CC BY
32
© В.Е. Филиппов, Д.А. Осипов, 2011
УДК 622.73
В.Е. Филиппов, Д.А. Осипов
ДЕТАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ГЕОМА ТЕРИАЛОВ В ЛАБОРА ТОРНОЙ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЕ *
Приведены результаты исследований детализации процесса разрушения геоматериалов в лабораторной шаровой мельнице с использованием однородных ковких материалов в качестве маркеров.
Ключевые слова: измельчение, раскрытие, золото, шаровая мельница.
щ ш олное раскрытие полезного
.Ц. компонента, который требует осуществить как можно более тонкий помол исходного материала, приводит к переизмельчению полезного компонента [1]. С целью подробного изучения особенностей разрушения геоматериалов в шаровой мельнице были использованы свинцовые маркеры. Имея высокую ковкость, сохраняют на себе следы механического воздействия, что позволяет судить о характере механического воздействия на них и применять частицы свинца в качестве маркера.
В ходе экспериментальных работ частицы свинца погружались совместно с рудой в рабочую камеру установки. Через определенные промежутки работы мельниц истираемый материал извлекается, выделение свинцовых маркеров производилось гравитационным способом с использованием промывочного лотка или концентрационного стола. Таким образом, была получена возможность последовательности изменения формы и размеров маркеров, а также следов деформации на них. На основе этого была детально изу-
чена последовательность процесса измельчения.
Исследования проводились на лабораторной шаровой мельнице с диаметром барабана 42 и длиной 52 см. При необходимости мельница имеет возможность работать в наклонном положении барабана с уклоном до 20°' Скорость вращения барабана составляет 20 об/мин, что соответствует каскадному режиму работы мельницы. Объем рабочей полости - 0,07 м3. Диаметр загрузочных шаров колеблется от 5 см до 12 см. Загрузка шаров по объему рабочей камеры составляет 45-50 %.
В качестве исходной измельчаемой пробы использовалась кварцевая золотоносная руда месторождения «Нагорная» с крупностью менее -7 мм, объем единичной пробы составлял 15 кг, в которую добавлялись свинцовые маркеры квадратной формы 4*4 мм с толщиной порядка 0,5 мм. Загрузка мельницы осуществлялась в режиме сухого измельчения проб.
Свинцовые маркеры при «сухом» измельчении пород в горизонтальном и
*Работа выполнена при поддержке Гранта имени Академика В.П. Ларионова молодым ученым, специалистам.
Таблица 1
Усредненная толщина частиц маркеров в различных фракциях по крупности через определенные промежутки работы мельницы в горизонтальном положении
Время,
Толщина частиц маркеров (мм)в различных фракциях по крупности, мм
час. -0,316 -0,63 -1,0 -1,6 -2,0 -2,5 -3,2 -4,0 +4,0
2 0,03 0,07 0,11 0,15 0,12 0,10 0,42 0,47 0,34
3 0,04 0,04 0,11 0,14 0,12 0,14 0,19 0,31 0,4
4 0,03 0,05 0,05 0,09 0,13 0,12 0,14 0,27 0,25
Таблица 2
Усредненная толщина частиц маркеров в различных фракциях по крупности через определенные промежутки работы мельницы в наклонном положении
Время,
Толщина частиц маркеров (мм)в различных фракциях по крупности, мм
час. -0,316 -0,63 -1,0 -1,63 -2,0 -2,5 -3,2 -4,0 +4,0
2 0,03 0,08 0,12 0,14 0,24 0,20 0,25 0,42 0,36
3 0,07 0,09 0,12 0,13 0,18 0,19 0,19 0,23 0,34
4 0,03 0,04 0,9 0,09 0,15 0,09 0,16 0,13 0,51
наклонном положении рабочей полости мельницы претерпевают три основных вида деформации: уплощение, сгибание и разрыв до мелких частиц.
Уплощение маркеров в процессе работы мельницы наблюдаются сразу же после 2 - 3 первых часов работы мельницы. Процесс такого вида деформации маркеров представляем в следующем виде.
Свинцовые маркеры, сразу же, в силу своей высокой плотности, в начальный период работы мельницы располагаются на дне рабочей полости. Затем шары мельницы перекатываются поверх них и прокатывают их в пластины и чешуйки. Это возможно лишь в том случае, если частицы свинца находились на дне мельницы и не попадали в зону «сальтации» (кувыркания, переворачивания) частиц вокруг своей поперечной оси уплощения. В таком случае они приобрели бы округлые формы. Например, приобретает округлую форму и галечный материал в речных долинах, тогда как золото в россыпях в подавляющем большинстве имеет уплощенную форму [2].
Усредненная толщина частиц маркеров в различных фракциях по крупности через определенные промежутки работы мельницы при разных положениях рабочего барабана приведена в табл. 1 и 2.
В период работы мельницы первых двух часов маркеры крупных фракций оказались более крупными нежели в исходной размерности. В начальный период их раскатывает и за счет утонения приобретают более крупные размеры вдоль своих сторон. За счет чего выход крупных фракций составляет до 70 % (рис. 1).
