Основы обогащения полезных ископаемых. Рудоподготовка. Измельчение. Классификация. Промывка

1. основы обогащения полезных ископаемых

ОСНОВЫ ОБОГАЩЕНИЯ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Лекция 3
Рудоподготовка
Измельчение. Классификация.
Промывка

2. Классификация мельниц

• Механические
• Аэродинамические
• Барабанные
• Планетарные
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н. Игнаткина В.А., 2017
2

3.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
3

4.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
4

5.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
5

6.

VTM-1500-WB VERTIMILL Metso
Готовый продукт
Питание
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ,
д.т.н. Игнаткина В.А., 2017
6

7. Классификация барабанных мельниц по измельчительной среде

Стержневые МСЦ
Шаровые МШР и МШЦ
Рудногалечные
Самоизмельчения
Бисерные
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
7

8.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
8

9.

L>D
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
9

10.

диафрагмы
лифтеры
решетка
1 – диафрагма
7 –колосниковая решетка
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
10

11.

L>D
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
11

12.

L>D
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
12

13.

L<D
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
13

14. Самоизмельчение

• Уменьшается
• Высокая
переизмельчение руды
энергоемкость
благодаря разлому кусков
• Высокая стоимость
преимущественно по
оборудования
межзерновым
контактам,т.е. по
• Накопление класса
наиболее ослабленным
критической
связям кристаллической
крупности
решётки
• Отсутствует наклеп железа
на золоте
• Замена среднего и
мелкого дробления
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
14

15.

МСЦ, МШЦ
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
15

16.

• Каскадный режим при частоте вращения
50-60% от критической
• Водопадный режим при частоте вращения
барабана 78-85% от критической
• Смешанный 60-75%
• Режим махового колеса
n (32 36) / D
75-85% от критической
М шаровойнагрузки 3,73 D 2 L
n
nкр
Vшаров
М стержневойнагрузки 5,1 D 2 L
Vм ельницы
φ=30-40%
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
16

17.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
17

18. Частота вращения барабана зависит

От степени заполнения
• Стержневые 0,3-0,4
• Шаровые 0,4-0,5
• Самоизмельчения 0,350,45
Измельчающей среды
• Диаметр шара D
D=kd (k=13-32,5)
Dшара 28 d куска
8(5 2)
n
D
диаметр барабана
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
18

19. Необходимый диаметр шаров при измельчении (взаимосвязь диаметра шаров (D) и максимального куска (d), поступающего на измельчение)

d,
мм
0,2
D,мм 15
0,30,42
0,60,8
1,21,7
2,43,3
4,76,7
6,89,5
1319
2738
3853
5360
20
25
30
40
50
60
7080
90100
100110
125
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
19

20. Характеристика пульпы

Т:Ж (плотность пульпы)
• Шаровые – 65-75%
• Стержневые – 50-60%
Исходная крупность питания,
мм
• Шаровые 8-15 мм
• Стержневые 15-25 мм
• СМ 1/3 диаметра
загрузочной цапфы
Удельная производительность по вновь образованному расчетному классу
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
20

21.

Удельная производительность мельницы, т/(м3·ч)
Q
q
V
Удельная производительность по вновь образованному классу
4Q( k u )
q
2
D L
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
21

22.

КЛАССИФИКАЦИЯ
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
22

23. Классификация

• Гидравлическая
• Механические
классификаторы
• Гидроциклоны
• Тонкое грохочение
• пневматическая
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
23

24. Классификация в поле гравитационных сил

Fa V H2Og
Fc S
H 2O
u0
2
2
Fгр= Fт - Fa
FT V Tg
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
24

25.

Соотношение сил инерции к силам вязкости
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
25

26.

Re 2
4
Ar ,
3
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
Т c
c
d
g Ar
2
3
2
c
26

27. Сила гидродинамического сопротивления

Fc
S
ср u 2
2
24
Re
При Re < 2
Re
u0 d ж
24 d ср u
2
Fс
u0 d
2
U d ср 4 2
3 d u
μ– динамическая вязкость жидкости, Па·с; для воды составляет 0,001
η – кинематическая вязкость, м2/с
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
27

28. Формула гидравлической крупности

d 3
6
( ч ж ) 3 u0 d ,
d 2 g ( ч ж )
u0
18
Данная формула применима для расчета гидравлической крупности частиц при
малых скоростях движения (параметр Re <2) и размерах частиц менее 0,1 мм.
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
28

29.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
29

30. Стесненное падение

где
V V0 0
V
ucт u0 m
V - общий объём осадка
m 1
V0 - объём, занимаемый только частицами
и 0 - плотность и насыпная плотность
где
- объемная доля дисперсной фазы
коэффициент, зависящий от размера, плотности, формы частицы,
а также от соотношения размеров частицы и аппарата ( 3 ).
Крупные частицы уменьшают свою скорость, а мелкие увеличивают.
В полидисперсной суспензии
осаждение образований частиц.
происходит
консолидарное
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
(групповое)
30

31.

Зернистый материал, крупность ≤6-5 мм
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
31

32.

α≤180
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
32

33.

т/(ч·м2)
α 10-200
Разгрузочное отношение
d пес
k
0,2 0,7
d сл ив
Q 0,93 10 4 K D d э.п d сл 10P
где Q - объемная производительность гидроциклона , с учетом циркулирующих
песков (при работе гидроциклона в замкнутом цикле с мельницей), м 3/ч;
KD – поправочный коэффициент на диаметр гидроциклона;
dпит= (0,15-0,25)D
dэ и dс - диаметры патрубков, соответственно эквивалентного питающего и
сливного, м.
P – давление на входе в гидроциклон, МПА (0,1 МПА).
dслив= (0,2-0,3)D
Vпульпы
q пес
Q C Q
Wводы
Qпес
2
0,785d пес
5 10 3 2,5 10 4 т/(ч·м2).
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
33

34.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
34

35.

