3.0 Диагностика и контроль «грубого измельчения» и «переизмельчения» в горнодобывающей промышленности: анализ процесса от явления к сути 

В горнодобывающей промышленности «переизмельчение» и «чрезмерное измельчение» являются типичными проявлениями систематических отклонений в производственных показателях, в основном обусловленных неконтролируемым распределением частиц по размерам в цикле измельчения-классификации. Первое относится к преждевременному попаданию крупнозернистых минералов в отходы, вызывая необратимую потерю ценных металлов; второе, из-за чрезмерного измельчения, увеличивает потребление энергии и стали, одновременно образуя большое количество вторичного шлама, ухудшая условия обогащения. Оба явления напрямую приводят к снижению коэффициентов извлечения, увеличению расхода реагентов и снижению экономической эффективности.

Основные характеристики «чрезмерного измельчения»:

1. Технологические показатели: Содержание целевого минерала в отходах аномально высокое, а просеивание показывает, что целевой минерал сконцентрирован в более крупных частицах (например, +0,074 мм). Содержание в концентрате может быть не низким, но коэффициент извлечения значительно снижается.

2. Технологические явления: В пенном слое на поверхности флотационной ячейки виден явный «минеральный песок»; Пена хрупкая и имеет «зернистую» консистенцию; в отходах гравитационного сепаратора или вибростола отчетливо видны крупные тяжелые минералы; в отходах магнитного сепаратора видны крупные магнитные минералы.

3. Признаки, проявляющиеся при работе оборудования: В классификационном оборудовании (например, гидроциклонах) происходит перелив крупного заполнителя, а выгружаемый песок выглядит как «веревочные» нити с чрезмерно высокой концентрацией; в грохочем оборудовании наблюдается аномальное увеличение количества крупнозернистого продукта.

Основные характеристики «переизмельчения»:

1. Технологические показатели: При постоянном объеме перерабатываемой руды содержание концентрата и коэффициент извлечения могут одновременно снижаться (особенно с трудностями извлечения мелких частиц), в то время как содержание мелкой пульпы размером менее 0,01 мм в отходах значительно увеличивается, что приводит к большей доле потерь ценных металлов в мелкой пульпе.

2. Технологические явления: Вязкость пульпы чрезмерно высока, что приводит к плохой текучести; Флотационная пена чрезмерно липкая и темная, что затрудняет пеногашение; снижается эффективность концентрации и фильтрации, а содержание влаги в продукте увеличивается.

3. Проявления оборудования: шум мельницы приглушен, производительность снижается, а энергопотребление установки значительно возрастает; перелив из классификационного оборудования чрезмерно концентрирован, а анализ размера частиц показывает чрезмерное содержание частиц размером менее 0,01 мм.

Стратегии управления системой для решения проблем с «крупными частицами»:

1. Оптимизация процесса классификации (наиболее прямой и эффективный способ):
1. Осмотр и замена изношенных форсунок нижнего потока гидроциклона, использование форсунок меньшего диаметра для повышения четкости классификации.

2. Оптимизация рабочих параметров гидроциклона: при сохранении производительности соответствующим образом увеличить давление подачи для повышения эффективности классификации и уменьшения размера частиц в переливе.

3. Для спиральных классификаторов соответствующим образом уменьшить высоту переливного порога и увеличить скорость возврата песка.

2. Улучшение процесса измельчения:

1. Регулировка соотношения стальных шаров: Увеличение доли крупных шаров для повышения эффективности дробления; однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить чрезмерное воздействие, приводящее к переизмельчению.

2. Использование биметаллических износостойких композитных футеровок для повышения эффективности измельчения, обеспечения тщательного измельчения минерального порошка и увеличения производительности мельницы.

3. Оптимизация концентрации измельчения: Соответствующее увеличение концентрации измельчения (обычно контролируемой на уровне 75-82% содержания твердых веществ) для усиления эффекта покрытия и измельчения материала мелющими элементами. 4. Контроль износа футеровок мельницы. При чрезмерном износе их следует незамедлительно заменить для восстановления исходных условий дробления.

3. Мониторинг и прогнозирование процесса:

1. Создание механизма быстрого обнаружения размера частиц и измельчаемости исходного сырья. Предварительная корректировка параметров измельчения и классификации при изменении свойств руды.

2. Установите онлайн-анализатор размера частиц (PSD) для мониторинга размера частиц, переливаемых гидроциклоном, в режиме реального времени, обеспечивая замкнутый контур управления.

Стратегии управления системой для предотвращения чрезмерного измельчения:

1. Регулировка стадии классификации:

1. Проверьте, не засорены ли или не слишком ли малы диаметры сопел нижнего потока гидроциклона. Соответственно увеличьте диаметр сопел, чтобы обеспечить более быстрый отвод качественных частиц.

2. Соответственно снизьте давление подачи в гидроциклон для надлежащего укрупнения отделенных частиц.

3. Для классификатора увеличьте высоту переливного порога.

2. Оптимизация стадии измельчения:

1. Отрегулируйте размер и соотношение стальных шариков: увеличьте долю мелких шариков (например, Φ30-40 мм) для повышения эффективности измельчения, достижения более щадящего и эффективного измельчения и уменьшения чрезмерного измельчения.

2. Используйте биметаллические износостойкие композитные футеровки. Увеличение твердости футеровок предотвращает засорение материала, обеспечивая беспрепятственную выгрузку качественного рудного порошка.

3. Снижение концентрации измельчения: соответствующее снижение концентрации (например, до 68-75%) может ускорить прохождение пульпы через мельницу и сократить время пребывания.

4. Внедрение принципа «больше дробления, меньше измельчения» для уменьшения размера частиц исходного сырья и существенного снижения нагрузки на измельчитель.

3. Оптимизация процесса:

1. Пересмотр технологического процесса переработки промежуточных продуктов. Если промежуточные продукты представляют собой в основном срастания, их следует перемалывать отдельно; если они представляют собой в основном отдельные минералы, их следует возвращать непосредственно на соответствующее место в процессе, чтобы избежать повторного измельчения.

2. При наличии возможности следует рассмотреть возможность внедрения поэтапного процесса измельчения и обогащения для достижения принципа «собрать как можно больше, измельчать только то, что необходимо», что является одним из основных решений проблемы чрезмерного измельчения.