Определение дробимости полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

НИТУ «МИСиС»

Горный институт

Кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья

Отчет о выполнении лабораторной работы

«Определение дробимости полезных ископаемых»

Учебная дисциплина: «Технологии обогащения и переработки полезных ископаемых»

Группа: СГД-18-12 Шерматов Б.

Табаров Ф.

Евлоев И.

Преподаватель: Ергешев А.

Москва, 2023

Введение

1. Цель работы

1.1. Изучить конструктивные особенности лабораторной щековой дробилки и способы оптимизации ее работы.

1.2. Освоить методику определения дробимости полезных ископаемых.

2. Теоретическое введение

На обогатительные фабрики поступает руда, состоящая из кусков различной крупности. Характеристика крупности руды определяется системой отработки месторождения, мощностью рудных тел, прочностью руды, производственной мощностью карьера или рудника и другими факторами.

Перед обогащением руде необходимо придать такую крупность, при которой зерна полезных минералов и пустой породы будут представлены в свободном виде и могут быть отделены друг от друга. Для этого в качестве подготовительных операций применяются дробление и измельчение, которые по своей физической сущности являются одинаковыми процессами.

Раскрытие минералов при дроблении и измельчении происходит вследствие разрушения кусков руды под действием внешних нагрузок. Для разрушения кусков руды необходимо преодолеть силы сцепления между отдельными кристаллами и внутри кристаллов. Эти силы определяют прочность полезного ископаемого. В то же время его прочность зависит от дефектов внутренней структуры, например, наличия внутренних ослабленных зон (трещин, включений).

Применяются следующие способы разрушения или их комбинации (рис. 1).

Рисунок 1 - Способы дробления полезных ископаемых

Различные способы дробления и измельчения отличаются видом основной необратимой деформации:

- Раздавливание (рис. 1, а) - разрушение в результате сжатия куска между двумя дробящими поверхностями наступающее после перехода напряжений за предел прочности на сжатие;

- Раскалывание (рис. 1, б) - разрушение в результате расклинивания куска между остриями дробящих поверхностей и последующего его разрыва;

- Излом (рис. 1, в) - разрушение куска в результате его изгиба, при ребристой форме дробящих поверхностей;

- Срезывание (рис. 1, г) - разрушение, при котором материал подвергается деформации сдвига;

- Истирание (рис. 1, д) - разрушение кусков скользящей рабочей поверхностью машины, при котором внешние слои куска подвергаются деформации сдвига и постепенно срезаются вследствие перехода касательных напряжений за пределы прочности;

- Удар (рис. 1, е) - разрушение куска в результате воздействия динамических кратковременных нагрузок. Дробление ударом приводит к разрушению прежде всего по трещинам и по поверхностям соприкосновения зерен отдельных компонентов.

При рассмотрении процесса разрушения его необходимо относить к горному массиву, блоку массива, отдельному куску или к элементам куска различных размеров. Применительно к горным породам можно выделить три масштабных уровня: субмикроскопический (разрыв атомных и молекулярных связей); микроскопический (возникновение и развитие микротрещин, плоскостей скольжения, разрыв связей между отдельными кристаллами, зернами и их разрушение; процесс разрушения можно наблюдать в микроскоп); макроскопический (развитие трещин и других дефектов разрушения, которые можно наблюдать визуально).

При изучении процесса механического разрушения особую роль приобретают физико-химические свойства материала, т.к. они определяют величины предельно допустимых напряжений и деформаций, при достижении которых появляются дополнительные очаги микро- и макроразрушения. Механические свойства горных пород в литературе принято характеризовать большим количеством показателей, к которым относятся: прочность на растяжение (раскалывание), прочность на сжатие, крепость, твердость, агрегативная твердость, хрупкость, контактная прочность, дробимость. Определение численного значения указанных показателей производится на образцах правильной формы при определенных условиях проведения испытаний, поэтому получаемые значения во всех случаях условны, т.е. при других условиях проведения опытов определяемые показатели будут иметь другие значения.

Дробимость, как и измельчаемость, является обобщающим параметром многих механических свойств горных пород (упругих, прочностных, пластических и др.) и выражает энергоемкость процесса дробления породы.

Так как физико-механические свойства у большинства материалов неоднородны, а методы разрушения, используемые в различных типах машин, неидентичны, то принято оценивать способность материалов разрушаться применительно к определенным типам машин и процессов. В соответствии с этим дробимость материалов определяют на установках, идентичных проектируемым по способу дробления материала, для оценки которого используют определенные показатели.

Аппараты, в которых осуществляется дробление руды, называются дробилками. Они отличаются по принципу устройства механизма, создающего разрушающее воздействие, и по способу воздействия на минеральные агрегаты.

На обогатительных фабриках в основном используют конусные и щековые дробилки, а также валковые и ударного действия. Показатели относительной дробимости руд К и R принято оценивать по показателям дробления в дробилках следующими величинами:

,

,

где Q, Q_Э - производительность дробилки по готовому продукту при дроблении соответственно исследуемой и эталонной руды;

d_И, d_Э - номинальная крупность продукта дробления для исследуемой и эталонной руды. Номинальная крупность соответствует размеру отверстия сита, через которое проходит 95% данного продукта.

