The effect of surface active compounds upon the results of crushing of dolomite particles
 
More details
Hide details
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2009;25(1):35–50
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Tensile strength of particles of mineral raw materials depends, among others, upon free surface specific energy. The decrease of this energy results in the decrease of strength. Respectively, the energy necessary to destroy a particle in the process of crushing is proportional to the particle tensile strength. Due to this fact, the decrease of particle strength decreases the crushing energy. The application of surface active compounds (SAC) is one of the methods of decreasing the particle tensile strength. These compounds, penetrating the primary micro-cracks present on the particle surface, decrease the particle surface energy and change the structure of distribution of micro-cracks by means of the growth of the number of active micro-cracks. The paper presents the results of investigations of the effect of SAC (distilled water and sodium oleate solution) upon strength properties and particle size distribution of products of crushing of dolomite by means of press crushing. A series of measurements of the value of force causing the particle cracking, under the effect of compression, was performed on three representative samples of irregular dolomite particles of 25-31.5 mm, without the prior SAC action and after the SAC action. Particle tensile strength was calculated according to formula (6). The arithmetic mean of particle size fraction boundaries, i.e. D = 28.25 mm, was assumed to be a particle diameter while Q is a value of the force at which the particle cracks. The results of crushing are presented in Tables 1-3. In these tables P represents the cumulative distribution function of tensile strength or crushing probability. The model distribution function was fitted to empirical data. This function is expressed by formula (3) in which [...] represents the average value of particle tensile strength in the sample. The model dependences, calculated by the least square method, are expressed by formulas (7)-(9). As it results from the performed investigations, after the application of SAC the average tensile strength decreases, more significantly for water than for water solution of oleate, and Weibull's modulus grows (m in Eq. 3). The ratio of size reduction S grows with the increase of particle tensile strength. The empirical dependence is represented by the general formula (16) while formula (18) is for dolomite. Dependence [...] can be significant from the practical point of view because the crushing energy depends upon the degree of fineness.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Wpływ związków powierzchniowo czynnych na wyniki rozdrabniania ziaren dolomitu
związki powierzchniowo czynne, wytrzymałość, rozciąganie, dolomit, stopień rozdrabniania, skład ziarnowy
Wytrzymałość na rozciąganie ziaren surowców mineralnych jest zależna między innymi od swobodnej powierzchniowej energii właściwej. Obniżenie tej energii powoduje obniżenie wytrzymałości. Z kolei energia niezbędna do zniszczenia ziarna w procesie rozdrabniania przez zgniatanie jest proporcjonalna do wytrzymałości ziarna na rozciąganie. W związku z tym obniżenie wytrzymałości ziarna wpływa na obniżenie energii rozdrabniania. Jedną z metod obniżenia wytrzymałości ziarna na rozciąganie jest zastosowanie związków powierzchniowo czynnych (ZPC). Związki te wnikając do pierwotnych mikroszczelin obecnych na powierzchni ziarna powodują obniżenie energii powierzchniowej ziarna i zmianę struktury rozkładu mokroszczelin poprzez wzrost liczby mikroszczelin aktywnych. W pracy podano wyniki badań wpływu ZPC (woda destylowana i roztwór oleinianu sodu) na właściwości wytrzymałościowe i skład ziarnowy produktów rozdrabniania dolomitu przez zgniatanie w prasie. Wykonano serię pomiarów wartości siły prowadzącej do pęknięcia ziarna, pod wpływem oddziaływania ściskającego, na trzech reprezentatywnych próbkach nieregularnych ziaren dolomitu o wymiarach 25-31,5 mm, kolejno bez uprzedniej obróbki ZPC oraz po obróbce ZPC. Wyniki tych pomiarów prowadzą do wniosku, że ZPC powodują obniżenie wartości średniej wytrzymałości ziaren na rozciąganie oraz wzrost modułu Weibulla. Większy wpływ na właściwości wytrzymałościowe i skład ziarnowy ma woda destylowana niż wodny roztwór oleinianu.
 
REFERENCES (12)
1.
Brożek M., 1996a - Immediate tensile strength of irregular mineral particles. Archives of Mining Sciences vol. 41, p. 341-360.
 
2.
Brożek M., Tumidajski T., 1996b - Granulometric characteristics of the product of crushing by compression of single particles. Archives of Mining Sciences vol. 41, p. 245-258.
 
3.
Brożek M., Oruba-Brożek E., 2003a - The effect of surface-active compounds on the tensile strength of limestone and porphyry particles. Archives of Mining Sciences vol. 48, p. 133-147.
 
4.
Brożek M., Oruba-Brożek E., 2003b - Zależność wytrzymałości na rozciąganie ziaren wapienia i porfiru od rodzaju mikroszczelin. Inżynieria Mineralna nr S.3 (10), p. 200-207.
 
5.
Brożek M., Oruba-Brożek E., 2003c - Wpływ struktury ziaren mineralnych na ich właściwości wytrzymałościowe na przykładzie wapienia i porfiru. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 19, z. 3, s. 91-109.
 
6.
Cottrell A.H., 1964 - The mechanical properties of matter. New York, J. Wiley & Sons.
 
7.
Griffith A.A., 1921 - Phenomena of rupture and flow in solids. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond., vol. A 221, p. 163-198.
 
8.
Sokołowski M., 1990 - Energetyczny opis procesu rozdrabniania. Warszawa, Wyd. Instytutu Mechanizacji i Automatyzacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego.
 
9.
Vutukuri V.S., Heins R.W., 1972 - Influence of liquids on the surface energy of limestone. Trans. IMM, sec.C, vol. 81, p. 53-56.
 
10.
Weibull W., 1951 - A statistical distribution function of wide applicability. J.Appl.Mech., vol. 18, p. 293-297.
 
11.
Westbroock J.H., 1966 - Some Effect of Adsorbed Water on the Plastic Deformation of Non-metallic Solids. Environment Sensitive Mechanical Behaviour. Metallurgical Society Conferences vol. 35, p. 247.
 
12.
Wnuk M.P., 1977 - Podstawy mechaniki pękania. Kraków, Skrypt AGH nr 585.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953