Изучение повреждаемости алмазов при дроблении руды трубки «Зарница» в роторной дробилке ДКД-300

данных городской территории является основой для создания системы нормативных документов и отраслевых стандартов представления информации по то-пографо-геодезическим, инженерно-геологическим и другим видам инженерных изысканий в едином банке данных.

Формирование банка пространственных геолого-топографических данных, информационное моделирование геологической среды городских территорий позволит:

- повысить качество, снизить стоимость и сократить сроки инженерных изысканий;

- выбрать участки, наиболее благоприятные для строительства;

- осуществить проектирование защитных мероприятий от ОГП (карст, оползни, подтопление);

- определить оптимальный тип фундамента и снизить стоимость строительных работ;

- вести мониторинг геологической и топографических характеристик изученности территорий.

Благодаря геоинформационным системам и технологиям в процессе изучения опасных геологических явлений в конечном результате происходит получение полной информации по определенным объектам. Это обусловлено как развитием функциональных возможностей и применимости настольного инструментария, так и появлением новых типов программных обеспечений геологических систем.

Библиографический список

1. ГОСТ 22.1.02-97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения

2. ГОСТ Р 22.1.06-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов.

3. СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов.

4. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

5. ГОСТ 21.302-96. Условные графические обозначения в документации по инженерным изысканиям.

6. СП 11-105-97. Ч. I. Общие правила производства работ.

7. СП 11-105-97. Ч. II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

8. Инженерные изыскания, проектирование, строительство и

эксплуатация здания и сооружении на закарстованных территориях Нижегородской области (ТСН-22-308-98 НН), Нижний Новгород, 1999. С. 3-21.

9. МИ-2.10-18 Методологическая инструкция по качеству. Раздел 2.10. Управление процессами. Методические указания по составлению геолого-литологической карты масштаба 1:10 000 по архивным инженерно-геологическим материалам (с применением компьютерных технологий). ОАО «Ни-жегородТИСИЗ», 2007. 18 с.

10. Лапердин В.К., Тржцинский Ю.Б. Экзогенные геологические процессы и сели Восточных Саян. Новосибирск: Наука, 1977. 103 с.

11. Геопрофи. № 6. 2007. Статьи и комментарии [Электронный ресурс]. URL: http://www.gisinfo.ru/item/58.htm (дата обращения: 20.02.2012).

УДК 621.926/.927:622.371

ИЗУЧЕНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ АЛМАЗОВ ПРИ ДРОБЛЕНИИ РУДЫ ТРУБКИ «ЗАРНИЦА» В РОТОРНОЙ ДРОБИЛКЕ ДКД-300

А.В. Прокопенко1, Л.В. Савицкий2, Ю.М. Григорьев3, А.И. Матвеев4

1ОАО «Иргиредмет»,

664025, г. Иркутск, б. Гагарина, 38.

2Институт «Якутнипроалмаз» (АК «АЛРОСА», ОАО),

678170, г. Мирный, ул. Ленина, 39.

3Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, 677018, г. Якутск, ул. Белинского, 58. 4Институт горного дела Севера СО РАН, 677018, г. Якутск, пр. Ленина, 43.

Изучена повреждаемость кристаллов алмазов в процессе дробления кимберлитов трубки «Зарница» крупностью -100 мм в роторной дробилке комбинированного действия ДКД-300, с использованием коллекции окрашенных алмазов-индикаторов класса -5+2 мм. Установлен сравнительно невысокий уровень повреждаемости алмазов непосредственно в процессе дробления, особенно по кристаллам, попадающим в дробилку в скрытом виде. Об-

1 Прокопенко Александр Васильевич, заведующий лабораторией, тел.: (3952) 330861, e-mail: prok@irkutsk.ru Prokopenko Alexander, Head of the Laboratory, tel.: (3952) 330861, e-mail: prok@irkutsk.ru

2Савицкий Леонид Валерьевич, кандидат технических наук, заведующий лабораторией, тел.: (41136) 91421, e-mail: SavitskiyVB@alrosa.ru

Savitsky Leonid, Candidate of technical sciences, Head of the Laboratory, tel.: (41136) 91421, e-mail: SavitskiyVB@alrosa.ru

