Jeśli kiedykolwiek stałeś obok młyna Ag podczas pracy, prawdopodobnie zauważyłeś, w jaki sposób materiały przemieszczają się wewnątrz tego dużego obracającego się cylindra – zwłaszcza jak różne gęstości zostają rozdzielone, jakby miały własny umysł. Jako osoba, która od ponad dziesięciu lat dostarcza części do młynów Ag, ciągle zadaje mi się to pytanie: dlaczego w tych maszynach lekkie i ciężkie materiały rozdzielają się i jak to oddzielanie faktycznie działa w przypadku przetwarzania rudy srebra? Omówmy to bez żargonu, abyś mógł dokładnie zobaczyć, co się dzieje i jakie ma to znaczenie dla Twojej operacji.
Najpierw przygotujmy scenę. Kiedy podajesz materiał do młyna Ag, nie wrzucasz tam przypadkowych kamieni — masz rudę srebra (która jest zazwyczaj gęsta, około 2,6–3,0 g/cm3), minerały kwarcowe lub skały płonnej (lżejsze, około 2,5–2,7 g/cm3, chociaż czasami mogą się domieszać gęste siarczki) i środek mielący — zwykle kulki stalowe, które są znacznie gęstsze (7,8 g/cm3) niż jakakolwiek ruda. Ta mieszanka jest wciągana do młyna przez głowicę podającą do młyna mielącego, część, którą znasz, jeśli kiedykolwiek mierzyłeś młyn. Głowicę podającą zaprojektowano tak, aby płynnie przesuwała materiał do młyna bez jego cofania, co jest kluczowe, ponieważ cofanie się materiału wpływa na przebieg separacji wewnątrz.
Sam młyn opiera się na dwóch kluczowych częściach: WAŁKU OPROWADZAJĄCYM i podstawie łożyska, które współpracują ze sobą, aby zapewnić równomierne obracanie się ciężkiego cylindra. Bez odpowiednio ustawionych rolek i solidnej podstawy łożyskowej młyn może się chybotać, co powoduje kaskadowanie i podnoszenie materiałów, co powoduje, że separacja jest mniej wydajna. Widziałem młyny z źle ustawionymi walcami oporowymi, które po jednej stronie miały stos stalowych kulek, a po drugiej całą lekką skałę płonną, co oznaczało, że ruda nie mieliła się równomiernie i marnowano energię. Dlatego sprawdzenie tych części nie podlega negocjacjom w celu zapewnienia spójnej separacji.
Teraz rzeczywisty efekt separacji. Wszystko zaczyna się od siły odśrodkowej i grawitacji, dwóch sił, które walczą i współpracują, gdy młyn się kręci. Kiedy młyn obraca się z odpowiednią prędkością (zwykle 65–75% prędkości krytycznej – prędkość krytyczna to punkt, w którym siła odśrodkowa przygniata cały materiał do ściany), wszystko zostaje uniesione jak kurtyna. Ciężkie rzeczy? Aby pozostać przytwierdzonym do ściany, potrzeba większej siły, więc nie unosi się tak wysoko, jak lżejszy materiał. Poczekaj, przetestujmy tę logikę: stalowe kulki są bardzo gęste, więc zaczynają zsuwać się po ścianie przed lekką skałą płonną. Ruda srebra, która jest gęstsza niż skała płonna, ale mniej gęsta niż kule stalowe, plasuje się gdzieś pomiędzy. To jest pierwsza warstwa separacji – według gęstości, ze stalowymi kulami na dnie kaskady, potem ruda Ag, a na końcu skała płonna.
