Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2013, № 11 (спецвып.)

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ
РУДОПОДГОТОВКИ
ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ.
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНОГО
СОСТОЯНИЯ И ФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗИСТЫХ
КВАРЦИТОВ В ПРОЦЕССЕ
РУДОПОДГОТОВКИ

Т.Н. Гзогян
С.Р. Гзогян
А.Н. Ряполов
В.М. Савельев

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Г 459 

621.924.3:622.73 
Г 459 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.12 
 
 
 
Гзогян Т.Н., Гзогян С.Р., Ряполов А.Н., Савельев В.М.  

Современное состояние техники и технологии рудоподготов
ки железистых кварцитов. Изменение структурного состояния и 
физических свойств железистых кварцитов в процессе рудоподготовки: Горный информационно-аналитический бюллетень 
(научно-технический журнал). Отдельные статьи (специальный 
выпуск). — 2013. — № 11. — 56 с.— М.: издательство «Горная 
книга». 

ISSN 0236-1493 

Приведен анализ теории и практики технологических схем рудоподготовки для железистых кварцитов с целью получения качественного
дробленного продукта, основные тенденции развития техники и технологии рудоподготовки. Описаны особенности изменения структурного состояния, микродеформаций и микронапряжений при механическом воздействии на железистые кварциты КМА, механизм изменения которых
оценен в зернах рудных (магнетит, гематит) и нерудных (кварц) минералах. Приведены результаты исследований физических свойств железистых кварцитов Коробковского месторождения КМА. Приведены результаты сравнительных испытаний схем рудоподготовки в открытом цикле с
получением качественного дробленного продукта на примере железистых кварцитов Коробковского месторождения. 

УДК 621.924.3:622.73

©  Т.Н. Гзогян, С.Р. Гзогян,  
А.Н. Ряполов, В.М. Савельев, 2013 
©  Издательство «Горная книга», 2013 

ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2013 

 
 

УДК 621.924.3:622.73 
© С.Р. Гзогян, 2013 
 

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ  
И ТЕХНОЛОГИИ РУДОПОДГОТОВКИ  
ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ 

Приведен анализ теории и практики технологических схем рудоподготовки для железистых кварцитов с целью получения качественного 
дробленного продукта. 
Ключевые слова: железистые кварциты, схема дробления, гранулометрический состав, первичное и вторичное дробление. 

В горно-перерабатывающих отраслях промышленности 

рудоподготовка в значительной степени предопределяет конечные технологические и экономические показатели предприятия. Свойства пород относятся к одним из основных характеристик при выборе современной технологии рудоподготовки, поэтому необходимо руководствоваться следующими 
основными критериями: минеральный состав и физикомеханические свойства исходного минерального сырья, его 
влажность; максимальная крупность кусков в исходном сырье 
и его гранулометрический состав; степень разупрочнения вмещающей породы; методы и стадиальность обогащения; 
производительность фабрики. Число стадий дробления определяется исходя из поставленной задачи – дробление исходного сырья до оптимальной крупности. Для обеспечения экономичности эффективной рудоподготовки в целом, крупность 
конечного продукта дробления при последующем шаровом измельчении не должна превышать 10—13 мм. Но при этом, основное внимание должно быть уделено изучению физикомеханических характеристик минерального сырья, подлежащего переработке. Знание его специфических особенностей позволяет разработать такую последовательность и такой уровень воздействия, которые обеспечивают выполнение классического условия – ˝не дробить ничего лишнего˝. Выбор наиболее рациональной схемы рудоподготовки осуществляется технико-экономичес-ким сравнением с учетом оснащения опера

ций дробления наиболее эффективным дробильным оборудованием. Обязательным условием при сопоставлении технологий дробления должно быть определение влияния сравниваемых вариантов рудоподготовки на показатели последующего 
обогащения. 