3Григорьев Юрий Михайлович, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой теоретической физики, Физико-технический институт, тел.: 8(4112)49б8б2, e-mail: grigyum@ysu.ru

Grigoryev Yuri, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Head of the Department of Theoretical Physics, Physico-Technical Institute, tel.: 8 (4112) 496862, e-mail: grigyum@ysu.ru

"Матвеев Андрей Иннокентьевич, доктор технических наук, заведующий лабораторией, тел.: 8(4112)390055, e-mail: a.i.matveev@igds.ysn.ru

Matveev Andrei , Doctor of technical sciences, Head of the Laboratory, tel.: 8 (4112) 390055, e-mail: aimatveev@igds.ysn.ru

щее количество поврежденных кристаллов составляет: по кристаллам, заброшенным в питание в скрытом состоянии (в бетонных моделях), - 3,0 %, а по кристаллам, заброшенным в питание в свободном состоянии, - 9,9%. Потери массы алмазов, обусловленные сколами кристаллов, получены незначительные - 0,1 %. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.

Ключевые слова: кимберлит; дробление; роторная дробилка ДКД-300; сохранность; природное качество кристалла; окрашенный алмаз-индикатор.

DIAMOND DAMAGEABILITY STUDY UNDER "ZARNITSA" PIPE ORE CRUSHING IN ROTARY CRUSHER DKD-300 A.V. Prokopenko, L.V. Savitsky, Y.M. Grigoryev, A.I. Matveev

Open Joint Stock Company "Irgiredmet",

38 Gagarin Blvd., Irkutsk, 664025.

Institute "Yakutniproalmaz" (Stock Company "Alrosa", JSC),

39 Lenin St., Mirny, 678170.

North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov, 58 Belinsky St., Yakutsk, 677018. Institute of North Mining SB RAS, 43 Lenin Av.,Yakutsk, 677018.

The authors study the damageability of diamond crystals under the crushing of "Zamitsa" pipe kimberlites of 100 mm size in a DKD-300 rotary crusher of combined effect, using a collection of colored indicating diamonds of 5+2mm class. They established a relatively low level of diamond damageability immediately in the crushing, especially for crystals entering the crusher in a cryptic form. The total number of damaged crystals is as follows: per crystals, introduced into the feed in a cryptic form (in concrete models) is 3.0%; per crystals introduced into the feed in a free form is 9.9%. Losses of diamond weight, due to crystal chips are insignificant - 0.1%. 3 figures. 2 tables. 5 sources.

Key words: kimberlite; crushing; DKD-300 rotary crusher; integrity; crystal natural quality; colored indicating diamond.

Применяемая на предприятиях АК «АЛРОСА» технология добычи алмазов приводит к повреждению от 25 до 75% природных алмазов. Это ведет к потере массы, качества ценного сырья и, как следствие, снижению стоимости товарной продукции и экономических показателей. В связи с этим проводятся крупномасштабные исследования по повышению эффективности раскрытия вмещающих пород и сохранности кристаллов алмазов в мельницах самоизмельчения [1] с использованием других технологий [2-4]. Истощение сырьевой базы компании АК «АЛРОСА» привело к необходимости вовлечения в переработку месторождений, для которых планируются новые технологии сухого обогащения. В данной работе приводится анализ результатов по сохранности кристаллов алмаза, полученных при технологических испытаниях роторной инерционной дробилки комбинированного действия ДКД-300, разработанной ИГДС СО РАН [1], с целью выявления возможности использования ее в технологиях сухого обогащения.

Исследования по изучению повреждаемости кристаллов алмазов в процессе дробления исходной руды трубки «Зарница» крупностью -100 мм проводили на фабрике № 12 Удачнинского ГОКа в роторной дробилке комбинированного действия ДКД-300 с использованием коллекции окрашенных алмазов-индикаторов класса -5+2 мм. Окрашенные алмазы-индикаторы были изготовлены на основе природных путем облучения протонами в циклотроне, в результате чего они приобрели зеленую окраску. Затем проводили минералогическое поштучное изучение окрашенных алмазов-индикаторов коллекции для выявления внешних и внутренних дефектов структуры с использованием поляризационно-оптического метода, взвешивание и фотографирование каждого алмаза в

3-4 ракурсах. По дефектам поверхности кристаллы были представлены: "целые" - 30%, "незначительно нарушенные" - 10%, "с трещинами" - 37%, "нарушенные" - 13% и "обломки" - 10%.

