Разрушение материала в валковых мельницах высокого давления Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

зывают, что процесс измельчения в стержневой мельнице осуществляется путем последовательного разрушения узких классов, начиная с самых крупных.

Приведенный механизм разрушения руды и обнаруженные закономерности наблюдаются также при измельчении других руд, в частности, лопаритовых [6] и апатито-нефелиновых [7], существенно отличающихся от хромитовых текстурно-структурными и физикомеханическими свойствами. Следовательно,

1. Ракаев А.И. Оптимизация рудоподготовки при гравитационном обогащении. - Л.: Наука, 1989. -183 с.

2. Линч А.Дж. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация. Проектирование и управление: Пер. с англ. - М., Недра, 1981. - 343 с.

3. Андреев С.Е., Товаров В.В., Перов В.А. Закономерности измельчения и исчисление характеристик

кроме того, что установленные закономерности могут быть использованы для оптимизации процесса измельчения указанных выше руд, в частности, для выбора и обосновании начальной крупности измельчения, они являются основой для разработки модели кинетики измельчения, которая в максимальной степени соответствовала бы физической сущности процесса разрушения руды в механических мельницах.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

гранулометрического состава. - М.: Гос. научн.-техн. изд-во лит-ры по черной и цветной металлургии, 1959. -437 с.

4. Биленко Л.Ф. Закономерности измельчения в барабанных мельницах. - М.: Недра, 1984. - 200 с.

5. Шинкоренко С.Ф. и др. Справочник по обогащению руд черных металлов. - М.: Недра, 1980. - 527 с.

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

Ракаев А.И, Шумилов П.А. — Горный институт КНЦ РАН, Апатиты. Гумениченко К.М. — ОАО "Апатит", Кировск.

-------^

^--------

-------------------------------------------- © П.К. Федотов, 2004

УДК 621.926.5 П.К. Федотов

РАЗРУШЕНИЕ МАТЕРИАЛА В ВАЛКОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Семинар № 21

Дезинтеграция горных пород осуществляется с разными целями. Для получения щебня например требуется уменьшить исходный кусок в необходимое число раз. При этом кусок рассматривается как однородный, изотропный объем материала. В обогащении дезинтеграция имеет совершенно другое назначение. Основная ее задача освободить ценный компонент от пустой породы, раскрыть его.

Новым способом при рудоподготовки является разрушение руды в слое материала подающегося между прокатными валками. Схема реализации разрушения разработана К. Шенертом и достаточно проста. Основным достоинством валковых мельниц высокого давления (ВМВД) является возможность регулирования воздействия на разрушаемую частицу материала.

Рис. 1. Пилотный роллер пресс

Таблица 1

Характеристика пилотного роллер пресса Тип роллер пресса Диаметр валков Ширина валков Влажность питания Максимальный размер куска в питании

Производительность Удельная сила давления Двигатели Вес в сборе

RP 90/25 900 мм 250 мм 3-4 % 50 мм

До 50 т/ч 2,14-6,15 Н/мм2 макс 2x190 кВт 25 т

Рис. 2. Пилотный роллер пресс в сборе, валки пресса

В ВМВД мы создаем общее поле напряжений, на материал действует сила равная величине сопротивления материала, ее мы можем заранее выбрать и предустановить. Изменение нагрузки имеет пиковый характер, с резким максимумом в районе оси валков.

На материал не действуют рабочие органы, отличные по твердости от него самого, зазор между валками в несколько раз больше максимального размера кусков материала. Разрушение происходит при действии друг на друга частиц в слое материала. Время на материал значительно. Крупные разрушаются на несколько частей, которые в свою очередь успевают перейти в более мелкие классы. Как следствие выше сказанного мы имеем минимум переизмель-ченного класса, при этом, если, необходимо регулируя прикладываемую к валку силу, мы можем регулировать выход мелкого класса. За счет разрушения большей части материала по спайностям кристаллов энерго-зотраты уменьшаются до двух и более раз, в сравнении с традиционным измельчением в шаровых мельницах.

В 2003 году были проведены испытания пилотного роллер пресса КР 90/25. Исследованы различные типы руд, перерабатываемые на одном из крупнейших месторождений Казахстана. Полученные данные позволяют сделать вывод о возможности эффективного использования роллер пресса для разрушения данных типов руд.

Задачи исследований

На рудах были проведены испытания пилотного роллер пресса КР 90/25 (рис. 1). Целью данных опытно-промыш-ленных исследований являлось определение целесообразности исполь-

Ш стадия дробления Кнусная дробилка

40 мм

III стадия дробления Кнусная| дробилка 40 мм

+20 ММ

Грохочение

-20 мм

IV стадия дробления конусная дробилка

Измельчение

шаровые

мепьниіім

---- Спив

35 % -71 мк

Классификация

Пески

Разгрузка роллер пресса: 55-62% -5 ми; 3846%-1 мм; 15-18%-0,071 мм.

+5 мм

Грохочение мм 35о/п.71мк

Роллер Измельчение пресс шаровые мельницы

Классификация

Слив

Пески

Рис. 3. Схема подготовки руды на обогатительной фабрике

Рис. 4. Схема опытно промышленных испытании роллер пресса

Таблица 2

Характеристика исходного питания роллер пресса

Тип руды Гранулометрический состав Насыпной вес фракции +5мм, г/см3 Влажность, % Удельный вес, г/см3

Фракция, мм Выход фракции, %

Руда№1 -40+25 17,5 1,495 3 2,6

-25+20 13,1

-20+16 12

-16+12 18,6

-12+5 35,3

-5+0 3,4

Руда №2 -40+25 9,2 1,45 3 2,7

-25+15 19,9

-15+10 22,3

-10+8 24,2

-8+5 20,5

-5+2,6 3,9

Известняк -40+25 4,7 1,48 4 2,6

-25+15 9

-15+10 14

-10+8 23,1

-8+5 45

-5+2,6 4,2

зования данного аппарата для подготовки к обогащению медных руд и получения показателей разрушения в роллер прессе. Обогатительная фабрика.

