Повышение эффективности процесса измельчения минерального сырья в центробежной мельнице вертикального типа

Пекониди, Александр Вячеславович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение эффективности процесса измельчения минерального сырья в центробежной мельнице вертикального типа
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности процесса измельчения минерального сырья в центробежной мельнице вертикального типа"

На правах рукописи

Пекониди Александр Вячеславович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА

Специальность: 25.00.13 - Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владикавказ - 2004

Работа выполнена на кафедре технологических машин и оборудования Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета)

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор ХЕТАГУРОВ Валерий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор СЫСА Анатолий Борисович

кандидат технических наук,

профессор СОРОКЕР Лев Владимирович

Ведущая организация: ГУП "Садонский свинцово-цинковый комбинат"

Защита состоится «<£/» января _2005 г в Л** часов, на

заседании диссертационного совета К212.246.01 при Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу 362021, PCO - Алания, г Владикавказ, ул Николаева, 44

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес Совета.

Факс. (8672)74-99-45.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан декабря 2004 г.

Ученый секретарь совета доктор технических наук, профессор

Свердлик Г. И

¿4-06 " У /

Актуальность проблемы. Для России важной государственной проблемой является снижение энергозатрат во всех уровнях производства и, в первую очередь, в такой как переработка и обогащение руд, при этом наиболее трудоемким и энергоемким процессом в технологии обогащения является измельчение руды, на долю которых приходится около 64 % энергозатрат. Поэтому актуальной и перспективной является концепция снижения энергозатрат.

Применяемые в настоящее время измельчительные машины, среди которых наибольшее распространение получили барабанные мельницы, имеют низкий коэффициент полезного действия, громоздки, характеризуются низкой удельной производительностью, значительным расходом стали на мелющие тела и футеровку, высоким уровнем шума, высокой энергоемкостью процесса измельчения.

Наиболее перспективными аппаратами нового типа, способными эффективно осуществлять операции измельчения при высоких технологических показателях, являются центробежные мельницы вертикального типа, в которых измельчаемый матеоиал сформирован в виде цилиндрического столба, нижнюю часть которого вращают при помоши ротора, представляющего собой перевернутый полый усеченный конус с перегородками Проведенные испытания этих мельниц при размоле различных материалов показали высокую эффективность в работе, но до настоящего времени остаются нерешенными вопросы своевременной эвакуации кондиционного продукта из рабочего пространства мельницы, а также не определена область их рационального использования, что снижает эксплуатационные показатели отделений измельчения

Учитывая вышеизложенное, разработка научно-обоснованных решений указанных задач при проектировании центробежных мельниц вертикального типа повысит эффективность процесса измельчения материалов

Цель работы повышение эффективности процесса измельчения на базе аналитических и экспериментальных исследований центробежных мельниц вертикального типа, предназначенных для переработки минерального сырья

Идея работы интенсификация процессов измельчения минерального сырья путем повышения эффективности центробежной мельницы вертикального типа на основе разработки мероприятий для снижения переизмельчения готового продукта и определения области рационального использования этих мельниц

Методы исследований В работе применен комплексный метод исследований- критическое обобщение опыта на основе анализа литературных и патентных источников, теоретические исследования с использованием теории механики

ДООДШ«ион№1*НАЯ$бораторные БИБЛИОТЕКА |

эксперименты, методы планирования экспериментов, статистические методы исследований с обработкой результатов на ЭВМ

Научные положения, защищаемые в работе'

1 Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определяется скоростью вращения и геометрическими параметрами ротора, физико-механическими свойствами материала, она прямо пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом среднего диаметра частиц измельчаемого материала, толщин ребра и материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна произведению разности угловых скоростей ротора и измельчаемого материала на текущий радиус.

2 Площадь заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа зависит от высоты столба материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы, причем площадь заполнения решеток измельчаемым материалом увеличивается с увеличением высоты столба материала и глубины выреза в ребрах ротора, а уменьшается с увеличением частоты вращения ротора

3 Для конкретных условий центробежной мельницы вертикального типа определена и экспериментально подтверждена скорость взаимного соударения частиц, опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед рабочей поверхностью ребра ротора, при этом скорость удара пропорциональна разности длины дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом половины среднего диаметра частиц, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна глубине проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора.

Научная новизна

1 Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определена с учетом скорости вращения ротора, количества ребер, их толщины и толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, в его донной части

2 Площадь заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа определена с учетом высоты столба измельчаемого материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы

3 Скорость взаимного соударения частиц опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед рабочей поверхностью ребра ротора, для I,. конкретных условий работы центробежной мельницы

г I «'' • ' -V I

вертикального типа определена с учетом длины дуги окружности между соседними ребрами ротора, среднего диаметра частиц, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и глубины проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора

Научное значение работы:

1. Установленная глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора позволила определить конфигурацию вырезов в его ребрах, что привело к снижению переизмельчения материала, а это, в свою очередь, позволяет увеличить количество материала, эффективно участвующего в последующем процессе флотационного обогащения

2 Установленная зависимость площади заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа от высоты столба измельчаемого материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы, позволяет регулировать гранулометрический состав конечного продукта.

3 Определение скорости взаимного соударения частиц измельчаемого материала в полостях ротора и их максимального размера, с учетом объемного веса и предела прочности исходного материала, позволили установить область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа.

Практическое значение работы

- определена область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа (руды крепостью до 12 по Протодьяконову),

- установлены зависимости для определения максимального размера питания центробежной мельницы вертикального типа,

- определено оптимальное количество радиальных ребер ротора центробежной мельницы,

- разработаны мероприятия по эффективной эвакуации готового продукта из рабочего пространства центробежной мельницы.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных условиях, использованием современных методик и измерительной аппаратуры, внедрением результатов исследований и новых научно- 1ехнических разработок в производство, актом внедрения.

вертикального типа, а также рекомендации по своевременной эвакуации готового продукта приняты в 2004 г к использованию ОАО «Кавказцветметпроект» при разработке новой технологической линии размола сырьевых материалов для получения порошковых продуктов с применением этих мельниц

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научном симпозиуме «Неделя горняка-2003», г Москва, 2003 г; на Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р.Кубачека» - Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности, г.Екатеринбург, 2002 г.; на Уральском семинаре «Механика и процессы управления», г.Екатеринбург, 2001 г.; на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию СКГТУ «Перспективы развития горнодобывающего и металлургических комплексов России», Владикавказ, 2002 г., на заседаниях секции технологических машин и оборудования ежегодных научно-технических конференций СКГМИ(ГТУ) 2002-2004 гг.; на расширенном заседании кафедры технологических машин и оборудования СКГМИ (ГТУ), 2004 г

Публикации Основные положения диссертации отражены в 9 научных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, а также 16 приложений, изложенных на 135 страницах машинописного текста, и содержит 15 таблиц, 34 рисунка, список использованной литературы из 103 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ современного состояния измельчительного оборудования, задачи и методы исследований

Среди ряда операций и технологических процессов при переработке полезных ископаемых одним из наименее эффективных считается процесс измельчения Так, в структуре капитальных затрат современных обогатительных фабрик операции измельчения занимают, по одним источникам 27-30 %, по другим 30 - 35%, при этом техника измельчения руд основана на преимущественном применении шаровых и стержневых барабанных мельниц и в значительно меньшей степени - барабанных мельниц само- и полусамоизмельчения, обладающих рядом общеизвестных недостатков.

В Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) - СКГМИ профессором А В Ягуповым разработан новый способ измельчения материалов, по которому измельчаемый материал формируют в виде неподвижного вертикального

цилиндрического столба, нижнюю часть которого вращают с окружной скоростью 10-70 м/с, давление материала на нижнюю часть столба поддерживают равным 0,05-0,15 МПа, а измельчение материала осуществляется в активной зоне за счет взаимного соударения частиц и кусков друг о друга и последующего истирания в верхних слоях столба.

