Ако някога сте стояли до мелница за смилане на Ag по време на работа, вероятно сте забелязали начина, по който материалите се движат вътре в този голям въртящ се цилиндър - особено как различните плътности в крайна сметка се разделят, сякаш имат собствен ум. Като човек, който е доставял части за мелница за смилане на Ag повече от десетилетие, непрекъснато ми задават този въпрос: защо леките и тежките неща се разделят вътре в тези машини и как всъщност работи това разделяне при обработката на сребърна руда? Нека разбием това без целия жаргон, за да можете да видите точно какво се случва и колко е важно за вашата операция.
Първо, нека подготвим сцената. Когато подавате материал в мелница за смилане на Ag, вие не просто изхвърляте произволни скали там – имате сребърна руда (която обикновено е плътна, около 2,6–3,0 g/cm³), кварцови или пустинни минерали (по-леки, около 2,5–2,7 g/cm³, въпреки че понякога могат да се смесят плътни сулфиди) и среда за смилане – обикновено стоманени топки, които са много по-плътни (7,8 g/cm³) от всяка руда. Тази смес се вкарва в мелницата чрез захранващата глава за смилаща мелница, частта, с която ще сте запознати, ако някога сте определяли размера на мелница. Захранващата глава е проектирана да придвижва плавно материала в мелницата, без да се задържа, което е ключово, защото задвижващото подаване пречи на това как се случва разделянето вътре.
Самата мелница работи върху две критични части: НАТИСКАЩА ВАЛЯКА и лагерна основа, които работят заедно, за да поддържат равномерното въртене на този тежък цилиндър. Без правилно подравнени ролки и солидна лагерна основа, мелницата може да се клати, което пречи на каскадното движение и повдигането на материалите, което прави разделянето по-малко ефективно. Виждал съм мелници с неправилно подравнени натискащи ролки, завършващи с купчина стоманени топки от едната страна и цялата лека пуста почва от другата, което означава, че не смилате рудата си равномерно и губите енергия. Ето защо проверката на тези части не подлежи на обсъждане за последователно разделяне.
Сега, действителният ефект на разделяне. Всичко започва с центробежната сила и гравитацията, две сили, които се борят и работят заедно, докато мелницата се върти. Когато мелницата се върти с правилната скорост (обикновено 65–75% от критичната скорост – критичната скорост е точката, в която центробежната сила закрепва целия материал към стената), всичко се повдига като завеса. Тежките неща? Нуждае се от повече сила, за да остане прикован към стената, така че да не се повдига толкова високо, колкото по-лекия материал. Изчакайте, нека тестваме тази логика: стоманените топки са супер плътни, така че започват да се плъзгат надолу по стената преди лека пуста. Сребърната руда, която е по-плътна от пустата, но по-малко плътна от стоманените топки, попада някъде по средата. Това е първият слой на разделяне точно там - по плътност, със стоманени топки в долната част на каскадата, след това Ag руда, след това пуста.
Но става по-сложно, когато материалът удари върха на заряда (където падащият материал се разбива обратно в основата на мелницата). Когато това се случи, тежките частици потъват по-бързо през интерстициалните пространства между мелещата среда и по-леките частици. Мислете за това като за разклащане на буркан със смесени ядки: фъстъците (леки) остават отгоре, бадемите (средни) в средата, а пеканите (тежки) потъват на дъното. Същата точна идея тук. Ключовата разлика е, че в мелницата това не е статичен буркан - този заряд непрекъснато се движи, каскадно се издига и се повдига, така че разделянето се случва на цикъл.
Чакай, но защо това има значение специално за Ag руда? Среброто често се среща в сулфидни минерали, които могат да бъдат малко по-плътни от несулфидната пуста порода, така че отделянето ви помага да не смилате прекалено по-лекия отпадъчен материал. Прекомерното смилане губи енергия и прави обработката надолу по веригата (като флотация) по-малко ефективна, тъй като фината пуста маса се смесва с вашите сребърни частици. Колкото по-добро е разделянето вътре в мелницата, толкова по-равномерен е размерът на частиците ви, когато излезе, което ви спестява пари и повишава степента на възстановяване.
