УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ РУДНОГО МАТЕРИАЛА

ПОСРЕДСТВОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА

Рыжиков В.А., Рыжикова А.Г. (БГИТА, Брянск, РФ)

Физические свойства любого материала являются производной от свойства и структуры. Изучение взаимовлияния этих параметров для различных материалов является основной задачей материаловедения, решение которой позволяет находить новые материалы или изменять физические свойства уже известных материалов. Одним из методов решения является обработка материалов физическими полями, в частности, тепловыми.

В процессе переработки горнорудного сырья наиболее энергоемкой операцией является измельчение исходного продукта до размеров составляющих компонентов. Это позволяет произвести отделение полезного компонента от пустой породы. Энергозатраты на это достигают 70 % от всех энергозатрат на добычу и переработку полезных ископаемых. В связи с этим уменьшение энергозатрат на измельчение является актуальной задачей горной промышленности.

В лабораторных условиях были проведены эксперименты по изменению энергоемкости измельчения железистых кварцитов после их предварительного нагрева. Было установлено, что с повышением температуры предварительной обработки  механические  свойства  образцов  падают. Причем при температуре 600°С наблюдается максимальный разупрочняющий эффект, что связано с перекристаллизацией кварца. Кроме того, в процессе теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что зоны эффекта от предварительного нагрева для рудных материалов (при нагреве их до постоянной температуры) во многом зависят от размеров обрабатываемых кусков. Так при малых объемах кусков наблюдается повышение механических свойств кусков после охлаждения их до нормальной температуры, т.е. отрицательный эффект. При больших объемах кусков руды наблюдается всё увеличивающийся (с возрастанием температуры) отрицательный эффект, т.е. снижение механических свойств. Эффект от предварительного теплового воздействия на энергоемкость последующего механического измельчения достигает 50 % и связан со значительным сокращением времени измельчения, что в свою очередь приводит к уменьшению износа трущихся и соударяющихся поверхностей.

На основании полученных теоретических и экспериментальных результатов в БГИТА совместно с МГГУ разработана экспериментальная установка, позволяющая производить непрерывную тепловую обработку кускового материала с рекуперацией тепла. Это позволяет значительно уменьшить расходы на тепловую энергию и повысить температуру непосредственно в камере.