Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка многокритериального метода выбора рациональных схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих кимберлитов

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка многокритериального метода выбора рациональных схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих кимберлитов"

На правах рукописи

САВИЦКИЙ ЛЕОНИД ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО МЕТОДА ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ РУДОПОДГОТОВКИ И ОБОГАЩЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ КИМБЕРЛИТОВ

Специальность 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

004600134

004600134

Работа выполнена в Мирнинском политехническом институте - филиале Якутского государственного университета

Научный руководитель-. доктор технических наук, профессор

Монастырский Виталий Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Морозов Валерий Валентинович

кандидат технических наук Миненко Владимир Геннадиевич

Ведущая организация: Институт горного дела Севера

им. Н.В. Черского СО РАН (г. Якутск)

Защита состоится "26" апреля 2010 г. в "15" часов на заседании диссертационного совета Д 212.128.08 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, ГСП-1, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Шек Валерий Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основным направлением научно-технического прогресса в области обогащения алмазосодержащих руд является совершенствование существующих и разработка новых технологических схем, предусматривающих применение высокопроизводительного, эффективного и надежного оборудования.

Используемые методы выбора и сравнительного анализа технологических схем часто не позволяют выбрать наиболее эффективные проектные решения обогатительных фабрик. Одной из причин неполного достижения заложенных в проект технико-экономических показателей является снижение производительности переделов рудоподготовки и обогащения в сложных условиях эксплуатации, определяемых свойствами сырья и показателями надежности оборудования.

Решение задачи повышения эффективности переработки алмазосодержащих руд требует разработки научно обоснованных методов выбора процессов и схем дезинтеграции, подготовки и обогащения, которые в максимальной степени учитывали бы влияние на показатели технологических свойств сырья и условий эксплуатации. Для решения поставленной задачи целесообразно модернизировать существующие методики на основе применения эффективных комплексных критериев физико-механических свойств и обогатимости руды, условий эксплуатации оборудования, обеспечивающих выбор технологических процессов и схем с наилучшими технико-экономическими показателями.

Цель работы. Установление зависимостей показателей эффективности процессов дезинтеграции, рудоподготовки и обогащения от состава, структуры, физических свойств руды, сложности технологического обслуживания и их применение для выбора рациональных технологических схем и режимов переработки алмазосодержащих руд.

Идея работы заключается в применении комплексной системы критериев физико-механических свойств, параметров обогатимости алмазосодержащих руд и условий технологического обслуживания оборудования для повышения обоснованности выбора технологических схем.

Методы исследований. В работе использованы методы минералогического, дисперсионного и фракционного анализа руд, лабораторных и промышленных технологических исследований, корреляционного анализа связей параметров технологического процесса и статистической обработки результатов экспериментов.

Научные положения, разработанные соискателем, и их новизна:

1. Разработаны новые критерии для предварительной оценки эффективности обогащения, учитывающие различия в физико-механических свойствах (коэффициент относительной твердости), контрастности значений разделительных признаков (коэффициенты относительной обогатимости) породных и ценных минералов, показатели надежности и энергоемкости технологического оборудования (коэффициент сложности эксплуатации), предназначенные для научно обоснованного выбора технических решений при проектировании процессов и технологических схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд.

2. Установлены зависимости показателей эффективности процессов рудоподготовки и обогащения от состава, структуры и физических свойств руды и условий эксплуатации технологического оборудования. Впервые получены аналитические уравнения зависимостей параметров технологического процесса и показателей надежности технологического оборудования от коэффициента сложности эксплуатации, пригодные для достоверной оценки значений параметров и показателей при выборе схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд.

3. Разработан метод выбора технологических схем для процессов подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающий выбор технологических процессов и оборудования для операций рудоподготовки и обогащения по значениям разработанных критериев качества руды и сложности условий эксплуатации, расчет комплексных показателей качества и выбор наилучших технологических схем. 1

4. Вскрыты причины снижения эффективности процесса самоизмельчения при обогащении прочных алмазосодержащих руд и обоснованы рекомендации по совершенствованию конструкций мельниц самоизмельчения и корректировке методик расчета их производительности.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются удовлетворительной сходимостью расчетных оценок и экспериментально измеренных значений параметров процессов рудоподготовки и обогащения (коэффициент Нг=0,65-0,96), положительными результатами опытно-промышленной эксплуатации и внедрения результатов работы.

Научное значение работы заключается в разработке метода выбора технологических схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающего использование зависимостей характеристик эффективности процессов и надежности технологического оборудования от свойств руды и условий эксплуатации.

Практическое значение работы заключается в разработке методик и рекомендаций по выбору схем и совершенствованию технологических процессов

рудоподготовки и обогащения, обеспечивающих повышение производительности мельниц самоизмельчения на алмазообогатительных фабриках, эксплуатируемых в сложных условиях.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по выбору схем рудоподготовки и обогащения и по совершенствованию процесса самоизмельчения алмазосодержащих кимберлитов приняты к внедрению на обогатительной фабрике №12 АК «АЛРОСА» с экономическим эффектом 2,1 млн. руб. в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2003-2009), Международной научно-практической конференции «Плаксинские чтения», 2004, 2006 гг., Международном конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2003, 2009 гг.), на Международном совещании «Прогрессивные технологии и системы машиностроения» (г. Донецк, 2007 г.), семинарах кафедр "Обогащение полезных ископаемых" МПИ ЯГУ и МГГУ (2009-2010 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, из них 4 статьи - в журналах по перечню ВАК Минобразования России.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 122 наименований, содержит 47 рисунков и 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Рациональный выбор технологических процессов и схем для алмазообогатительных фабрик часто затруднен вследствие того, что свойства руды и условия эксплуатации на них отличаются большим многообразием.

Для повышения эффективности выбираемых технологических процессов и схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд выбрано направление, предполагающее разработку комплексных критериев свойств руды и условий эксплуатации оборудования и их применение для выбора эффективных процессов и рациональных схем операций дезинтеграции, рудоподготовки и обогащения.

В разработку научных основ методов выбора и оптимизации технологических процессов и схем обогатительных фабрик значительный вклад внесли: В.А. Чанту-рия, В.И. Кармазин, В.В.Кармазин, В.М. Авдохин, Л.А. Барский, Л.А.Вайсберг, A.B. Злобин, В.З. Козин, В.Ф.Монастырский, В.В.Морозов, В.П. Мязин, В.Н. Потураев, В.Д. Самыгин, О.Н. Тихонов, М.Н. Фатьянов, Е.Л. Чантурия и другие ученые.

1. Факторный анализ процессов рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих руд

Задачей факторного анализа являлось установление совокупностей значимых параметров, пригодных для создания комплексных критериев технологических про-

цессов и схем. В качестве исходного массива факторов, которые оказывают влияние на работоспособность и эффективность обогатительного оборудования и технологических схем (входных параметров), были выбраны следующие факторы: горнотехнические - максимальная крупность рудного материала, гранулометрический состав, абразивность, крепость, прочность, плотность, упругость; физические свойства пород - теплоемкость буримость, разрушаемость; растворимость, выкрашивае-мость; технологические- производительность, габаритные размеры оборудования, расход электроэнергии, расход воды, налипание (намерзание) руды; эксплуатационные - безотказность, долговечность, обобщенные коэффициенты надежности, ремонтопригодность, материалоемкость, виброустойчивость; экономические ~ эффективность работы оборудования, расход запчастей и материалов; эргономические - запыленность, морозоопасность, виброопасность, взрывобезопасность; патентной чистоты и соответствия стандартам.

В качестве показателей эффективности (качества) технологических схем были выбраны 10 показателей: производительность, потребление электроэнергии оборудованием, степень концентрации, извлечение алмазов из алмазосодержащих руд, степень сокращения; обобщенные коэффициенты надежности, наработка на отказ, коэффициент готовности оборудования, эксплуатационные затраты, капитальные затраты.

Результаты статистического анализа характеристик распределения входных и выходных параметров показали, что входные параметры характеризуются значительным коэффициентом вариации (КВ = 0,14-0,34), вызывающим значительные колебания выходных параметров (КВ = 0,11- 0,29).

