Ha valaha is állt egy Ag őrlőmalom mellett működés közben, akkor valószínűleg észrevette, ahogyan az anyagok mozognak a nagy forgó hengerben – különösen, hogy a különböző sűrűségek hogyan válnak el egymástól, mintha önállóan gondolkodnának. Mint valaki, aki több mint egy évtizede szállított Ag őrlőmalom alkatrészeket, mindig felteszik nekem ezt a kérdést: miért válnak szét a könnyű és nehéz dolgok ezekben a gépekben, és hogyan működik ez a szétválasztás az ezüstérc feldolgozása során? Bontsuk fel ezt minden szakzsargon nélkül, hogy pontosan láthassa, mi történik, és mennyit számít az Ön működése szempontjából.
Először is állítsuk be a helyszínt. Ha anyagot adagol egy Ag őrlőmalomba, akkor nem csak véletlenszerű kőzeteket dob be oda – ezüstérc (amely jellemzően sűrű, körülbelül 2,6–3,0 g/cm³), kvarc- vagy kötegásványok (könnyebb, körülbelül 2,5–2,7 g/cm³), bár néha sűrűbb golyós acél és szulfidok keveredhetnek sűrűbben. (7,8 g/cm³), mint bármely érc. Ezt a keveréket az őrlőmalom adagolófején keresztül juttatják a malomba, amely az Ön számára ismerős lehet, ha valaha is méretezett egy malmot. Az adagolófejet úgy tervezték, hogy az anyagot zökkenőmentesen vigye be a malomba, anélkül, hogy az meghátrálna, ami kulcsfontosságú, mert a megtámadott adagolás zavarja a szétválasztás belső folyamatát.
Maga a malom két kritikus részen fut: a NYOMÓGÖRGŐN és a csapágyalapon, amelyek együtt működnek, hogy a nehéz henger egyenletesen forogjon. Megfelelően beállított görgők és szilárd csapágyalap nélkül a maró inogni tud, ami megzavarja az anyagok lépcsőzetes felemelését és felemelését, így az elválasztás kevésbé hatékony. Láttam, hogy a rosszul beállított tolóhengerű malmok egyik oldalán egy halom acélgolyót, a másikon pedig az összes könnyű golyót a másik oldalon, ami azt jelenti, hogy nem darálja egyenletesen az ércet, és energiát pazarol. Ezért ezeknek az alkatrészeknek az ellenőrzése nem alku tárgya a következetes szétválasztás érdekében.
Most a tényleges elválasztási hatás. Minden a centrifugális erővel és a gravitációval kezdődik, két erővel, amelyek harcolnak és együtt dolgoznak, miközben a malom forog. Amikor a malom a megfelelő sebességgel forog (általában a kritikus sebesség 65-75%-a – a kritikus sebesség az a pont, ahol a centrifugális erő az összes anyagot a falhoz rögzíti), minden függönyben emelkedik. A nehéz cuccok? Nagyobb erőre van szüksége ahhoz, hogy a falhoz rögzítve maradjon, így nem emelkedik olyan magasra, mint a könnyebb anyag. Várjunk, teszteljük ezt a logikát: az acélgolyók szupersűrűek, így elkezdenek lecsúszni a falon, mielőtt enyhe csapás lépne fel. Valahol a kettő közé esik az ezüstérc, amely sűrűbb a kötegnél, de kevésbé sűrű, mint az acélgolyó. Ez az első elválasztási réteg ott – a sűrűség szerint, acélgolyókkal a kaszkád alján, majd Ag-érccsel, majd köteggel.
