CC BY
55
УДК 622
ИЗУЧЕНИЕ СОХРАННОСТИ ПРИРОДНОГО КАЧЕСТВА АЛМАЗОВ ПРИ ДОИЗМЕЛЬЧЕНИИ КИМБЕРЛИТОВ В ВАЛКОВОМ ПРЕССЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ POLYCOM® 09/6-0
А.В.Прокопенко1, А.А.Шишкин2, В.Б.Савицкий3, С.А.Амелин4
1,2 ОАО «Иргиредмет»,
664025, г. Иркутск, Бульвар Гагарина, 38.
3 Институт «Якутнипроалмаз»,
678170, Республика Саха (Якутия), г. Мирный, ул. Ленина, 39.
4 АК «АЛРОСА», Нюрбинский ГОК,
678170, Республика Саха (Якутия), г. Мирный, ул. Ленина, 6.
Приведены результаты исследования повреждаемости алмазов в валковой дробилке высокого давления на фабрике № 16 Нюрбинского ГОКа с помощью окрашенных азмазов-индикаторов. Ключевые слова: технология, рудоподготовка, алмазосодержащий, руда, дробление, измельчение, алмазы, кимберлит, дезинтеграция, сохранность, трещины, сколы, расколы, стоимость, обогащение, самоизмельчение, разрушение, валковый, пресс, концентрат, повреждаемость, кристалл, коллекция, протон, циклотрон, дефект, модель, бункер, скорость, давление, эффективность, выход, степень, интервал, погрешность, вероятность. Табл.1.
THE STUDY OF SAFETY OF NATURAL QUALITY OF DIAMONDS UNDER KIMBERLITE REGRINDING IN POLYCOM® 09/6-0 - A HIGH PRESSURE ROLL PRESS Prokopenko A.V., Shishkin A.A., Savitskiy V.B., Amelin S.A.
PC "ISURNMD"
38 Gagarin Boulevard, Irkutsk, 664025. Institute YakutRPADiamond",
39 Lenin St., Mirniy, Sakha Yakutia, 678170. Nurbinskiy OMPE, "ALROSA" Stock Company, 6 Lenin St., Mirniy, Sakha Yakutia, 678170.
The authors present the study results of diamond damageability in a high pressure roll breaker by means of pigmented diamonds-indicators at the plant №16 of Nurbinskiy ore mining and processing enterprise (OMPE). Key words: technology, ore pretreatment, diamond bearing, ore, crushing, breaking, diamonds, kimberlite, desintegration, safety, cracks, chips, split, cost, dressing, self-breaking, destruction, roll, press, concentrate, damageability, crystal, collection, proton, cyclotron, defect, model, bunker, speed, pressure, efficiency, output, ratio, interval, error, probability. 1 tables.
1 Прокопенко Александр Васильевич, заведующий лабораторией обогащения алмазосодержащих руд и песков ОАО «Иргиредмет», тел. 8 (3952) 33-08-61.
Prokopenko Alexander Vasiljevich, a Head of the Laboratory of Diamond Ores and Sands Dressing of Public Corporation Irkutsk State University of Rare Noble Metals and Diamonds ("PC ISURNMD"). Tel. 8 23952) 33-08-61.
Шишкин Анатолий Анатольевич, научный сотрудник лабораториии обогащения алмазосодержащих руд и песков ОАО «Иргиредмет», тел. 8 (3952) 33-08-61.
Shishkin Anatoliy Anatoljevich, a research worker of the Laboratory of Diamond Ores and Sands Dressing of "PC ISURNMD". Tel. 8 (3952) 33-08-61.
3 Савицкий Валерий Борисович, заведующий лабораторией рудоподготовки и основных методов обогащения Институт «Якутнипроалмаз», тел. 8 (41136) 9-14-21.
Savitskiy Valeriy Borisovich, a Head of the Laboratory of Ore Pretreatment and Basic Dressing Methods, Yakutsk Research Production Association Diamond ("YakutRPADiamond"). Tel. 8 (41136) 9-14-21.
4 Амелин Сергей Анатольевич, заместитель главного обогатителя АК «АЛРОСА», тел. 8 (41136) 901-82.
Amelin Sergey Anatoljevich, a Deputy Chief Dresser of "ALROSA" Stock Company. Tel. 8 (41136) 9-0182.
