В последние годы в промышленности строительных материалов для производства щебня все шире используются дробилки центробежно-ударного действия зарубежного и отечественного производства.
Производство щебня с помощью центробежной дробилки, по сравнению со щебнем, традиционно получаемым на конусных дробилках, отличается более изометричной (кубовидной) формой зерен, более высокой насыпной плотностью и прочностью на сжатие, меньшей усадкой при сжатии. Производители щебня вслед за потребителями оценили преимущества использования центробежно-ударной дробилки и при запуске новых линий все чаще приобретают именно их.
В горнорудной промышленности в процессах рудоподготовки центробежно-ударные дробилки еще не получили широкого применения, но перспективы их использования достаточно велики. Основным сдерживающим фактором в использовании центробежных дробилок являлось то, что первые их образцы отличались невысокой надежностью при реализации высокоскоростных режимов вращения ротора, необходимых для получения высоких показателей дробления или измельчения.
Проблемы, в первую очередь, возникали в опорных узлах роторных систем, чувствительных к дисбалансам, вследствие чего невозможность было вращать большие массы с высокими скоростями (выше 70 м/с). Долгое время нерешенным был вопрос с износом рабочих органов. По этим причинам до настоящего времени разрабатывались схемы обогатительных фабрик и дробильно-сортировочных заводов на основе традиционного оборудования, такого как конусные дробилки, шаровые мельницы и др.
Хотя, достаточно хорошо известны несомненные преимущества ударного разрушения горных пород, таких как высокая селективность раскрытия минеральных сростков. Большинство вышеперечисленных проблем удалось решить при использованием воздушной опоры вместо подшипниковых систем, при этом окружные скорости ротора удалось поднять до 100 м/с.
Главным преимуществом центробежно-ударной дробилки по сравнению с другими традиционными типами дробильно-измельчительной техники является их способность производить всухую мелкое дробление, а в комплексе с воздушными классификаторами также измельчение руды до крупности, достаточной для выполнения последующих операций обогащения. Эта особенность центробежно-ударной дробилки позволяет эффективно и даже в ряде случаев практически безальтернативно использовать их в следующих направлениях:
-
Мелкое дробление руды для целей кучного выщелачивания. Традиционным высокопроизводительным техническим средством, с помощью которого производится дробление прочной руды перед укладкой в штабели для цианидного выщелачивания, являются конусные дробилки.
Эти дробилки позволяют осуществлять только среднее дробление руды (до крупности 25–30 мм). Для достижения высокого извлечения золота такой крупности в большинстве случаев недостаточно, а для некоторых руд такая крупность просто неприемлема из-за крайне низкого извлечения золота. Для повышения извлечения золота и сокращения сроков ведения процесса выщелачивания во многих случаях необходимо мелкое дробление (до крупности порядка 3–5 мм).
Для некоторых типов руд, например, для руды Тасеевского месторождения, необходимо измельчение руды до крупности 0,5 мм, поскольку даже на крупности 1 мм извлечение золота не превышает 50%. Данная крупность является минимальной, которую еще можно применять для процесса кучного выщелачивания золота без необходимости окомкования измельченной руды.
Рис.1. Центробежная дробилка в схеме измельчения золотодобывающего предприятия «Зун-Хада» для снижения крупности питания до 5 мм перед шаровой мельницей (Полиметалл)
Особенностью технологии кучного выщелачивания является необходимость применять только сухое дробление руды. Эффективно осуществлять сухое мелкое дробление крепких руд могут дробилки центробежно-ударного действия, в этом процессе они почти незаменимы. Конкуренцию могли бы составить пресс-валковые дробилки, но они отличаются весьма высокой ценой и быстрым износом валков.
-
Мелкое дробление руды перед измельчением в шаровых мельницах. Шаровые мельницы являются основным и широко распространенным техническим средством, которое используется для измельчения руды перед ее обогащением. Шаровые мельницы отличаются большими габаритами и массой, соответственно, высокой стоимостью. Как правило, это главный орган обогатительной фабрики, который определяет и ограничивает ее производительность.