Друг важен фактор е размерът на шлайфащата среда. Ако използвате твърде малки стоманени топки, те не могат да повдигнат плътната Ag руда достатъчно високо, така че рудата остава смесена с лека пуста маса. Ако използвате твърде големи топки, те може да натрошат рудата твърде фино, докато пустата ганга остава на буци. Имах клиент, който премина от 3-инчови на 4-инчови топки за тяхната мелница за Ag и внезапно видяха 12% скок в възстановяването на среброто – всичко това, защото по-големите топки можеха да повдигнат правилно тежката руда, което доведе до по-чисто отделяне. Това е истински пример за това как ефектът на разделяне не е просто физична странност; това е нещо, което можете да настроите с правилните части и настройки.
Нека не забравяме доставката и обработката на корпуса на мелницата и цапфата на топковата мелница, две части, които влияят на вътрешния поток на мелницата. Вътрешните облицовки на корпуса на мелницата – чакайте, не, всъщност обработката на вътрешната повърхност на корпуса и цапфата, която свързва мелницата с подаването и изпускането, контролират движението на материала. Ако цапфата не е обработена правилно, материалът може да заседне, създавайки мъртви зони, където не се случва отделяне. Облицовката на Mill Shell (друга свързана част, дори и да нямаме връзка за нея) също влияе на триенето между материала и черупката – по-гладките облицовки означават, че материалът се плъзга повече, по-грубите облицовки означават повече повдигане. И двете променят колко се движи всеки слой с плътност, така че влияят директно на разделянето.
Чакайте, нека да разгледаме едно често срещано погрешно схващане: хората смятат, че разделянето в мелницата е перфектно, като центрофуга. Не, не е. Това е непрекъснат, динамичен процес, който винаги е в процес на работа. Има известно смесване, но целта е да се сведе до минимум това смесване, така че да получите последователен продукт. За обработката на Ag това е изключително важно, тъй като среброто често присъства в ниски концентрации (само няколко унции на тон руда), така че всяка загуба от прекомерно смилане или смесена пуста маса се натрупва бързо.
Работил съм с мини, които се борят с ниско възстановяване на Ag, и когато погледнахме мелницата им, открихме няколко неща, които пречат на отделянето. Първо, захранващата им глава беше запушена, така че материалът навлизаше неравномерно – някои части на мелницата имаха твърде много руда, други твърде малко, така че слоевете се смесваха. След това техният НАТИСКАЩ ВАЛЯК беше износен, така че мелницата се разклати, което наклони заряда, карайки плътните стоманени топки да се плъзгат на една страна. След подмяната на тези части и регулиране на скоростта, разделянето им се подобри и възстановяването се увеличи с 9%. Това е въздействието в реалния свят от постигането на това правилно.
Друг ъгъл: когато мелницата изхвърля материал, той преминава през опората на топковата мелница от другата страна, нали? Дизайнът на цапфата контролира как материалът излиза. Ако цапфата е с грешен размер, фините частици могат да бъдат пренесени обратно в мелницата, докато едрите частици се забиват – и двете нарушават баланса на плътността вътре. Така че дори ако разделянето се случи перфектно вътре, лошото сцепление може да отмени цялата тази работа.
Нека се върнем към физиката, за да сме сигурни, че сме точни. Две ключови действащи сили: гравитационно утаяване и центробежна класификация. Гравитационното утаяване е, когато тежките частици падат по-бързо през течност (тук целулозата - смес от вода и руда), отколкото леките. При центробежната класификация въртенето на мелницата създава сила, която избутва частиците навън, а по-тежките частици се нуждаят от повече сила, за да останат във вътрешната част на заряда, така че те се движат навътре. Чакай, затова стоманените топки са отдолу (навътре), а пустата земя е отгоре (навън) — те се изтласкват навън, но тежките неща не могат да стигнат толкова далеч, така че остават в средата. Това е по-прост начин да го кажем, без сложните уравнения.
Ами когато добавите вода? Плътността на пулпата също влияе върху отделянето. Ако пулпата е твърде гъста (високо съдържание на твърди вещества), частиците не могат лесно да се движат една покрай друга, така че разделянето е по-лошо. Ако е твърде тънък (ниски твърди вещества), материалът може да се повдигне твърде високо и слоевете да се смесят. За Ag руда повечето мелници работят при 65–75% твърди вещества, което е най-благоприятното място, където получавате добро утаяване и разделяне. Казвам на клиентите да тестват плътността на пулпата всяка седмица, защото дори 5% смяна може да намали разделянето.
