Исследование возможности применения мельницы МШЛ-14К для определения рабочего индекса Бонда BWI

В статье рассматривается исследование возможности применения нестандартной мельницы МШЛ-14К для определения рабочего индекса шарового измельчения по методике Бонда. В результате опытов измельчения руды был определен индекс шарового измельчения Бонда по адаптированной методике для шаровой мельницы МШЛ-14К. Было предложено модифицированное уравнение для расчета рабочего индекса шарового измельчения Бонда (BWI), учитывающее отношение чистой мощности измельчения мельницы МШЛ-14К к чистой мощности шаровой мельницы Бонда. Показано, что чистая мощность измельчения в шаровой мельнице Бонда при стандартных условиях составляет 144,5 Вт, мельницы МШЛ-14К при заданных условиях — 81,5 Вт. Для четырех типов руды различного минерального состава (окисленные железистые кварциты, золотосульфидный, сульфидный медно-никелевый и сульфидный медный типы) были определены рабочие индексы BWI в стандартной мельнице Бонда и мельнице МШЛ-14К. Найденные относительные ошибки для рабочих индексов BWI исследуемых руд не превысили 4,5%, что позволяет использовать мельницу МШЛ-14К для определения индекса шарового измельчения Бонда по модифицированному уравнению. В сравнении с методами определения рабочего индекса шарового измельчения Бонда, позволяющими использовать мельницы, отличные от мельницы Бонда, полученный подход показал наилучшие результаты и может быть рекомендован как замена данных методов.

Львов В. В., Читалов Л. С., Струк Г. В., Раков А. В. Исследование возможности применения мельницы МШЛ-14К для определения рабочего индекса Бонда BWI // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 290—303. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_290.

Исследование выполнено за счет субсидии на выполнение государственного задания в сфере научной деятельности на 2021 год №FSRW-2020-0014.

Львов Владислав Валерьевич¹ — канд. техн. наук, доцент, http://orcid.org/0000–0003– 4081–6656, e-mail: Lvov_VV@pers.spmi.ru
Читалов Леонид Сергеевич — канд. техн. наук, инженер-расчетчик горно-механического оборудования, Акционерное общество «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 195197, Санкт-Петербург, Кондратьевский пр., д. 15, корпус 2, Россия, e-mail: leonid.chitalov@cadfem-cis.ru;
Струк Глеб Владимирович¹ — студент, e-mail: s180680@stud.spmi.ru;
Раков Артем Вячеславович¹ — студент, e-mail: s181684@stud.spmi.ru;
¹ Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, 21 линия, д. 2, Россия.

 Львов Владислав Валерьевич, e-mail: Lvov_VV@pers.spmi.ru

1. Гурьев А. А. Устойчивое развитие рудно-сырьевой базы и обогатительных мощностей АО «Апатит» на основе лучших инженерных решений // Записки Горного института. — 2017. — Т. 228. — С. 662–673. DOI: 10.25515/PMI.2017.6.662.

2. Петров Г. В., Шнеерсон Я. М., Андреев Ю. В. Извлечение платиновых металлов при переработке хромитовых руд дунитовых массивов // Записки Горного института. — 2018. — Т. 231. — С. 281–286. DOI: 10.25515/PMI.2018.3.281.

3. Чебан А. Ю. Технология разработки сложноструктурного месторождения апатитов и выемочно-сортировочный комплекс для ее осуществления // Записки Горного института. — 2019. — Т. 238. — С. 399–404. DOI: 10.31897/PMI.2019.4.399.

4. Nikolaeva N. V., Aleksandrova T. N., Chanturiya E. L., Afanasova A. Mineral and technological features of magnetite-hematite ores and their influence on the choice of processing technology // ACS Omega. 2021, vol. 6, no. 13, pp. 9077–9085. DOI: 10.1021/ acsomega.1c00129.

5. Talovina I. V., Lieberwirth H., Alexandrova T. N., Heide G. Supergene oxide-silicate nickel deposits: Mineral-geochemical composition and peculiarities of processing // Eurasian Mining. 2017, no. 1, pp. 21–24. DOI: 10.17580/em.2017.01.06.

6. Aleksandrova T., Nikolaeva N., Afanasova A., Romashev A., Kuznetsov V. Selective Disintegration Justification Based on the Mineralogical and Technological Features of the Polymetallic Ores // Minerals. 2021, vol. 11, no. 8, 15 p. DOI: 10.3390/min11080851.

7. Александрова Т. Н., Афанасова А. В., Кузнецов В. В., Бабенко Т. А. Исследование процессов селективной дезинтеграции медно-никелевых руд Заполярного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12. — С. 73–87. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_12_0_73.

8. Жуков В. П., Осипов Д. А., Мизонов В. Е., Urbaniak D. Методика определения обобщенного энергетического показателя измельчаемости смеси дисперсионных материалов // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. — 2019. — Т. 62. — № 4. — С. 135–142. DOI: 10.6060/ivkkt201962fp.5879.

9. Aleksandrova T. N., Orlova A. V., Taranov V. A. Current Status of Copper-Ore Processing: A Review // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021, vol. 62, no. 4, pp. 375–381. DOI: 10.3103/S1067821221040027.

10. Андреева Л. И. Оценка резервов повышения эффективности процесса рудоподготовки в АО «Ковдорский ГОК» // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 1. — С. 185–192. DOI: 10.25018/0236–1493–2019–01–0–185–192.

