В СССР работа над созданием мельниц самоизмельчения, исследованием процесса измельчения началась лишь в 1963 году, когда за рубежом было внедрено уже около 400 мельниц. Институты Механобрчермет, Ленинградский Механобр, Гипронеметаллонеруд, Якутнипроалмаз, Иргиредмет, НИИцветмет за короткое время (1963–1980 гг.) выполнили огромный объём работ как теоретического, так и прикладного характера. Было создано несколько полупромышленных установок в Усть-Каменогорске, Иргиредмете, ВНИИцветмете, в институте Якутнипроалмаз, на Новокриворожском ГОКе. Это время освоения уникальной техники в горнорудной отрасли, многообещающей техники. Оно характеризуется жаркими дискуссиями на конференциях, в научных статьях, конечно, и в кулуарах. Рождаются научно-инженерные школы, привлекаются в огромных количествах выпускники горных институтов Ленинграда, Свердловска, Москвы, Красноярска, Иркутска. Мне выпало удивительное по интересу и по значимости инженерное дело: начать свой профессиональный путь в институте Якутнипроалмаз, в лаборатории А.Б. Лейтеса — выдающегося инженера и учёного. Именно под его руководством и с его изобретательской подачи была построена вторая в СССР крупная (D x L = 5,0 x 2,3 м) мельница самоизмельчения. Её внедрение на фабрике №2 стало заметным событием не только в алмазодобывающей отрасли, но также послужило толчком к последующему внедрению мельниц диаметром 7,0; 9,0; 10,5 м. В 1973 году на Ингулецком ГОКе впервые была внедрена секция самоизмельчения на базе МБ 90 х 30 с доизмельчением промпродуктов в рудногалечной мельнице (безшаровое дробление-измельчение и доизмельчение). Данные по испытанию этой секции легли в основу проекта Лебединского ГОКа.

В середине 1970-х годов появилась концепция об отрицательном влиянии на показатели измельчения «критической» крупности. Это та крупность, которая чрезвычайно плохо поддается измельчению и, в силу своей незначительной крупности и массы, не способна выступать в качестве мелющего тела. Из результатов исследований стало известно, что её крупность составляет 50–70 мм. Борьба с «критической» крупностью приняла мировой масштаб. Из всего многообразия технологических приёмов борьбы наиболее востребованным оказался приём добавления крупных шаров в мельницы самоизмельчения, из-за этого их название поменялось на мельницы полусамоизмельчения. В настоящее время около 90–96% мельниц в мире работают в режиме полусамоизмельчения, причём полученная из разгрузки мельницы «критическая» крупность додрабливается в дробилке, а продукт дробления возвращается в мельницу. Также необходимо отметить, что если на заре этого процесса добавка шаров составляла 3–5%, то сейчас не редкость — 10, 15, 18 и более процентов. По сути, идёт приближение к шаровым мельницам, тем более что крупность исходного куска 130–160 мм теперь считается оптимальной. Пожалуй, одним из апологетов классического самоизмельчения остается алмазодобывающая отрасль — все-таки специфика не позволяет добавлять шары. Кстати сказать, крупность исходного куска на алмазных фабриках составляет 600–1200 мм, и далеко не на всех фабриках применяют первичное дробление. Но вот, например, Ингулецкий и Лебединский ГОКи — как они-то выдерживают давление конъюнктуры — понять сложно, но вызывает уважение.

