Энергоэффективное измельчение руды с помощью аппарата вихревого слоя

измельчение руды

Измельчение руды используется в качестве подготовительного процесса перед обогащением или флотацией, основной целью которых является получение ценного сырья: металлов, минералов и т.п. Дробление обычно проводится в несколько стадий, и делиться на крупное, среднее и мелкое. На завершающем этапе используется измельчение при помощи специальных мельниц.

В общем случае для получения одной тонны концентрата необходимо до 90 кВт электроэнергии, из которой большая часть приходится на измельчение руды. Это внушительная цифра, поэтому наряду с повышением качества результирующего продукта одной из главных задач современной рудоподготовки является снижение энергоемкости дробления и измельчения. Ниже приведено описание основных видов мельниц, использующихся в процессе измельчения руды, а также изложены перспективы применения аппаратов вихревого слоя ферромагнитных частиц в горной промышленности.

Мельницы для измельчения руды

На современном этапе развития горной промышленности шаровые мельницы продолжают доминировать среди устройств измельчения различных руд. Существуют оценки, согласно которым доля таких мельниц в сфере переработки полезных ископаемых достигает 95%.

Хотя устройства данного типа и используются чаще всего, они не лишены серьезного недостатка, который выражается в том, что непосредственно на измельчение руды расходуется небольшое количество потребляемой энергии (от 2 до 20%). Это приводит к неоправданно низкому КПД при тонком измельчении. Также шаровые мельницы для измельчения руды характеризуются высоким намолом шаров.

Для нормальной работы роторно-вихревых мельниц размер исходных зерен обрабатываемого вещества не должен превышать 1-3 мм, а в некоторых случаях и 10 мм. Допустимая твердость материала составляет до 8 единиц по шкале Мооса.

Струйные мельницы также используются для измельчения руды, но до крупности частиц 5-200 мкм. Основная отличительная черта данного оборудования – это применение в качестве энергоносителя сжатого воздуха. Кроме того, данное оборудование нуждается в дорогостоящей системе для отделения готового продукта от воздуха и пыли.

Сверхтонкое измельчение руды с помощью аппарата вихревого слоя

Принцип действия аппарата вихревого слоя заключается в комплексном воздействии на обрабатываемое вещество (руду) ряда физических явлений (вращающееся электромагнитное поле, удары ферромагнитных частиц, магнитострикция, звуковые колебания и др.), которые происходят в рабочей камере. Фактически имеет место многоразовый переход энергии из одного вида в другой, за счет чего она используется максимально эффективно. Работа вихревого слоя осуществляется с КПД, который превышает аналогичные показатели для других мельниц, использующихся в горной промышленности для измельчения руды.

Энергоэффективное измельчение руды с помощью аппарата вихревого слоя

Аппарат вихревого слоя АВС-100 для измельчения руд

В таблице 1 приведены результаты размола частиц железной руды при сухом и мокром помоле. Руда получена из Лебединского месторождения, после чего подвергнута предварительному размолу и разделению в гидроциклонах.

Таблица 1

Изменение крупности частиц при домоле в аппарате вихревого слоя типа АВС-100

Материал

Состояние

Тип процесса

l/d

Время выдержки, с

Остаток на ситах, %

Проскок -44 мкм, %

+500 мкм

+350 мкм

+150 мкм

+100 мкм

+44 мкм

1

Руда после классификатора

Исходный

0,1

0,4

12,0

8,5

25,8

44,7

2

Мокрый помол

Циклический 1,2/20

30

0,1

0,15

10,5

89,25

3

Мокрый помол

Циклический 1,2/20

60

0,1

0,1

8,1

92,7

4

Мокрый помол

Циклический 0,8/16

30

0,2

0,1

3,3

96,4

5

Мокрый помол

Непрерывный 1,2/20

0,11

0,15

0,45

99,29

6

Руда после гидроциклонов

Исходный

0,6

3,0

12,5

28,4

17,9

37,6

7

Мокрый помол

Непрерывный 0,8/16

0,5

2,8

0,7

4,3

16,9

74,8

8

Мокрый помол

Непрерывный 0,8/16

0,7

2,2

1,1

5,0

16,8

74,2

9

Мокрый помол

Непрерывный 1,2/20

1,2

1,7

0,9

1,5

6,4

88,3

10

Мокрый помол

Непрерывный 1,2/20

0,3

0,3

1,9

7,7

1,9

87,9

Как видно из таблицы, с увеличением времени обработки вещества в рабочей зоне эффективность измельчения растет.

Среди важных преимуществ аппаратов вихревого слоя кроме интенсификации технологического процесса измельчения руды и повышения его эффективности также можно выделить:

  • отсутствие динамических уплотнений;
  • полную герметичность рабочей камеры;
  • возможность интенсивного перемешивания в условиях высокого давления или вакуума.