CC BY
2
УДК 681.5.015.23:681.5.015.24 https://doi.Org/10.35546/kntu2078-4481.2023.2.4
В. О. КОНДРАТЕЦЬ
доктор техшчних наук, професор, професор кафедри автоматизацй виробничих процесiв Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет ORCID: 0000-0002-1411-168Х
А. М. МАЦУЙ
доктор техшчних наук, професор, доцент кафедри автоматизацй виробничих процесiв Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет
ORCID: 0000-0001-5544-0175
О. М. СЕРБУЛ
кандидат техшчних наук, доцент, доцент кафедри автоматизацй виробничих процесiв Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет
ORCID: 0000-0003-1836-5529
Р. В. ТИХИЙ
студент кафедри автоматизацй виробничих процесiв Центральноукрашський нацюнальний техшчний ушверситет
ORCID: 0009-0005-3062-6666
ПОКРАЩЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК КУЛЬОВОГО МЛИНА ЯК КЕРОВАНОГО ОБ'еКТА В ПРОЦЕС1 РУДОП1ДГОТОВКИ
Внасл1док недостатньо ефективного перемШування матер1алу в початковш частит барабана кульового млина подргбнююче середовище втрачае ефективтсть роботи, що приводить до перевитрати електричног енергИ, куль I футергвки. Дослгдженням даного процесу займався ряд автор1в в Укран I за кордоном, починаючи з середини 70-х рок1в минулого столття. Запропоноваш модел1 дослгджень, критерш перемШування у вигляд1 1мов1рн1сного коефщгента, який може змтюватися в межах 0...1. Однак нин1 задачI перемШування матер1алу в кульових млинах до ктця не вирШет. В1дсутня загальна оцтка пульсацш матер1алу в барабанI, не оцшено стан матер1алу на початковш дшянцI I не запропоновано тдход1в до його покращення. Зрозумшо, що вих1д з даноI ситуацИ можливо знайти в удосконаленн кульового млина шляхом покращення його характеристик. Досл1джен-ня виконанI в межах реал1зацп теми «Оптим1зац1я продуктивност1 кульових млитв по руд11 готовому продукту при мШмальних енергетичних I матергальних перевитратах», яка входить до науковог тематики Центрально-украгнського нацюнального техн1чного утверситету. З погляду на це тема статт1 е актуальною. Метою даног роботи е зменшення перевитрат електроенергИ, куль I футер1вки в процес1 подр1бнення сировини покращенням характеристик кульового млина удосконаленням завантаження руди, п1ск1в стрального класифгкатора та води на основI оцтювання пульсацш матер1алу на початковш дшянцI барабана. В процеа дослгджень використано метод пор1вняння, аналгзу, методи теорИ кульових млитв, теорИ автоматичного керування, теорИ 1мов1рнос-тей, математичног статистики, теорИ випадкових процес1в. За допомогою комп'ютерног обробки масиву даних за спец1альною программою отриман област1 змти коливальних параметр1в на вход1 кульового млина по твердому I вод1, при яких в1дносн1 вгдхилення маси матергалу в агрегатI не перевищують ±3,0%, що гарантуе нормаль-ний х1д технологгчного процесу. Встановлено, що як по твердому, так I по вод1 самими небезпечними е коливання з занадто малою частотою I значними амплтудами. Важливою е проблема перемШування матер1алу в початковш частинI барабана кульового млина, осюльки тут низька ефективтсть осереднення. НайбтьШ доцшьним е Шлях, спрямований на покращення умов перемШування л1кв1дац1ею Iснуючих недолтв. По-перШе, перед входом руди в млин И необхгдно змочити частиною потоку води, а тски перед входом в завитковий живильник максимально розргдити другою частиною потоку води. Третю частину потоку води в млин необхгдно розбризкати в ШирокШ зон1 входження руди в технолог1чний агрегат. Так операцИ забезпечують ефективне перемШування I подр1бнення матер1алу вже в початковш дшянцI барабана млина. Збурюючг впливи по потоку руди не поруШу-ють технолог1чний режим кульового млина.
