CC BY
31
© В.А. Бобин, Д.Н. Ланюк, 2008
УДК 622.732
В.А. Бобин, А.Н. Ланюк
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ И МЕЛЬНИЦ МОКРОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ РОСТА ДОБЫЧИ ВСЕХ ГРУПП ЯКУТСКИХ ИМЕННЫХ АЛМАЗОВ
Семинар № 25
В период 2002-04 гг в ИП-КОН РАН впервые был разработан рациональный комплекс лабораторных минералого-физических исследований алмазоносных пород, включающий методики обработки и интерпретации всей совокупности получаемых данных.
Проведен сравнительный анализ вещественного состава кимберлитов отдельных диатрем Якутской, Архангельской и Африканской платформ. Полученные результаты подтвердили эффективность предложенного комплекса методов для проведения экспресс-анализа кимберлитов и родственных им пород, что позволило проводить качественное и количественное определение состава, структуры и физических свойств кимберлитов.
Прослеживается изменение состава и свойств кимберлитов по глубине и в плане. Для различных типов кимберлитов (автолитовых брекчий, порфировых кимберлитов, туфобрекчий) устанавливаются характерные минеральные парагенезисы и соответствующие им значения физических свойств.
При этом дальнейшего теоретического и экспериментального развития требует проблема дезинтеграции алмазосодержащих кимберлитов как в
вопросе понимания сущности процесса их истирания за счет силовых усилий, создаваемых за счет гироскопического эффекта, так и в вопросе проектирования конструкций механизмов для на его основе.
В связи с этим актуальным является разработка нового процесса сохранения алмазов на основе использования гироскопических терочных мельниц, обеспечивающего увеличения роста добычи и сохранности всех групп ювелирных алмазов.
Гранулометрический состав технических алмазов и его взаимоотношения с их содержанием и качеством подробно исследованы Ё. Ромбоут-сом [1]. При этом громадная группа ювелирных алмазов осталась неисследованной, хотя их доля в добыче природных алмазов в России за период 1997-2001 гг. по отношению к техническим алмазам составляла порядка 50 % (табл. 1).
Первый шаг в этом направлении позволяют сделать данные о так называемых именных алмазах Якутии, а также на официальном сайте компании АК АЁРОСА. Здесь представлена информация о 475 именных алмазах, добытых в Якутии за период с 1959 по 2005 год из трубок "Мир", "Удачная", "Сытыканская" "Юбилейная", "Интернациональная", "Нюрбинская''
Таблица 1.
Добыча природных алмазов в России за 1997-2001 гг. (тыс. карат)
1997 1998 1999 2000 2001
Ювелирные алмазы 11200 11500 11500 11600 11600
Технические алмазы 11200 11600 11500 11600 11600
Доля ювелирных алмазов в общей добыче, % 50 49,7 50 50 50
Именные алмазы 1,167 1,621 1,229 0,92 0,612
Доля именных алмазов в составе ювелирных алмазов, % 0,01 0,014 0,01 0,008 0,005
Таблица 2
Годы добычи Масса добытых именных алмазов по группам, карат Вся добыча именных алма-
крупные очень крупные гигантские зов, карат
Суммарная добыча за период 5413,05 4281,65 2005,66 11699,33
1959-1977 гг. (трубка «Мир») (194)" (80) (25) (299)
Доля добычи алмазов риод 1959-1977 гг.,% за пе- 46 36,6 17,4
Суммарная добыча за период 925,42 8875,39 6144 15955,99
1978-2001 гг. (24) (124) (30) (178)
Доля добычи алмазов риод 1978-2001 гг.,% за пе- 5,7 55,6 38,7
Суммарная добыча за период 6338,47 13157,04 8149,81 27655,32
1959-2001 гг. (218) (204) (55) (477)
Доля добычи алмазов риод 1959-2001 гг.,% за пе- 22,9 47,6 29,5
** - в скобках указано количество именных алмазов, принадлежащих соответствующей группе ювелирных алмазов.
и "Айхал", причем масса отдельных экземпляров алмазов изменяется от 19 до 342 карат [2-4].
По своим размерам они охватывают все три группы, на которые подразделяются ювелирные алмазы, а именно:
1) крупные ювелирные алмазы, имеющие массу от 5 о 50 карат (или приведенный радиус сферы, вмещающий данную массу алмаза при его плотности р = 3,52 г/см3 , соответственно от 4,1 о 8,8 мм);
2) очень крупные - 50-100 карат (Я Пр = 8,9 - 11 мм)
3) гигантские - более 100 карат (Я Пр > 11,1 мм).
В качестве фактического материала представлены данные о добыче именных алмазов в Якутии за период 1959-2001 гг. (табл. 2)
При этом на обогатительных фабриках к 1977 году основные агрегаты процесса рудоподготовки шаровые мельницы были полностью заменены на мельницы мокрого самоизмельче-ния.
Об этом свидетельствуют и данные по гранулометрическому составу именных алмазов, добытых в 19591977 гг. (рис. 1) и в 1978-2001 гг. (рис. 2).
Во-первых, анализ гранулометрического состава добытых именных
Рис. 1. Гранулометрический состав именных алмазов, добытых за 19591977 гг.
Рис. 2. Гранулометрический состав именных алмазов, добытых за 19782001 гг.
алмазов позволяет сделать вывод о том, что их крупность в основном не превышает в диаметре 34 мм, но и не меньше 10 мм, т.е. вероятность нахождения именных алмазов самая высокая в кусках кимберлитовой породы крупностью порядка 40 мм.