De a helyzet bonyolultabbá válik, amikor az anyag a töltet lábujjához ér (ahol a lehulló anyag visszazuhan a malom aljába). Amikor ez megtörténik, a nehéz részecskék gyorsabban süllyednek át az őrlőközeg és a könnyebb részecskék közötti intersticiális tereken. Képzeld el úgy, mintha egy tégely vegyes diót rázolnál: a földimogyoró (könnyű) a tetején marad, a mandula (közepes) a közepén, a pekándió (nehéz) pedig az aljára süllyed. Pontosan ugyanaz az elképzelés itt. A fő különbség az, hogy egy őrlőmalomban ez nem egy statikus edény – ez a töltés folyamatosan mozog, lépcsőzetesen mozog és felemelkedik, tehát a szétválás egy hurkon történik.
Várj, de miért számít ez kifejezetten az Ag ore esetében? Az ezüst gyakran megtalálható a szulfid ásványokban, amelyek kissé sűrűbbek lehetnek, mint a nem szulfidok, így az elválasztás segít abban, hogy ne őrölje túl a könnyebb hulladékot. A túlzott őrlés energiát pazarol, és a későbbi feldolgozást (például a flotációt) kevésbé hatékonyan végzi, mivel a finom köszörülés keveredik az ezüstrészecskékkel. Minél jobb az elválasztás a malom belsejében, annál egyenletesebb a szemcseméret a kilépéskor, ami pénzt takarít meg, és növeli a visszanyerési arányt.
Egy másik fontos tényező a csiszolóközeg mérete. Ha túl kicsi acélgolyókat használunk, akkor azok nem tudják elég magasra emelni a sűrű Ag-ércet, így az érc könnyű köteggel keveredik. Ha túl nagy golyókat használ, előfordulhat, hogy azok túlságosan apróra törik az ércet, miközben az érc vaskos marad. Volt, hogy az ügyfelek 3 hüvelykesről 4 hüvelykesre cserélték az Ag malomban, és hirtelen 12%-os ugrást tapasztaltak az ezüst visszanyerésében – mindez azért, mert a nagyobb golyók megfelelően fel tudták emelni a nehéz ércet, ami tisztább elválasztást eredményezett. Ez egy igazi példa arra, hogy az elválasztási effektus nem csak egy fizika furcsaság; ez olyasmi, amit a megfelelő részekkel és beállításokkal lehet hangolni.
Ne feledkezzünk meg a Mill Shell Shipping and Machining és a Ball Mill Trunnion-ról, két olyan alkatrészről, amely befolyásolja a malom belső áramlását. A Mill Shell belső bélései – várj, nem, valójában a héj belső felületének megmunkálása, valamint a marót az előtoláshoz és kiürítéshez csatlakozó csonk szabályozza az anyag mozgását. Ha a csonkot nem megfelelően megmunkálják, az anyag elakadhat, holt zónákat hozva létre, ahol nem történik szétválás. A Mill Shell bélése (egy másik kapcsolódó alkatrész, még ha nincs is hozzá kapcsolatunk) szintén befolyásolja az anyag és a héj közötti súrlódást – a simább betétek jobban csúszik az anyag, a durvább bélések pedig nagyobb emelést. Mindkettő megváltoztatja az egyes sűrűségű rétegek mozgását, így közvetlenül befolyásolják az elválasztást.
Várj, foglalkozzunk egy általános tévhittel: az emberek azt hiszik, hogy az őrlőmalomban való szétválasztás tökéletes, akár egy centrifugában. Nem, nem. Ez egy folyamatos, dinamikus folyamat, amely mindig folyamatban van. Van némi keverés, de a cél az, hogy minimalizáljuk ezt a keveredést, hogy egységes terméket kapjunk. Az Ag-feldolgozásnál ez különösen fontos, mivel az ezüst gyakran alacsony koncentrációban van jelen (csak néhány uncia tonnánként az érc), így a túlcsiszolásból vagy kevert kötegből származó veszteség gyorsan összeadódik.