div style="text-align: justify;">В СССР работа над созданием мельниц самоизмельчения, исследованием процесса измельчения началась лишь в 1963 году, когда за рубежом было внедрено уже около 400 мельниц. Институты Механобрчермет, Ленинградский Механобр, Гипронеметаллонеруд, Якутнипроалмаз, Иргиредмет, НИИцветмет за короткое время (1963–1980 гг.) выполнили огромный объём работ как теоретического, так и прикладного характера. Было создано несколько полупромышленных установок в Усть-Каменогорске, Иргиредмете, ВНИИцветмете, в институте Якутнипроалмаз, на Новокриворожском ГОКе. Это время освоения уникальной техники в горнорудной отрасли, многообещающей техники. Оно характеризуется жаркими дискуссиями на конференциях, в научных статьях, конечно, и в кулуарах. Рождаются научно-инженерные школы, привлекаются в огромных количествах выпускники горных институтов Ленинграда, Свердловска, Москвы, Красноярска, Иркутска. Мне выпало удивительное по интересу и по значимости инженерное дело: начать свой профессиональный путь в институте Якутнипроалмаз, в лаборатории А.Б. Лейтеса — выдающегося инженера и учёного. Именно под его руководством и с его изобретательской подачи была построена вторая в СССР крупная (D x L = 5,0 x 2,3 м) мельница самоизмельчения. Её внедрение на фабрике №2 стало заметным событием не только в алмазодобывающей отрасли, но также послужило толчком к последующему внедрению мельниц диаметром 7,0; 9,0; 10,5 м. В 1973 году на Ингулецком ГОКе впервые была внедрена секция самоизмельчения на базе МБ 90 х 30 с доизмельчением промпродуктов в рудногалечной мельнице (безшаровое дробление-измельчение и доизмельчение). Данные по испытанию этой секции легли в основу проекта Лебединского ГОКа.

В середине 1970-х годов появилась концепция об отрицательном влиянии на показатели измельчения «критической» крупности. Это та крупность, которая чрезвычайно плохо поддается измельчению и, в силу своей незначительной крупности и массы, не способна выступать в качестве мелющего тела. Из результатов исследований стало известно, что её крупность составляет 50–70 мм. Борьба с «критической» крупностью приняла мировой масштаб. Из всего многообразия технологических приёмов борьбы наиболее востребованным оказался приём добавления крупных шаров в мельницы самоизмельчения, из-за этого их название поменялось на мельницы полусамоизмельчения. В настоящее время около 90–96% мельниц в мире работают в режиме полусамоизмельчения, причём полученная из разгрузки мельницы «критическая» крупность додрабливается в дробилке, а продукт дробления возвращается в мельницу. Также необходимо отметить, что если на заре этого процесса добавка шаров составляла 3–5%, то сейчас не редкость — 10, 15, 18 и более процентов. По сути, идёт приближение к шаровым мельницам, тем более что крупность исходного куска 130–160 мм теперь считается оптимальной. Пожалуй, одним из апологетов классического самоизмельчения остается алмазодобывающая отрасль — все-таки специфика не позволяет добавлять шары. Кстати сказать, крупность исходного куска на алмазных фабриках составляет 600–1200 мм, и далеко не на всех фабриках применяют первичное дробление. Но вот, например, Ингулецкий и Лебединский ГОКи — как они-то выдерживают давление конъюнктуры — понять сложно, но вызывает уважение.

На рис. 1 показана мельница с размерами барабана D x L = 4,0 x 1,4 м. Видно, что мельница имеет свою несущую раму, на которой смонтирован привод, состоящий из вала, закреплённого на двух подшипниковых опорах, зубчатой муфты, насаженной на один конец вала и соединенный с тихоходным валом редуктора.

Быстроходный вал редуктора связан с электродвигателем посредством гидравлической муфты. На другом конце вала закреплён барабан мельницы. Как видно из фотографии, передний торец барабана имеет отверстие для загрузки руды. Для проведения каких-либо ремонтных или профилактических работ отверстие увеличивается до 2-х метров, что позволяет выполнить, например, перефутеровку в течение суток, тем более что для режима самоизмельчения мы предлагаем поставить лёгкую резиновую футеровку каблучкового типа.

Консольные мельницы самоизмельчения имеют нетипичное соотношение диаметра к длине (D x L). Что дает увеличение этого параметра? Попробуем разобраться.

В работе [3], являющейся настольной книгой горного инженера-технолога, отмечено, что из-за колоссальной разницы в содержании крупного класса (речь идет о шаровых мельницах) в загрузочной и разгрузочной частях барабанной мельницы, эффективность измельчения меняется от максимума к минимуму. Поэтому, как считают уважаемые авторы, «было бы идеальным измельчение вести в мельницах настолько коротких, что материал подвергался бы минимально необходимому количеству ударов, и весь образовавшийся готовый продукт сразу же удалялся из мельницы». Казалось бы, очевидное утверждение, однако, на практике оно практически не используется.

