Получение качественных кварцевых песков при обработке импульсным магнитным полем Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

1. Мышляев Б. К. О направлениях развития техники и технологии очистных работ на шахтах РФ. Уголь. № 4. 1999.

2. Виленкин Е. С. Система электрогидравличе-ского управления для механизированных крепей. Уголь. № 10. 1999.

3. Фролов Б. А., Клишин В. И., Верин В. С. Методы повышения адаптации механизированных крепей. - Новосибирск: Наука. 1983.

4. Пастоев И. Л. Структура и функции системы передвижения очистного агрегата по пласту полезного ископаемого. Изв. Вузов. Горный журнал. № 11. 1985.

5. Пастоев И.Л. Научные положения создания системы управления комплексом или агрегатом в плоскости пласта и их практическое подтверждение. "Научн.тр.под ред.А.С. Бурчакова.— ■М.: МГИ, 1979. - С. 9-13.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------

Кантович Л.И. - профессор, заведующий кафедрой,

Пастоев И.Л. - профессор,

кафедра «Горные машины и оборудование», Московский государственный горный университет.

---------------------------------------- © К.И. Шахова, О.Н. Шагарова,

2005

УДК 622.232:62

К.И. Шахова, О.Н. Шагарова

ПОЛУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ КВАРЦЕВЫХ ПЕСКОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ИМПУЛЬСНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

Семинар № 16

~П опрос выпуска качественных кварцевых песков в настоящее время является актуальной задачей. Чтобы решить эту задачу необходимо предложить технологии переработки основного полезного ископаемого и условия повышения долговечности оборудования,

обеспечивающего переработку песка.

Основные проблемы, возникающие при производстве обогащенных кварцевых песков:

1. Необходимость обеспечения высокой (близкой к 100 %) степени извлечения вредных примесей

2. Высокая абразивность продукта, связанная с его большой твердостью, приводящая к ускоренному износу оборудо-

Таблица 1

Сроки межремонтных периодов оборудования в технологических схемах обогащения кварцевых песков

№ Наименование оборудования Технологическая операция Срок межремонтного периода, в месяцах

1 Барабан дезинтеграции Дезинтеграция 12 ± 2

2 Гидроциклоны диаметром 1000 мм Обесшламливание 1 ± 0,5

3 Двухспиральный классификатор классификация 14 ± 1

4 Флотомашина Оттирка 8 ± 1

5 Гидроциклон диаметром 1000 мм Обесшламливание 1 ± 0,5

6 Односпиральный классификатор Классификация 12 ± 1

7 Грохот обезвоживание 8 ± 1

Таблица 2

Сроки межремонтных периодов в технологической линии получения кварца молотого

№ Наименование оборудования Технологическая операция Срок межремонтного периода, мес.

1 Ленточный конвейер Транспортировка 12±2

2 Сушильный барабан Сушка 12±2

3 Мельница «Леше» Размол 0,5±0,03

Таблица 3

Межремонтный период различных элементов воздухоструйной мельницы

Наименование конструктивного элемента Межремонтный период в месяцах

Размольный ролик 14±1

Размольная чаша 13±2

Плиты футеровки размольной чаши и роликов 0,5±0,03

Лопастной венец 14±1

Подпорное кольцо 12±0,5

Редуктор привода 12±2

Воздушный сепаратор 24±3

вания и загрязнению продуктами износа готовой продукции.

3. Жесткие требования к экономике процесса обогащения, связанные с относительно низкими ценами на готовую продукцию.

Исходя из статистических исследований, наименьшим межремонтным периодом в схемах обогащения и дальнейшей переработки кварцевых песков в кварц молотый обладает воздухоструйная мельница, применяемая для измельчения пес-

ка. К минимальному межремонтному периоду мельницы приводит износ плит футеровки и мелющих роликов.

Нами была предложена идея и проведены необходимые исследования по применению метода магнитно-импульс-ной обработки (МИО) для снижения энергоемкости разрушения поступающих на размол обогащенных кварцевых песков.