Однако, смешение максимума гранулометрической диаграммы из области алмазов с приведенным радиусом 7-9 мм (рис. 1) в область - 9-11 мм (рис. 2) свидетельствует об уменьшении доли группы умереннокрупных именных алмазов, добытых за период 1978-2001 гг. и увеличении доли групп крупных и очень крупных именных алмазов, что свидетельствует об эффективности мельниц мокрого самоизмельчения по сравнению с шаровыми мельницами и показывает, что уровень увеличения добычи именных алмазов может быть значительно увеличен за счет рациональной схемы рудоподготовки.
В этой связи необходимо рекомендовать при создании эффективной
технологической схемы многостадийной рудоподготовки добытой кимберлитовой руды, обеспечиваюшей сохранность алмазов всех известных классификационных групп, учитывать, что новые машины и механизмы должны основаны на использовании процесса истирания соответствуюших фракции этой руды, а не ее ударного дробления.
Сравнение кумулятивных кривых для именных алмазов, представленных на рис. 3, показывает, что кривые 1 и 2 принципиально не отличаются друг от друга и фиксируют устойчивое падение частот встречаемости именных алмазов с увеличением их размеров. Это свидетельствует о том, что как в шаровых мельницах, так и мельницах мокрого самоизмельчения реализуется один и тот же процесс разрушения кимберлитов, а именно: процесс ударного дробления горной породы.
Факт смешения кумулятивной кривой 2 относительно кривой 1 вправо
свидетельствует об уменьшении доли группы умеренно-крупных именных алмазов, добытых за период 19782001 гг. (кривая 2 при этом удаляется ниже относительно кривой 3), и увеличении доли групп крупных и очень крупных именных алмазов (при этом кривая 2 приближается к кривой 3), что свидетельствует об эффективности мельниц мокрого самоизмельче-ния по сравнению с шаровыми мельницами и показывает, что уровень добычи именных алмазов может быть значительно увеличен.
Задачу сохранности алмазов различных групп призваны решить так называемые гироскопические терочные мельницы (ГТМ) [5-6], технические и энергетические характеристики которых на порядок выше, чем у мельниц мокрого самоизмель-чения; при работе этих мельниц реализован принцип разделения функций рабочего органа как основного элемента процесса разрушения и элемента системы управления им, а также принцип создания усилий истирания за счет гироскопического эффекта.
Таким образом, в целом же за период 1959-2001 гг. благодаря научным разработкам и организационным мероприятиям удалось поднять долю
Рис. 3. Кумулятивные кривые для именных алмазов, добытых: 1 - за период 19591977 гг. (шаровые мельницы); 2 за период 1978-2001 гг. (мельницы самоизмельчения); 3 -кумулятивная кривая ГТМ
добычи очень крупных ювелирных алмазов среди именных алмазов до почти 50 %, а гигантских алмазов соответственно до 30 %. Эти результаты убедительно доказывают правильность выбранного направления технического перевооружения обогатительных фабрик по извлечению алмазов из кимберлитовой руды.
Однако, добычу технических и именных алмазов можно значительно увеличить, если учесть полученные выше результаты.
Таким образом, на основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Установлено, что самая высокая вероятность нахождения именных алмазов приходится на куски кимберлитовой породы крупностью порядка 40 мм.
2. Выявлено, что как в шаровых мельницах, так и мельницах мокрого самоизмельчения реализуется один и тот же процесс дезинтеграции кимберлитов, а именно: процесс ударного дробления и раздавливания горной породы.
3. Показано, что мельницы мокрого самоизмельчения более эффективны в части обеспечения сохранности алмазов по сравнению с шаровыми мельницами, т.к. способствуют уменьшению доли группы умеренно-крупных именных алмазов и увеличению в свою очередь доли групп крупных и очень крупных именных алмазов.
4. Рекомендовано при создании эффективной технологической схемы многостадийной рудоподготовки добытой кимберлитовой руды, обеспечивающей сохранность алмазов всех известных классификационных групп,
1. Ромбоутс Ё. Распрееление по размеру и качеству ля алмазов из кимберлитов и лам-проитов. //Геология и геофизика.-1997.-т.38.
2. Сайт http://qeo.1septrmber.ru/artice,
3. Алмазы России-Саха. Пятьдесят алмазных лет. РОССПЭН (Российская политическая энциклопедия), Москва, 2005, 704 с.
4. Ваганов В. И. Алмазные местороже-ния России.М., «Геоинформмарк», 2000, 371 с.
учитывать, что новые машины и механизмы должны быть основаны на использовании процесса истирания со-ответствуюших фракций этой руды, а не ее ударного дробления.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. Бобин В.А., Воронюк А.С., Ланюк А.Н. Идея использования гироскопической силы как физической основы новых энерго-и материалосберегающих технологий и механизмов. ГИАБ, МГГУ, 2005, № 3, с. 290293.
6. Трубецкой К.Н., Бобин В.А., Ланюк А.Н. и др. Патент РФ № 2248242 "Гироскопический измельчитель сухой горной породы", 2005, бюл. № 8. ШИЗ
— Коротко об авторах--------------------------------------------------------------
Бобин В.А., Ланюк А.Н. - ИПКОН РАН.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 25 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. А.А. Абрамов.
---------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕДУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
СКЛЯНОВ Владимир Иванович Обоснование параметров новых технических средств для повышения эффективности высокобортного алмазного бурения глубоких геологоразведочных скважин 25.00.14 к.т.н.