К настоящему времени разработчики измельчительной техники так и не определились в части оптимизации соотношения диаметра барабана мельницы к его длине (D:L). На практике этот показатель колеблется от 0,3 до 3, причём наибольшее расхождение наблюдается для мельниц само- и полусамоизмельчения. В Таблице 1 приведены данные значений D:L для некоторых зарубежных мельниц с размерами барабанов от 5,49 х 1,83 до 13,42 х 7,01 м [5], а также для отечественных мельниц компаний «ТЯЖМАШ», «УРАЛМАШ» и «ТТД». Как видно из таблицы, с ростом размеров мельницы снижаются значения D:L для зарубежных мельниц, компаний «ТЯЖМАШ» и «УРАЛМАШ», в то время как этот показатель для мельниц компании «ТТД» растёт.

С учётом постулата наших корифеев [3], а также известной зависимости производительности от диаметра барабана в степени 2,6, а от длины в степени 0,8–1,0 [5] очевидно, что выгодно иметь большой диаметр и малую длину.

Почему не делают? Этот вопрос и нас мучил долгое время. Может, зарубежные исследователи знают что-то такое, что нам не показывают? Да нет, все гораздо проще: просто нет в достаточном количестве станков, которые бы расточили 12 или 14 м.

Необходимых станков в мире два или три. Были бы станки — делали бы мельницы большого диаметра и маленькой длины. Посмотрите на рис. 2, как растачивают барабаны и к ним крышки — картина многоговорящая. Ну а куда тогда… компания «ТТД» с диаметрами 15, 17 и 20 м. У неё есть такие станки? Нет, конечно, у нас нет таких станков, но есть техническое решение, позволяющее делать мельницы указанных размеров, используя рядовые станки. По крайней мере, мельницы диаметром 5 м мы не растачиваем.

Теперь хотелось бы несколько слов сказать о предельном диаметре. В работе [6] приведены доказательства о существовании «критического» диаметра, был определён его размер, который составляет 11 м. Работа большая, интересная, насыщенная данными и графиками.

Однако, сделанные выводы, на наш взгляд, требуют корректировки. Во-первых, снижение некоторой эффективности измельчения не связано с ростом диаметра, а связано с ростом длины, как следует из формулы [5]. Во-вторых, резкий спад производства мельниц диаметром 11 м и более не связан с увеличением диаметра, а находился в зависимости от успеха разработки и изготовления надежного кольцевого привода. Поскольку обечайка мельницы, где располагается привод, не допускает ни малейшего прогиба, то конструкция обечайки усилена за счёт утолщения и применения соответствующих сталей. Отсюда и масса. Несомненно, предел диаметру когда-нибудь достигнет, но какой он будет — 30 или 120 м, пока сказать возможно только теоретически. По крайней мере, расчёт даёт оптимистический прогноз, что мельница диаметром 20 метров при длине 3 м обеспечит производительность на 22% больше, чем уже существующая самая большая мельница в мире 13,42 х 7,01 м, а с учётом каблучковой футеровки и новой разгрузочной решётки прирост составит 45–55%. Кроме того, существует двухконсольная компоновка (рис. 3), где на одном валу располагаются с двух сторон два барабана. Возможно, что для крупных мельниц этот вариант компоновки будет наиболее оптимальным. Ниже показаны сравнительные характеристики мельницы двухконсольной компании «ТТД» и зарубежной, на сегодня самой крупной мельницы.

Необходимо также сказать о длине рабочей части мельницы, чем она регламентируется. Мы предлагаем использовать простые критерии: первое — максимальное исключение продольной сегрегации, как это сделано по рекомендации С. М. Гольдмана [4], т. е. внедрение отражательных колец; второе — исходить из крупности максимального куска в питании мельницы. Например, на нашей пилотной установке мы применяем мельницу с размерами барабана 1,2 х 0,3 м, крупность максимального куска в питании составляет 200 мм. К настоящему времени проведено около 50 технологических испытаний измельчаемости различных руд, причём более половины из них на счету «МЕХАНОБРИНЖИНИРИНГ». На основании этих испытаний выполнены полноценные расчёты промышленных технологий, часть из которых подтверждена промышленным внедрением. По нашим расчётам удельные технологические показатели, полученные в нашей «укороченной» мельнице самоизмельчения, значительно выше, чем на традиционных мельницах полусамоизмельчения. Следовательно, технические решения, принятые нами при конструировании консольной мельницы, верны.

