Введение к работе
Актуальность работы. Поскольку затраты на процессы рудоподготовки составляют до 70 % всех затрат на обогащение, то применение наиболее эффективных и экономичных способов измельчения, упрощеїшя схем имеет важное промышленное значение. Поэтому оптимизация грансостава продуктов измельчения и минимизация: энергозатрат играет важную ро:гь при проектировании, выборе наиболее подходящих схем измельчения. Используемые в настоящее время теоріш и уравнешія, определяющие грансостав продуктов измельчения и потребляемую при этом мощность, содержат недостатки, которые вызывают расхождение теоретических и практических данных. Нами были устранены некоторые недостатки существующих теорий, что позволяет получить в дальнейшем более точные результаты при описашш кинетики измельчешія и определении энергозатрат.
Цель работы: определение гранхарактеристпк продуктов измельчешія с учетом степеїпі заполнения ф измельчающими телами, и количества материала М в мельнице; определение характеристик энергопотреблешля при измельчении руд и разработка элементов теоріш однослойных одноразмерных шаровых цепочек.
Основные задачи. Для достижения поставленной *ч работе цели требовалось решить следующие задачи:
получить уточненное шітегро-дпфффенциальное уравнение кинетики измельчешія с учетом таких основных. характеристик процесса измельчешія ,как степень заполнения <р количество материала М,
разработать модель измельчения гетерогенного сырья,
разработать подход по определению мощности и энерпш с учетом дифференциальных распределений материала по крупности п прочности,
- разработать элементы теории однослойных шаровых
цепочек с позищш теоріш сыпучих сред.
- разработать компьютерные программы по определению
дифференциальных и суммарных энерпш измельчешія; статики и
динамики шаровых цепочек.
Научная новизна. 1. В уравнение кинетики измельчения, /s отличие от существующих, введен фуіпащональїгьш параметр 0, учитывающий влияние степени заполнешш ср барабана мелышцы
измельчающей средой и количества твердого материала М, находящегося в мельнице.
-
Разработана методики количественной оценки кинетических функций отбора и разрушешія для различных типов руд, а также определения полезной мощности и энерпш измельчения с учетом степени заполнения ср и колігчества материала М.
-
Разработаны на базе теории сыпучих сред элементы теорші одноразмерных однослойных шаровых цепочек, являющихся основными составляющими шаровой нагрузки.
-
Разработан (в соавторстве) компьютерный пакет программ для расчета энергетических характеристик , а также статики и динамики однослойных, шаровых цепочек.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие методы: математический анализ продуктов 1-й и 2-й стадий измельчения Гайского ГОКа, математические методы планирования и моделировашія эксперимента, лабораторные исследования процесса измельчения, обработка данных на ЭВМ, программировашіе на языке Turbo Pascal 7.0, QBasic 4.0, использование пакета программ UniCruGr.
Основные положения, вынесенные на защиту:
- в уравнение кинетики измельчения введен, в отличие от
существующих, функциональный параметр 0, учитьгаающші влишпіе
степени заполнения ср измельчающими телами и количества материала
М в мельнице; построена графическая зависимость параметра 0 от
двух переменных -ср и М;
- получено уточненное интегро- дифференциальное уравнение
Загустила А.И.; выведены уравнения для прогноза полезной
мощности и энергии с учетом гранхарактеристик материала и
прочности сырья;
- разработаны элементы теорші однослойных шаровых
цепочек; были подучены: условие наличия свойств плоского тела у
шаровых цепочек; формулы для расчета сил , реакций и движущих сил;
закон изменения скорости и времени скольжения цепочки вниз до угла
останова.
Практическая значимость работы. Полученные теоретические закономерности служат основой для уточненного прогноза гранхарактеристик продуктов измельчения с учетом степеші заполнения ср мельницы измельчающей средой и количества материала М в мельнице, определения расхода электроэнерпш при
измельчении; для разработки основ теории двухслойных и многослойных шаровых цепочек, из которых последняя будет наилучшим приближением - моделью шаровой нагрузки. Полученные результаты используются в качестве методического материала при чтении лекций по темам «Основы обогащения полезных ископаемых», «Дробление, грохочение и измельчение полезных ископаемых», при проведении спецкурса.
Степень обоснованности научных положений и выводов. Теоретические положения н результаты, полученные на основе предложенных в работе теоретических разработок, показывают хорошее совпадение с промышленными данными. Относительная погрешность при расчетах кумулятивных характеристик «по минусу»-' для двухстадиальной схемы измельчения Ганского ГОКа составила: для 1-й- стадии 1-2 %, для 2-й стадии 1-7,02 %. Максимальная погрешность эксперимента по определению числа шаров, нарушающих равновесие цепочки составляет 1 шар. При определешш утлов останова расхождение между теорией и экспериментом составило 2-3,5 %.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно- технических конференциях молодых ученых в Горном институте, Санкт- Петербург (1997, 1998 г.г.), II Международном кошрессе «Проблемы комплексного использования руд», Санкт- Петербург, 1996 г., IV Международном форуме «Горное оборудование, переработка минерального сырья, новые технолопш , экология», Санкт- Петербург, 1996 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 тезисов докладов на научных конференциях, 2 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка, включающего 123 наименовании. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста и содержит 36 рисунок, 32 таблиц и 10 приложений.