Новый процесс самоизмельчения минерального сырья многократно исследовался на лабораторных моделях мельницы "МАЯ" с диаметром ротора 300 и 450 мм, на опытно-промышленной мельнице МАЯ-Р6 с диаметром ротора 600 мм в условиях обогатительной фабрики Урупского ГОКа, на мельнице МАЯ-10 с диаметром ротора 1 м на Днепровском электродном заводе Измельчению подвергались различные сырьевые материалы Все проведенные испытания в лабораториях и промышленных условиях показали перспективность нового способа измельчения за счет малой металлоемкости, отсутствия специального фундамента, высокой удельной производительности, высокой степени сокращения размеров исходного материала за один цикл, сокращения удельного расхода энергии и экономии стали на мелющие тела и футеровку, низкого уровня шума в работе и простоты конструкции

Позднее в СКГМИ профессором В Н Хетагуровым был разработан новый способ измельчения материалов, по которому давление материала на нижнюю часть столба поддерживают равным 0,005-0,049 МПа, завершившийся серийным внедрением в производство центробежных мельниц вертикального типа МВ-1 Но при переходе к созданию промышленных образцов центробежных мельниц вертикального типа был выявлен ряд проблем, связанных с их конструкцией и технологией измельчения материалов

Анализ исследований центробежных мельниц вертикального типа, проведенных Ягуповым А В. и его учениками - Хетагуровым В Н, Выскребенцом А С и Гегелашвили М.В., показал, что отсутствие достоверных оценок области рационального использования этих мельниц, методик расчета оптимального размера питания, а также надежных мероприятий по эвакуации измельченного материала из рабочего пространства мельницы, существенно повышают эксплуатационные расходы на измельчение и являются сдерживаюшим фактором при разработке высокопроизводительных образцов

Задачи диссертационной работы:

1 Дать рекомендации по своевременной эвакуации измельченного материала из центробежной мельницы вертикального типа

2 Определить область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа

Исследование эффективности работы выпускных поверхностей в мельнице

Рассмотрим несколько возможных зон (рис 1), откуда измельчаемый материал может попадать на просеивающие поверхности (решетки) ротора центробежной мельницы со стороны верхних кромок радиальных ребер (зона I); со стороны периферийной части рабочей зоны мельницы над вращающимся ротором (зона П); со стороны ступицы ротора (зона III).

Рис 1. Вероятные пути попадания измельчаемого материала на решетки ротора: 1 - корпус мельницы; 2 - ребро ротора; 3 - ротор, 4 - решетки; 5 - ступица ротора

В зоне (I) частицы измельченного материала, находящиеся над верхними кромками радиальных ребра 2 и имеющие скорость V* после ухода тыльного конца ребра 2 продолжают движение в полость до момента столкновения этих частиц с объемом материала, сформированного перед рабочей поверхностью следующего против вращения ребра 3 ротора.

Рассмотрим схематический пример движения единичной частицы в полости ротора мельницы (рис.2).

Предположим, что эта частица шарообразной формы диаметром ёср движется без вращения по нижним границам столба Материала с окружной скоростью V« по круговым траекториям с радиусом Я1 Предположим также, что в процессе работы мельницы форма объема материала перед ребрами ротора не изменяется, а частицы измельчаемого материала, находящиеся в объеме, имеют такие же угловые скорости, как и элементы ребер При столкновении частиц в полете и внутреннее трение не учитываются В какой-

то момент времени единичная частица 5 придет в крайнюю точку О, находящуюся над верхней кромкой радиального ребра 2, и после ухода ребра 2 и под влиянием скорости V* и силы тяжести в, полетит в пространстве между двумя соседними ребрами 1 и 2 по параболической траектории 001. Предположим, что в конце своего полета частица 5 столкнется с объемом 3 в точке М.

-5-,

Рис.2. Схема, иллюстрирующая взаимодействие догоняющего ребра с единичной частицей (развертка на радиусе Я()-

1,2 - начальные положения догоняющего и уходящего ребер; 3 - объем материала перед догоняющим ребром; 4 - днище ротора; 5 - единичная частица, 6 - положение догоняющего ребра в момент соударения частицы об объем материала, 7 - новое положение уходящего ребра

Расстояние, пройденное частицей в полете по траектории КМ до момента ее столкновения с объемом материала в точке М, определится как

(1)

V 8

где Ук - скорость частицы по траектории КМ;

И - глубина проникновения частицы в полость ротора; g - ускорение свободного падения Путь, пройденный точкой А, находящейся на наклонной части объема 3 и на расстоянии Я, от оси вращения ротора, до момента ее столкновения с объемом 3 определится как

Г'. (2)

где сор - угловая скорость движения точки А,

/?, - радиус дуги, по которой перемещается точка А; / - время движения точки А по траектории АМ Разница в пройденных расстояниях точек АмК определится'

су-М-** (3)

Значение /. можно определить как

£=- 2 И)

где г - количество ребер в полости ротора; АЬ - толщина радиального ребра;

Ас - расстояние от точки А до рабочей поверхности ребра. Для определения Дс используем расчет напряженного состояния сыпучего материала, разработанный профессором М В Гегелашвили (рис 3) в прямоугольном канале.

Относительный радиус рассматриваемой точки сечения определяется.

Г от» * (5)

}

где /„, - коэффициент внешнего трения;

/ - коэффициент внутреннего трения. Из рис.3 относительный радиус рассматриваемой точки сечения можно определить как

^ г/ _ „ _ \-)2

отн I .

К,

А-*)/1

л я.

(6)

где /?ч - высота чаши ротора;

Л - глубина проникновения частицы в полость чаши

Рис 3 К определению расстояние от ребра ротора до точки соприкосновения частицы с объемом материала перед ребром

Принимаем готп = 1 для случая, когда трение о стенку равно внутреннему трению, те имеет место наилучший способ защиты стенок от абразивного

износа, известный в технике как самофутеровка В окончательном варианте

Дс =

1-Л-

кП,

Суммарное время движения частицы по траектории АМ

V 8

Тогда выражение (3) примет вид

Шг / \ 2яК. ' '

1-Л--

яЯ,

Обозначим.

■УттК. <12 2 л/г,

(8) (9)

(10)

(11) (12)

Из выражения (9) находим значение глубины проникновения частиц материала в полость ротора, используя метод последовательных приближений (итераций)

1-.1

а-у/Л =Ь- с

В первом приближении, считая, что А много меньше И^ получим:

(13)

- м

г 2

[сор-а>

(14)

Для получения второго приближения подставляем полученное решение в правую часть исходного уравнения (13)

Аналогично можно получать дальнейшее уточнение решения, но при этом дальнейшее уточнение оказывается незначительным и можно ограничиться решением во втором приближении.

Исследуем возможность попадания этих частиц на решетку, расположенную в пространстве между ребрами 2 и 3

Как показывают расчеты глубины проникновения частиц в полость ротора мельницы по (15), частицы материала не имеют возможность попасть на поверхности решеток ротора в пределах рабочих режимов работы мельницы

Анализ варианта попадания измельченного материала на решетки ротора со стороны внутренних стенок корпуса мельницы (зона II) показывает что, в этой зоне частицы измельчен!'.ого материала, находящиеся в периферийной части рабочей зоны мельницы над вращающимся ротором и имеющие значительные угловые скорости с направлениями к периферии корпуса мельницы (под действием центробежной силы), не успевают попасть на поверхности решеток ротора.

