Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

В. В. Львов, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых, канд. техн. наук, эл. почта: lvov_vv@pers.spmi.ru
Л. С. Читалов, аспирант кафедры обогащения полезных ископаемых

Актуальной и важной задачей при проектировании новых и модернизации действующих обогатительных фабрик является обоснованный расчет и выбор технологического оборудования. Среди всех этапов переработки сырья на обогатительных фабриках рудоподготовительный передел является самым энергозатратным. Результаты различных тестовых испытаний для определения физико-механических свойств руд являются основой для расчета оборудования циклов рудоподготовки. Для выбора оптимальных технических и технологических решений широко применяют имитационное моделирование в различных компьютерных пакетах. Путем анализа собственной и публичной баз данных, включающих результаты различных тестовых процедур, были получены новые зависимости между прочностными характеристиками. На основании изученных физико-механических свойств минерального сырья предложен современный рациональный алгоритм комплексного исследования. Разработана методика расчета энергопотребления схемы рудоподготовки «стандартного цикла» полусамоизмельчения с последующим шаровым измельчением. В качестве объекта исследования были выбраны технологические пробы медно-никелевых руд. По полученным технологическим характеристикам исследуемых проб выполнены прогнозные расчеты энергопотребления рудоподготовительного передела. Полученные данные были сопоставлены с аналогичными показателями действующей обогатительной фабрики, перерабатывающей исследуемые медно-никелевые руды. Отклонение прогнозируемого удельного энергопотребления узла МПСИ от фактического составило –6,5 %, а цикла шарового измельчения — +14,4 %. Совокупная прогнозируемая удельная энергия полного цикла рудоподготовки составила на +7,6 % выше аналогичного показателя на действующем предприятии. Представленный подход применим для различных конфигураций технологических схем рудоподготовки, включающих дробление, измельчающие валки высокого давления и измельчение в барабанных мельницах. Получаемые технологические характеристики необходимы и достаточны для имитационного моделирования циклов рудоподготовки в программном обеспечении JKSimMet и процессов дробления методом дискретных элементов в программном обеспечении RockyDEM.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 20-55-12002 ННИО_а).

1. Nikolaeva N., Aleksandrova T., Romashev A. Effect of grinding on the fractional composition of polymineral laminated bituminous shales // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2018. Vol. 39, Iss. 4. P. 231–234. DOI: 10.1080/08827508.2017.1415207.
2. Nikolaeva N., Romashev A., Aleksandrova T. Degree evaluation of grinding on fractional composition at destruction of polymineral raw materials // IMPC 2018 — 29^th International Mineral Processing Congress. 2019. P. 474–480.
3. Таловина И. В., Александрова Т. Н., Попов О., Либервирт Х. Сравнительный анализ исследования структурно-текстурных характеристик горных пород методами компьютерной рентгеновской микротомографии и количественного микроструктурного анализа // Обогащение руд. 2017. № 3. С. 56–62. DOI: 10.17580/or.2017.03.09.
4. Горюнов А. В., Иванов А. Н., Тихонов Н. О. Комплекс само- и полусамоизмельчения на предприятии «Эрдэнэт»: результаты работы и перспективы развития // Горный журнал. 2016. № 11. С. 4–13. DOI: 10.17580/gzh.2016.11.01.
5. Bond F. C. Crushing and grinding calculations / Reprinted from British Chemical Engineering. 1961. Parts I and II, with additions and revisions. 1962. April. Allis-Chalmers Publication No. 07R9235D.
6. McIvor R. E. Determining the Bond Efficiency of industrial grinding circuits // Global Mining Standards and Guidelines Group. 2015. v1-r04. P. 1–15.
7. Аккерман Ю. Э. Методы определения измельчаемости руд для расчета производительности промышленных барабанных мельниц // Обогащение руд. 2004. № 5. С. 35–42.
8. Daniel M. Morrell method for determining comminution circuit specific energy and assessing energy utilization efficiency of existing circuits // Global Mining Standards and Guidelines Group. 2016. v1-r04. P. 1–17.
9. Morrell S. An alternative energy-size relationship that proposed by Bond for the design and optimization of grinding circuits // International journal if mineral processing. 2004. Vol. 74. P. 133–141.
10. Starkey J. H., Hindstrom S., Nadasdy G. N. SAG Design Testing — What It Is and Why It Works // International AG and SAG Grinding Technology. 2006. Vol. IV. P. 240–254.
11. Андреев Е. Е., Тихонов О. Н. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению : учебник. — СПб. : Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), 2007. С. 225–230.
12. Lvov V. V., Sishchuk J., Chitalov L. S. Intensification of Bond ball mill work index test through various methods // International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2017. Vol. 17, Iss. 11. P. 857–864. DOI: 10.5593/sgem2017/11/S04.109.
13. Matei V., Bailey C. W., Morrell S. A new way of representing A and b parameters from JKDrop-Weight and SMC tests: the “SCSE” // SAG Conference, Vancouver. 2015. P. 1–12.
14. Doll A. A public Database of tumbling mill grindability measurements and their relationships // Materials of 12^th International Mineral Processing Conference. Procemin. 2016. P. 1–24.
15. Таранов В. А., Баранов В. Ф., Александрова Т. Н. Обзор программ по моделированию и расчету технологических схем рудоподготовки // Обогащение руд. 2013. № 5. С. 3–7.
16. Comminution Specific Energy – SMC Testing. — URL: https://www.SMCTesting.com/tools/comminution-specific-energy (дата обращения:10.07.2020).
17. Gross Power Calculator – SMC Testing. — URL: https://www.SMCTesting.com/tools/gross-power (дата обращения: 10.07.2020).
18. Lynch A. Comminution handbook. — Australia : The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2015. P. 197–200.