Технология рудоподготовки алмазосодержащих руд имеет свои специфические особенности. При дроблении и измельчении требуется не только раскрыть алмазы из плотных кимберлитов, но и обеспечить при дезинтеграции сохранность природного качества алмазов как по крупности, так и по качеству. В ряде случаев полученные в процессах раскрытия алмазов трещины, сколы и расколы кристаллов (особенно ювелирных камней) приводят к значительному снижению их стоимости - в десятки и сотни раз. Это в свою очередь предопределяет необходимость довольно сложных и специфичных схем обогащения кимберлитов, обеспечивающих возможность извлечения широкого диапазона по крупности алмазов от 30-50 мм до 0,5-1,2 мм без нарушения их природного качества. На обогатительных фабриках России после крупного дробления для раскрытия алмазов в основном используются мельницы мокрого рудного самоизмельчения, работающие в замкнутом цикле с хвостами обогащения крупнее 2-3 мм. Однако процесс рудного самоизмельчения очень чувствителен к изменению физико-механических свойств кимберлитов. Самоизмельчение кимберлитов высокой крепости в режиме полного замкнутого цикла приводит к резкому росту циркулирующих нагрузок, снижению производительности мельниц, повышению удельного расхода электроэнергии на измельчение и как следствие к увеличению нагрузок по технологическим переделам.
В последние годы в горнорудной промышленности все более широкое применение находит достаточно эффективный способ разрушения рудного материала методом объемного сжатия в валковых прессах высокого давления (ВПВД). За рубежом они используются в схемах рудоподготовки кимберлитов.
В России на одной из фабрик АК «АЛРОСА»
в схеме рудоподготовки наряду с процессом самоизмельчения исходной руды для доизмельче-ния хвостов обогащения и доводки гравитационных концентратов крупностью -35+3 мм также применяется валковый пресс высокого давления РО1УСОМ®09/6-0, укомплектованный штырьковыми валками диаметром 950 мм и шириной 650 мм.
В связи с тем, что в АК «АЛРОСА» вопросу сохранности природного качества добываемых алмазов уделяют большое внимание, было решено провести исследования по изучению сохранности природного качества алмазов при доизмельчении кимберлитов в валковом прессе.
Для оценки повреждаемости кристаллов использовалась коллекция окрашенных алмазов-индикаторов крупностью -4,75+2 мм (облученная протонами в циклотроне для придания специфической зеленой окраски кристаллам) в количестве 250 штук. Вследствие того, что в ВПВД поступают хвостовые продукты обогащения и доводки концентратов, алмазы, в основном, должны находиться в скрытом состоянии - в кусках кимберлита. Однако вследствие неполного извлечения алмазов по схеме доводки алмазных концентратов возможно попадание в ВПВД и кристаллов в свободном состоянии. Поэтому представлялось целесообразным оценить повреждаемость кристаллов, находящихся как в скрытом, так и в свободном состоянии. Для этого коллекция алмазов-индикаторов была разделена по группам внешних и внутренних дефектов структуры кристаллов на две равноценные по прочностным характеристикам партии по 125 штук каждая. Кристаллы первой партии были зацементированы в модели в виде усеченного конуса со средним диаметром 30 мм и высотой 30 мм.
В период технологических испытаний для поддержания заданной высоты слоя рудного
Повреждаемость алмазов-индикаторов, заброшенных в питание валкового пресса
«POLYCOM ® 09/6-0»
Место заброса алмазов-индикаторов Состояние, при котором забрасывались кристаллы Доля нарушенных алмазов-индикаторов, % от извлеченных по группам дефектов Потери массы, % от первонач. массы всех извлеченных алмазов Потери массы, % от первонач. массы нарушенных алмазов
по видам повреждений Всего в том числе с потерей массы
трещины трещины и сколы сколы
Питание ВПВД в скрытом состоянии (в бетонной оболочке) 6,5 2,4 3,2 12,1 (9,2-15,0) 4,0 (2,2-5,8) 1,47 (0,39-2,55) 12,2 (9,3-15,1)*
в свободном состоянии 10,6 3,3 9,8 23,7 (19,9-27,5) 13,0 (10,0-16,0) 4,30 (2,5-6,1) 18,2 (14,7-21,7)
Питание ММС (D*L= 5,0x2,3м) в свободном состоянии 6,6 1,1 14,1 21,8 (19,9-23,7) 14,9 (13,2-16,4) 3,10 (2,3-3,9) 14,3 (12,7-15,9)
* - в скобках указаны доверительные интервалы значений по среднеквадратичной погрешности при 68 % вероятности.
материала в загрузочной течке и обеспечения работы ВПВД под завалом измельчение рудного материала в валковом прессе производилось в автоматическом режиме периодически по мере накопления бункера и последующей его отработки. Доизмельчение промпродуктов осуществлялось в ВПВД при средней производительности в период подачи нагрузки 91 т/ч, скорости вращения валков 0,95 м/с и рабочем гидравлическом давлении 105 бар (удельная сила сжатия - 2,8 Н/мм2). Начальное расстояние между валками установлено 10 мм, а под нагрузкой зазор увеличивался до 12,9 мм.