Результаты регрессионного анализа показали, что значения коэффициентов парной корреляции между отдельными входными параметрами достигают 0,55, что обусловлено наличием внутренней взаимосвязи между входными параметрами, влиянием неучтенных факторов. Результаты корреляционного анализа связей отдельных показателей эффективности с отдельными входными параметрами руды и показателями работоспособности технологического оборудования для представительной выборки в 300 значений показали низкую и невысокую тесноту связи (КПК = 0,03-0,56).

Полученные множественные регрессионные уравнение зависимостей выходных параметров процесса характеризуются невысоким коэффициентом множественной корреляции (0,55-0,67) и существенно отличаются для разных обогатительных фабрик.

В условиях недостаточной тесноты связи параметров для оптимизации процесса предложено использовать комплексные критерии, связанные с составом, структурой и физическими свойствами руды, условиями эксплуатации технологического оборудования и непосредственно влияющие на параметры выбираемых технологических процессов и схем рудоподготовки и обогащения (рис.1).

Рис. 1. Взаимосвязь параметров при оценке эффективности и выборе технологических процессов и схем рудоподготовки и обогащения

2. Обоснование критериев технологических свойств руды и трудности

эксплуатации

Разработанные ранее для оценки применимости радиометрического обогащения критерии контрастности представляют собой параметры, характеризующие неравномерность распределения ценного компонента по объемам руды. Применение данного критерия для алмазосодержащих руд малоэффективно, поскольку не характеризует их обогатимость другими способами и не позволяет сделать точных оценок обогатимости на ранних стадиях проектирования.

Главным условием эффективной обогатимости является существенное отличие свойств ценного компонента и вмещающей породы. Первоначальную оценку обогатимости руды можно осуществить путем определения степени различия значений технологического или разделительного признака для ценного компонента и породообразующих минералов. Критерием определения эффективности операций и способов рудоподготовки и обогащения алмазосодержащего сырья заданного минералогического состава был принят коэффициент относительной прочности (Коп) для схем рудоподготовки и коэффициент относительной обогатимости (Коо) для схем обогащения. Критерии рассчитывались для соответствующих схем в зависимости от средневзвешенного значения анализируемого свойства минералов руды и ценного компонента:

тр 5и, ■т,

Кап= ' V1 г '—' О

¿А/

где <5М1 - содержание минералов в общем объеме руды; т^т,- прочность ¡-го минерала и эталонное значение прочности, соответствующее среднему значению прочности алмазов.

КО0 = 'V г'—' №

где 5М - содержание минералов в общем объеме руды; .у, , 53 - значения свойства -разделительного признака ¡-го минерала и эталонное значение разделительного признака для алмазов.

Физический смысл критерия К0Г1. заключался в отличии прочности породообразующих минералов от прочности алмаза. Если в качестве разделительного признака (б) использовалась плотность минералов, то смысл критерия Ко0. заключался в отличии плотности породообразующих минералов от плотности алмаза.

Разработанные критерии позволяют охарактеризовать технологические свойства руд и произвести выбор технологических решений на предварительной стадии проектирования (табл.1).

Таблица 1

Критерии и условия применения способов рудоподготовки и обогащения

Граничные значения критерия Рекомендуемые способы

А) Прочности руд Коп ¿О, 75 0,5 <К0П< 0,75 Ко„ ¿0,5

Способы рудоподготовки Самоизмельчение Комбинир. схемы дробления -измельчения Дробление

В) Разделительных признаков Коо 50,75 0,5 < Коп* 0,75 Кос ¿0,5

Способы обогащения Способы не эффективны Комбинир. схемы обогащения Способы эффективны

Обоснованность выбранных критериев и границ областей применения (Кт02 0,5), комбинированного применения (0,75 >Ко„,оо 20,5) и неприменения (Кот.оо 2 0,75) рассматриваемых операций и способов подтверждается значительно возросшими относительно частных параметров значениями коэффициентов парной корреляции к конечным технологическим показателям (0,82-0,96) и скачкообразным ростом технологических показателей (извлечения алмазов) в интервале значений параметров от 0,5 до 0,75 (рис.2).

40

0,25 0,5 0,75 1

Критерий обогатимости, д.е.

Рис.2. Зависимости извлечения алмазов в технологических операциях от значения критерия обогатимости руды:

1 - в операции тяжелосредного обогащения

2 - в операции доводки магнитной сепарацией

3 - в операции рентгенолюминесцентной сепарации

4 - в операции липкостной сепарации

Важным аспектом при принятии технологических решений является учет влияния на конечные показатели характеристик надежности работы основного и вспомогательного оборудования. Существующие методики проектирования не предполагают учета этих параметров на стадии предпроектных изысканий и технико-экономического обоснования. Отличающаяся частота отказов и связанная с этим различная степень снижения производительности для объектов различной сложности эксплуатации должна учитываться уже на ранних стадиях.

Для более точной оценки конечных показателей работы технологического оборудования и схем был предложен критерий Кга (критерий сложности эксплуатации), представляющий собой объективно обусловленный комплексный параметр, определяемый как свойствами перерабатываемого сырь я, так и характеристиками применяемого технологического оборудования.

Аналитический расчет критерия Км предполагает использование уравнения

Ксэ=ЦК™Х|), (3)

где Х| -параметры руды и показатели работы оборудования; Кш - коэффициент значимости параметров.

Использование предложенного критерия позволяет повысить точность и надежность оценки за счет влияния ранее неучтенных факторов.

Для расчета критерия сложности эксплуатации используются как физико-механические и технологические свойства руды, так и эксплуатационные показатели для технологического и вспомогательного оборудования.

Коэффициенты значимости (К™) определяются с применением процедуры ранжирования с учетом коэффициентов парной корреляции входных параметров к базовым выходным параметрам (извлечению, степени сокращения) и др.).

В условиях недостатка информации, обусловленного временными и пространственными разрывами в массивах данных, был применен метод экспертных оценок. Значение критерия Ксэ соответствовало сумме оценок экспертов степени влияния параметров руды и процесса на выходные показатели обогащения.

В предложенном способе в качестве дополнительно учитываемых параметров процесса использованы показатели эксплуатации основного и вспомогательного технологического оборудования. Результаты анализа эксплуатационных данных о работе различного оборудования технологических схем показали, что для всего представленного в данном анализе перечня оборудования по показателям наработки на отказ и времени восстановления наиболее вероятным законом распределения является полиноминальный закон второй степени. Установлено, что максимальные значения интенсивности отказов имеет классифицирующее и транспортирующее оборудование (грохоты и насосы).

С использованием методики экспертной оценки были определены значения критерия сложности эксплуатации (Км) для работающих обогатительных предприятий АК «АЛРОСА» (табл.2).

Таблица 2

Результаты оценки коэффициента сложности эксплуатации для объектов компании

«АЛРОСА» __

Месторождение Обогатительная фабрика Значение К^

Трубка «Мир» фабрика №3 Мирнинского ГОКа 135

Трубка «Нюрбинская» фабрика №16 Нюрбинского ГОКа 138

Трубка «Интернациональная» фабрика N33 Мирнинского ГОКа 145

Трубка «Комсомольская» фабрика №8 Айхальского ГОКа 150

Трубка «Айхал» фабрика N98 Айхальского ГОКа 158

Трубка «Удачная» фабрика №12 Удачнинского ГОКа 160

Трубка «Зарница» фабрика №12 Удачнинского ГОКа 165

Трубка «Сытыканская» фабрика №8 Айхальского ГОКа 172

Трубка «Юбилейная» фабрика №14 Айхальского ГОКа 180

Обоснованность выбранного критерия (Ксэ) подтверждается данными, приведенными на рис. 3 - 6 и в табл. 4., из которых видно, что предложенный критерий характеризуется высокой теснотой связи с параметрами эксплуатации технологического оборудования (Я2 = 0,88-0,98, табл. 3) и с технологическими показателями процесса рудоподготовки и обогащения (И2 = 0,85-0,97, табл. 3).