При конструкторских проработках консольных мельниц различных диаметров мы уделяли большое внимание прочностным расчётам силовых элементов мельницы. Для этого были приглашены специализированные компании, владеющие современными приемами расчёта. На основании их теперь мы знаем, что срок службы вала мельницы составляет 58 лет, а срок службы самого нагруженного подшипника качения — 22 года. На рис. 5 показаны результаты расчёта барабана и вала консольной мельницы с размером барабана 5,0 х 1,33 м методом конечных элементов. Поскольку такие мельницы работают — одна 14, другая 11 лет, будем считать, что расчёт выполнен правильно.

На рис. 6 и рис. 7 показана конструкция каблучковой футеровки, из которых понятно, что часть загрузки, представленной средними и крупными кусками руды, за счёт каблуков разной высоты поднимаются наверх, скатываются или летят на противоположную стенку, на нижележащие куски, дробя и истирая их и себя. Мелкие же куски, имеющие размеры меньше, чем размеры между каблуками, просасываются меду ними и находятся всегда внизу, подвергаясь ударам более крупных кусков. Такое простое описание не раскрывает всей сложности динамики процесса, но всё же даёт о нём некоторое представление.

Впервые каблучковая футеровка была испытана в 1986–1989 гг. при технологических исследованиях алмазоносной руды месторождения им. М. В. Ломоносова на северо-востоке Архангельской области.

Основная концепция футеровки и дальнейшее технологическое воплощение прежде всего предусматривали повышение сохранности алмазов в процессе дезинтеграции руды в мельницах самоизмельчения. Однако, как показали последующие испытания, роль каблучковой футеровки в механизме измельчения руды оказались шире. Так, в период обработки 6000 тонн технологических проб в мельнице с размерами барабана 2,1 х 0,7 м было установлено, что её производительность на 50–70% выше, а удельные энергозатраты на 30–40% ниже расчётных. Полученные показатели, в том числе и по сохранности алмазов, оказались настолько неординарные, что потребовали тщательной проверки в специализированных условиях и с привлечением соответствующего персонала. Такими условиями в те далекие времена обладал институт Якутнипроалмаз. Благодаря директору института В. А. Смольникову — неравнодушному человеку, прекрасному специалисту, к сожалению, рано ушедшему — были проведены сравнительные испытания футеровок — стандартной и каблучковой (рис. 6), смонтированных на мельнице с размерами барабана 2,3 х 0,7 м.

Каблучковая футеровка была выполнена из стали, а стандартная — из резины. Результаты представлены в протоколе.

Производительность мельницы, оснащённой каблучковой футеровкой, на 84% выше, а энергозатраты на 32% ниже по сравнению с мельницей, оснащённой стандартной футеровкой. В связи с более низкой, на доли процента, сохранности алмазов-индикаторов высокая комиссия решила продолжить испытания в следующем году. Действительно, через год испытания повторились, но уже каблучковая футеровка была выполнена из резины (подробнее об этом – в материалах [7]). По результатам испытаний при отработке 94 т на эксперимент производительность мельницы с каблучковой футеровкой увеличилась на 47,4%, а энергозатраты снизились на 28,7%. Был 1991-й год. По результатам испытаний было принято решение провести промышленные испытания на фабрике №8, где параллельно стояли две мельницы самоизмельчения 7,0 х 2,3 м, на которые подавалась одна и та же руда. Идеальный случай, если бы не срок проведения испытаний — 1999 г. Тогда в апреле-мае провешли сравнительные промышленные испытания резиновой каблучковой футеровки (рис. 7) со стандартной также резиновой.

Скорость питателя, подающего руду в мельницу, оснащённую каблучковой футеровкой, приблизительно в 2–2,5 раза превышает скорость питателя мельницы, оснащённой стандартной футеровкой. Работа в таком режиме продолжалась сутки, затем скорости питателей сравнялись, что и побудило остановить мельницу для осмотра. Осмотр показал, что большая часть крупных (около 90%) и часть средних каблуков были срезаны по закладному диску. Выполненный неправильно диск, края которого не были завальцованы, сработал как нож. В составленном протоколе совместно с работниками фабрики было указано, что производительность мельницы с каблучковой футеровкой была стабильно выше на 30–35%. Нашей компании рекомендовали для завершения испытаний изготовить и поставить на фабрику плиты с крупными каблуками из металла, что и было выполнено в 2000-м году. По независящим от нас причинам установка футеровки несколько раз переносилась. Сейчас в 2017-м году на фабрике уже, наверное, и не осталось работников, кто участвовал в испытании футеровки, плиты пошли на металлолом, резина, думаю, на дачи.

