Измельчение и классификация

4.2.1. Теоретические основы процесса измельчения и классификации.

Процесс измельчения применяется для доведения минерального сырья до необходимой крупности, определяемой крупностью прорастания зерен полезного компонента друг с другом и пустой породой. Способы измельчения - раздавливание, удар, истирание, излом.

В процессе измельчения куски и частицы пород разрушаются внешними силами преимущественно по ослабленным сечениям, трещиноватостям и другим дефектам в структуре пород. Степень измельчения (i) характеризуется отношением размеров кусков исходного материала (D) к размеру кусков продукта измельчения (d).

При измельчении в несколько стадий общая степень измельчения равна произведению степеней измельчения в отдельных стадиях. Мельницы могут работать в открытом цикле, при котором материал проходит через мельницу один раз, или в замкнутом цикле с гидроциклонами, классификаторами, крупный продукт которых непрерывно возвращается в мельницу на доизмельчение.

Измельчающими аппаратами являются барабанные механические мельницы мокрого измельчения с мелющими телами (стержнями, шарами, цильпебсами).

Барабанные мельницы с центральной разгрузкой предназначены для получения тонкоизмельченного продукта за счет низкой скорости перемещения материала в осевом направлении.

Измельчение руды всегда сочетается с его классификацией по крупности - разделением материала на два или несколько классов крупности.

Для проведения тонкой классификации частиц порядка 5-40 микрон применяют гидроциклоны, в которых процесс разделения происходит под действием силы тяжести частиц в поле центробежных сил.

Центробежная сила возникает в результате подачи пульпы в гидроциклоны под давлением по касательной, под определенным углом к образующей боковой поверхности гидроциклона.

Для получения тонкого по размеру частиц слива необходимо уменьшать диаметр сливного отверстия, увеличивать диаметр пескового отверстия или снижать плотность пульпы.

4.2.2. Описание технологической схемы измельчения и классификации.

Измельчение дробленой руды осуществляется на трех секциях измельчительного отделения главного корпуса.

В рудном цикле на каждой секции установлено по 3 мельницы, в том числе по одной стержневой МСЦ 3600х4500 и по две шаровых МШЦ 3600х5000.

В цикле доизмельчения: на I секции по одной МШЦ 3600х4500 и МШЦ 3200х4500; на II секции одна МШЦ 3200х4500 и две МШЦ 2700х3600; на III секции две МШЦ 3200х4500. Объем мельниц по секциям указан в таблице 4.2:

Таблица 4.2

Секция

1 стадия измельчения

2 стадия измельчения

3 стадия измельчения

Доизмельчение

Общий объём мельниц по секциям, м³

Техн. № мел.

V, м³

Техн. № мел.

V, м³

Техн. № мел.

V, м³

Техн. № мел.

V, м³

Техн. № мел.

V, м³

Техн. № мел.

V, м³

17,5

219,5

17,5

211,5

81,5

52,5

Технологические схемы измельчения и классификации перерабатываемых руд даны на рисунке 3, 4, 5, (технологические схемы рудного измельчения 1, 2 и 3 секции идентичны).

Дробленая руда из параболических бункеров (их два) объемом 12000 куб. м и ящичного (один) объемом 4000 куб. м с помощью системы конвейер-питателей (№№ 23, 23а, 24, 25, 25а, 26, 27, 28, 29, 30) и сборных ленточных конвейеров (31, 32, 33) подается в стержневые мельницы 1-ой стадии измельчения (М-1, М-6, М-11). Перед поступлением в мельницы руда взвешивается на конвейерных электронных весах типа «ТЕН30-М», установленных на наклонных сборных конвейерах №№ 31, 32, 33.

Для достижения необходимой тонины помола до 80-85% класса менее – 0,074 мм перед коллективной флотацией руда измельчается в три стадии.

1-ая стадия измельчения осуществляется в стержневых мельницах, которые работают в открытом цикле.

Разгруз стержневых мельниц самотеком поступает в шаровые мельницы с центральной разгрузкой 2-ой стадии измельчения (М-3, М-8, М-13). Мельницы работают в замкнутом цикле с гидроциклонами ГЦ-71, которые предназначены для классификации материала по крупности (эффективность работы гидроциклонов контролируется по классу –0,074 мм). Пески гидроциклонов 1–ой стадии классификации возвращаются в мельницы 2–ой стадии измельчения, слив гидроциклонов через насосы на классификацию в гидроциклоны ГЦ-71 + ГЦ-50 (двойная классификация), что является 3–ей стадией измельчения.

Слив гидроциклонов 2–ой стадии классификации является питанием флотации, пески гидроциклонов (ГЦ-71 + ГЦ-50) 2–ой стадии классификации поступают в мельницы 3–ей стадии измельчения (М-2, М-7, М-12), работающие в замкнутом цикле с этими гидроциклонами.

Компоновка мельниц и гидроциклонов рудного измельчения произведена таким образом, что возможен перевод:

– 2–ой стадии измельчения и классификации в режим работы 3-ей стадии измельчения и классификации;

– трехстадиальной схемы измельчения на двухстадиальную с контрольной или без контрольной классификации;

– слива гидроциклонов 3–ей стадии измельчения 1–ой секции в питание коллективной флотации 2–ой секции.

– при вынужденной остановке II-ой стадии (М–3, М-8, М-13) или III-ей стадии (М–2, М-7, М-12) измельчения I, II, III секций потоки могут работать с производительностью 120–140 т/час.

На I–ой, II-ой, III-ей секциях измельчения установлены насосы «Варман» с гидроциклонными установками «Доберсек». На I-ой стадии классификации установлены насосы 8/6 ЕУ–АН с гидроциклонами ГЦ–660 (насосы № 73, 74, 56В) и установлен насос 10/8 EY-М с гидроциклоном ГЦ-660 (насос 55Б) и насос 10/8 EY-М с гидроциклонами ГЦ-71 + ГЦ-50 (насос 62Б). На II-ой стадии классификации установлены насосы 10/8 ЕУ–М с гидроциклонными батареями ГЦ 600х2 (насосы № 72, 59Б, 61В).

При работе I–ой секции по коллективно-селективной схеме доизмельчение 1-ой коллективной флотации (пенный продукт ф/м № 3, 4) и 2–ой коллективной флотации (пенный продукт ф/м № 5, 6) производится в шаровой мельнице с центральной разгрузкой М-4 (МШЦ 3600х4500). На моносекции доизмельчение 1-ой коллективной флотации (пенный продукт ф/м № 22 – 25) и 2–ой коллективной флотации (пенный продукт ф/м № 26, 27, 32) – в М-15 (МШЦ 3200х4500).

Доизмельчение грубого медного концентрата 1–ой секции (пенный продукт ф/м № 1) производится в шаровой мельнице с центральной разгрузкой М-16 (МШЦ 2700х3600); моносекции – (пенный продукт ф/м № 21) производится в М-14 (МШЦ 3200х4500), (М–10 (МШЦ 2700х3600)), которые работают в замкнутом цикле с гидроциклонами ГЦ-50.

Доизмельчение 2-го коллективного концентрата 1-ой секции (пенный продукт ф/м №№ 5,6) и 2-го коллективного концентрата моносекции (пенный продукт ф/м №№ 26, 27, 32) производится, соответственно, в шаровых мельницах с центральной разгрузкой М-5 (М-9) (МШЦ 3200х4500) в замкнутом цикле с ГЦ-50 и ГЦ-40 с насосом Warman 10/8EY-M соответственно с последующей подачей слива гидроциклонов в сгустители №№ 4, 5.

Доизмельчение медно-пиритного концентрата, выделенного из грубого цинкового концентрата трех секций в узле доводки грубых цинковых концентратов, производится в М-19 (МШЦ 2700х3600), в замкнутом цикле с ГЦ-36, слив г/циклонов поступает на АЧ № 24 (к/ч-25).

Доизмельчение хвостов ф/м № 43 (первая перечистка грубого цинкового концентрата) производится в М-20 (МШЦ 2700х3600) в замкнутом цикле с ГЦ-36, слив г/циклонов поступает в промежуточный карман перед 4-й камерой ф/м № 41. Предусмотрена возможность подключения:

- М-9 в роли М-5 и М-5 в роли М-9 (доизмельчение пенного продукта ф/м №№ 5 и 6, хвостов цинковой флотации ф/м № 15 I-ой секции и пенного продукта ф/м №№ 26, 27, 32, хвостов цинковой флотации ф/м № 28, хвостов медной флотации ф/м № 17, хвостов медной флотации ф/м № 1). Сливы гидроциклонов поступают в сгустители №№ 4, 5;

- М-4 и М-5 в роли М-15 (доизмельчение пенного продукта ф/м №№ 22-25, 26, 27, 32), сливы гидроциклонов поступают в основную медную флотацию ф/м № 21;

- М-10 в роли М-14 (доизмельчение грубого медного концентрата моносекции – пенного продукта основной медной флотации ф/м № 21), сливы гидроциклонов поступают в первую перечистку медной флотации ф/м № 19;

- М-10 в роли М-16 (доизмельчение грубого медного концентрата 1-ой секции – пенного продукта ф/м № 1), сливы гидроциклонов поступают в первую перечистку медной флотации ф/м № 7;

- М-14 в роли М-19 (доизмельчение Cu-Py концентрата);

- М-9 на доизмельчение хвостов ф/м № 9, 33.

Рекомендуемые параметры измельчения и доизмельчения промпродуктов при обогащении руд на Учалинской обогатительной фабрике представлены в таблицах 4.3, 4.4.

Таблица 4. 3.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
рудного измельчения и доизмельчения промпродуктов при переработке руды Учалинского, Молодежного, Узельгинского месторождений на 1-ой, 2-ой секциях Учалинской обогатительной фабрики
Параметры	Показатели	Тонина помола
1. Производительность, т/час	190-245 (согласно заданию)
2. Равномерность, т/час	±5
3. Плотность пульпы, % твердого:
а) 1 стадия измельчения разгруз мельниц М-1; М-6; М-11.	82-85	Не < 25% кл –0,074 мм
б) 2 стадия измельчения – разгруз мельниц М-3; М-8; М-13. – слив г/ц 1 стадии классификации	72-75 48-54	Не < 30% кл –0,074 мм
в) 3 стадия измельчения – разгруз мельниц М-2; М-7; М-12. – слив г/ц рудного измельчения (2-ой стадии классификации)	70-74 32-36	Не < 80% кл –0,074 мм
г) доизмельчение колл. концентрата Ic (IIc) - разгруз мельниц М-4 (М-15) - слив г/ц М-4 (М-15)	55-65 28-32	Не < 90% кл –0,044 мм при коллективно-селективной схеме Не < 93% кл –0,044 мм при селективной схеме
д) доизмельчение грубого Cu концентрата I с. – пенн. прод. ф/м № 1 в М-16; - моносекции – пенн.прод. ф/м № 21 в М-14; - разгруз мельниц М-16 (М-14); - слив г/ц М-16 (М-14)	55-65 28-32	Не < 92% кл –0,044 мм при коллективно-селективной схеме Не < 96% кл –0,044 мм при селективной схеме
е) доизмельчение пенного продукта ф/м №№ 5, 6 I-ой секции в М-5; моносекции пен. прод. ф/м № 26, № 27 в М–9; - разгруз мельницы М-5, 9; - слив г/ц М-5, 9	55-65 30-32	Не < 92% кл –0,044 мм при коллективно-селективной схеме Не < 90% кл –0,044 мм при селективной схеме
ж) доизмельчение Cu–Py концентратов – разгруз мельницы М-19 – слив г/ц М-19	50-55 32-38	Не < 95% кл –0,044 мм
и) доизмельчение хвостов ф/м № 43 – разгруз мельницы М-20 – слив г/ц М-20	50-55 32-38	Не < 95% кл –0,044 мм
Таблица 4.4.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
рудного измельчения и доизмельчения промпродуктов при переработке малосернистых руд Учалинского, Узельгинского, Молодежного и других месторождений на 3-ей секции Учалинской обогатительной фабрики
Параметры	Показатели	Тонина помола
1. Производительность, т/час	190-245 (согласно заданию)
2. Равномерность, т/час	±5
3. Плотность пульпы, % твердого:
а) 1-ая стадия измельчения – разгруз мельницы М-11	80-84	Не < 25% кл –0,074 мм
б) 2-ая стадия измельчения – разгруз мельниц М-13 – слив г/ц 2-ой стадии измельчения	70-74 48-52	Не < 27% кл –0,074 мм
в) 3-я стадия измельчения – разгруз мельниц М-12 - слив г/ц 3-ей стадии измельчения	68-72 32-36	Не < 75% кл –0,074 мм
г) доизмельчение I-го коллективного концентрата (пен. прод. ф/м №№ 22-25) – разгруз мельниц М-15 – слив г/ц мельниц М-15	60-68 30-35	Не < 90% кл –0,044 мм
д) доизмельчение грубого медного концентрата (пен. прод. ф/м № 21) – разгруз мельниц М-14 (10) – слив г/ц мельниц М-14 (10)	55-65 28-32	Не < 90% кл –0,044 мм

Конкретные режимные параметры рудного измельчения и доизмельчения промпродуктов регламентируются утвержденными в установленном порядке технологическими режимами.

В качестве мелющих тел на фабрике используют стержни шары и цильпебсы.

Неснижаемый запас в главном корпусе шаров должен быть не менее 200 т, стержней 75 т.

Оптимальный вес стержневой загрузки = 85 т, шаровой загрузки рудных мельниц 85-90 т.

Загрузка мелющими телами мельниц цикла рудного измельчения и доизмельчения производится в соответствии с таблицей 4.5.

Догрузку стержней в мельницы производит старший машинист мельниц с помощью стержнезагрузочной машины.

Догрузку шаров в мельницы производит машинист мельниц через специальные установки у каждой мельницы контейнером грузоподьемностью 5 т.

Проверка шаровой загрузки производится при планово-предупредительных ремонтах (ППР) мельниц и при загрублении рудного помола. Состояние загрузки мельниц фиксируется в специальном журнале.

Для отделения скрапа от пульпы на разгрузке мельниц установлены бутары и скрапоуловители.

Контроль за поставкой в цех шаров необходимого сортамента, их учет и списание на тонну переработанной руды, контроль за оптимальной шаровой загрузкой по весу и сортаменту производит старший машинист мельниц главного корпуса.

Таблица 4.5.
Наименование вида измельчения	Количество загруж. мелющих тел в зависимости от диаметра, %	Вес разовой загрузки не более, т	Периодичность загрузки не реже
Стержни, мм	Шары, мм

I Стадия		-	–	–	–	–	5 – 7	2 раза в неделю
II Стадия	–	–				–	5 – 10	2 раза в неделю
III Стадия	–	–				–	5 – 10	2 раза в неделю
Доизмельчение коллективного концентрата	–	–	–	–			5 – 8	2 раза в неделю
Доизмельчение грубого Cu концентрата	–	–	–	–	-		3 – 5	1 раз в 10 дней
Доизмельчение хвостов Cu флотации	–	–	–	–	-		3 – 5	1 раз в 10 дней
Доизмельчение концентрата грубой Zn флотации	–	–	–	–	-		3 – 5	1 раз в 10 дней
Доизмельчение Cu-Py продукта	–	–	–	–	–		3 – 5	1 раз в 10 дней
Доизмельчение грубого Zn концентрата	–	–	–	–	–		3 – 5	1 раз в 10 дней