100000

80000

;60000

;40000

20000

X ♦ 1| ■2

X Х4 ж5 • 6 ~

X

** * I i* *

: 0,9

в-■»

т

S 0,8

0,7

♦ ■ ♦Т) ■ 2 лЗ

1 > 1

130

150 170

Коэффициент «с

190

130

150 170

Коэффициент трудности Кс

190

Рис. 3. Зависимость наработки на отказ технологического оборудования от коэффициента сложности эксплуатации Ксз:

1 - для дробилок крупного дробления

2 - для мельниц мокрого самоизмельч.

3 - для гидравлич. классификаторов

4 - для виброфохотов

5 - для насосов

6 - для ленточных конвейеров

Рис.4. Зависимости эксплуатационных характеристик от коэффициента сложности эксплуатации К^:

1 - коэффициент готовности

2 - коэффициент технического использования

3 - коэффициент использования

1200

юоо

0,6

<о0.4 ч

1=0,2

150 170 190

Коэффициент сложи, экспл. Ксэ

Рис. 5. Зависимости производительности мельниц самоизмельчения от коэффициента сложности эксплуатации К«:

1 - ММС 50x23

2 - ММС 70x23

3 - ММС ЭОхЗОА 4-ММС 105x54

130

150 170

Коэффициент сложи, эксппл. Ксэ

190

Рис. 6. Зависимости технологических показателей обогащения от коэффициента сложности эксплуатации К^:

1 - коэффициент сокращения

2 - степень концентрации

3 - потери алмазов

Сопоставление результатов оценок показало, что наиболее сложные условия эксплуатации характерны для фабрик № 8,12 и 14 (160-180, табл. 2).

Таблица 3

Характеристики тесноты связи технологических параметров (У) с критерием сложности эксплуатации Ксэ (X)

Параметр Уравнение связи Коэффициент детерм. Я2

Зависимость наработки на отказ

Дробилки круп, дробления У1 = 11,18Х^ - 4304,4Х + 466152 0,94

Мельницы мокр, самоизм. У2 = 0,0426Х'г - 38.136Х + 11371 0,92

Гидравл. классификаторы УЗ = 6,757Х" - 2436,6Х + 231859 0,94

Виброгрохоты У4 = 2,48Х'- 910,7Х + 99577 0,98

Насосы У5 = 0.5261Х''- 211.3Х + 30965 0,98

Ленточные конвейеры У6=0,044Х'-16,ЗХ+5501,4 0,88

Эксплуатационные коэффициенты

К-т готовности У1 = 1Е-05Х* - 0.0065Х + 1,56 0,95

К-т технич. использования У2 = -1Е-06Х2 - 0.0029Х + 1,37 0,97

К-т использования УЗ = -7Е-06Х2 - 0.0004Х +1,11 0,94

Производительность мельниц

ММС 50x23 У1 = 0,18Х2 - 65.35Х + 6597 0,94

ММС 70x23 У2 = 0.046Х2 - 17.3Х + 1886,4 0,90

ММС ЭОхЗОА УЗ = 0.036Х2 -12,9Х + 1272,3 0,92

ММС 105x54 У4 = 0,001 ЗХ* - 1.04Х + 198,2 0,95

Технологические показатели обогащения

Коэфф-т сокращения У1 = О.ОООЗХ* - 0.088Х + 6,52 0,85

Степень концентрации У2 = 0,0001Х^ - 0.035Х + 3,14 0,96

Потери алмазов (д.е.) УЗ = 9Е-06Х2 - 0.0024Х + 0,18 0,97

Математические уравнения (табл.3) пригодны для оценки параметров технологического процесса и показателей надежности технологического оборудования при выборе схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд на основании показателя сложности эксплуатации.

3. Методика выбора схем и оборудования для дезинтеграции, подготовки и обогащения алмазосодержащих руд

Первым шагом является многокритериальная оценка качества руды, выбор и определение условий применения методов дезинтеграции, подготовки и обогащения. Исходными данными для проведения исследований являлись данные анализа вещественного состава, физических и физико-химических и технологических свойств отдельных минералов и руды в целом (рис. 7).

Рис.7. Последовательность процессов анализа исходного сырья, выбора технологических процессов, оборудования, схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд

С использованием критериев относительной прочности и относительной обога-тимости производится принципиальный выбор способов рудоподготовки (дезинтеграции, самоизмельчения, дробления) и способов предварительного обогащения (гравитационных способов, жировой сепарации, рентгенолюминесцентной сепарации и др.).

Вторым шагом является расчет комплексных показателей качества для выбранных компоновок схем рудоподготовки и обогащения. При расчете показателей схем используются зависимости технологических показателей процесса и технологического обслуживания от коэффициента сложности эксплуатации, приведенного в таблице 2, для действующих фабрик или рассчитанного по вышеописанной методике для вновь проецируемых предприятий.

Рациональная схема для заданных условий находится сравнительным способом с использованием комплексного показателя рассчитываемого по уравнению:

1, Ё ч„ -Я»

м Г (и

(м-ОЕ ч,

где Ki - показатель качества схемы, М - количество показателей для схемы, т], - значимость показателя, q^ - значение показателя, qtJ - значение базовых показателей.

При выборе перспективной схемы обогащения алмазосодержащих руд на обогатительной фабрике №12 базовые значения показателей при расчетах принимались равными средним за период с 2002 по 2009 гг.: вероятность безотказной работы P(t) = 0,9; коэффициент готовности Кг = 0,95; наработка на отказ Н = 2000 ч; коэффициент сокращения исходного материала К^кр = 0,15; эксплуатационные затраты 3 = 70 р/т; расход электроэнергии Э =3 кВт-ч/г; производительность Q=1500 т/ч, степень концентрации Кюнц = 0,1, извлечение Е= 0,85; капитальные затраты С = 5000 тыс. руб. Значения параметров оборудования, не применяемого на обогатительной фабрике № 12, рассчитывались по зависимостям этих параметров от коэффициента трудности эксплуатации (табл.4) для значения К^ = 165, соответствующего имеющемуся и перспективному значению критерия на период в 10 лет.

Для реконструируемой фабрики №12 в качестве альтернативных были рассмотрены схемы рудоподготовки и обогащения, используемые на действующих, предприятиях (рис.8, схемы 1a-1d), и схемы, созданные с использованием разработанной методики (рис18, схемы 2a-2d).

Результаты сравнительной оценки, показывают, что наиболее эффективной для условий эксплуатации на обогатительной фабрике №12 является спроектированная с использованием разработанного многокритериальной метода схема 2с, характеризующаяся максимальным значением комплексного критерия К, (табл. 4).

Сравнение показателей качества действующих схем рудоподготовки обогащения (рис.8, схемы1а-1с)) и схем, созданных с использованием разработанного многокритериальной метода (рис.8, схемы 2a-2d), показало, что последние характеризуются большим средним критерием качества (К*= 12,4), чем существующие схемы, спроектированные с использованием прежних методов (К, = 11,6), что прямо подтверждает эффективность разработанного метода.

Разработанный многокритериальный метод выбора процессов и схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд был заложен в основу методики, предназначенной для использования на стадии предпроектных работ и разработки технико-экономического обоснования, принятой к использованию в институте «Якутнипроап-маз» для выбора технологических схем вновь проектируемых и реконструируемых предприятий. С использованием разработанной методики выданы рекомендации по совершенствованию технологической схемы и замене оборудования, заложенные в проект реконструкции обогатительной фабрики №12 АК «АЛРОСА».

