Способ самоизмельчения кимберлитов

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, точнее к способам самоизмельчения кимберлитов. Способ включает избирательное измельчение кимберлитов, которое осуществляют посредством барабанной мельницы, вращающейся вокруг горизонтальной оси. Измельчение производят с рудной загрузкой в водном режиме. Скорость вращения барабана выбирают из соотношения 0,635n_кр<n_опт<0,655n_кр, где $$n_{кр}=\mathrm{42,3}/\sqrt{D}$$ , n_кр - критическая скорость вращения барабана ММС, мин^-1, D - диаметр мельницы, м. Степень заполнения барабана рудной загрузкой составляет 35-45% при содержании твердого 55-65%. Способ обеспечивает снижение ударных нагрузок, приводящих к разрушению кристаллов алмазов. 1 табл.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, точнее к способам самоизмельчения кимберлитов.

Известен способ самоизмельчения алмазосодержащих руд, заключающийся в избирательном измельчении руды во вращающейся вокруг горизонтальной оси барабанной мельнице мелющей загрузкой в виде кусков руды крупностью более 100 мм при степени ее заполнения рудой, равной 40-50%, и массовой доле твердого в питании в пределах 50-80%, и с угловой скоростью вращения барабана в процессе измельчения с соотношением ω₁<ω<ω₂, где $${\omega }_1=\frac{k_1}{\sqrt{D}}$$ ; $${\omega }_2=\frac{k_2}{\sqrt{D}}$$ ,

где ω₁ - угловая скорость вращения барабана, при которой происходит переход мелющей загрузки из водопадного режима движения во внешних слоях нагрузки в каскадный режим движения во внутренних слоях нагрузки, с^-1;

ω₂ - угловая скорость вращения барабана, при которой происходит переход мелющей загрузки из каскадного режима движения во внутренних слоях нагрузки в водопадный режим движения во внутренних слоях нагрузки, с^-1;

K₁, K₂ - эмпирические коэффициенты, учитывающие свойства измельчаемой алмазосодержащей руды, и равные соответственно 0,47 м^0,5с^-1 и 0,52 м^6,5с^-1;

D - диаметр мельницы, м (патент РФ №1587753, 04.11.1988).

Недостатками способа является относительно низкая сохранность алмазов.

Задачей изобретения является повышение сохранности природного качества алмазов в процессе мокрого рудного самоизмельчения.

Поставленная задача решается за счет технического результата, который заключается в создании благоприятных условий для снижения ударных нагрузок, приводящих к разрушению кристаллов алмазов.

Технический результат достигается тем, что в способе самоизмельчения кимберлитов, включающем избирательное измельчение кимберлитов во вращающейся вокруг горизонтальной оси барабанной мельнице с рудной загрузкой в водном режиме измельчения, скорость вращения барабана выбирают из соотношения 0,635n_кр<n_опт<0,655n_кр, где n_кр=42,3/√D, об/мин

где n_кр - условно критическая скорость вращения барабана,

D - диаметр барабана мельницы, м,

при этом степень заполнения барабана рудной загрузкой составляет 35-45% при содержании твердого 55-65%.

Данная степень заполнения обеспечивает эффективное измельчение кимберлитов. Для обеспечения более высокой сохранности алмазов, массовая доля твердого в питании мельницы выдерживается в пределах 55-65%.

Для снижения повреждаемости алмазов необходимо создать такой режим избирательного измельчения, который бы уменьшил повреждаемость алмазов в процессе измельчения, приводящую, во-первых, к потере части массы кристаллов, а во-вторых, к уменьшению стоимости алмазов вследствие полученных сколов, обколов и трещин.

Снизить повреждаемость алмазов в процессе измельчения кимберлитов возможно путем уменьшения доли ударных нагрузок, так как алмазы весьма хрупки и при ударе разрушаются, и повышения доли истирающих нагрузок мелющей загрузки. Характер движения мелющей (рудной) загрузки в барабане мельнице определяется скоростью вращения барабана и его диаметром. При условной критической скорости вращения барабана слои мелющей среды, расположенные у поверхности барабана, начинают центрифугировать, то есть за счет центробежной силы они прижимаются к барабану и, не отрываясь, движутся вместе с ним по круговой траектории, не совершая никакой работы. Паспортная скорость вращения серийно выпускаемых промышленных мельниц мокрого рудного самоизмельчения составляет 80-82% от критической, т.е. это скорость, при которой совершается наибольшая работа по разрушению руды и обеспечивается максимальная эффективность измельчения. В данном случае реализуется, в основном, водопадный режим движения рудной (мелющей) загрузки, где ударные нагрузки на рудный материал существенно превосходят истирающие, что для обеспечения сохранности природной крупности и качества алмазов является неблагоприятным. Уменьшение в процессе измельчения доли ударных нагрузок и повышение доли истирающих нагрузок, к которым алмаз достаточно устойчив, может быть достигнуто путем уменьшения частоты вращения барабана.