Ale sytuacja staje się bardziej skomplikowana, gdy materiał uderza w czubek ładunku (gdzie spadający materiał rozbija się z powrotem o podstawę młyna). Kiedy tak się dzieje, ciężkie cząstki szybciej opadają przez przestrzenie międzywęzłowe pomiędzy materiałem mielącym a lżejszymi cząstkami. Pomyśl o tym jak o potrząsaniu słoikiem z mieszanką orzechów: orzeszki ziemne (jasne) pozostają na górze, migdały (średnie) w środku, a orzechy pekan (ciężkie) opadają na dno. Tutaj jest dokładnie ten sam pomysł. Kluczowa różnica polega na tym, że w młynie nie jest to nieruchomy słoik — ładunek ten stale się porusza, kaskaduje i jest unoszony, więc separacja zachodzi w pętli.
Czekaj, ale dlaczego ma to znaczenie specjalnie dla rudy Ag? Srebro często występuje w minerałach siarczkowych, które mogą być nieco gęstsze niż skała płonna niesiarczkowa, dzięki czemu separacja pomaga uniknąć nadmiernego zmielenia lżejszego materiału odpadowego. Nadmierne mielenie marnuje energię i sprawia, że dalsze przetwarzanie (takie jak flotacja) jest mniej wydajne, ponieważ drobna skała płonna miesza się z cząsteczkami srebra. Im lepsza separacja wewnątrz młyna, tym bardziej jednolity jest rozmiar cząstek na wyjściu, co pozwala zaoszczędzić pieniądze i zwiększa współczynnik odzysku.
Kolejnym ważnym czynnikiem jest rozmiar materiału mielącego. Jeśli użyjesz zbyt małych stalowych kulek, nie będą one w stanie unieść gęstej rudy Ag wystarczająco wysoko, więc ruda pozostanie zmieszana z lekką skałą płonną. Jeśli użyjesz zbyt dużych kulek, mogą one zbyt drobno zmiażdżyć rudę, a skała płonna pozostanie gruba. Miałem klienta, który w młynie Ag zmienił kule o średnicy 3 cali na 4 cale i nagle zaobserwował 12% wzrost uzysku srebra – a wszystko dlatego, że większe kule mogły prawidłowo podnosić ciężką rudę, co prowadziło do czystszej separacji. To prawdziwy przykład tego, że efekt separacji to nie tylko dziwactwo fizyki; to coś, co można dostroić za pomocą odpowiednich części i ustawień.
Nie zapominajmy o transporcie i obróbce skorupy młyna oraz czopie młyna kulowego, dwóch częściach wpływających na wewnętrzny przepływ młyna. Wewnętrzne wykładziny młyna - czekaj, nie, właściwie obróbka wewnętrznej powierzchni skorupy i czop łączący młyn z zasilaniem i wylotem, kontrolują ruch materiału. Jeśli czop nie zostanie odpowiednio obrobiony, materiał może utknąć, tworząc martwe strefy, w których nie następuje separacja. Wyściółka Mill Shell (inna pokrewna część, nawet jeśli nie mamy do niej powiązania) również wpływa na tarcie pomiędzy materiałem a skorupą — gładsze wyściółki oznaczają większe ślizganie się materiału, a chropowate wyściółki oznaczają większe unoszenie. Obydwa zmieniają stopień przemieszczania się każdej warstwy gęstości, więc mają bezpośredni wpływ na separację.
Czekaj, spójrzmy na powszechny błędny pogląd: ludzie uważają, że separacja w młynie jest idealna, podobnie jak wirówka. Nie, nie jest. Jest to ciągły, dynamiczny proces, nad którym zawsze trzeba pracować. Występuje pewne mieszanie, ale celem jest zminimalizowanie tego mieszania, aby uzyskać spójny produkt. W przypadku przetwarzania Ag jest to szczególnie ważne, ponieważ srebro często występuje w niskich stężeniach (zaledwie kilka uncji na tonę rudy), więc wszelkie straty spowodowane nadmiernym mieleniem lub mieszaną skałą płonną szybko się kumulują.
