Разработка метода оптимизации процесса усреднения железистых кварцитов с учетом их генетических особенностей

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Дмитриев А. П., Зильбершмидт М. Г., Беденко В. Е. Влияние остаточных напряжений на процессы дезинтеграции руд /У В сб. Совершенствование технологии обогащения комплексных полезных ископаемых. -М.: МГГУ, 1996, с. 122−129. Зильбершмидт М. Г., Заворыкина Т. К. Исследование вариации структурной нарушенности при высокочастотной электромагнитной обработке /У Сб.: Проблемы физических процессов в горном… Читать ещё >

Содержание

Актуальность работы. Анализ динамики изменения производственных показателей предприятий России по добыче железной руды свидетельствует о наметившейся тенденции ухудшения горногеологических условий их разработки. По мере расширения и углубления фронта добычных работ в переработку вовлекаются разновидности руд, технологические свойства которых отличаются от добываемых ранее. Так, для месторождений железистых кварцитов наблюдается увеличение неоднородности поступающей на переработку рудной массы, вызывающей как снижение качества получаемого концентрата, так и рост потерь железа вследствие проведения операций обогащения в неоптимальных режимах. Кроме того, недостаточное знание природы изменения технологических свойств железистых кварцитов в рудной толще снижает возможности их учета при планировании и организации горных работ.

В этих условиях возникает необходимость выяснения истинных причин ухудшения пригодности железистых кварцитов к переработке, наблюдаемого обычно на практике. Традиционные представления, основанные на учете структурно-петрографических признаков, к сожалению, не всегда позволяют объяснить наблюдаемые изменения. Кроме того, установление закономерностей наблюдаемых вариаций параметров обогатимости кварцитов необходимо для повышения надежности прогноза их возможных изменений при развитии фронта горных работ.

Особое значение эти исследования имеют для железистых кварцитов Михайловского ГОКа КМА (МГОКа), отличающихся своим изменчивым составом и строением.

Последние достижения физики горных пород свидетельствуют об определяющем влиянии генетических дефектной структуры породообразующих минералов и остаточных напряжений в них на технологические свойства руд.

Использование новых представлений о механизме и закономерностях влияния параметров структурного состояния полиминерального агрегата железистых кварцитов на их технологические свойства позволяет повысить достоверность прогноза и тем самым обосновать новые критерии оптимизации процесса рудоподготовки, предотвращающие непредвиденное ухудшение качественных показателей получаемого железосодержащего концентрата.

В этой связи установление влияния генетических особенностей железистых кварцитов на их способность к раскрытию и разделению минеральных частиц для обеспечения достоверного прогноза извлечения железа в концентрат является актуальной научной задачей.

Цель работы заключается в установлении закономерностей влияния генетических особенностей железистых кварцитов на раскрытие и разделение минеральных частиц для разработки метода прогноза качества концентрата, позволяющего оптимизировать процесс усреднения.

Идея работы состоит в использовании установленных генетических особенностей структурного состояния железистых кварцитов, обусловленных остаточными напряжениями в зернах породообразующих минералов, дефектностью и нестехиометрией оксидов железа, для прогноза качества получаемого железосодержащего концентрата и оптимизации процесса усреднения.

Структура диссертации определена следующим кругом задач, решаемых для достижения поставленной цели:

1. Выбор методики проведения исследований состава, строения и структурного состояния железистых кварцитов для выявления различий, обусловленных их генезисом.

2. Исследование вариации состава, напряженного состояния и дефектной структуры железистых кварцитов в рудной толще.

3. Анализ влияния генетических параметров структурного состояния железистых кварцитов на их технологические свойства.

4. Разработка метода прогноза качества получаемого железосодержащего концентрата с учетом данных о составе, строении и структурном состоянии железистых кварцитов.

5. Обоснование рекомендаций по оптимизации процесса усреднения.

