ГЛАВА 4. ФИЗИКО – ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ 7 глава

Разгрузка мельницы через решетку создает большую разность уровней загружаемого и разгружаемого материала, что способствует более быстрому продвижению пульпы в барабане мельницы. Поэтому производительность мельниц с разгрузкой через решетку на 10…15% больше производительности мельниц с центральной разгрузкой. Эти мельницы могут работать с более высокой циркуляционной нагрузкой и выдавать более равномерный по крупности продукт.

В мельнице можно регулировать уровень пульпы с помощью отверстий 2 и скорость прохождения ее через мельницу. Это позволяет регулировать крупность измельчаемого продукта и производительность мельницы.

Однако мельницы с разгрузкой через решетку имеют и недостатки: наличие диафрагмы усложняет конструкцию, увеличивает ее массу и стоимость мельницы, отверстия диафрагмы засоряются щепой и другими посторонними предметами, что усложняет ее обслуживание.

Мельницы с разгрузкой через решетку называют иногда мельницами с принудительной разгрузкой, в отличии от мельниц с центральной разгрузкой. Они применяются обычно в І стадии измельчения для получения продукта крупностью более 0,15 мм. Особенно широко они используются тогда, когда необходимо получить равномерный по крупности продукт с небольшим количеством шламов. Благодаря тому, что разгрузочное отверстие расположено ниже уровня загрузки, а мельнице не накапливается материал и зерна не подвергаются переизмельчению, что наблюдается в мельницах с центральной разгрузкой.

Мельницы с разгрузкой через решетку выпускаются различных типоразмеров с рабочим объемом барабана от 0,5 до 71 м³ и имеют обозначение МШР – 3600 х 5000 ( мельница шаровая с решеткой, с барабаном диаметром 3600 мм и длиной 5000 мм) ( таблица 20).

Разновидностью шаровых мельниц являются рольганговые мельницы SRR фирмы Меtso mineral ( рис.37). Эти мельницы шаровые и стержневые применяются как для мокрого, так и для сухого измельчения име.т максимальный диаметр 2,4 м. Вращаются они на обрезиненных роликах.

Рис. 37. Общий вид шаровой мельницы рольгангового типа SRR

Таблица 20. Техническая характеристика шаровых мельниц с разгрузкой через решетку

Стержневые мельницы по устройству аналогичны шаровым мельницам с центральной разгрузкой. Длина их обычно в 1,5…2 раза больше диаметра. По способу разгрузки измельченного продукта различают стержневые мельницы с центральной и с периферической разгрузкой ( для сухого измельчения неметаллических полезных ископаемых, например, асбестовых руд).

Конструктивно стержневая мельница с центральной разгрузкой ( рис. 38 ) отличается от шаровой мельницы аналогичного типа диаметром разгрузочной горловины.

Рис. 38. Стержневая мельница с центральной разгрузкой

Чтобы снизить уровень пульпы и увеличить скорость прохождения материала, горловину делают значительно больше, чем у шаровых мельниц такого же диаметра. Конструкция загрузочной горловины стержневых мельниц рассчитана на прохождение большого количества материала в единицу времени, особенно при работе мельницы в открытом цикле при малой степени измельчения. При внутреннем диаметре разгрузочной горловины 1200 мм и более исключается необходимость устройства люка в барабане мельницы, т.к. в нее можно проникнуть через горловину.

Торцевые крышки стержневых мельниц имеют меньшую конусность, чем крышки шаровых мельниц

Стержневые мельницы применяются для грубого измельчения в первых стадиях измельчения исходной руды крупностью до 20 мм перед шаровыми мельницами и при измельчении руды до крупности 1-2 мм перед гравитационными процессами обогащения. Скорость вращения стержневых мельниц несколько меньше, чем шаровых, и составляет 60…70% от критической при степени заполнения ее стержнями 35…40% внутреннего объема мельницы.

Большим достоинством стержневых мельниц является меньший износ стержней (0,5…0,6 кг/т) и футеровки.

Дробящими телами в стержневой мельнице являются стержни диаметром от 40 до 100 мм, изготовленные из углеродистой стали. Объемная масса стержней составляет 6250…7000 кг/м³. Длина стержней обычно на 25-30 мм меньше внутренней длины барабана. Мельница наполныется стержными на 100…200 мм ниже оси барабана мельницы.

Стержни в мельнице с кусками руды между ними выполняют роль колосникового грохота. Через щели между стержнями проходят мелкие частицы, в то время, как более крупные, задерживаются и подвергаются измельчении. Контакт между стержнями осуществляется по длине стержней, а не в отдельных точках, как в шаровых мельницах. При свободном падении стержня сила удара по длине стержня получается меньшей, чем удар шара, т.к. удар приходится на значительно большую площадь. При этом наблюдается и меньшее истирание руды. Поэтому стержневые мельницы дают более равномерный по крупности измельченный продукт и не переизмельчают руду, что очень важно, например, при измельчении оловянных руд, в которых содержится хрупкий легкошламующийся оловянный минерал – касситерит.

Вследствие большой массы стержней на единицу объема мельницы производительность их выше производительности шаровых. Расход электроэнергии на измельчение в стержневых мельницах на 10-15% меньше, чем в шаровых.

Основные параметры стержневых мельниц для мокрого измельчения приведены в таблице 21.

Таблица 21. Техническая характеристика стержневых мельниц с центральной разгрузкой для мокрого измельчения

Процесс самоизмельчения отличается от обычного метода тем, что в качестве измельчающей среды в мельницы загружаются не шары или стержни, а крупные куски руды или галя. Крупные куски руды в мельнице измельчаются сами и измельчают мелкие куски. В зависимости от исполнения различают рудное самоизмельчения, рудное полусамоизмельчение и рудногалечное измельчение.

При рудном самоизмельчении в мельницу подается руда крупностью 250-350 мм и даже 1100 – 1200 мм. Барабаны мельниц самоизмельчения имеют большой диаметр ( до 11-13 м) и длину в 2…3 раза меньше диаметра. Соотношение размера диаметра барабана и его длина обычно составляет от 1,2:1 до 2:1.

При рудном полусамоизмельчении в мельницу добавляются шары диаметром 100 и 125 мм в количестве 8-10% от объема мельницы. Шары добавляются при недостатке крупных кусков руды (более 100 мм) в исходной руде и для увеличения производительности мельницы.

В мельницы рудногалечного измельчения, в которых измельчается руда крупностью менее 6 мм, в качестве измельчающей среды подается рудная галя крупностью минус 100 (75) мм + 40 (25) мм, которая выделяется после рудного самоизмельчения или после второй стадии дробления.

Самоизмельчение нашло широкое распространение на обогатительных фабриках, перерабатывающих медные, медно-модибденовые, золотосодержащие, алмазосодержащие и другие типы руд. Этот процесс имеет целый ряд преимуществ перед измельчением со стальной средой. Во-первых, отпадает необходимость среднего и мелкого дробление, а иногда и крупного,

т.к. в в мельницы самоизмельчения подается руда крупностью 250 (350) мм сразу после крупного дробления. Во-вторых, снижается расход стали, т.к. не применяются шары. В-третьих, уменьшается количество шламов, т.к. измельчение осуществляется прежде всего по контактам между зернами, В-четвертых, уменьшается количество «натертого» железа, которое оказывает отрицательное влияние, например, на процесс флотации или цианирования.

Однако самоизмельчение обладает и существенными недостатками:

- расход энергии на измельчение в 1,3-1,4 раза выше, чем при измельчении в мельницах со стальной средой;

- процесс неэффективен при измельчении очень крепких и очень мягких руд;

- для того, чтобы процесс самоизмельчения протекал эффективно в исходной руде должно быть не менее 30…35% кусков руды крупностью более 100 мм, которые и являются измельчающей средой;

- накапливание в мельнице самоизмельчения кусков руды «критической крупности» (75…25 мм), которые не являются измельчающей средой и плохо измельчаются сами. Для борьбы с этими кусками переходят на режим полусамоизмельчения с ипользованием шаров, додрабливают их перед возвратом в мельницу или классифицируют руду по классу минус 100 мм и плюс 100 мм и дозируют их в мельницу при оптимальном соотношении.

На фабриках, перерабатывающих руды цветных металлов, применяются мельницы самоизмельчения работающие в мокром режиме, т.е. при измельчении пульп. Эти мельницы имеют обозначение ММС или ММПС- 90 х 30 ( Мельницы Мокрого ПолуСамоизмельчения с внутренним диаметром барабана 9100 мм и длиной 3260 мм). Объем барабана такой мельницы равен 180 м³.

Такие мельницы (рис.39) применяются в первой стадии измельчения в замкнутом цикле с грохотом, классификатором или гидроциклонами.

Рис.39. Мельница для мокрого самоизмельчения

1 –загрузочная воронка; 2 – подшипник; 3 – корпус; 4 – большая венцовая шестерня; 5 – электродвигатель; барабанный питатель

Барабан мельницы, как правило изготовляется из двух половин, соединенных торцевыми фланцами. Торцевые крышки барабана имеют коническую форму с радиальными ребрами прочности. Угол конусности крышек составляет 15⁰ К торцевым крышкам прикреплены литые полые цапфы, внутрь которых вставлены втулки. В загрузочной втулке имеется спираль для более быстрого прохождения материала в мельницу. За разгрузочной решеткой, также как в шаровых мельницах с решеткой, имеются лифтеры- радиальные перегородки. На разгрузочной цапфе для классификации материала устанавливается бутара с возвратными спиралями. Исходная руда загружается в мельницу питателем с вибратором. Между загрузочной цапфой барабана и питателем имеется зазор 10 мм. При вращении барабана, скорость которого обычно составляет 75-76% от критической, куски руды увлекаются лифтерами и поднимаются вверх, откуда, падая, измельчаются сами и измельчают руду, лежащую в нижней части барабана. Измельченный продукт, проходя через разгрузочную решетку, разгружается через полую цапфу в бутару, диаметр которой может составлять 3 м и длина 6 м. В бутаре выделяется крупный материал, возвращаемый в мельницу на измельчение и мелкий материал, который для классификации по крупности идет на грохот или спиральный классификатор и гидроциклоны. Большая венцовая шестерня укреплена на барабане мельницы и через малую шестерню сопряжена с валом синхронного электродвигателя ( иногда двумя). Толщина футеровочных плит в мельницах самоизмельчения составляет 140…160 мм. Техническая характеристика мельниц мокрого самоизмельчения, выпускаемых на предприятиях России, представлена в таблице 22.

Широкое распространение мельницы самоизмельчения нашли при переработке медно-порфировых и золотосодержащих руд на фабриках Чили, Австралии и Ю.Африки. На этих предприятиях установлены мельницы самоизмельчения диаметром до 12,2 м и длиной до 5,2 м. Шаровая загрузка мельниц составляет от 12,5 до 14% при расходе шаров диаметром 114 мм – 280-300 г/т. Рабочий индекс Бонда для таких мельниц - 14…17 кВт ч/т. Мощность двигателей (одного или двух) - до 10…12 тыс. кВт.

Мельницы для сухого самоизмельчения ММС или «Аэрофол» имеют конструкцию аналогичную мельницам для мокрого самоизмельчения. Для удаления из мельницы измельченного материала используется система, состоящая из воздушного классификатора, работающего в замкнутом цикле с мельницей, аппарат для очистки воздуха и вентилятора.

При рудногалечном измельчении применяются мельницы с разгрузкой через решетку, которые отличаются от шаровых мельниц конструкцией решетки, формой и профилем футеровки. В качестве измельчающей среды в этих мельницах используется рудная галя или куски руды крупностью от 20 до 120 мм, которая заполняет на 45 -50% объема мельницы. Скорость вращения таких мельниц составляет 75…85% от критической.

Применяются рудногалечные мельницы для тонкого измельчения, например, золотосодержащих руд и продуктов обогащения крупностью менее 3…1 мм. При этом практически полностью исключается загрязнение измельчаемой руды « натерным» железом, которое образуется при измельчении стальной средой и оказывает вредное влияние на последующий процесс переработки руды, например, цианирование золота.

Рудногалечные и галечные мельницы типа МРГ или МШРГУ имеют диаметр от 4000 до 5500 мм и длину от 6600 до 7700 мм с рабочим объемом барабана 83…165 м³ (таблица 23).

Таблица 23. Техническая характеристика рудногалечных и галечных мельниц

Для тонкого и сверхтонкого измельчения п промышленности строительных материалов, в химической и металлургической промышленности применяются вибрационные, центробежные и струйные мельницы различных конструкций, в которых измельчение осуществляется под действием вибрации измельчающих шаров, при движении шаров под действием центробежных сил, или при удалее о плиты под действием сжатого воздуха, перегретого пара или газа.

Для получения материала крупностью от 74 до 2 мкм используются вертикальные мельницы системы VERTIMIL фирмы Metso Minerals (рис. 40), которые могут применяться как для грубого, так и тонкого измельчения и доизмельчения, а также, например, при измельчении извести для приготовления известкового «молока».

Питание крпуностью 6 мм может подаваться в мельницу как сверху, так и снизу. Измельчение осуществляется истиранием с получением мелкого продукта. Мельницы имеют высоту от 7 до 13 м. Сечение мельницы от 1,5 х 1,3 до 4 х 4,5. Мошность двигателя от 11 до 932 кВт в зависимости от размера. Размер загружаемых шаров 60 мм. Мельницы отличаются высоклй эффективностью, меньшими экспуатационными затратам, небольшим уровнем шума и небольшой занимаемой площадью а также небольшой степенью переизмельчения.

2.6. Грохочение и классификация по крупности

Продукты, получаемые при дроблении и измельчении руды, различных материалов и продуктов обогащения, представляют собой смесь зерен различного размера, крупность которых измеряется от сотен миллиметров до микрон. Для разделения их по крупности или для выделения из дробленых и измельченных продуктов материала определенной крупности применяются процессы грохочения и классификации.

2.6.1. Определение гранулометрического состава руды и продуктов обогащения

Гранулометрический состав - это распределение зерен руды по классам крупности. Эти зерна имеют неправильную форму, поэтому их крупность характеризуется средним диаметром d_ср, который определяется для зерен крупностью более 5 мм линейными размерами куска в трех взаимно перпендикулярных направлениях как среднее из двух или трех измерений: т.е.

Для определения гранулометрического состава массы руды, состоящих из мелких частиц различных размеров и формы применяются следующие методы анализа : ситовой, седиментационный или дисперсный и микроскопический.

Ситовой анализ – это рассев материала на ситах или решетах с отверстиями различной величины. При этом диаметр зерна определяется размером отверстия сита, через которое оно проходит. Материал, оставшийся на сите обозначается знаком «плюс» (+), а прошедший через это сито знаком «минус» (-).

Ситовые анализы позволяют определять крупность частиц до 0,040 мм ( минимальный размер отверстий применяемых сит). Ситовые анализы выполняются сухим, мокрым или комбинированным способом. Два последних способа применяются для анализа глинистых и шламистых материалов. Ситовые анализы выполняются на стандартных наборах сит. Последовательный ряд размеров отверстий сит, применяемых при ситовом анализе, называется шкалой классификации, а отношение размеров отверстий двух соседних сит называется модулем шкалы. При определении гранулометрической характеристики руды после крупного и среднего дробления применяется набор сит с модулем 2. Например, набор сит с этим модулем будет состоять из сит с отверстиями 50, 25, 12, 6 и 3 мм. Для более мелких сит применяется стандартная система с модулем

. В этой системе за основу принято сито 200 меш ( mesh) с отверстиями размером 0,074 мм. Меш – это число отверстий, приходящееся на один линейный дюйм ( 25,4 мм). Это модуль используется для сит с размером отверстий от 2,362 мм ( 8 меш) до 0,104 (150 меш). Пользуясь модулем можно определить размер отверстий предыдущего и последующего сита. Так, если при модуле

= 1,414 имеется сито с отверстиями диаметром 0,074 мм, то предыдущее сито в этой серии будет иметь отверстия равное 0,074 х 1,414 = 0,104 мм, а последующее 0,074 : 1,414 = 0,043 мм (таблица 24). Ситовой анализ проводится в наборе стандартных лабораторных сит.

Навеска материала помещается на верхнее сито набора и затем весь набор встряхивается на механическом встряхивателе в течение 10-30 мин. Рассев считается законченным, если при контрольном просеивании за 1 минуту через сито проходит не более 1% материала, находящегося на сите.

Таблица 24. Характеристика контрольных сит для ситового анализа с модулем

Оставшийся на каждом сите материал и выход каждого класса в граммах и в процентах от общей массы пробы записывают в таблицу, причем материал, оставшийся на сите обозначается «+», а прошедший – знаком «-«. В таблице 25 приведен пример записи результатов ситового анализа.