Сега, защо това има значение за вас, оператора или управителя на предприятието? Нека направим сметката: ако мелницата ви сепарира ефективно, ще имате по-равномерен размер на частиците, по-малко прекомерно смилане, по-ниска консумация на енергия и по-високо възстановяване на Ag. За мина, обработваща 10 000 тона руда на ден, 5% увеличение на възстановяването е 500 допълнителни тона руда, които се обработват, което при 1 унция Ag на тон е 500 унции сребро - на стойност около 100 000 долара по текущи цени. Това не са джобни дребни; това са пари в джоба ви от получаване на правилния ефект на разделяне.
Виждал съм твърде много оператори да пренебрегват малките части – като проверка на подаващата глава за запушвания или НАТИСКАЩАТА РОЛКА за износване – и се чудят защо мелницата им не работи. Ефектът на разделяне не се случва от само себе си; зависи от съвместната работа на всяка част. Основата на лагера поддържа нивото на мелницата, цапфата на топковата мелница контролира входния/изходния поток, обработката на черупката на мелницата осигурява плавно въртене, а захранващата глава вкарва материала правилно. Всички тези части играят роля в това колко добре плътната сребърна руда се отделя от по-леките пусти.
Чакай, нека поговорим за често срещаните грешки, които виждам. Единият движи мелницата твърде бързо. Ако преминете над 75% критична скорост, центробежната сила е толкова силна, че целият материал се приковава към черупката - без каскада, без падане, без отделяне. Всичко, което правите, е да смилате материала чрез удар, а не чрез триене, което е по-малко ефективно и може да причини повече прекомерно смилане. Друга грешка е използването на топки с грешен размер за рудата. Ако вашата руда е предимно със средна плътност, нямате нужда от всички 5-инчови топки – по-малките топки ще работят по-добре за повдигане на рудата и създаване на по-добри слоеве.
Друг момент: разделянето не е само по плътност, но и по размер. Дори ако две частици имат еднаква плътност, по-голямата частица ще потъне по-бързо от по-малката. Така че във вашата Ag руда голямо парче сулфид ще потъне по-бързо от малко парче от същия сулфид. Ето защо получавате смесица от разделение по размер и плътност, поради което изходният материал обикновено е диапазон от размери, който е доста постоянен. Тази последователност е от ключово значение за процесите надолу по веригата като излужване или флотация, където размерът на частиците пряко влияе върху това колко добре се извлича среброто.
Нека завърша това с нещо практично. Ако забележите, че вашето възстановяване на Ag е намаляло или мелницата ви използва повече енергия, отколкото би трябвало, първо проверете основните неща: уверете се, че захранващата глава не е запушена, НАТИСКАЩАТА РОЛКА и основата на лагера са в добра форма, черупката на мелницата се обработва правилно (няма изкривяване, което би причинило колебания) и челната на топковата мелница е оразмерена за вашия товар. След това проверете плътността на пулпата, размера на топката и скоростта на мелницата. Малките корекции тук могат да направят огромна разлика в ефекта на разделяне и по този начин във вашия край.
В тази игра съм достатъчно дълго, за да знам, че разделянето в мелницата за смилане на Ag не е някаква черна кутия — това е комбинация от физика, правилни части и интелигентна работа. Ако имате въпроси относно това как да настроите мелницата си за по-добро разделяне или ако трябва да смените части като НАТИСКАЩ ВАЛЯК или Захранваща глава за мелница, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме доставили части на стотици мини, които са видели реални подобрения във възстановяването и ефективността, като са направили това правилно. Това не е ракетна наука, но това е наука, която работи, когато я прилагате правилно.
Референции
- Wills, BA, & Napier-Munn, TJ (2006). Технология за обработка на минерали на Wills (7-мо издание). Бътъруърт-Хайнеман.
- Морел, С. (2008). Консумирана мощност на барабанни мелници за симулация на веригата на смилане. Инженерство на минералите, 21 (14), 1018–1027.
- Austin, LG, Klimpel, RR, & Luckie, PT (1984). Процесно инженерство на намаляване на размера: топково смилане. Общество на минните инженери на AIME.
- Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD, & Kojovic, T. (1996). Вериги за раздробяване на минерали: Тяхната работа и оптимизиране. Център за изследване на минералите Юлиус Крутшнит.