Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков с использованием аппаратов центробежно-ударного дробления

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков с использованием аппаратов центробежно-ударного дробления"

£§©Э?РОЛЫШЙ ЗКЗНМШ1ЯР

На правах рукописи

Колодежная Екатерина Владимировна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТОВ ЦЕНТРОБЕЖНО-УДАРНОГО ДРОБЛЕНИЯ

Специальность 25.00.13 - «Обогащение полезных ископаемых»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2009

003471988

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

Научный руководитель - доктор технических наук

Шадрунова Ирина Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Лавриненко Анатолий Афанасьевич (ИПКОН РАН, г. Москва)

кандидат технических наук Цыгалов Михаил Александрович (ОАО «ММК», г. Магнитогорск)

Ведущая организация: ООО «Уралмаш - Инжиниринг»,

дивизион Горное оборудование, г. Екатеринбург.

Защита диссертации состоится «26» июня 2009 г. в 13— ч. на заседании диссертационного совета Д 212.111.02 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, аудитория 115.

Тел./факс (3519)24-84-26,29-85-55

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. К Носова».

Автореферат разослан «25» мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, и

доктор технических наук С. Н. Корнилов

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Эксплуатация техногенного металлсодержащего сырья является одним из перспективных направлений расширения минерально-сырьевой базы России. Из всего многообразия техногенных образований, получаемых в металлургическом производстве, основной объем составляют шлаки. Массовая доля ценных компонентов в металлургических шлаках сопоставима, а зачастую и превосходит этот показатель по рудам, а использование металла, извлекаемого из шлака, дает большой экономический эффект. Так, стоимость 1 т железа, получаемого из сталеплавильного шлака, на 30 - 40 % ниже стоимости покупаемого металлолома. В шлаковых отвалах России накоплено более 800 млн. тонн шлаков черной и цветной металлургии, в том числе 350 млн. тонн шлаков черной металлургии, 125 млн. тонн шлаков медной плавки и более 200 млн. тонн никелевых, и их переработка позволит исключить отчуждение сельхозугодий, образование пыли и загрязнение водного и воздушного бассейнов. Однако следует отметить, что в России средний уровень использования сталеплавильных металлургических шлаков не превышает 60%, а доля использования медных и никелевых шлаков составляет лишь 40 - 47%.

Сложность глубокой переработки металлургических шлаков обусловлена трудностью раскрытия сростков ценных компонентов при дезинтеграции для извлечения их в товарные продукты кондиционного качества. Основная задача дезинтеграции техногенного сырья состоит в том, чтобы разрушить объект по границам раздела фаз без переизмельчения при минимизации энергозатрат. Используемые на практике щековые и конусные дробилки при высоких энергетических затратах не обеспечивают достаточного раскрытия зерен ценных компонентов в шлаках. При этом разрушение проходит валово. Это приводит к потерям металла и снижает технологические показатели переработки шлаков. В теории и практике переработки техногенного сырья нет единого подхода к решению проблемы селективной дезинтеграции шлаков. Без полного учета особенностей физико-механических свойств и структурно-морфометрических параметров строения шлаков невозможно обеспечить селективную дезинтеграцию металлургических шлаков, что является условием их комплексной и эффективной переработки.

Выбор и обоснование способов селективного разрушения шлаков перед их обогащением, адекватных технологическим особенностям техногенного сырья, является весьма актуальной научной и практической задачей.

Целью исследования является разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления перед их обогащением.

Идея работы заключается в использовании ударного разрушения, реализованного в аппаратах центробежно-ударного дробления, для дезинтеграции структурно-неоднородных техногенных материалов по межзерновым границам с целью повышения эффективности их последующей переработки.

В качестве объектов исследования выбраны сталеплавильные шлаки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», медные шлаки пред-

приятия ЗАО «Карабашмедь», отвальные никельсодержащие шлаки комбината «Североникель» и гранулированные никельсодержащие шлаки комбината «Печенганикель», как наиболее типичные и достаточно полно характеризующие этот вид техногенного сырья.

Предметом исследования является технология дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Поставленная цель и сформулированная идея работы определили постановку следующих задач:

¡.Анализ современного состояния технологий дезинтеграции металлургических шлаков перед их обогащением и оценка селективности дезинтеграции в различных аппаратах дробления.

2. Исследование физико-механических свойств шлаков для выбора и обоснования критерия оценки селективности дезинтеграции в аппаратах центробежно-ударного дробления.

3. Обоснование механизма селективной дезинтеграции металлургических шлаков и построение схемы механического нагружения элемента в аппаратах центробежно-ударного дробления.

4. Установление зависимости между технологическими параметрами работы центробежно-ударных дробилок и физико-механическими свойствами разрушаемого материала, выбор оптимальной скорости вращения ускорителя дробилки.

5.Оценка эффективности технологических решений селективной дезинтеграции различных видов металлургических шлаков в аппаратах центро-бежно-ударного дробления.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы был использован комплекс физических, химических и физико-химических методов: химический, минераграфический, спектральный, гранулометрический анализы; метод электронной микроскопии; метод восстановленного отпечатка определения микротвердости и микрохрупкости; метод оценки раскрываемости и определения морфометрических параметров зерен с помощью промышленной системы анализа изображений SIAMS - 600; флотационные опыты на лабораторных установках. Все виды анализов проводились с использованием стандартных методик и аппаратуры в лабораториях ГОУ ВПО «МГТУ», Александринской горнорудной компании, «Центра изучения вещества» (ИПКОН РАН, г. Москва), ЗАО «Урал-Омега». Работа выполнена с применением методов обобщения и систематизации материалов по проблеме исследования, физического моделирования, прикладной математики, математической статистики, теории вероятности, прикладных программ Microsoft Exel.

Теоретической основой исследований явились работы по:

• технологической минералогии металлургических шлаков (проф. Ва-нюков А. В., Батанова А. М., Лапин В. В., Белянкин Д. С., Котельникова А.Р., Митрофанов С. И.), позволившие выявить параметры и показатели структуры шлака, особенности физико-механических свойств техногенного сырья;

• технологии переработки шлаков (Довгополов В. И., Лакер М. М., Мазурчук Э. Н., Панфилов М. И., Сорокин Ю. В.), послужившие основой для разработки технологических решений дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления;

• научно-методическому обоснованию технологии селективной дезинтеграции (акад. Чантурия В. А., чл. - корр. Ревнивцев В. И., Барон Л. И., Хо-пунов Э. А., проф. Вайсберг Л. А., Клыков Ю. Г., проф. Юсупов Т. С.), позволившие выбрать и обосновать критерий селективной дезинтеграции металлургических шлаков.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Наличие на периферии металлических включений шлаков реакционной каемки, обладающей существенно большей микрохрупкостью по сравнению с основной матрицей и металлом, определяет перспективность селективной дезинтеграции в аппаратах центробежно-ударного дробления.

2. Критерием селективности дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления является соотношение микро-твердостей силикатной фазы (Я„) и металлических включений (#„) шлака; селективность дезинтеграции обеспечивается при #„/Н„ > 0,83.

3. Минимально необходимая для разрушения куска скорость вращения ускорителя центробежно-ударной дробилки и физико-механические характеристики шлаков связаны зависимостью

где V - скорость вращения ускорителя дробилки, м/с; СТсж - предел прочности

при сжатии, Па; Е - модуль упругости, Па; ц- коэффициент Пуассона; т -масса куска, кг; /--радиус куска, м; 3,19 - эмпирический коэффициент.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

• Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что селективность дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления обусловлена наличием структур замещения и существенным (в 4 - 5 раз) различием прочностных свойств основных фаз шлака.

• Впервые для обоснования возможности селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления установлен критерий оценки селективности дезинтеграции и его граничное значение (разрушение селективно по межзерновым границам при соотношении микротвердостей металлических включений и силикатной фазы более 0,83).

• Вскрыт механизм селективного разрушения куска шлака в аппаратах центробежно-ударного дробления, заключающийся в селективном разрушении куска шлака по межзерновым границам за счет приложения распределенных инерционных нагрузок и различия морфометрических параметров зерен металлической и силикатных фаз, в результате чего в зернах фаз шлака возникают различные по величине силы инерции.

• Установлена зависимость скорости вращения ускорителя центро-бежно-ударной дробилки от физико-механических характеристик материала, подвергаемого дезинтеграции.