Щековые дробилки применяют для крупного и среднего дробления руд и строительных материалов. Дробящими органами являются неподвижная плита (щека), закрепленная в корпусе, и подвижная плита, совершающая качания вокруг оси. Дробление материала происходит в пространстве между плитами раздавливанием, частично раскалыванием и изломом кусков. Руда загружается сверху в пространство между плитами и дробится в момент их сближения, а дробленый материал разгружается через выходную щель периодически при каждом отходе подвижной плиты. Щековые дробилки выпускаются двух типов: с простым (по дугам окружностей) и сложным (по замкнутым кривым) движением подвижной щеки. Внутренние поверхности плит футеруются сменными ребристыми плитами из марганцовистой стали.

На рис. 2, а схематично показана дробилка с простым движением щеки (типа ЩДП). Подвижная щека 2 подвешена на оси 11 и получает движение от эксцентрикового вала 4, на эксцентрике которого свободно висит вертикальный шатун 7. В нижнюю часть шатуна с обеих сторон через вкладыши упираются распорные плиты 8, закрепленные противоположными концами - одна в подвижную щеку, вторая в стенку станины. Для изменения ширины разгрузочной щели дробилки упор передвигают и закрепляют винтом 5. К подвижной щеке прикреплены штанга 9 с пружиной 6, оттягивающие щеку при обратном ходе. При вращении эксцентрикового вала подвижная щека получает маятниковые качания, приближаясь и отдаляясь от неподвижной щеки 1 станины 10.

Щековая дробилка со сложным движением щеки (рис. 2, б) отличается тем, что подвижная щека подвешена на эксцентрике вала и внизу соединяется с одной распорной плитой, которая опирается на регулировочное устройство у задней стенки станины.

Рисунок 2 - Схемы дробилок с простым (а) и сложным (б) движением щеки

Крупность дробленого продукта зависит как от прочностных характеристик горной породы, так и от конструктивных особенностей дробилки - характера движения подвижной щеки, формы поверхности (футеровки) щеки, соотношения размеров рабочей зоны, угла захвата, образуемого плоскостями подвижной и неподвижной щеки, частоты вращения рабочего вала, размера разгрузочного отверстия. Номинальной шириной разгрузочного отверстия считается размер b, равный расстоянию от вершины выступов футеровки на одной щеке до наиболее удаленной точки впадины на противоположной щеке в разомкнутом положении щек.

Пускают щековую дробилку только вхолостую (без руды). Если при работе вхолостую не наблюдается ненормального шума (стука, дребезжания, скрипа и т.д.), дробилку загружают рудой. Останавливать щековую дробилку можно только после выпуска всего оставшегося в рабочей зоне материала.

3. Оборудование и материалы

Для выполнения лабораторной работы используются:

3.1) лабораторная щековая дробилка;

3.2) пробы руды и кварца, принятого за эталон, крупностью -30 + 5 мм, массой 6 - 8 кг каждая;

3.3) набор сит;

3.4) секундомер;

3.5) весы;

3.6) мерный клин из дерева для определения размера разгрузочного отверстия дробилки.

4. Порядок проведения работы

4.1. Ознакомиться с устройством лабораторной щековой дробилки, расположением регулятора размера разгрузочного отверстия, а также кнопок «пуск» и «стоп»;

4.2. Отобрать две пробы материала крупностью -30+5 мм, одна из которых является исследуемой, а вторая, кварцевая - эталонной;

4.3. Рассеять пробы на ситах с использованием не менее 5 сит и, дозируя полученные классы крупности, составить две разные исходные навески массой G, имеющие одинаковый гранулометрический состав, заданный преподавателем;

4.4. Перемешать пробы по методике, указанной преподавателем;

4.5. Установить величину разгрузочного отверстия дробилки, равную 5 мм;

4.6. Включить привод дробилки и осуществить дробление подготовленных проб в режиме заполненного рабочего пространства дробилки, фиксируя продолжительность дробления t от момента начала загрузки до момента разгрузки последнего пуска;

4.7. Продукты дробления обеих проб подвергнуть ситовому анализу на ситах, имеющих отверстия от 10 до 0,1 мм (не менее 5 - 6 сит);

4.8. Взвесить полученные классы крупности;

4.9. Составить техническую характеристику щековой дробилки.

5. Техника безопасности при проведении лабораторной работы

5.1. Перед включением привода щековой дробилки подать сигнал голосом: «Включаю!».

5.2. В период работы дробилки не заглядывать внутрь рабочего пространства, так как отдельные куски дробимого материала могут выскакивать из дробилки.

5.3. Не пытаться проталкивать вниз или извлекать из рабочего пространства крупные застрявшие куски материала во время работы дробилки.

5.4. Регулировку размера разгрузочного отверстия дробилки осуществлять при прокручивании маховика вручную.

5.5. При неисправности оборудования отключить его и сообщить об этом лаборанту или преподавателю.

6. Порядок обработки и оформления полученных результатов

6.1. Гранулометрический состав исходных проб представить в виде табл. 1.

Таблица 1

Выводы

В ходе лабораторной работы ознакомились с устройством лабораторной щековой дробилки. Была освоена методика определения дробления ПИ. После опытов была рассчитана производительность дробилки, а также показатели относительной дробимости руд.

Список литературы

1. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых: Учебник для вузов: В 2 т. - М.: МГГУ, 2008. - Т. 1. Обогатительные процессы. - 417 с.

2. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых: Учебник для вузов: В 2 т. - М.: МГГУ, 2008. - Т. 2. Технологии обогащения полезных ископаемых. - 310 с.

3. Андреев С.Е., Перов В.А., Зверевич В.В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980. - 415 с.

4. Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. - М.: Недра, 1985. - 285 с.

5. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. - М.: Недра, 1982. - 366 с.

6. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. - М.: Изд-во МГГУ, 2001. - 472 с

Размещено на Allbest.ru