Отчет о проведенной научно-исследовательской работе

Отчет о проведенной научно-исследовательской работе

В лабораторию поступила проба железной магнетит-скарновой руды массой 220 кг, затаренной в 8 мешков. Крупность поступившей руды -30 мм. Минеральный состав руды и содержание минералов (в %) следующие: 33 магнетит, 12 андрадит, 11 роговая обманка, 12 эпидот, 7 хлорит, 5 альбит, 1 калишпат, 3 пирит, 6 кальцит, 1,5 кварц, около 2 пироксен. Руда тонко вкрапленная, отличается тесным срастанием и взаимным прорастанием магнетита со скарновыми минералами и пиритом. Вследствие таких минералогических особенностей руда является труднообогатимой, требующей тонкого измельчения для раскрытия зерен магнетита.

Заказчик ставит целью выполнить тонкое измельчение руды на дробилках центробежно-ударного действия до разной тонины зерна с тем, чтобы собственными последующими опытами по мокрой магнитной сепарации определить необходимую и достаточную крупность зерна для получения хороших результатов обогащения.

Заказчик ставит главную задачу измельчить руду до крупности -0,3; -0,074 и -0,04 мм. Необходимость получения крупности -0,04 мм заказчик обосновывает результатами ранее проведенных исследований по обогащению руды после измельчения в шаровой мельнице. Имея в виду известную особенность работы центробежно-ударных мельниц по селективному (лучшему) раскрытию сростков по сравнению шаровыми мельницами, заказчик надеется, что помол до -0,04 мм будет излишне тонким и обогащение можно будет эффективно провести уже на крупности выше 150мкм, что существенно (в несколько раз) снизит энергозатраты обогатительной фабрики, которую до проведения данного эксперимента планировалось строить на основе шаровых мельниц.

Для решения поставленной задачи осуществлялись следующее действия.

- Вся поступившая руда раздроблена на лабораторной щековой дробилке до крупности -20 мм, которая является приемлемой для лабораторной центробежно-ударной дробилки Титан Д-040.

- Выполнен ситовой анализ исходной руды после дробления ее до крупности -20 мм. Результаты ситовки приведены в таблице 1.

- Руда раздроблена на лабораторной дробилке Титан-040 в цикле с многочастотным грохотом Круш («Kroosh») до крупности -3 мм. Цикл продолжался до получения надрешетного продукта массой менее 5% от исходной массы руды. Последний надрешетный продукт объединен со всей пробой.

- Выполнен ситовой анализ руды после дробления до крупности –3 мм. Результат ситовки приведен в таблице 2.

Таблица 2

Ситовой состав руды крупностью -3 мм

Классы крупности, мм	Выход классов, %	Суммарный выход классов, %
		По плюсу	По минусу
-20+3	4,2	4,2	100,0
-3+2	20,1	24,3	95,8
-2+1,25	15,8	40,1	75,7
-1,25+0, 63	16,6	56,7	59,9
-0,63+0,315	10,5	67,2	43,3
-0,315+0,16	8,4	75,6	32,8
-0,16+0	24,4	100,0	24,4
Сумма	100,0	-	-

- После тщательного перемешивания по методу «кольца и конуса» руда разделена на 4 частные пробы массой по 50-55 кг. Три частные пробы использовались для измельчения по программе, одна часть была оставлена для проведения дополнительных исследований, если появится необходимость в этом.

- Программой предусматривалось измельчить все три намеченные частные пробы на лабораторной центробежно-ударной мельнице Титан М-036 до трех заданных крупностей. Первую частную пробу измельчали после настройки мельницы на получение минимально возможной крупности, которую только может обеспечить данная мельница. По факту (по результату мокрой ситовки) оказалось, что в измельченном продукте выход класса -0,04 мм составляет 70%, то есть измельченный продукт хорошо соответствует заданной крупности -0,05 мм. Такое тонкое измельчение руды связано, с одной стороны, с относительно высокой плотностью железной руды, с другой стороны, с особенностями конструкции лабораторной мельницы, которая имеет ограниченные возможности по регулировке крупности получаемого продукта. Этой пробе присвоен номер С3.