Циркулирующая нагрузка
(Q Q )
Q
Q
пес 0,074 пес 0,074
0,074
СI = 200-250%
CII = 300-350%
CIII=400-450%
СММС=70-75%
( 0, 074 0,074 )
Qпес
С
100
Q
( 0,074 0, 074 )
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
35

36.

( )
С
100
( )
αβθ – содержание расчетного класса
-74 мкм в сливе мельницы, в сливе г/ц и
песках г/ц
R2 R
С
R R1
R R1 R2 – слива мельницы, в песках г/ц и в сливе г/ц
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
36

37.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
37

38. Тонкое грохочение – альтернатива гидроциклонированию?

• тонкое гидравлическое вибрационное
грохочение
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
38

39.

Продукт
Подрешетный
продукт грохота
Слив гидроциклона
Распределение минерала по крупности, %
Пирит
Халькопирит
70–100 мкм = 39,3
70–100 мкм = 15,1
40–70 мкм = 33,3
40–70 мкм = 58,9
20–40 мкм = 19,6
20–40 мкм = 22,2
10–20 мкм = 5,1
10–20 мкм = 3,2
0–10 мкм = 2,7
0–10 мкм = 0,6
Сфалерит
70–100 мкм = 12,6
40–70 мкм = 60,0
20–40 мкм = 22,6
10–20 мкм = 4,1
0–10 мкм = 0,7
Нерудные минералы
70–100 мкм = 25,3
40–70 мкм = 48,1
20–40 мкм = 23,7
10–20 мкм = 2,7
0–10 мкм = 0,2
Пирит
70–160 мкм = 38,1
40–70 мкм = 25,9
20–40 мкм = 24,2
10–20 мкм = 7,6
0–10 мкм = 4,2
Халькопирит
70–100 мкм = 21,3
40–70 мкм = 44,9
20–40 мкм = 27,3
10–20 мкм = 5,2
0–10 мкм = 1,3
Сфалерит
70–100 мкм = 15,3
40–70 мкм = 56,6
20–40 мкм = 18,1
10–20 мкм = 6,2
0–10 мкм = 3,8
Нерудные минералы
100–130 мкм = 12,2
70–100 мкм = 18,2
40–70 мкм = 45,8
20–40 мкм = 20,3
10–20 мкм = 3,0
0–10 мкм = 0,5
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
39

40.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
40

41.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
41

42.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
42

43. Схема полусамоизмельчения-SABC

Name
SINO (СИ)
МПСИ/МСИ
Q,
Mtpa
ØxL
84 12,2x11,0
Шаровые мельницыl
Галечные дробилки
N, MW
Кол-во
ØxL
N, MW
Кол-во
Тип
Кол-во
28
6
7,9x13,6
16
6
Sandvik
12
40 (50)% -74мкм
Галечная
дробилка
-6 (10 мм)
ПСИ
Грохот
МШЦ
Только Aitik и SINO -СИ в первой стадии
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
43

44. Медная фабрика Esperanza, Чили. Отделение рудоподготовки

ПСИ Ø12,2х7,3 Nуст= 22,4МВт
МШЦ Ø8,2х13 Nуст= 18,6 МВт
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
44

45.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
45

46. Рудоподготовка фабрики будущего Вариант КСД+ИВВД+Вертимилл. Q до 10 млн.т/г

Грох
от
КСД
На флотацию
Деррики
VTM3000
ИВВД
Вода
Прогнозируемая экономия электроэнегии 40-45%
(15% ИВВД+30%VTM) , измельчающей среды
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
46
Игнаткина В.А., AMS-OnLine
2017
>50%
Источник:
Issue 04/2010 p.p.

47.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
47

48.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
48

49.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
49

50.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
50

51.

Производительность 2-5 млн т руды/год
Крупное дробление
Среднее в открытом цикле, мелкое дробление
Стержневая мельница в открытом цикле
Производительность более 20 млн т руды/год
Крупное дробление
ПСИ (СИ)
МШЦ
Крупное дробление
Среднее дробление
Мелкое дробление
Роллер-пресс
МШЦ
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
51

52.

Классификация песков по промывистости
Степень промывистости
Выход
шламов,
<0,1мм, %
Продолжительность
промывки,
мин
Эффективн
ость
грохочения
по кл. 4 мм,
%
Число
пластичн
ости
Отношени
е
количества
глин к
пескам
Молекулярная
влажность
,%
10
50
80
2-3
1:50
7
Среднеобогатимые
10 – 15
70 - 80
70 - 75
2-7
1:20-40
7 - 15
Труднообогатимые
15 - 20
120
50 - 60
7 - 15
1:8-10
15 - 20
4,0
1,5
Весьма
труднообогатимые
>30
-
40
>15
1:2-4
25
6,0
-
Легкообогатимые
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
Время
Коэфициент
размыва в промывисто
корытной
сти
мойке, мин
1 – 1,5
1
1 – 1,5
52

53.

Горизонтальная промывочная машина: 1 –
вал; 2 – бичевое отделение; 3 - колесные
элеваторы с перфорированными ковшами;
4 – ковшевое отделение
Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
53

54.

Л3.Измельчение...проф.каф.ОПИ, д.т.н.
Игнаткина В.А., 2017
54