resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)10.31242/2618-9712-2019-24-2-5resar-429Research ArticleНауки о Земле. Геотехнология, обогащение полезных ископаемыхЭкспериментальные исследования по интенсификации процессов измельчения в ступенчатой центробежной мельницеExperimental studies on the intensification of grinding processes in a step centrifugal millМатвеевАндрей ИннокентьевичMatveevAndrey Innokentievich

МАТВЕЕВ Андрей Иннокентьевич, доктор технических наук, главный научный сотрудник, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, 677980, Якутск, проспект Ленина, 43, https://orcid.org/0000-0002-4298-599, andrei.mati@yandex.ru

Matveev Andrey Innokentievich, Doctor of Technical Sciences, Principal Researcher, N.V. Chersky Mining Institute of the North, SB RAS, 43 Lenina pr., Yakutsk, 677980, Russia, https://orcid.org/0000-0002-4298-599, andrei.mati@yandex.ru

andrei.mati@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5698-7922ВинокуровВасилий РомановичVinokurovVasily Romanovich

ВИНОКУРОВ Василий Романович – младший научный сотрудник лаборатории «Обогащение полезных ископаемых», Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, 677980, Якутск, проспект Ленина, 43, https://orcid.org/0000-0001-5698-7922, vaviro@mail.ru

Vinokurov Vasily Romanovich, Research Assistant, N. V. Chersky Mining Institute of the North, SB RAS, 43 Lenina pr., Yakutsk, 677980, Russia, https://orcid.org/0000-0001-5698-7922, vaviro@mail.ru

vaviro@mail.ruИнститут горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАНРоссияN.V. Chersky Mining Institute of the North, SB RASRussian FederationИнститут горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАНРоссияN. V. Chersky Mining Institute of the North, SB RASRussian Federation2019230820242425663Copyright © Матвеев А.И., Винокуров В.Р., 20242024Матвеев А.И., Винокуров В.Р.Matveev A.I., Vinokurov V.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/429

Приведены результаты экспериментальных исследований процессов измельчения при многократном динамическом воздействии, реализованном в центробежной ступенчатой мельнице конструкции ИГДС СО РАН. Для повышения эффекта измельчения предложена установка дополнительных отбойных элементов на рабочих органах мельницы, что, однако, не всегда решает проблему, сказывается негативное влияние формирующихся воздушных потоков в рабочем пространстве между верхними и нижними рабочими органами. Опытно-конструкторскими работами установлено рациональное количество дополнительных отбойных элементов, определяемое критическим значением скорости воздушного потока в рабочей камере лабораторной ступенчатой мельницы до 10 м/с. При соблюдении этих условий достигается значительное повышение степени измельчения в сравнении с базовым вариантом лабораторной центробежной ступенчатой мельницы без отбойных элементов.

Results of the experimental studies of grinding processes under multiple dynamic impact in a centrifugal step mill designed at the MIN SB RAS are reported. To enhance the grinding effect, it is proposed to mount additional baffle elements at the movable bodies of the mill. However, this is not always a solution of the problem because there is a negative effect of air flows formed in the working space between the upper and lower movable bodies. A rational number of additional baffle elements, determined by the critical air flow rate in the working chamber of the laboratory step mill which should be up to 10 m/s was determined in research and development works. Under these conditions, a substantial increase in grinding degree is achieved, in comparison with the basic version of the laboratory centrifugal step mill without baffle elements.

