Характерная температура минимальной энергоемкости измельчения руд и минералов при нагреве СВЧ-волнами

Применен способ измельчения руд, при котором до стадии измельчения навески руды подвергаются воздействию СВЧ электромагнитными волнами с разной продолжительностью, облученная СВЧ-волнами навеска и исходная навеска в необлученном состоянии по отдельности измельчаются в вертикальном копре с помощью свободно падающего с определенной высоты груза. На основе этого способа получены графики
«удельная энергоемкость измельчения — продолжительность времени воздействия СВЧволн». Показано, что внутренние структурные изменения и образование микротрещин в горных породах от воздействия СВЧ-волн связаны с неравномерным нагревом разнородных минералов с разными теплофизическими свойствами, при этом энергия СВЧволн, поглощаясь разными минералами горной породы (руды), преобразуется в тепловую энергию. Получена формула, описывающая зависимость теплоемкости горных пород и минералов от продолжительности воздействия СВЧ-волн, следовательно, от температуры. Исходя из полученной формулы теплоемкости и функциональной зависимости температуры от продолжительности воздействия СВЧ-волн, построены графики «температура – продолжительность времени воздействия СВЧ-волн» для разных горных пород и минерала кварца. Экспериментально выявлена новая температурная характеристика горных пород и руд — критическая температура разупрочнения, соответствующая минимальному значению энергоемкости их измельчения при наименьшей температуре.

Тажибаев К. Т., Султаналиева Р. М., Маканов К. М., Тажибаев Д. К. Характерная температура минимальной энергоемкости измельчения руд и минералов при нагреве СВЧ-волнами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 9. – С. 65–76. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-65-76.

Тажибаев Кушбакали Тажибаевич¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: kushbak@yandex.ru,
Султаналиева Рая Мамакеевна — д-р физ.-мат. наук, профессор, проректор по научной работе и внешним связям, Кыргызский Государственный технический университет им. И. Раззакова,
Маканов Каныбек Манасович¹ — аспирант,
Тажибаев Данияр Кушбакалиевич¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией,
¹ Институт геомеханики и освоения недр Национальной академии наук Кыргызской Республики.

Тажибаев К.Т., e-mail: kushbak@yandex.ru.

1. Bobicki E. R., Pickles C. A., Forster J., Hutcheon R. High temperature permittivity measurements of selected industrially relevant ores: Review and analysis // Minerals Engineering. 2019. Vol. 145.

2. Marion Ch., Jordens A., Maloney C., Langlois R. Effect of microwave radiation on the processing of a Cu-Ni sulphide ore // Canadian Journal of Chemical Engineering. 2015. Vol. 94. No 1. Pp. 15—21.

3. Ferrari R., Batchelor A. R., Katrib J., Dodds C., Kingman S. W. Understanding selectivity in radio frequency and microwave sorting of porphyry copper ores // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 155. Pp. 64—73 .

4. Buttress A. J., Rodriguez J. M., Ure A., Ferrari R. S., Dodds C., Kingman S. W. Production of high purity silica by microfluidic-inclusion fracture using microwave pre-treatment // Minerals Engineering. 2019. Vol. 131. Pp. 407—410.

5. Рахманкулов Д. Л., Шавшукова С. Ю., Вихарева И. Н., Чанышев Р. Р. Опыт применения энергии микроволн в горном деле // Башкирский химический журнал. — 2008. — Т. 15. — № 2. — С. 114—117.

6. Тажибаев К. Т., Султаналиева Р. М. Энергосберегающий способ измельчения крепких руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 12. — С. 76—82.

7. Тажибаев К. Т., Султаналиева Р. М., Акматалиева М. С., Тажибаев Д. К. Метод оптимального разупрочнения и измельчения крепких руд и минералов // Известия КГТУ имени И. Раззакова. — 2013. — № 29. — С. 303—310.

8. Ильницкая Е. И., Тедер Р. И., Ватолин Е. С., Кунтыш М. Ф. Свойства горных пород и методы их определения. — М.: Недра, 1969. — 452 с.

9. Юшков А. Ю. Электроимпульсное разрушение горных пород // Современные научные исследования и инновации. — 2015. — № 4-2(48). — С. 67—71. URL: http://web. snauka.ru/issues/2015/04/52486.

10. Блинов Л. М., Герасименко А. П., Гуляев Ю. В., Долголаптев А. В., Черепенин В. А. О возможности создания технологии «взрывного» разрушения массива горных породдиэлектриков направленным электромагнитным потоком концентрированной энергии СВЧ // Журнал радиоэлектроники. — 2019. — № 2. — С. 129—134. DOI: 10.30898/16841719.2019.2.4.

11. Тажибаев К. Т., Султаналиева Р. М. Результаты исследования закономерности изменения температуры руд от продолжительности времени воздействия на них СВЧ волнами // Вестник КРСУ. — 2015. — Т. 15. — № 5. — С. 135—140.

12. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород / Под ред. Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.М. Протодьяконова. — М.: Недра, 1975. — 279 с.

13. Ильницкая Е. И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. — М.: Недра, 1969. — 452 с.