Практическая значимость работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана технология селективной дезинтеграции металлургических шлаков с применением центробежно-ударной дробилки ДЦ в третьей стадии дробления, обеспечивающая большую раскрываемость зерен ценного компонента шлака в процессе дезинтеграции и высокие показатели последующего обогащения. Разработана методика экспрессной оценки селективности дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена применением современных методов исследования и методик диагностирования, сходимостью результатов экспериментальных исследований (коэффициент корреляции 92%) и их сопоставимостью с результатами теоретического анализа, положительными результатами лабораторных испытаний предложенной технологии селективной дезинтеграции медных шлаков.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на IV Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, 2007 г.); Международном совещании «Плаксинские чтения -2007» (Апатиты, 2007 г.); Международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2008 г.); 24 Международном конгрессе по обогащению (Пекин, 2008 г.) (XXIV International mining process congress in Beijing); Международной конференции «Центробежная техника - высокие технологии» (Минск, «НПО «Центр»», 2008 г.), а также в 9 публикациях материалов исследований в зарубежных, российских и региональных изданиях.

Реализация результатов работы. В условиях Александринской обогатительной фабрики предложенная технология селективной дезинтеграции металлургических шлаков с использованием аппаратов центробежно-ударного дробления при переработке медных шлаков Карабашского медеплавильного завода позволила повысить массовую долю меди в концентрате с 21,35% до 27,04% при извлечении меди в медный концентрат 96,27%.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 105 наименований, приложения и содержит 143 страницы, 25 таблиц, 30 рисунков.

Личный вклад автора состоял в организации и непосредственном участии в выполнении исследований, анализе и обобщении полученных результатов.

Работа выполнена при поддержке Грантов РНП 2.1.2.6594 Минобрнау-ки по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы» и Научной школы академика В.А. Чантурия.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н. Шадруновой И. В., сотрудникам УРАН ИПКОН РАН и ГОУ ВПО

«МГТУ», специалистам ЗАО «Урал-Омега» и ОАО «Александринская горнорудная компания».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации проанализирована проблема селективной дезинтеграции металлургических шлаков в теории, отечественной и зарубежной практике их комплексной переработки; оценены ресурсные запасы металлургических шлаков различного генезиса; дан сравнительный анализ геометрической и энергетической селективности дезинтеграции природного и техногенного сырья в дробилках, реализующих различные способы разрушения; определены объект, предмет и методы исследования, цель и пути достижения поставленных в диссертационной работе задач.

Во второй главе выявлены специфические свойства шлаков, требующие особого подхода к процессам дезинтеграции этого техногенного сырья; определены фазовый состав, морфометрические и структурно-текстурные параметры, физико-механические свойства шлаков; обоснован экспрессный критерий селективности дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

В третьей главе представлен процесс дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления с точки зрения ударно-волновой теории разрушения; раскрыт механизм селективного разрушения куска шлака в аппаратах дробления с учетом распределения инерционных нагрузок и обоснована теоретическая зависимость взаимовлияния параметров работы дробилок ДЦ и физико-механических характеристик дробимого материала в процессе дезинтеграции; уточнена схема нагружения куска шлака в камере дробилки и установлено влияние морфометрических параметров зерен фаз шлака на селективность разрушения; сформулированы технологические рекомендации по селективной дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления перед обогащением.

В четвертой главе представлена опытно-экспериментальная оценка и доказана эффективность технологических решений селективной дезинтеграции шлаков ЗАО «Карабашмедь» в аппаратах центробежно-ударного дробления при последующем обогащении; приведены результаты раскрываемости и селективности дезинтеграции шлаков в различных аппаратах дробления; оценено влияние скорости вращения ускорителя центробежно-ударных дробилок на технологические показатели флотационного обогащения шлаков.

В пятой главе проанализированы результаты опытно-экспериментальной работы по селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления, подтвердившие верность идеи и научных положений диссертационного исследования; рассчитана технико-экономическая эффективность разработанных технологических решений.

Объемы шлаковых отвалов, образовавшихся на крупнейших металлургических предприятиях страны, а также массовая доля ценных компонентов в шлаках подтверждают ресурсную ценность и практическую необходимость

вовлечения их в эффективную переработку. В металлургической промышленности России ежегодно образуется более 95 млн. тонн шлаков, в том числе около 79 млн. тонн шлаков доменного, сталеплавильного, литейного и ферросплавного производств. Прогнозные ресурсы объектов исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Прогнозные ресурсы объектов исследования

Вид шлака (основной ценный компонент) Объем запасов, млн. тонн Массовая доля ценного компонента, %

Сталеплавильные шлаки ОАО «ММК» (железо) 75,0 23,0-25,0

Отвальные никелевые шлаки ОАО «Североникель» (никель) 27,0 0,2 - 0,3

Текущие никелевые шлаки ОАО «Печенганикель» (никель) 23,0 0,2-0,3

Медные шлаки ЗАО «Карабашмедь» (медь) 20,0 5,0-6,5

Усовершенствование экспериментальной техники и внедрение инновационных технологий изучения техногенного сырья с помощью электронных сканирующих микроскопов позволило диагностировать основные фазы шлаков. Установлено, что исследуемые шлаки представляют собой силикатную матрицу с локализованными включениями ценного компонента (таблица 2).

Таблица 2 - Фазовый состав исследуемых шлаков

Вид шлака Микрофотография шлака Описание

Сталеплавильный шлак ОАО «ММК» ¡¡¡21 1 - матрица-апит ЗСаО*8Ю2, 2 - включения - меллилит Са2А1(А15Ю7); 3 - перешейки замещения - кордие-рит(Мв,Ре)2А13(А1315018).

Гранулированный никелевый шлак комбината «Печенганикель» 1 1 - никеленосный пирротин; 2 - реакционная каемка - цинковая шпинель 2пО*АЬОз; 3 - матрица алюмосиликат СаО*2А)гОз*5Ю2, с примесями 2п, Сг, А1.

Отвальный никелевый шлак комбината «Североникель» ■ 1 - никеленосный пирротин; 2 - реакционная каемка - цинковая шпинель 2пО*А12Оз; 3 - матрица-алюмосиликат СаО*2А12Оз*8Ю2„ с примесями Тп, Сг, А1; 4 - кристаллы - оксиды Ие, Мп, М§.

' <, ; з «1 4 й ¡■ош '' т.от ......ш »"км

Медный шлак ЗАО «Карабашмедь» - 1 - металлическая медь; 2 - цинковая шпинель 2пО*А12Оз; 3 - матрица - фаялит РеО*ЗЮ2 с примесями 2 2пО*8Ю2; 4 - вюстит РеО с примесями Сг, А1.

В сталеплавильных шлаках ОАО «ММК» отдельные зерна меллилита неправильной формы, соединяясь друг с другом, образуют тонкие перешейки, в которых происходит частичное замещение кремния силикатной матри-

цы на алюминий и образуется отдельная фаза кордиерита. Структура замещения имеет изрезанную границу перехода от одной фазы к другой и ее размеры не превышают 15 мкм.

В медных и никелевых шлаках обнаружены круглые включения металлической фазы, покрытые по периферии реакционной каемкой, представленной цинковой шпинелью. Толщина реакционной каемки не превышает 150 мкм. Замещение в силикатном тетраэдре кремния на алюминий (имеющий больший ионный радиус) делает образовавшуюся фазу цинковой шпинели более хрупкой. Наличие реакционных каемок создает предпосылки для селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центро-бежно-ударного дробления, в которых разрушение происходит за счет различия прочностных свойств компонентов.

Прогнозирование зон концентрации металлов в продуктах дробления шлаков проводилось на основании распределения размеров зерен ценного компонента и фактора круглой формы металлических включений (таблица 3). Таблица 3 - Морфометрические параметры шлаков

Сталеплавильный шлак ОАО «ММК» Никелевый шлак комбината «Севе-роникель» Никелевый шлак комбината «Печенганикель» Медный шлак ЗАО «Карабашмедь»

Круглый фактор формы металлических включений, СИ

0,74 0,89 0,81 0,92

Распределение размеров металлических включений, Ц. р, мм

0,084 0,063 0,127 0,352

Размеры металлических включений исследуемых шлаков находятся в диапазоне от 60 - 350 мкм, что является приемлемой крупностью для современных гравитационных, флотационных и магнитных обогатительных аппаратов; размеры неметаллических включений - до 500 мкм. Установлено близкое соотношение морфометрических параметров компонентов шлаков различного генезиса и отсутствие в них сложных, тройных или эмульсионных сростков основных компонентов. Существенное различие в исследуемых шлаках форм и размеров зерен металлических включений и силикатной матрицы предопределяет их неодинаковое поведение при ударном нагружении, реализованном в аппаратах центробежно-ударного дробления.

В аппаратах центробежно-ударного дробления происходит селективное разрушение компонентов материала, обладающих различным сопротивлением удару - хрупкостью и твердостью. Металлургические шлаки являются композитным техногенным сырьем, что ограничивает оценку прочностных свойств их компонентов по стандартным методикам. В работе впервые для количественного определения прочностных свойств компонентов исследуемых шлаков предложено использовать показатели «микрохрупкость» и «микротвердость», устанавливаемые с помощью микротвердомера ПТМ-3.