Pracowałem z kopalniami, które borykały się z niskim uzyskiem Ag i kiedy przyjrzeliśmy się ich młynowi, znaleźliśmy kilka rzeczy, które zakłócały separację. Po pierwsze, głowica podająca była zatkana, przez co materiał wchodził nierównomiernie – w niektórych częściach młyna było za dużo rudy, w innych za mało, więc warstwy się mieszały. Następnie zużył się ich WAŁEK OPRASOWY, w związku z czym młyn się zachwiał, co przechyliło ładunek, powodując zsunięcie się gęstych stalowych kulek na bok. Po wymianie tych części i dostosowaniu prędkości ich separacja poprawiła się, a odzysk wzrósł o 9%. Oto rzeczywisty wpływ prawidłowego wykonania tego zadania.
Inny kąt: kiedy młyn wyrzuca materiał, przechodzi on przez czop młyna kulowego po drugiej stronie, prawda? Konstrukcja czopa kontroluje sposób wyjścia materiału. Jeśli czop jest źle dobrany, drobne cząstki mogą zostać przeniesione z powrotem do młyna, podczas gdy większe cząstki utkną – co zaburza równowagę gęstości wewnątrz. Zatem nawet jeśli separacja wewnątrz nastąpi idealnie, zły czop może zniweczyć całą tę pracę.
Wróćmy do fizyki, aby upewnić się, że jesteśmy dokładni. W grę wchodzą dwie kluczowe siły: osadzanie grawitacyjne i klasyfikacja odśrodkowa. Osiadanie grawitacyjne ma miejsce, gdy ciężkie cząstki opadają szybciej przez płyn (w tym przypadku miąższ – mieszankę wody i rudy) niż lekkie. Klasyfikacja odśrodkowa polega na tym, że obrót młyna wytwarza siłę, która wypycha cząstki na zewnątrz, a cięższe cząstki potrzebują większej siły, aby pozostać w wewnętrznej części wsadu, więc przemieszczają się do wewnątrz. Czekaj, właśnie dlatego stalowe kulki znajdują się na dole (do wewnątrz), a skała płonna na górze (na zewnątrz) — są wypychane na zewnątrz, ale ciężkie rzeczy nie mogą dotrzeć tak daleko, więc pozostają na środku. Można to ująć prościej, bez skomplikowanych równań.
A co gdy dodasz wodę? Gęstość miąższu wpływa również na separację. Jeśli miazga jest zbyt gęsta (duża zawartość substancji stałych), cząstki nie mogą się łatwo przemieszczać obok siebie, co pogarsza separację. Jeśli jest zbyt cienki (mała zawartość substancji stałych), materiał może unieść się zbyt wysoko, a warstwy zostaną wymieszane. W przypadku rudy Ag większość młynów pracuje przy zawartości substancji stałych wynoszącej 65–75%, co jest najlepszym miejscem, w którym uzyskuje się dobre osadzanie i separację. Mówię klientom, aby co tydzień sprawdzali gęstość miazgi, ponieważ nawet 5% przesunięcie może spowodować separację.
Dlaczego ma to znaczenie dla Ciebie, operatora lub kierownika zakładu? Zróbmy obliczenia: jeśli młyn skutecznie oddziela, uzyskasz bardziej jednolity rozmiar cząstek, mniej nadmiernego mielenia, mniejsze zużycie energii i wyższy odzysk Ag. W przypadku kopalni przerabiającej 10 000 ton rudy dziennie 5% wzrost uzysku oznacza przetworzenie 500 dodatkowych ton rudy, co przy 1 uncji Ag na tonę daje 500 uncji srebra – o wartości około 100 000 dolarów według obecnych cen. To nie są drobne; to gotówka w kieszeni dzięki uzyskaniu odpowiedniego efektu separacji.
Widziałem, że zbyt wielu operatorów ignoruje małe części — na przykład sprawdzanie głowicy podającej pod kątem zatkania lub WAŁKA ODCZUJĄCEGO pod kątem zużycia — i zastanawia się, dlaczego ich młynek nie działa. Efekt separacji nie pojawia się sam; zależy to od współpracy wszystkich części. Podstawa łożyska utrzymuje młyn w poziomie, czop młyna kulowego kontroluje przepływ wlotowy/wylotowy, obróbka skorupy młyna zapewnia płynny obrót, a głowica podająca prawidłowo wprowadza materiał. Wszystkie te części odgrywają rolę w tym, jak dobrze gęsta ruda srebra oddziela się od lżejszej skały płonnej.