Рис.8. Принципиальные схемы циклов рудоподготовки и предварительного гравитационного обогащения алмазосодержащих руд

Таблица 4

Сравнение качества технологических схем для обогатительной фабрики №12

Схемы и входящее в их состав оборудование Показатели к*

Р(0 I Кг | Н | Ксокр | 0 I 3 | 6 | Кконц | С | Е

Значимость показателей

14,5 | 19,5 | 19,0 | 17,0 | 17,0 | 18,0 | 18,0 | 17,0 | 18,0 | 19,0

Нормированные значения показателей

Схема 1а 0,96 1,04 0,54 1,05 2,33 0,41 0,397 4,22 0,333 1,1 11,0

Схема 1Ь 0,99 1,04 0,97 1,02 1,8 0,19 0,142 7,54 0,08 1,08 12,7

Схема 1с 0,94 1,06 0,65 1,04 1,67 0,20 0,224 7,01 0,133 1,12 12,3

Схема 1(1 0,96 1,06 1,12 1,05 1,66 0,38 0,34 4,22 0,333 1,12 10,5

Схема 2а 0,99 1,06 0,97 1,05 2,50 0,6 0,507 5,83 0,500 1.1 12,8

Схема 2Ь 1,0 1,03 1,36 1,02 1,75 0,22 0,177 5,25 0,100 1,09 11,87

Схема 2с 0,95 1,06 0,83 1,05 2,0 0,51 0,502 7,01 0,500 1,15 13,4

Схема 2й 0,96 1,06 1,12 1,03 2,0 1,0 1,0 3,33 1,0 1,14 11,5

4. Совершенствование конструкции и методики расчета мельниц самоизмельчения

Увеличение прочности руды является одной из главных причин усложнения условий эксплуатации. Увеличение крепости руды с 3,5 до 8 ед. по шкале Протодьяконова ведет к росту Ксэ с 148 до 165. Другой причиной снижения технологических показателей, в первую очередь уменьшения производительности, является нарушение процесса самоизмельчения при переработке крепких руд.

В результате проведенных исследований на обогатительных фабриках АК «АЛРОСА» было установлено, что увеличение прочности руд вызывает увеличение средней крупности материала, находящегося в объеме мельницы и разгружающегося из мельницы. Увеличение крепости руды с 3,5 до 8 ед. по шкале Протодьяконова ведет к росту средневзвешенного диаметра зерен в объеме мельницы с 3 до 4,5 мм.

В этих условиях наблюдается снижение динамики продвижения и скорости разгрузки фракций готовой крупности через разгрузочную решетку мельницы.

Исходя из предположения, что скорость процесса самоизмельчения определяется стадией прохождения пульпой разгрузочной решетки мельницы самоизмельчения, было получено уравнение, связывающее производительность мельницы с параметрами разгрузочной решетки

где О - производительность ММС, т/ч; Ц - коэффициент расхода; Б - площадь отверстий в решетке; К} - коэффициент эффективности отверстий; <р - коэффи-

циент сжатия проходного сечения отверстий; а - коэффициент потери скорости; Д, с1 - соответственно диаметр отверстий разгрузочных решеток и средневзвешенный диаметр зерен измельченной руды.

Анализ зависимости (5) показывает, что увеличение средневзвешенного диаметра зерен измельченной руды вызывает снижение производительности и может быть скомпенсировано увеличением площади отверстий в решетке.

Для ускорения продвижения фракций крупностью -50 мм к разгрузочной зоне и ее разгрузки целесообразно провести изменения в конструкции решетки мельниц. В качестве альтернативных были рассмотрены варианты изменения месторасположения отверстий без изменения проходного сечения (рис. 9,6) и с увеличением проходного сечения (рис.9,в).

Рис.9. Схема изменения конструкции решетки мельницы самоизмельчения:

I I - разгрузочные решетки; к,.У.. ■!- «глухая плита»;

установка разгрузочных решеток в ММС: А - по периферическому поясу

Б - по периферическому и внутреннему поясам без изменения величины общего живого сечения

В - по периферическому и внутреннему поясам с увеличением величины общего живого сечения

Сравнение результатов выполнения конструкции решетки показало, что вариант с дополнительным размещением разгрузочных решеток по внутреннему поясу с увеличением величины общего живого сечения обеспечивает увеличение производительности мельницы на 10,1% с 257 до 283 т/ч.

При расчете производительности мельниц самоизмельчения, эксплуатируемых в различных по трудности условиях, предложено проводить определение поправочных коэффициентов в уравнении (6) расчета производительности с учетом величины К«:

0|= СЬ ■ (ОДЗО^-Ккрсп- Кфуп-Кфдн, (6)

где 0|, 01 - производительность промышленной и опытной мельницы, т/ч; Р,, О! -диаметр барабана промышленной и опытной мельницы, м; с1 - поправка, учитывающая крепость (прочность) руд при различных условиях эксплуатации опытной и промышленной мельницы; Ккреп - коэффициент, учитывающий изменение крепости руд; К^руг, - коэффициент, учитывающий изменение крупности руды.

В уравнении (6) значения коэффициентов д, К^п-, Ккруп •, Кфа„ предлагается определять по значениям К„ из зависимостей, представленных на рис.10. Такая методика расчета позволяет получить оценку производительности при отсутствии подробных данных о физико-механических свойствах обогащаемой руды.

Рис. 10. Зависимости коэффициентов в уравнении производительности мельниц самоизмельчения в зависимости от коэффициента сложности эксплуатации: а - поправка степени с! на крепость руды б - поправка на гранулометрический состав в - поправка на содержание крупных фракций г - поправка на степень заполнения барабана

Рационализация схемы дезинтеграции, подготовки и обогащения алмазосодержащей руды на обогатительной фабрике № 12, модернизация конструкции мельницы самоизмельчения и совершенствование методики расчета обеспечивают повышение производительности на 10,1% с экономическим эффектом на сумму 2,1 млн. руб.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки многокритериального метода выбора рациональных схем рудоподго-товки и обогащения алмазосодержащих кимберлитов, обеспечивающее повышение производительности обогатительных фабрик на 10,1%.

Основные результаты и выводы, полученные лично автором в результате исследования, заключаются в следующем:

1. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент относительной прочности, учитывающий различия в физико-механических свойствах породных минералов и ценного компонента, предназначенный для выбора процессов дезинтеграции и подготовки алмазосодержащих руд. Установлены интервалы значений критерия, предполагающие применение в схемах рудоподготовки процессов дробления, самоизмельчения или их комбинирования.

2. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент относительной обогатимости по разделительному признаку, предназначенный для выбора процессов обогащения алмазосодержащих руд. Установлены интервалы значений критерия, предполагающие применение в схемах рудоподготовки процессов тяжелосред-ной, рентгенолюминесцентной, магнитной, электрической и липкостной сепарации или их комбинирования.

3. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент сложности эксплуатации, предназначенный для выбора технических решений по оптимизации процессов и схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд в отличающихся по сложности условиях обслуживания технологического процесса.

3. Разработан метод выбора процессов и схем для подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающий многокритериальную оценку качества руды и условий эксплуатации оборудования, выбор способов дезинтеграции, дробления, измельчения и гравитационной сепарации, синтез схем, расчет комплексных показателей качества схем и выбор рациональных схем с наилучшими показателями качества.

5. Выбрана оптимальная схема рудоподготовки и предварительного обогащения для обогатительной фабрики №12, работающей в сложных условиях эксплуатации, включающая процессы самоизмельчения, тяжелосредного обогащения класса -

5 мм, рентгенолюминесцентной сепарации класса -30 +5 мм и доводки чернового концентрата с применением липкостной сепарации и магнитной доводки.

6. Разработаны рекомендации по модернизации конструкции решеток мельниц самоизмельчения, обеспечивающие за счет интенсификации продвижения и разгрузки готовых классов крупности увеличение производительности мельниц на 10,1%. Усовершенствована методика расчета производительности мельниц самоизмельчения, учитывающая сложность условий их эксплуатации.

7. Разработанный метод выбора процессов и схем рудоподготовки и обогащения и рекомендации по совершенствованию конструкции и методик расчета мельниц самоизмельчения приняты к внедрению институтом «Якутнипроалмаз» и использованы при реконструкции обогатительной фабрики №12 АК «АЛРОСА» с ожидаемым экономическим эффектом более 2,1 млн. рублей в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Монастырский В.Ф., Савицкий Л.В. Влияние текстурного строения алмазосодержащих руд на оптимальную крупность обогащаемого материала // Горный журнал. -2009. -№6. -С. 81-83.

2. Монастырский В.Ф., Савицкий Л.В., Савицкий В.Б., Лекарчук В.В. Оптимизация параметров разгрузочных решеток мельниц мокрого самоизмельчения для дезинтеграции кимберлитов II Горный информационно - аналитический бюллетень. -2008. - №6. -С. 325-328.

3. Савицкий Л.В. Совершенствование методов контроля параметров технологических схем алмазосодержащих предприятий АК «АЛРОСА» IIГорное оборудование и электромеханика. -2009. - №7. -С. 12-14.

