06 октября 2022, Четверг03:33 МСК
Курсы на 06.10.2022
60,24 -0,66
Au 1 809 +0,17%
Ag 20,61 -0,46%
61,52 -0,88
Pt 940,30 -0,28%
Pd 2 201 -1,11%
Вход/Регистрация

Применение резины на основе натурального каучука на горно-обогатительных фабриках

В горнодобывающей отрасли износ оборудования неизбежен на всех этапах. В данной статье рассмотрены свойства резины на основе натурального каучука, благодаря которым она является прекрасной альтернативой многим материалам в области защиты оборудования на золотоизвлекающих предприятиях. Статья будет интересна тем, кто сталкивается с высокоабразивными средами и ищет эффективные износостойкие решения.

Ключевые слова: резина, каучук, защита, футеровка, Linatex, Vulco, оптимизация, эффективные решения, золото, износостойкость.

Е.В. Югай.pngЕ.В. Югай — инженер по применению ЗРА и РТИ, Weir Minerals
________________________________________________________________
Рези́на (от лат. resina «смола») — эластичный материал, получаемый вулканизацией натурального каучука — смешиванием с вулканизирующим веществом (обычно серой) с последующим нагревом.

Плотность около 1200 кг/м3, модуль упругости при малых деформациях E = 1–10 МПа, коэффициент Пуассона μ = 0,4–0,5; соотношение модуля упругости E и модуля сдвига G: E = 3G
________________________________________________________________________________________

Сегодня большинство людей, думая о резине, представляют себе полностью синтетический продукт химической промышленности. На самом деле более 40 % промышленной резины производится на базе натурального каучука.

По сравнению с натуральным каучуком синтетический каучук обычно дешевле в производстве, но он уступает по многим характеристикам натуральному: менее гибкий, менее износостойкий, менее устойчивый к вибрации и т.д. Натуральный каучук уже давно является лучшим выбором для производства надежных и качественных продуктов: от хирургических перчаток, шин и до защитных решений горно-обогатительного оборудования. 

На сегодняшний день каучук выращивают почти исключительно в Юго-Восточной Азии, потому что этот регион отличается уникальным сочетанием подходящего климата и инфраструктуры. 

В коммерческих целях почти весь натуральный каучук получают из Hevea brasiliensis (род Hevea, семейство Euphorbiaceae). Промышленные ботаники сосредоточили свои усилия в основном на этом виде. Мировая резиновая промышленность начала развиваться в 1800-х годах с изобретением мастикатора и процесса вулканизации. Спрос на резину быстро рос с изобретением сплошной, а затем пневматической резиновой шины и спроса на резиновую изоляцию со стороны электротехнической промышленности. 

За последние 50 лет производство натурального каучука росло в среднем на 3,4 % в год. И сейчас, несмотря на все взлеты и падения в мировой экономике, спрос на изделия из резины продолжает расти.

Резина очень распространена, и на протяжении более чем 150 лет каучук играет в значительной степени скрытую роль в мировой политической и экологической истории. Резина используется во многих отраслях промышленности и играет важную роль в нашей повседневной жизни. Например, в горнодобывающей промышленности: каучук используется на многих этапах процесса. Попробуйте запустить насос без резиновых ремней — через минуту он выйдет из строя. Резина обеспечивает защиту горного оборудования от длительного износа.


Рис. 1. Строение каучука.png

Рис. 1. Строение каучука (слева) и строение резины после вулканизации (справа)


Рис. 2. Абразивная частица.png

Рис. 2. Абразивная частица, ударяющаяся в неупругую металлическую поверхность.Преобразование кинетической энергии в удар, трение и шум

Рис. 3. Абразивная частица.png

Рис. 3. Абразивная частица, ударяющаяся в упругую резиновую поверхность. Резина деформируется под нагрузкой и возвращает большую часть кинетической энергии частице: износа не возникает, как в случае с металлом