Исследования проводились на базе одной из крупнейших обогатительных фабрик Казахстана.

Обогатительная фабрика перерабатывает медно-свинцовые руды подземной добычи и медные сульфидные руды

открытой добычи, последние из которых являются основными по запасам.

Преобладающие рудные минералы - борнит (40 %), халькозин (30 %), халькопирит (10 %). Нерудные, представлены кварцем, полевыми шпатами, карбонатами, хлоритами.

Рудные минералы характеризуются высокой плотностью по сравнению с вмещающими породами. Руды открытой добычи делятся на сульфидные, смешанные и окис-

1 м !:

Инрри.

,*т*—

" - .1/1

-т-шт-Шк

й р 1 ;

1 1 1епн

ш ■к ев ■ ззм мн-

ив 1Ш Я1 *^15- «|1Н

К—1 |„.Л.УНТ’1 4в

я ИНН гв#я ~ . 1 . .

1М1 Лы*!-И 1

!**•

4“«

1* 1ЩШ ч “— - «ии

1 “■п щ

!!■■! ТТщ 1 ЯП №

1 А 'И 1

г! И 1 ! -1 *9

ленные. Плотность 2,8-2,9 т/м3, влажность 4-5 %. (прочность по Протодьяконову -16).

Руда транспортируется на фабрику в думпкарах, подготовка состоит из четырех стадий дробления в замкнутом цикле, последняя из которых может быть исключена из схемы в зависимости от подаваемого типа руды, и измельчения в шаровых мельницах в две стадии. Обогащение осуществляется по схеме раздельной флотации песков и шламов в рудном цикле. Схема подготовки руды представлена на рис. 3.

Рис. 5. Измельчаемость руды М 1 Рис. 6. Измельчаемость руды М 2 Рис. 7. Измельчаемость известняка

Опытно промышленные испытания.

Для проведения эксперимента роллер пресс был установлен в схеме дробления фабрики, вместо 4-ой стадии (рис. 4). Исходным питанием дробилки, являлось питание бункеров разгрузки 3-ей стадии дробления, с предварительным грохочением - 5 мм, на вибрационном грохоте ГИТ 71. Крупность питания роллер пресса составила до 80 % класса < 25 мм, максимальные куски в питании до 50 мм. Влажность питания 3 %. Характеристика исходного питания роллер пресса представлена в табл. 2.

Результаты исследований. Определялись: гранулометрический состав исходного питания, крайней и центральной частей продукта роллер пресса, их насыпной вес, плотность и толщина брикетов.

Во время экспериментов фиксировались: зазор между валками, потребляемая электрическая мощность, токовая нагрузка, давление в гидросистеме роллер пресса.

Опыты проводились при различных давлениях и скоростях (0,7; 0,9; 1,1; 1,3 м/с).

В ходе исследований было установлено, что, в разгрузке роллер пресса при работе в открытом цикле, за один цикл, содержится: 50-60 % класса < 2,6 мм;

30-40 % класса < 1 мм; до 20 % класса < 0,074 мм.

Основной задачей исследований было определение измельчаемости исходной руды до и после роллер пресса. Результаты представлены на рис. 5-7.

Измельчаемость отситованного класса < 2,6 мм в разгрузке роллер пресса в 1,45 раза выше, чем измельчаемость исходного питания, по всем исследуемым типам руд.

Учитывая, что для дальнейшей обработки руды в шаровых мельницах желательно получить до 40 % класса < 1 мм в разгрузке роллер пресса, можно сделать вывод о том, что для обеспечения достаточной производительности необходимо поддерживать скорость вращения валков в пределах 0,7-0,8 м/с. Тогда удельные энергозатраты в среднем составят 2-2,5 кВт на

тонну переработанной руды. Выход фракции <1 мм на уровне 38 %.

Из всех опытных данных можно сделать вывод о возможности эффективного использования роллер пресса вместо 4-ой стадии дробления и первой стадии измельчения. Применение роллер пресса обеспечит переход с крупности 35 мм до 1,5-2 мм в одну стадию.

Выше приведенные данные в целом говорят о целесообразности применения роллер пресса в схеме рудоподготовки, что позволит снизить нагрузку на вторую стадию измельчения в шаровых мельницах в несколько раз.

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

Федотов П.К. — Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск.

------------------------------------------ © В.Я. Потапов, 2004

УДК 621.928 В.Я. Потапов

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕСОДЕРЖАЩИХ ФОРМАЦИЙ НА БАРАБАННО-ПОЛОЧНОМ ФРИКЦИОННОМ СЕПАРАТОРЕ

Семинар № 21

Совершенствование конструкции сепараторов и процессов, происходящих в них экономически целесообразно проводить с использованием имитационного моделирования.

Барабанно-полочный сепаратор представляет собой совокупность нескольких устройств, каждое из которых предназначено для разделения частиц обогащаемого материала по различным признакам рис 1.

Математическая модель исследуемого процесса поведения частиц в момент прохождения через барабанно-полочный сепаратор содержит

уравнение частицы на различных фазах разделения

1. При движении по шероховатой наклонной плоскости;

2. На криволинейном участке трамплина;

3. Свободное движение в воздушном потоке, создаваемым вращающимся барабаном;

4. Удар частицы о поверхность барабана;

5. Свободное движение до выхода из зоны сепарации.