11. Nikolaeva N., Romashev A., Aleksandrova T. Degree evaluation of grinding on fractional composition at destruction of polymineral raw materials / IMPC 2018–29th International Mineral Processing Congress. 2019, pp. 474–480.

12. Nikolaeva N., Aleksandrova T., Romashev A. Effect of grinding on the fractional composition of polymineral laminated bituminous shales // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2017, vol. 39, no. 4, pp. 231–234. DOI: 11.1080/08827508.2017.1415207.

13. Nikolaeva N. V., Aleksandrova T. N., Taranov V. A. Determination of the degree of impact destruction of gold-bearing ore particles in the layer // Information. 2017, vol. 20, no. 9, pp. 6605–6613.

14. Гзогян Т. Н., Гзогян С. Р. Сравнительный анализ разрушения неокисленных железистых кварцитов методом объемного сжатия // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 4. — С. 43–55. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_4_0_43.

15. Hanumanthappa H., Vardhan H., Mandela G. R., Kaza M., Sah R., Shanmugam B. K. Estimation of Grinding Time for Desired Particle Size Distribution and for Hematite Liberation Based on Ore Retention Time in the Mill // Mining, Metallurgy & Exploration. 2020, vol. 37, no. 2, pp. 481–492. DOI: 10.1007/s42461–019–00167–8.

16. Bond F. C. Crushing and grinding calculations. Allis-Chalmers: Allis-Chalmers press. 1961, 16 p.

17. Morrell S., Daniel M., Burke J. Morrell method for determining comminution circuit specific energy and assessing energy utilization efficiency of existing circuits [Электронный ресурс] // GMG–Global Mining Guidelines Group: [сайт]. [2016]. URL: https://gmggroup.org/ wp-content/uploads/2016/08/Guidelines_-Morrell-REV-2018.pdf (дата обращения: 15.11.2021).

18. Morrell S. Modelling the influence on power draw of the slurry phase in Autogenous (AG), Semi-autogenous (SAG) and ball mills // Minerals Engeneering. 2016, vol. 89, pp. 148–156.

19. Starkey J., Moussaid H., Boucher D., Bobicki E. R. Keys to best practice comminution // Minerals Engineering. 2022, vol. 180, article 107432. DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107432.

20. Deniz V., Ozdag H. A new approach to Bond grindability and work index: dynamic elastic parameters // Minerals Engineering. 2003, vol. 16, no. 3, pp. 211–217. DOI: 10.1016/ S0892–6875(02)00318–7.

21. Читалов Л. С., Львов В. В. Сравнительная оценка методов определения рабочего индекса шарового измельчения бонда // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 1. — С. 130–145. DOI: 10.25018/0236–1493–2021–1–0–130–145.

22. Читалов Л. С. Разработка комплексного метода оценки эффективности процессов измельчения сульфидных медно-никелевых руд: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2021. — 24 с.

23. Berry T. F., Bruce R. W. A simple method of determining the grindability of ores // Canadian Mining Journal. 1966, vol. 87, pp. 63–65.

24. Nikolic V., Garcia G. G., Coello-Velazquez A. L., Menendez-Aguado A. M., Trumic M., Trumic M. S. A Review of Alternative Procedures to the Bond Ball Mill Standard Grindability Test // Metals. 2021, vol. 11, no. 7, pp. 1–16.

25. Horst W. E., Bassarear J. H. Use of simplified ore grindability technique to evaluate plant performance // Trans. SME/AIME. 1976, vol. 260, pp. 348–351.

26. Yap R., Sepuvelda J., Jauregui R. Determination of the Bond work index using an ordinary laboratory batch ball mill // Design and Installation of Comminution Circuits. 1982, pp. 176–203.

27. Kapur P. C. Analysis of the Bond grindability test // Institution of Mining & Metallurgy. 1970, vol. 79, no. 763, pp. 103–107.

28. Karra V. K. Simulation of Bond grindability tests // CIM Bull. 1981, vol. 74, pp. 195–199.

29. Smith R., Lee K. A comparison of data from Bond type simulated closed circuit and batch type grindability tests // American Institute of Mining and Metallurgical Engineers. 1968, vol. 241, pp. 91–99.

30. Ahmadi R., Shahsavari Sh. Procedure for determination of ball Bond work index in the commercial operations // Minerals Engineering. 2009, vol. 22, pp. 104–106.

31. Gharehgheshlagh H. H. Kinetic grinding test approach to estimate the Ball mill Work index // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2016, vol. 52, no. 1, pp. 342–352.

32. Lewis K. A., Pearl M., Tucker P. Computer simulation of the Bond grindability test // Minerals Engineering. 1990, vol. 3, pp. 199–206.

33. Armstrong D. An alternative grindability test. An improvement of the Bond procedure // International Journal of Mineral Processing. 1986, vol. 16, pp. 195–208.

34. Aras A., Ozkan A., Aydogan S. Correlations of Bond and Breakage Parameters of Some Ores with the Corresponding Point Load Index // Particle and Particle Systems Characterization. 2012, vol. 29, no. 3, pp. 204–210. DOI: 10.1002/ppsc.201100019.

35. Celisa C., Antonioua A., Cuisanoa J., Pillihuamanb A., Maza D. Experimental characterization of chalcopyrite ball mill grinding processes in batch and continuous flow processing modes to reduce energy consumption // Journal of Materials Research and Technology. 2021, vol. 15, pp. 5428–5444. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.10.136.

36. Skarin O. I., Tikhonov N. O. Calculation of the required semiautogenous mill power based on the Bond Work indexes // Eurasian mining. 2015, no. 1, pp. 5–8.