Для оценки сохранности природного качества алмазов в процессе дробления руды в дробилке ДКД-300 было сформировано 5 равноценных по прочностным характеристикам партий (раздельно по каждой группе внешних и внутренних дефектов структуры кристаллов с использованием таблиц случайных чисел) окрашенных алмазов-индикаторов крупностью -5+2 мм общим количеством 650 штук. Алмазы-индикаторы забрасывали в питатель и в разгрузку дробилки во время дробления руды трубки «Зарница». Дробленый продукт направляли в технологическую схему фабрики №12 для извлечения окрашенных алмазов-индикаторов и их осколков по действующей схеме с последующей выборкой их из концентратов доводочных РЛС на участке доводки и в ЦОДе из товарной продукции по характерному зелёному цвету. При этом четыре партии были сформированы по 100 штук алмазов-индикаторов в каждой, а одна партия -в количестве 250 штук. Четыре партии кристаллов предназначались для оценки повреждаемости алмазов-индикаторов в дробилке, причем три из них - для заброса в питатель в скрытом виде (алмазы-индикаторы были заделаны в бетонные модели размером 50+70 мм) при трех разных производительно-стях, а четвертая партия окрашенных кристаллов -для заброса в питатель в свободном состоянии. В связи с тем что окрашенные алмазы-индикаторы извлекались из дробленого продукта по действующей технологической схеме, для оценки повреждаемости их в процессах транспортировки, обогащения и доводки гравитационных концентратов пятая партия алмазов-

индикаторов в количестве 250 штук дополнительно в одном из экспериментов была заброшена в свободном состоянии в разгрузку дробилки.

После проведения экспериментов извлеченные алмазы-индикаторы повторно изучали с целью обнаружения полученных повреждений (трещин, сколов и расколов), определения количества поврежденных алмазов и потерь их массы. В целом из партий коллекции алмазов-индикаторов, заброшенных в питатель и в разгрузку дробилки, извлечено по технологической схеме фабрики 98,0-98,8% алмазов-индикаторов.

Анализ сохранности природного качества алмазов показал, что общее количество поврежденных кристаллов в среднем по трем заброшенным в питатель дробилки партиям алмазов-индикаторов в скрытом виде и при разной производительности ^=5,8; 12,2 и 15,2 т/ч) сравнительно невысокое - 13,5%, в том числе количество поврежденных алмазов с потерей массы - 5,8 % (табл. 1, рис. 1). При этом потеря массы, обусловленная сколами и расколами кристаллов, составила 1,2%.

Наибольшее количество нарушенных кристаллов наблюдалось в 4-й партии алмазов-индикаторов, заброшенных в питатель дробилки в свободном состоянии (в сравнении с забросом их в бетонных моделях) - общее количество поврежденных кристаллов возросло в 1,51 раза (с 13,5 до 20,4%), а их доля с более значимыми повреждениями (сколами) увеличилась в 2,29 раза (с 5,8 до 13,3%), что привело к потере массы. При этом статистическая оценка полученных ре-

зультатов по среднеквадратичной погрешности показала, что эти различия значимы при 68%-ной вероятности (доверительные интервалы значений не перекрываются между собой). Потеря массы алмазов в 1,58 раза выше (1,9 % против 1,2 %), однако статистический обсчет показал, что эти различия лежат в пределах ошибки определения.

Меньше всего было повреждено кристаллов из 5-й партии алмазов-индикаторов, заброшенных в свободном состоянии в разгрузку дробилки. Дробленый продукт поступал в действующую технологическую схему фабрики и перекачивался с основными продуктами в обесшламливающие воронки грохотов второй стадии рассева. Далее материал крупностью -5+2 мм поступал на гравитационное обогащение и комбинированную схему доводки. При этом, общее количество поврежденных кристаллов, и в том числе с потерей массы, составило соответственно 10,5 и 4,0 %, а потеря массы алмазов - 1,1% (см. табл.1).