Основные научные положения и новизна:

1. Количественное описание генетических особенностей железистых кварцитов целесообразно осуществлять с использованием как традиционных геолого-минералогических показателей, так и параметров их структурного состояния, характеризующих иерархические системы остаточных напряжений и дефектов полиминерального агрегата и его компонентов.

2. В пределах Михайловского месторождения железистых кварцитов параметры их структурного состояния изменяются с глубиной и по простиранию, предопределяя вариацию их технологических свойств, проявляющуюся в изменении способности полиминерального агрегата к раскрытию и разделению минеральных частиц.

3. Нестехиометрия магнетита в железистых кварцитах МГОКа, вызванная изменением в нем содержания железа от 67 до 72,38%, по-разному варьирует в технологических сортах руд, усиливаясь в труднообогатимых и уменьшаясь в легкообогатимых, а также возрастает в направлении с севера на юг рудной залежи.

4. Повышение надежности прогноза качества концентрата, получаемого в условиях МГОКа, достигается при использовании уравнения множественной регрессии, учитывающего, помимо содержания зерен магнетита размером менее 0,03 мм, также параметр кристаллической решетки, температуру Кюри, относительную деформацию, истинную плотность дислокаций и сумму дефектов упаковки магнетита.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются: качественным совпадением результатов теоретического и экспериментального исследований- масштабом проведенных экспериментальных исследований- высокой надежностью и точностью применявшихся апробированных методик экспериментальных исследований, лабораторного оборудования и методов обработки экспериментальных данных.

Научное значение работы заключается в разработке физико-технических основ принципиально нового подхода к решению задачи прогноза технологических свойств железистых кварцитов в процессах их рудоподготовки. В данной работе показана возможность осуществления такого прогноза и разработана методика его проведения, отличающаяся от традиционной учетом вклада остаточных напряжений и дефектной структуры рудообразующих минералов. Исходными для прогнозирования данными являются значения параметров, характеризующих состав, строение и структурное состояние образцов керновых проб железистых кварцитов из интересующего участка месторождения получамые с помощью методов рентгеновской дифрактометрии, оптической и электронной микроскопии, магнитометрии.

Практическая ценность работы состоит в разработке метода оптимизации процесса усреднения железистых кварцитов с учетом их генетических особенностей, который включает прогноз качества концентрата, получаемого при существующей технологии рудоподготовки, и обоснование содержания железистых кварцитов различных генетических типов в рудной шихте для получения необходимого содержания железа в концентрате.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Исследования, представленные в настоящей диссертации, выполнялись в рамках «НИР» МГГУ: «Анализ изменения параметров состава, строения и структурного состояния железистых кварцитов МГОКа с целью обоснования рекомендаций по повышению эффективности их добычи и переработки».

Разработанные методические указания по прогнозу качества железосодержащего концентрата приняты для использования в ОАО «Михайловский горно-обогатительный комбинат» для оптимизации процессов рудоподготовки железистых кварцитов.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований опубликованы в 5 работах и докладывались в ходе научных симпозиумов «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 1996, 1997, 1998 гг.).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и

приложений, содержит 39 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 83 наименований, изложена на 164 страницах машинописного текста.

Разработка метода оптимизации процесса усреднения железистых кварцитов с учетом их генетических особенностей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

1. Пирогов Б. И., Порогов Г. С. Холошин И. В., Тарасанко В. Н. гр ТТ т V /-Ч Г-< .-ч" л1 ехнологическая минералогия железных руд. Л.: паука, 19Ьб.-э04с.

2. Подготовка минерального сырья к обогащению и переработке / Под ред. Ревнивцева В. И. -М.: Недра, 1987.-307 с.

3. Кудрявцева Г. П., Гаранин В. К., Жиляева В. А. Магнетизм и минералогия природных ферримагнетиков. -М.: 1982, 294 с.

4. Яшин В. П., Балясников В. М. и др. Исследования по повышению эффективности рудоподготовки обогатительного цикла за счет увеличения работы взрывного воздействия / Обогащение руд, 1985, N1, с.8−11.

