На производственных линиях по переработке полезных ископаемых измельчение часто является первым важным этапом, определяющим успех или неудачу. Когда дело доходит до тонкости помола на месте, обычно интуитивно понятно: «чем тоньше, тем лучше, тем тоньше, тем безопаснее». Однако любой, имеющий реальный опыт производства, знает: при слишком грубом помоле минералы остаются недиссоциированными; как бы вы ни корректировали реагенты, воду или электрические поля при последующей магнитной сепарации, флотации или электростатической сепарации, это похоже на «танцы с кандалами». Если помол слишком мелкий, это вызовет ряд побочных эффектов, таких как образование осадка, налетов, уноса и прилипания, что еще больше затруднит сепарацию и в конечном итоге снизит как извлечение, так и качество концентрата.
В горнодобывающей промышленности существует простая, но важная поговорка: независимо от того, какую руду вы перерабатываете, после измельчения вы должны сначала добиться правильной «пробности» руды.
Почему размер частиц имеет значение: высвобождение минералов является обязательным условием переработки полезных ископаемых
Независимо от того, используется ли при последующем разделении магнитная сепарация, флотация или электростатическая сепарация, все они по существу служат одной и той же цели: создать четкие физические или химические различия между целевыми минералами и пустой породой, тем самым достигая разделения.
Чтобы эти различия были эффективными и надежными, существует одно строгое требование: высвобождение минералов.
Магнитная сепарация основана на различиях в магнитных свойствах. Если магнетит и пустая порода остаются в виде сцепленных частиц, магнитная фракция «тянет» за собой пустую породу, что приводит к низкому содержанию концентрата.
Флотация основана на различиях в поверхностных свойствах. Поверхность заблокированной частицы содержит как ценный минерал, так и пустую породу; даже при использовании высокоселективных реагентов «смешанная поверхность» снижает производительность, вызывая загрязнение концентрата и потери в хвостах.
Электростатическое разделение основано на различиях в электропроводности или диэлектрических свойствах. Электрический отклик заблокированных частиц становится усредненным, что расширяет окно разделения и значительно снижает четкость разделения.
Таким образом, основная цель измельчения никогда не состоит в том, чтобы «чем мельче, тем лучше», а скорее в том, чтобы высвободить минералы в достаточной степени, чтобы создать благоприятные условия для последующего разделения.
Что определяет тонкость помола? Решающее значение имеет размер выделения минералов
Переработка руды всегда начинается с измельчения. Вопрос в том, какой размер частиц является подходящим?
Ответ приходит не только на основе догадок или опыта, но и на основе свойственной руде структурной характеристики: размера ее выделения.
Размер освобождения можно понимать как естественный размер зерна, при котором ценные минералы встречаются в пустой породе. Некоторые минералы имеют крупные зерна и крупные кристаллы, которые можно выделить при мягком измельчении. Другие мелковкраплены и плотно сцеплены, поэтому для «освобождения» их от пустой породы требуется более тонкий измельчение.
Вот почему даже для одного и того же процесса разделения требуемый помол сильно различается.:
Для флотации некоторым установкам требуется только 70% пропускания -74 мкм, в то время как другим для стабильной работы требуется 80% пропускания -38 мкм.
При магнитной сепарации некоторые магнетитовые руды достигают высокого содержания и умеренной крупности, тогда как некоторые ванадиево-титан-магнетитовые руды требуют точного контроля на пороге шламования.
Определение размера выделений на месте обычно основывается на технологической минералогии: оптической микроскопии, MLA/SEM, химическом анализе размера частиц, измерении выделения и т. д.
Все эти данные в конечном итоге приводят к одному основному принципу: добиться достаточного высвобождения для разделения с минимальным потреблением энергии и минимальным измельчением.
Тоньше не всегда лучше: чрезмерное измельчение приводит к расслоению и трудностям разделения
Многие потери в концентраторах происходят не при грубом измельчении, а после переизмельчения. Чрезмерно тонкое измельчение приводит к сильному шламованию (часто называемому на месте «пульпированием» или «образованием шлама»):
Покрытие слизи и неселективная адсорбция. Слизи легко прилипают к поверхности крупных частиц, образуя слой слизи, который препятствует эффективному воздействию реагентов на целевые минералы. Между тем, слизи сильно адсорбируют реагенты, увеличивая расход и снижая селективность.