Следует обратить внимание на то, что преобладающим видом повреждений у нарушенных кристаллов алмазов-индикаторов, заброшенных в разгрузку дробилки, являются трещины - 61,9%, в то время как для партии алмазов-индикаторов, заброшенных в скрытом и в свободном состоянии в питание дробилки, доля получивших трещины снизилась соответственно до 50,4 и 34,8%. Это указывает на то, что с повышением уровня повреждаемости алмазов-индикаторов в технологическом процессе изменяется характер повреждений - в общем количестве нарушенных алмазов-индикаторов снижается доля кристаллов с не-

Таблица 1

Показатели повреждаемости кристаллов алмазов-индикаторов класса -5+2 мм_

Место заброса алмазов-индикаторов, производительность дробилки ДКД-300 Извлечено алмазов-индикаторов, % Количество нарушенных алмазов-инди каторов, % от извлеченных Потеря массы от первоначальной массы извлеченных алмазов, %

по штукам по массе всего в том числе с потерей массы

Заброс кристаллов в питатель дробилки в бетонных моделях 0=15,2 т/ч 99,0 98,3 12,1 6,1 1,4

0=12,2 т/ч 96,0 96,8 13,5 5,2 1,0

0=5,8 т/ч 100,0 98,9 15,0 6,0 1,1

В среднем 98,3 98,0 13,5

Заброс кристаллов в процесс дробления в свободном состоянии в питатель 98,0 96,6 20,4

в разгрузку 98,8 98,0 10,5

Расчетная повреждаемость алмазов-индикаторов непосредственно в дробилке по кристаллам, заброшенным в скрытом состоянии 3,0

по кристаллам, заброшенным в свободном состоянии 9,9

* В скобках указаны доверительные интервалы значений по среднеквадратичной погрешности при 68%-ной вероятности.

^ й

* 1 1

Общее количество нарушенных кристаллов о Количество нарушенных кристаллов с потерей массы А Потери массы алмазов

В разгрузку ДКД-300 в свободном состоянии

В питание ДКД-300 в скрытом состоянии

В питание ДКД-300 в свободном состоянии

Места заброса окрашенных алмазов-индикаторов

Рис. 1. Показатели повреждаемости алмазов-индикаторов в технологическом процессе

большими повреждениями (трещинами) и возрастает доля кристаллов с более значимыми нарушениями -сколами.

Сравнение показателей повреждаемости по группам дефектов поверхности кристаллов показывает, что практически везде прослеживается одна и та же зависимость. В меньшей степени повреждения получают наиболее прочные «целые» и «незначительно нарушенные» алмазы-индикаторы. Затем по возрас-

танию идут кристаллы группы «с трещинами», и самая большая повреждаемость зафиксирована у наименее прочных кристаллов групп «нарушенные» и «обломки» (табл. 2, рис. 2). Так, по группам «целые» и «незначительно нарушенные» общее количество поврежденных кристаллов, заброшенных в питатель дробилки ДКД-300, составило: заброшенных в скрытом состоянии - 4,2%, в свободном - 10,0%. Количество кристаллов группы «с трещинами» возрастает соответ-

Таблица2

Повреждаемость алмазов-индикаторов крупностью -5+2 мм различных качественных групп

Место заброса алмазов-индикаторов (производительность дробилки ДКД-300) Группы по дефектам поверхности кристаллов Количество нарушенных кристаллов, % от извлеченных Потери массы от первоначальной массы извлеченных алмазов, %

всего в том числе с потерей массы

Заброс кристаллов в питатель в бетонных моделях (усредненные данные по 3-м экспериментам: 0=15,2; 12,2 и 5,8 т/ч) Целые и незначительно нарушенные 4,2 - -

С трещинами 16,4 4,5 0,7

Нарушенные и обломки 25,8 18,2 3,4

Всего 13,5

Заброс кристаллов в питатель в свободном состоянии (0=5,8 т/ч) Целые и незначительно нарушенные 10,0 2,5 0,1

С трещинами 17,1 11,4 4,6

Нарушенные и обломки 43,5 34,8 0,9

Всего 20,4

Заброс кристаллов в разгрузку в свободном состоянии Целые и незначительно нарушенные 7,0 - -

С трещинами 10,9 3,3 1,2

Нарушенные и обломки 16,4 12,7 3,0

Всего 10,5

* В скобках указаны доверительные интервалы значений по среднеквадратичной погрешности при 68%-ной вероятности.

