Университет им. короля Абдул-Азиза (г. Джидда, Королевство Саудовская Аравия):

Хусин А. М. Ахмед, профессор, д-р техн. наук, hussien135@gmail.com (автор для переписки)

Каирский университет (г. Гиза, Арабская Республика Египет):

Айман А. Эль-Мидани, профессор, кандидат наук, aelmidany@gmail.com

Индекс работы Бонда (Wi) позволяет наглядно оценить степень измельчаемости руды и широко используется при проектировании мельниц и оценке энергии измельчения. На величину данного показателя влияют различные параметры, которые могут быть связаны как с самой рудой (например, неоднородность, минеральный состав и крупность), так и с используемым механизмом измельчения. В настоящем исследовании изучена зависимость индекса работы Бонда для шаровой мельницы при измельчении различных типов фосфатных руд от химического состава этих руд. Полученные результаты показали наличие эмпирически выраженной прямой зависимости между ними, что позволит значительно ускорить процессы первоначальной оценки индекса работы Бонда (Wi) для фосфатных руд известного химического состава. Кроме того, изучен ряд теоретических подходов к оценке требуемых энергозатрат при уменьшении крупности частиц материалов. По результатам анализа рассмотренных теоретических подходов можно утверждать, что индекс работы Бонда в настоящее время широко применяется для прогнозирования расхода энергии на измельчение руд. Он позволяет количественно определить удельную рабочую нагрузку (кВт·ч/т), необходимую для уменьшения крупности материала с теоретически бесконечного размера до 100 мкм при выходе 80 %. Исследования в данной области показывают, что индекс работы преимущественно зависит от минерального состава руды, условий измельчения и механизма передачи энергии от измельчающего оборудования к загрузке. При этом не проводились испытания по оценке влияния на индекс работы собственно химического состава руды. В рамках исследования использовались пробы рядовой фосфатной руды местных и зарубежных месторождений с различным химическим составом. Всего использовано 9 проб, включая три пробы из Саудовской Аравии, две — из Иордании и по одной — из Египта, США, Того и Китая. Пробы были уменьшены до стандартного размера, подходящего для определения индекса работы Бонда для шаровых мельниц (BWi), с использованием щековой дробилки крупного дробления и валковой дробилки среднего дробления с последующим измельчением в шаровой мельнице. Для одной репрезентативной пробы питания мельницы проводился анализ гранулометрического состава с целью выбора грохота, который мог бы обеспечить 80-процентное прохождение частиц. Другая проба дополнительно измельчалась в планетарной мельнице для подготовки к химическому анализу. Математическая модель, выражающая соответствующую зависимость, определяется природой фосфатной руды и изменчивостью ее химического состава. При этом точность прогнозирования индекса работы зависит от точности классификации проб фосфатов по химическому составу. Помимо этого, для более точного определения корреляции важно использовать в модели более одного химического компонента.

1. Hagin J., Harrison R. Phosphate rocks and partiallyacidulated phosphate rocks as controlled release P fertilizers. Fertilizer Research. 1993. Vol. 35, Iss. 1–2. pp. 25–31. DOI: 10.1007/bf00750217.
2. Al-Wakeel M. I. Effect of mechanical treatment on the mineralogical constituents of Abu-Tartour phosphate ore, Egypt. International Journal of Mineral Processing. 2005. Vol. 75, No. 1–2. pp. 101–112. DOI: 10.1016/j.minpro.2004.05.004.
3. Choi W. S. Grinding rate improvement using composite grinding balls in an ultra-fine grinding mill. Kinetic analysis of grinding. Powder Technology. 1998. Vol. 100, Iss. 1. p. 78. DOI: 10.1016/S0032-5910(98)00073-4.
4. Churchman C., Martinez J. Economic energy savings in new phosphoric acid plants. Phosphorus and Potassium. 1982. No. 117. pp. 30–37.
5. Conca J. L., Cubba R. Abrasion resistance hardness testing of rock materials. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 1986. Vol. 23, Iss. 2. pp.141–149. DOI: 10.1016/0148-9062(86)90340-2.
6. Bond F. C. Crushing and grinding calculations. Part I. British Chemical Engineering. 1961. Vol. 6, No. 6. pp. 378–385.
7. Cske B., Rácz Á., Mucsi G. Determination of the Bond work index of binary mixtures by different methods. International Journal of Mineral Processing. 2013. Vol. 123. pp. 78–86. DOI: 10.1016/j.minpro.2013.05.004.
8. Deniz V. Relationships between Bond’s grindability
(Gbg) and breakage parameters of grinding kinetic on limestone. Powder Technology. 2004. Vol. 139, Iss. 3. pp. 208–213. DOI: 10.1016/j.powtec.2003.11.006.
9. Ipek H., Ucbas Y., Hosten C. The Bond work index of mixtures of ceramic raw materials. Minerals Engineering. 2005. Vol. 18, Iss. 9. pp. 981–983. DOI: 10.1016/j.mineng.2004.12.014.
10. Kotake N., Shoji H., Hasegawa M., Kanda Y. The evaluation of the fine grindability of solid materials based on the work index. Journal of the Society of Powder Technology, Japan. 1994. Vol. 31, Iss. 9. pp. 626–630. DOI: 10.4164/sptj.31.626.
11. Ipek H., Ucbas Y., Hosten C., Yekeler M. Grinding of ceramic raw materials by a standard Bond mill: Quartz, kaolin and K-feldspar. Mineral Processing and Extractive Metallurgy (IMM Transactions. Section C). 2005. Vol. 114, Iss. 4. pp. 213–218. DOI: 10.1179/037195505x81042
12. Vaisberg L. A., Kazakov S. V., Shishkin E. V. Vibrational disintegration of solid materials in quasiresonant modes [Electronic source]. Proc. of the XXIX IMPC, Moscow, September 17–21, 2018. Pt. 2. Comminution & classification. Paper 81. pp. 40–48. USB flash drive.
13. Wikedzi A., Peuker U. A., Mütze T., Shayo F. Impro ving the grinding performance through modelling and simulation [Electronic source]. Proc. of the XXIX IMPC, Moscow, September 17–21, 2018. Pt. 2. Comminution & classification. Paper 880. pp. 295–303. USB flash drive.
14. Bbosa L. S., Hill H., Becker M., Mainza A. Correlation the information obtained from rock breakage tests [Electronic source]. Proc. of the XXIX IMPC, Moscow, September 17–21, 2018. Pt. 2. Comminution & classification. Paper 915. pp. 304–315. USB flash drive.
15. Ahmed H. A. M., Aljuhani M. S., Drzymala J. Flotation after a direct contact of flotation reagents with carbonate particles — Part 2: Phosphate ore. Materials Testing. 2014. Vol. 56, Iss. 2. pp. 155–159. DOI: 10.3139/120.110540.
16. Ozkahraman H. T. A meaningful expression between Bond work index, grindability index and friability value. Minerals Engineering. 2005. Vol. 18, Iss. 10. pp. 1057–1059. DOI: 10.1016/j.mineng.2004.12.016.
17. Stanojlovic R., Sokolovic J., Stancev N. Dependence of the Bond work index of grindability on grain-size distribution of the starting sample of size class –3.35 mm. Mining & Metallurgy Engineering Bor. 2013. No. 4. pp. 69–84. DOI: 10.5937/mmeb1304069s.