Скорость подачи

Скорость подачи в мельницу самоизмельчения может регулироваться вручную или автоматически и обычно задаётся вибропитателем с частотным регулированием под бункером руды. После корректной настройки параметров вибропитателя объём подачи должен оставаться стабильным или изменяться в очень узком диапазоне. Для мельниц мокрого самоизмельчения это особенно важно, поскольку стабильная подача позволяет контролировать количество добавляемой воды, обеспечивать оптимальную концентрацию и требуемую тонкость помола.

Экспериментальные исследования показывают: когда измельчающая среда в мельнице находится в плотном контакте, а все межзерновые пустоты полностью заполнены движущимся материалом, мельница достигает максимальной эффективности помола. В этом режиме её производительность является наивысшей. При определённой скорости вращения увеличение подачи приводит к увеличению коэффициента заполнения и росту производительности. Однако если количество материала превышает пропускную способность мельницы, возникает эффект «самозаполнения» и блокирования рециркуляции. Поэтому подача должна быть равномерной.

Согласно кинетике измельчения, при увеличении скорости подачи доля кондиционных частиц в сливе уменьшается, но их абсолютное количество растёт, а удельный расход энергии снижается, что приводит к повышению эффективности измельчения. При изменении свойств руды рабочие параметры мельницы необходимо оперативно корректировать, чтобы установить новое равновесие.

Концентрация пульпы

В процессе обогащения концентрация пульпы в мельнице самоизмельчения является ключевым показателем, напрямую влияющим на эффективность измельчения. При слишком высокой концентрации пульпа становится вязкой, увеличивается влияние выталкивающей силы на измельчающую среду, снижается её эффективная плотность, а время пребывания руды в мельнице увеличивается, вызывая пережим и переизмельчение. При чрезмерно высокой концентрации пульпа теряет текучесть, а измельчающая среда или шары перестают эффективно разрушать руду. Ударное действие уменьшается, шары могут выноситься из мельницы или блокировать решётку, что резко снижает производительность.

При низкой концентрации наблюдается обратный эффект: слишком жидкая пульпа приводит к быстрому осаждению мелких частиц, сокращению времени пребывания материала в мельнице и недоизмельчению. При слишком низкой концентрации скорость движения пульпы возрастает, и шары чаще ударяют по футеровке, ускоряя её износ. Таким образом, концентрация должна поддерживаться в оптимальном диапазоне, определяемом на основе свойств руды, испытаний и производственного опыта.

В производственных условиях для получения лучшего результата обогащения необходимо учитывать и свойства руды, и требуемые характеристики концентрата. В общем виде закономерность такова:

• Высокая плотность и крупность руды → более высокая концентрация (около 78–80%)
• Низкая плотность, мелкая фракция или присутствие глины → более низкая концентрация (75–77%)

При грубом измельчении используют более высокую концентрацию для достижения максимального извлечения; при контрольном – более низкую, чтобы повысить качество концентрата.

Крупность продукта измельчения

В процессе самоизмельчения исходная руда одновременно является и измельчающей средой, и объектом измельчения. Поэтому изменение гранулометрического состава исходного материала напрямую влияет на производительность мельницы. Увеличение крупности питания и доли крупных кусков повышает ударную энергию, что способствует разрушению средних фракций. Это приводит к увеличению производительности и снижению удельного энергопотребления. Однако при слишком крупной руде время, необходимое для достижения требуемой тонкости, увеличивается, что снижает эффективность и приводит к получению неоднородного продукта.

Необходимо правильно определить максимальный размер питания и распределение по классам. Влияние тонкости измельчения на производительность зависит от свойств руды:

• Для неоднородных руд: производительность снижается при уменьшении крупности, так как легкоизмельчаемые компоненты разрушаются на ранних стадиях, а трудноподдающиеся измельчению частицы начинают преобладать.
• Для однородных руд: производительность иногда растёт при более тонком измельчении, поскольку средний размер частиц уменьшается, облегчая дальнейший процесс.

В обогатительной фабрике подача в мельницу является продуктом дробления. Снижение крупности питания означает повышение требований к дроблению, увеличение числа стадий и затрат. Увеличение же крупности питания снижает затраты на дробление, но повышает расходы на измельчение. Поэтому оптимальный размер питания должен обеспечивать минимальные суммарные затраты. Поскольку дробление намного энергоэффективнее измельчения, при возможности следует максимально увеличивать его роль для повышения производительности мельницы.

Заключение

Повышение эффективности работы мельницы самоизмельчения требует комплексного понимания факторов, влияющих на её производительность. Скорость подачи, концентрация пульпы, крупность продукта, контроль уровня заполнения и износ футеровки — все эти параметры определяют стабильность работы и пропускную способность мельницы. Разработка оптимальных режимов, повышение компетенции операторов и своевременная корректировка рабочих параметров позволяют значительно повысить эффективность измельчения, снизить энергозатраты и улучшить показатели обогащения. Постоянный мониторинг и оптимизация на основе данных — ключ к поддержанию максимальной эффективности мельницы на протяжении всего её срока службы.

Почему производство цемента вызывает большие выбросы CO₂?

Известняк (CaCO3) — ключевой ингредиент для производства портландцемента, но для этого камень нужно извлечь из земли, измельчить, а затем запечь при очень высокой температуре вместе с другими материалами. CaCO3 превращается в полезный CaO и бесполезный CO2 — процесс, который сам по себе приводит к более чем двум третям выбросов углерода при производстве цемента. В противном случае этот углекислый газ был бы надежно заперт на сотни миллионов лет, но по мере того как все больше и больше известняка выкапывалось и обжигалось для производства цемента, он попадал в атмосферу в огромных количествах. Исследования показали, что производство цемента может приводить к значительным выбросам углекислого газа — до 8 процентов от общего объема выбросов углекислого газа в мире, что все еще является заниженной оценкой.

В существующем производственном процессе НСК существует два источника углекислого газа для производства цемента: один из них образуется в результате сжигания ископаемого топлива, такого как уголь (32% выбросов), который обеспечивает высокую температуру для производства цемента; Второй — это химический процесс обжига клинкера из известняка во вращающейся печи (63 процента выбросов). В итоге клинкер измельчается и смешивается с другими материалами для получения цемента.

Как снизить выбросы углерода в цементной промышленности?

Для достижения низкоуглеродного производства цемента необходимы инновационные технологические прорывы в сырье, топливе, процессах и других аспектах. Пути сокращения выбросов углерода в цементной промышленности в основном включают:

1. Замена топлива

Сократите использование традиционных ископаемых видов топлива, таких как уголь, заменив их горючими отходами (мусор, биомасса) и инновационными источниками энергии, такими как зелёный водород и солнечная энергетика.  Согласно данным, использование 40% альтернативного топлива при производстве цемента позволило бы сократить выбросы CO2 примерно на 100 000 тонн на каждый миллион тонн произведённого клинкера. На данный момент более двух третей цементных заводов в развитых странах Европы уже перешли на использование альтернативного топлива, а средний уровень замещения горючих отходов в цементной промышленности составляет около 20%. Однако в Китае замещение топлива всё ещё находится на стадии исследований, разработок и демонстрационных проектов. Общий уровень замещения остаётся низким, что оставляет значительный потенциал для дальнейшего продвижения и применения.

2. Замена сырья

Включение в производство цемента таких богатых кальцием отходов, как шлак карбида кальция, стальной шлак и другие, для замены известняка в качестве сырья позволяет значительно сэкономить природные минеральные ресурсы. Поэтому использование твёрдых промышленных отходов в качестве замены сырья является важным методом для эффективного переработки отходов в цементной промышленности, сокращая потребление природных минералов и снижая выбросы углекислого газа. Годовой объём производства цемента в Китае составляет около 2,4 миллиарда тонн, и для производства каждой тонны цементного клинкера требуется около 1,3 тонны кальциевого сырья. Однако проблема замещения сырья заключается в том, что доступное количество богатых кальцием отходов едва ли может покрыть потребности цементной промышленности.

3. Совершенствование производственных процессов

Вращающаяся печь является основным оборудованием для производства цементного клинкера, и реализация низкоуглеродного производства цемента требует изменений в процессе производства цементного клинкера. Если кто и заменит вращающиеся печи в будущем, так это флюидизированная технология кальцинирования цементного клинкера. В условиях псевдоожиженного кальцинирования эффективность тепло- и массообмена высока, материал быстро нагревается до температуры 1400°C за несколько секунд, что делает его идеальным оборудованием для производства цементного клинкера. По сравнению с вращающимися печами, кальцинация цементного клинкера в кипящем слое позволяет снизить потребление угля более чем на 20%, уменьшить выбросы углекислого газа более чем на 25% (эффект будет более заметен при использовании альтернативных видов топлива, таких как биомасса), а также сократить выбросы оксидов азота более чем на 40%. Это следующая ступень в развитии новой низкоуглеродной технологии для цементных печей.

Являясь профессиональным поставщиком оборудования и деталей для вращающихся печей, наша компания в ходе многолетнего опыта и технических исследований обобщила материалы, которые очень подходят для производства шкивов вращающихся печей, поэтому производимые нами шкивы вращающихся печей имеют отличное качество и длительный срок службы.

Мы улучшаем свойства стали в основном за счет добавления небольшого количества легирующих элементов.

Добавление хрома

Хром повышает прокаливаемость и отпускную стойкость стали без снижения пластичности,и кроме того, замедляет осаждение и агрегацию карбидов в закаленной стали.

Поскольку хром прочно растворен в феррите, который может быть усилен без снижения пластичности, поэтому ZG40Cr имеет высокие механические свойства после обработки отпуском. Но теплопроводность хромистой стали плохая, а при кристаллизации легко получить крупные дендриты, что увеличит склонность литья к термическому растрескиванию, одновременно с отпускной хрупкостью. Поэтому в крупные литые стальные детали следует добавлять небольшое количество Mo для улучшения этой характеристики и повышения высокотемпературной прочности стали.

Добавление марганца

Марганец может уменьшить зернограничный карбид в стали, очистить перлит, очистить зерно феррита, поэтому он может улучшить вязкость стали, предел текучести, а также низкотемпературные характеристики.

Кроме того, сера в стали имеет тенденцию к расслаиванию стали. Когда сера синтезируется с железом в FeS, это вызывает повышенную хрупкость при горячей обработке стали. При добавлении марганца марганец может синтезироваться с серой в безвредный MnS. Однако слишком большое количество MnS приведет к снижению пластичности стали.

Добавление кремния

Кремний может повысить предел текучести стали за счет твердого плавления феррита. В среднеуглеродистой стали путем добавления массовой доли кремния в размере 1 процента, после отпуска прочность стали может быть увеличена на 15-20 процентов, а вязкость не очень значительно ниже. Кроме того, кремний и марганец два элемента соответствующего сотрудничества могут уменьшить марганцевую сталь термообработки на тенденцию роста зерна.

Стальные материалы являются поликристаллическими, чем меньше диаметр зерна, тем больше границ зерен; дислокации не могут пройти через границы зерен, поэтому границы зерен могут усилить предел текучести. Добавление кремния в сталь может сделать диаметр зерна меньше, тем самым увеличивая предел текучести. Добавление кремния и марганца в низколегированные стали может значительно увеличить твердость материала при незначительном снижении пластичности. Добавление кремния также повышает износостойкость и коррозионную стойкость марганцевых сталей.

Добавление молибдена

Элемент молибден, добавленный в сталь, может играть различные роли, например: улучшать прокаливаемость стали; укреплять матрицу твердого сплава; улучшать механические свойства стали при высоких температурах; чтобы сталь обладала отличной устойчивостью к отпускной хрупкости; улучшать плотность затвердевшей фазы и так далее. Поэтому литая сталь Cr, Mo легко поддается изготовлению крупных или сложных по форме отливок.

Поскольку молибденовое твердое сплавление в науглероживающем теле невелико и может осаждать карбиды в одиночку (при использовании мартенситного отпуска осадки равномерно распределяются мелкими карбидами), что может улучшить сопротивление ползучести литой стали и способность предотвращать разрушение. Кроме того, плотность элемента молибдена, высокая температура плавления, а сродство к кислороду невелико, поэтому устойчивость молибденовой стали к окислению и высокотемпературная прочность очень хороши.

Резюме

В сталь, используемую для производства колесного ремня вращающейся печи, разумно добавить вышеуказанные элементы, можно эффективно улучшить характеристики стали, тем самым повышая прочность колесного ремня, продлевая срок службы.