Хрупкость оценивалась по числу отпечатков с трещинами одного типа. Суммарный балл хрупкости рассчитывался по формуле: 2Р=0 * п0 + I* п, + 2* пг + З*«3 + 4*я4 + 5 * я5 где щ, «/, и;... - количество отпечатков с трещинами /-ого типа.

Хрупкость материала характеризуется статической кривой, выражающей зависимость суммарного балла хрупкости от величины прилагаемой нагрузки (рисунок 1).

^—корольки металла В алит —♦—металлическая медь —•—фаялит

—А кордиерит —V—меллилит —*—цинковая шпинель —Ш—вюстиит

а) б)

Рисунок 1 - Зависимость суммарного балла хрупкости от величины прилагаемой нагрузки: а) сталеплавильные шлаки «ММК»; б) медные шлаки «Карабашмедь»

Установлено, что повышенной хрупкостью обладают силикатные минералы шлаковых фаз (суммарный балл хрупкости 35 - 45) по отношению к рудным минералам (суммарный балл хрупкости 19 - 27). Наибольшей хрупкостью в исследуемых шлаках обладают фазы реакционных каемок и перешейки замещения (суммарный балл хрупкости 100 - 106). Концентрическая структура замещения реакционной каемки, образующей разупрочненную границу между матрицей и рудной фазой, способствует селективной дезинтеграции шлака в аппаратах центробежно-ударного дробления. Это определяет селективную дезинтеграцию в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Это доказывает первое научное положение: наличие на периферии металлических включений шпаков реакционной каемки, обладающей существенно большей микрохрупкостью по сравнению с основной матрицей и металлом, определяет перспективность селективной дезинтеграции в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Установлено, что в исследуемых шлаках большей микротвердостью обладают оксидные фазы по сравнению с силикатной матрицей (таблица 4). Проведенные исследования полностью подтвердили предположение о разупрочнении фаз реакционных каемок в результате частичного замещения ионов кремния на алюминий.

Таблица 4 - Прочностные характеристики компонентов исследуемых шлаков

Вид шлака Фазы Ър Микротвердость, МПа

1 2 3 4

Сталеплавильный шлак ОАО «ММК» корольки металла 27 1282

алит 45 5123

кордиерит 101 805

меллилит 40 4743

Никелевый шлак комбината «Североникель» никеленосный пирротин; 23 1550

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4

алюмосиликат, с примесями Хп, Сг, А1 47 2925

цинковая шпинель 106 778

оксиды Ие, Мп, 34 3648

Никелевый шлак комбината «Печенганикель» никеленосный пирротин 22 1423

алюмосиликат, с примесями Ъл, Сг, А1 42 3256

цинковая шпинель 102 754

оксиды Ре, Мп, Mg 43 5957

Медный шлак ЗАО «Карабашмедь» металлическая медь 19 1481

фаялит с примесями 22пО*8Юг 35 2925

цинковая шпинель 102 712

вюстит с примесями Ъл, Сг, А1 39 3648

Опираясь на результаты исследований и данные научно-технической литературы, составлена корреляционная диаграмма твердости компонентов шлака (рисунок 2), иллюстрирующая существенные различия классов твердости металлических включений и шлаковой составляющей.

При рассмотрении куска шлака, как силикатной матрицы с включениями ценного компонента, в качестве критерия селективности дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления принято соотношение микротвердостей силикатной фазы #„ и металлических включений Нв шлака.

Селективное разрушение минералов включений произойдет при условии, что напряжения, создаваемые во включениях, будут равны или больше предельных напряжений, необходимых для разрушения минерала включений, а напряжения, создаваемые в минералах матрицы, меньше предельных напряжений, необходимых для разрушения минерала матрицы. С учетом действующих напряжений в матрице и включениях, условие разрушения минерала включений имеет вид неравенства, позволяющего определять, при каком соотношении физико-механических характеристик компо-

нентов материала произойдет селективное разрушение одного из компонентов:

о-7 Е^ _1_

о? Я. \ , ^ 2Е„(у,-у„)_' (О

' + М* + + ¿00 ~ )) Е.

где Ем, Е„ - модуль упругости силикатной матрицы и включений, Па; цм, цв - коэффициент Пуассона; с"^, ст"вр - предельное напряжение матрицы и включений, Па.

а"р Е

При обозначении ~ = у, = Мв = хг и Мм ~ хз > получили функцию:

\ + 2хх __

' 2' (1+х3 + лг, (1 + х2 )(1 — 2ДГ2 ))

Решение уравнения (2) при условии, что соотношение модулей упругости матрицы и включений для шлаков больше 1, а значения коэффициента Пуассона находится в пределах от 0,001 до 0,9, показало, что минимальное значение функции равно 0,83. С учетом корреляционной зависимости микротвердости от предела прочности материала при сжатии (# = 22,5(7^), установлено условие селективного разрушения: (Нм / Нв) > 0,83.

В исследуемых шлаках соотношение микротвердостей матрицы и включений больше указанного значения, что свидетельствует о возможности селективного разрушения шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления (таблица 5) по границам срастания зерен металлических включений и силикатной матрицы.

Таблица 5 - Значения критерия селективности исследуемых шлаков

Вид шлака Отношение мнкротвердости матрицы и металлических включений Отношение микротвердости шлаковых компонентов

шлак ОАО «ММК» 6,3 1,08

шлак комбината «Североникель» 3,75 0,8

шлак комбината «Печенганикель» 4,31 0,54

шлак ЗАО «Карабашмедь» 4,1 0,8

Это позволило сформулировать второе научное положение: критерием селективности дезинтеграции металлургических ишаков в аппаратах центробежно-ударного дробления является соотношение микротвердостей силикатной фазы (НЛ) и металлических включений (Н^ шлака; селективность дезинтеграции обеспечивается при (7/,,/Я^ > 0,83.

Для определения оптимальной скорости вращения ускорителя центро-бежно-ударной дробилки, установлен механизм селективного разрушения куска шлака в аппаратах центробежно-ударного дробления с учетом распределенного характера инерционных нагрузок. Силовое взаимодействие куска шлака и рабочего органа дробилки обусловлено торможением куска материала на инструменте, при этом в куске шлака возникают различные по величи-

не силы инерции, приложенные в центрах зерен и направленные к поверхности камеры дробления. Схема нагружения с учетом распределенного характера сил инерции представлена на рисунке 3.

VI

/

I/

Рисунок 3 - Схема нагружения куска шлака (а) и зерен различной формы (б) в камере центробежно-ударной дробилки

Чем больше различия плотности и объема металлических включений и шлаковых фаз, тем больше различие сил инерции, возникающих в фазах шлака, что способствует возникновению нормальных напряжений, обусловленных как сжатием осж так и изгибом ат. При такой схеме нагружения обеспечивается разрушение материала по границам срастаний зерен при более низких значениях ускорений, следовательно, и меньших энергетических затратах.

Анализ представленной схемы нагружения показывает, что морфомет-рические параметры зерен также влияют на характер разрушения металлургических шлаков в инерционных аппаратах: чем больше фактор круглой формы зерна (для рудных фаз 0,8...1,0), тем меньше величина изгибающих напряжений. Поэтому в этом случае следует ожидать лишь обдирку поверхности зерна или сколы. Таким образом, в первую очередь происходит разрушение призматических и игольчатых зерен фаялита, железо-магниевого оксида и зерен неправильной формы меллилита.

Анализ кинетической модели разрушения куска материала в камере центробежно-ударной дробилки показал, что основным параметром, регулирующим работу дробилки, является скорость вращения ускорителя, от которой зависит абсолютная скорость куска в момент удара и кинетическая энергия удара.

Определение зависимости минимально необходимой для разрушения куска скорости вращения ускорителя центробежно-ударной дробилки от физико-механических характеристик шлаков проводилось на основе уравнения силы динамического взаимодействия Ра. Согласно теории Герца, сила динамического взаимодействия определяется выражением:

(3)

где Рд — сила динамического взаимодействия куска и отбойной плиты, Я; т — масса куска материала, кг, е - величина сжатия (приближения) куска к плите (равная смещению его центра инерции), м\1 — время удара, с.

На конечной стадии удара значения силы Р^ и величина сжатия куска к плите е максимальны. Для нахождения максимальной силы динамического взаимодействия и величины сжатия провели ряд интегральных вычислений и получили, что максимальная сила взаимодействия соударяющихся тел будет равна

(4)

где К1иК2- коэффициенты, зависящие от свойств разрушаемого материала, которые определяются по формулам (5)

(5)

3 1-м т

При подстановке максимальной силы динамического взаимодействия (4) в выражение предела прочности материала при сжатии и решении полученного выражения относительно скорости, получили искомое выражение взаимовлияния параметров работы центробежно-ударной дробилки и физико-механических характеристик разрушаемого материала.