Производительность мельницы при достижении одной и той же крупности помола зависит от крупности подаваемого в нее материала, она возрастает при уменьшении его крупности. В то же время крупность используемых в мельнице шаров также зависит от крупности подаваемой на помол руды. Наибольшая производительность мельниц достигаются при подаче в них мелко дробленой руды с крупностью зерен до 3–5 мм. При такой крупности измельчаемой руды нет нужды подавать в мельницу крупные шары, что способствует снижению износа футеровки.
Рис.2. Центробежная дробилка установлена в схеме Качканарского ГОКа
Подготовка руды перед подачей в мельницу в большинстве случаев ведется всухую с использованием на последней стадии дробления высокопроизводительных конусных дробилок больших типоразмеров. Эти дробилки даже при промежуточном грохочении и возврате на додрабливание надрешетного продукта не могут обеспечить мелкого дробления. Крупность подготовленной с их помощью для измельчения руды, как правило, не удается снизить мельче 15–20 мм. Дробилки центробежно-ударного действия способны без проблем дробить руду не только до 5, но при необходимости и до 2–3 мм. Ограничение по минимальной крупности дробления связаны не с возможностями дробилки, а с ограниченной производительностью грохота, используемого в цикле с дробилкой.
-
Сухое измельчение руды перед сухим обогащением. Руд, которые можно обогащать всухую, и способов сухого обогащения немного, но в европейских странах, где мало площадей для складирования хвостовой пульпы, обогатители настойчиво разрабатывают технику и технологии сухого обогащения различных руд.
Сухое обогащение считается более экономичным в плане отсутствия необходимости сгущать хвостовую пульпу и обезвоживать кек, а также сушить полученный концентрат, если предполагается его сухое использование. В России как пример сухого передела руды можно назвать обогатительную фабрику на Полуночном месторождении (Северный Урал) карбонатных марганцевых руд. Эта руда дробится всухую на центробежно-ударной дробилке до крупности 2 мм и в сухом виде обогащается на магнитных сепараторах.
-
Измельчение для лучшего раскрытия зерен полезных минералов. Центробежно-ударное дробление и измельчение пород и руд в центробежных дробилках и мельницах по сравнению с разрушением раздавливанием отличается одним важным преимуществом: разделение происходит в первую очередь по ослабленным направлениям, каковыми являются границы между зернами.
При центробежно-ударном измельчении раскрытие зерен рудных минералов и освобождение их от срастаний с зернами пустой породы происходит раньше, чем при других способах измельчения. Особенно хорошо это явление наблюдается, когда рудный минерал имеет существенно более высокую плотность по сравнению с минералами вмещающей породы, и еще лучше, когда рудный минерал отличается ковкостью.
Руды золота и платиноидов в этом плане вне конкуренции. Для достижения одинаково высокого раскрытия зерен благородных металлов конечный размер зерен руды, измельченной центробежно-ударным способом, может быть в 2–3 раза больше, чем при традиционном измельчении в шаровых мельницах, соответственно, энергозатраты на центробежно-ударное измельчение в 1,5–2 раза ниже.
При шаровом измельчении золотых и серебряных руд происходит натирание благородных металлов на шары, что на 5–10% снижает их извлечение в концентрат при гравитационном и флотационном способах обогащения. При центробежно-ударном измельчении «размазывание» ковких металлов практически не происходит. Таким образом, по сумме положительных свойств центробежно-ударное измельчение руд благородных металлов является потенциально наиболее целесообразным.
Центробежно-ударные мельницы – это те же дробилки, в цикле с которыми работают соответствующие классификаторы. Сами дробилки могут работать как всухую, так и на пульпе, но при подаче на измельчение смоченной руды (пульпы) возрастает расход энергии. Классифицирующие устройства, существенно разные при сухом и мокром измельчении, в обоих случаях являются достаточно громоздкими. Именно они являются узким местом в технологии центробежно-ударного измельчения, поскольку требуют нестандартных технических решений. Но принципиальных препятствий к внедрению центробежно-ударных мельниц нет.
Существенным преимуществом отечественных центробежных дробилках, над всеми зарубежными является их более низкая стоимость при таких же и даже более высоких потребительских свойствах.
Автор: Кравцов Е.Д.
Источник: ЗАО Новые технологии
