Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, Республика Казахстан:

Малышев В. П., заведующий лабораторией, д-р техн. наук, профессор

Макашева А. М., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, профессор

Зубрина Ю. С., ассистент

E-mail (общий): eia_hmi@mail.ru

Работа направлена на теоретическое обоснование наилучших условий для более эффективного и менее затратного процесса измельчения руд. С этой целью использована разрабатываемая авторами вероятностная теория измельчения материалов в шаровых мельницах. Согласно этой теории на процесс действуют четыре вероятностных фактора: частотный, концентрационный, стерический и активационный. В данной статье выявлено взаимное противодействие двух последних факторов и оценено их совместное влияние. Противодействие факторов рассмотрено при различных комбинациях размеров шаров и зерен, а также при вариации диаметра самой мельницы. Установлено, что наибольшая эффективность измельчения, исходя из противодействия стерического и активационного факторов, достигается при соотношении размеров шаров и зерен 20 : 1, что подтверждается данными практики. При этом максимум эффективности равен величине 0,134 (13,4 %), что свидетельствует о существовании верхнего предела энергетического КПД измельчения, который до сих пор не был превзойден на практике. Что касается диаметра мельницы, то его увеличение приводит к некоторому повышению максимума эффективности измельчения. Это достигается за счет активационного фактора, однако только до диаметра около 7 м, при дальнейшем увеличении диаметра повышение максимума эффективности измельчения замедляется. Полученные результаты свидетельствуют о продуктивности вероятностной теории измельчения и целесообразности ее дальнейшего развития.

1. Ходаков Г. С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972. 240 с.
2. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы / Под ред. О. С. Богданова, В. А. Олевского. М.: Недра, 1982. 366 с.
3. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики / Под ред. О. С. Богданова, Ю. Ф. Ненарокомова. М.: Недра, 1984. 358 с.
4. Линч А. Д. Циклы дробления и измельчения: моделирование, оптимизация, проектирование и управление. М.: Недра, 1981. 342 с.
5. Оценка скорости тонкого измельчения руд мельницами различных типов / Н. С. Прядко, Г. А. Стрельников, Е. В. Терновая, В. А. Глушко, Н. Ю. Пясецкий // Техн. механика. 2014. № 3. С. 114–121.
6. Пилов П. И., Прядко Н. С. Моделирование замкнутых циклов измельчения руд на основе баланса контрольного класса крупности // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2013. № 6. С. 75–80.
7. Абрамов А. А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2004. 510 с.
8. Леттиев О. А. Адаптивная система автоматического управления параметрами шаровой барабанной мельницы // Горный информационно-аналитический бюллетень. Специальный выпуск (отдельная статья). 2012. № S-2-8. C. 3–15.
9. Авдохин В. М. Основы обогащения полезных ископаемых. М.: Горная книга, 2008. 310 с.
10. Абрамов А. А. Собрание сочинений. М.: Горная книга, 2010. 470 с.
11. Федотов К. В., Никольская Н. И. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Горная книга, 2012. 536 с.
12. Полько П. Г. Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики. Магнитогорск, 2011. 20 с.
13. Deniz V. A study on the specific rate of breakage of cement materials in a laboratory ball mill // Cement and
Concrete Research. 2003. № 3. P. 439–445.
14. Whiten W. J., Roberts A. N. Control of a multi stage grinding circuit // Trans. Inst. Min. Metall. 1983. Vol. 91. P. 209–212.
15. Fuerstenau D. W., Abouzeid A.-Z. M. The energy efficiency of ball milling in comminution // International Journal of Mineral Processing. 2002. Vol. 67, № 1–4. P. 161–185.
16. Васильев А. М., Андреев Е. Е., Силакова О. Ю. Оптимизация процесса измельчения с помощью компьютерного моделирующего пакета JKSimMet // Обогащение руд. 2007. № 3. С. 8–9.
17. Bucher M. J., Gao H. Dynamical fracture instabilities due to local hyperelasticity at crack tips // Nature. 2006. January 19. P. 307–310.
18. Колмогоров А. Н. О логарифмически-нормальном законе распределения размеров частиц при дроблении // Докл. АН СССР. 1941. Т. 31, № 2. С. 99–101.
19. Малышев В. П. Новый аспект в теории измельчения руд и управления этим процессом // Обогащение руд. 1995. № 4–5. С. 4–14.
20. Малышев В. П., Турдукожаева (Макашева) А. М., Кайкенов Д. А. Развитие теории измельчения руд на основе молекулярных подходов // Обогащение руд. 2012. № 4. С. 29–35.
21. Malyshev V. P., Turdukozhayeva A. M. What thunder there and is not heard when using ball mills? // Journal of Materials Science and Engineering A. 2013. Vol. 3, № 2. P. 131–144.