Нестабильна ли тонкость помола мельниц с помолом 33,0? Есть ли лучшие варианты? Оптимальным решением будет замена биметаллической футеровки.
2026-07-29
Многие обогатительные фабрики сталкивались с похожими ситуациями: добавление всё большего количества стальных шаров фактически снижает производительность; поток измельчителя увеличивается, но тонкость помола остаётся нестабильной; износ футеровки ускоряется, а расход стали не снижается; перелив при классификации становится нестабильным, флотационная пена становится липкой, а объём отходов внезапно увеличивается. Первая реакция на месте часто бывает такой: затвердела ли руда? Не слишком ли крупнозернистый гидроциклон? Есть ли проблема с флотационными реагентами?
Эти аспекты, безусловно, требуют исследования. Однако во многих обогатительных фабриках существует еще одна важная переменная, которая долгое время игнорировалась: отклоняется ли структура загрузки шаров и степень заполнения мелющими элементами от разумного диапазона. Особенно в последние годы, с уменьшением содержания руды, уменьшением размера частиц и увеличением содержания высокошламовой руды, многие обогатительные фабрики стали привычно «добавлять больше шаров и пополнять их запасы» в погоне за тонкостью помола. В краткосрочной перспективе это увеличивает поток в мельнице; но в долгосрочной перспективе это может привести к дисбалансу в структуре загрузки шаров, уменьшению эффективного объема мельницы, ухудшению потока пульпы и увеличению переизмельчения и образования шлама, что в конечном итоге повлияет на последующее флотационное извлечение.
Следует отметить, что существует множество возможных причин нестабильной тонкости помола. Изменения твердости руды, колебания размера частиц подаваемого материала, аномальная эффективность классификации, нестабильная концентрация помола, износ футеровки и изменения состояния гидроциклона — все это может привести к колебаниям тонкости. В данной статье основное внимание уделяется одному часто упускаемому из виду, но крайне важному вопросу: степени заполнения мелющими элементами и структуре загрузки шаров.
01. Какова степень заполнения измельчающей средой?
Проще говоря, степень заполнения мелющими шарами — это отношение объема, занимаемого стальными шарами или стержнями внутри мельницы, к эффективному объему мельницы. Обычно это выражается как: Степень заполнения мелющими шарами φ = Vb / Vm × 100% . Где: Vb: объем, занимаемый мелющими шарами внутри мельницы; Vm: эффективный объем мельницы. Такие термины, как «30% загрузка шарами», «35% степень заполнения» и «высокое положение шаров», часто упоминаемые на практике, по сути, связаны с этим параметром.
Важно отметить, что расчетный объем загрузки шаров на месте обычно представляет собой накопленный объем стальных шаров внутри мельницы, включая пустоты между шарами, и не эквивалентен объему самих стальных шаров в твердом состоянии. Различные конструкции футеровки, типы мельниц, объемы остаточной суспензии и условия остановки — все это будет влиять на результаты расчетов на месте.
Для шаровых мельниц скорость заполнения — это не просто вопрос «сколько шаров добавить». Она определяет движение шаров, соотношение падения шаров к их выгрузке, ударное и абразивное воздействие, объем потока суспензии, эффективный объем измельчения и эффективность использования энергии. Если скорость заполнения слишком низкая, ударное и абразивное воздействие стальных шаров недостаточно, что затрудняет измельчение крупных частиц; если скорость заполнения слишком высокая, эффективный объем мельницы сжимается, поток суспензии ухудшается, увеличивается количество неэффективных столкновений между стальными шарами, что потенциально снижает эффективность измельчения. Поэтому ключевым моментом при выборе разумной скорости заполнения является не принцип «чем выше, тем лучше» или «чем ниже, тем лучше», а ее соответствие свойствам руды, размеру частиц исходного сырья, целям измельчения, эффективности классификации и последующим требованиям обогащения.
02. Коэффициент заполнения и сферическая структура нагрузки — это не одно и то же.
Многие путают «коэффициент заполнения» с «сферической несущей конструкцией» на строительной площадке. На самом деле это не одно и то же.
Коэффициент заполнения определяет количество мелющих тел в мельнице. Структура загрузки шаров определяет, подходит ли распределение размеров этих тел для текущей задачи измельчения. Даже при одинаковом коэффициенте заполнения в 35% разный гранулометрический состав шаров может привести к совершенно разным результатам измельчения.