Poczekaj, porozmawiajmy o typowych błędach, które widzę. Jeden z nich pracuje zbyt szybko. Jeśli prędkość krytyczna przekroczy 75%, siła odśrodkowa będzie tak duża, że cały materiał zostanie przygwożdżony do skorupy — bez kaskadowania, opadania i oddzielania. Wszystko, co robisz, to szlifowanie materiału poprzez uderzenie, a nie ścieranie, co jest mniej wydajne i może powodować większe nadmierne szlifowanie. Kolejnym błędem jest użycie kulek o niewłaściwym rozmiarze do rudy. Jeśli twoja ruda ma głównie średnią gęstość, nie potrzebujesz wszystkich 5-calowych kulek — mniejsze kulki będą lepiej działać do podnoszenia rudy i tworzenia lepszych warstw.
Kolejna kwestia: separacja nie dotyczy tylko gęstości, ale także rozmiaru. Nawet jeśli dwie cząstki mają tę samą gęstość, większa cząstka opadnie szybciej niż mniejsza. Zatem w rudzie Ag duży kawałek siarczku tonie szybciej niż mały kawałek tego samego siarczku. Dlatego otrzymujesz mieszankę separacji wielkości i gęstości, dlatego materiał wyjściowy ma zwykle dość spójny zakres rozmiarów. Ta konsystencja ma kluczowe znaczenie w dalszych procesach, takich jak ługowanie lub flotacja, gdzie wielkość cząstek bezpośrednio wpływa na skuteczność ekstrakcji srebra.
Zakończę to czymś praktycznym. Jeśli zauważysz, że odzysk Ag jest niski lub młyn zużywa więcej energii, niż powinien, sprawdź najpierw podstawy: upewnij się, że głowica podająca nie jest zatkana, ROLKA ODCZUJĄCA i podstawa łożyska są w dobrym stanie, Obudowa młyna obrabia prawidłowo (bez wypaczeń, które mogłyby powodować drgania) oraz Czop młyna kulowego jest dobrany odpowiednio do ładunku. Następnie sprawdź gęstość pulpy, rozmiar kulek i prędkość młyna. Niewielkie korekty w tym przypadku mogą mieć ogromne znaczenie w efekcie separacji, a tym samym w wynikach finansowych.
Gram w tę grę wystarczająco długo, aby wiedzieć, że separacja w młynie Ag to nie czarna skrzynka — to połączenie fizyki, odpowiednich części i inteligentnego działania. Jeśli masz pytania dotyczące dostrojenia młyna w celu uzyskania lepszej separacji lub jeśli musisz wymienić części, takie jak ROLKA Oporowa lub głowica podająca do młyna szlifierskiego, nie wahaj się z nami skontaktować. Dostarczyliśmy części do setek kopalń, które dzięki właściwemu wykonaniu zaobserwowały prawdziwą poprawę odzysku i wydajności. To nie jest fizyka rakietowa, ale nauka, która działa, jeśli zastosuje się ją prawidłowo.
Referencje
- Wills, BA i Napier-Munn, TJ (2006). Technologia przetwarzania minerałów Willsa (wyd. 7). Butterwortha-Heinemanna.
- Morrell, S. (2008). Pobór mocy młynów bębnowych do symulacji obwodu mielenia. Inżynieria minerałów, 21(14), 1018–1027.
- Austin, LG, Klimpel, RR i Luckie, PT (1984). Inżynieria procesowa rozdrabniania: mielenie kulowe. Towarzystwo Inżynierów Górnictwa AIME.
- Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD i Kojovic, T. (1996). Układy rozdrabniania minerałów: ich działanie i optymalizacja. Centrum Badań Mineralnych Juliusa Kruttschnitta.