Ключовi слова: кульовий млин, подр1бнення руди, покращення характеристик, перемШування матергалу, початкова дшянка, коливання маси.
V. O. KONDRATETS
Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor at the Department of Automation of Production Processes Central Ukrainian National Technical University ORCID: 0000-0002-1411-168X
А. М. MATSUI
Doctor of Technical Sciences, Professor, Associate Professor at the Department of Production Process Automation Central Ukrainian National Technical University ORCID: 0000-0001-5544-0175
О. М. SERBUL
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Production Process Automation Central Ukrainian National Technical University ORCID: 0000-0003-1836-5529
R. V. TIKHYI
Student at the Department of Automation of Production Processes Central Ukrainian National Technical University ORCID: 0009-0005-3062-6666
IMPROVING THE PERFORMANCE OF THE BALL MILL AS A CONTROLLED OBJECT
IN THE ORE DRESSING PROCESS
Due to insufficient mixing of the material in the initial part of the ball mill drum, the grinding media loses efficiency, resulting in a waste of electrical energy, balls and liner. This process has been investigated by a number of authors in Ukraine and abroad since the mid-1970s. Research models, mixing criterion in the form ofprobability coefficient, which can vary within 0...1, have been proposed. However, at present the problems ofmaterial mixing in ball mills have not been fully solved. There is no general assessment of material pulsation in the drum, the condition of the material in the initial section has not been evaluated and no approaches for improvement have been suggested. It is clear that the way out of this situation can be found in improving the ball mill by improving its performance. The research was carried out as part of the implementation of the topic «Optimisation of ball mill productivity for ore andfinished product with minimum energy and material overruns», which is part of the scientific theme of the Central-Ukrainian National Technical University. From this point of view the topic of the article is actual. The aim of this work is to reduce the overuse of energy, balls and liners in the raw material grinding process by improving the performance of the ball mill by improving the loading of ore, spiral classifier sands and water, based on the assessment of material pulsation in the initial section of the drum. In the process of research, methods of comparison, analysis, ball mill theory, automatic control theory, probability theory, mathematical statistics, and random process theory were used. By means of computer processing of the data array using a special programme, areas of variation of the vibrational parameters at the ball mill inlet for solids and water, at which the relative mass deviations of the material in the unit do not exceed ±3.0%, are obtained, which guarantees the normal course of the technological process. It has been found that for both solids and water, oscillations with too low a frequency and large amplitudes are the most dangerous. The problem of mixing the material in the initial part of the ball mill drum is important, because here the efficiency of averaging is low. The most sensible way is to improve the mixing conditions by eliminating the existing disadvantages. Firstly, before the ore enters the mill it should be wetted with part of the water flow, and the sands before entering the coil feeder should be thinned as much as possible with a second part of the water flow. A third of the water flow into the mill has to be sprayed over a wide area where the ore enters the process unit. Such operations ensure efficient mixing and grinding of the material already in the initial section of the mill drum. Exciting influences along the ore flow do not disturb the process flow of the ball mill.
Key words: ball mill, ore crushing, performance improvement, material mixing, initial section, mass fluctuations.
Постановка проблеми
УкраГна ввдноситься до краГн з розвинутою зал1зорудною промислов1стю та чорною металурпею. 1нтенсивне видобування зал1зних руд впродовж тривалого часу привело до зменшення в них вм1сту корисного компоненту. Тому все бшьше отримують сировини для чорноГ металурги з бщних зал1зних руд шляхом Гх збагачення. В УкраГш д1е с1м найбшьш потужних у свт комбшапв по видобуванню та переробщ бщних зал1зних руд з отриманням яшсних концентрапв. Частина зал1зорудних концентрапв споживаеться впчизняною чорною металурпею, шша частина направляеться на експорт. На световому ринку вичизняш зал1зорудш концентрати поступаються анало-пчнш продукцп в наслвдок Гх бшьшо! соб1вартосп вироблення. Це зв'язано з рядом причин, основними з яких
е перевитрачання електроенергп, куль i футерiвки на подрiбнення руди, особливо в першш стади рудопадготовки. Аналiз показав, що вплинути на це можливо удосконаленням технолопчного обладнання та систем автоматичного керування даними процесами. Осшльки дана стаття спрямована на покращення характеристик технолопч-ного обладнання (об'екпв керування), то 11 тема е актуальною. Робота виконана в межах дослвдження за темами: «Оптимiзацiя продуктивносп кульових млинiв по рудi i готовому продукту при мiнiмальних енергетичних i мате-рiальних перевитратах» (0115И003942) та «Оптимiзацiя параметрiв завиткового живильника кульового млина пульпою як керованого об'екта в рудошдготовщ за двостадшним циклом» (0123и102951), як1 е складовими плану науково! тематики Центральноукрашського нацюнального технiчного унiверситету.