Пример осуществления способа

Влияние характера движения мелющей рудной загрузки в процессе измельчения при изменении скорости вращения барабана на повреждаемость кристаллов алмазов исследовано экспериментально в мельнице мокрого самоизмельчения «Сведала» EGL размером D×L=5000×2300 на кимберлитах трубки «Нюрбинская».

Экспериментально был установлен оптимальный скоростной режим измельчения алмазосодержащей руды, в результате которого обеспечиваются наименьшие повреждаемость и потери массы алмазов при сравнительно небольшом росте удельного расхода электроэнергии на измельчение. Исследованиями в промышленных условиях при измельчении кимберлитов трубки «Нюрбинская» крупностью -500 мм в мельнице «Сведала» EGL D×L=5000×2300 в замкнутом цикле по классу +35 мм (хвосты обогащения крупностью -35+6 мм додрабливались в валковом прессе высокого давления) проводились при разной частоте вращения барабана, но при одинаковом водном режиме измельчения и степени заполнения барабана рудной загрузкой.

Для оценки повреждаемости кристаллов использовались окрашенные алмазы-индикаторы трубки «Нюрбинская» крупностью -4,75+2 мм. Установлено что уменьшение скорости вращения мельницы с паспортной 80% до 60% от критической обусловливает снижение повреждаемости алмазов-индикаторов с 29,1% до 14,0%, а потерь массы алмазов вследствие полученных сколов и обколов - с 2,0% до 0,7%. При этом наблюдается снижение производительности мельницы со 187 до 154 т/ч. Исходя из полученных результатов выбирают рациональный диапазон скорости вращения барабана - (0,635÷0,655) n_кр, ниже которого уже прослеживается выполаживание кривых повреждаемости кристаллов и потерь массы алмазов (при относительно невысоком снижении производительности на 15-18%).

Для определения перспектив использования заявленного способа измельчения алмазосодержащих руд были проведены сравнительные испытания по измельчению кимберлитов трубки «Нюрбинская» на промышленной мельнице «Сведала» EGL D×L=5000×2300 разными способами измельчения: по прототипу и по заявленному изобретению примерно при средних значениях рекомендуемых диапазонов скорости вращения барабана. Результаты представлены в таблице.

Сравнительные результаты измельчения на руде фабрики 16
Скорость вращения, % от критической	Количество алмазов-индикаторов, шт	Количество поврежденных кристаллов, % от извлеченных	Потери массы, % от первоначальной массы извлеченных кристаллов	Производительность мельницы по исх. руде, т/ч
70	250	17,5	1,5	174
65	250	15,5	0,8	159

Анализ данных таблицы показал, что при реализации данного способа количество поврежденных алмазов-индикаторов снижается с 17,5% до 15,5%, а потери массы алмазов снижаются с 1,5% до 0,8% от первоначальной массы кристаллов. Таким образом, способ согласно изобретению позволяет уменьшить техногенную повреждаемость алмазов в процессе самоизмельчения кимберлитов в барабанной мельнице и, как следствие, уменьшить потери массы кристаллов вследствие получаемых сколов и улучшить (повысить) качество (стоимость) алмазов.

Способ самоизмельчения кимберлитов, включающий избирательное измельчение кимберлитов во вращающейся вокруг горизонтальной оси барабанной мельнице с рудной загрузкой в водном режиме измельчения, отличающийся тем, что скорость вращения барабана выбирают из соотношения 0,635n_кр<n_опт<0,655n_кр,
где $$n_{кр}=\mathrm{42,3}/\sqrt{D}$$ ,
n_кр - критическая скорость вращения барабана ММС, мин^-1,
D - диаметр мельницы, м,
при этом степень заполнения барабана рудной загрузкой составляет 35-45%, при содержании твердого 55-65%.