Введение к работе
Актуальность работы. Наиболее энергоёмким процессом при добыче и переработке руд является процесс их разрушения при рудоподготовке. Например, на железорудных ГОКах России энергозатраты на процесс разрушения руды при её рудоподготовке составляют 70% от всех энергозатрат (-30 кВт-ч/т руды). Из всех технологических процессов разрушения - а это бурение, взрывание, дробление и измельчение, наиболее энергозатратным является измельчение (более 50% от всех энергозатрат, ~26 кВт-ч/т руды).
В горнорудной промышленности одной из важнейших проблем является сокращение энергозатрат на добычу и переработку руды.
Вопросам ресурсосбережения при рудоподготовке посвящены научные публикации Ревнивцева В.И., Чантурия В.А., Новика ГЛ., Викторова С.Д., Зильбершмидта М.Г., Кузьмина В.А., Бунина И.Ж., Лунина В.Д., Котова Ю.А., Нистратова В.Ф., Гончарова С.А, Бруева В.П., Иванова В.Ю.идр.
При обогащении полезных ископаемых основная роль дезинтеграции заключается в полном раскрытии минеральных сростков с образованием свободных зерен компонентов. Для преодоления упорности руд и промпродуктов, раскрытия тонковкрапленных минеральных комплексов весьма перспективны немеханические способы энергетического воздействия.
Решение задачи ресурсосбережения чл.-корр. АН СССР Ревнивцев В.И. видел главным образом в разработке способов и технических средств направленного воздействия на руду при рудоподготовке различными полями с целью снижения ее прочности, избирательности измельчения и полноты раскрытия зерен извлекаемых минералов.
В рамках совместных работ, выполненных в Mil У, НП «ЦВТ» и НП «ЦИГТ» под руководством профессора С.А. Гончарова, разработан и испытан способ магаитно-импульсной обработки (МИО) руд.
Однако на настоящий момент недостаточно изучены закономерности процесса МИО и его влияния на измельчение минерального сырья, отсутствуют рекомендации по выбору эффективных режимов МИО, в том числе для реализации данной технологии в составе измельчительного контура, работающих в замкнутом цикле с целью обеспечения эффективной подготовки наиболее прочных кварцсодержащих руд к процессу обогащения.
Изложенное выше свидетельствует о том, что установление новых закономерностей процесса МИО и его влияния на измельчение минерального сырья в замкнутом цикле является важной научно-практической задачей и тема диссертации «Повышение эффективности дезинтеграции минерального сырья с использованием магнитно-импульсной обработки» актуальна.
Целью работы является повышение эффективности дезинтеграции минерального сырья для обеспечения повышения качества рудоподготовки перед обогащением.
Идея работы заключается в направленном изменении гранулометрического состава измельчаемого материала на основе предварительного воздействия на него импульсным электромагнитным полем.
Научные положения, разработанные соискателем, и их новизна
-
Впервые установлено, что с ростом напряженности импульсного магнитного поля в диапазоне (0,8-8)* 105А/м происходит увеличение удельной поверхности дезинтегрированного кварцеодержащего материала, подвергнутого предварительной магнитно-импульсной обработке, причем максимальный прирост наблюдается при последовательном воздействии 2-10 импульсов, а показатель степени однородности материала может как увеличиваться в указанном диапазоне напряженности при частоте импульса менее 3 кГц, так и уменьшаться в диапазоне напряженности поля (2-8)* 105 А/м, при частоте более 6 кГц.
-
На основании уравнения Розина-Раммлера разработана расчетная модель, получившая экспериментальное подтверждение и позволившая определить область рациональных режимов магнитно-импульсной обработки, обеспечивающих максимальный выход класса заданной крупности: количество импульсов 3-7, величина амплитуды напряженности поля в диапазоне (0,8-8)* 105А/м выбирается максимальной с учетом ограничения технических возможностей аппаратной реализации процесса и частоте импульса магнитного поля 2-4 кГц.
-
Разработана методика расчета технологических параметров процесса измельчения в замкнутом цикле с использованием магнитно-импульсной обработки, позволяющая оптимизировать циркуляционную нагрузку мельницы, производительность измельчительного контура и параметры МИО.
Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются использованием основных известных законов, описывающих процесс дезинтеграции минерального сырья, получением регрессионных взаимосвязей с коэффициентом детерминации J?2=0,82-0,94, удовлетворительной сходимостью расчетных и экспериментально измеренных значений параметров процесса дезинтеграции
Научное значение работы заключается в научном обосновании и установлении закономерностей влияния режимов магнитно-импульсной обработки минерального сырья на степень однородности дезинтегрированного материала.
Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета оптимальных технологических параметров процесса измельчения в замкнутом цикле с использованием магнитно-импульсной обработки, обеспечивающей повышение производительности измельчительного
контура «мельница-классификатор» и снижение переизмельчения минерального сырья.
Реализация выводов и рекомендаций работы.
Разработанная методика расчета технологических параметров измельчительного контура, работающего в замкнутом цикле, принята к использованию в НП «ЦИГТ» для проведения исследований по применению МИО в процессе измельчения кварцсодержащих руд. Данная методика принята ООО «Управляющая компания «Русская горно-рудная компания» для последующей апробации разработанных режимов магнитно-импульсной обработки датолитовой руды в промышленных условиях.
Апробация работы.
Основные положения диссертации докладывались на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2009», на «5 Международной научной школе молодых ученых и специалистов» (УРАН ИПКОН РАН - 2008), на научных семинарах каф. ОПИ МГТУ (2007-2009).
Публикации.
Основные положения диссертационного исследования депонированы и опубликованы в 5 научных работах, в том числе 2 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 22 рисунка, 23 таблицы, список литературы из 105 наименований.