5. Чурилов П. Г., Каркашадзе Г. Г., Винников В. А. Оптимизация направлений взрывной отбойки и разупрочнения железистых кварцитов в условиях Стойленского ГОКа. // Горный информационно-аналитический бюллетень, N1, 1996, с, 24−27.

6. Дремин А. И., Коломеец В. В. Шевкун Б. Н., Хвостов Н. С. Совершенствование буровзрывных работ на Михайловском ГОКе /У Изв. вузов. Горный журнал, 1986, N4, с. 31−32.

7. Гончаров С. А., Мочалов В. И., Шнапир Я. И. и др. Шарошечное бурение и термическое расширение скважин на карьерах. // Изв. вузов. Горный журнал, 1984, N5, с.35−37.

8. Каркашадзе Г. Г., Дербенева О. Л. Термомеханический способ измельчения горных пород.// Горный информационно-аналитический бюллетень, N5, 1996, с. 110−112.

9. Николаенко В. П., Куоочкин М. Г. Основные этапы тэазвития и дальнейшего совершенствование технологии обогащения магнетиговых кварцитов Юга и Центра СССР /У Обогащение руд черных металлов. М., 1981. с. 7−17.

10. Протасов Ю. П., Трушкин А. Н. Термическая подготовка дробленой, руды к измельчению.// Изв. вузов. Горный журнал, N7, 1995,. с. 7−10.

11. Москалев А. П., Коробской В. К., Челышкина В. В. Влияние обработки магнетиговых руд энергией СВЧ на селективное раскрытие минералов при измельчении.// Изв. вузов. Горный журнал, N6, 1988, с. 113−118.

12. Зильбершмидт М. Г., Шведов И. М., Беденко В. Е. Влияние СВЧ-воздействия на магнитные свойства окисленных железистых кварцитов.// Горный информационно-аналитический бюллетень, N5, 1996, с. 60−63.

13. Гусельников В. Н. Генетические проблемы железорудных формаций КМА. М .: Наука. 1972,.

14. Уилсон Дж. Геологические структуры малых Форм. -М. 1985,1е.

15. Зильбершмидт М. Г., Заворыкина Т. К. Методы анализа структурного состояния горных пород. Ч.1. М.:МГИ, 1989, 88 с.

16. Дмитриев А. П., Зильбершмидт М. Г., Беденко В. Е. Влияние остаточных напряжений на процессы дезинтеграции руд /У В сб. Совершенствование технологии обогащения комплексных полезных ископаемых. -М.: МГГУ, 1996, с. 122−129.

17. Новик Г. Я., Зильбершмидт М. Г. Управление свойствами пород в процессах горного производства, — М. ." Недра, 1994, 224с.

18. Руководство по рентгеновскому определению минералов / Под ред. Франк-Каменсцкого. Л.: Недра, 1975, 399с.

19. Методы минералогических исследований / Под ред. Гинсбурга А. И. М.:Недра, 1985.

20. Порогов Г. С. Методика изучения комплексных магнетитовых руд.- Л.: Наука, 1976, 166 с.

21. Федорова М. И. и др. Фазовый химический анализ руд черных металлов и продуктов их переработки. М.: Недра, 1972, 199 с.

22. Горелик С. С, Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Ретгеяо-графический и электронно-оптический анализ. М.: МИСИС, 1994, 328 с.

23. Соболев Р. Н. Методы оптического исследования минералов.~ М.: Недра, 1990, 228 с.

24. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. ~М.: Металлургия, 1976,271 с.

25. Практические методы в электронной микроскопии / Под ред. Одри М. Глоэра.- М.: Машиностроение, 1980.

26. Волков Г. И. Опыт геолого-структуриого картирования рудных горизонтов Михайловского карьера // В книге Геология и особенности технологии разработки железорудных месторождений КМА: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 1983.

27. Завьялов П. 3., Шилов В. И. Геологическое исследование и дальнейшее развитие сырьевой базы МГОКа // Горный журнал, 1982, N9, с.7−10.

