A comparative study on the comminution behavior of diorite rocks
- 1. Botswana International University of Science and Technology
- 2. University of the Witwatersrand
Description
In this article factors that affect the comminution behavior of heterogeneous diorite rocks obtained from two quarry locations in Botswana were investigated. Diorite rocks are in great abundance in Botswana and they are increasingly viewed as a relatively inexpensive and reliable alternative construction material to sustain the infrastructure growth in Botswana. The diorite rock samples collected from both the Central and North-Eastern districts were studied for structural similarities and mineral composition. These two are the main factors that influence material hardness, fracture toughness and particle size distribution (PSD) following breakage, which are important material properties in construction applications (Barry & James, 2016). The aim of the investigation was to comminute and compare the behavior of the rock sample types, under similar experimental conditions in a laboratory jaw crusher as well as in a planetary ball mill. The product PSD was used to theoretically determine and compare power requirements. The experimental results show that the diorite rock sample collected from the central region required 41.58 KWht-1 while the one collected from the north-eastern region required 38.33KWht-1 to fragment from a particle feed in the -50 + 40 mm size range to a product in the -11.2 + 6.3 mm size range, which is a typical construction aggregate size range. The diorite sample collected from the central district was largely characterized by amorphous phase constituents and high silicate/quartz content (12.4%) while the north-eastern diorite was characterized by a high crystalline phase percentage and lower silicate/quartz composition (6.94%). The experimental results show that inherent diorite rock properties play a significant role in determining cost of production and product application in the quarry industry of Botswana.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذه المقالة، تم التحقيق في العوامل التي تؤثر على سلوك تفتت صخور الديوريت غير المتجانسة التي تم الحصول عليها من موقعين للمحجر في بوتسوانا. تحظى صخور الديوريت بوفرة كبيرة في بوتسوانا ويُنظر إليها بشكل متزايد على أنها مادة بناء بديلة غير مكلفة وموثوقة نسبيًا للحفاظ على نمو البنية التحتية في بوتسوانا. تمت دراسة عينات صخور الديوريت التي تم جمعها من كل من المناطق الوسطى والشمالية الشرقية بحثًا عن أوجه التشابه الهيكلية والتكوين المعدني. هذان هما العاملان الرئيسيان اللذان يؤثران على صلابة المواد وصلابة الكسر وتوزيع حجم الجسيمات (PSD) بعد الكسر، وهما من خصائص المواد المهمة في تطبيقات البناء (باري وجيمس، 2016). كان الهدف من التحقيق هو تفتيت ومقارنة سلوك أنواع عينات الصخور، في ظل ظروف تجريبية مماثلة في كسارة الفك المختبرية وكذلك في مطحنة الكرة الكوكبية. تم استخدام المنتج PSD لتحديد ومقارنة متطلبات الطاقة من الناحية النظرية. أظهرت النتائج التجريبية أن عينة صخور الديوريت التي تم جمعها من المنطقة الوسطى تتطلب 41.58 KWht -1 في حين أن العينة التي تم جمعها من المنطقة الشمالية الشرقية تتطلب 38.33 KWht -1 للتجزئة من تغذية الجسيمات في نطاق حجم -50 + 40 مم إلى منتج في نطاق حجم -11.2 + 6.3 مم، وهو نطاق حجم الركام النموذجي للبناء. تميزت عينة الديوريت التي تم جمعها من المنطقة الوسطى إلى حد كبير بمكونات الطور غير المتبلور ومحتوى السيليكات/الكوارتز العالي (12.4 ٪) بينما تميز الديوريت الشمالي الشرقي بنسبة طور بلوري عالية وتكوين سيليكات/كوارتز أقل (6.94 ٪). تظهر النتائج التجريبية أن خصائص صخور الديوريت المتأصلة تلعب دورًا مهمًا في تحديد تكلفة الإنتاج وتطبيق المنتج في صناعة المحاجر في بوتسوانا.Translated Description (French)
Dans cet article, les facteurs qui affectent le comportement de fragmentation des roches dioritiques hétérogènes obtenues à partir de deux sites de carrière au Botswana ont été étudiés. Les roches diorites sont très abondantes au Botswana et elles sont de plus en plus considérées comme un matériau de construction alternatif relativement peu coûteux et fiable pour soutenir la croissance des infrastructures au Botswana. Les échantillons de roche dioritique prélevés dans les districts du Centre et du Nord-Est ont été étudiés pour leurs similitudes structurelles et leur composition minérale. Ces deux facteurs sont les principaux facteurs qui influencent la dureté du matériau, la ténacité à la rupture et la distribution granulométrique (PSD) après la rupture, qui sont des propriétés matérielles importantes dans les applications de construction (Barry & James, 2016). Le but de l'enquête était de broyer et de comparer le comportement des types d'échantillons de roche, dans des conditions expérimentales similaires dans un concasseur à mâchoires de laboratoire ainsi que dans un broyeur à boulets planétaires. Le PSD du produit a été utilisé pour déterminer et comparer théoriquement les besoins en puissance. Les résultats expérimentaux montrent que l'échantillon de roche dioritique prélevé dans la région centrale nécessitait 41,58 KWht-1 tandis que celui prélevé dans la région nord-est nécessitait 38,33 KWht-1 pour se fragmenter à partir d'une alimentation en particules dans la gamme de taille -50 + 40 mm vers un produit dans la gamme de taille -11,2 + 6,3 mm, qui est une gamme de taille d'agrégat de construction typique. L'échantillon de diorite prélevé dans le district central était en grande partie caractérisé par des constituants de phase amorphe et une teneur élevée en silicate/quartz (12,4 %), tandis que la diorite du nord-est était caractérisée par un pourcentage de phase cristalline élevé et une composition en silicate/quartz plus faible (6,94 %). Les résultats expérimentaux montrent que les propriétés inhérentes de la roche dioritique jouent un rôle important dans la détermination du coût de production et de l'application du produit dans l'industrie des carrières du Botswana.Translated Description (Spanish)
En este artículo se investigaron los factores que afectan el comportamiento de trituración de rocas de diorita heterogéneas obtenidas de dos canteras en Botswana. Las rocas de diorita son muy abundantes en Botswana y se consideran cada vez más como un material de construcción alternativo relativamente barato y fiable para sostener el crecimiento de la infraestructura en Botswana. Las muestras de roca de diorita recolectadas de los distritos central y nororiental se estudiaron para determinar las similitudes estructurales y la composición mineral. Estos dos son los principales factores que influyen en la dureza del material, la tenacidad a la fractura y la distribución del tamaño de partícula (PSD) después de la rotura, que son propiedades importantes del material en aplicaciones de construcción (Barry y James, 2016). El objetivo de la investigación fue triturar y comparar el comportamiento de los tipos de muestras de roca, en condiciones experimentales similares en una trituradora de mandíbulas de laboratorio, así como en un molino de bolas planetario. El PSD del producto se utilizó para determinar teóricamente y comparar los requisitos de energía. Los resultados experimentales muestran que la muestra de roca de diorita recolectada de la región central requirió 41.58 KWht-1 mientras que la recolectada de la región noreste requirió 38.33 KWht-1 para fragmentar de una alimentación de partículas en el rango de tamaño de -50 + 40 mm a un producto en el rango de tamaño de -11.2 + 6.3 mm, que es un rango de tamaño de agregado de construcción típico. La muestra de diorita recolectada del distrito central se caracterizó en gran medida por componentes de fase amorfa y alto contenido de silicato/cuarzo (12.4%), mientras que la diorita del noreste se caracterizó por un alto porcentaje de fase cristalina y una menor composición de silicato/cuarzo (6.94%). Los resultados experimentales muestran que las propiedades inherentes de la roca diorita juegan un papel importante en la determinación del costo de producción y la aplicación del producto en la industria de canteras de Botswana.Files
pdf.pdf
Files
(16.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3ceb5e273959ea97a96395710b2374a6
|
16.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة مقارنة حول سلوك تفتت صخور الديوريت
- Translated title (French)
- Une étude comparative sur le comportement de broyage des roches de diorite
- Translated title (Spanish)
- Un estudio comparativo sobre el comportamiento de trituración de las rocas de diorita
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3214347386
- DOI
- 10.1016/j.heliyon.2021.e08337
References
- https://openalex.org/W1975340996
- https://openalex.org/W2895988764
- https://openalex.org/W2921737013
- https://openalex.org/W4232098975