Таким образом, основным путем попадания измельченного материала на решетки ротора является движение материала со стороны ступицы ротора мельницы (зона III), что подтверждается экспериментальными исследованиями по изучению характера движения материала в полости ротора мельницы

Для интенсификации процесса выгрузки измельченного материала через решетки рекомендуется увеличить поток материала на них, предусмотрев конструктивные мероприятия в зоне у ступицы ротора, а именно выполнить ребра ротора с вырезами в зоне у его ступицы.

Определение области рационального использования центробежных мельниц вертикального типа

Как известно, КПД принципа ударного разрушения на порядок выше чем КПД при раздавливании или истирании

Бауманом определены предельные значения скорости удара частиц для получения продукта, содержащего частицы размером не более ёкр

7,7

V У „•<* кр>

где а р - предел прочности материала при растяжении, кгс/см2,

у - объемный вес материала, кгс/см3. Из формулы (16) имеем

у0 ~ 21,37 Г Уд

где ¿тах - максимальный размер частицы материала в мельнице

Таким образом, если в (17) подставить значение скорости удара, определенного из (18), а вместо критического значения размера питания -значение, определенное из (19), можно определить ряд материалов, способных эффективно разрушаться в центробежной мельнице вертикального типа.

Определение скорости удара частиц измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы

Подставив в (9) Ууд = {сор -&>К)- найдем значение скорости удара

частицы с объемом материала, находящегося перед рабочей поверхностью ребра

з~, (17)

Гуд"

Яг йср ^

------г - Д£ - дс

г 2

(18)

Необходимо отметить, что уравнение (9) получено для свободного движения частицы, при этом не учитывались такие факторы как сопротивление движению внутримельничной среды, столкновение частиц, внутреннее трение и др.

Необходимо также отметить что значения Ууо справедливы для частиц,

соударяющихся с объемом материала в самой нижней его зоне Так как с верхними зонами объема соударяются частицы из вышележащих слоев столба материала над ротором, имеющие значительно меньшие скорости движения, то, очевидно, по мере приближения рассматриваемой зоны к верхним кромкам ребер скорость взаимного соударения частиц будет возрастать. А максимальные значения У^ будут наблюдаться при столкновении частиц материала с верхними кромками ребер.

Определение максимального размера питания мельницы

Рассмотрим предельный случай, когда частица опустится в полость ротора на глубину А = на расстоянии от оси вращения Я, =#/2, где Я - радиус ротора В этом случае будет высокая вероятность удара частицы о поверхность ребра по нормали - условие, когда износ верхних кромок будет минимальным Из выражения (17), представив средний размер частиц как максимальный, а также Дс=0. можно найти размер максимального куска питания для мельницы нового типа как

Из выражения (19) следует, что с увеличением количества ребер в роторе и с увеличением сопротивлений движению в столбе материала (при

размер питания необходимо снижать

Таким образом, зная У и dmiK, можно определить область

рационального использования центробежных мельниц вертикального типа. Для этого переходим к реальным условиям. Используя аналитическое выражение В Н. Хетагурова и М.В Гегелашвили для определения скорости движения слоев материала, находящихся над вращающимся ротором и придав частице измельчаемого материала угловую скорость, соответствующую угловой скорости слоя толщиной h = Н - dmm, производим расчет характеристики дробимости материала.

Результат расчета для мельницы диаметром 1 м при высоте слоя материала 0,45 м реализован на ЭВМ в среде MATHcad 2001 Professional и показан в виде графика (рис.4) Область графика, находящаяся выше *

соответствующей кривой, представляет область значений скорости ротора мельницы, при которой измельчаемый материал будет эффективно разрушаться ударом Область ниже соответствующей кривой показывает, что разрушение будет происходить только истиранием и скалыванием измельчаемого материала.

шах

(19)

большой засыпке) и при малых значениях скоростей слоев над ротором

О.

ё 35

" 30

и.

0 5 10 15 20 25 30 35 Характеристика дробимостм материала

Рис 4 График зависимости угловой скорости ротора от характеристики дробимости материала при с1, мм. 20(1), 30(2); 40(3), 50(4), 60(5)

Экспериментальные исследования характера движения измельчаемого материала в роторе мельницы

Для исследования характера движения материала в полости ротора мельницы была разработана ее модель с диаметром ротора 250 мм. Исследования проводились по следующей методике Измельчаемый материал был представлен дробленым гравием Ногирского месторождения (РСО-Алания) фракцией -25 + 18 мм, частота вращения ротора составляла 600 мин"1, высота столба материала над ротором поддерживалась на уровне 150 мм. В один из секторов ротора, параллельно его днищу, устанавливался образец из оргстекла толщиной 3 мм (рис 5)

Образец опирался на шайбу таким образом, что его плоскость, обращенная в сторону рабочего пространства модели мельницы, полностью перекрывала пространство между соседними ребрами и его ступицей и находилась в одной плоскости с плоскостями верхних кромок ребер В корпус модели загружался измельчаемый материал и включался электродвигатель По истечении 15 мин корпус модели полностью освобождался от материала, образец извлекался Затем в это же пространство между ребрами устанавливался новый образец, плоскость которого, обращенная в сторону рабочего пространства модели, также располагалась параллельно днищу ротора, но ниже плоскости верхних кромок ребер на 5 мм Для этого

использовались образцы и шайба с меньшими размерами Исследования продолжались до тех пор, пока нижняя плоскость последнего образца не совпадала с плоскостью днища чашеобразного ротора

Рис 5 Схема установки первого образца в полости ротора мельницы 1 - чашеобразный ротор; 2 - ребро ротора; 3 - образец; 4 - шайба деревянная; 5 - винт крепления

Рис.6. Фрагмент чашеобразного ротора (вид сверху): 1 - ротор; 2 - ступица ротора, 3 - ребро ротора, находящееся в полости чаши по вращению ротора; 4 - ребро ротора, находящееся в полости чаши против вращения ротора Линии проведены через точки первого касания материала с поверхностью образца на глубине 5(а), 15(6), 25(в), 30(г) и 40(д) мм

Вышеописанная серия экспериментов повторялась 3 раза По окончании исследований образцы промывались и после сушки измерялся их износ по толщине с помощью индикатора. Учитывались только те значения замеров, величина которых превышала точность измерительного инструмента в 10 раз, те более 20 мкм Опыты были рандомизированы с помощью таблицы случайных чисел Статистический анализ результатов проводили согласно общеизвестным методикам

Было выявлено, что измельчаемый материал, увлеченный вращающимся ротором и находящийся непосредственно над плоскостью вращения верхних кромок ребер, опускается в полости чаши по нисходящим траекториям преимущественно со стороны ступицы ротора, в меньших количествах со стороны верхних кромок ребер, и незначительном количестве со стороны неподвижного корпуса мельницы (рис 6)

Разработка мероприятий по своевременной эвакуации измельченного продукта из мельницы

Были проведены исследования модели центробежной мельницы диаметром ротора 200 мм с прозрачными стенками по следующей методике. В корпус модели загружался гранулированный полиэтилен диаметром 5 мм. Частота вращения ротора менялась в пределах 470 670 мин"1, высота столба в корпусе менялась в пределах 60.. 200 мм. Время опыта - 5 мин, а каждый опыт повторялся 3-5 раз Для фиксации положения ротора во время его вращения был использован строботахометр. Положение решеток в наклонной стекке ротора было обозначено штриховыми линиями Определялось влияние прямоугольных вырезов в радиальных ребрах у ступицы ротора на площадь заполнения решеток, поэтому часть каждого ребра в этой зоне, была выполнена с вертикальным вырезом на величину, равную 0,15 части диаметра ротора

Был применен полный факторный эксперимент типа 2К, где к - число факторов. В качестве параметра оптимизации была принята площадь пятна контакта гранул полиэтилена с контуром решеток. Наибольшее влияние на параметр оптимизации (Р) оказывают глубина выреза у ступицы - длина прямоугольного выреза ребра- А1., высота столба материала - Н, частота вращения ротора - п Интервал варьирования принимался, исходя из возможного реального предела движения материала в модели мельницы. После каждого эксперимента модель мельницы полностью освобождалась от полиэтилена Опыты были рандомизированы и порядок их выполнения определялся по таблице случайных чисел.