По достижении маркеров до менее 0,3 мм толщины они утрачивают свою способность не отрываться от дна барабана мельницы. Вследствие этого они попадают в зону возвращения шаров. В этой зоне они испытывают силы вращения вокруг оси своей плоскости. В результате возрастает их суммарная толщина, и, следовательно и их ГК. В результате, маркеры погружаются на дно
80 л
Рис. 1. Гранулометрический состав маркеров после определенных промежутков времени работы мельницы в горизонтальном положении, %
Классы крупности, лллл
Рис. 2. Гранулометрический состав маркеров после определенных промежутков времени работы мельницы в наклонном положении, %
Рис. 3. Гранулометрический состав продуктов измельчения золотоносной руды «Нагорная» в мельнице установленной: А - горизонтально; Б - с наклоном 180
мельницы. Затем под воздействием на них давления шаров они сгибаются вдвое или даже втрое (рис. 4, б). Процесс раскатки шарами в чешуйки возобновляется.
По мере уплощения частиц, несмотря на увеличения их в размерах по длине и ширине, у них происходит понижение гидравлической крупности - ГК [3].
Рис. 4. Частицы свинца в разрезе: а - раскатанные в чешуйки с измельченным материалом на поверхности; б - согнутые в рулоны с измельченным материалом внутри
В процессе раскатки частиц в их поверхность вдавливается множество тонкообломочного материала (рис. 4). После сгибания чешуек происходит повторный процесс раскатки маркеров и вдавливания в них тонкообломочного материала на поверхности сформированной вновь. В результате формируется многослойный «сэндвич» из вновь сформированных чешуек. В результате под давлением относительно крупных частиц рассыпаются на мелкие чешуйки. При этом они разделяются не только вдоль линии разрыва обломками, но и вдоль накопленных слоев сгиба чешуек. Этим можно объяснить одновременное размельчение маркеров на мелкие тонкие частицы в последние часы работы мельницы.
Вдавленный измельченный материал на одной из поверхности маркеров, является дополнительным признаком того, что свинцовый маиериал перемещается вдоль дна мельницы скольжением, но не перекатыванием. На противоположной стороне измельченного материала не наблюдаются (рис.4, а). Вдавленные на поверхность многих маркеров частицы золота (рис. 5) показывает, что частицы
Рис. 5. Свинцовый маркер с вдавленными на поверхность частицами золота и кварца
высокой плотности просаживаются на дно мельницы. Все изложенные выше свидетельствуют о сувществовании стратификации разрушаемого материала по плотности.
Выводы
Вследствие своей высокой плотности частицы свинца и золота локализуются непосредственно на рабочей поверхности шаровой мельницы, при этом в зависимости от толщины располагаются по секторам, где более утолщенные частицы находятся в нижних секторах, а тонкие выше. Все результаты по работе свидетельствуют о существовании стратификации разрушаемого материала по плотности. Разрушение свинцовых маркеров и золота происходит в результате последовательного вдавливания измельченного материала.
Деформация маркеров происходит в следующей последовательности: 1 -
раскатка маркеров шарами и грубообломочным материалом до тонких чешуек; 2 - вдавливание на поверхность маркеров тонкообломочного материала; 3-сгиб в и-образную форму чешуек, попавших в область противоположно вращающихся шаров; 4 - повторная раскат-
ка согнутых чешуек на дне мельницы; 5 прокатанных маркеров на мелкие части-
- разрыв многократно сложенных и цы.
------------------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Филиппов В.Е., Львов Е.С., Винокуров В.Р. Характер деформации частиц золота в дробильно-измельчительных агрегатах различных систем // ЧитГТУ, Плаксинские чтения «Экологические проблемы и новые технологи комплексной переработки минерального сырья»: Труды международного совещания. Часть 4, 2002 г.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------
Филиппов Виталий Егорович - доктор геолого-минералогических наук Осипов Дьулустан Акимович - инженер,
Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского Отделения РАН, Якутск, E-mail: Brelick @ list. ru.
А
--------- НОВИНКИ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»
Луганцев Б.Б., Ошеров Б.А., Файнбурд Л.И., Аверкин А.Н.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРУГОВЫХ УСТАНОВОК
Год выпуска: 2011, страниц: 291 КВ№ 978-5-98672-279-5 УДК: 622.232.75
В книге представлены результаты многолетних исследований специалистов Шахтинского научно-исследовательского и проектноконструкторского угольного института (ШахтНИУИ) в области расчета параметров и конструирования струговых установок. Проанализированы конструкции отечественных и зарубежных струговых установок, их основных сборочных единиц — исполнительных органов, конвейеров, систем подач и управления, приводов и систем их защиты, электро- и гидрооборудования, систем пылеподавления и режущего инструмента. Читатели смогут познакомиться с разработанными в ШахтНИУИ методиками расчета скоростных, силовых и энергетических параметров струговых установок и алгоритмами их реализации. Методики прошли широкую апробацию при создании струговых установок. Приведены примеры проектировочных расчетов струговых установок и разработки мероприятий по повышению нагрузки на действующий очистной забой.
2. Филиппов В.Е., Еремеева Н.Г., Слепцова Е. С. Гидравлическая крупность россыпного золота// Обогащение руд.-2003, №5, с.22-24.
3.Филиппов В.Е., Никифорова З.С. Формирование россыпей золота при воздействии эоловых процессов. - Новосибирск, Наука, Сибирское предприятие РАН, 1998 г. Н5ГД=1
lll