22

20

8

6

4

2

0

8

6

4

2

0

5

и с?

* Ч 15

3

ю

о

0

В питание ДКД-300 в скрытом состоянии (в среднем при р=5,8; 12,2 и 15,2 т/ч) —♦—В питание ДКД-300 в свободном состоянии (р=5,8 т/ч) ^ А В разгрузку ДКД-300 в свободном состоянии

43,5 0

25,8

16,4 16,4

13,5

7,0 10,9

4,2

С трещинами

Нарушенные и обломки

Всего

Целые и незначительно нарушенные

Группы алмазов-индикаторов по дефектам поверхности кристаллов

Рис. 2. Повреждаемость алмазов-индикаторов различных качественных групп в технологическом процессе

ственно в 3,90 и 1,71 раза (до 16,4 и 17,1%), «нарушенные» и «обломки» - соответственно в 6,14 и 4,35 раза (до 25,8 и 43,5%).

Следует отметить, что окрашенные алмазы-индикаторы, заброшенные в питатель дробилки ДКД-300, извлекали из дробленого материала по технологической схеме фабрики и выбирали по характерному зеленому цвету из концентратов доводки и товарной продукции. Поэтому извлеченные кристаллы наряду с полученными повреждениями в процессе дробления руды получили нарушения и в процессе прохождения их по технологической цепочке фабрики: классификация и грохочение разгрузки дробилки ДКД-300 ^ отсадка ^ комбинированная схема доводки гравитационных концентратов (как в процессе перекачки гидротранспортом, так и в схеме обогащения и доводки). В связи с этим расчетные показатели повреждаемости алмазов непосредственно в дробилке определяли как разницу значений показателей между кристаллами, заброшенными в питатель и в разгрузку дробилки.

Результаты расчёта показали, что непосредственно в дробилке повреждаемость алмазов-индикаторов сравнительно небольшая. Общее количество повре-

жденных кристаллов, в том числе с потерей массы алмазов, составляет соответственно: по кристаллам, заброшенным в питатель в скрытом состоянии (в бетонных моделях), - 3,0 и 1,8%, а по кристаллам, заброшенным в питатель в свободном состоянии, - 9,9 и 9,3%. Потери массы алмазов за счёт сколов и обколов кристаллов получены соответственно 0,1 и 0,8%.

Таким образом, невысокий уровень повреждаемости алмазов в процессе дробления кимберлитов трубки «Зарница» в роторной дробилке комбинированного действия ДКД-300, особенно по кристаллам, попадающим в дробилку в скрытом виде, позволяет сделать вывод о принципиальной возможности применения ее в схемах сухой рудоподготовки алмазоизвлекатель-ных фабрик.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках проекта «Создание комплексной экологически безопасной инновационной технологии добычи и переработки алмазоносных руд в условиях Крайнего Севера», выполняемого с участием АК «АЛРОСА» (ОАО) и ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова».

Библиографический список

1. Оптимизация параметров разгрузочных решеток мельниц мокрого самоизмельчения для дезинтеграции кимберлитов / В.Ф.Монастырский [и др.] // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2008. № 6. С. 325-327.

2. Боровиков В.А., Лексовский А.М., Калитин В.Т. Новые аспекты повышения сохранности алмазов при добыче кимберлитов // Горный журнал. 2006. № 6. С. 77-81.

3. Изучение сохранности природного качества алмазов при доизмельчении кимберлитов в валковом прессе высокого давления POLYCOM 09/6-0 / А.В. Прокопенко [и др.] // Вестник ИрГТУ. 2008. Т. 35. № 3. С. 200-202.

4. Григорьев Ю.М., Миронов В.П., Яковлев Б.В. Механическая дезинтеграция кимберлита // Геомеханические и геотехнологические проблемы эффективного освоения месторождений твердых полезных ископаемых северных и северо-восточных регионов России: труды Всерос. науч.-практ. конф., посвященной памяти чл.-кор. РАН М.Д. Новопашина (Якутск, 13-15 сентября 2011 г.). Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2011. С. 239-241.

5. Матвеев А.И., Винокуров В.П., Григорьев А.Н., Мона-стырев А.М. Дробилка комбинированного ударного действия. Патент РФ № 2111055.

50

45

40

ИИ 35

30

25

20

10

5