Уравнение регрессии для случая вырезов в ребрах в зоне у ступицы ротора приняло вид

у=670Д5 + 117.25Х, + 345,0Х2- 149,25Х3 + 55,0Х,Х2 + 6335Х,Х3 + (20) +36,0Х2Х3 + 33,5Х1Х2Х3.

Уравнение адекватно На основании проведенных испытаний сделаны следующие выводы

- вырезы в ребрах у ступицы ротора интенсифицируют процесс заполнения решеток измельчаемым материалом,

площадь заполнения решеток измельчаемым материалом увеличивается с увеличением высоты столба материала и уменьшается с увеличением частоты вращения ротора.

Для проверки полученных результатов были проведены исследования мельницы МВ-0,46 с диаметром ротора 0,46 м при измельчении агломерата металлургического производства АО «Электроцинк» крупностью -50 мм Испытания проводились по следующей методике Частота вращения ротора 300 мин"1, высота столба материала над ротором поддерживалась на высоте 350-400 мм, в наклонной стенке ротора устанавливались решетки с зазором 10 мм Радиальные ребра ротора в базовом варианте были выполнены цельными, а новом - с вертикальными вырезами шириной 30 мм в зоне у ступицы

Результаты испытаний показали, что выполнение вырезов в ребрах в зоне у ступицы ротора уменьшает выход мелких фракций (менее 1.25 мм) в среднем на 9,5 % при увеличении производительности мельницы в среднем на 19 кг/мин

Был также проведен трехфакторный эксперимент, где варьируемыми факторами являлись частота вращения ротора (п = 210 - 300 мин"1), размер выходных отверстий решеток ротора (AL = 9 - 16 мм) и высота столба материала (Н = 150 - 250 мм). Был применен метод планирования экспериментов типа 2к, где к - число факторов В качестве параметра оптимизации была принята производительность мельницы После каждого эксперимента мельница полностью освобождалась от агломерата Уравнение регрессии определяли согласно известной методике После исключения статистически незначимых коэффициентов уравнение примет вид >> = 19,18 + 0,93*, + 2,78Jr2 + 8,03Jf3 + 0,98*, + 1,6$Х2Х3 - 0,83А',*2Х3 (21)

Анализ выражения показывает, что на величину производительности в значительной степени влияет высота столба материала и размер выходных отверстий в роторе и незначительно частота вращения ротора Это подтверждает выводы ранее проведенных исследований

Экспериментальное определение скорости удара измельчаемого материала в полости ротора мельницы

Если в выражении (14) вместо глубины падения h задавать уровни расположения образцов в мельнице МВ-0,25, а вместо

21*1.-is--CD -DE.

z 2

принять значения длин дуг L, измеренных от тыльной плоскости уходящего ребра до первых следов износа образцов, то скорость удара частиц в полости

ротора модели центробежной мельницы на разных расстояниях от оси вращения ротора можно определить как

/X . (22)

(2Л

Vyö= L-

На рис 7 показано изменение скорости удара частиц в полости ротора мельницы МВ-0,25 в зависимости от радиуса чаши и наблюдается хорошая сходимость теоретических и экспериментальных исследований скорости удара частиц о верхние кромки ребер

а 8 8-

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5

у Г

/ У/ ¿г

У V/ /

д > V La

У - 3

И • 4

О 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0.12 0,14

Радиус чаши, м

Рис.7. Распределение скоростей удара в полости ротора мельницы МВ-0,25 на разных расстояниях от верхней кромки ребра, мм. 5(1); 15(2); 25(3), 30(4); 40(5); теоретическая, на кромке ребра (6)

Из выражения (19) следует, что с увеличением количества ребер в роторе и с увеличением сопротивлений движению в столбе материала (при большой засыпке) и при малых значениях скоростей слоев над ротором размер питания необходимо снижать

На рис 7 наблюдается хорошее совпадение значений скоростей удара материала на срезе чаши ротора мельницы, определенных теоретически и экспериментально Таким образом, можно считать применимым выражение (18) для определения скоростей удара частиц в полостях ротора центробежной мельницы.

Реализация рекомендаций диссертационной работы

Все конструктивные мероприятия по модернизации рабочих элементов центробежной мельницы вертикального типа и рекомендации по определению области рационального использования этих мельниц были положены в основу

разработки конструкторской документации центробежной мельницы МВ-1 диаметром ротора 1 м, которая была передана проектной организации ОАО « Кавказцветметпроекг»

Используя выводы разделов 2 и 3 настоящей диссертационной работы, центробежная мельница вертикального типа рекомендуется к использованию в технологической схеме сухого размола сырьевых материалов, в частности в схеме цепи аппаратов получения мелкодисперсных порошков из доломитов

Заключение

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой на основе результатов проведенных исследований изложены научно обоснованные технические решения по снижению переизмельчения готового продукта и определения области рационального использования центробежных мельниц вертикального типа Реализация результатов исследований вносит значительный вклад в совершенствование процессов измельчения минерального сырья.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1 Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определяется скоростью вращения, геометрическими параметрами ротора и физико-механическими свойствами материала, она прямо пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом среднего диаметра частиц измельчаемого материала, толщин ребра и материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна произведению разности угловых скоростей ротора и частицы измельчаемого материала на текущий радиус

2 Для конкретных условий центробежной мельницы вертикального типа определена скорость взаимного соударения частиц, опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед ребром ротора, при этом скорость удара пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом половины среднего диаметра частицы, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна глубине проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора

3 Установленный характер движения измельчаемого материала в

П/лпллтпу ПЛТЛ1ЛО i юитплДам/илм i<nnL ijkiii < oanTfüvoni илгл ninn »/j/ioin 11-^ VÍ1VVI '1Л рч/ I L^vilipvw/IM >vn »»IW IU*\ •»»1Щ-Ч I ril\OJ IUI IUI V * ¥4 ig уПОООЛ ПС

необходимость создания вырезов в ребрах у ступицы ротора, что способствует своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства мельницы

4 Определение скорости взаимного соударения частиц измельчаемого

материала в полостях ротора и их максимального размера, с учетом объемного веса и предела прочности исходного материала, позволили установить область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа (руды крепостью до 12 по Протодьяконову).

5 Экспериментально установлен характер движения измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы. При этом измельчаемый материал, увлеченный вращающимся ротором и находящийся непосредственно над плоскостью вращения верхних кромок ребер, опускается в полости чаши по нисходящим траекториям преимущественно со стороны ступицы ротора, в меньших количествах со стороны верхних кромок ребер, расположенных по вращению ротора, и незначительном количестве со стороны неподвижного корпуса мельницы

6 Прямоугольные вырезы в ребрах ротора центробежной мельницы, в зоне у его ступицы, интенсифицируют процесс заполнения решеток измельченным материалом, что положительно влияет на процесс своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства мельницы, при этом глубину вырезов в ребрах у ступицы ротора необходимо выполнять максимально возможной.

7 Площадь заполнения решеток измельчаемым материалом увеличивается с увеличением высоты столба материала и глубины выреза в ребрах ротора, а уменьшается с увеличением частоты вращения ротора, причем наибольшее влияние на площадь заполнения решеток оказывает влияние высоты столба материала

8 Экспериментально определена скорость взаимного соударения частиц измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы, имеющая хорошую сходимость с величиной скорости, определенной теоретически.