Аналiз останнiх дослщжень та публiкацiй
Ввдомо, що в кульових млинах в основному подабнюеться бiльш крупний матерiал при високих вмiстах твердого. Для цього тверде в пульт повинно бути добре осередненим. Лише за таких умов ввдбуваеться ефективне подаб-нення б№ш крупних часток руди. Якщо тверде в зош удару кулi сильно сконцентровано, сила удару зменшуеться. У випадку недостатньо! концентраци твердого в зош удару здебшьшого руйнуються i футерiвка. Тому матерiал в барабаш кульового млина необхвдно добре перемшувати, досягаючи як1сного осереднення. Ефективному осеред-ненню матерiалу в барабаш сприяють як рiвномiрнiсть подачi руди, води i пiскiв у млин, так i спецiальнi заходи, наприклад встановлення осереднюючих пристро!в. Оск1льки кульовий млин добре перемiшуе матерiал, то спець альнi пристро! перед ним не встановлюють. Застосування iнших прийомiв осереднення матерiалу в кульових млинах також не дослвджувалося. Тому ефектившсть подрiбнення руди в наслвдок впливу таких причин знижувалась.
Для потреб технолопчних процесiв збагачення розроблялися способи змiшування матерiалiв у циклах подрiб-нення в цiлому i окремо в кульових млинах. Осереднення матерiалу безпосередньо в кульових млинах дослвджу-ють В.А. Аршинський, Д.Ф. Келсел, А.Дж. Лiнч, Е.В. Прокоф'ев, А.Ю. Троп. Вони розглядають кульовий млин як агрегат, на виходi якого отримують перемiшаний продукт. Ввдомо, що осереднений в результатi перемiшування продукт ефективно подрiбнюеться, включаючи в активну роботу практично всю довжину барабана млина. В той же час задача перемiшування матерiалу вздовж барабана млина шким не розглядалася, хоч е достатньо важливою. Н важливiсть доводиться i в робот [1].
Детально розглядалися i динамiчнi характеристики перемiшувачiв з рециклом, куди входить кульовий млин i сшральний класифiкатор. Доведено, що при збшьшенш циркулюючого навантаження i транспортного зашзню-вання ефективнiсть роботи перемiшувача зростае. В робот [2] 1.Г. Гршман, розглядаючи схему перемiшування, яка вщповщае циклу подрiбнення, також стверджуе, що амплпуда випадкових коливань на входi млина суттево зменшуеться з ростом циркулюючого навантаження. Вш одночасно ввдшчае, що перемiшування всерединi об'ему барабана млина, яким ми нехтували, приводить до згладжування коливань, перiоди яких менше власного часу технолопчного агрегату.
При завантаженнi кульового млина рiвномiрне перемiшування матерiалу не досягаеться. Такий стан вщпо-ввдае певнш довжинi барабана кульового млина. Ефектившсть подрiбнення погiршуеться ще й в наслвдок того, що в початковш частинi барабана знаходяться кулi малих розмiрiв. Тому важливою е проблема перемiшування матерiалу саме в початковш частиш барабана кульового млина, а не в точщ розвантаження.
Кульовий млин можливо розглядати як змiшувач, в якому ввдбуваеться руйнування частинок. Уайтен прийняв допущення, що кульовий млин можливо подати одшею донкою перемiшування, що суттево спрощуе розра-хунки [3], однак не дае вщповщ на стан початково! дмнки технологiчного агрегату. Якщо час перебування твердо! фази дорiвнюе часу перебування води в барабаш млина, то вш веде себе як ефективний перемiшувач [4]. Це ввдбуваеться при значних густинах пульпи, як вiдповiдають показнику, встановленому при експлуатацп кульових млинiв. Автор роботи [3] пропонуе подрiбнювальний агрегат розглядати як такий, що складаеться з ряду попере-чних дiлянок, в кожнш з яких мiститься однакова кшьшсть матерiалу. При такому поданнi матерiал, що мiститься в кiнцевiй дшянш, виявляеться еквiвалентним за складом продукту млина. Введене авторами Е.Ф. Прокоф'евим, А.Е. Тропом, В.М. Аршинським поняття iмовiрнiсного коефiцiента RП, який може змшюватись в межах 0_1, зв'язуе густину пульпи в розвантаженнi млина з густиною пульпи в його барабаш. Це дозволяе розширити мож-ливостi досл1дження перемiшування матерiалу вздовж барабана млина, однак 1х шхто не виконував.
Отже, нинi задачi перемiшування матерiалу в кульових млинах до кшця не вирiшенi. Вщсутня загальна оцiнка пульсацiй матерiалу в барабаш, не оцшено стан матерiалу на початковiй дiлянцi i не запропоновано пiдходiв до його покращення.
Формулювання мети дослщження
Метою дано! роботи е зменшення перевитрачання електроенергil, куль i футерiвки в процесi подрiбнення сировини покращенням характеристик кульового млина удосконаленням завантаження руди, пiскiв спiрального класифшатора та води на основi ощнювання пульсацiй матерiалу на початковiй дшянщ барабана.
Викладення основного матерiалу дослвдження
Досл1дженням кульового млина як керованого об'екта по каналу розрщження пульпи знайдена його матема-тична модель. Вона дозволяе отримати перехвдш та частотш характеристики кульового млина. При автоматичному
регулюванш завантаження млина рудою та розрщження пульпи в ньому на входi технолопчного агрегату будуть створюватися керуючi впливи за витратами руди або води. Тому важливим стае дослщження фшьтруючих влас-тивостей кульового млина при проходженш таких впливiв.
Фiльтруючi можливосп кульового млина дослiджувалися за його амплиудними частотними характеристиками стосовно технолопчного агрегату МШЦ при змш витрати вихвдно! руди ввд 220 т/год до 260 т/год, а цирку-люючого навантаження в межах 100...200%. Встановлено, що при малих колових частотах амплiтудна частотна характеристика залежить ввд витрати вихвдно! руди, величини циркулюючого навантаження. При колових частотах, бшьших 0,015 с-1, керований об'ект пригшчуе коливання i режим його роботи (витрату руди) можливо не враховувати.
Коливальнi процеси на входi кульового млина приводять до вщносних коливань маси в об'екп
д М,% = М-3-100%
М М п '
(1)
де М3, МП - вщповщно змiнне та постiйне значения маси матерiалу в кульовому млинi.
Коливання маси матерiалу в кульовому млиш будуть залежати ввд частоти i амплiтуди коливань на входi. Параметр АМ (1) буде функцiею двох змшних. З використанням спешально! програми на персональному комп'ютерi отриманi просторовi дiаграми вiдносного коливання маси матерiалу в кульовому млинi ввд амплпуди i частоти впливiв на його входi по рудi i водг З них встановлено, що як по твердому, так i по водi самими небезпечними е коливання з занадто малою частотою i значними амплiтудами. За допомогою комп'ютерно! обробки масиву даних за спещальною програмою отримаиi областi змiни коливальних параметрiв на входi кульового млина по твердому i водi, при яких вщносш ввдхилення маси матерiалу в агрегатi не перевищують 3,0%, що гарантуе нор-мальний хвд технологiчного процесу. Областi змiни коливальних параметрiв приведенi на рис. 1. Якщо частоти i амплiтуди коливань на входi кульового млина по рудi i водi не будуть виходити за меж1 вказаних областей, то вщ-хилення маси i розрiджения пульпи в технологiчному агрегат! будуть знаходитись в допустимих межах. Границ знайдених областей змiни параметрiв на входi кульового млина повинш слугувати обмеженнями при реалiзацil автоматичного керування.