Это позволило сформулировать третье научное положение: минимально необходимая для разрушения куска скорость вращения ускорителя центробежно-ударной дробилки и физико-механические характеристики шлаков связаны зависимостью

ТТ

V = 3,19 -а,

О-Г) К V Е \т

где V — скорость вращения ускорителя дробилки, м/с; <УСЖ- предел прочности при сжатии, Па; Е - модуль упругости, Па; р- коэффициент Пуассона; т - масса куска, кг; г-радиус куска, м; 3,19 - эмпирический коэффициент.

Оценка предложенных технологических решений по селективной дезинтеграции шлаков проведена в условиях лаборатории Александринской обогатительной фабрики, перерабатывающей медные шлаки ЗАО «Карбаш-медь». Для реализации разработанной технологии предлагается установка центробежно-ударной дробилки ДЦ-1,6 в третьей стадии дробления. Определено, что технологические показатели флотации шлаков, рудоподготовка которых включала селективную дезинтеграцию в центробежно-ударных аппаратах, выше показателей, полученных при переработке шлаков по фабричной схеме рудоподготовки.

Изучение раскрываемости медных шлаков ЗАО «Карабашмедь», раздробленных на щековой и центробежно-ударной дробилках (при скорости вращения ускорителя центробежно-ударной дробилки 50, 70 и 90 м/с), показало, что введение третьей стадии дробления шлаков в центробежно-ударных аппаратах позволило снизить крупность материала, подаваемого в мельницу первой стадии до - 5 мм, при этом выход готового класса крупности -0,071 мм увеличился до 10,5%, а извлечении меди в этот класс крупности возросло на 10,0% (таблица 6). При дезинтеграции шлаков в аппаратах ДЦ при скоро-

сти вращения ускорителя 90 м/с, раскрываемость зерен ценных компонентов медных шлаков увеличилась на 12,5% по сравнению с раскрываемостью при дроблении в щековой дробилке и составила 53,34%. Таблица 6. Раскрываемость шлака

Продукт Класс крупности, мм Выход, % Массовая доля Си, % Извлечение Си, % Медь, % Сульфиды, %

Своб. зерна сростки своб. зерна сростки

¿Ценовая дробилка /Г°-074 = 4,42% +0,56 81,84 6,76 84,30 0,45 9,11 0,26 6,88

+0,28 5,43 7,39 6,11 0,49 11,64 0,67 4,96

+0,14 6,45 6,25 6,14 0,87 8,75 0,59 3,13

+0,1 0,30 6,33 0,29 2,30 6,93 0,85 1,32

+0,071 1,56 5,44 1,29 6,06 3,15 3,22 0,66

+0,045 2,03 3,17 0,98 8,73 1,58 2,78 0,51

-0,045 2,39 2,42 0,88 11,70 0,64 1,64 0,13

Итого: 100 6,56 100,00 30,60 41,80 10,01 17,59

ДЦ, 90 м/с /Г0-074 = Ю,5% +0,56 58,9 6,26 56,15 0,38 5,87 0,26 6,77

+0,28 12,70 6,94 13,42 0,42 9,13 0,54 3,08

+0,14 14,20 6,68 14,45 0,55 8,65 0,53 1,69

+0,1 0,60 7,11 0,65 4,78 5,65 1,75 0,76

+0,071 3,10 7,34 3,47 9,09 2,57 4,02 0,54

+0,045 4,70 7,48 5,35 11,67 1,49 2,44 0,21

-0,045 5,80 7,37 6,51 14,13 0,14 2,78 0,11

Итого: 100 6,57 100,00 41,02 33,50 12,32 13,16

Переработка медных шлаков по технологии рудоподготовки, включающей селективную дезинтеграцию в центробежно-ударных аппаратах (третья стадия дробления), при скорости вращения ускорителя 90 м/с, позволила получить более высокие технологические показатели обогащения: массовая доля меди в медном концентрате составила 27,04% при извлечении 96,27%, массовая доля меди в хвостах составила 0,31% (таблица 7).

Таблица 7. Результаты флотации медных шлаков

Варианты рудоподготовки Продукт Выход Рси>К еСи,%

г %

Дробление на щековой дробилке концентрат 223,78 22,62 21,58 76,86

хвосты 765,72 77,38 1,90 23,14

Дробление на ДЦ, скорость вращения ускорителя 50 м/с концентрат 228,80 22,90 24,62 88,80

хвосты 770,40 77,10 0,92 11,20

Дробление на ДЦ, скорость вращения ускорителя 70 м/с концентрат 221,10 22,34 25,72 90,49

хвосты 768,4 77,66 0,78 9,51

Дробление на ДЦ, скорость вращения ускорителя 90 м/с концентрат 221,10 22,61 27,04 96,27

хвосты 756,8 77,39 0,31 3,73

При переработке в условиях Александринской ОФ 200 тыс. тонн шлаков в год по предложенной технологии селективной дезинтеграции с исполь-

зованием аппаратов центробежно-ударного дробления, экономический эффект составит 42 млн. рублей в ценах на 01.01.2009 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научно-практической задачи - разработана технология селективной дезинтеграции шлаков, имеющая существенное значение для развития теории и практики переработки металлургических шлаков различного генезиса. На основе изученных вещественного состава и физико-механических свойств шлаков, выбора и обоснования экспрессного критерия селективности дезинтеграции шлаков, уточнения механизма дезинтеграции и определения зависимости между параметрами работы центробежно-ударных дробилок, результатов флотации шлаков доказана селективность дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления. Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Установлено наличие на периферии зерен металлических включений медных и никелевых шлаков реакционной каемки, в которой произошло частичное замещение кремния в силикатном тетраэдре на алюминий, что делает образовавшуюся фазу более хрупкой и разупрочняет границу контакта между матрицей и включениями ценного компонента. Толщина реакционной каемки не превышает 15 мкм.

2. Введен критерий селективности дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления - соотношение микротвердостей силикатной матрицы и металлических включений. Дезинтеграция будет проходить селективно, если значение критерия больше 0,83. Составлена диаграмма соответствия микротвердости фаз металлургических шлаков различного генезиса.

3. Разработана схема нагружения куска шлака в камере центробежно-ударной дробилки с учетом характера распределения инерционных нагрузок. Учет в схеме нагружения куска действия сил инерции доказывает, что разрушение материала происходит при более низких значениях ускорений, следовательно, и меньших энергетических затратах, за счет возникновения дополнительных напряжений сжатия ссж, и изгиба сиз.

4. Установлено, что характер разрушения металлургических шлаков в инерционных аппаратах зависит от морфометрических параметров зерен основных фаз: чем больше фактор круглой формы зерна (для рудных фаз 0,8...0,92), тем меньше величина изгибающих напряжений и следует ожидать лишь обдирку поверхности зерна или сколы. При дезинтеграции шлаков в центробежно-ударных аппаратах в первую очередь происходит разрушение призматических и игольчатых зерен фаялита, железо-магниевого оксида и зерен неправильной формы меллилита.

5. Установлена зависимость минимально необходимой для разрушения куска скорости вращения ускорителя дробилки от физико-механических характеристик шлаков, массы и размера дробимого куска:

„ но .^Jc-^Гр

v = 3,19— y—

»

где v - скорость вращения ускорителя дробилки в точке схода материала, м/с, асж - предел прочности при сжатии, Па\ т - масса куска, кг\ г - радиус куска, м; Е - модуль упругости, Па; ц- коэффициент Пуассона, 3,19 -эмпирический коэффициент.

6. Доказано, что все продукты центробежно-ударного дробления характеризуются большей раскрываемостью зерен как металлической меди, так и сульфидов. При дезинтеграции в аппаратах ДЦ при скорости вращения ускорителя 90 м/с, раскрываемость зерен ценных компонентов медных шлаков увеличилась на 12,5% по сравнению с раскрываемостью при дроблении в щековой дробилке и составила 53,34%.

7. Определена оптимальная скорость вращения ускорителя центро-бежно-ударной дробилки при селективной дезинтеграции шлаков ЗАО «Ка-рабашмедь», которая составила 90 м/с.

8. При флотации шлаков, рудоподготовка которых включала селективную дезинтеграцию в аппаратах центробежно-ударного дробления, массовая доля меди в общем медном концентрате составила 27,04% при извлечении меди в концентрат - 96,27%. Внедрение разработанной технологии на Алек-сандринской ОФ обеспечит экономический эффект 42 млн. рублей в ценах на 01.01.2009 г.

Основные положения опубликованы в следующих работах

1. Колодежная, Е. В. Анализ силового взаимодействия при разрушении породы в дробилках ударного действия /Кутлубаев И. М., Шадрунова И. В. Колодежная, Е. В. //«Вестник МГТУ», 2008, № 2. - С. 9 - 12.