9 Проведенные испытания центробежной мельницы МВ-0,46 при размоле агломерата металлургического производства показали ее хорошие технологические характеристики по уменьшению переизмельчения готового продукта, причем на величину производительности по исходному продукту в значительной степени влияет высота столба материала, размер выходных отверстий в роторе и незначительно частота вращения ротора

10 Рекомендации по снижению переизмельчения легли в основу конструкторской документации центробежной мельницы МВ-1

11 Предложена технологическая схема получения порошковых материалов из сырьевых материалов с применением модернизированной мельницы МВ-1, которая передана ОАО «Кавказцветметпроект» и планируется к использованию при разработке документации на строительство нового предприятия для приготовления доломитовых порошков

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Хетагуров В.Н , Каменецкий ЕС, Выскребенец АС., Пекониди А В Экспериментальное исследование характера движения измельчаемого материала в рабочем органе центробежной мельницы вертикального типа. Екатеринбург- Труды XXXI Уральского семинара «Механика и процессы управления», 2001. - С 272-277

2 Пекониди А В, Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В. К определению области рационального использования центробежных мельниц вертикального типа. Сев - Кавк горно-метал. ин-т (гос технол ун-т) - Владикавказ, 2004 -11 с. -Библиоф 4 назв, илл. - Рус - Деп в ВИНИТИ 24.11 04, №1848-В2004

3 Пекониди А В., Хетагуров В H Повышение эффективности центробежной мельницы вертикального типа Сев -Кавк. горно-метал ин-т (гос технол ун-т) - Владикавказ, 2004 -15 с -Библиогр, 4 назв , илл - Рус -Деп в ВИНИТИ 24.11 04, №1849-В2004.

4 Хетагуров В.Н , Каменецкий Е С , Гегелашвили M В., Наниева Б M , Пекониди А В Новая техника для получения минеральных порошков M Изд-во «Строительные и дородные машину», 2002 — С 27-30

5 Хетагуров В н , Каменецкий Е С , Нэниева Б M , Пекониди А В Об основном механизме разрушения материалов в центробежной мельнице вертикального типа. Горный информационно-аналитический бюллетень, №3

- М.. Изд-во МГГУ, 2003

6 Хетагуров В H , Каменецкий Е.С, Наниева Б M , Пекониди А В О системном подходе к проектированию центробежных мельниц вертикального типа Горный информационно-аналитический бюллетень, №3 - М. Изд-во МГГУ, 2003.

7 Хетагуров В.Н, Каменецкий Е С, Наниева Б.М., Пекониди А В. Влияние различных факторов на потери мощности привода центробежной мельницы вертикального типа Сб докл Межд науч -техн. конф «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Чтения памяти Кубачека, Екатеринбург, Уральская горногеологическая академия, 2002 - С 82-85

8 Хетагуров В H , Каменецкий Е С , Пекониди А В , Наниева Б M Вторичное движение измельчаемого материала в центробежной мельнице вертикального типа Перспективы развития горнодобывающего и металлургических комплексов России - Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию СКГТУ 13-15 июня 2002 г

- Владикавказ «Терек», 2002. - С 187-188.

9 Хетагуров В H , Е С Каменецкий Е С„ Лапинагов A M , Наниева Б M , Пекониди А В Движение частиц в модели центробежной мельницы вертикального типа Сборник научных трудов, №1 (I), - Северо-Осетинское отделение академии наук высшей школы Российской Федерации -Владикавказ «Терек», СКГМИ (ГТУ), 2003 - С 98-101

Сдано в набор 5 12 2004 г , подписано а печать 4 02 2004 г Гарнитура Тайме Печать трафаретная Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Уел печ л 1 Тираж 100 экз Заказ № 39

Типография ООО НПКП «МАВР», Лицензия Серия ПД № 01107, 362040, г Владикавказ, ул Августовских событий, 8, тел 44-19-31

»272 1 3

РНБ Русский фонд

2006г4 218

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Пекониди, Александр Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Современное состояние измельчительного оборудования

1.2. Современные тенденции развития оборудования для измельчения

1.3. Новый способ измельчения

1.4. Анализ результатов предварительных испытаний центробежных мельниц диаметром ротора 1м

1.5. Анализ результатов испытаний мельницы МАЯ-К на различных материалах:

1.6. Методы моделирования мельниц

1.7. Выбор направления и задачи исследований 40 Выводы

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЫ

2.1. Задачи теоретических исследований

2.2. Исследование эффективности работы выпускных поверхностей в роторе мельницы

2.3. Определение области рационального использования центробежных мельниц вертикального типа

2.3.1. Определение скорости удара частиц измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы

2.3.2. Определение максимального размера питания центробежной мельницы

Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЫ

3.1. Задачи исследований

3.2. Исследования характера движения измельчаемого материала в роторе мельницы

3.3. Разработка мероприятий по своевременной эвакуации измельченного продукта из мельницы 78 3.4. Определение скорости удара измельчаемого материала в полости ротора модели мельницы

Выводы 90 4. ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЫ ПРИ РАЗМОЛЕ АГЛОМЕРАТА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

МАТЕРИАЛОВ

4.1. Задачи исследований

4.2. Испытания центробежной мельницы вертикального типа МВ-0,

4.3. Реализация рекомендаций диссертационной работы

4.4. Технология измельчения материалов с применением центробежной мельницы вертикального типа

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности процесса измельчения минерального сырья в центробежной мельнице вертикального типа"

Наиболее перспективными аппаратами нового типа, способными эффективно осуществлять операции измельчения при высоких технологических показателях, являются центробежные мельницы вертикального типа, в которых измельчаемый материал сформирован в виде цилиндрического столба, нижнюю часть которого вращают при помощи ротора, представляющего собой перевернутый полый усеченный конус с перегородками. Проведенные испытания этих мельниц при размоле различных материалов показали высокую эффективность в работе, но до настоящего времени остаются нерешенными вопросы своевременной эвакуации кондиционного продукта из рабочего пространства мельницы, а также не определена область их рационального использования, что снижает эксплуатационные показатели отделений измельчения.

Цель работы: повышение эффективности процесса измельчения на базе аналитических и экспериментальных исследований центробежных мельниц вертикального типа, предназначенных для переработки минерального сырья.

Идея работы: интенсификация процессов измельчения минерального сырья путем повышения эффективности центробежной мельницы вертикального типа на основе разработки мероприятий для снижения переизмельчения готового продукта и определения области рационального использования этих мельниц.

Методы исследований. В работе применен комплексный метод исследований: критическое обобщение опыта на основе анализа литературных и патентных источников, теоретические исследования с использованием теории механики движения тел, лабораторные эксперименты, методы планирования экспериментов, статистические методы исследований с обработкой результатов на ЭВМ.

Научные положения, защищаемые в работе:

1. Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определяется скоростью вращения и геометрическими параметрами ротора, физико-механическими свойствами материала, она прямо пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом среднего диаметра частиц измельчаемого материала, толщин ребра и материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна произведению разности угловых скоростей ротора и измельчаемого материала на текущий радиус.

2. Площадь заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа зависит от высоты столба материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы, причем площадь заполнения решеток измельчаемым материалом увеличивается с увеличением высоты столба материала и глубины выреза в ребрах ротора, а уменьшается с увеличением частоты вращения ротора.

3. Для конкретных условий центробежной мельницы вертикального типа определена и экспериментально подтверждена скорость взаимного соударения частиц, опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед рабочей поверхностью ребра ротора, при этом скорость удара пропорциональна разности длины дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом половины среднего диаметра частиц, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна глубине проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора.