центробежные мельницыконструкцияизмельчениерабочие органыэффективность измельченияскорости вращениячастицыизмельченный материалэкспериментальные исследованияcentrifugal milldesigngrindingworking bodiesgrinding efficiencyrotation speedparticlescrushed materialexperimental studiesReferencesКафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Состояние и перспективы комплексных системных исследований процессов измельчения сыпучих материалов // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1988. Т. XXXIII. № 4. С. 362.Kafarov V.V., Dorohov I.N., Arutyunov S.Yu. Sostoyanie i perspektivy kompleksnyh sistemnyh issledovanij processov izmel’cheniya sypuchih materialov // Zhurnal VHO im. D.I. Mendeleeva. 1988. V. XXXIII. N 4. P. 362.Кулебакин В.Г. Применение механохимии в гидрометаллургических процессах. Новосибирск: Наука, 1988. 271 с.Kulebakin V.G. Primenenie mekhanohimii v gidrometallurgicheskih processah, Novosibirsk, Nauka. 1988. P. 271 .Смирнов Н.М. Совершенствование процессов и оборудования для ударного измельчения материалов различной абразивности: Дис. д-ра техн. наук. Иваново, 1997. 390 с.Smirnov N.M. Sovershenstvovanie processov i oborudovaniya dlya udarnogo izmel’cheniya materialov razlichnoj abrazivnosti: dis. d-ra tekhn. nauk. Ivanovo, 1997. P. 390.Смирнов H.M. Пути совершенствования измельчителей ударного действия // Межд. конф. «Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования».Smirnov N.M. Puti sovershenstvovaniya izmel’chitelej udarnogo dejstviya // Sb. dokladov III Mezhd. konf. “Teoreticheskie i eksperimental’nye osnovy sozdaniya novogo oborudovaniya”. Ivanovo: IGHTA. 1997. P. 98.Царицин B.B. Технологическое разрушение горных пород. Киев: Техника, 1964. 68 с.Caricin B.B. Tekhnologicheskoe razrushenie gornyh porod Kiev: Tekhnika. 1964. P. 68.Барон Л.И., Коняшин Ю.Г. Научные основы рациональных режимов разрушения горных пород механическими способами при динамическом приложении нагрузки. М.: Ин-т горного дела им. Скочинского, 1986. 57 с.Baron L.I., Konyashin Yu.G. Nauchnye osnovy racional’nyh rezhimov razrusheniya gornyh porod mekhanicheskimi sposobami pri dinamicheskom prilozhenii nagruzki M.: / In-t gornogo dela im. Skochinskogo, 1986. P. 57.Барон Л.И., Веселова Г.М., Коняшин Ю.Г. Экспериментальные исследования горных пород ударом. М.: АН СССР, 1962. 219 с.Baron L.I., Veselova G.M., Konyashin Yu.G. Eksperimental’nye issledovaniya gornyh porod udarom. M.: AN SSSR. 1962. P. 219.Власов О.Е., Смирнов С.А. Сравнение показателей работ различных измельчителей // Теор. основы хим. технологии. 1986. Т. 2, № 4. С. 831–837.Власов О.Е., Смирнов С.А. Сравнение показателей работ различных измельчителей // Теор. основы хим. технологии. 1986. Т. 2, № 4. С. 831–837.Гуюмджян П.П. Закономерности разрушения одиночных частиц ударом // Сб. трудов Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. Иваново: ИГАСА, 1999. С. 38–41.Guyumdzhyan P.P. Zakonomernosti razrusheniya odinochnyh chastic udarom // Sb. trudov Ivanovskoj gosudarstvennoj arhitekturno-stroitel’noj akademii. Ivanovo, IGASA. 1999. P. 38–41.Ладаев Н.М., Ваганов Ф.А., Гуюмджян П.П. О давлении, возникающем в хрупком материале при ударе // Информационная среда вуза. XV Международная научно-техническая конференция. Иваново, 2008. С. 833–836.Ladaev N.M. Vaganov F.A., Guyumdzhyan P.P. O davlenii, voznikayushchem v hrupkom materiale pri udare. Informacionnaya sreda vuza, XV Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya — Ivanovo, 2008. P. 833–836.Ладаев Н.М., Гуюмджян П.П., Жбанова Е.В. О критерии разрушения одиночных частиц хрупких материалов ударом // Информационная среда вуза. XV Международная научно-техническая конференция Иваново. 2008. С. 837–839.Ladaev, N.M., Guyumdzhyan P.P., Zhbanova E.V. O kriterii razrusheniya odinochnyh chastic hrupkih materialov udarom. Informacionnaya sreda vuza, XV Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya Ivanovo, 2008. P. 837–839.Oliveira J.F.G., Silvab R.J., Duoc C., Hashimoto’s F. Manufacturing Technology // Industrial Challenges in Grinding. 2009. V. 58, Iss. 2. P. 663–680.Oliveira J.F.G., Silvab R.J., Duoc C., Hashimoto’s F. Manufacturing Technology // Industrial Challenges in Grinding. 2009. V. 58, Iss. 2. P. 663–680.Buss B. Uber die Einzelkornprall zerkleinerunq von Steinsalz und anderen Stoffen, Bergakademie. 