Таким образом, методически правильно разрабатывать 

схему рудоподготовки, используя информацию о вещественном составе и текстурно-структурных особенностях сырья, его 
физико-механических свойствах, опыта работы предприятийаналогов, перерабатывающих сходное по составу сырье, современный уровень развития техники и технологии. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что экономически и 
технологически выгоднее рудную шихту готовить к процессу 
измельчение-обогащение, т.к. 60 % энергетических затрат приходится на измельчение. Развитие работ, направленных на 
снижение затрат на этот процесс, идет двумя путями: максимального использования дешевых источников энергии и повышения эффективности действия дробильно-измельчительного оборудования. 
Рациональный путь повышения эффективности этого процесса заключается в переносе части работы по дезинтеграции 
рудной шихты из цикла измельчения в циклы дробления, где 
КПД процесса в несколько раз выше. Обеспечивается это за счет 
снижения крупности рудной шихты, подаваемой в мельницы и 
связанно с повышением производительности измельчительного 
оборудования обогатительных фабрик с одновременным снижением энергетических затрат и себестоимости выпускаемой продукции [1,2]. Снижение крупности конечного продукта – главный 
вопрос, стоящий перед переделами рудоподготовки горноперерабатывающих предприятий. От крупности материала, поступающего в измельчение, в огромной степени зависят энергетические затраты по этому переделу, наиболее энергоемкому во 
всей технологии. 
На отечественных фабриках, перерабатывающих тонковкрапленные железистые кварциты и магнетитовые руды, применяются две принципиальные схемы дробления: четырёхстадиальная 

в открытом цикле и трехстадиальная с замкнутым или открытым 
циклом в последней стадии. 
Из отечественных фабрик заслуживают внимания дробильные фабрики ОАО «Михайловский ГОК», ОАО «Карельский Окатыш» и ОАО «Стойленский ГОК», на которых выполнено совершенствование и модернизация технологии рудоподготовки. 
Технология дробления ОАО «Михайловский ГОК» повторяет проектные решения известной таконитовой фабрики «Eri» 
(США), где впервые была применена четырехстадиальная схема 
дробления. Однако позднее ни на одной крупной фабрике за рубежом эта схема не использовалась. 
Изначально технология рудоподготовки железистых кварцитов ОАО «Михайловский ГОК» осуществлялась в четыре 
стадии с предварительным грохочением продукта дробления 
третьей стадии в открытом цикле (рис. 1). Расположение дробилок отделения среднего и мелкого дробления каскадное, наиболее загруженными при использовании такой схемы являются 
дробилки мелкого дробления. Данная технология позволяла получать продукт крупностью минус 25 мм со средневзвешенным 
размером куска (dср) до 12,0 мм и массовой долей класса плюс 
25 мм 5-7 %[3,4]. Практика совершенствования технологии 
дробления и грохочения показала, что снижение крупности 
дробленого продукта в схемах обеспечивается повышением степени дробления по стадиям. Необходимость увеличения объёмов переработки руды и рост доли труднообогатимых и трудноизмельчаемых кварцитов в добыче привели к увеличению выхода надрешетного продукта грохочения при постоянной производительности каскада и, как следствие, к повышенной загрузке 
дробилок мелкого дробления, что потребовало совершенствования технологии дробления. С целью повышения производительности отделения дробления и снижения энергозатрат в цикле 
среднего и мелкого дробления путем увеличения эффективности грохочения и уменьшения крупности дробленого продукта 
был проработан ряд вариантов снижения крупности дробленой 
руды и выбран наиболее оптимальный. Реконструкцией отделения дробления предусматривалось установка дополнительной 
стадии грохочения продукта питания среднего дробления и подбора просеивающих поверхностей с эффективным выделением 

готового по крупности материала из технологической схемы 
(рис. 2). 