- Поскольку получить необходимые (оговоренные заказчиком) крупности -0,3 и -0,16 мм при использовании лабораторной мельницы оказалось невозможно, с согласия представителя заказчика было решено измельчать руду на лабораторной дробилке в цикле с грохотом Круш, поскольку принцип измельчения (ударом о преграду) в этих двух аппаратах совершенно одинаков.

- Две частные пробы измельчались в лабораторной дробилке Титан Д-040 в цикле с грохотом Круш. Использовалась окружная скорость ускорителя дробилки (скорость удара) такая же, как в мельнице, то есть 100 м/с, и такой же статор с отбойниками. Сита на грохоте Круш устанавливались с ячейкой 0,3 и 0,1 мм. Цикл измельчения продолжался до получения надрешетного продукта массой менее 5% от массы исходной частной пробы. Последний надрешетный продукт объединялся со всей частной пробой. Эта методика измельчения пробы обеспечивала выход заданного класса крупности не менее 95%. Номера частных проб соответственно С1 и С2.

- По просьбе заказчика еще одна частная проба (её номер С4) с целью наработки материала измельчалась на лабораторной мельнице после небольшой регулировки режима её работы. Возможное отличие полученного материала этой частной пробы от материала пробы С3 может заключаться в следующем. При измельчении пробы С3 в условиях подбора оптимальной нагрузки по питанию не удалось организовать равномерную подачу измельчаемого материала в мельницу. Полученный опыт позволил при измельчении пробы С4 организовать более равномерную подачу материала.

- Измельченный материал четырех частных проб передан заказчику.

- От продуктов измельчения трех основных частных проб, а также от класса -0,16 мм исходной руды, раздробленной до -20 и -3 мм, отобраны представительные навески и направлены в специализированную фирму для изучения ситового состава с помощью лазерного гранулометра Fritsch Particle Sizer ‘analysette 22’. После поступления анализов они будут направлены заказчику электронной почтой. Лабораторным навескам были присвоены номера от П-1 до П-5.

Кодировка проб следующая:

П-1 – проба С1 крупностью95% -0,3 мм.

П-2 – проба С2 крупностью 95% -0,1 мм.

П-3 – проба С3 крупностью 97% -0,1мм.

П-4 – фракция -0,16 мм (100%) от исходной руды, раздробленной до -20 мм.

П-5 – фракция -0,16 мм исходной руды, раздробленной до -3,0 мм.

Заказчик одной из задач ставил оценку энергозатрат на измельчении руды. Нужно заметить, что затраты энергии на измельчение руды на малоразмерной лабораторной мельнице всегда по многим причинам значительно выше, чем на крупноразмерных промышленных. В этой связи цифры, получаемые на лабораторной мельнице, не являются представительными для экстраполяции на промышленные установки.

Для оценки энергозатрат на измельчение железной скарновой руды можно воспользоваться опытом, полученным при работе промышленной мельницы Титан М-125 на измельчении кварца. Измельчаемость и, соответственно, энергозатраты на измельчении кварца и железной руды в первом приближении можно считать одинаковыми. Промышленная дробилка на измельчении кварца до крупности -0,05 мм имеет фактические затраты 100 КВТ-часов на тонну полученного продукта. При измельчении железной руды до такой же крупности вероятные затраты энергии составят 100 КВТ-часов на тонну.

Следует заметить, что эффективность работы центробежно-ударных мельниц быстро снижается и приближается к шаровым мельницам при снижении крупности готового продукта значительно ниже 200мкм. Это не относится к таким мягким материалам, как известняк, но проявляется на трудноизмельчаемых материалах. Крупность менее 0,1 мм для твердых материалов является запредельно низкой и нежелательной для мельниц центробежно-ударного действия. Использовать центробежно-ударные мельницы для тонкого измельчения целесообразно не по уровню энергозатрат, а по каким-то другим причинам, например, когда нельзя смачивать материал, или когда нужно добиться лучшего раскрытия зерен (и соответственно, начать обогащение с большей крупности, сэкономив электроэнергию), или когда требуется существенно снизить намол шаров в готовом продукте.

Проведенные исследования показали, что измельчать железную руду на мельницах Титан Д вполне возможно, но целесообразность этой операции нужно определить по результатам обогащения. Основным аргументом в пользу центробежно-ударного измельчения может быть ситуация, когда хорошее раскрытие достигается при меньшей тонине помола, чем при шаровом измельчении.