Розглянемо роботу кульового млина з точки зору пригшчення коливань матерiалу, яш виникають у його бара-баш Це в основному стосуеться живлення млина на входi, руху тскового матерiалу з спiрального класифiкатора та роботи завиткового живильника.
У кульовому млиш перш за все подрiбненню шдлягають лише крупнi частинки пульпи. Оск1льки на вхiд кульового млина однозначно надходять вихвдна дроблена руда, циркулюючi пiски класифiкатора та вода, цей матерiал необхвдно осереднити перемiшуванням. Враховуючи, що кульовi млини е щеальним перемiшувачами з одночасним подрiбненням, попереднi агрегати такого призначення перед ними не встановлюють. В той же час доведено, що при завантаженш кульового млина рiвномiрне перемшування матерiалу не досягаеться. Такий стан вiдповiдае певнiй довжинi барабана млина. Не осереднений на цш дмнщ барабана матерiал вiдрiзняеться тим, що в ньому юнують зони, де крупш частинки руди сконцентроваш надмiрно (переваитажения) i де вони сконцентроваш значно менше (недовантаження). Такий стан не вщповвдае номiнальному завантаженню руди. Iмовiрнiсть виникнення зон з номшальною концентрацiею крупних частинок майже виключаеться. Це означае, що кулi працюють не ефективно, оск1льки при великш концентрацil зменшуеться сила удару, а при малш вони ствударяються практично з футерiвкою i сусвдшми кулями, марно руйнуючи одне одного. При цьому збiльшу-ються i вiдноснi коливання матерiалу, значно виходячи за меж1 ±3,0%. Ефективнiсть подрiбнення погiршуеться ще й в наслвдок того, що в початковiй частиш барабана знаходяться кулi малих розмiрiв. Тому важливою е проблема
Рис. 1. Обласи змiни коливальних параметрiв на входi кульового млина по ругц (а) та водi (б), при яких вщношення змiни маси матерiалу в агрегатi не перевищуе 3,0%
перемшування матерiалу саме в початковш частинi барабана кульового млина, а не в точщ його розвантаження. Це вимагае дослщження процесу перемiшування матерiалу в кульовому млинi з метою його удосконалення.
Кульовий млин можливо розглядати як змiшувач, в якому здшснюеться руйнування частинок. Перемiшування матерiалу вщбуваеться в основному за рахунок обертання барабана та поздовжнього руху пульпи, виклика-ного рiзницею в рiвнях завантаження i розвантаження та динамiчного тиску потоку, що падае на и поверхню. Додаткове перемiшування пульпи здiйснюеться при обертаннi барабана, осшльки и частина захоплюеться кулями i транспортуеться на верхню вiдмiтку. При цьому створюеться спадний потiк матерiалу, який повертаеться разом з падаючими кулями у вихщний об'ем пульпи, здшснюючи таким чином И замкнений рух. Такий рух приводить до того, що частина пульпи перемiщуеться по спiралеподiбнiй кривiй до розвантажувального кiнця. 1нтенсивне перемiшування пульпи у кульовому млиш разом з подрiбненням твердого приводить до ефективного осереднення вмiсту рiзних частинок руди в одинищ об'ему матерiалу не в розвантаженш технологiчного агрегату, а значно рашше - на початкових дшянках руху складно! сумiшi вiд завантажувально! горловини.