28. Илларионов А. А. Петрография и минералогия железистых кварцитов Михайловского месторождения КМА.- М.: Наука, 1965, 164 с.

29. Пирогов Б. И. I" еолого-минералогические факторы определяющие обогатимость железистых кварцитов.-М.: Недра, 1969, 240с.

30. Остапенко П. Е. Теория и практика обогащения железных руд. М.: Недра, 1985, 270с.

31. Маргулис В, С., Пилипенко Э. П., Азаматов Ф. Л. Совершенствование техники и технологии переработки неокисленных железистых кварцитов МГОКа // Горный журнал, 1982, N9, с. 21−25.

32. Пирогов Б. И., Пкрогова В. В. Минералогическое исследование железистых и марганцевых руд. -М.: Недра, 1973, 214 с.

33. Белов Н. В. Структуры ионных кристаллов и металлических фаз. -М.: АН СССР, 1947, 237 с. '.

34. Генделев С. И., Юрьев Е. Н. Рост кристаллов, т.4 -М.: Недра, 1964, 373 о.

35. Богданов О. С., Михайлова Н. С. Влияние кристаллической структуры безводных окислов железа на их флотируемость /У Обогащение руд, 1966, № 4, с. 19−23.

36. Вопросы теории дефектов в кристаллах. -Сб., Л.: Наука, 1987, i пк ,-, JL i W W.

37. Предводителев А. А., Тяпунина Н. А., Зименкова Г. М, и др. Физика кристаллов с дефектами. -М.: МГУ, 1986, 239 с.

38. Владимиров В. И. Физическая природа разрушения металлов. -М.: Металлургия, 1984, 280 с.

39. Келли А., Гровс Г. Кристаллография и дефекты в кристаллах. -М.: Мио. 1974. 496 с.А.

40. Электронная микроскопия в минералогии (под общ. ред. Г, Р. Венка и др., перев. с англ.) -М.: Мир, 1979, 544 с.

41. Broese van G. A., Bongers Р. F., Stuyts A. L. Magnetism, microstructiire and crystal chemistry of spinel ferrites.- Mater. Sei. Eng., 1968/69, № 3, p. 317−392.

42. Bonstrom О. В., Morrish A. H., Watt L. H. K. Magnetic Properties of the low-temperature from of magnetite. y. Appl. Phis., 1961, vol. 32. p. 27oc.

43. Дэна Дж., Дэна 3. С., Фрондель К. Система минералогии, т. 3, Минералы кремнезема. (пер. с англ. Чекина С. С., Наседкина В. В. под ред. Смолина) М.: Мир, 1966, 430 с.

44. Цинзерлинг E. В. Искусственное двоиникование кварца. -¦- M. i Изд. АН СССР, 196L 160 с.

45. Гершойг Ю. Р. Вещественный состав и оценка обогатимости бедных железных руд.- М.: Недра, 1968, 200 с.

46. Дмитриев А. П., Зильбершмидт М. Г. Физические принципы управления технологическими параметрами горных пород, часть 1. ~ М.: МГИ, 1989, 71 с.

47. Фокин А. Г., Шермергор Т. Д. Корреляционные функции упругого поля квазиизотропных тел /У Прикладная механика и математика.- 1968, т. 32, с. 660−671.

48. Зильбершмидт М. Г., Заворыкина Т. К. Исследование вариации структурной нарушенности при высокочастотной электромагнитной обработке /У Сб.: Проблемы физических процессов в горном деле. М.: МГИ, 1988, с. 73−75.

49. Орлов А. Н., Переверзегщев В. П., Рыбин В. В. Границы зерен в металлах М.: Металлургия, 1980.

50. Сайфулин Р, С. Физико-химия неорганических полимерных и композиционных материалов. ~М.: Химия, 1990.

51. Орлов А. П., Ханнанов Ш. X. Уравнение кинетики дефектов в поликристалле с учетом структуры границ зерен. Поверхность // Физика, химия, механика. 1986, № 4. с. 71.

