УДК 622.7

Исследование методов неразрушающего контроля для определения прочности и абразивности на примере полиметаллической руды

Крижановская Дарья Игоревна – студентка Санкт-Петербургского горного университета.

Ковалева Александра Александровна – студентка Санкт-Петербургского горного университета.

Аннотация: В статье приведены исследования по анализу и выявлению математических зависимостей между величиной звукового индекса и показателем абразивности материала. На основании этих данных были выполнены статистические анализы, построены графики и получены уравнения зависимостей, которые показывают хорошую сходимость между параметрами.

Ключевые слова: Рудоподготовка, золотосодержащие руды, полусамоизмельчение, моделирование, компьютерный пакет JKSimMet, математические модели, физико-механические свойства.

Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской федерации № МК-1253.2017.5.

В связи с необходимостью повышения эффективности рудоподготовки для вновь строящихся и модернизирующихся обогатительных фабрик увеличивается потребность в быстром и достоверном анализе физико-механических свойств руд полезных ископаемых [1-3]. Для максимально близкого (точного) расчёта оборудования недостаточно только теоретических исследований, необходимо проведение лабораторных, полупромышленных и промышленных исследований. Хотя, необходимо отметить, что ценность теоретических исследований заключается в том, что они указывают как влияют отдельные условия на работу аппарата [2-5].

Для оптимального выбора дробилок и мельниц проводится целая серия лабораторных опытов: определение плотности, ударный тест Бонда, тест на абразивность руды и т.д. Данные методы определения физико- механических свойств материалов являются наиболее распространенными как в России, так и за рубежом [6]. Методика исполнения опытов проста, однако трудоемка. Следовательно, применение экспресс - методов оценки разрушаемости материала позволяют повысить скорость проведения исследований и повысить их точность. Использование приборов неразрушающего контроля прочности или дефектоскопов в качестве экспресс-метода оценки разрушаемости материала является достаточно перспективным.

В рамках данной работы были проведены исследования для установления зависимости между индексом абразивности (AI) и звуковым индексом. В качестве объекта исследования была взята медно- порфировая руда (рис. 1). В таблице 1 представлены основные качественные свойства, характерные для данного типа руды.

Рисунок 1. Богатый образец медно-порфировой руды.

Таблица 1. Основные свойства руды.

Свойство	Характеристика
Плотность (г/см3)	2,77
Главные минералы	пирит, халькопирит, халькозин, борнит, молибденит
Текстура	прожилково-вкрапленная
Структура	штокверки изометричной, удлинённой или сложной формы

Исследования физико-механических свойств проводились на установке для определения индекса абразивности в соответствии со стандартом Ф.C. Бонда LM-BAT1000 и с применением ультразвукового прибора «Пульсар 2.1».

Необходимо отметить, что скорость распространения ультразвуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин и пустот), определяющих прочность.

Для того, чтобы настроить прибор для работы с медно-порфировой рудой, проведены испытания образцов породы.

При измерении звукового индекса необходимо задавать коэффициент в соответствии с формулой

где ЗИ – звуковой индекс; V – числовое значение скорости ультразвука; K – безразмерный коэффициент

Для нахождения корреляции между данными абразивного теста и показаниями прибора «Пульсар 2.1» образцы были разбиты на три группы: с высоким, средним и низким значением звукового индекса абразивности. В таблицу 2 внесены результаты прозвучивания образцов прибором «Пульсар 2.1»

Таблица 2. Данные AI и прозвучивания на звуковой индекс.

Показатель   Номер группы	AI	C, звуковой индекс
I	0,066917	41,77
II	0,24395	51,93
III	0,261783	62,10

 

Рисунок 2. Зависимость между величиной звукового индекса и показателем абразивности для медно-порфировой руды.

Выполненные исследования показали, что результаты абразивного теста и результаты ультразвукового прозвучивания имеют высокую степень корреляции, что, в свою очередь, может говорить о корректном переходе от результатов одного теста к результатам другого без дополнительных исследований, затрат времени, а также сократить финансовые издержки, а также позволит получить более детальную и подробную информацию о прочностных свойствах руды на этапе изучения и проектирования циклов рудоподготовки.

Стоит отметить, что полученные с использованием прибора «Пульсар 2.1» данные с помощью математико-статистического моделирования (корреляционный, факторный анализы и т.д.) возможно в дальнейшем использовать для прогнозирования физико-механических свойств горных пород, а также свойствами продуктов дробления.

Список литературы