Научная новизна:

1. Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определена с учетом скорости вращения ротора, количества ребер, их толщины и толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, в его донной части.

2. Площадь заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа определена с учетом высоты столба измельчаемого материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы.

3. Скорость взаимного соударения частиц, опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед рабочей поверхностью ребра ротора, для конкретных условий работы центробежной мельницы вертикального типа определена с учетом длины дуги окружности между соседними ребрами ротора, среднего диаметра частиц, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и глубины проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора.

Научное значение работы:

2. Установленная зависимость площади заполнения просеивающих поверхностей ротора центробежной мельницы вертикального типа от высоты столба измельчаемого материала в корпусе мельницы, частоты вращения ротора и величины вырезов в радиальных ребрах в зоне у ступицы ротора мельницы, позволяет регулировать гранулометрический состав конечного продукта.

3. Определение скорости взаимного соударения частиц измельчаемого материала в полостях ротора и их максимального размера, с учетом объемного веса и предела прочности исходного материала, позволили установить область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа.

Практическое значение работы:

- определена область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа (руды крепостью до 12 по Протодьяконову);

- установлены зависимости для определения максимального размера питания центробежной мельницы вертикального типа;

- определено оптимальное количество радиальных ребер ротора центробежной мельницы;

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных условиях, использованием современных методик и измерительной аппаратуры, внедрением результатов исследований и новых научно-технических разработок в производство, актом внедрения.

Реализация выводов и рекомендаций. Основные рекомендации по повышению эффективности процесса измельчения материалов в центробежной мельнице вертикального типа, методика определения характера движения материала в полости ротора центробежной мельницы вертикального типа, а также рекомендации по своевременной эвакуации готового продукта приняты в 2004 г. к использованию ОАО «Кавказцветметпроект» при разработке новой технологической линии размола сырьевых материалов для получения порошковых продуктов с применением этих мельниц.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научном симпозиуме «Неделя горняка-2003», г.Москва, 2003 г.; на Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р.Кубачека» - Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности, г.Екатеринбург, 2002 г.; на Уральском семинаре «Механика и процессы управления», г.Екатеринбург, 2001 г.; на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию СКГТУ «Перспективы развития горнодобывающего и металлургических комплексов России», Владикавказ, 2002 г.; на заседаниях секции технологических машин и оборудования ежегодных научно-технических конференций СКГМИ (ГТУ) 2002-2004 гг.; на расширенном заседании кафедры технологических машин и оборудования СКГМИ (ГТУ), 2004 г.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 9 научных работах.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Пекониди, Александр Вячеславович

Выводы

1. Проведенные испытания центробежной мельницы МВ-0,46 при размоле агломерата металлургического производства показали ее хорошие технологические характеристики по уменьшению переизмельчения готового продукта, причем на величину производительности по исходному продукту в значительной степени влияет высота столба материала, размер выходных отверстий в роторе и незначительно частота вращения ротора.

2. Рекомендации по снижению переизмельчения легли в основу конструкторской документации центробежной мельницы МВ-1.

3. Предложена технологическая схема получения порошковых материалов из сырьевых материалов с применением модернизированной мельницы МВ-1, которая передана ОАО «Кавказцветметпроект» и планируется к использованию при разработке документации на строительство нового предприятия для приготовления доломитовых порошков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой на основе результатов проведенных исследований изложены научно обоснованные технические решения по снижению переизмельчения готового продукта и определения области рационального использования центробежных мельниц вертикального типа. Реализация результатов исследований вносит значительный вклад в совершенствование процессов измельчения минерального сырья.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Глубина проникновения частицы измельчаемого материала в полость ротора определяется скоростью вращения, геометрическими параметрами ротора и физико-механическими свойствами материала, она прямо пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом среднего диаметра частиц измельчаемого материала, толщин ребра и материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна произведению разности угловых скоростей ротора и частицы измельчаемого материала на текущий радиус.

2. Для конкретных условий центробежной мельницы вертикального типа определена скорость взаимного соударения частиц, опускающихся в полость ротора, с частицами, находящимися перед ребром ротора, при этом скорость удара пропорциональна длине дуги окружности между соседними ребрами ротора за вычетом половины среднего диаметра частицы, толщины материала, сформированного перед рабочей поверхностью ребра ротора, и обратно пропорциональна глубине проникновения частиц измельчаемого материала в полость ротора.

3. Установленный характер движения измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы вертикального типа указал на необходимость создания вырезов в ребрах у ступицы ротора, что способствует своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства мельницы.

4. Определение скорости взаимного соударения частиц измельчаемого материала в полостях ротора и их максимального размера, с учетом объемного веса и предела прочности исходного материала, позволили установить область рационального использования центробежных мельниц вертикального типа (руды крепостью до 12 по Протодьяконову).

5. Экспериментально установлен характер движения измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы. При этом измельчаемый материал, увлеченный вращающимся ротором и находящийся непосредственно над плоскостью вращения верхних кромок ребер, опускается в полости чаши по нисходящим траекториям преимущественно со стороны ступицы ротора, в меньших количествах со стороны верхних кромок ребер, расположенных по вращению ротора, и незначительном количестве со стороны неподвижного корпуса мельницы.

6. Прямоугольные вырезы в ребрах ротора центробежной мельницы, в зоне у его ступицы, интенсифицируют процесс заполнения решеток измельченным материалом, что положительно влияет на процесс своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства мельницы, при этом глубину вырезов в ребрах у ступицы ротора необходимо выполнять максимально возможной.

7. Площадь заполнения решеток измельчаемым материалом увеличивается с увеличением высоты столба материала и глубины выреза в ребрах ротора, а уменьшается с увеличением частоты вращения ротора, причем наибольшее влияние на площадь заполнения решеток оказывает влияние высоты столба материала.

8. Экспериментально определена скорость взаимного соударения частиц измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы, имеющая хорошую сходимость с величиной скорости, определенной теоретически.

9. Проведенные испытания центробежной мельницы МВ-0,46 при размоле агломерата металлургического производства показали ее хорошие технологические характеристики по уменьшению переизмельчения готового продукта, причем на величину производительности по исходному продукту в значительной степени влияет высота столба материала, размер выходных отверстий в роторе и незначительно частота вращения ротора.

10. Рекомендации по снижению переизмельчения легли в основу конструкторской документации центробежной мельницы МВ-1.

11. Предложена технологическая схема получения порошковых материалов из сырьевых материалов с применением модернизированной мельницы МВ-1, которая передана ОАО «Кавказцветметпроект» и планируется к использованию при разработке документации на строительство нового предприятия для приготовления доломитовых порошков.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Пекониди, Александр Вячеславович, Владикавказ

1. Ревнивцев В.И., Круппа П.И., Быкасов С.П.//Дробильно-размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. сб. науч. тр./ «Меха-нобр». Л., 1989, с.25-31.

2. Ревнивцев В.И., Капралов Е.П., Костин И.М. и др. // В кн.: Совершенствование процессов дробления, измельчения, грохочения и классификации руд и продуктов обогащения. Л., Механобр, 1985.

3. Ненарокомов Ю.Ф. и др. В кн.: Совершенствование и развитие процесса подготовки руд к обогащению // Труды Механобра, выпуск 140, Л., 1975.

4. Лесин А.Д., Роженцов И.В. //Дробильно- размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. Сб. науч. тр./ «Механобр». Л., 1989,с. 125-132.

5. Weglarczyk J. / Optymalizacia ukadow rozdrabniania. Rudy: Metale Nieze-lazne/1987. c. 97-99.

6. Костин И.М. и др. Пути повышения производительности измельчи-тельных отделений обогатительных фабрик. В кн.: Труды Механобра, Л., вып.140, с.56, 1975.