Так бесславно закончилась история внедрения одной из ярких разработ — каблучковой футеровки в компании «АЛРОСА», которая бы «взорвала» всю технологию, изменила экономику как за счёт снижения эксплуатационных затрат, так и за счёт значительного повышения стоимости конечного продукта.

В 1995–1996 гг. были проведены испытания каблучковой футеровки на кимберлитах трубки Premier (ЮАР). Основной целью работы, проведённой в исследовательской лаборатории компании «Англо-Америкен Корпорейшин», была оценка основных технологических показателей (производительности и удельных энергозатрат) работы мельницы самоизмельчения с размерами барабана 1,8 х 0,5 м, оснащенной металлической стандартной и каблучковой футеровками. Всего было проведено восемь экспериментов (четыре со стандартной футеровкой и четыре с каблучковой). В каждом эксперименте участвовало 13 т руды. По сводным данным, полученным в результате экспериментов, производительность мельницы, оснащённой каблучковой футеровкой, увеличилась на 75,7%, а энергозатраты на тонну руды снизились на 55%. Для продолжения испытаний компания изготовила первую в алмазной промышленности ЮАР мельницу самоизмельчения с размерами барабана 3,66 х 1,58 м с традиционными резиновыми футеровками и традиционной решёткой. Мне удалось лишь заставить работать решётку, которая при наличии ячеек размером 60 х 60 мм не пропускала кусочки и 10 мм. В последующий период и без моего участия компания провела эксперимент по самоизмельчению кимберлитов с подсадкой имитаторов алмазов крупностью 20 х 30 мм, выполненных из высокопрочной керамики.

В патентной и специальной литературе вопросу влияния параметров разгрузочной решётки на показатели самоизмельчения уделено мало внимания, тогда как, на наш взгляд, её роль весьма существенна.

В 1990-х годах я принимал участие в специальных исследованиях, для чего был изготовлен стенд и заготовлена искусственная смесь, состоящая из фракций различной крупности, а также крупные куски керамики, имитирующие алмазы как по конфигурации, так и по плотности. Основной задачей была оценка влияния параметров решётки на её пропускную способность. Изучалось влияние как конструктивных параметров (конфигурация и размеры отверстий, их расположение по площади, конструкция лифтеров), так и технологических (содержание тонкого класса в мельнице, коэффициент заполнения, площадь «живого» сечения, относительная скорость вращения барабана мельницы). Отдельный этап был связан с изучением выхода крупных имитаторов алмазов. На рис. 8 показана традиционная решётка, широко используемая в мельницах само-, полусамоизмельчения.

Обращает на себя внимание, что вся доступная поверхность занята разгрузочными ячейками, что говорит о главной цели — добиться максимальной площади «живого» сечения. Благодаря масштабу в виде двух операторов, видна ширина отражательных лифтеров, их соответствие решетчатым элементам (вставам). Не очень ошибусь, если скажу, что ширина между лифтерами в средней части равна 450–550 мм. Добавлю, что высота лифтеров составляет 400–450 мм, а толщина встава — 100–120 мм, при этом разгрузочные ячейки расположены параллельно обечайке или, если быть строгим, перпендикулярно образующей.

Рассмотрим еще два типа решетки (рис. 9 и 10), установленные на мельнице с размером барабана 7,0 х 2,3 м на одной из алмазных фабрик в разное время. Видно, (рис. 10), что у части вставов ячейки выполнены в «ёлочку», а небольшая часть — с круглыми отверстиями. В более позднем варианте (рис. 9) уже отказались от «ёлочки» и круглых отверстий, но хорошо видно старание конструктора обеспечить максимальную площадь «живого» сечения. Такая же решётка (рис. 11) была установлена на мельницу, работающую на высокоглинистом сырье.