2. Kolodezhnay Е. V. Selection decomposition of metallurgical slag by va- , part-impact devices / Shadrunova I. V., Artomonov V. A., Vorobiev V. V., Kozin A. J., Kolodezhnay E. V. //The XXIV International Mineral Processing Congress. Beijing, 2008. - P. 3943 - 3946.

3. Колодежная, E. В. Выбор и обоснование способа дезинтеграции металлургических шлаков //«Центробежная техника - высокие технологии». -Минск: «НПО «Центр»», 2008. - С. 60 - 65.

4. Колодежная, Е. В. Перспективы применения центробежно-ударной техники для подготовки упорных золотых руд /Колодежная Е. В., Ефимова Ю. Ю. // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 3-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов. -М.:ИПКОН РАН, 2006. - С. 322 - 324.

2. Колодежная, Е. В. Возможности использования компьютерной системы анализа изображений и методов испытания механических свойств для оценки эффективности переработки руд и техногенного сырья / Шадрунова И. В., Копцева Н. В., Колодежная Е. В., Ефимова Ю. Ю. // Значение исследований технологической минералогии в решении задач комплексного освоения' минерального сырья. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007.-С. 60-61.

3. Колодежная, Е. В. Методы оценки селективности дезинтеграции минеральных и техногенных продуктов //Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 4-ой Международной научной школы молодых ученых и специалистов. - М.: ИПКОН РАН, 2007. - С. 201 - 204.

4. Колодежная, Е. В. К выбору схемы силового нагружения породы при инерционном разрушении /Колодежная Е. В., Шадрунова И. В., Кутлуба-ев И. М. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 4-ой Международной научной школы молодых ученых и специалистов. - М.: ИПКОН РАН, 2007. - С. 248 - 250.

5. Колодежная, Е. В. Прогнозная технологическая и ресурсная оценка шлаков цветной и черной металлургии/ Колодежная Е. В., Шадрунова И.В., Козин А.Ю., Воробьев В.В., Артамонов В. А. //Материалы международного совещания Плаксинские чтения. Часть 2. - Апатиты: Кольский научный центр РАН, 2007. - С. 322.

9. Колодежная, Е. В. Текстурно-технологические особенности строения медных шлаков ЗАО «Карабашмедь» / Шадрунова И. В., Колодежная Е. В. //Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 5 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. 2008 г. -М.: ИПКОН РАН, 2008. - С. 303 - 308.

Подписано в печать 22.05.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 356.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Колодежная, Екатерина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.:.

ГЛАВА 1. ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ « ШЛАКОВ, СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ.

1.1. Ресурсно-технологическая характеристика металлургических шлаков различного генезиса.

1.2. Анализ состояния проблемы комплексной переработки шлаков с целью извлечения металлов.

1.3. Анализ отечественной и зарубежной практики дезинтеграции металлургических шлаков.

1.4. Анализ селективности разрушения в различных аппаратах дробления.

1.5 Цель, задачи и методы исследований.

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ.

2.1. Изучение вещественного состава металлургических шлаков различного генезиса.

2.2. Изучение структурно-технологических свойств металлургических шлаков

2.2.1. Морфометрические особенности металлургических шлаков.48^.

2.2.2. Особенности структуры и текстуры металлургических шлаков.

2.2.3: Физико-механические свойства различных фаз шлаков.

2.3 Обоснование выбора экспрессного критерия селективности. разрушения.69"

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ В АППАРАТАХ ЦЕНТРОБЕЖНО-УДАРНОГО ДРОБЛЕНИЯ.

3.1. Оценка процесса дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления с точки зрения ударно-волновой теории разрушения.

3.2. Определение факторов влияющих на процесс разрушения куска материала в рабочем пространстве центробежно-ударной дробилки.

3.3. Взаимовлияние конструктивных параметров и технологических свойств дробимого материала в процессе центробежно-ударного дробления.

3.4. Схема силового взаимодействия при разрушении куска шлака в аппаратах центробежно-ударного дробления с учетом распределенного характера инерционных нагрузок.

3.5. Технологические рекомендации селективной дезинтеграции шлаков перед обогащением.91.

ГЛАВА 4. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ШЛАКОВ

ПЕРЕД ПОСЛЕДУЮЩИМ ФЛОТАЦИОННЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ.

4.1. Флотационная переработка шлаков ЗАО «Карабашмедь» в условиях Александринской ОФ.

4.2. Оценка раскрываемости зерен шлака в процессе дробления в аппаратах центробежно-ударного дробления.

4.3. Опытно-экспериментальная оценка технологии селективной дезинтеграции шлаков ЗАО «Карабашмедь».

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГО-СОЦИАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.

5.1. Технико-экономическая эффективность переработки шлаков ЗАО «Карабашмедь» в условиях Александринской ОФ.

5.2. Эколого-социальная эффективность утилизации металлургических шлаков ЗАО «Карабашмедь».

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков с использованием аппаратов центробежно-ударного дробления"

Для удовлетворения потребностей общества ежегодно извлекается до 30 миллиардов тонн различных видов полезных ископаемых. Интенсивная эксплуатация месторождений в основных горнодобывающих районах страны привела к значительному качественному ухудшению и сокращению запасов i практически всех видов полезных ископаемых. При последующей переработке полезных ископаемых значительная часть добываемого сырья не входит в конечные товарные продукты, образуя отходы. Это создает проблемы их складирования, захоронения, защиты окружающей среды.

Металлургические предприятия относятся к числу наиболее крупных народнохозяйственных объектов, в значительной степени определяющих уровень экономического'развития России. Из всего многообразия техногенных образований, получаемых в металлургическом производстве, основной объем составляют шлаки. В России в шлаковых отвалах накоплено свыше 800 млн. тонн шлаков черной и цветной металлургии, в том числе более 125 млн. тонн шлаков медной плавки и более 200 млн. тонн никелевых. Ежегодно в металлургической промышленности образуется порядка 95 млн. тонн шлаков различного генезиса.

Металлургические шлаки представляют собой, с одной стороны, источник нанесения огромного вреда окружающей среде, а с другой - их можно и нужно рассматривать как скопление большого количества полезных ископаемых, содержащих цветные и благородные металлы. Массовая доля полезных компонентов в шлаках зачастую превосходит массовую долю тех же полезных компонентов в большинстве перспективных месторождений руд черных и цветных металлов. Разработка эффективных технологий переработки шлаков позволит ввести их в промышленную эксплуатацию, расширить минерально-сырьевую базу России, снизить экологическую напряженность в металлургических провинциях.

Средний уровень использования промышленных отходов по стране равен всего лишь 36%, а доля использования отходов производства в качестве вторичного сырья не превышает 11%. Формирование многочисленных шлаковых отвалов (как правило, находящихся в городской черте) предопределяет эколого-социальную значимость вовлечения в эффективную переработку не только текущих металлургических шлаков, но и разработку отвалов.

Сложность глубокой переработки шлаков обусловлена недостаточным

I ' для получения товарного продукта кондиционного качества раскрытием сростков ценного компонента при дезинтеграции. Используемые щековые и конусные дробилки характеризуются низкой селективностью разрушения при высоких энергетических затратах. При последующем обогащении полезный * компонент не переходит полностью в товарный продукт и остается в силикатных хвостах, что негативно сказывается на качестве строительных материалов, изготавливаемых на основе силикатной части металлургических шлаков. Следует отметить, что в настоящее время выбор аппаратов для дезинтеграции шлаков и режимов их работы производится без должного учета особенностей физико-механических свойств и стругаурно-морфометрических параметров строения присущих этому виду техногенного сырья.

Все вышеперечисленные экономико-технологические и социально-экологические факторы обуславливают актуальность поставленной проблемы и определяют формулировку темы исследования «Разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков с использованием аппаратов центробежно-ударного дробления».

Целью исследования является разработка технологии селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления перед их обогащением.

Идея работы заключается в использовании ударного разрушения, реализованного в аппаратах центробежно-ударного дробления, для дезинтеграции структурно-неоднородных техногенных материалов по межзерновым границам с целью повышения эффективности их последующей переработки.

В качестве объектов исследования выбраны сталеплавильные шлаки -ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», медные шлаки предприятия ЗАО «Карабашмедь», отвальные никельсодержащие шлаки комбината «Североникель» и гранулированные никельсодержащие шлаки комбината «Печенганикель», как наиболее типичные и достаточно полно характеризующие этот вид техногенного сырья.

Предметом исследования является технология дезинтеграции метал

I ' лургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Поставленная цель и сформулированная идея работы определили постановку следующих задач:

1. Анализ современного состояния технологий дезинтеграции металлургических шлаков перед их обогащением и оценка селективности, дезинтеграции в различных аппаратах дробления.

2. Исследование физико-механических свойств шлаков для выбора и обоснования критерия оценки селективности дезинтеграции в аппаратах центробежно-ударного дробления.