7. Финкельштейн Г.А., Цукерман В.А. О классификационных признаках различных способов дробления и измельчения и относительной перспективности соответствующего оборудования //Тр. Механобра, Л., вып.140, с.5, 1975.

8. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск, 1979, 256 с.

9. Сиваченко Л.А. Кургузиков A.M., Биленко Л.Ф., Бочков С.Л. //Дробильно-размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. сб. науч. тр./ «Механобр». Л., 1989, с. 49-55.

10. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке / Под ред. Ревнивцева В.И. М„ 1987, 307 с.

11. Ягупов А.В. Способ динамического самоизмельчения. А.с. 651845, МКИ В02С 13/00, опубл. 15.03.79, бюлл. № 10 // Открытия. Изобретения. -1980, № 10, с.4.

12. Ягупов А.В. Перспективному способу широкое освоение.- М., В сб. Патентно-лицензионная работа, 76/79, с.20-22.

13. Ягупов А.В. Новый способ измельчения руд в вертикальной мельнице "МАЯ" // Горный журнал, 1978, №11, с.71-73.

14. Патент № 2078613 (РФ), 1997 г. Способ измельчения материалов / В.Н.Хетагуров.

15. Разработка экспериментальной установки и проведение механических и технологических испытаний нового способа измельчения руд. Отчет СКГМИ по НИР, ГР №76087517, инв. №5770397. Орджоникидзе, 1977. Рук. -Ягупов А.В.

16. Опытно- промышленные испытания установок динамического самоизмельчения марганцевой руды. Отчет СКГМИ по НИР, ГР №770314027, инв. №5652027. Орджоникидзе, 1977. Рук. Ягупов А.В.

17. Гегелашвили М.В. Размалываемость марганцевой руды в лабораторной модели мельницы МАЯ. Деп. в ЦНИИЭИчермет, 1977, №3fl/3733.

18. Мельница для размола марганцевой руды. Отчет СКГМИ по НИР, ГР №78025439, инв. №5781018. Орджоникидзе, 1978. Рук. Ягупов А.В.

19. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В. Динамическое самоизмельчение -перспективный процесс измельчения руд // Цветные металлы, 1979, № 10, с. 107-109.

20. Ягупов А.В., Выскребенец А.С., Гегелашвили М.В. Новое направление в технике измельчения материалов // В сб. трудов научно- техническойконференции, посвященной 50-летию СКГМИ ( тезисы докладов ). Орджоникидзе, 1981, с.83.

21. Ягупов А.В., Романов Н.Р., Клыков Ю.Г. Сравнение результатов флотации медной руды, измельченной в мельницы типа МАЯ и стержневой // В кн. Обогащение руд- Иркутск, Иркутский политехнический институт, 1981, с.81- 83.

22. Ягупов А.В., Старцев Ю.Г., Клыков Ю.Г. О новой технике измельчения и экономии металла при подготовке медных руд к обогащению // В сб.: Обогащение полезных ископаемых,- Киев, «Техника», 1982, №31, с.36- 40.

23. Опытно- промышленные испытания динамического самоизмельчения руд, перерабатываемых на Урупской обогатительной фабрике. Отчет СКГМИ по НИР, ГР №78025438, тема №918. Орджоникидзе, 1979. Рук. Ягупов А.В.

24. Ягупов А.В., Выскребенец А.С. Динамическое самоизмельчениеIсырьевых материалов при производстве анодной массы // Цветная металлургия, 1981, №17, с.20-21.

25. Ягупов А.В. Мельница динамического самоизмельчения "МАЯ" А.с. 937002, МКИ В02С 13/00, опубл. 26.06.82, бюлл. № 23 // Открытия. Изобретения, 1982, № 23, с.4.

26. Исследование, участие в разработке и испытании опытных образцов машины МАЯ-К10: Отчет о НИР СКГМИ; № 81040384 (1003).- М., 1983, с. 47. Рук. А.В. Ягупов.

27. Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В. Износостойкость рабочих элементов мельницы МАЯ-Р10. БУ ВИНИТИ "Депонирование рукописи", 1987, № 1526-87 деп.

28. Ягупов А.В., Хетагуров В.Н., Выскребенец А.С. К вопросу надежности рабочих элементов мельницы МАЯ-К10. БУ ВИНИТИ "Депонирование рукописи", 1987, № 1511-87 деп.

29. Выскребенец А.С. Частота вращения ротора мельницы динамического самоизмельчения. Библиографический указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи» ,1981, №5 (115 ), с.80.

30. Ягупов А.В., Выскребенец А.С. Определение крутящего момента на валу ротора мельницы динамического самоизмельчения. Библиографический указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи», 1981, №5 (115), с.80.

31. Ягупов А.В., Выскребенец А.С. Мельница динамического самоизмельчения. Информационный листок № 61-81, Северо-Осетинский межотраслевой центр научно- технической информации и пропаганды, 1981, №61-81.- Зс.

32. Гегелашвили М.В. Обоснование и выбор механических параметров рудной мельницы МАЯ: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Орджоникидзе, 1986.-20 с.

33. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В. К определению крутящего момента на валу мельницы МАЯ / Сев.- Осет. Гос. Ун- т, Сев.- Кавк. горно- металлург, ин-т. Орджоникидзе, 1984.- 7 е.- Библиогр. 3 назв.- Рус.- Деп. в ЦНИИЭИцветмет, 29.10.1984, №1226- 84 Деп.

34. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В. Некоторые закономерности движения материалов в мельнице МАЯ /Сев.-Осет. гос. ун-т, Сев.-Кавк. горно-металлург. ин-т. Орджоникидзе, 1984. - 16 с. - Библиогр. 5 назв. - Деп. в ЦНИИЭИцветмет, 3.05.1984, № 1151-84 Деп.

35. Хетагуров В.Н. Основные рабочие зоны в центробежной мельнице вертикального типа // В сб. докладов региональной НТК «Крайний Север -96».- г. Норильск, 1996. С. 37 42.

36. Исследование и совершенствование технологии размола известняка: Отчет о НИР СКГМИ; руководитель А.В. Ягупов, № 01870017105 (1214).-М., 1987, с.48.

37. Хетагуров В.Н., Кузьминов А.П. Опыт промышленной эксплуатации центробежной мельницы нового типа на Новочеркасском электродном заводе (НЭЗ) // В сб. научных трудов СКГТУ №4.- г. Владикавказ, 1998,с.251-254.

38. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н., Палванов В.П. Опыт динамического самоизмельчения золотосодержащей руды // Колыма, 1986, №5, с. 14-15.

39. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н., Палванов В.П. Измельчение крепких руд в мельнице МАЯ // Горный журнал, 1987, № 3, с. 41-42.

40. Ягупов А.В., Хетагуров В.Н., Кузьминов А.П. О повышении эксплуатационной надежности вертикальной мельницы МАЯ.//Дробильно- размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. сб. науч. тр./ «Меха-нобр». Л., 1989, с.55-64.

41. Ягупов А.В., Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В., Палванов В.П. Сравнительные испытания способов измельчения золотосодержащей руды по результатам их флотации // Колыма, 1990, № 7, с. 12-13.

42. Хетагуров В.Н., Кузьминов А.П. Повышение производительности мельницы динамического самоизмельчения // В сб. науч. тр. научно-технической конференции, посвященной 60-летию СКГМИ.- Владикавказ, 1991, с. 142-143.

43. Хетагуров В.Н., Кузьминов А.П.О закономерностях изнашивания рабочих элементов мельницы МАЯ. Депонировано в ЦНИИЭИцветмет экономики и информации 22. 05. 89, № 1819 89 деп.

