Новый физический принцип создания и регулирования усилиями истирания горных пород за счет гироскопического эффекта Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© A.B. Покаместов, A.B. Бобина, 2012

УДК 622:331:817

A.B. Покаместов, A.B. Бобина

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ГОРНЫХ ПОРОД С ПОМОЩЬЮ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ*

Разработан не имеющий аналога в России и за рубежом гироскопический измельчитель (ГИ) для определения природного (зернового) гранулометрического состава исходного материала как в полевых условиях георазведки, так и в стационарных лабораториях. Создан лабораторный технический регламент получения зернового (гранулометрического) состава горных пород, который обеспечивает единство измерений указанной величины. Представлена технологическая схема процесса получения гранулометрического состава горных пород с использованием гироскопического измельчителя и сформулированы требования и параметры технологического регламента.

Ключевые слова: гироскопический измельчитель, горные породы, гранулометрический состав, технический регламент.

Лля решения практических задач промышленного использования полезных ископаемых необходимо знать природный гранулометрический состав (ПГС) исходного материала и величину удельных энергозатрат для излечения интересующей практику доли полезных ископаемых.

Известна зависимость величины процентного выхода полезного ископаемого от гранулометрического состава размола исходного твердого вещества, а именно: от степени раскрытия природных зерен минералов [1-3], из чего вытекает практическая и теоретическая ценность знания этой характеристики измельчаемой горной породы.

Для определения природного (зернового) гранулометрического состава исходного материала как при прове-

дении лабораторных анализов проб и составлении кадастров природных гранулометрических составов различных ископаемых в полевых условиях георазведки, так и в стационарных лабораториях был разработан гироскопический измельчитель (ГИ) горных пород, в котором реализован новый физический проинцип создания усилий истирания за счет гироскопического эффекта [4].

С помощью ГИ были произведены размолы проб (масса 50-60 г, крупность 3-7 мм) кальцита, пирита и кимберлита способом истирания до гранулометрического состава, который можно считать природным. На рис. 2 приведены соответствующие кумулятивные кривые гранулометрических составов размолов.

Из анализа приведенных на нем

"Статья подготовлена при содействии Министерства образования и науки Российской Федерации госконтракт № 16.515.12.5010 от 11.10.2011 г. 178

Рис. 1. Кумулятивные кривые грансостава кальцита, пирита и кимберлита (размер зерен соответственно 0,25-0,3, 0,05-0,1 и 0,10,15 мм)

Рис. 2. Грансостав кальцита (размер зерна -0,25-0,3 мм)

данных следует, что крупность (размер) зерен кальцита составляет 0,250,3 мм, пирита 0,05-0,1 мм, кимберлита - 0,10 -0,15 мм. На этом рисунке кривой кальцит 1 соответствует

гранулометрическим состав размола кальцита исходной крупности в ступе. Из сравнительного анализа кумулятивных кривых, изображенный на рис. 1, следует, что природным гранулометрическим составам измельченных минералов соответствуют кумулятивные кривые, близкие к биссектрисе координатного угла, в то же время при других способах измельчения исходного природного вещества можно получить практически любые гранулометрические составы размола.

На рис. 2 изображена кривая гранулометрического состава размола кальцита, полученного на ГИ. Из анализа данных этой фигуры следует, что крупность (размер) зерен кальцита составляет 0,25-0,3 мм. Полученные экспериментальные данные по крупности зерен кальцита находятся в хорошем соответствии с данными петрографического анализа [5].

На основе проведенных экспериментов был разработан лабораторный технический регламент получения грансостава горных пород, который может быть представлен своей технологической схемой (рис. 3).

Для реализации технологического регламента получения гранулометрического состава гор-нык пород необходимо выполнения следующих требований:

1. Рабочий стол гироскопического измельчителя должен быть неперфорированным для сохранения всей массы истираемой горной породы на рабочем столе.

2. Масса пробы исследуемой горной породы должна иметь вес не более 200-300 г.

