Промышленная шаровая мельница для переработки железной руды

Что такое промышленная шаровая мельница

Промышленная шаровая мельница — это вращающееся цилиндрическое устройство, используемое для измельчения и измельчения материалов, в первую очередь при переработке полезных ископаемых, производстве цемента и металлургии. В контексте переработки железной руды шаровые мельницы имеют решающее значение для уменьшения размера частиц руды с целью освобождения ценных железных минералов от пустой породы (нежелательного материала). Мельница состоит из полого цилиндра, обычно изготовленного из стали, заполненного мелющими телами, такими как стальные шары, керамические шары или стержни, которые сталкиваются с рудой при вращении цилиндра, измельчая и измельчая ее до более мелких частиц.

Типы шаровых мельниц

Шаровые мельницы классифицируются на основе их механизма разгрузки, конструкции и области применения. Основные типы, имеющие отношение к переработке железной руды, включают:

Шаровые мельницы с переливом :

Эти мельницы выгружают измельченный материал через открытый конец, полагаясь на уровень пульпы для управления потоком. Они подходят для тонкого измельчения и мокрых процессов, обычно используемых в циклах железной руды, где требуется однородный размер частиц для последующих процессов, таких как флотация или магнитное разделение.

Шаровые мельницы с решетчатой ​​разгрузкой:

Они имеют щелевую решетку на разгрузочном конце, что позволяет более мелким частицам выходить, удерживая более крупные для дальнейшего измельчения. Мельницы с решетчатой ​​разгрузкой идеально подходят для грубого помола и сухих процессов, часто используются на первичных этапах измельчения железной руды.

Стержневые мельницы:

Хотя они и не являются строго шаровыми мельницами, стержневые мельницы используют длинные стальные стержни в качестве мелющих тел и иногда используются при переработке железной руды для грубого помола перед шаровым измельчением.

Каждый тип имеет определенные преимущества. Для железной руды наиболее распространены шаровые мельницы с переливом и решетчатой ​​разгрузкой из-за их способности справляться с большой пропускной способностью и производить мелкие размеры частиц, необходимые для высвобождения минералов. Выбор зависит от твердости руды, желаемого размера частиц и того, предпочтительнее ли мокрое или сухое измельчение.

Роль шаровых мельниц в переработке железной руды

Шаровые мельницы являются неотъемлемой частью переработки железной руды, где они облегчают стадию измельчения — критически важный этап подготовки руды к обогащению и последующим применениям. Железная руда обычно встречается в твердых, сложных месторождениях, содержащих железные минералы (например, гематит, магнетит), смешанные с пустыми породами, такими как кремний, глинозем или фосфорсодержащие минералы. Измельчение в шаровых мельницах обеспечивает высвобождение этих минералов, что позволяет эффективно разделять и производить высококачественный концентрат.

Важность измельчения для высвобождения минералов

Основной целью измельчения при переработке железной руды является уменьшение размера частиц для высвобождения железных минералов из пустой породы. Высвобождение происходит, когда руда измельчается достаточно мелко, чтобы обнажить ценные минералы, что позволяет отделить их с помощью таких процессов, как магнитная сепарация (для магнетита) или флотация (для гематита). Степень измельчения напрямую влияет на скорость извлечения и качество концентрата. Например, железная руда для окомкования требует удельной площади поверхности (измеряемой в см²/г), часто достигаемой путем тонкого измельчения в шаровых мельницах.

Интеграция с другими процессами

Шаровые мельницы являются частью более крупного цикла обработки, который включает дробление, измельчение, классификацию и обогащение. Типичная схема измельчения железной руды может включать:

• Первичное дробление: щековые или конусные дробилки измельчают рядовую руду до приемлемого размера (например, <150 мм).
• Вторичное/третичное дробление: конусные дробилки или валковые мельницы высокого давления (HPGR) дополнительно измельчают размер руды (например, <20 мм).
• Измельчение: шаровые мельницы (часто в замкнутом цикле с гидроциклонами) измельчают руду до тонкого размера (например, 80% проходят 75 мкм для гематита или 150 мкм для магнетита).
• Классификация: гидроциклоны или сита отделяют мелкие частицы для обогащения, возвращая более крупные частицы обратно в мельницу.
• Обогащение: магнитное разделение, флотация или гравитационное разделение изолирует железные минералы от пустой породы.
• Последующая переработка: концентрат фильтруется, гранулируется или отправляется на плавку.

Шаровые мельницы обычно используются при вторичном или третичном измельчении после мельниц AG/SAG или дробилок. Их интеграция обеспечивает постоянную подачу для обогащения, максимизируя извлечение и минимизируя отходы.

Влияние на эффективность последующих этапов

Производительность шаровых мельниц существенно влияет на последующие процессы:

• Качество окатышей: мелкие, однородные частицы из шаровых мельниц улучшают прочность и пористость железорудных окатышей, что критически важно для доменной печи или процессов прямого восстановления.
• Производительность плавки: правильно измельченная руда снижает потребление энергии при плавке, обеспечивая эффективное восстановление оксидов железа.
• Степень извлечения: оптимальное измельчение высвобождает больше железных минералов, увеличивая выход высококачественного концентрата.
• Воздействие на окружающую среду: эффективное измельчение снижает объем хвостов и потребление энергии, что соответствует целям устойчивой переработки.

Пример: типичное измельчение железной руды Схема

Обычная схема измельчения железной руды для переработки магнетита включает:

• Мельница самоизмельчения или полусамоизмельчения для первичного измельчения, уменьшающая размер руды до <2 мм.
• Шаровая мельница замкнутого цикла с гидроциклонами, производящая продукт с 80% прохождением 150 мкм.
• Магнитные сепараторы для извлечения магнетита, с хвостами, отправляемыми на флотацию или утилизацию.
• Гидроциклоны возвращают более крупные частицы в шаровую мельницу, обеспечивая постоянный выход.
• Для гематита схема может включать более тонкое измельчение (например, 80% прохождением 75 мкм) в шаровых мельницах с переливом, за которым следует флотация для отделения гематита от кремнезема.

Исследования и примеры из отрасли

Реальное применение шаровых мельниц в переработке железной руды подчеркивает их универсальность и важность. Ниже приведены примеры крупных шахт и перерабатывающих заводов, которые используют шаровые мельницы:

Рудник Каражас компании Vale (Бразилия)

Перерабатывающий завод в Каражасе использует комбинацию дробления, измельчения и обогащения для производства гранулированного корма и агломерата. Шаровые мельницы используются на вторичной стадии измельчения, работая в замкнутом цикле с гидроциклонами для достижения размера помола 80% с прохождением 75 мкм. Такое тонкое измельчение необходимо для высвобождения гематита из кремнезема и других минералов пустой породы, что обеспечивает эффективную флотацию и гранулирование.

Казахстанские заводы по переработке железной руды

Многие заводы в регионе Казахстана используют шаровые мельницы с переливом в замкнутых циклах для измельчения магнетитовых и гематитовых руд до 80% с размером частиц 100 мкм. Эти мельницы имеют решающее значение для переработки низкосортных руд (например, 20-30% Fe) в концентраты, пригодные для плавки.