Как оптимально организованный процесс измельчения обеспечивает высокое качество конечного материала.
Дробление руды представляет собой важный этап технологической цепочки в горной и металлургической отраслях. Он заключается в разделении крупных кусков руды на более мелкие фракции. Эта процедура важна для упрощения последующих стадий измельчения и обогащения полезных ископаемых.
Во время дробления на сырье воздействуют механические силы, разрушающие рудные куски в зонах с наименьшей прочностью. Таким образом получают материал определенной фракции. Выбор способа определяется физическими характеристиками руды – твердостью, абразивностью, влажностью – а также требованиями к размеру и качеству конечного дробленого продукта.
Грамотно организованный процесс дробления способствует достижению оптимальной крупности рудного материала, что снижает затраты на дальнейшие технологические операции.
Крупность кусков руды колеблется от 300 до 1500 мм в зависимости от метода добычи – открытого или подземного – поэтому требуется дробление и измельчение полезного ископаемого.
В итоге материал должен получиться такой крупности, при которой частицы полезных минералов и пустой породы могут быть разделены в процессе последующего обогащения.
Размер конечных частиц определяется степенью вкрапленности полезных минералов, а также выбранной технологией обогащения. Точные параметры крупности устанавливаются экспериментально на основе исследований каждой конкретной рудной партии.
Дробление и измельчение принципиально не различаются и рассматриваются как взаимодополняющие стадии подготовки руды к обогащению.
Стадии дробления руды
Процесс осуществляется в три этапа:
- Крупное – уменьшение кусков с 1200–1500 мм до 300 мм;
- Среднее – размер частиц снижается с 300 до 75 мм;
- Мелкое – доведение фракции до 10–15 мм.
Обычно дробление на этих этапах сухое. Мокрое используется лишь тогда, когда руда содержит глину, которую удаляют одновременно с процессом измельчения.
Поскольку данные операции требуют значительных энергетических затрат и являются дорогими, важно соблюдать правило «не дробить лишнее». Оно реализуется с помощью контрольного или предварительного грохочения.
Перед каждой стадией удаляют наиболее мелкие частицы посредством грохочения, что оптимизирует дальнейшую работу.
В зависимости от того, как сочетаются операции дробления и грохочения, выделяют две схемы подготовки материала: открытую и замкнутую.
При открытой схеме каждый кусок минерала проходит через дробилку только один раз для соответствующей стадии измельчения.
В замкнутом цикле дробления крупные, к тому же часто труднодробимые куски отделяются на грохоте, а затем возвращаются обратно в дробилку для дополнительного измельчения.
Методы дробления
Существует несколько способов:
- Механический – основан на применении механических усилий;
- Пневматический – использует энергию пара или сжатого воздуха;
- Аэродинамический (струйный) – задействуется сила газовой струи;
- Ультразвуковой – основан на воздействии ультразвуковых волн.
Наибольшее распространение благодаря простоте и надежности получило механическое дробление рудных материалов.
Основные методы включают:
- Раздавливание – разрушение под воздействием сжимающих сил;
- Раскалывание – расщепление между элементами дробящих поверхностей;
- Излом – разрушение вследствие изгиба;
- Срезывание – деформационное разрушение посредством сдвигающих сил;
- Истирание – снятие слоев с поверхности за счет трения и скольжения рабочей поверхности.
Выбор оптимального метода зависит от физических характеристик горной породы, таких как вязкость, прочность и упругость. Например, для твердых полезных ископаемых, но не хрупких, наиболее эффективны методы раздавливания или ударного разрушения.
Кроме того, на выбор влияет ценность исходного материала и предъявляемые требования к размеру, а также качеству готового продукта.
Оборудование для измельчения руды
Щековые дробилки являются одной из наиболее старых моделей дробильного оборудования, которые и сегодня продолжают активно использоваться.
В этих устройствах разрушение материала происходит преимущественно за счет сжимающих усилий. Их конструкция отличается простотой и надежностью, что обеспечивает длительный срок службы. Основной дробильный элемент представляет собой пару плит – неподвижную и движущуюся (щеки). Подвижная щека выполняет возвратно-поступательные колебания, перемещаясь в сужающемся книзу зазоре.
Другим широко распространенным видом дробилок являются конусные дробилки. В них процесс измельчения осуществляется силами сжатия, а также частичного сдвига, возникающего в конусообразной рабочей камере. Дробящий конус, закрепленный в верхней точке, совершает вращательные движения, «обкатывая» внутреннюю поверхность камеры.
В технологических схемах дробления после этих дробилок часто используют валковые дробилки. В них материал разрушается между двумя вращающимися валками или между валком и корпусом, обеспечивая равномерное измельчение.
Помимо дробилок в современной горнодобывающей промышленности широко применяют разнообразное навесное оборудование. Оно позволяет эффективно решать задачи по разрушению и переработке пород.
Гидромолоты эффективно разрушают крепкие породы за счет ударной нагрузки. Часто применяют мембранные модели гидромолотов для высокой энергии удара.
Виброрыхлители объединяют вибрационно-ударное и механическое воздействие.
Роторные фрезы — используются для холодного фрезерования, особенно с породами низкой или средней абразивности. Этот метод позволяет дробить материал, не создавая в нем микротрещин.
Дробильные ковши используются для обработки и переработки материалов непосредственно на месте работ.
В горных условиях часто применяют комплекс из этих видов оборудования в зависимости от этапа (крупного, среднего или мелкого дробления) и характеристик ископаемого.
Таким образом, процесс измельчения руды – часть комплексной подготовки полезного ископаемого к последующим этапам обогащения и схемам переработки. Правильный выбор методов, а также навесного оборудования позволяет существенно повысить эффективность производства, минимизировать энергозатраты и обеспечить желаемую крупность исходного материала.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