  
Рис. 1. Схема дробления рудной шихты ОАО «Михайловский ГОК» (проект) 

 
Рис. 2. Схема дробления рудной шихты ОАО «Михайловский ГОК» после реконструкции 
 
Исследования, выполненные в условиях действующего 
производства путем сравнительного опробования технологических схем (рис. 1 и 2), позволили отработать интенсифициро
Дробление I 

Дробление II 

Грохочение 

Дробление III 

Грохочение 

Дробление IV 

-20+0 мм

-20 мм

-20 мм 

На измельчение 94% 
класса -20 мм 

Дробление I 

Дробление II  

Дробление III  

Грохочение 

Дробление IV

-25+0 мм

-25 мм

На измельчение 
93% 

ванный режим работы дробилок крупного, среднего и мелкого 
дробления. Организация предварительного грохочения продукта питания среднего дробления позволила увеличить производительность отделения среднего и мелкого дробления на 
величину выхода подрешетного продукта операции предварительного грохочения. Несмотря на то, что интенсификация режимов дробления ведет к повышенным расходам футеровочной стали и электроэнергии, повышение эксплуатационных затрат отделения дробления компенсировалось в обогатительном 
переделе. 
Внедрение предварительного грохочения перед средним 
дроблением позволило: — вывести из их питания от 12 до 30 % 
готового продукта крупностью минус 20 мм в зависимости от физико-механических свойств рудной шихты и гранулометрического состава продукта питания среднего дробления; 
— уменьшить разгрузочную щель дробилок КСД-2200 до 20 
мм, КМТД-2200 до 5 мм без снижения производительности технологических каскадов; 
— уменьшить средневзвешенный размер куска в дробленой 
рудной шихте до 9,2 мм; 
— повысить производительность мельниц первой стадии на 
45 т/ч, снизить удельный расход мелющих тел на 0,2 кг/т и электроэнергии на 7-11 кВт/т концентрата[3,4]. 
Кроме того, на ОАО «Михайловский ГОК» рассматривался 
вопрос организации замкнутого цикла дробления в последней 
стадии дробления, промышленные испытания которого были 
проведены в условиях дробильно-сортировочной фабрики. Испытаниями было установлено, что применение замкнутого цикла в 
последней стадии привело к неконтролируемому увеличению и 
нарастанию циркулирующей нагрузки. Продукт циркуляции был 
представлен в основном дроблеными кусками вытянутой формы 
с форм-фактором от 2,5 до 2,93. 
Принятая в проекте отделения среднего и мелкого дробления 
ОАО «Карельский Окатыш» схема (без предварительного грохочения перед второй стадией и с раздельными операциями предварительного и поверочного грохочения в третьей стадии), в полной мере отвечала специфике переработки магнетитовых кварцитов, учитывала опыт проектных решений лучших зарубежных 

аналогов того времени и обеспечивала минимум издержек на 
транспорт циркулирующей нагрузки. 
В результате многовариантной проработки технологии рудоподготовки исходного сырья ОАО «Карельский Окатыш», на основе изучения физико-механических свойств большого количества проб институтом «Механобр» была рекомендована трехстадиальная схема дробления до крупности минус 16 мм с замкнутым 
циклом в последней стадии (рис. 3) [2, 5]. 
В проекте был применён целый ряд прогрессивных решений, 
таких, как: 
— смещенное («шахматное») расположение дробилок в корпусе среднего и мелкого дробления, что позволило сократить 
объём корпуса более чем на 30 %; 
— замкнутый цикл дробления в третьей стадии; 
— виброизолированные фундаменты под основное дробильное оборудование. 
В схеме дробления было задействовано следующее оборудование: 
— I стадия дробления – конусная дробилка крупного дробления ККД –1500/180 ГРЩ; 
— II стадия дробления – конусная дробилка среднего дробления КСД -3000 Т; 
— III стадия дробления – конусная дробилка мелкого дробления КМД -3000 Т; 
— грохочение – инерционный грохот колосниковый ГИТ 71 Н. 
Дробилки КСД-3000 Т и КМД-3000 Т, созданные ПО «Уралмаш» специально для ОАО «Карельский Окатыш», были самыми 
крупными в мире, однако в зарубежной практике агрегаты подобного типоразмера так и не получили применения. 
На ОАО «Стойленский ГОК» основные схемные и компоновочные решения дробильного отделения аналогичны проекту 
фабрики дробления ОАО «Карельский Окатыш». 
Проектная схема дробления железистых кварцитов на ОАО 
«Стойленский ГОК» включает три стадии: 
— I стадия – в дробилках ККД-1500/180 до крупности минус 
350 мм; 
— II стадия – в дробилках КСД-3000 Т с контрольным грохочением на грохотах ГИСТ-72; 

— III стадия – в дробилках КМД-3000 Т, работающих в 
замкнутом цикле с грохотом ГИСТ-72. 

 
Рис. 3. Технологическая схема рудоподготовки ОАО «Карельский Окатыш» 
 
Крупность мелкодробленой руды после замкнутого цикла 
по проекту составляла минус 18 мм. Однако в первой, а так же 
во второй и третьей стадиях измельчения здесь установлены 
шаровые 
мельницы 
Новокраматорсого 
завода 
МШЦ5500х6500, что для первой стадии измельчения при крупности 
питания минус 18 мм, по современным представлениям, не является оптимальным. Применение шаровых мельниц на руде 
крупностью минус 18 мм приводит к большему, по сравнению 
со стержневыми мельницами, расходу электроэнергии, шаров 
и футеровки. 

Исходная руда

I ст. дробления  

II ст. дробления 

I ст. грохочения

III ст. дробления 

II ст. грохочения 

Бункерирование

на измельчение 

- 350 мм  

- 80 мм 

+ 15 мм 
- 15 +0 мм 

+ 15 мм 
- 15 +0 мм 

С целью снижения крупности дробленой руды при заданных 
объёмах производства, на ОАО «Стойленский ГОК» вместо дробилок КСД-3000Т и КМД-3000Т установили модернизированные 
дробилки КСД-3000Т-Д и КМД-3000Т2-ДП, снабженные распределителями питания [6]. В результате размер разгрузочных щелей 
на КСД снизился с 34-36 до 30-32 мм, на КМД – с 11-13 до 9-11 
мм, циркулирующая нагрузка (дробилка-грохот) уменьшилась в 
два раза. 
Эксплуатация модернизированных дробилок и ежесменный 
контроль размера разгрузочных щелей позволили улучшить гранулометрический состав дробленой руды, что дало возможность 
заменить нижние сита грохотов ГИСТ-72 с ячейкой 20х20 мм, установленных в стадиях среднего и мелкого дробления, на сита с 
ячейкой 18х18 мм. 
Комплекс научно-технических разработок, внедренных в корпусе среднего и мелкого дробления, позволил снизить номинальную крупность дробленой руды с минус 18 до минус 15 мм (dср до 
7,0-7,5 мм) и улучшить показатели измельчения (рис. 4, 5) [6]. 
Несмотря на то, что подготовка мелкодробленой руды 
связана с увеличением расхода электроэнергии в дробильных 
агрегатах (потребляемая мощность дробилок КСД и КМД 
возросла с 200 до 230 кВт·ч), это многократно окупилось экономией электроэнергии в общей схеме производства концентрата. 
Следующим шагом совершенствования технологии дробления и увеличения производительности дробильного отделения 
явилась замена дробилок КСД-3000 и КМД-3000 на дробилки Н-8800 
в комплекте с грохотами LF3060D (Sandvik Rock Processing). 
Промышленные испытания показали, что оборудование обеспечивает требуемую производительность, которая практически в два 
раза превышает достигнутую на дробилках КСД-3000, но работает 
неустойчиво при изменении гранулометрического состава исходной сырья, особенно при значительном износе футеровочных 
броней. Принцип регулирования работы дробилок Н-8800 основан на создаваемом главным валом подвижного конуса давлении 
в системе Hydroset, от которого зависит автоматически регулируемый размер разгрузочной щели дробилок. Серьёзной проблемой оказалась неэффективная работа системы воздушного охла