Видно, что около 90% площади ячеек забиты сырьём. На рис. 12 показана решетка с направляющими, выполненными вдоль естественного движения рудной загрузки. Инновационное решение, придуманное работниками Лебединского ГОКа, показало положительные результаты. Пропускная способность такой решетки с площадью «живого» сечения 1 м² была равноценна пропускной способности решетки с площадью «живого» сечения 3,5 м². На рис. 20 показан фрагмент решетки, сконструированной в компании «ТТД» и установленной на мельнице самоизмельчения с размерами барабана 5,0 х 1,33 м.

Что здесь мы видим? Мы не видим лифтеров, потому что их нет. Мы с трудом можем рассмотреть на поверхности фрагмента разгрузочные ячейки. Чтобы их рассмотреть вынуждены сделать сноску. Ячеек действительно мало, но пропускная способность чрезвычайно высока. Следует обратить внимание на расположение ячеек — они все расположены радиально. Также следует заметить, что ячейки защищены каблучками, как и вся поверхность решётки. Надо сказать, что все перечисленные конструктивные особенности появились в результате исследований, о которых говорилось выше. Поскольку все же в площади статьи ограничены, да и читателю будет не очень интересно читать весь отчёт, поэтому приведу лишь основные выводы, ссылаясь на рис. 14, показывающий фрагмент экспериментальной разгрузочной решётки Несколько слов об экспериментальной решётке. Она условно поделена на два пояса, как это часто бывает в реальных мельницах. Каждый пояс состоит из нескольких рядов, в каждом из которых выполнены ячейки — круглые (сектор А), перпендикулярно расположенные к образующей (сектор В), наклонные под углом 45 градусов, причём для одних наклон выполнен в сторону вращения барабана, для других — в противоположную (сектор С и С1), радиальные (сектор Д). Для каждого геометрического типа было испытано два вида ячеек — удлинённый тип (б), напоминающий реально используемый в промышленных мельницах, и инновационный (а) или просто новый.

Итак, основные выводы по исследованиям решётки:

— наименьшей пропускной способностью обладают круглые отверстия;

— наибольшую пропускную способность имеют радиально расположенные ячейки;

— пропускная способность удлинённых и коротких (инновационных отверстий независимо от геометрической конфигурации ячеек отличается в 6–8 раз в пользу инновационных;

— для наклонных щелей, чей наклон выполнен в сторону вращения барабана мельницы, пропускная способность в 3–4 раза выше, чем для противоположно наклонных;

— пропускная способность щелей, находящихся за лифтером по ходу вращения барабана (теневая зона), в 5–6 раз ниже, чем тех, которые находятся до лифтёра.

Попробуем теперь, с позиции наших знаний, разобрать работу решётки, представленную на рис. 10. Как видно, решётка в основном обеспечена наклонными щелями с шириной 25 мм и отдельными вставами с круглыми отверстиями диаметром 50 мм для вывода крупных алмазов. Наклонные щели, примыкающие к лифтеру по ходу вращения (вращение в данном случае против часовой стрелки), должны бы обеспечить достаточно активную разгрузку готового продукта. Однако в силу того, что они находятся в тени лифтера их активность на 35–40% занижена. Вторая часть наклонных щелей также имеет низкую эффективность разгрузки, поскольку её наклон выполнен в противоположную от необходимой сторону. Что касается круглых отверстий, то их пропускная способность в отличие от остальных и так самая низкая, а с учётом толщины решётчатой плиты, вероятность вывода через неё алмазов крупностью 40–50 мм минимальна.

Как показали исследования, на выход алмазов-индикаторов по разным уровням решётки существенно влияет содержание мелкого (для алмазных фабрик -1+0,5 мм) класса в мельнице, рис. 15. При его содержании 10% около 97% ВВ имитаторов разгружается через периферический пояс (уровни 9, 10, 11, 12), и только 3% через уровень 5. Увеличение содержания этого класса всего лишь до 30% способствовало выходу имитаторов через внутренний пояс на 35%, а при увеличении мелкого класса до 60%, выход через внутренний пояс составил уже 65%. И при содержании мелкого класса 80% выход имитаторов через внутренний пояс составил 73%, причём через периферические пояса 11, 12 не вышло не одного, а через 10-й — только один имитатор. Почему я пишу об этом так подробно, да потому что вышеизложенное напрямую связано с сохранностью алмазов, соответственно, с их стоимостью. При небольших содержаниях мелкого класса большинство алмазов попадают на периферию, на «пяту», где попадают под удар кинематически активных кусков. При высоких содержаниях мелкого класса алмазы уходят в зону внутреннего пояса, где и разгружаются. Те кристаллы, которые по каким-то причинам не вышли, будут крутиться внутри мельничной загрузки, не подвергаясь ударным нагрузкам.

