Измельчение руды используется в качестве подготовительного процесса перед обогащением или флотацией, основной целью которых является получение ценного сырья: металлов, минералов и т.п. Дробление обычно проводится в несколько стадий, и делиться на крупное, среднее и мелкое. На завершающем этапе используется измельчение при помощи специальных мельниц.

В общем случае для получения одной тонны концентрата необходимо до 90 кВт электроэнергии, из которой большая часть приходится на измельчение руды. Это внушительная цифра, поэтому наряду с повышением качества результирующего продукта одной из главных задач современной рудоподготовки является снижение энергоемкости дробления и измельчения. Ниже приведено описание основных видов мельниц, использующихся в процессе измельчения руды, а также изложены перспективы применения аппаратов вихревого слоя ферромагнитных частиц в горной промышленности.

Мельницы для измельчения руды

На современном этапе развития горной промышленности шаровые мельницы продолжают доминировать среди устройств измельчения различных руд. Существуют оценки, согласно которым доля таких мельниц в сфере переработки полезных ископаемых достигает 95%.

Хотя устройства данного типа и используются чаще всего, они не лишены серьезного недостатка, который выражается в том, что непосредственно на измельчение руды расходуется небольшое количество потребляемой энергии (от 2 до 20%). Это приводит к неоправданно низкому КПД при тонком измельчении. Также шаровые мельницы для измельчения руды характеризуются высоким намолом шаров.

Для нормальной работы роторно-вихревых мельниц размер исходных зерен обрабатываемого вещества не должен превышать 1-3 мм, а в некоторых случаях и 10 мм. Допустимая твердость материала составляет до 8 единиц по шкале Мооса.

Струйные мельницы также используются для измельчения руды, но до крупности частиц 5-200 мкм. Основная отличительная черта данного оборудования – это применение в качестве энергоносителя сжатого воздуха. Кроме того, данное оборудование нуждается в дорогостоящей системе для отделения готового продукта от воздуха и пыли.

Сверхтонкое измельчение руды с помощью аппарата вихревого слоя

Принцип действия аппарата вихревого слоя заключается в комплексном воздействии на обрабатываемое вещество (руду) ряда физических явлений (вращающееся электромагнитное поле, удары ферромагнитных частиц, магнитострикция, звуковые колебания и др.), которые происходят в рабочей камере. Фактически имеет место многоразовый переход энергии из одного вида в другой, за счет чего она используется максимально эффективно. Работа вихревого слоя осуществляется с КПД, который превышает аналогичные показатели для других мельниц, использующихся в горной промышленности для измельчения руды.

Аппарат вихревого слоя АВС-100 для измельчения руд

В таблице 1 приведены результаты размола частиц железной руды при сухом и мокром помоле. Руда получена из Лебединского месторождения, после чего подвергнута предварительному размолу и разделению в гидроциклонах.

Таблица 1

Изменение крупности частиц при домоле в аппарате вихревого слоя типа АВС-100

Как видно из таблицы, с увеличением времени обработки вещества в рабочей зоне эффективность измельчения растет.

Среди важных преимуществ аппаратов вихревого слоя кроме интенсификации технологического процесса измельчения руды и повышения его эффективности также можно выделить:

• отсутствие динамических уплотнений;
• полную герметичность рабочей камеры;
• возможность интенсивного перемешивания в условиях высокого давления или вакуума.