4. Двойченкова Г.П., Чернышева Е.Н., Савицкий Л.В., Воронцов B.C. Интенсификация процессов рудоподготовки и тяжелосредной сепарации алмазосодержащего сырья трубки «Нюрбинская» // Горный журнал. - 2009. - №10. -С. 77-78.

5. Савицкий Л.В. Обоснование глубины переработки алмазосодержащего сырья для передела рудоподготовки // Сб. трудов междунар. научн.-техн. конф. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». - Екатеринбург, 2007. - С. 73-77.

6. Монастырский В.Ф., Савицкий Л.В. Разработка алгоритма выбора оптимальных режимов работы ММС на основе анализа вещественного состава обрабатываемых руд // Материалы Международного совещания «Прогрессивные методы обогащения и технологии глубокой переработки руд цветных, редких и платиновых металлов». - Красноярск: ТехПол, 2006. - С.195-197.

7. Монастырский В.Ф., Соловьев С.В., Воронцов B.C., Савицкий Л.В. Повышение эффективности работы ММС в условиях обогатительных фабрик АК «АЛРОСА» II Сборник «Проблемы, тенденции развития горнопромышленного регио-

на Республики Саха (Якутия)» - М.: Компания Спутник+, 2007. - С. 137-201.

8. Монастырский В.Ф., Савицкий Л.В. Повышение эффективности работы технологических схем // Сборник «Проблемы, тенденции развития горнопромышленного региона Республики Саха (Якутия)» -М.: Компания Спутник+,-2007. - С. 300-308.

9. Савицкий Л.В., Ларионов Н.П., Кизилова О.Б., Усольцева Т.Ю., Бражников А.И. Опыт внедрения технологии тяжелосредной сепарации на предприятиях АК «АЛРОСА» II Материалы IV Конгресса обогатителей стран СНГ. - Москва, 2003. - т.2. - С. 74-76.

Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, состоял в разработке методик исследований, в организации и непосредственном участии в выполнении исследований и испытаний, анализе и обобщении полученных результатов, разработке рекомендаций.

Подписано в печать 2010 Формат 60x90/16

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №

Отдел печати МГГУ, Москва, Ленинский просп., 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Савицкий, Леонид Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ СХЕМ И МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ И ОБОГАЩЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД

1.1 Схемы и технология обогащения алмазосодержащих руд на предприятиях АК «АЛРОСА»

1.2 Научно-исследовательские работы по моделированию схем рудоподготовки и обогащения полезных ископаемых

1.3 Постановка задач и методы исследований

Выводы к главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ

2.1 Исследования минералогического состава коренных месторождений алмазосодержащих руд

2.2 Исследования петрохимического состава коренных месторождений алмазосодержащих руд

2.3 Исследования текстурного строения руд коренных месторождений и россыпных песков

2.4 Исследование гранулометрических характеристик добытой руды

2.5 Исследования технологических свойств алмазов и вмещающих пород

Выводы к главе

ГЛАВА 3. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ РУД В ОПЕРАЦИЯХ РУДОПОДГОТОВКИ И ОБОГАЩЕНИЯ

3.1. Корреляционный анализ связей технологических свойств минералов алмазосодержащих руд и показателей обогащения

3.2. Разработка критериев для оценки технологических свойств алмазосодержащих руд

3.3. Методика многокритериальной оценки свойств руды и выбора процессов рудоподготовки и обогащения

Выводы к главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ СЛОЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1 Обоснование критерия сложности эксплуатации и выбор значимых показателей для расчета

4.2. Определение показателей качества технологических схем рудоподготовки и обогащения

4.3. Определение взаимосвязи между показателями надежности и коэффициентом сложности эксплуатации

4.4. Исследования надежности работы технологических оборудования и схем

4.5. Расчет коэффициента сложности эксплуатации для схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих руд

Выводы к главе

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

5.1.Выбор схем и технологического оборудования для процессов подготовки и обогащения алмазосодержащих руд

5.2. Выбор технологической схемы обогащения для реконструируемой обогатительной фабрики №

Выводы к главе

ГЛАВА 6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ МЕЛЬНИЦ САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

6.1 Определение зависимости пропускной способности мельниц мокрого самоизмельчения от условий эксплуатации.

6.2. Совершенствование конструкции мельниц самоизмельчения в условиях повышенной сложности эксплуатации

6.3. Оценка расхода электроэнергии в процессе самоизмельчения при повышенной сложности эксплуатации

6.4. Оценка производительности мельниц самоизмельчения в условиях повышенной сложности эксплуатации

6.4 Выводы к главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка многокритериального метода выбора рациональных схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих кимберлитов"

Основным направлением научно-технического прогресса в области обогащения алмазосодержащих руд является совершенствование существующих и разработка новых технологических схем, предусматривающих применение высокопроизводительного, эффективного и надежного оборудования.

Используемые методы выбора и сравнительного анализа технологических схем на стадии проектирования обогатительных фабрик часто не позволяют выбрать наиболее эффективные решения, о чем свидетельствует сопоставление проектных и достигнутых показателей работы ряда обогатительных фабрик АК «АЛРОСА». Одной из причин недостижения заложенных в проект технико-экономических показателей является снижение производительности из-за частых простоев оборудования. Это обусловлено тем, что применяемые схемы рудоподготовки и обогащения часто не соответствуют особенностям перерабатываемого сырья и сложным условиям эксплуатации оборудования. Недостаточный учет сложности условий эксплуатации оборудования при выборе технологических схем приводит к последующему росту капитальных и эксплуатационных затрат.

В научно-исследовательских и проектных предприятиях России уделяется внимание разработке новых методов выбора и расчета технологических схем с целью повышения их качества и адаптации к условиям эксплуатации. Несмотря на большой объем выполненных исследований, в настоящее время остаются нерешенными вопросы комплексного учета влияния свойств сырья, условий эксплуатации, надежности оборудования при оценке эффективности и выборе технологических схем обогащения.

Решение задачи повышения эффективности процессов и схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих руд требует разработки адекватных методик, которые бы в максимальной степени учитывали влияние на конечные показатели сложности условий эксплуатации. Для решения поставленной задачи необходимо научно обосновать значимые параметры руды, выполнить анализ и обобщение показателей надежности и работоспособности применяемого дробильного и обогатительного оборудования, разработать адекватные критерии качества и эффективности, обеспечивающие выбор рациональных технологических схем и достижение оптимальных показателей работы этих схем.

Решение поставленной задачи так же позволяет выбрать технические решения по оптимизации процессов рудоподготовки и обогащения в сложных условиях эксплуатации.

Совершенствованию методик разработки, анализа и проектирования технологических схем обогатительных фабрик посвящены работы отечественных ученых. Существенный вклад в развитие направления внесли: Чантурия В.А., Авдохин В.М., Барский JI.A., Вайсберг JI.A., Злобин М.Н., Кармазин В.И., Кармазин В.В., Козин В.З., Монастырский В.Ф., Морозов В.В., Мязин В.П., Потураев В.Н., Самыгин В.Д., Тихонов О.Н., Фатьянов М.Н., Чантурия E.JL, и др. ученые.

Выполненные анализ и обобщения научных исследований показали, что выбор технологических схем выполняется для обогатительных фабрик, условия работы на которых отличаются большим многообразием. Учет условий эксплуатации оборудования при обогащении алмазосодержащих руд с целью повышения степени обоснованности выбора требует выявления зависимостей показателей этих схем от физико-механических параметров руды, контрастности свойств, используемых в качестве разделительных признаков, энергопотребления.

Цель работы. Установление зависимостей показателей эффективности процессов дезинтеграции, рудоподготовки и обогащения от состава, структуры, физических свойств РУДЫ, сложности технологического обслуживания и их применение для выбора рациональных технологических схем и режимов переработки алмазосодержащих руд.

Идея работы заключается в применении комплексной системы критериев физико-механических свойств, параметров обогатимости алмазосодержащих руд и условий технологического обслуживания оборудования для повышения обоснованности выбора технологических схем.