44. Хетагуров В.Н., Кузьминов А.П. Мельница для размола минерального сырья // В сб. трудов научно- технической конференции СКГМИ, посвященной 100-летию Агеенкова, г. Владикавказ, 1993, с 88-89.

45. Хетагуров В.Н. Конструкция мельниц для размола сырьевых материалов // В сб. трудов международной конференции по вопросам приложения начертательной геометрии в горном деле, "Терек", Владикавказ, 1994, с. 95-97.

46. Хетагуров В.Н. Интенсификация процесса измельчения в вертикальной мельнице центробежного типа // Научные труды СКГТУ № 1, «Терек», Владикавказ, 1995, с.121-123.

47. Хетагуров В.Н. Новая техника и технология измельчения минерального сырья для керамического производства // Тезисы докладов НТК СКГТУ, поев. 50-летию победы над фашистской Германией, "Терек", Владикавказ, 1995, с. 9-10.

48. Ягупов А.В., Хетагуров В.Н. Вертикальные мельницы динамического самоизмельчения и результаты их практического применения. //Дробильно-размольное оборудование и технология дезинтеграции: Междувед. сб. науч. тр./ «Механобр». Л., 1991.

49. Хетагуров В.Н. К определению скорости удара частиц измельчаемого материала в полости ротора мельницы МВ-1 // Научные труды СКГТУ N2 3, г. Владикавказ, 1997, с. 165-171.

50. Хетагуров В.Н. Гегелашвили М.В., Кузьминов А.П. Мельница для измельчения руды. Инф. листок СОЦНТИ № 92-97, г. Владикавказ, 1997.

51. Хетагуров В.Н. Основные рабочие зоны в центробежной мельнице вертикального типа // Тезисы докладов на региональной НТК «Крайний Север-96» г. Норильск, 1996.

52. Хетагуров В.Н. Новая энерго- и ресурсосберегающая технология измельчения с применением вертикальной мельницы // В сб. тезисов докладов 11-й Международной конференции "Безопасность и экология горных территорий", г. Владикавказ, 1995, с. 376-378.

53. Ягупов А.В., Хетагуров В.Н., Выскребенец А.С., Ягупов А.А. О динамике работы мельницы МАЯ // Колыма, 1986, №6, с. 12-14.

54. Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н. Размол крепкой золотосодержащей руды в мельнице МАЯ. Информационный листок №86- 4, Северо

55. Осетинский межотраслевой центр научно-технической информации и пропаганды, 1986.

56. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н. Интенсификация размола проб материалов для АСАК. Цветная металлургия, 1984, №10, с. 57- 59.

57. Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В. К определению ресурса рабочих элементов центробежной мельницы. Владикавказ: Изд-во «Терек». Научные труды СКГТУ № 7, 2000. С.249-253.

58. Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В. К вопросу определения метода разрушения материалов в вертикальной мельнице самоизмельчения. Владикавказ: Изд-во «Терек». Научные труды СКГТУ № 7, 2000. С.253-257.

59. Хетагуров В.Н., Маслов Е.Н., Грицунов П.В., Гусалова З.Б. К вопросу своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства центробежной мельницы вертикального типа. Владикавказ: Изд-во «Терек». Труды СКГТУ №8 (юбилейный), 2001. С.246-249.

60. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Гусалова З.Б. К определению мощности привода центробежной мельницы вертикального типа. Сев.- Кавк. гос. технол. ун-т. Владикавказ, 2000. - 5 с. ил.- Библиогр. 6 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 09.12.00, №3097-В00.

61. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Лапинагов A.M., Наниева Б.М. Промышленные испытания модернизированной мельницы МАЯ-К10 на Новочеркасском электродном заводе. М.: «Цветная металлургия», №4, 2001. С.38-41

62. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Музаев И.Д. Об основных параметрах центробежной мельницы вертикального типа. М.: «Цветная металлургия. Известия Вузов», №5, 2001. С.24-28.

63. Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В., Медоев Т.Г. Применение мельниц динамического самоизмельчения в гидрометаллургии цинка. М.: «Цветная металлургия. Известия Вузов», №11, 2001. С.17-20

64. Хетагуров В.Н., Музаев И.Д., Лапинагов A.M., Наниева Б.М. Исследование движения измельчаемого материала в полостях ротора центробежной мельницы вертикального типа. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ, №4, 2004. С.334-341.

65. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Тимофеев А.В. Исследование характера движения измельчаемого материала в центробежной мельнице вертикального типа. Екатеринбург: Горный журнал «Изв. ВУЗов» №5, 2002. С.84-86.

66. Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В., Каменецкий Е.С., Лапинагов A.M., Наниева Б.М. Производство минеральных порошков с применением центробежной мельницы вертикального типа. М.: Горный журнал №4, 2002. С.57-60.

67. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Гегелашвили М.В. Центробежная мельница вертикального типа для производства минеральных порошков. М.: Строительные материалы №10, 2002. С.35-37

68. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Тедеева С.Ш., Наниева Б.М. Влияние формы дна вращающегося сосуда на движение в нем сыпучей среды. Екатеринбург: В сб. XXII Российская школа по проблемам науки и технологий. Краткие сообщения. 2002. С. 100-102.

69. Эйгенсон Л.С. Моделирование. М.:, Промстройиздат, 1949.

70. Бауман В.А., Стрельцов В.А., Косарев А.И., Слуцкер А.С. Роторные дробилки. М.: «Машиностроение», 1973. 272 с.

71. Гегелашвили М.В. Определение зон подвижности при движении сыпучего материала в прямоугольном канале. М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, №2, 2004. С.257-260.

72. Жуазель А. Разрушение хрупких тел при измельчении.- В кн.: «Труды европейского совещания по измельчению». М., 1966. С. 100-124.

73. Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н. К определению скорости слоев измельчаемого материала в мельнице МАЯ. Деп. в ЦНИИцветмет экономики и информации 11.12.89, №1878-89 деп.

74. Сорокин Г.М. Основные особенности ударно-абразивного изнашивания сталей и сплавов //Трение и износ, 1982, т.З, № 5, с.773.

75. Хетагуров В.Н. Разработка и проектирование центробежных мельниц вертикального типа (монография). Терек, Владикавказ, 1999. 225 с.

76. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. М.: Наука, 1980. -228 с.

77. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1972.-576 с.

78. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1965.-474 с.

79. Пекониди А.В., Хетагуров В.Н. Повышение эффективности центробежной мельницы вертикального типа. Сев. -Кавк. горно-метал. ин-т (гос. технол. ун-т). Владикавказ, 2004. - 15 с. -Библиогр. 4 назв., илл. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.11.04, №1849-В2004.

80. Хетагуров В.Н., Ильяшик В.П., Чужинов А.И. Мельница. Патент России № 2084787, опубл. в Б.И. № 20, 1997.

81. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Гегелашвили М.В., Наниева Б.М., Пекониди А.В. Новая техника для получения минеральных порошков. М.: Изд-во «Строительные и дорожные машины», №3, 2002. С.27-30.

82. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Наниева Б.М., Пекониди А.В. Об основном механизме разрушения материалов в центробежной мельнице вертикального типа. Горный информационно-аналитический бюллетень, №3. М.: Изд-во МГГУ, 2003. - С. 195-196.

83. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., Наниева Б.М., Пекониди А.В. О системном подходе к проектированию центробежных мельниц вертикального типа. Горный информационно-аналитический бюллетень, №3. М.: Изд-во МГГУ, 2003. С.197.

Информация о работе

Пекониди, Александр Вячеславович
кандидата технических наук
Владикавказ, 2004
ВАК 25.00.13

Диссертация

Повышение эффективности процесса измельчения минерального сырья в центробежной мельнице вертикального типа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы