Измельчение

Измельчение полезных ископаемых производят в мельницах. Их подразделяют на механические (с мелющими телами) и аэродинамические (без мелющих тел). В качестве мелющих тел применяют металлические стержни и шары, рудную «галю» и крупные куски самой руды (самоизмельчение). Механические мельницы подразделяют на барабанные, роликовые, чашевые (или бегунные) и дисковые. Барабанные мельницы, в свою очередь, классифицируются на мельницы c вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. На обогатительных фабриках применяют, в основном, цилиндрические барабанные шаровые или стержневые мельницы и мельницы самоизмельчения. Различают цилиндрические мельницы трех типов: короткие – у которых длина барабана меньше или равна его диаметру; длинные – у которых длина барабана в 1, 5-3 раза больше его диаметра и трубные – с длиной барабана больше трех его диаметров. Первые два типа барабанных мельниц (короткие и длинные) широко используют на современных обогатительных фабриках. Трубные мельницы применяют главным образом в цементной и алюминиевой промышленности.

Барабанная мельница (рис. 1.18) представляет собой пустотелый барабан, закрытый торцовыми крышками и на 40-45 % объема заполненный измельчающими телами. загрузочная и разгрузочная полые цапфы барабана помещены в подшипники, которые опираются на железобетонные опоры. При вращении подаваемая в барабанруда вместе с измельчающими телами поднимается на некоторую высоту, а затем скатывается или падает вниз, подвергаясь измельчению за счет сил ударов и трения в слоях измельчающей среды. Различают каскадный, смешанный и водопадный режимы движения измельчающей среды (рис. 1.19). Какой будет режим – зависит от скорости вращения барабана. При малом числе оборотов барабана наблюдается каскадный режим, при увеличении скорости вращения наступает водопадный и, наконец, при еще большей скорости (критическая) измельчение прекращается. Объясняется это тем, что при скорости вращения барабана, равной или большей критической, мелющие тела (шары или стержни) центробежной силой прижимаются к внутренней поверхности барабана (центрифугируют). Критическая скорость вращения мельницы в оборотах в минуту:

N _кр = ,

где D - диаметр барабана, м.

Обычно на практике скорость вращения мельницы составляет около 80 % от критической.

чаще всего стержневые мельницы (рис. 1.20) применяют или при грубом измельчении мелковкрапленных руд для их последующего обогащения, или в первой стадии (в открытом или замкнутом цикле) при двух- и многостадиальном измельчении для подготовки материала к последующему измельчению. Расход стали (шаров или стержней) при измельчении руд составляет около 1 кг/т руды.

Шаровые мельницы могут быть с центральной разгрузкой (сливного типа) мельницы МШЦ – рис. 1.21 а, и с разгрузкой через решетку мельницы МШР– рис. 1.21 б. В настоящее время чаще применяются мельницы МШЦ. И современная тенденция в изготовлении мельниц заключается в увеличении их рабочего объема (до 600 м³), что позволяет снизить затраты на измельчение, что очень важно т.к. измельчение самый дорогой процесс на фабрике.

Снизить расход стали позволяет самоизмельчение, которое бывает двух видов: рудное и рудно-галечное. В первом случае (рис. 1.22) измельчающей средой являются куски самой неклассифицированной руды, во втором - узкий класс крупности или самой руды, или какого-либо другого твердого материала («галя»). Поскольку измельчающая способность кусков руды значительно ниже, чем стальных шаров (стержней), мельницы самоизмельчения имеют диаметр намного больше (до 11 м), чем шаровые (стержневые). При этом, падая с большей высоты, руда лучше сама себя измельчает. Рудное самоизмельчение осуществляется или в воде в мельницах «Каскад» (рис. 1.22), или на воздухе в мельницах «Аэрофол». Одним из недостатков самоизмельчения является накапливание в мельнице так называемых критических классов крупности (– 75 + 25 мм), которые очень плохо измельчаются. Для борьбы с этим явлением используют так называемое полусамоизмельчение – в мельницу добавляют небольшое количество (5 – 8 %) стальных шаров, либо критический класс выводится из мельницы и додрабливается дробилке. Самоизмельчение имеет определенные преимущества: при рудном самоизмельчении можно измельчить руду крупностью 350-0 мм; уменьшается переизмельчение руды, снижается расход стали и в некоторых случаях улучшаются технологические показатели последующего обогащения.

Для современной практики рудоподготовки характерны следующие тенденции:

1. Перенос первичного дробления в карьер и массовым применением циклично-поточной технологии добычи и транспорта руды на фабрику.

2. Доминирующим для рудоподготовки является процесс рудного полусамоизмельчения, получивший особенно интенсивное развитие в последнее десятилетие ушедшего века. Конкурируют два варианта конструкции крупных мельниц- с опорой на цапфы и на барабан

3. Ведущие машиностроительные фирмы предлагают модернизированные высокоавтоматизированные дробилки, обеспечивающие большее сокращение крупности при увеличенной производительности.

4. С целью интенсификации процесса и улучшения его управляемости технология полусамоизмельчения дополняется операциями преддробления и додрабливания.

5.Применение пресс-валковых дробилок, обеспечивает значительное сокращение затрат на рудоподготовку в сравнении с полусамоизмельчением. В сочетании с современными мощными конусными дробилками они могут составить серьезную конкуренцию технологии полусамоизмельчения.