Особенности материала

Каучуку присуща высокая пластичность, обусловленная особенностью строения их молекул. Линейные и слаборазветвлённые молекулы каучуков имеют зигзагообразную или спиралевидную конфигурацию и отличаются большой гибкостью. Чистый каучук ползёт при комнатной температуре и особенно при повышенной, хорошо растворяется в органических растворителях. Такой каучук не может использоваться в готовых изделиях. Для повышения упругих и других физико-механических свойств в каучуке формируют редкосетчатую молекулярную структуру. Это осуществляют вулканизацией — путём введения в каучук химических веществ — вулканизаторов, образующих поперечные химические связи между звеньями макромолекул каучука. В зависимости от числа возникших при вулканизации поперечных связей получают резины различной твёрдости — мягкие, средней твёрдости, твёрдые.

Вулканизирующие вещества (сера, оксиды цинка или магния) непосредственно участвуют в образовании поперечных связей между макромолекулами. Их содержание в резине может быть от 7 до 30 %.

Рис. 4. Относительная скорость.png

Рис. 4. Относительная скорость эрозионного изнашивания эластомеров

Рис. 5. Листовая резина.png

Рис. 5. Листовая резина

Рис. 6. Гибкий резиновый отвод.png

Рис. 6. Гибкий резиновый отвод

Применение резины на горно-обогатительном производстве

Горное оборудование подвергается сильнейшим механическим воздействиям, поэтому зачастую необходимо дополнительное покрытие для его защиты. 

Преимущества резиновых покрытий по сравнению с металлом:

  • легче вес, а значит, ниже статическая и динамическая нагрузка на элементы конструкции, оборудования, например, на подшипники и двигатель;
  • лучше поглощение шума и вибрации;   
  • не подвержены коррозии, как металлы;
  • более высокая износостойкость, ударостойкость благодаря упругости материалов. 
Благодаря этим свойствам, продукты из резины используются на всех этапах обогащения руды: 
  • на стадии добычи резина используется для защиты кузовов самосвалов, ковшей погрузочной техники, резиновыми блоками производится защита стен бункеров питателей. В процессе транспортировки руды резина используется для изготовления скребков (очистителей конвейерной ленты), листовой резиной покрываются поверхности приводных барабанов и роликов, разгрузочных балок;   
  • для дальнейшего измельчения породы используются мельницы. Для мельниц самоизмельчения, МПСИ и шаровых мельниц затраты на электроэнергию составляют от 49 до  63 % от общих эксплуатационных затрат, поэтому обеспечение опти-мального процесса измельчения является ключевым фактором при снижении эксплуатационных затрат и построении эффективного производства. Мировой тенденцией является переход от металлических футеровок на комбинированные и резиновые мельничные футеровки, позволяющие как снизить энергопотребление мельниц благодаря более легким конструкциям, так и обеспечить более безопасное производство работ по монтажу футеровки;
  • широкое применение резина находит при классификации руды, она используется для изготовления сит грохота и для покрытия элементов транспортной системы (желобов, приемных бункеров и течек). Изготовление просеивающих поверхностей из резины позволяет увеличить срок эксплуатации сит в несколько раз по сравнению с металлическими ситами. Также применение резиновых сит целесообразно в процессах подготовки руды, где недопустимо попадание металлических включений, в процессах с использованием промывки, на обезвоживающих панелях, при подготовке золотоносных песков;
  • на всех этапах резина используется для изготовления защитных вкладышей и рабочих колес шламовых насосов. Резиной покрываются гидроциклоны для защиты зон повышенного износа, также она используется для изготовления защитных покрытий пульпопроводов, изготовления отводов, тройников, уплотнений задвижек, шланговых затворов и прочих элементов системы транспортировки пульпы. Резиной защищаются импеллеры и статоры флотационных машин, что обеспечивает защиту от воздействия агрессивных сред и абразивного износа и снижает время простоя оборудования и стоимость ремонта; 
  • на всех этапах процесса переработки руды используется оборудование, оснащенное гидравлическими и пневматическими системами, в которых используются уплотнительные элементы, без которых эксплуатация данного оборудования была бы просто невозможна.
За последние сто лет резина Linatex® от Weir Minerals, в которой сохранены уникальные качества натурального каучука, снова и снова показывает отличные результаты там, где другие продукты не справляются.

Рис. 7. Твердостенная труба.png

Рис. 7. Твердостенная труба серии Linatex® 808

Рис. 8. Отвод Linatex.png

Рис. 8. Отвод Linatex®

Рис. 9. Гибкий резиновый отвод.png

Рис. 9. Гибкий резиновый отвод, Tuprag A.Ş., Турция (фото сделано во время испытаний в 2015–2017 гг.)

Пример успешной замены металла на резину на предприятии Tuprag A.Ş, (Eldorado Gold, Турция), где благодаря  гибким трубам Linatex® срок службы узла был увеличен более чем на 24 месяца

Стальной трубопровод хвостохранилища быстро изнашивался, особенно на отводах под углом 45 и 90°, и в среднем требовалась замена один раз в три месяца. Традиционные стальные трубопроводы не выдерживали абразивные шламовые хвосты, что приводило к постоянным остановкам. 

Перед компанией Weir Minerals была поставлена задача предоставить решение для сокращения времени простоя трубопровода, увеличения производительности и повышения эффективности завода. Специалисты компании порекомендовали использовать трубы Linatex® и отводы Linatex® для повышения надежности и производительности.

Линейка твердостенных шламовых труб и отводов серии Linatex® 808 разработана для самых тяжелых условий эксплуатации в горнодобывающей промышленности. Эти прочные трубы и отводы усилены спиралью из толстой пружинной стальной проволоки и рассчитаны на высокие динамические нагрузки, они могут быть адаптированы для решения широкого спектра задач по перекачке материала путем подбора покрытия труб подходящей футеровкой из фирменной линейки резиновых смесей Linatex® (Linatex®, Linacure® или Linard®), что позволяет производителю изготавливать продукцию на заказ в соответствии со специфическими потребностями каждого клиента.

По размерам стальных труб были изготовлены гибкие трубы и отводы. Это решение не только показало отличную износостойкость и значительно снизило время простоев, но и сильно упростило процесс монтажа благодаря дополнительной гибкости труб.

Срок службы труб и отводов Linatex® на требуемых позициях увеличился более чем на 24 месяца, что позволило избежать ежемесячных производственных простоев, ранее требуемых для замены стальных отводов. 

И хотя объем начальных инвестиций при использовании резины из натурального каучука может быть выше в сравнении с затратами на приобретение других материалов, ее превосходные характеристики износостойкости обеспечивают снижение общих эксплуатационных расходов предприятия. В результате окупаемость таких продуктов намного выше.

Технологии в области защиты горного оборудования непрерывно развиваются, эти решения носят инновационный характер, где могут применяться оригинальные инженерные и дизайнерские решения. Несмотря на это, изделия из натурального каучука до сих пор остаются одними из самых надежных и востребованных способов защиты оборудования на золотоизвлекательных фабриках. 

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентябрь 2020 г.




Правовое регулирование экспорта аффинированного драгоценного металла или сырья, содержащего драгоценные металлы, из Таможенного союза ЕАЭС
Изменения в порядке досрочного прекращения, ограничения, приостановления права пользования недрами с 1 января 2022 года
Календарь экологической отчетности от компании «Хорошая-Экология»
Судебная практика по оспариванию предписаний и постановлений органов Росприроднадзора о привлечении к ответственности за нарушение условий, установленных лицензиями или техническими проектами
Заказать журнал
ФИО
Телефон *
Это поле обязательно для заполнения
Электронный адрес
Введён некорректный e-mail
Текст сообщения *
Это поле обязательно для заполнения
Пройдите проверку:*
Поле проверки на робота должно быть заполнено.

Отправляя форму вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

X