Удосконалення технології збагачення сировини неоднорідних вапнякових родовищ

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової задачі встановлення закономірностей, що зв'язують показники ефективності збагачення і класифікації сировини неоднорідних карбонатних родовищ з її вихідними характеристиками, технологічними і конструктивними параметрами обладнання класифікації, обґрунтуванні на цій основі раціональних режимів грохочення. Визначено загальний підхід до збагачення сировини, який полягає у відокремленні глинистих покриттів від кусків гірської породи з подальшим високоефективним грохоченням продукту в кар'єрних умовах шляхом застосування валково-пальцевого грохоту (включаючи умови підвищеної вологості сировини). Отримано нові аналітичні залежності, що зв'язують показники ефективності збагачення з результатами гранулометричного та хімічного аналізів вихідної сировини, ефективністю її грохочення. Розроблено методику розрахунку раціонального значення крупності розділення матеріалу, що підлягає класифікації. На її основі створено алгоритм розрахунку показників ефективності збагачення. Зіставлені показники ефективності процесів грохочення і збагачення у варіантах класифікації з валково-пальцевим грохотом і без його використання. Доведено, що використання валково-пальцевого грохоту сприяє стабілізації процесу класифікації, що супроводжується підвищенням ефективності збагачення на 10-20%.

Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи установления закономерностей, связывающих показатели эффективности обогащения и классификации сырья неоднородных известняковых месторождений с ее исходными характеристиками, технологическими и конструктивными параметрами оборудования классификации, обосновании на этой основе рациональных режимов грохочения. Технологические линии сухой переработки известняковой сырья, которые применяют на карьерах, обеспечивают получение товарных продуктов приемлемого качества только для крупных классов щебня в условиях низкой влажности. Мелкие классы щебня при этом не используются и направляются в отвал. Концепция обогащения сырья неоднородных карбонатных месторождений заключается в принудительном отделении глинистых покрытий от кусков горной породы с последующим высокоэффективным грохочением известняка в карьерных условиях. Реализация концепции предусматривает использование валково-пальцевого грохота, который обеспечивает высокие показатели эффективности работы при повышенной влажности материала. Получены новые аналитические зависимости, связывающие показатели эффективности обогащения известняка с результатами гранулометрического и химического анализов исходного сырья, эффективностью ее грохочения. На их основе создана математическая модель, позволяющая при ограниченном количестве экспериментальных данных прогнозировать достигнутые показатели эффективности обогащения с учетом характеристик применяемых устройств классификации. Показано, что зависимость показателя эффективности обогащения сырья от крупности разделения частиц устройствами грохочения имеет экстремум, причем значение крупности, соответствующее максимуму показателя, не зависит от эффективности грохочения. Это позволяет использовать режим грохочения с оптимальной крупностью разделения частиц, обеспечить при этом высокую эффективность обогащения, уменьшить отходы процесса переработки, улучшить экологическую ситуацию региона. Разработана методика расчета оптимального значения крупности разделения материала, подлежащего классификации. На ее основе создан алгоритм расчета показателей эффективности обогащения, который позволяет получить расширенную информацию о характере изменения определенных параметров при вариации крупности разделения частиц и эффективности грохочения. Использование валково-пальцевого грохота в качестве комбинированного устройства, осуществляющего как отделение глинистых покрытий от кусков известняка, так и разделение частиц по крупности (включая условия повышенной влажности исходного сырья), улучшает показатель эффективности грохочения. На основе исследования динамики частицы материала, определения сил, действующих на частицу, полученная аналитическая зависимость, которая определяет условие исключения режима ее ущемления. Доказано, что такой режим не зависит от уровней сил, действующих на частицу, а определяется исключительно значениями углов, характеризующих положение точек соприкосновения частицы с частями соседних валков. Для исследования процессов обогащения и классификации исходного сырья созданы линейные регрессионные многофакторные модели, где в качестве факторов использованы значения содержания известняка в исходном сырье и влажности материала, а в качестве функций отклика – значения показателей эффективности обогащения и грохочения известняка. Модели позволяют сопоставлять эффективности процессов грохочения и обогащения в вариантах классификации с валково-пальцевым грохотом и без его использования. Наличие валково-пальцевого грохота проявляется в его стабилизирующем воздействии на процесс классификации, что сопровождается повышением эффективности обогащения на 10-20%.

The dissertation is devoted to the solution of the actual scientific problem of establishing the regularities linking the efficiency of the enrichment and classification of raw materials of inhomogeneous carbonate deposits with its initial characteristics, technological and constructive parameters of classification equipment, justification on this basis of rational modes of sifting. The general approach to the enrichment of raw materials, which consists in the separation of clay coverings from the rocks of a rock with the subsequent high-effective shaving of a product in career conditions by means of roll-and-pinion rumbling (including conditions of high moisture content of raw materials) is determined. New analytical dependencies were obtained, linking the parameters of the enrichment efficiency with the results of granulometric and chemical analysis of the raw material, as well as the efficiency of its sieve. The method of calculating the rational value of the size of the separation of material subject to classification is developed. On its basis, an algorithm for calculating the efficiency of enrichment is created. The indexes of efficiency of scoring and enrichment processes in the variants of classification with a roll-and-thumb drive and without its use are compared. It is proved that the use of a roller-thumb drive stabilizes the classification process, and increases enrichment efficiency by 10-20%.