Большое количество крупных шариков обеспечивает сильный удар, что делает его подходящим для измельчения более крупных и твердых частиц. Однако уменьшенное количество стальных шариков на единицу объема приводит к относительно недостаточной производительности тонкого измельчения и может легко привести к высокой степени переработки крупных частиц. Большое количество мелких шариков обеспечивает больше точек контакта и сильную абразивную способность, что делает его подходящим для тонкого измельчения и повторного измельчения. Однако, если мелких шариков слишком много, ударная способность недостаточна, и крупные частицы и срастания могут не измельчаться.
Следовательно, оценка количества шаров в мельнице (слишком много или слишком мало) не может основываться исключительно на общем их количестве; также крайне важно учитывать, соответствует ли распределение размеров шаров размеру частиц исходного сырья, тонкости помола, твердости руды и целям измельчения. По-настоящему рациональная структура загрузки шаров по сути представляет собой соответствие между различными размерами частиц минералов и различными методами энергетического взаимодействия. На стадии грубого измельчения обычно акцент делается на ударном дроблении; на стадиях тонкого измельчения и повторного измельчения — на абразивных и селективных способностях к высвобождению; а для руд с высоким содержанием шлама и руд, склонных к образованию шлама, особое внимание следует уделять предотвращению чрезмерного измельчения и избыточного образования мелкого шлама.
03 Существует ли однозначное решение для определения оптимальной скорости наполнения?
Нет. Это распространенное заблуждение во многих областях. Не существует «универсальной скорости заполнения», применимой ко всем шахтам, всем мельницам и всем рудам. Решающую роль в определении разумной скорости заполнения играет сочетание следующих факторов: твердость руды; размер частиц исходного сырья; целевая тонкость помола; требования к высвобождению отдельных частиц; технические характеристики мельницы; скорость вращения мельницы; структура футеровки; концентрация помола; эффективность классификации; степень образования рудного шлама; и последующие требования к флотации или гравитационному разделению по размеру частиц.
Одна и та же шаровая мельница, перерабатывающая магнетит и медную руду с высоким содержанием шлама, может иметь совершенно разные коэффициенты заполнения и структуру загрузки шаров. Аналогично, для медной руды секция грубого измельчения и секция повторного измельчения не могут использовать одну и ту же логику загрузки шаров. Даже если одинаковые 85% частиц имеют размер менее 200 меш, это не обязательно означает, что эффект измельчения хороший. Это связано с тем, что процент частиц размером менее 200 меш является лишь индикатором контроля процесса и не может в полной мере отражать качество измельчения. Оценка эффективности измельчения также требует учета кривой распределения частиц по размерам, содержания чрезмерно крупных частиц, содержания чрезмерно мелкого шлама, степени высвобождения мономеров, доли срастаний и последующей реакции флотации. Цель измельчения состоит не в том, чтобы стремиться к принципу «чем мельче, тем лучше», а в том, чтобы стремиться к «разумному высвобождению, уменьшению переизмельчения и служению обогащению».
04. Улучшенные возможности на месте, оптимизированная тонкость помола
Большинство горноперерабатывающих предприятий предпочитают максимально тонкую помол. Как же оптимизировать существующие условия эксплуатации, сохраняя при этом исходную степень заполнения мельницы стальными шарами? Одним из лучших вариантов является выбор биметаллических износостойких композитных футеровок производства компании Jiangsu Guotai Machinery Manufacturing Co., Ltd., обеспечивающих стабильную скорость подачи и размер частиц. Биметаллические износостойкие композитные футеровки от Jiangsu Guotai Machinery Manufacturing Co., Ltd. имеют твердость HRC 58-62, что значительно выше начальной твердости обычных высокомарганцевых стальных футеровок, тем самым увеличивая ударную силу стальных шаров. Это позволяет эффективно обрабатывать руду в мельнице, в полной мере используя дробление крупных шаров и измельчение мелких, что приводит к синергетическому эффекту между работой, выполняемой стальными шарами и футеровкой. Поскольку структура загрузки шаров остается стабильной, требуется лишь регулярное пополнение соответствующими стальными шарами в зависимости от фактических условий, что делает их оптимальным выбором для футеровок мельниц на горноперерабатывающих предприятиях.