Было предположено, что метод магнитно-импульсной обработки (МИО) позволит снизить сопротивляемость кварце-

Таблица 4

Изменение содержания фракций молотого песка, возникающего вследствие воздействия на испытуемые образцы МИО

Фракция Не обработанный 5*104 5*105 5*106

1 имп 2имп Зимп 1имп 2имп Зимп 1имп 2имп Зимп

+0,45 100 50 37,5 50 50 50 - 50 - -

-0,45+0,2 100 87,7 85,1 80,8 82,5 81,8 79,9 81,8 70,2 80,5

-0,2+0,16 100 95,2 96,8 114,3 127,8 196,8 120,6 125,4 119,1 92,9

-0,16+0,1 100 106 103,8 98 98,5 110,6 98,5 91 103 107,6

-0,1+0,071 100 116,7 118,1 127,8 112,5 120,8 119,4 113,9 122,2 123,6

-0,071 100 120,8 122,9 120,8 122,2 127,8 118,1 120,1 140,7 130,6

Таблица 5

Фракция Не обработанный Влажность песка при обработке МИО в %% по массе

сухой 10 20 40

+0,45 100 - - - -

-0,45+0,2 100 70,2 68,3 67,5 63,2

-0,2+0,16 100 119,1 120,1 121,4 119

-0,16+0,1 100 103 104 105,1 99,6

-0,1+0,071 100 122,2 134,1 136,4 138,2

-0,071 100 140,7 152,2 158,3 164,2

Таблица 6

Рентгенографические характеристики проб кварцевого песка, подвергнутых влиянию МИО

Проба песка Й220 Й312 а С У(Л3)

Исх. 1,2284 1,0816 4,9136 5,4054 113,021

106, 1 ими 1,2280 1,0812 4,9120 5,4034 112,905

106, 3 ими 1,2281 1,0819 4,9126 5,4044 112,954

вого песка измельчению, что привело бы к снижению:

• энергоемкости процесса измельчения кварцевого песка;

• износа футеровок, и как следствие, увеличению межремонтного периода технологической схемы переработки обогащенного кварцевого песка в молотый кварц;

• содержания вредных примесей в готовом продукте.

Для решения этой задачи необходимо было провести следующие исследования:

1. разработать оптимальные режимы МИО для обработки кварцевых песков с определением напряженности магнитного

поля, количества и длительности импульсов;

2. определить влияние влажности поступающих на размол кварцевых песков на эффективность использования МИО;

3. провести рентгеновские анализы, объясняющие влияние МИО на внутреннюю структуру кварцевых песков.

С целью выявления влияния МИО на физико-механические свойства кварцевых песков (размалываемость) была составлена серия экспериментов. Идея заключалась в том, чтобы сравнить выход тонкой фракции после дробления необработанного МИО песка и песка, обработанного в

Установка для МИО

-£>

1 - ленточный конвейер;

2 - сушильный барабан;

3 - размольная установка в виде воздухоструйной

Молотый

кварц

В

разных режимах МИО, полученные результаты представлены в табл. 4.

Для того, чтобы выяснить влияние влажности обрабатываемого песка на выход готового продукта, перед обработкой МИО образцы песка увлажнялись. Они содержали 10, 20, 40 % воды соответственно по массе. Увлажненные образцы обрабатывались двумя импульсами напряженностью 5-106 А/м каждый. После этого каждый образец высушивался, дробился и просеивался. Результаты эксперимента приведены в табл. 5.

Влияние МИО на физико-механические свойства кварцевого песка подтверждается рентгенографическим анализом проб, обработанных и необработанных МИО.

В результате проведенных

экспериментов можно утверждать:

• метод магнитно-импульсной обработки (МИО) материалов влияет на физико-механические свойства (размалывае-мость) кварцевого песка;

• с увеличением напряженности магнитного поля импульса, воздействую-

Схема цепи аппаратов для получения кварца молотого с применением МИО.

щего на обрабатываемый кварцевый песок, увеличивается выход тонких фракций при помоле, за счет ослабления межкристаллических границ;

• влажность песка при обработке МИО существенно влияет на характеристики по-

--------1 мола, увеличивающих выход

мелких фракций;

• определенное влияние на характеристики помола оказывает количество импульсов при МИО.

Практическое применение полученных результатов возможно в схеме дальнейшей переработки кварцевых песков в молотый кварц, указанной на рисунке. На ленточном конвейере 1, подающем обогащенный кварцевый песок с промежуточного склада в сушильный барабан 2, устанавливается необходимое оборудование для магнитно-импульсной обработки. При этом соблюдаются все условия для применения данного метода.

В результате применения МИО:

1. повышается качество выпускаемых песков;

2. снижается энергоемкость процесса размола, снижается энергия воздействия на рабочие поверхности футеровок мельничных агрегатов, следовательно увеличивается межремонтный период размольной установки.

2

3

— Коротко об авторах -----------------------------------------------

Шахова К.И., Шагарова О.Н. - Московский государственный горный университет.