Густина пульпи у розвантаженш млина зв'язана з густиною пульпи в його барабаш через iмовiрнiсний кое-фiцiент RП, який знаходиться в межах 0.. .1. Перше граничне теоретичне значення RП=0 вiдповiдае повному розшаруванню твердо! та рщко! фаз пульпи перед розвантаженням, а друге - RП=1 - реальному перемшуванню. Якщо RП=1, кульовий млин веде себе як ефективний перемiшувач [4]. Це вщбуваеться при значних густинах пульпи, що вiдповiдае спiввiдношенню тверде/рщке близько 81.82%. Оск1льки у виробничих умовах кульовi млини експлуатують при високих вмiстах твердого, що робить пульпу достатньо в'язкою, то вони е щеальними перемшувачами. В них при розвантаженш матерiал добре осереднений i пульпа мае рiвномiрно розподшеш час-тинки твердого рiзних розмiрiв у !! об'емi.
Початкова д!лянка барабана кульового млина мае сво! особливостi, як1 полягають у тому, що шски в техноло-пчний агрегат входять зi зв'язаною водою, яка вщ них не вщд!ляеться. Крiм того, на вхщ млина подаеться суха дроблена руда i вода. Промоделюемо процес перемiшування матерiалу в першiй дiлянцi кульового млина при QP=50 кг/с (180 т/г), циркулюючому навантаженнi 50; 100 i 150%, густинi пульпи в млиш 2200 кг/м3, густинi твердого 3300 кг/м3 i незмiннiй вологостi шсшв 12%.
В результатi моделювання встановлено наступне. В залежностi в!д умов перемiшування час перебування води в першш зонi може змiнюватись вщ найменшого значення до часу перебування в тй твердо! фази. Iмовiрнiсний коефiцiент RП мае достатньо низьке значення, що шдкреслюе низьку ефектившсть перемiшування матерiалу на початковiй дшянщ барабана млина. Низька ефективнiсть перемшування буде i на сусiднiх донках, оск1льки з першо! вода випсняеться суцiльним потоком, який погано розповсюджуеться у масивi твердого. Коефiцiент ЯП прийме значення, що дорiвнюе 1, лише десь пвд кiнець довжини барабана млина. Це означае, що бшьш-менш ефективна робота куль в наслщок вирiвнювання i розрiдженостi, i концентрацi! крупного твердого буде забезпе-чуватись пiсля половини довжини барабана кульового млина.
Аналiз показуе, що iмовiрнiсний коефiцiент ЯП в якосп критерш оцiнювання перемiшування матерь алу в кульовому млинi вiдображае лише один бгк процесу - утримання сумiшшю води. Однак видно, що при ЯП=1 матерiал може бути зовам не осередненим за концентращею крупно! фракцп. Тому для оцшки осереднення матерiалу при перемiшуваннi необхвдний iнший критерiй. Давно використовують критерш, що полягае в ур!в-новаженш моментiв опору руху кожно! лопал механiзму, який перемiшуе матерiал. Широке розповсюдження отримав критерiй, що полягае в досягненш однорiдно! сумiшi матерiалiв. Однак вказанi критерi! стосовно кульового млина прямо використати не можливо. Найбшьш доцшьним буде шлях, спрямований на покращення умов перемшування. При цьому сто!ть перша задача затримання води в початковiй дшянщ барабана кульового млина, тобто вирiвнювання часу перебування в нiй твердого i води, та друга задача, що полягае безпосередньо в пере-мшуванш того ж матерiалу до забезпечення найкращо! однорiдностi в первиннш ланцi процесу.
Потоки руди i води в кульовий млин вiдрiзняються певною нестабiльнiстю. Вихiдна руда на конвеернш стрiчцi вимiрюеться вагами з базовою площадкою довжиною один метр. В наслщок нерiвномiрностi завантаження кон-веерно! стрiчки та випадкового характеру розташування матерiалу показання вагiв е випадковою функцiею часу. Випадковою функщею часу може бути i витрата води в кульовий млин в наслщок коливання тиску в мапстралг Зважаючи на достатньо висок! частоти цих коливань i порiвняно невелик амплiтуди змiни цi збурюючi впливи не порушують технологiчний режим кульового млина, що видно з рис. 1.