52. Alexander L., Khi g H. P. Basic aspects of X-ray absorption. -Anal. Cliem., 1948, N 10, p. 20.

53. Peter E., Kalman A. Quantitative X-ray analysis of cristalline multicomponent sysiems. Acta Chem. Acad. Sci. Hong., 1964, 41, N 4, p. 244- 248.

54. Warren B.E., Ayerbach B.L. The separation of Cold-Worlc Distortioa and particie Size Broadening in X-ray Patterns. J. Appl. Phys., 1952, 23, p. 497−508.

55. Крылов В. Д. О применении Фурье-трансформант аппроксимирующих функций в рентгеновском анализе тонкой кристаллической структуры поликристаллов. Кристаллография. 1963, N 8, с. 486−489.

56. Пономарев В. В. Рентгеноструктурные методы исследования в инженерной геологии. М.: Недра, 1981, 194 с.

57. Заворыкика Т. К. Рентгеновский ыстод исследования структурной нарушенности горных пород. В кн.: Проблемы физических процессов в горном деле. -IVL: МГИ, 1988, с. 30−34.

58. Бетехтин А. Г. Минералогия. -М.: Госгеолиздат, 1950, 956 с.

59. Чвилева Т. Н., Безсмертная М. С. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном свете. -М.: Недра, 1982, 504 е., ил.

60. Поваренных А. С. Кристаллохимическая классификация минеральных видов. Киев, 1966, 347 с.

61. Сальдау Э. П. Изменение размеров ячейки при окислении иоцита в магнетит и маггемит // ЗВМО. 1957. ч. 86, .вып. 3. с. 324−335.

62. Трухиы В. И.

Введение

в магнетизм горных пород. -М.: МГУ, 1973, 275 с.

63. Ломоносов Г. Г. Формирование качества руды при открытой добыче. М.: Недра, 1975, 224 с.

64. Бастан П. П., Волошин H. Н. Усреднение руд на горнообогатительных предприятиях. -М.: Недра, 1981, 280 с.

65. Ревнивцев В. И., Гапонов Г. В., Зарогатский Л. П. и др.- Под ред. Ревнивцева В. И. Селективное разрушение минералов. -М.: Недра, 1988, 286 с.

66. Zener С. Fracturing of Metal. -Amer. Soc. Metal, 1948, 105 p.

67. Mott N. P. -J. Phis. Soc. Japan, 1955, v. 10, p. 650−675.

68. Cottrel A. H. -Trans. AIME, 1958, v. 212, p. 192−209.

69. Fujita F. E. -j. Phis. Soc. Japan, 1956, v. 11, p. 1201−1214.

70. Friede! J. Les Dislocations. Paris, 1956, 607 p.

71. Oilman J. J. -Trans. AIME, 1958, v. 222, p. 783−793.

72. Cottrel A. H. -In.: Britle Fracture. Proc. 1st Conf. of Fracture. Massachusetts, 1959, 306 p.

73. Рожанский В. H. -ДАН СССР, 1958, i. i23, c.648−653.

74. Giban J. J. -Trans. AIME, .1957, v. 200, p. 621−631.

75. Инденбом В. П. -ФТТ, 1961, т. З, с, 2071;2093.

76. Совершенствование процессов рудоподготовки.-Л.: Механобр. 1980, 144 с.

77. Хапунов Э. А. Исследование механизма селективного разрушения руд. в 'кн. Интенсификация технологических процессов рудоподготовки. —Л.: Механобр, 1987, с. 116—135.

78. Ряполов А. Н. Управление магнитными свойствами железных руд путем изменения их микроструктуры при взрывном воздействии. Дис. к. т. н. М.: МГИ, 1982, 141 с.

79. Потапов А. И. Физико-техническое обоснование взрывной рудоподготовки железистых кварцитов. Дис.,. д. т. н.-М.:МГИ3 1 ' 27°- с.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой