выдерживалась в основном 1,5-2,5 т/ч.
Сравнительная оценка подготовки силь-винитовой руды к обогащению в стержневой мельнице и в конусной инерционной дробилке проводилась путем сравнения гранулометрических характеристик продуктов дробления - измельчения, раскрываемости сильвина и показателей флотационного обогащения.
Гранулометрические характеристики продукта измельчения при действующей технологической схеме дезинтеграции на ОАО «Сильвинит» и продукта мокрого дробления в инерционной дробилке (табл. 1) показали достаточно близкую сходимость.
При действующей схеме стержневого измельчения содержание продуктивного класса (1,6 +0,2 мм) в продукте измельчения составляет 71,1-73,3 % и содержание шламовой фракции (-0,2 мм) 18,4-26,9 %, а в продукте мокрого дробления содержание этих характерных классов, при установленном режиме, составляет 68-75 % и 13-23% соответственно.
Сравнительный анализ гранулометрических характеристик продуктов стержневого измельчения и мокрого дробления в инерционных дробилках показал, что содержание представительного класса (1,0-0,2 мм) в сливе мельницы составляет в среднем 40,2 % (степень увеличения в 2,85 раза), а в разгрузке дробилки 55,8 % (степень увеличения в 7,1 раза). Однако, содержание класса менее 0,2 мм в разгрузке дробилки возрастает в среднем с 3,6 до 18,0 %, то есть в 5 раз, а в мельнице с 4,2 до 12,7 %, то есть в 3 раза. При этом, чем крупнее питание дробилки, тем меньше пе-реизмельчение и выше содержание представительного класса.
Таблица 1
Показатели опытно-промышленным испытаний дробилки КИД-300
Частота тока, Гц Производ., т/ч Ср. потребл. мощность, кВт Плотность разгрузки, % тв. Массовая доля фракций, % Степень дробл.
-3,15 +1,6 -1,6 +0,2 -0,2
45 1,22 4,15 55,6 6,4 75,4 18,2 9,31
45 1,17 4,30 55,6 9,7 70,0 20,3 8,70
50 1,44 5,25 55,6 3,3 75,7 21,0 10,66
50 2,16 5,85 66,7 7,7 74,6 17,7 10,08
55 1,76 6,85 62,5 3,3 74,5 22,2 10,84
55 1,49 6,65 66,7 5,5 71,3 23,2 10,21
55 2,45 6,75 71,4 8,5 71,1 20,4 9,24
55 2,33 6,85 66,7 9,1 72,4 18,5 9,56
Таблица 2
Технико-экономические показатели существующей и предлагаемой схем рудоподготовки сильвинитовой руды
Показатели Существующий вариант МСЦ + СМ-170Б 2*КИД-1200 2*КИД-1200 + МСЦ (две секции)
Производительность по готовому про- 260 260 520
дукту (питанию шламовой флотации)
Мощность, кВт
- установленная 830 400 1030
- потребляемая 459 320 647
Удельный расход электроэнергии, 1,77 1,23 1,24
кВт-ч/т
Масса, т
- агрегатов (без двигателя) 140 + 11 60 140 + 60
- мелющих тел 73 - 73
Стоимость дополнительного основного нет 10800 10800
оборудования, тыс. руб. (без НДС)
Следует отметить, что в этом случае сравнение проводилось при разных режимах работы дезинтегрирующих агрегатов: стержневой мельницы в замкнутом цикле, КИД-300 — в открытом.
При работе КИД в замкнутом цикле содержание класса менее 0,2 мм в разгрузке дробилки резко сократится, а в продукте дробления (подрешетном продукте) сохранится примерно на том же уровне 18-20 %, то есть будет близким к содержанию этого класса в конечном продукте стержневого измельчения.
При этом содержание представительного класса в сравниваемых продуктах также ожидается равнозначным.
По результатам химического анализа узких классов крупности, выполненного ОАО «Галургия» следует, что истираемость сильвина в мелком классе (менее 0,2 мм) в дробилке ниже,
чем в стержневой мельнице, а эффективность раскрытия и оттирки минералов нерастворимого осадка в дробилке выше, чем в мельнице.
По их данным отличительной особенностью слива мельницы и разгрузки дробилки является повышенный выход классов 5 - 1,6 мм в последней.
Но, при этом степень раскрытия сильвина для указанного класса крупности составила после измельчения в мельнице 71,0 %, после дробления в КИД - 74 % (вследствие снижения выхода сростков с 13,4 до 11,7 % и содержания сильвина в них с 6,4 до 4,9 %).
При работе КИД в замкнутом цикле ожидается дополнительное повышение степени раскрытия сильвина в крупной фракции и повышение выхода представительного класса в питании флотации.
Сравнительные лабораторные исследования по флотации продуктов измельчения действующей фабрики и мокрого дробления в КИД оказались неудачными вследствие продолжительного хранения отобранных проб до проведения опытов, вследствие чего полученные результаты по извлечению КС1 в обеих случаях оказались на 25-30 % (абс.) ниже плановых.
По результатам проведенных исследований были разработаны рекомендации по созданию новой технологии дезинтеграции сильвинито-вых руд и использованию конусных инерционных дробилок в цикле измельчения.
Вместо существующей схемы рудоподго-товки (рис. 1), включающей в себя предварительное дробление сильвинитовой руды в молотковых дробилках и последующее одностадиальное измельчение в стержневых мельницах, работающих в замкнутом цикле с дуговыми грохотами, рекомендовано применить упрощенную схему (рис. 2) с применением 2-х конусных инерционных дробилок КИД-1200, которые по своим техническим параметрам должны обеспечить переработку руды, поступающей на секцию фабрики.
Такая технология рудоподготовки, помимо упрощения схемы, позволит повысить эффективность раскрытия сильвина и снизить его истираемость, что должно положительно отразиться на показателях флотационного обогащения.
Сравнение существующей схемы с предлагаемой (табл. 1) показывает, что установленная мощность дробильно-измельчитель-ного оборудования составляет в настоящее время на секции 830 кВт (200 кВт у молотковой дробилки и 630 кВт на стержневой мельнице), а по предлагаемой схеме она составит 400 кВт (мощность двигателей двух дробилок КИД-1200).
По результатам работы фабрики потребляемая мощность двигателей молотковой дробилки составляет 132 кВт, стержневой мельницы - 327 кВт и суммарная - 459 кВт.
Ожидаемая потребляемая мощность КИД-1200 составит при работе в замкнутом цикле около 80 % от установленной, то есть суммарная потребляемая мощность двух дробилок составит 320 кВт.
Таким образом, установленная мощность оборудования по предлагаемой схеме рудопод-готовки сократится на 430 кВт или на 52 %, потребляемая — на 139 кВт или на 30 %.
Однако, учитывая то обстоятельство, что предприятие уже располагает парком мельниц, затраты по установке которых уже понесены, был также рассмотрен следующий вариант реконструкции (рис. 3.):
- объединение двух существующих секций;
- замена одной стержневой мельницы на 2 дробилки КИД;
- доизмельчение циркулирующей нагрузки в стержневой мельнице.
Достоинства этого варианта:
- снижение в два раза удельного объема инвестиций (по сравнению с вариантом 1);
- экономия 29-30 % электроэнергии по сравнению с действующей схемой;
- повышение гибкости и надежности технологической схемы.
Сравнение технико-экономических показателей по существующей и предлагаемым схемам представлено в табл. 2.
Для уточнения технико-экономических показателей планируется проведение промышленных испытаний на одной из секций фабрики по предлагаемой схеме с использованием одной дробилки КИД-1200.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Арсентьев В.А. - директор по развитию и исследованиям, доктор технических наук, Бортников А.В. - гл. специалист, кандидат технических наук,
Самуков А.Д. — ст. научный сотрудник НПК "Механобр-техника".
Новоселов В.А. - зам. гл. инженера,
Алферова С.Н. - зав. центральной лабораторией, ОАО "Сильвинит".
Тетерина Н.Н. - зав. лабораторией, доктор технических наук, ОАО "Галургия".