Унос и загрязнение пены (особенно при флотации) Сверхмелкие частицы легко увлекаются в пену, повышая содержание пустой породы и снижая качество концентрата. Чтобы уменьшить унос, предприятия должны ослабить вспенивание или увеличить количество промывной воды, что, в свою очередь, снижает степень извлечения.
Снижение эффективности классификации и ухудшение циркуляционной нагрузки. Сверхмелкие частицы размывают размер среза в гидроциклонах, в результате чего более мелкий материал попадает в нижний поток. Циркуляционная нагрузка возрастает, и эффективная работа по измельчению тратится на «непроизводительную циркуляцию», увеличивая как затраты на энергию, так и на реагенты.
Снижение эффективности разделения. Чрезмерно мелкие частицы ослабляют силы физического разделения при магнитной и электростатической сепарации. При флотации происходит столкновение пузырьков частиц и снижается стабильность прикрепления. Конечным результатом является более низкое извлечение.
Поэтому оптимальная тонкость помола всегда является «окном»: Слишком крупный → нет выделения; Слишком мелкий → затрудненное разделение.
По-настоящему высокоуровневый процесс не нацелен на максимально тонкий помол, но обеспечивает работу системы в наиболее выгодном диапазоне размеров частиц.
Переизмельчение-классификация-разделение как интегрированная система: использование данных для определения оптимальной точки
Измельчение не является изолированным процессом. Оно тесно связано с классификацией, плотностью пульпы, реагентным режимом и химическим составом суспензии. Для оптимизации установки мы рекомендуем сосредоточиться на трех основных линиях.:
1. Линия высвобождения. Проанализируйте вклад высвобождения и восстановления фракций различных размеров, чтобы определить, где находится «эффективная крупность».
2. Линия распределения частиц по размерам. Сосредоточьтесь на полном распределении частиц по размерам (а не только на проценте прохождения -74 мкм), включая содержание слизи, d80, d50 и форму кривой размера частиц.
3. Линия реагирования на сепарацию. Сопоставьте качество концентрата, извлечение и качество хвостов с размером частиц, плотностью пульпы и расходом реагента. Проведите сравнительные испытания, чтобы определить пик производительности.
4. Когда эти данные объединены, выявляется четкая картина: оптимальная тонкость помола соответствует точке, где высвобождение достаточно, содержание шлама контролируется, эффективность классификации стабильна, а расход реагентов сведен к минимуму.
На этом этапе баланс содержания и извлечения при магнитной сепарации, а также баланс селективности и кинетики при флотации становится легче регулировать и становится более стабильным.
От «правильного измельчения» к «точному дозированию»: подготовка реагента также определяет верхний предел
В то время как измельчение устанавливает основы выделения минералов и распределения частиц по размерам, режим реагентов определяет селективность и стабильность процесса разделения. Особенно во флотационных системах метод дозировки и добавления собирателей, модификаторов, депрессорных присадок и пенообразователей напрямую влияет на минерализацию пены, унос и колебания качества концентрата. Чтобы действительно перевести «правильную тонкость измельчения» в ощутимые улучшения в извлечении и сортности, связь с реагентами должна развиваться на основе «опыта». дозирование» для измерения, отслеживания и точного управления с замкнутым контуром.
Применение электродифференциальных питателей реагентов при приготовлении и дозировании реагентов для флотации обеспечивает более стабильный выходной поток и более точную регулировку добавления реагента, отвечая динамическим требованиям сложных рудных условий. Высокоточное дозирование снижает колебания расхода реагентов и неселективную адсорбцию, вызванную передозировкой, одновременно повышая стабильность процесса и управляемость производства. Измельчение высвобождает минералы, а электродифференциальные питатели реагентов доставляют реагенты точно к месту воздействия. Сочетание этих двух факторов является ключевым путем для постоянного улучшения извлечения и качества концентрата в системах переработки минерального сырья.