Методы исследований. В работе использованы методы минералогического, дисперсионного и фракционного анализа руд, лабораторных и промышленных технологических исследований, корреляционного анализа связей параметров технологического процесса и статистической обработки результатов экспериментов.

Научные положения, разработанные соискателем, и их новизна:

1. Разработаны новые критерии для предварительной оценки эффективности обогащения, учитывающие различия в физикомеханических свойствах (коэффициент относительной твердости), контрастности значений разделительных признаков (коэффициенты относительной обогатимости) породных и ценных минералов, показатели надежности и энергоемкости технологического оборудования (коэффициент сложности эксплуатации), предназначенные для научно обоснованного выбора технических решений при проектировании процессов и технологических схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд.

2. Установлены зависимости показателей эффективности процессов рудоподготовки и обогащения от состава, структуры и физических свойств руды и условий эксплуатации технологического оборудования. Впервые получены аналитические уравнения зависимостей параметров технологического процесса и показателей надежности технологического оборудования от коэффициента сложности эксплуатации, пригодные для достоверной оценки значений параметров и показателей при выборе схем подготовки и обогащения алмазосодержащих РУД

3. Разработан метод выбора технологических схем для процессов подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающий выбор технологических процессов и оборудования для операций рудоподготовки и обогащения по значениям разработанных критериев качества руды и сложности условий эксплуатации, расчет комплексных показателей качества и выбор наилучших технологических схем.

4. Вскрыты причины снижения эффективности процесса самоизмельчения при обогащении прочных алмазосодержащих руд и обоснованы рекомендации по совершенствованию конструкций мельниц самоизмельчения и корректировке методик расчета их производительности.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются удовлетворительной сходимостью расчетных оценок и экспериментально измеренных значений параметров процессов рудоподготовки и обогащения (коэффициент К2=0,65-0,96), положительными результатами опытно-промышленной эксплуатации и внедрения результатов работы.

Научное значение работы заключается в разработке метода оценки эффективности и выбора технологических схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающего использование зависимостей характеристик эффективности и надежности технологического оборудования от сложности условий эксплуатации.

Практическое значение работы заключается в разработке методик и рекомендаций по выбору схем и совершенствованию технологических процессов рудоподготовки и обогащения, обеспечивающих повышение производительности мельниц самоизмельчения на алмазообогатительных фабриках, эксплуатируемых в сложных условиях.

Реализация результатов работы. Разработанные рекомендации по выбору схем рудоподготовки и обогащения и по совершенствованию процесса самоизмельчения алмазосодержащих кимберлитов приняты к внедрению на обогатительной фабрике №12 АК «АЛРОСА» с экономическим эффектом 2,1 млн. руб. в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2003-2009), Международной научно-практической конференции «Плаксинские чтения», 2004, 2006 гг., Международном конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2003, 2009 гг.), на Международном совещании «Прогрессивные технологии и системы машиностроения» (г. Донецк, 2007 г.), семинарах кафедр "Обогащение полезных ископаемых" МПИ ЯГУ и МГГУ (2009-2010 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, из них 4 статьи - в журналах по перечню ВАК Минобразования России.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 122 наименований, содержит 47 рисунков и 20 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Савицкий, Леонид Валерьевич

Основные результаты и выводы, полученные лично автором в результате исследования, заключаются в следующем:

1. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент относительной прочности, учитывающий различия в физико-механических свойствах породных минералов и ценного компонента, предназначенный для выбора процессов дезинтеграции и подготовки алмазосодержащих руд. Установлены интервалы значений критерия, предполагающие применение в схемах рудоподготовки процессов дробления, самоизмельчения или их комбинирования.

2. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент относительной обогатимости по разделительному признаку, предназначенный для выбора процессов обогащения алмазосодержащих руд. Установлены интервалы значений критерия, предполагающие применение в схемах рудоподготовки процессов тяжелосредной, рентгенолюминесцентной, магнитной, электрической и липкостной сепарации или их комбинирования.

3. Разработан и обоснован новый критерий - коэффициент сложности эксплуатации, предназначенный для выбора технических решений по оптимизации процессов и схем подготовки и обогащения алмазосодержащих руд в отличающихся по сложности условиях обслуживания технологического процесса.

3. Разработан метод выбора процессов и схем для подготовки и обогащения алмазосодержащих руд, включающий многокритериальную оценку качества руды и условий эксплуатации оборудования, выбор способов дезинтеграции, дробления, измельчения и гравитационной сепарации, синтез схем, расчет комплексных показателей качества схем и выбор рациональных схем с наилучшими показателями качества.

5. Выбрана оптимальная схема рудоподготовки и предварительного обогащения для обогатительной фабрики №12, работающей в сложных условиях эксплуатации, включающая процессы самоизмельчения, тяжелосредного обогащения класса -5 мм, рентгенолюминесцентной сепарации класса -30 +5 мм и доводки чернового концентрата с применением липкостной сепарации и магнитной доводки.

6. Разработаны рекомендации по модернизации конструкции решеток мельниц самоизмельчения, обеспечивающие за счет интенсификации продвижения и разгрузки готовых классов крупности увеличение производительности мельниц на 10,1%. Усовершенствована методика расчета производительности мельниц самоизмельчения, учитывающая сложность условий их эксплуатации.

7. Разработанный метод выбора процессов и схем рудоподготовки и обогащения и рекомендации по совершенствованию конструкции и методик расчета мельниц самоизмельчения приняты к внедрению институтом «Якутнипроалмаз» и использованы при реконструкции обогатительной фабрики №12 АК «АЛРОСА» с ожидаемым экономическим эффектом более 2,1 млн. рублей в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки многокритериального метода выбора рациональных схем рудоподготовки и обогащения алмазосодержащих кимберлитов, обеспечивающее повышение производительности обогатительных фабрик на 10,1%.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Савицкий, Леонид Валерьевич, Москва

1. Абрамов A.A. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых // М.: изд. МГГУ. -2004г. -510 с.

2. Авдохин В.М., Чернышева E.H. Сокращение потерь ферросилиция в процессе тяжелосредной сепарации алмазосодержащего сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень № 4, МГГУ, М., 2003 -С.240-244 .

3. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979.430 с.

4. Акимов В.Т. Статистический анализ надежности и восстановления горнотранспортного оборудования // Изв. ВУЗов. Горный журнал. Изд. СГИ, Свердловск, 1964.- №5.- С.88-97.

5. Алмазные обогатительные фабрики компании Dowding Reynard. Mining J., 1995,325, N 8345, с. 216.

6. Андреев Е.Е., Тихонов О.Н. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению. С-Пб., 2007,- 440 с.

7. Бадеев Ю.С., Пономарев Г.П. Исследование схемы обогащения медно-никелевой руды в тяжелых суспензиях // Цветные металлы, 1984.-№6.- С.82-84.

8. Барон Л.И. Кусковатость и методы ее измерения. М.: Издательство АН СССР, I960.- 124 с.

9. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. -М.: Недра, 1978. -380с.

10. Баранов В.Ф. Обзор технологических схем рудоподготовки // Горный журнал Обогащение руд, 1997, №4. С. 68-71.

11. Берт Р.О. Технология гравитационного обогащения. М.: Недра, 1979.- 392 с.

12. Бобриевич А.П., Бондаренко М.Н. и др. Алмазные месторождения Якутии. Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр. -Москва, 1959. -153 с.

13. Бортников A.B. Интенсификация процесса рудоподготовки с использованием мельниц мокрого самоизмельчения // Горный журнал, 1998, №2. С.51-54.

14. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.- 446 с.

15. Волошин H.H., Гашичев В.И., Шахаев С.А. Надежность работы технологических узлов обогатительных фабрик // Труды науч.-технич. конференции института Механобр, 1968.- Т.2.- С.277-295.

16. Бондаренко И.Ф., Колганов В.Ф. Определение физико-механических свойств кимберлитов на основе данных макропетрографического анализа опорных горизонтов трубки «Удачная» // Горный журнал, 2000.- №9.- С.8-10.

17. Бочаров В.А., Игнаткина В. А. Технология обогащения полезных ископаемых. Том 2. М.:РиМ. -2007. -375 с.

18. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов. М.: Наука, 1964.