1980. V. 22, № 10. P. 592–598.Buss B. Uber die Einzelkornprall zerkleinerunq von Steinsalz und anderen Stoffen, Bergakademie. 1980. V. 22, № 10. P. 592–598.Hoon Lee, Heechan Cho, Jihoe Kwon. Powder Technology. Using the discrete element method to analyze the breakage rate in a centrifugal/vibration mill/ Department of Energy Systems Engineering, Seoul National University, South Korea. Seoul. 2010. V. 198, Iss. 3. P. 364–372.Hoon Lee, Heechan Cho, Jihoe Kwon. Powder Technology. Using the discrete element method to analyze the breakage rate in a centrifugal/vibration mill/ Department of Energy Systems Engineering, Seoul National University, South Korea. Seoul. 2010. V. 198, Iss. 3. P. 364–372Abiljanuly T.A., Abilzhanov D.T., Alshurina A.S. To determining air flow rate in a forage shredders // Scientific proceedings II International scientific and Technical conference “Agricultural machinery”. Varna, Bulgaria, 2014. P. 30–34.Abiljanuly T.A., Abilzhanov D.T., Alshurina A.S. To determining air flow rate in a forage shredders // Scientific proceedings II International scientific and Technical conference “Agricultural machinery”. Varna, Bulgaria, 2014. P. 30–34.Потапов В.Я., Ляпцев С.А. Математическое описание поведения рудных частиц в воздушном потоке разделительных аппаратов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 1. С. 7–10. URL: www. Scienceducation.ru/101-5493.Potapov V.Ya., Lyapcev S.A. Matematicheskoe opisanie povedeniya rudnyh chastic v vozdushnom potoke razdelitel’nyh apparatov // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2012. N 1. P. 7–10. URL: www. Scienceducation.ru/101-5493.Патент №2150323 7 В 02 С 13/20. Центробежный измельчитель встречного удара / Матвеев А.И., Григорьев А.Н., Филиппов В.Е. / Ин-т горн. дела Севера СО РАН. Заявл. 28.10.97; Опубл. 10.06.2000 // Изобретения. Полезные модели. 2000. № 16, ч. 2. С. 268.Patent №2150323 7 V 02 S 13/20. Centrobezhnyj izmel’chitel’ vstrechnogo udara /Matveev A I, Grigor’ev A.N., Filippov V.E. /In-t gorn. dela Severa SO RAN. Zayavl. 28.10.97; Opubl. 10.06.2000 // Izobreteniya. Poleznye modeli. 2000. N 16, Ch. 2. P. 268.Матвеев А.И., Львов Е.С., Винокуров В.Р. Новое в рудоподготовке – аппараты дробления и измельчения многократного ударного действия // Горн. информ.-аналит. бюл. 2016. № 8 (спец. выпуск № 21). С. 242–252.Matveev A.I., L’vov E.S., Vinokurov V.R. Novoe v rudopodgotovke – apparaty drobleniya i izmel’cheniya mnogokratnogo udarnogo dejstviya // Gorn. inform.-analit. byul. 2016. N 8 (special’nyj vypusk N 21). P. 242–252.Патент № 2198028, 7 В 02 С 13/20. Центробежный измельчитель. Матвеев А.И., Григорьев А.Н., Винокуров В.Р. / Ин-т горн. дела Севера СО РАН. Заявл.11.01.01; Опубл. 10.02.2003 // Изобретения. Полезные модели. 2003. № 4. ч. 2. С. 338.Patent №2198028, 7 V 02 S 13/20. Centrobezhnyj izmel’chitel’ / Matveev A.I., Grigor’ev A.N., Vinokurov V.R. / In-t gorn. dela Severa SO RAN. Zayavl.11.01.01; Opubl. 10.02.2003 //Izobreteniya. Poleznye modeli. (2003) N 4. Ch. 2. P. 338.Ревнивцев В.И., Гапонов В.Г., Загоратский Л.П. и др. Селективное разрушение минералов. М.: Недра, 1988. 286 с.Revnivcev V.I., Gaponov V.G., Zagoratskij L.P. Selektivnoe razrushenie mineralov. M.: Nedra. 1988. P. 286.Газалеева Г.И., Цыпин Е.Ф., Червяков С.А. Рудоподготовка. Дробление, грохочение, обогащение. Екатеринбург: ООО «УЦАО», 2014. 914 с.Gazaleeva G.I., Cypin E.F., Chervyakov S.A. Rudopodgotovka. Droblenie, grohochenie, obogashchenie. Ekaterinburg: OOO «UCAO», 2014. P. 914.Saravacos G., Kostaropoulos Ath.E. Handbook of Food Processing Equipment/Part of the series Food Engineering Series Date: 30 December 2015/Mechanical Processing Equipment, 2015. P. 149–232.Saravacos G., Kostaropoulos Ath.E. Handbook of Food Processing Equipment/Part of the series Food Engineering Series Date: 30 December 2015/Mechanical Processing Equipment, 2015. P. 149–232.Хопунов Э.А. Новый взгляд на процессы переработки минерального сырья// Современная техника и технологии. 2015. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/03/5944Hopunov E.A. Novyj vzglyad na processy pererabotki mineral’nogo syr’ya// Sovremennaya tekhnika i tekhnologii. 2015. N 3 [Elektronnyj resurs]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/03/5944

The authors declare that there are no conflicts of interest present.