3. Обоснование механизма селективной дезинтеграции металлургических шлаков и построение схемы механического нагружения элемента в" аппаратах центробежно-ударного дробления.

4. Установление зависимости между технологическими параметрами работы центробежно-ударных дробилок и физико-механическими свойствами разрушаемого материала, выбор оптимальной скорости вращения ускорителя дробилки.

5. Оценка эффективности технологических решений селективной дезинтеграции различных видов металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Теоретической основой исследований явились работы по:

• технологической минералогии металлургических шлаков (проф. Ванюков А. В., Батанова А. М., Лапин В. В., Белянкин Д. С., Котельникова А.Р., Митрофанов С. И.), позволившие выявить параметры и показатели структуры шлака, особенности физико-механических свойств техногенного сырья;

• технологии переработки шлаков (Довгополов В. И., Лакер М. М., Мазурчук Э. Н., Панфилов М. И., Сорокин Ю. В:), послужившие основой для разработки технологических решений дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления;

• научно-методическому обоснованию технологии селективной дезинтеграции (акад. Чантурия В. А., чл. — корр. Ревнивцев В. И., Барон Л. И., Хопунов Э. А., проф. Вайсберг Л. А., Клыков Ю. Г., проф. Юсупов Т. С.), позволившие выбрать и обосновать критерий селективной дезинтеграции металлургических шлаков.

Переработка металлургических шлаков является обязательным элементом безотходной технологии, так как позволяет получить из сегодняшних отходов высококачественное сырье для металлургической промышленности, а также за счет сокращения расходов на содержание шлаковых отвалов. Комплексное освоение шлаков обеспечит не только извлечение ценных компонентов, но и сохранение,экосистем. В настоящее время теоретические основы, селективной дезинтеграции применительно к металлургическим шлакам-недостаточно разработаны и требуют уточнения:

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Наличие на периферии металлических включений шлаков реакционной каемки, обладающей существенно большей микрохрупкостью по сравнению с основной матрицей и металлом, определяет перспективность селективной дезинтеграции в аппаратах центробежно-ударного дробления.

2. Критерием селективности дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления является соотношение микро- • твердостей силикатной фазы (Нм) и металлических включений (Нв) шлака; селективность дезинтеграции обеспечивается приНм/Нв> 0,83.

3. Минимально необходимая для разрушения куска скорость вращения ускорителя центробежно-ударной дробилки и физико-механические характеристики шлаков связаны зависимостью где v - скорость вращения ускорителя дробилки, м/с; предел прочности при сжатии, Па; Е - модуль упругости, Па; \х~ коэффициент Пуассона; т - масса куска, кг; г — радиус куска, м; 3,19 - эмпирический коэффициент.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

• Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что селективность дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления обусловлена наличием структур замещения и существенным (в 4 - 5 раз) различием прочностных свойств основных фаз шлака.

• Впервые для обоснования возможности селективной дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления установлен критерий оценки селективности дезинтеграции и его граничное значение (разрушение селективно по межзерновым границам при соотношении микротвердостей металлических включений и силикатной фазы более 0,83).

• Вскрыт механизм селективного разрушения куска шлака в аппаратах центробежно-ударного дробления, заключающийся в селективном разрушении куска шлака по межзерновым границам за счет приложения распределенных инерционных нагрузок и различия морфометрических параметров зерен металлической и силикатных фаз, в результате чего в зернах фаз шлака возникают различные по величине силы инерции.

• Установлена зависимость скорости вращения ускорителя центро-бежно-ударной дробилки от физико-механических характеристик материала, подвергаемого дезинтеграции.

Практическая значимость работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана технология селективной дезинтеграции металлургических шлаков с применением центробежно-ударной дробилки ДЦ в третьей стадии дробления, обеспечивающая большую раскрываемость зерен ценного компонента шлака в процессе дезинтеграции и высокие показатели последующего обогащения. Разработана методика экспрессной оценки селективности дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления.

Использование результатов работы на ОАО «Александринская горнорудная компания» позволит:

• получить дополнительную прибыль предприятия за счет реализации более конкурентоспособной продукции - концентратов и силикатной части;

• обеспечить существенный экономический эффект за счет использования в качестве сырья продуктов, извлекаемых из шлаков (стоимость 1 т металла, добытого из шлака, на 30 - 40 % ниже стоимости металлолома);

• организовать работу по экологической реабилитации районов переработки минерального сырья за счет уменьшения площади шлаковых отвалов;

• обеспечить социальный эффект за счет снижения негативного воздействия техногенных отходов на людей и окружающую среду, повышения занятости населения при создании инфраструктуры обращения с техногенным сырьем и создания в рамках данной инфраструктуры новых или до-загрузка мощностей действующих производств, а также обеспечить рост товарного и рыночного потенциалов региона и страны в целом.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы был использован комплекс физических, химических и физико-химических методов: химический, минераграфический, спектральный, гранулометрический анализы; метод электронной микроскопии; метод восстановленного отпечатка определения микротвердости и микрохрупкости; метод оценки раскрываемости и определения морфометрических параметров зерен с помощью промышленной системы анализа изображений SIAMS - 600; флотационные опыты на лабораторных установках. Все виды анализов проводились с использованием стандартных методик и аппаратуры в лабораториях ГОУ ВПО «МГТУ», Александринской горнорудной компании, «Центра изучения вещества» (ИПКОН РАН, г. Москва), ЗАО «Урал-Омега».

Работа выполнена с применением методов обобщения и систематизации материалов по проблеме исследования, физического моделирования, прикладной математики, математической статистики, теории вероятности, прикладных программ Microsoft Exel.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечена применением современных методов исследования и методик диагностирования, сходимостью результатов экспериментальных исследований (коэффициент корреляции 92%) и их сопоставимостью с результатами теоретического анализа, положительными результатами лабораторных испытаний предложенной технологии селективной дезинтеграции медных шлаков. i

Публикации: результаты работы опубликованы в 9 печатных работах.

Работа выполнена при поддержке Грантов РНП 2.1.2.6594 Минобрнау-ки по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы» и Научной школы академика В.А. Чантурия.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н. Шадруновой И. В., сотрудникам УРАН ИПКОН РАН и ГОУ ВПО «МГТУ», специалистам ЗАО «Урал-Омега» и ОАО «Александринская горно- , рудная компания».

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Колодежная, Екатерина Владимировна

Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем: результаты исследований вещественного состава и физико-механических свойства шлаков, критериальная оценка селективности дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления^ и технологические показатели флотации шлаков позволяют констатировать, что цель нашего исследования достигнута, выдвинутая идея диссертационной работы подтвердилась: использование способа разрушения свободным ударом, реализованного в аппаратах центробежно-ударного дробления, для разрушения структурно-неоднородных техногенных материалов обеспечивает селективное разрушение компонентов шлака по межзерновому пространству, что повышает технологические показатели переработки шлаков и привлекательность вовлечения в эксплуатацию этого вида техногенного сырья.

Данное диссертационное исследование не исчерпывает всех вопросов,-связанных с селективностью- дезинтеграции металлургических шлаков и> предполагает дальнейшее развитие в следующих направлениях: совершенствование процесса селективной дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления за счет предварительного разупрочнения материала, с наведением широкой сети микротрещин, поиск перспективных направлений этого процесса, исследование быстропротекающих процессов ударного разрушения, с учетом процесса множественного отражения ударных волн от границ срастания зерен в гетерогенных минералах, оценка влияния механоактивационного эффекта при дезинтеграции на последующую переработку шлаков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научно-практической; задачи - разработана технология селективной дезинтеграции шлаков; имеющая существенное значение для развития теории и практики переработки металлургических шлаков различного генезиса. . На основе изученных вещественного состава и физико-механических, свойств шлаков; выборам и обоснования экспрессного критерия селективности дезинтеграции шлаков* уточнения, механизма- дезинтеграции и определения' зависимости между параметрами, работы, центробежно-ударных дробилок, результатов флотации шлаков доказана селективность,дезинтеграции шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления: Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем: . ,

1. Установлено наличие на периферии зерен металлических включений медных и; никелевых шлаков реакционной каемки, в которой произошло частичное замещение кремния в силикатном тетраэдре на алюминий; что делает образовавшуюся фазу более хрупкой и разупрочняет границу контакта между матрицей и включениями ценного компонента. Толщина реакционной каемки не превышает 15 мкм.

2: Введен критерий селективности дезинтеграции шлаков в, аппаратах . центробежно-ударного дробления - соотношение микротвердостей силикатной матрицы и* металлических включений;. Дезинтеграция будет проходить селективно* если значение критерия больше; 0,83. Составлена диаграмма соответствия микротвердости фаз металлургических шлаков различного генезиса.