Подготовка гироскопического измельчителя для определения гранулометрического состава горных пород (замена перфорированного рабочего стола на сплошной)

' I '

Формирование представительной пробы исследуемой горной породы

I

Загрузка исследуемой прооы горной породы через загрузочное устройство и полый вал на рабочий стол гироскопического измельчителя

Формирование на размольном столе исследуемой прооы слоем размером не более двойного размера загружаемой фракции горной породы

' I '

Дезинтеграция испытуемой горной породы в гироскопическом измельчителе ве менее 900 секувд

Рассев дезинтегрированной горной породы с помошью мерных сит

I

Обработка результатов рассева и получение кривовой гранулометрического состава исследуемой горной породы

Рис. 3

3. Проба исследуемой горной породы должна расположиться на размольном столе так, чтобы она образовывала слой размером не более двойного размера загружаемой фракции.

4. Значения угловых скоростей вращения О и ю соответственно горизонтальной площадки и маховиков гироскопов не должны изменяться в процессе истирания горной породы.

5. Рассев полученного на рабочем столе дезинтегрированного материала горной породы должен производиться с помощью мерных сит.

6. Обработка результатов рассева и получение кривой гранулометрического состава исследуемого горной породы должна производиться с использованием персонального компьютера.

При этом должны быть выдержаны слелуюшие параметры технологического процесса:

1. Напрядение питания для силового двигателя гироскопического измельчителя - до 12 В

2. Напрядение питания для двигателей гироскопов - до 6 В

3. Угловая скорость вращения маховиков гироскопов - от 10 до 400 с-1.

4. Угловая скорость вращения горизоньальной площадки - от 1 до 40 с-1.

5. Время истирания пробы истираемой горной породы - не менее 900 с (15 минут).

6. Размер мерных сит - от 0,04 мм до 1 мм.

7. Размер фракции пробы истираемой горной породы - не более 10 мм.

Выводы

Таким образом, в ходе исследования новых физических принципов создания усилий в устройствах по дезинтеграции горных пород был разработан не имеющий аналога в России и за рубежом гироскопический измельчитель для определения природного (зернового) гра-

1. Бобин В.А., Ланюк А.Н. Сравнительная оценка шаровых мельниц и мельниц мокрого самоизмельчения по показателям роста добычи всех групп якутских именных алмазов. ГИАБ, №7, 2008. - С. 340-344.

2. Бобин В.А., Воронюк А.С., Ланюк А.Н. Идея использования гироскопической силы как физической основы новых энерго-и материалосберегающих технологий и механизмов. ГИАБ, 2005, № 3. - С. 290-293.

3. Бобин В.А., Ланюк А.Н. Необходимость определения гранулометрического

нулометрического состава исходного материала как в полевых условиях георазведки, так и в стационарных лабораториях.

На основе экспериментальных исследований и на базе ГИ создан лабораторный технический регламент получения зернового (гранулометрического) состава горных пород, который обеспечивает единство измерений указанной величины.

При этом представлена технологическая схема процесса получения гранулометрического состава горных пород с использованием гироскопического измельчителя и сформулированы требования и параметры технологического регламента.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

состава ископаемых углей для технологии извлечения угольного метана. ГИАБ, Тематическое приложение "Метан", МГГУ, 2006. - С. 326-332.

4. Бобин В.А., Покаместов А.В., Бобина А.В., Ланюк А.Н. Гироскопический измельчитель с центральной загрузкой породы. Патент РФ № 2429912, 2011, бюлл. № 27.

5. Белоусова О.Н., Михина В.В. Общий курс петрографии. - М.: Недра, 1972. - С. 203.1233

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Покаместов Александр Викторович - Генеральный директор ООО «НПП «Профиль-Т», инженер, [email protected]

Бобина Анна Вячеславовна - старший специалист отдела развития и информации Международного союза экономистов, инженер, [email protected]

д