Розв'язання вказаних двох задач дозволить стр!мко знизити коливальнiсть матерiалу в барабанi, шдвищити ефективнiсть роботи куль в початковш та найближчих до не! д!лянок барабана. Це забезпечить шдвищення про-дуктивносп кульового млина, якосп подр!бнення та неперевитрачання електрично! енергi!, куль i футерiвки.
В процес! розв'язання поставлених задач найб!льш ефективним е шлях усунення недолЫв, як! мають базов! умови перем!шування матер!алу в млин!. Перший основний недолш - це створення обводнених зон в почат-ковш д!лянц! та вит!снення води у сусщню д!лянку барабана млина. Ввдшчеш недол!ки можливо л!кв!дувати зв'язуванням води з твердим матер!алом на вход! в першу дшянку або до не!. Зв'язана з твердим вода не може бути випсненою в сусщню дшянку. На процес цього зв'язку сильно впливае поверхня твердого. Змочене тверде
стае рухливим, осшльки ефективно д1е змащення i взаемне перемщення частинок стае набагато легшим. У такому сташ тверде вщразу включаеться в перемшування i ефективно осереднюеться вже в першш д1лянц1 барабана, не впливаючи негативно на суадш д1лянки. Посилити ефект перем1шування в першш д1лянц1, кр1м того, можливо за допомогою крупних куль, як необхщно вводити на вхщ млина, компенсуючи зношеш молольш тша та футер1вку.
Показник вологосп продукпв збагачення вмщуе гравп'ацшну, кашлярну, пл1вкову та пгроскошчну вологу. Пгроскошчна волога зв'язана з продуктом. У даному випадку д1е так звана в1льна (зовшшня) волога - це пл1в-кова, кашлярна i гравггацшна. Пл1вкова волога утримуеться на поверхш твердих частинок руди у вигляд1 пл1вок молекулярними силами зчеплення м1ж молекулами твердого i води. Кашлярна волога заповнюе частково або повшстю пори - кашляри, як1 утворилися в простор1 м1ж окремими частинками продукту збагачення. Вода тут утримуеться пвд впливом сил поверхневого натягу уви-нутих водних мешсшв в кашлярах. Кшьшсть вологи, що утримуеться в кашлярах, залежить в1д пористосп масиву продукту збагачення. Гравиадшна волога заповнюе некашлярш пром1жки м1ж частинками маси продукту збагачення. Ця волога не шддана впливу молекулярних кашлярних сил i рухаеться м1ж частинками твердого тд д1ею сил тяж1ння. Утримання води матер1алом в значнш м1р1 визначаеться вологоутримуючою здатшстю продукпв збагачення. Вона в основному залежить ввд грануло-метричного складу i змочуваносп поверхш твердого. Гранулометричний склад твердого обумовлюе пориспсть i розвиток поверхш маси частинок. Чим др1бшш1 частинки твердого, тим бшьше створюеться кашляр1в, в яких утримуеться волога. Тому найб1льш проблематичною е початкова дшянка барабана млина, де крупн1сть продукту найбшьша. Висок1 густини пульпи в млинах сприяють створенню розгалужено! системи кашляр1в. Змочуван1сть характеризуе молекулярну взаемодш води з поверхнею частинок i визначае можлив1сть утримувати кап1лярну вологу. Руди певного родовища володшть конкретним значениям цього показника. Кр1м того, рухома пульпа може утримувати значну шльшсть води без розшарування.
Шски класиф1катора м1стять певну к1льк1сть вологи. Для забезпечення руху пульпи у шсковий жолоб додають додаткову шльшсть води. Такий пот1к пульпи легко проходить через завитковий живильник i поступае в кульо-вий млин. Руда надходить у кульовий млин сухою, окремо подаеться вода. Ц1 два потоки необх1дно частково об'еднати. Враховуючи, що пл1вкова волога залежить ввд поверхн1 твердого, а поверхш частинок утворюють кашляри, пропорц1йно поверхш вихвдно! руди перед завантаженням у кульовий млин необхщно подати частину загального потоку води. Вона створить пл1вкову, каи1лярну i грав1тац1йну вологу, яка надшно буде утримува-тись потоком вихщно! руди. Другу частину загального потоку води слад додати до шсшв класиф1катора перед входженням !х у приймальний пристр1й завиткового живильника. Розр1джен1 до максимально можливого р1вня п1ски добре будуть контактувати з крупним продуктом вих1дного живлення, легко пропускати крупн1 i др1бш шматки руди у свое середовище. Залишкову частину загального потоку води, яка повинна забезпечити задане розр1дження пульпи, необх1дно подати в центральну частину барабана млина, але розбризкуючи И в широк1й зош завантаження вих1дно! руди. Так1 операци забезпечують ефективне перем1шування i подр1бнення матер1алу вже в початков1й д1лянш барабана млина.
Висновки
Таким чином, знайдеш умови невиходу коливальних процес1в матер1алу в барабан1 кульового млина за меж1 ±3,0% при ди збурюючих вплив1в з р1зною частотою та ампл1тудою по руд1 i вод1. Встановлено, що при заван-таженн1 кульового млина вих1дною рудою, шсками механ1чного односп1рального класиф1катора та водою зна-чна початкова частина барабана майже до його середини м1стить не осереднений матер1ал, подр1бнення якого зд1йснюеться при перевитратах електроенергп, куль i футер1вки. Попередне змочення вих1дно! руди частиною води, максимально можливе розр1дження п1ск1в перед завантаженням та розбризкування залишково! води в зош завантаження сильно покращують умови подр1бнення. Показано, що для досягнення ефективного осереднення матер1алу в барабаш кульового млина е шлях, спрямований на покращення умов перем1шування. Зважаючи на достатньо висок1 частоти коливань при подач1 руди в млин i пор1вняно невелик1 ампл1туди змши маси твердого ц1 збурююч1 впливи суттево не порушують технолог1чний режим роботи подр1бнюючого агрегату.
Перспективою подальших досл1джень е перев1рка впливу завиткового живильника на коливальшсть матер1алу в барабаш кульового млина при завантаженш шскового продукту механ1чного односп1рального класиф1катора.
Список використано'1 лiтератури
1. Кондратець В.О., Карчевська М.О. Моделювання розпод1лу крупного твердого з метою щентифшаци завантаження кульових млин1в. «1нтелектуальн1 системи прийняття рШень та проблеми обчислювального тте-лекту»: М1жн. наук. конф. (£впатор1я, 18-22 трав. 2009 р.). £впатор1я. 2009. Т. 1. С. 68-70.
2. Гршман 1.Г. Автоматизац1я процес1в збагачення руд кольорових метал1в. Ки!в: Наукова Думка, 1964. 212 с.
3. Lynch A.J. Mineral Crushing and Grinding Circuits. Developments in Mineral Processing. Paris: Elsevier, 1977. 354 p.
4. Kellsall D.F.A. Study of breakage in a small countinuons opencircult wet ball mill. Canad Mining J. 1965. № 10. p. 25-29.
References
1. Kondratecj VO., Karchevsjka M.O. (2009) Modeljuvannja rozpodilu krupnogho tverdogho z metoju identyfikaciji zavantazhennja kuljovykh mlyniv. [Modeling the distribution of coarse solids to identify ball mill loading]. "Intelektualjni systemy pryjnjattja rishenj ta problemy obchysljuvaljnogho intelektu": Mizhn. nauk. konf. (Jevpatorija, 18-22 trav. 2009 r.). Jevpatorija, T. 1, pp. 68-70. [in Ukrainian].
2. Ghrinman I.Gh. (1964) Avtomatyzacija procesiv zbaghachennja rud koljorovykh metaliv [Automation of enrichment processes for non-ferrous metal ores]. Kyiv: Naukova Dumka, 212 s. [in Ukrainian].
3. Lynch A.J. (1977) Mineral Crushing and Grinding Circuits. Developments in Mineral Processing. Paris: Elsevier, 354 p.
4. Kellsall D.F.A. (1965) Study of breakage in a small countinuons opencircult wet ball mill. Canad Mining J, no. 10, pp. 25-29.