3. Разработана схема нагружения куска шлака в камере центробежно-ударной^ дробилки с учетом характера распределения: инерционных нагрузок. Учет в. схеме нагружения: куска действия сил инерции доказывает, что разг рушение материала происходит при более низких значениях: ускорений; следовательно, и меньших энергетических затратах, за счет, возникновения? дополнительных напряжений сжатия асж, и изгиба аю.

126

4. Установлено^ что характер разрушения металлургических шлаков в инерционных аппаратах зависит от морфометрических параметров зерен основных фаз: чем больше фактор круглой формы зерна (для рудных фаз 0,8.0,92), тем меньше величина изгибающих напряжений и следует ожидать лишь обдирку поверхности зерна или сколы. При дезинтеграции шлаков в центробежно-ударных аппаратах в первую* очередь происходит разрушение призматических и игольчатых зерен фаялита, железо-магниевого оксида и зерен неправильной формы меллилита.

5. Установлена зависимость минимально необходимой для разрушения куска скорости вращения ускорителя, дробилки от физико-механических характеристик шлаков, массы и размера дробимого куска: где v - скорость вращения ускорителя дробилки веточке схода материала, м/с, <у,сж - предел прочности при сжатии, Пег, т - масса куска, кг; г - радиус куска, м; Е — модуль упругости, Па', /и— коэффициент Пуассона, 3,19 -эмпирический коэффициент.

6. Доказано, что все продукты центробежно-ударного дробления характеризуются большей раскрываемостью зерен как металлической меди, так и сульфидов. При дезинтеграции в аппаратах ДЦ при скорости вращения ускорителя 90 м/с, раскрываемость зерен ценных компонентов медных шлаков увеличилась на 12,5% по сравнению с раскрываемостью при дроблении в щековой дробилке и составила 53,34%.

7. Определена оптимальная скорость вращения ускорителя центробеж-но-ударной дробилки при селективной дезинтеграции шлаков ЗАО «Карабашмедь», которая составила 90 м/с.

8. При флотации шлаков, рудоподготовка которых включала селективную дезинтеграцию в аппаратах центробежно-ударного дробления, массовая доля меди в общем медном концентрате составила 27,04% при извлечении меди в концентрат — 96,27%. Внедрение разработанной технологии на Александринской ОФ обеспечит экономический эффект 42 млн. рублей в ценах на 01.01.2009 г.

В"диссертационной работе дано решение актуальной задачи по разработке технологии селективной дезинтеграции медных шлаков ЗАО «Карабашмедь», имеющей существенное значение для развития теории и практики переработки металлургических шлаков различного генезиса. На основе изученных состава и физико-механических свойств шлаков, выбора и обоснования экспрессного критерия селективности дезинтеграции шлаков, уточнения механизма дезинтеграции и определения зависимости между параметрами работы центробежно-ударных дробилок и физико-механическими свойствами разрушаемого материала-и результатов флотации шлаков*доказана селективность дезинтеграции шлаков» в аппаратах центробежно-ударного* дробления.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Колодежная, Екатерина Владимировна, Магнитогорск

1. «Shock waves in solids» editor by F.Seitz, D. Turnbull: Academic press New York and London, 1986, p. 256-328.

2. Абрамов А. А. Технологические свойства полезных ископаемых и-подготовительные процессы. Обогатительные процессы и аппараты: Учебник для вузов. М.: Изд-во «МГТУ», 2001 г. - 117 с.

3. Абрамов А. А. Теоретические предпосылки совершенствования процессов рудоподготовки и обогащения руд цветных и редких металлов //«Цветные металлы», 1996 г., № 12. С. 16-19.

4. Аккерман Ю. Э. Исследование характеристик промышленного измельчения руд, содержащих минералы различной прочности // «Горный журнал», 1982 г., № 9. С. 18 - 23.

5. Андреев С. Е., Перов В. А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение. Грохочение. — М.: «Недра», 1980 г. 243 с.

6. Барабашкин В. П. Молотковые и роторные дробилки. М.: «Недра», 1973 г. - 114 с.

7. Барон Л. И., Глатман Л. Б. Контактная прочность горных пород. — М.: «Недра», 1966 г. 184 с.

8. Барский JI. А., Данильченко JI. М. Обогатимость минеральных комплексов. М.: «Недра», 1977 г. - 120 с.

9. Барский JI. А., Плаксин И. Н. Критерии оптимизации разделительных процессов. -М: «Наука», 1967 г. 168 с.

10. Белянкин Д. С., Иванов Б. В., Лапин В. В. Петрография технического камня. М: АН СССР, 1952 г. - 354 с,

11. Биленко Л. Ф., Перов В. А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: Учебное пособие. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: «Недра», 1990 г.-200с.

12. Биленко Л. Ф., Задорожный В. К., Ракаев А. И. Повышение селективности измельчения руды путем предварительного ее разупрочнения //«Обогащение руд», 1985 г., № 5. С. 18 - 22.

13. Бирюков А. В. Динамика дробления //«Вестник Кузбасского государственного технического университета», 1999 г., № 5. С. 4 - 5.

14. Борщев В. Я. Оборудование для измельчения материалов: дробил- -ки и мельницы. Учебное пособие. Тамбов: издательство Тамбовского Государственного Технического Университета, 2004 г. - 75 с.

15. Бочвар А. А. Металловедение. М.: «Металлургиздат», 1956 г. —217 с.

16. Буденко В. И. Конструкции и тенденции развития ударно-отражательных мельниц // «Горный журнал», 1980 г., № 9: С. 26 - 28.

17. Вайсберг JI. А., Круппа П. И., Баранов В. Ф. Развитие техники и технологии подготовки руд к обогащению //«Цветные металлы», 2002 г., № 2.-С. 38-45.

18. Вайсберг JI. А. Вибрационные дробилки. СПб: ВСЕГЕИ, 2004 г.384 с.

19. Ванюков А. В., Зайцев В. Я. Теория пирометаллургических процессов. М.: «Металлургия», 1993 г. - 207 с.

20. Ванюков А. В., Зайцев В. Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. -М: «Металлургия», 1973 г. 504 с.

21. Вигдергауз В. Е., Данильченко JI. М., Саркисова JI. М. Ресурсная ценность, физико-химические особенности и методы переработки техногенного медьсодержащего сырья //«Цветная металлургия», 1999 г., № 1. — С. 25 ' 31.

22. Владимиров В. И. Физические теории прочности и пластичности. — JL: «Механобр», 1975 г. 152 с.

23. Воробьев В. В., Козин А. Ю., Артамонов В. А. Селективная-дезинтеграция металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления// Труды 24 Международного конгресса обогатителей. — Пекин, 2008 г.-С. 3943- 3946.

24. Голов Г. В., Ситников С. М., Калимулина Е. Г. Технология извлечения металла из отвальных шлаков// «Сталь», 2001 г., № 10. — С. 83 87.

25. Горох А. В., Русаков JT. Н. Петрографический анализ процессов в металлургии. — М: «Металлургия», 1973 г. — С. 84 89.

26. ГОСТ 2.105-05 Правила оформления кандидатских и докторских диссертаций.

27. ГОСТ 25006-81 Оборудование обогатительное. Термины и определения. Утвержден: Госстандарт СССР, 24.11.1981.

28. ГОСТ 25006-81 Оборудование-обогатительное. Термины и определения. Утвержден: Госстандарт России, 12.03.1996.

29. Градштейн И. С. Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и' произведений (4-е издание). -М.: «Наука», 1963 г. 144 с.

30. Гегузин Я. Е., Кривоглаз М. А. Движение макроскопических вклю- ! чений в твердых телах. М.: «Металлургия», 1971 г. - 156 с.

31. Группа авторов Микротвердость. Труды совещания по микротвердости. — М.: изд-во Академии наук СССР, 1951 г. 295 с.

32. Двайт Г. Б. Таблицы интегралов. — М.: «Наука», 1977г. 143 с.

33. Демин Б. Л., Сорокин Ю. В., Зимин А. И. Техногенные образования из металлургических шлаков как объект комплексной переработки //г

34. Сталь», № 11, 2000г. С. 99 - 102.

35. Довгополов В. И. Использование шлаков черной металлургии. -М: «Металлургия», 1978 г. 234 е.

36. Довгополов В. И. Экономика использования металлургическихшлаков. -М: «Металлургия», 1964 г. -131 с.13238., Задорожный А. Без грязи в князи //Корпоративный журнал УГМК, № 3, 2008 г. -G.26- 28.

37. Зельдович Яi Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. -М.: «Наука», 1966 г. — 186 с.

38. Икорникова И. Ю. Методика исследования микрохрупкости корунда /Труды совещания по микротвердости. М.: изд-во «Академия наук СССР», 1951 г.-С. 211 -225.

39. Инсли Г. Микроскопия керамики, цементов, стекла, шлаков. — М: «Госстройиздат», 1960 г. -76 с.