Из всего сказанного следует сделать выводы.

— Нельзя работать только через периферический пояс — такие примеры на некоторых алмазных фабриках существуют. В этом случае в мельнице всегда в избытке мелкого класса, который вытесняет алмазы на внутренний пояс, но там-то решёток нет. Казалось бы, хорошо — все алмазы сидят внутри мельничной загрузки, но с учётом нестабильности процесса у них всегда есть шанс попасть на периферию и там получить повреждение.

— Отверстия в решётке должны быть щелевыми с определённым соотношением между геометрическими параметрами (не круглыми и не квадратными) и располагаться вдоль радиуса.

— Вся поверхность решётки должна быть оснащена каблуками — чрезвычайно эффективная защита, причём в районе наибольшего износа (пояса 5–9) необходимо располагать крупные каблуки;.

— Нет необходимости ставить задачу достижения максимальной площади «живого» сечения, «правильные» ячейки обеспечат максимальную пропускную способность.

— Максимальный эффект достигается при совместном использовании каблучковой футеровки и инновационной решётки.

В завершении хотелось бы показать решётку, разработанную западной компанией (рис. 23). Как видно, все ячейки выполнены круглыми. А мы с вами уже знаем, что разгрузочные ячейки круглого сечения обладают самой низкой пропускной способностью (в 3–5 раз ниже любой щелевидной ячейки). Это ещё раз подтверждает, что исследования параметров решётки не проводились в должном объёме и в этой компании.

Несмотря на обширный материал, представленный в настоящей статье, тем не менее, часть исследований, испытаний, разработок, идей, наверное, не удалось донести до читателя. Если тематика заинтересовала, прошу не стесняясь — обращаться. Резюмируя статью, понимаешь, что проделана огромная работа по созданию совершенно новой мельницы самоимельчения. Выполнены теоретические расчёты, проделано колоссальное количество конструкторских и экспериментальных работ, выполнено практическое применение, внедрено пусть ещё очень мало мельниц, но все они, от самой маленькой (1,7 х 0,8), работающей в геологической экспедиции в Якутии до, пока самой большой (5,0 х 1,33), работающей в компании РУСАЛ, оправдали наши надежды.

Чрезвычайно важно, что мы, пожалуй, впервые в мире создали мельницу в комплексе с её внутренними элементами — футеровкой и решеткой — отсюда и её фантастическая эффективность. Мы проработали, в надежде на заказы, крупные мельницы (диаметром 8, 10, 15, и 17 м) с обоснованными планируемыми показателями существенно выше показателей, которые обеспечивают западные мельницы, однако ГОКи не торопятся использовать уникальную разработку, а покупают западные мельницы, выгода от которых, по сравнению с нашей только в существенном откате.

1. E. C. Bond. An expert reviews the design and evolution of early autogenous grinding systems. Engineering and Mining J., 1964, №8, рр. 105–111.

2. H. S. Giesser/Tube milling practice. Engineering and Mining J., 1914, feb., p.463

3. С. Е. Андреев, В. В. Зверевич, В. А. Перов. Дробление, измельчение и грохочение. Издательство «Недра», М., 1969 г.

4. С. М. Гольдман, Э. Д. Клюева, К. Г. Френкель. «Влияние типа футеровки торцевых стенок мельницы «Аэрофол» на показатели ее работы». Тр. института «Механобр», Л., 1975. Вып. 140

5. Яшин В. П. Исследование закономерностей мокрого самоизмельчения руд в мельницах типа «Каскад». Дисс., канд. техн. наук. Л., ЛГИ им. Плеханова, 1969 г.

6. А. В. Бортников, А. Д. Самуков (НПК «Механобр-техника»), В.Ф. Баранов (ЗАО «Механобр-инжиниринг»). Обогащение руд, №6, 2004.