ВПВД работал довольно эффективно: выход вновь образованного класса мельче 1 мм в процессе дробления получен 30,4 %, степень измельчения 2,43. Материал крупностью -35+13 мм и -13+6 мм сократился соответственно в 4,40 и 1,76 раза, а в целом по классу -35+6 мм - в 2,39 раза. Выход технологического класса -6+1 мм после валкового пресса увеличился в 2,93 раза. Удельный расход электроэнергии на доиз-мельчение промпродуктов в ВПВД составил 2,0 кВт-ч/т, а с учетом дезинтеграции кеков в скруббере - 2,8 кВт-ч/т.
Алмазы-индикаторы 1-й партии, находящиеся в скрытом состоянии (в бетонной оболочке) и алмазы-индикаторы 2-й партии (в свободном состоянии) забрасывались в питание валкового пресса одновременно в течение 15 минут.
В результате исследований установлено, что более высокая повреждаемость алмазов-индикаторов зафиксирована у кристаллов, заброшенных в ВПВД в свободном состоянии, и получена примерно на одном уровне с данными повреждаемости кристаллов в мельницах рудного самоизмельчения. Общее количество поврежденных кристаллов, заброшенных в ВПВД в скрытом состоянии (в бетонной оболочке), уменьшилось в 1,96 раза - с 23,7 до 12,1 %, доля нарушенных кристаллов с потерей массы сократилось в 3,25 раза - с 13,0 до 4,0 %, а поте-
ри массы, обусловленные сколами и расколами кристаллов, снизились в 2,93 раза - с 4,30 до 1,47 % от первоначальной массы всех извлеченных кристаллов (таблица). По характеру повреждений у нарушенных кристаллов, заброшенных в ВПВД в скрытом состоянии, в 1,2 раза возросла доля алмазов с мелкими повреждениями - трещинами (с 44,7 до 53,7 %) и уменьшилась в 1,36 раза доля в большей степени поврежденных алмазов - со сколами (с 41,4 до 26,4 %).
Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что в процессе объемного сжатия кимберлитов в валковом прессе высокого давления при средней величине удельной силы сжатия 2,8 Н/мм2 имеет место нарушение природного качества кристаллов алмазов и уровень повреждаемости свободных алмазов в нем примерно соответствует аналогичным показателям нарушаемости в мельницах рудного самоизмельчения. При этом доля общего количества поврежденных кристаллов, попадающих в ВПВД в скрытом состоянии (в бетонной оболочке), уменьшается почти в 2 раза, а потери массы алмазов снижаются в 3,25 раза. Полученные результаты несколько противоречат рекламным материалам фирм-производителей валковых прессов высокого давления, в которых указывается, что алмазы в ВПВД практически не повреждаются.
В связи с вышеизложенным валковые прессы высокого давления целесообразно применять для доизмельчения хвостовых продуктов обогащения кимберлитов, содержащих минимальное количество свободных алмазов. Применение ВПВД в схемах рудоподготовки кимберлитов на стадиях среднего и мелкого дробления без предварительного грохочения и обогащения рудного материала продуктивной крупности не рекомендуется.
УДК 669.712
ОБЕЗЖЕЛЕЗНЕНИЕ БОКСИТА НА ОСНОВЕ РЕАКЦИИ С ТЕТРАХЛОРСИЛАНОМ А.В.Толстокулакова1, С.А.Зайдес2
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Взаимодействие боксита с тетрахлорсиланом (SiCl4) осуществляется в сравнительно мягких условиях в автоклаве при температуре ~2200С. Реакции подвергается в таких условиях только один компонент боксита - гематит (Fe2O3), который превращается нацело в хлориды железа (II, III). Технологические преимущества обезжелезнения боксита посредством данной реакции определяются легкостью её
1 Толстокулакова Анна Владимировна, аспирант тел. 8 (3952) 30-64-65, e-mail tav@.istu.edu
Tolstokulakova Anna Vladimirovna, a post graduate. Tel. 8 (3952) 30-64-65, e-mail tav@istu.edu
2Зайдес Семен Азикович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой машиностроительных
технологий и материалов, тел. 8 (3952) 40-51-47, zsa@istu.irk.ru
Zaides Semen Azikovich, a doctor of technical sciences, a professor, a head of the Chair of Engineering Materials and Technologies. Tel. 8 (3952) 40-51-47, zsa@istu.irk.ru