Результаты ситового анализа изображаются в виде графической зависимости с помощью линейной, полулогарифмической или логарифмической шкал. В прямоугольной системе координат характеристика крупности может быть построена по частным выходам отдельных классов ( рис.40 ) и по суммарным выходам. Обычно строят кривую характеристики « по плюсу», т.е. по суммарному остатку материала на ситах, начиная с самых крупных. При этом на оси абсцисс в масштабе откладывается размер отверстий сит в миллиметрах в обычном или логарифмическом масштабе, а на оси ординат – суммарный остаток на ситах в процентах. Суммарная характеристика крупности материала может быть построена и «по минусу» ( рис. 41)

Рис. 41. Характеристика крупности материала « по минусу»

. При преобладании в материале крупных зерен кривая имеет выпуклый характер, а при преобладании мелких зерен – вогнутый характер Суммарные характеристики крупности могут иметь (рис.42) выпуклую форму ( кривая 1), прямолинейную (кривая 2) и вогнутую ( кривая 3)

Рис. 42. Кривые суммарных характеристик крупности

По характеру кривой можно судить о распределении материала по крупности. Если кривая имеет прямолинейный характер, то материал характеризуется равномерным распределением зерен по классам крупности. При преобладании в материале крупных зерен кривая имеет выпуклый характер, а при преобладании мелких зерен .

Пользуясь кривой суммарной характеристики можно определить выход класса любой крупности. Для этого из точки, лежащей на оси абсцисс и соответствующей определенному размеру отверстия сита, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой и через полученную точку пересечения проводят прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Точка пересечения соответствует выходу ( в процентах) класса «+», как это показано на рис. 40.

Таким образом, пользуясь графическим изображением гранулометрического состава исходной руды, продуктов дробления, грохочения, измельчения и продуктов обогащения можно определить значения выходов классов различной крупности исходного материала, а также сравнить результаты гранулометрического анализа, определить эффективность работы дробильного, измельчительного и классифицирующего оборудования.

Линейные характеристики используются лишь при узком диапазоне крупности материала, т.е при небольшом количестве классов материалов. При более полном анализе крупности, включающем и результаты седиментационного анализа, построение таких кривых затруднено ввиду того, что график по оси абсцисс получается или очень растянутым или линии в области тонких классов будут сливаться. В этом случае результаты ситового анализа изображают в системе с полулогарифмическими и логарифмическими шкалами. При полулогарифмической сетке по оси абсцисс откладываются логарифмы размеров отверстий сита, а по оси ординат суммарный выход классов. При построении логарифмической кривой по оси ординат откладываются логарифмы суммарных выходов классов крупности , а по оси абсцисс – логарифмы размеров отверстий сит.

Для ускоренного определения выхода одного или двух классов крупности пробу материала в виде пульпы помещают в сосуд определенного объема, масса которого известна. Сосуд вместе с пробой взвешивают, а затем пробу промывают последовательно на одном или двух ситах с отверстиями определенного размера, например, на сите с отверстиями 0,074 и 0,044 мм. Материал, материал, оставшийся после промывке на ситах, попеременно переносят в тот же сосуд, доливая его водой до прежнего объема. Сосуд взвешивают и выход классов определяют по формуле:

где В₂ – масса сосуда с материалом оставшемся на сите, г,

В₁ – масса сосуда с исходной пробой пульпы, г

При необходимости получения гранулометрической характеристики материала мельче 0,044 мм обычно применяют седиментационный или дисперсионный анализ, который основан на разделении минеральных зерен различной крупности по их скорости падения в воде. Дисперсионный анализ проводят методом отмучивания или гидравлической классификации в специальных аппаратах, среди которых наиболее широкое распространение получил аппарат типа АДАП. На этом аппарате проводится дисперсионный анализ тонких материалов в непрерывном потоке воды на пять классов крупности, например, минус 0,044 + 0,020 мм, минус 0,020 + 0,010 мм, минус 0,010 + 0,005 мм и минус 0,005 мм. Продолжительность одного анализа на этом аппарате составляет в среднем от 5 до 24 часов в зависимости от плотности и крупности материала.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: