Ako ste ikada stajali pokraj mlina za mljevenje Ag tijekom rada, vjerojatno ste primijetili kako se materijali kreću unutar tog velikog rotirajućeg cilindra—posebice kako različite gustoće na kraju budu odvojene kao da imaju vlastiti um. Kao netko tko opskrbljuje dijelove mlina za mljevenje Ag više od desetljeća, stalno mi se postavlja ovo pitanje: zašto se lagane i teške stvari razdvajaju unutar ovih strojeva i kako to odvajanje zapravo funkcionira za preradu srebrne rude? Razdvojimo ovo bez žargona, tako da možete točno vidjeti što se događa i koliko je to važno za vaš rad.
Prvo, postavimo scenu. Kada ubacujete materijal u Ag mlin za mljevenje, tamo ne bacate samo nasumično kamenje—imate rudaču srebra (koja je obično gusta, oko 2,6–3,0 g/cm³), kvarc ili minerale gangue (lakši, oko 2,5–2,7 g/cm³, iako se ponekad mogu umiješati gusti sulfidi) i medij za mljevenje—obično čelične kuglice, koje mnogo su gušće (7,8 g/cm³) od bilo koje rude. Ta se smjesa uvlači u mlin preko glave za punjenje za mlin za mljevenje, dijela koji bi vam bio poznat ako ste ikada mjerili mlin. Glava za uvlačenje dizajnirana je za glatko premještanje materijala u mlin bez njegovog povlačenja, što je ključno jer pozadinski dovod smeta načinu na koji se odvajanje odvija unutra.
Sam mlin radi na dva kritična dijela: POTISNOM VALJAKU i ležajnom postolju, koji rade zajedno kako bi se taj teški cilindar ravnomjerno vrtio. Bez pravilno poravnatih valjaka i čvrste baze ležaja, mlin se može kolebati, što ometa kaskadiranje i podizanje materijala—čineći odvajanje manje učinkovitim. Vidio sam mlinove s neusklađenim potisnim valjcima koji završavaju s hrpom čeličnih kuglica s jedne strane i svim laganim jalovim s druge strane, što znači da rudaču ne meljete ravnomjerno i gubite energiju. Zato se o provjeri ovih dijelova ne može pregovarati radi dosljednog odvajanja.
Sada, stvarni učinak razdvajanja. Sve počinje centrifugalnom silom i gravitacijom, dvjema silama koje se bore i rade zajedno dok se mlin okreće. Kada se mlin okreće odgovarajućom brzinom (obično 65-75% kritične brzine - kritična brzina je točka u kojoj centrifugalna sila pričvršćuje sav materijal za zid), sve se podiže kao zavjesa. Teške stvari? Treba mu više sile da ostane pričvršćen za zid, tako da se ne podiže tako visoko kao lakši materijal. Čekaj, testirajmo tu logiku: čelične kuglice su super guste, pa počnu kliziti niz zid prije lagane mrlje. Srebrna ruda, koja je gušća od jalovine, ali manje gusta od čeličnih kuglica, nalazi se negdje između. To je prvi sloj razdvajanja upravo tamo—po gustoći, s čeličnim kuglicama na dnu kaskade, zatim Ag ruda, pa jalovina.
Ali postaje složenije kada materijal udari u vrh punjenja (gdje padajući materijal pada natrag na bazu mlina). Kada se to dogodi, teške čestice brže tonu kroz međuprostore između medija za mljevenje i lakših čestica. Zamislite to kao da protresete staklenku miješanih orašastih plodova: kikiriki (lagani) ostaje na vrhu, bademi (srednji) u sredini, a pekan orasi (teški) tonu na dno. Ista točna ideja ovdje. Ključna razlika je u tome što u mlinu za mljevenje ovo nije statična posuda—ovaj se naboj stalno kreće, kaskadno se slijeva i podiže, tako da se odvajanje događa u petlji.
Čekaj, ali zašto je to važno baš za Ag rudu? Srebro se često nalazi u sulfidnim mineralima, koji mogu biti nešto gušći od nesulfidne gangue, tako da vam odvajanje pomaže da ne usitnite lakši otpadni materijal. Pretjerano mljevenje troši energiju i čini daljnju obradu (kao što je flotacija) manje učinkovitom, jer se fina ganga pomiješa s vašim česticama srebra. Što je bolje odvajanje unutar mlina, to je ujednačenija veličina čestica kada izađe, što vam štedi novac i povećava stope oporabe.
Drugi veliki faktor je veličina materijala za mljevenje. Ako koristite premale čelične kuglice, one ne mogu podići gustu rudaču Ag dovoljno visoko, tako da ruda ostaje pomiješana s laganim jalovim slojem. Ako koristite prevelike kuglice, one bi mogle zgnječiti rudu previše fino, dok gangue ostaje zdepast. Imao sam kupca koji je prešao s kuglica od 3 inča na 4 inča za svoj Ag mlin, i odjednom su primijetili skok od 12% u iskorištenju srebra—sve zato što su veće kuglice mogle pravilno podići tešku rudaču, što je dovelo do čišćeg odvajanja. To je pravi primjer kako efekt razdvajanja nije samo fizička smicalica; to je nešto što možete ugoditi s pravim dijelovima i postavkama.
Ne zaboravimo otpremu i obradu školjke mlina i osovinu kuglastog mlina, dva dijela koji utječu na unutarnji protok mlina. Unutarnje obloge školjke mlina—čekaj, ne, zapravo strojna obrada unutarnje površine školjke, i osovina koja povezuje mlin s dovodom i pražnjenjem, kontroliraju kretanje materijala. Ako osovina nije pravilno obrađena, materijal se može zaglaviti, stvarajući mrtve zone u kojima ne dolazi do odvajanja. Podstava Mill Shell-a (još jedan srodni dio, čak i ako nemamo vezu za njega) također utječe na trenje između materijala i školjke—glađe obloge znače da materijal više klizi, grublje obloge znače veće podizanje. Oba mijenjaju koliko se svaki sloj gustoće pomiče, tako da izravno utječu na razdvajanje.
Čekaj, pozabavimo se uobičajenom zabludom: ljudi misle da je odvajanje u mlinu za mljevenje savršeno, poput centrifuge. Ne, nije. To je kontinuirani, dinamični proces koji je uvijek u tijeku. Postoji nešto miješanja, ali cilj je minimizirati to miješanje kako biste dobili konzistentan proizvod. Za preradu Ag, to je posebno važno jer je srebro često prisutno u niskim koncentracijama (samo nekoliko unci po toni rude), tako da se svaki gubitak zbog prekomjernog mljevenja ili miješanog ganga brzo zbraja.
Radio sam s rudnicima koji su se borili s niskim povratom Ag, i kada smo pogledali njihov mlin, pronašli smo nekoliko stvari koje su smetale odvajanju. Prvo, glava im je bila začepljena, pa je materijal neravnomjerno ulazio - neki dijelovi mlina imali su previše rude, drugi premalo, pa su se slojevi miješali. Zatim se njihov POTISNI VALJAK istrošio, pa se mlin zanjihao, što je nagnulo punjenje, zbog čega su guste čelične kuglice klizile na jednu stranu. Nakon zamjene tih dijelova i podešavanja brzine, njihovo odvajanje se poboljšalo, a oporavak je porastao za 9%. To je učinak u stvarnom svijetu ako ovo ispravite.
Drugi kut: kada mlin ispušta materijal, on prolazi kroz osovinu kuglastog mlina s druge strane, zar ne? Dizajn osovine kontrolira način na koji materijal izlazi. Ako je osovina krivo dimenzionirana, fine čestice se mogu odnijeti natrag u mlin, dok se grube čestice zaglave—i jedno i drugo smeta ravnoteži gustoće unutra. Dakle, čak i ako se odvajanje savršeno dogodi iznutra, loše trn može poništiti sav taj posao.
Vratimo se na fiziku da bismo bili sigurni da smo točni. Dvije ključne sile u igri: gravitacijsko taloženje i centrifugalna klasifikacija. Gravitacijsko taloženje je kada teške čestice padaju brže kroz tekućinu (ovdje, pulpa—mješavina vode i rude) od lakih čestica. Centrifugalna klasifikacija je gdje rotacija mlina stvara silu koja gura čestice prema van, a teže čestice trebaju više sile da ostanu u unutarnjem dijelu naboja, pa se kreću prema unutra. Čekaj, zato su čelične kuglice na dnu (prema unutra), a gangue na vrhu (prema van)—one se guraju prema van, ali teške stvari ne mogu ići tako daleko, pa ostaju u sredini. To je jednostavniji način da se izrazi, bez kompliciranih jednadžbi.
Što kada dodate vodu? Gustoća pulpe također utječe na odvajanje. Ako je pulpa pregusta (visoka količina krutine), čestice se ne mogu lako kretati jedna pored druge, pa je odvajanje gore. Ako je pretanak (malo krutine), materijal bi se mogao podići previsoko i slojevi bi se pomiješali. Za Ag rudu, većina mlinova radi na 65-75% krutine, što je najbolja točka gdje se postiže dobro taloženje i odvajanje. Kažem kupcima da testiraju gustoću pulpe svaki tjedan jer čak i pomak od 5% može poremetiti odvajanje.
Sada, zašto je to važno za vas, operatera ili upravitelja postrojenja? Izračunajmo: ako vaš mlin učinkovito odvaja, imat ćete ujednačeniju veličinu čestica, manje prekomjernog mljevenja, nižu potrošnju energije i veći oporavak Ag. Za rudnik koji obrađuje 10.000 tona rude dnevno, povećanje od 5% u oporavku je 500 dodatnih tona rude koja se prerađuje, što za 1 uncu Ag po toni iznosi 500 unci srebra—vrijedi oko 100.000 dolara po trenutnim cijenama. To nije sitniš; to je novac u vašem džepu od postizanja pravog efekta razdvajanja.
Vidio sam da previše operatera ignorira male dijelove—kao što je provjera glave dovoda za začepljenja ili POTISNOG VALJKA za istrošenost—i pitaju se zašto njihov mlin ne radi. Učinak razdvajanja ne događa se sam od sebe; ovisi o zajedničkom radu svakog dijela. Ležajna baza održava visinu mlina, osovina kugličnog mlina kontrolira ulaz/izlaz, strojna obrada školjke mlina osigurava glatku rotaciju, a glava za uvlačenje materijal ispravno unosi. Svi ovi dijelovi igraju ulogu u tome koliko se dobro gusta srebrna ruda odvaja od lakših jalovih ruda.
Čekaj, razgovarajmo o uobičajenim pogreškama koje vidim. Jedan prebrzo pokreće mlin. Ako prijeđete preko 75% kritične brzine, centrifugalna sila je toliko jaka da se sav materijal zalijepi za školjku - nema kaskada, nema padanja, nema odvajanja. Sve što radite je mljevenje materijala udarcem, a ne trljanjem, što je manje učinkovito i može uzrokovati više prekomjernog brušenja. Još jedna pogreška je korištenje kuglica pogrešne veličine za rudu. Ako je vaša ruda većinom srednje gustoće, ne trebaju vam sve kuglice od 5 inča—manje kuglice će bolje funkcionirati za podizanje rude i stvaranje boljih slojeva.
Još jedna stvar: odvajanje nije samo po gustoći, već i po veličini. Čak i ako dvije čestice imaju istu gustoću, veća će čestica potonuti brže od manje. Dakle, u vašoj Ag rudi, veliki komad sulfida će potonuti brže od malog komada istog sulfida. Zbog toga dobivate kombinaciju odvajanja veličine i gustoće, zbog čega je izlazni materijal obično raspon veličina koji je prilično dosljedan. Ta je dosljednost ključna za nizvodne procese poput ispiranja ili flotacije, gdje veličina čestica izravno utječe na to koliko se dobro ekstrahira srebro.
Dopustite mi da ovo završim nečim praktičnim. Ako primijetite da je vaš oporavak Ag smanjen ili vaš mlin koristi više energije nego što bi trebao, prvo provjerite osnove: provjerite je li glava dovoda začepljena, jesu li POTISNI VALJAK i baza ležaja u dobroj formi, oklop mlina radi ispravno (nema savijanja koje bi uzrokovalo njihanje), i je li osovina mlina dimenzionirana za vaše opterećenje. Zatim provjerite gustoću pulpe, veličinu kuglice i brzinu mlina. Male prilagodbe ovdje mogu napraviti veliku razliku u učinku odvajanja, a time i u vašoj krajnjoj liniji.
Dovoljno sam dugo u ovoj igri da znam da odvajanje u mlinu za mljevenje Ag nije neka crna kutija—to je kombinacija fizike, odgovarajućih dijelova i pametnog rada. Ako imate pitanja o tome kako podesiti svoj mlin za bolje odvajanje ili ako trebate zamijeniti dijelove kao što su POTISNI VALJAK ili glava za uvlačenje za mlin za mljevenje, ne ustručavajte se kontaktirati. Isporučili smo dijelove za stotine rudnika koji su doživjeli stvarna poboljšanja u oporavku i učinkovitosti time što su to učinili kako treba. To nije raketna znanost, ali je znanost koja djeluje kada je pravilno primijenite.
Reference
- Wills, BA i Napier-Munn, TJ (2006). Wills' Tehnologija obrade minerala (7. izdanje). Butterworth-Heinemann.
- Morrell, S. (2008). Povlačenje snage vrtajućih mlinova za simulaciju kruga mljevenja. Inženjerstvo minerala, 21(14), 1018–1027.
- Austin, LG, Klimpel, RR i Luckie, PT (1984). Procesno inženjerstvo smanjenja veličine: kuglično glodanje. Društvo rudarskih inženjera AIME.
- Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD, i Kojović, T. (1996). Krugovi usitnjavanja minerala: njihov rad i optimizacija. Centar za istraživanje minerala Julius Kruttschnitt.