Dolgoztam olyan bányákkal, amelyek alacsony Ag-visszanyeréssel küszködtek, és amikor megnéztük a malmukat, találtunk néhány dolgot, amelyek zavarják az elválasztást. Először is, az adagolófejük eltömődött, így az anyag egyenetlenül jutott be – a malom egyes részein túl sok volt az érc, más részein túl kevés, így a rétegek keveredtek. Ekkor a TOLÓGÖRGŐjük elkopott, így a malom megingott, ami megbillentette a töltetet, amitől a sűrű acélgolyók félrecsúsztak. Az alkatrészek cseréje és a sebesség beállítása után javult a szétválásuk, és a regenerálódás 9%-kal nőtt. Ez a valódi hatása annak, ha ezt helyesen kezeljük.
Egy másik szög: amikor a malom anyagot bocsát ki, az átmegy a másik oldalon lévő golyósmalom csonkon, igaz? A csonk kialakítása szabályozza az anyag kilépését. Ha a csonk mérete nem megfelelő, a finom részecskék visszakerülhetnek a malomba, míg a durva részecskék elakadnak – mindkettő megzavarja a belső sűrűségegyensúlyt. Tehát még ha belül is tökéletesen megtörténik a szétválás, egy rossz csonk megszakíthatja az összes munkát.
Térjünk vissza a fizikához, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy pontosak vagyunk. Két kulcsfontosságú erő játszik szerepet: a gravitációs ülepedés és a centrifugális osztályozás. A gravitációs ülepedés az, amikor a nehéz részecskék gyorsabban esnek át egy folyadékon (itt a pépen – víz és érc keverékén), mint a könnyűek. A centrifugális osztályozásnál a malom forgása olyan erőt hoz létre, amely a részecskéket kifelé nyomja, a nehezebb részecskéknek pedig nagyobb erőre van szükségük ahhoz, hogy a töltés belső részében maradjanak, így befelé mozognak. Várj, ezért vannak az acélgolyók alul (befelé) és a golyók a tetején (kifelé) – kifelé tolják őket, de a nehéz cuccok nem férnek el odáig, így középen marad. Ez egy egyszerűbb módja a bonyolult egyenletek nélkül.
Mi van, ha vizet adsz hozzá? A pép sűrűsége is befolyásolja az elválasztást. Ha a pép túl vastag (magas szilárdanyag), a részecskék nem tudnak könnyen elhaladni egymás mellett, így az elválasztás rosszabb. Ha túl vékony (alacsony szilárdanyag), az anyag túl magasra emelkedhet, és a rétegek összekeverednek. Az Ag-érc esetében a legtöbb malom 65–75%-os szilárdanyag-tartalommal üzemel, ami az édes pont, ahol jó ülepedést és elválasztást érhet el. Azt mondom az ügyfeleknek, hogy hetente teszteljék a cellulózsűrűséget, mert akár 5%-os eltolódás is megzavarhatja az elválasztást.
Most miért számít ez Önnek, az üzemeltetőnek vagy az üzemvezetőnek? Számoljuk ki: ha a malom hatékonyan szeparál, egyenletesebb lesz a szemcseméret, kevesebb a túlőrlés, alacsonyabb az energiafelhasználás és magasabb az Ag-visszanyerés. Egy napi 10 000 tonna ércet feldolgozó bánya esetében 5%-os kinyerési növekedés 500 extra tonna feldolgozásra kerülő érc, ami 1 uncia Ag/tonna esetén 500 uncia ezüst – jelenlegi áron körülbelül 100 000 dollárt jelent. Ez nem zsebpénz; ez készpénz a zsebében az elválasztási effektus megfelelő megvalósításából.
Túl sok kezelőt láttam, aki figyelmen kívül hagyja az apró alkatrészeket – mint például az adagolófej eltömődésének ellenőrzése, vagy a TÖRŐGÖRGŐ –, és azon töpreng, hogy a malom miért nem működik. Az elválasztó hatás nem csak önmagában jön létre; ez attól függ, hogy minden alkatrész együtt működik. A csapágyalap vízszintesen tartja a malmot, a golyósmalom csonkja szabályozza a bemeneti/kimeneti áramlást, a Mill Shell megmunkálása biztosítja a sima forgást, az adagolófej pedig helyesen juttatja be az anyagot. Mindezek a részek szerepet játszanak abban, hogy a sűrű ezüstérc milyen jól válik el a könnyebb érctől.
Várj, beszéljünk azokról a gyakori hibákról, amelyeket látok. Az egyik túl gyorsan járatja a malmot. Ha túllépi a 75%-os kritikus sebességet, a centrifugális erő olyan erős, hogy minden anyag a héjhoz tapad – nincs lépcsőzetes leesés, nincs szétválás. Csak ütéssel kell csiszolni az anyagot, nem koptatással, ami kevésbé hatékony, és több túlcsiszolást okozhat. Egy másik hiba, hogy nem megfelelő méretű golyókat használunk az érchez. Ha az érc többnyire közepes sűrűségű, nincs szüksége az összes 5 hüvelykes golyóra – a kisebb golyók jobban teljesítenek az érc felemelésére és jobb rétegek létrehozására.
Egy másik szempont: az elválasztás nem csak a sűrűség, hanem a méret szerint is. Még ha két részecske azonos sűrűségű is, egy nagyobb részecske gyorsabban süllyed, mint egy kisebb. Tehát az Ön Ag-ércében egy nagy darab szulfid gyorsabban süllyed el, mint egy kis darab ugyanennyi szulfid. Ez az oka annak, hogy a méret és a sűrűség szerinti elválasztás keverékét kapja, ezért a kimeneti anyag általában egy mérettartományból áll, amely meglehetősen egységes. Ez a konzisztencia kulcsfontosságú az olyan downstream folyamatokban, mint a kilúgozás vagy flotáció, ahol a részecskeméret közvetlenül befolyásolja az ezüst kivonását.
Hadd zárjam le ezt valami praktikusval. Ha észreveszi, hogy az Ag visszanyerése lecsökken, vagy a malom a kelleténél több energiát használ fel, először ellenőrizze az alapokat: győződjön meg arról, hogy az adagolófej nincs eltömődve, a NYOMÓGÖRGŐ és a csapágyalap jó állapotban van, a Mill Shell megfelelően van megmunkálva (nincs vetemedés, ami ingadozást okozna), és a golyós malom a terheléshez megfelelő. Ezután ellenőrizze a pép sűrűségét, a golyó méretét és a malom sebességét. Az itt elvégzett kis módosítások óriási változást hozhatnak az elválasztási hatásban, és így az eredményben is.
Elég régóta benne vagyok ebben a játékban ahhoz, hogy tudjam, az Ag őrlőmalomban való szétválasztás nem valami fekete doboz – ez a fizika, a megfelelő alkatrészek és az intelligens működés kombinációja. Ha kérdései vannak a malom jobb elválasztás érdekében történő hangolásával kapcsolatban, vagy ha olyan alkatrészeket kell cserélnie, mint a TOLÓGENDŐ vagy az adagolófej a csiszolómalomhoz, ne habozzon kapcsolatba lépni. Több száz bánya számára szállítottunk alkatrészeket, amelyeknek a helyreállítás és a hatékonyság valódi javulását tapasztaltuk. Ez nem rakétatudomány, de a tudomány működik, ha helyesen alkalmazza.
Hivatkozások
- Wills, BA és Napier-Munn, TJ (2006). Wills' Mineral Processing Technology (7. kiadás). Butterworth-Heinemann.
- Morrell, S. (2008). Forgómalmok teljesítményfelvétele az őrlőkör szimulációjához. Minerals Engineering, 21(14), 1018–1027.
- Austin, LG, Klimpel, RR és Luckie, PT (1984). Méretcsökkentés folyamattervezése: Golyós marás. Az AIME Bányászati Mérnökeinek Társasága.
- Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD és Kojovic, T. (1996). Ásványi aprító áramkörök: működésük és optimalizálásuk. Julius Kruttschnitt Ásványkutató Központ.