Существует множество факторов, влияющих на эффективность измельчения. При неизменных типе мельницы, её спецификациях, материале футеровки, скорости вращения и свойствах исходной руды, на работу самоизмельчающей мельницы в первую очередь воздействуют: скорость подачи, концентрация пульпы, крупность готового продукта, уровень заполнения и степень износа футеровки. Только разработав рациональный режим эксплуатации, повысив квалификацию операторов и своевременно корректируя рабочие параметры мельницы, можно обеспечить её оптимальную производительность и стабильное качество продукции.
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.