40. Казаков С. П., Кондратов И.В; Физические закономерности гравитационно-центробежного дробления и грохочения горный массы // «Горный информационно-аналитический бюллетень», № 4, 2000 г. С. 9 - 13.

41. Калинников В. Т., Макаров Д. В., Васильева Т. Н. Физико-химические процессы в сульфидсодержащих горнопромышленных отходах. Апатиты: КНЦ РАН, 2002 г. - 163 с.

42. Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород /Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во «МГГУ», 2004 г. - 222 с.

43. Клушанцев Б. В., Косарев А. И., Муйземнек К)! А. Дробилки. Конструкции, расчет, особенности эксплуатации. М.: «Машиностроение», 1990 г. -320 с.

44. Клыков Ю. Г. К вопросу о раскрытии минералов при мелком измельчении // «Цветная металлургия», № 1, 1995 г. — С. 13 16

45. Клыков Ю. Г. Селективное измельчение минерального сырья. — Владикавказ: «Трек», 1997 г. -238 с.

46. Козин В. 3. Безотходные технологии горного производства // «Горный журнал», № 4 5, 2001 г. - С. 167 - 190.

47. Колобердин В. И. Задачи научно-исследовательской и опытно-конструкторской организации по совершенствованию процессов рудоподготовки // «Обогащение руд», № 6, 1977 г. С. 34 - 39.

48. Круппа Fit И;,. Груздев А. В., Осадчий А. М: Новые конструкции дробилок для; модернизации процесса дробления на предприятиях металлургии,, горнохимической: промышленности и стройиндустрии // «Обогащение руд», № 2, 2000 г. - С. 23 - 31.

49. Купряков Ю. П. Шлаки медеплавильного производства и их переработка. -М: «Металлургия», 1987 г. -201 с.

50. Курбацкий М. Н., Гибадулин М. Ф. Переработка и использование металлургических шлаков ОАО «ММК» // «Металлург», № 1, 2002 г. С. 47 - 48.

51. Лакер М. М., Мазурчук Э. Н., Петкер G. Я. Переработка шлаков цветной металлургии. М: «Металлургия», 1977г. - 193 с.56; Лапин;В. В. Материалы по петрографии шлаков советской металлургии. М: «АН СССР», 1945 г. - 214 с. ■ ;

52. Ларионов BLС!, Еланский Г. Н:, Галкин М. П. Переработка шлакового отвала завода «Электросталь» // «Сталь»; №1 Г, 2001: г. C^88i-r 91.

53. Ласкорин Б. Н., Барский Л. А., Персии, В. 3. Безотходная технология минерального сырья. Системный анализ; -М.: «Недра», 1984 г. 320 с.

54. Ли дин Г. Д., Воронина Л. Д., Каплунов; Д. Р: Горное дело. Терминологический словарь. — М.: «Недра», 1990 г. 694 с.

55. Линч А. Дж. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация, проектирование и управление. Пер. с анг. -М:: «Недра», 1981 г. -343 с.

56. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. Л:: «Недра», 1972 г. - 243 с.

57. Лотош В. Е. Переработка отходов природопользования; Екатеринбург: Уральский государственный университет путей сообщения; 2002 г. -189 с. .

58. Макарьев В. П. Статистические методы исследования прочностных свойств горных пород. — Л.: Ленинградский гос. институт им. Г. В. Плеханова; 1980 г.-43 с.

59. Малек О. П. Оценка сил и энергии при разрушении минералов и руд в процессе дробления и измельчения // «Горный журнал», № 8, 1978 г. — 45-51.

60. Масляников» В. А. Дробилки разрушающие материал сжатием //«Горный журнал», №10 11, 1996 г. - С. 124 - 138.

61. Методы испытания на микротвердость. — М.: «Наука», 1965 г. — 213:с.

62. Мельников Н. В., Ржевский В. В., Протодьяконов М. М. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. — М.: «Недра», 1975 г. 279 с.

63. Мирзаев Г. Г., Иванов Б. А., Щербаков В. М., Проскуряков Н. М. Экология горного производства. — М.: «Недра», 1991 г. 320 с.

64. Михайлов Б. В. Опыт эксплуатации центробежно-ударных дробилок в Березовском рудоуправлении //«Строительные материалы», № 2, 1975 г.-С. 31-37.

65. Официальный сайт Министерства природных ресурсов Российской Федерации: www.mnr.gov.ru

66. Паладеева Н. И. Дробилки ударного действия // «Горный журнал», № 10- 11, 1996 г. С. 139 - 145.

67. Паладеева Н. И. Исследование влияния соотношения соударяющихся масс и жидкости рабочих органов на процесс ударного разрушения // Материалы Всесоюзной научной конференции. 1987 г. - С. 18 — 26.

68. Паладеева Н. И., Сайтов В1 И. Взаимосвязь режима работы и, параметров рабочего органа дробилок при разрушении пород свободным ударом // «Горный-журнал», № 4, 1990 г. С. 70 - 73.

69. Панфилов М. И. Школьник Я. Ш;, Орининский Н. В., Коломиец В. А., Сорокин Ю. В. Переработка шлаков и. безотходная технология в металлургии. М: «Металлургия», 1987 г. - 238 с.

70. Петрографический: кодекс. Магматические и метаморфические образования. СПб.: Изд-во «ВСЕГЕИ», 1995 г. - 128 с.

71. Протодьяконов М. М., Тедер Р. И., Ильницкая.Е. И. Распределение и корреляция показателей физических свойств v горных пород. Справочное пособие. М.: «Недра», 198 Г г. - с. 192.

72. Равич Б. М., Окладников В. П., Лыгач В. Н. Комплексное использование сырья и отходов. М: «Химия», 1996 г. - 217 с. •

73. Ревнивцев В. И. О рациональной организации процесса раскрытия-минералов в соответствии с современными представлениями физики твердого тела //«Механобр», № 10, 1975 г. С. 158 - 169.

74. Ревнивцев В. И. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке. — М.: «Недра», 1987 г. 307 с.

75. Ревнивцев В. И. Обогащение полевых шпатов и кварца. М.: «Недра», 1970 г. - 129 с.

76. Ревнивцев В. И. Развитие процессов руд подготовки //«Обогащение руд», № 5, 1977 г. С. 9 - 17.

77. Ревнивцев В. И. Совершенствание процессов рудоподготовки. Л.: «Механобр», 1980 г. - 206 с.87'. Ревнивцев В. И., Гапонов Г. В., Зарогатский Л. П. Селективное разрушение минералов. М.: «Недра», 1988 г. -286 с.

78. Романенко А. Г. Металлургические шлаки. М: «Металлургия», 1977 г. - 192 с.

79. Серго Е. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых.-М.: «Недра», 1985 г.-285 с.

80. Тарабрина JI. А., Курган Т. А., Игнатьева Н. С. Переработка сталеплавильных шлаков ОАО «ММК» // «Металлург», № 9,.2000 г. С. 26 - 27.

81. Трубецкой К. Н. Современное состояние минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности России //«Горный журнал», № 1,. 1995 г.-С. 3 -7.95: Финкель В. М: Физика разрушения. -М.: «Недра», 1970 г. -376 с.

82. Финкельштейн Г. А., Иванов Н. А., Зарогатский J1. П. Технологические и эксплуатационные особенности конусных инерционных дробилок //«Горный журнал», № 3, 1981 г. С. 52 - 55.

83. Фридман С. Э. Обогащение полезных ископаемых. М.: «Недра», 1985 г.-268 с.

84. Хетагуров В. И. Экспериментальное исследование характера движения1 измельчаемого материала в корпусе центробежной; мельницы1 вертикального типа Доклад научного симпозиума «Неделя горняка» //ГИАБ, № 3, 2004 г. С. 67 - 72.

85. Хопунов Э. А. Исследование механизма селективного разрушения руд. JL: «Механобр», 1987 г. - 135 с.

86. Хуземанн К. Критерии избирательного дробления прожилково вкрапленных медно молибденовых руд // Совершенствование процессов подготовки руд. Л.: 1980 г. - С. 47 - 52.

87. Чантурия В. А., Макаров В. Н., Макаров Д. В. Классификация горнопромышленных отходов по типу минеральных ассоциаций и характеру окисления сульфидов // «Геоэкология», № 2, 2000 г. С. 136- 143.

88. Чаплыгин Н. Н., Жулковский Д. В. Горное производство: ресурсная оценка // «Горный журнал», № 4, 2005 г. С. 9 - 11.

89. Чаплыгин Н.Н., Жулковский Д.В. Горное производство: ресурсная оценка // «Горный журнал». 2005 г., № 4. - С. 9-11;

90. Яблонский А. А. Курс теоретической механики. М.: «Высшая школа», 1971 г.-488 с.