19. Бусленко Н.П. Метод статистического моделирования. М.: Статистика, 1970. — 110 с.

20. Вайсберг Л.А., Гусаров Ю.Г., Пономарев А.П. Совершенствование предварительного грохочения и промывки руды в циклах обогащения в тяжелых суспензиях // Цветные металлы, 1984.-№4.- С.80-83.

21. Вайсберг JI.A., Круппа П.И., Баранов В.Ф. Развитие техники и технологии подготовки руд к обогащению // Цветные металлы, 2002, №2». С. 22-29.

22. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969.- 487 с.

23. Верхотуров М.В. Гравитационные методы обогащения. М.: МАКС-Пресс, 2006.- 352 с.

24. Вигдергауз В.Е. Теоретическое обоснование и разработка методов повышения контрастности физико-химических и флотационных свойств сульфидов на основе оптимизации окислительных процессов: Автореф.дис.д-ра техн. наук. М.,1991.-33 с.

25. Власов В.М., Андросов А.Д. Перспективы создания кристалло-сберегающих технологии алмазов // Наука и образование. Якутск, 1998.— №4.- С.83-84.

26. Волотковский B.C. Показатели надежности оборудования конвейерного транспорта карьеров. М.: Недра, 1990.- 192 с.

27. Выполнить исследования и оценить работу валкового пресса фирмы «Гумбольт-Ведаг» по додрабливанию продуктов циркуляции в схеме фабрики №3 //Отчет по НИР. -Якутнипроалмаз, Мирный, 2005.-43 с.

28. Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1984.-Т.1.- 560 с.

29. Горячев Б.Е., Чекушина Т.В. Современные методы оценки технологических свойств труднообогатимого и нетрадиционного минерального сырья благородных металлов и алмазов // Цветные металлы, 2005, №1

30. ГОСТ Р 50779.10-2000. Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения. М.: Госстандарт, 2000.

31. ГОСТ Р 8.563-96. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. М.: Госстандарт, 1996.

32. ГОСТ Р ИСО 10576-1-2006. Статистические методы. Руководство по оценке соответствия установленным требованиям. Часть 1. Общие требования. М.: Стандартинформ, 2006.

33. Дилон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. М.: Мир, 1984.- 176 с.

34. Дмитриев А.П., Зильбершмидт М.Г. Физические принципы рудоподготовки // Горный журнал, 1999, №1. С.23-27.

35. Докунин A.B. Динамика горных машин и ее влияние на надежность и долговечность // Горные машины и автоматика, 1986.- №9.-С.28-36.

36. Зинчук Н.Н, Коптиль В.И. Топоморфизм алмазов сибирской платформы. М.: Недра, 2003.- 603 с.

37. Зинчук H.H. Постмагматические минералы кимберлитов. — М., Недра, 2000.- 539 с.

38. Зуев A.B. Интенсификация пенной сепарации алмазосодержащих руд на основе электрохимического кондиционирования водных систем: Автореф. дисс. . кандидата технических наук. М.: ИПКОН РАН, 2001.

39. Изучение в промышленных условиях влияния конечной крупности измельчения кимберлитов на основные технологические показатели мельниц самоизмельчения: Отчет по НИР. Иркутск, 2007. -38 с.

40. Исследования методов раскрытия алмазов и первичного гравитационного обогащения кимберлитов Якутских алмазоносных месторождений: Отчет по НИР. Иркутск, 1996. - 26 с.

41. Казеннов М.Н. Методы лабораторных исследований и оценки измельчаемости руд для определения производительности промышленных барабанных мельниц. М.: Цветметинформация. 1967.- 120 с.

42. Калитин В.Т., Монастырский В.Ф. Процессы, происходящие при переработке и обогащении алмазосодержащего сырья. Ленинград: Обогащение руд, 2001.- С.58-62.

43. Кармазин В.И., Денисенко А.И., Серго Е.Е. Бесшаровое измельчение руд. М.: Недра, 1962.- 184 с.

44. Кармазин В.И., Серго Е.Е., Жендринский и др. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых. — М. : Недра, 1974.- С. 76-113.

45. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные и электрические методы обогащения. -М.: Недра, 1988. -354 с.

46. Козин В.З. Контроль технологических процессов обогащения. -Екатеринбург, 2005. 304 с.

47. Колганов В.Ф., Бондаренко И.Ф., Давиденко А.Ю., Васильев П.В. Компьютерное моделирование при разведке и оптимизации разработки месторождений алмазов. Новосибирск: Наука, 2008.- 262 с.

48. Кондакова А.Н. Математические модели оценки показателей надежности питателей люминесцентной сепарации // Сб. научных трудов V конгресса обогатителей стран СНГ, 2005,- Т.2.- С.45-48.

49. Конов Х.К., Коршунов В.В., Жилин В.В. Оценка измельчаемости руд методами математической статистики // Цветная металлургия, 2000, №7. С.8-21.

50. Кулебякин Н.М., Прокопенко A.B. Основные этапы создания и совершенствования технологии обогащения алмазосодержащих руд и песков // Горный журнал, 2001.- №5.- С.49-52.

51. Кэндал М., Стюарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука, 1984.- 854 с.

52. Латышенков A.M. Основы гидравлики. Ленинград: Гидрометеорологическое издательство, 1971.— 336 с.

53. Лейтес А.Б. Исследование некоторых закономерностей процесса самоизмельчения руд (на примере алмазоносных кимберлитов Якутии) // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Магнитогорск, 1971. - 154 с.

54. Ллойд Д., Липов М. Надежность. Организация исследования, методы, математический аппарат. М.: Сов. радио, 1964.- 68 с.

55. Методика выбора номенклатуры нормируемых показателей надежности машиностроения. М.: ВНИИПТМАШ, 1978.- 229 с.

56. Миненко В.Г. Интенсификация липкостной сепарации алмазосодержащих руд на основе электрохимического кондиционирования водных систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: ИПКОН РАН, 2004. - 21 с.

57. Минерально-петрографическая характеристика кимберлитов месторождения «Айхал»: Отчет по НИР. Иркутск, 1968.- 76 с.

58. Младецкий И.К. Мостыка Ю.С. Аналитическое определение показателей раскрытия руд. Днепропетровск, 1999.- 106 с.

59. Монастырский В. Ф., Соловьев C.B. Оптимизация режимов мельницы самоизмельчения при обогащении алмазосодержащего сырья // Горный журнал: Известия ВУЗов, 2000.- №4.- С.34-36.

60. Монастырский В.Ф. Разработка методов и средств управления надежностью горных машин // Наука и образование, №3. Якутск: издательство СО РАН, 2001.- С.144-151.

61. Монастырский В.Ф. Чаадаев A.C. Эксплутационная надежность мельниц самоизмельчения фабрики №14 АГОКа // Горный журнал, 2000.-№4.- С.38-41.

62. Монастырский В.Ф., Новиков Е.Е., Максютенко В.Ю. Методы и средства управления надежностью машин и сооружений // Надежность машин и сооружений. Киев: Наукова думка, 1998.

63. Монастырский В.Ф., Савицкий JI.B. Влияние текстурного строения алмазосодержащих руд на оптимальную крупность обогащаемого материала // Горный журнал, 2009.- №6.- С.81-83.

64. Монастырский В.Ф., Савицкий JI.B. Повышение эффективности работы технологических схем // Проблемы, тенденции развития горнопромышленного региона Республики Саха (Якутия). М.: Компания Спутник+, 2007.- С.300-308.

65. Морозов В.В., Авдохин В.М., Юшина Т.И. Совершенствование автоматического регулирования флотационного процесса с применением компьютерных моделей // Горный журнал, 2007. -№6. С. 58-62

66. Мязин В.П. Прогнозирование развития новой техники и технологии по переработке золотосодержащего сырья в 21 веке // Сб. научн. трудов V конгресса обогатителей стран СНГ, 2005.- Т.1.- С.78-82.

67. Мязин В.П., Никонов Е.А. Расчет технологических схем и моделирование процессов обогащения полезных ископаемых. Чита: Поиск, 2004 - 164 с.

68. Надежность в технике: ГОСТ 27.002-89. М.: Издательство стандартов, 1990.- 38с.

69. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985.- 608 с.

70. Нестеров Г.С. Технологическая оптимизация обогатительных фабрик. М.: Недра, 1976.- 120 с.

71. Никонов Н.С. Имитационное моделирование гравитационных процессов. М.: МГИ, 1999.- 97 с.

72. Обогащение алмазов. World Mining Equip., 1997, 21, N 9, с. 3.

73. Ожогина Е.Г. Котова О.Б., Чантурия Е.Л. Роль технологической минералогии в прогнозной оценке качества минерального сырья и его глубокой и комплексной переработке // Горный журнал, 2007.-№2.- С.15-22.

74. Олевский В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик. М.: Госгортехиздат, 1963,- 447 с.

75. Оценка физико-механических показателей пород в «разломных» зонах и их окрестностях на 6-м и 8-м горизонтах рудника «Интернациональный»: Отчет по НИР. Якутск, 2006.- 67 с.

76. Пивняк Г.Г., Вайсберг Л.А., Пилов П.И. и др. Измельчение, энергетика и технология. М: Руда и металлы, 2007.- 291 с.

77. Повышение эффективности традиционных методов обогащения минерального сырья на основе исследований измельчения // World Mining Equip., 1994, 18.- №5.- С.30-32.

78. Половко A.M. Основы теории надежности. М. : Наука, 1964. - 136 с.

79. Понтрячин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1969.- 484 с.

80. Потураев В.Н., Сокур В.И. Мельницы самоизмельчения. -Киев: Наукова думка, 1991.- 195 с.

81. Протодьяконов Н.М. Свойства породообразующих минералов и их электронное строение. М.: Наука, 1965.- 396 с.

82. Радкевич Я.М. Горные машины начала XXI века. Методы определения ограничений на параметры // Сб. Международного симпозиума «Горная техника на пороге XXI века». М.: МГГУ, 1996.-С.34-38.

83. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик.-М.:Недра, 1982,- 517 с.

84. Ревнивцев В.И. Основные направления развития рудопод-готовки и обогащения рудного сырья цветной металлургии // Цветные металлы.- 1997.- N 3.- С.1-4.

85. Рубинштейн Ю.Б., Волков Л.А. Математические методы в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1987.- 296 с.

86. Рыжков П.А. Математическая статистика в горном деле. М.: Высшая школа, 1983.- 286 с.

87. Савицкий Л.В. Выбор перспективных технологических схем обогащения алмазосодержащего сырья для предприятий АК «АЛРОСА» // Сб. тр. межд. научн.-техн. конф. «Машиностроение и техносфера XXI века». Севастополь-Донецк: ДНТУ, 2002.- Т.2.- С.48-53.

88. Савицкий Л.В. Обоснование глубины переработки алмазосодержащего сырья для передела рудоподготовки // Материалы

89. Международной научно-практической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». Екатеринбург, 2007.-С.73-77.

90. Савицкий JI.B. Совершенствование методов контроля параметров технологических схем алмазодобывающих предприятий АК «AJIPOCA» // Горное оборудование и электромеханика, 2009. №7.- С.12-14.

91. Современные методы оценки технологических свойств трудно обогатимого и нетрадиционного минерального сырья благородных металлов и алмазов и прогрессивные технологии их переработки // Материалы международного совещания. Иркутск, 2004. - 242 с.

92. Соловьев C.B. Разработка методов расчета и оптимизации технологических параметров мельницы мокрого самоизмельчения алмазосодержащих руд: Дисс .канд. техн. наук. Москва, 2006.- 102 с.

93. Солод В.И., Гегапанов В.Н., Шпильберг H.JI. Надежность горных машин и комплексов. М.: МГИ, 1972.- 198 с.

94. Солод C.B. Установление закономерностей формирования ресурсов горных машин // Известия ВУЗов, Горный журнал, 1987. №3.- С.91-94.

95. Справочник по обогащению полезных ископаемых // Под ред.

96. A.Ф. Таггарта. Т.З.- Москва, 1952.

97. Справочник по обогащению руд // Под ред. О.С.Богданова,

98. B.И. Ревнивцева. Москва, 1983.- 384 с.

99. Стахеев H.A., Витебский В.Я. Анализ и оценка технологических систем на основе теории надежности // Известия ВУЗов. Горный журнал. Свердловск, изд. СГИ, 1966.- №12,- С.60-65.

100. Строение, вещественный состав и особенности алмазоносности кимберлитов трубок «Мир» и «Айхал»: Отчет. Иркутск, 1969.- 291 с.

101. Технологический регламент на проектирование схемы рудоподготовки и обогащения фабрики №3 с учетом обработки руды подземной добычи рудника «Мир»: Регламент. Мирный, 2006.- 72 с.

102. Трейер В.Н. Теория долговечности и надежности машин. -Минск: Наука и техника, 1964.- 232 с.

103. Фатьянов A.B., Никитина Л.Г., Никитин C.B. Имитационное моделирование движения минеральных частиц различной плотности и крупности в нестандартном центробежном поле // Сб. научных трудов V конгресса обогатителей стран СНГ, 2005.- Т.2.- С.76-79.

104. Фоменко Т.Г. Гравитационные процессы обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1966.- 332 с.

105. Хан Г.А., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969.

106. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н, Крючков А.И. Коренные месторождения алмазоп мира. — М.: Недра, 1998.- 555 с.

107. Чаадаев A.C. Некоторые вопросы надежности мельниц мокрого самоизмельчения на алмазодобывающих предприятиях // Наука и образование, 1999.- №2.- С.46-50.

108. Чантурия В.А. Горячев Б.Е. Обогащение алмазосодержащих кимберлитов // В сб. Прогрессивные технологии комплексной переработки минерального сырья. ИПКОН РАН Р и М, 2008. С. 151-163

109. Чантурия В.А., Монастырский В.Ф., Двойченкова Г.П., Савицкий JI.B. и др. Интенсификация процессов обогащения алмазосодержащего сырья // Научное обеспечение развития горнопромышленных комплексов PC (Я). Новосибирск: Наука, 2003.384 с.

110. Чантурия E.JI. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. н.1, ч.2. Учебное пособие. -М.: изд. МГГУ, 2002. -331 с.

111. Шведова Г.Ф. Обогащение алмазосодержащей руды на руднике компании Де Бирс в Кимберли // Цветная металлургия, 1961. №11.- С.28-31.

112. Шохин В.М., Лопатин А.Г. Гравитационные процессы обогащения полезных ископаемых. М.: Наука, 1962.- 342 с.

113. Bergstrom J., Vomhoff Н. Experimental hydrocyclone flow field studies // Separation and Purification technology, 2007.- №53.- P. 130-132.

114. Clarkson C.J., Edward D.J., Lahey A.E. Применение моделирования в практике углеобогатительной фабрики // 13 Int. Coal Congr., Brisbane, 4-10 Okt., 1998.- P.883-894.

115. Firm Kluff starts to carry out the project of processing of diamonds in Copeton. Mining Mag., 1990, 163, N 1. -Pp. 62-68.

116. Heiskanen K., Morsky P., Knuutinen T. Autogenos grinding parameter estimation // Int. Pcoc. Miner. Process. Congr. Aachen, 1997.V.2.- P. 299-306.

117. Hochman R.A. New development in wastewater treatment technologies // Pollut. prew.rev. -1992-1993,3.-Nl. Pp.113-115.

118. Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, dec. 1974.- Pp.120-134.

119. Keast-Jones R. Smitham J.В., Horroks K.R. Continuous management in dividing density in heavymedium hydrocyclone // 18 Int. mining Congress, Sydney, Parkwille. 1993. - Pp. 349-356.

120. Mills seek ways to hold down comminution costs // Eng. And Mining Journal, 1976.- Pp. 223-226.

121. Spenger H., McCulloch. Технология обогащения в тяжелосредном сепараторе Larcodems //Aufbereit. Tech., 1998, 39.- №9.— Pp. 467-468.

122. Srivastava.P.J, Pathak P.N. Pre-concentration: a necessary step for upgrading tungsten ore. // Int. J. Mineral Processing, Vol.60, no.l, -2000. -Pp.12-18.