Процесс дробления железной руды на обогатительных фабриках

Роль дробления в обогащении железной руды

Обогащение железной руды включает в себя ряд тщательно контролируемых этапов, направленных на повышение качества руды и концентрирование ценных железосодержащих минералов. Типичный технологический процесс обогащения выглядит следующим образом:

Добыча → Дробление → Грохот → Измельчение → Классификация → Сепарация → Концентрация → Окомкование

Хотя каждый этап вносит свой вклад в общую эффективность производства, дробление занимает особенно важное место, поскольку влияет как на простоту последующей переработки, так и на общие эксплуатационные расходы. Дробление — это первый важный этап измельчения после извлечения сырой руды из рудника, и качество дробления напрямую влияет на эффективность измельчения, высвобождение минералов и последующее обогащение.

Роль дробления в технологическом процессе обогащения

После добычи рядовая руда (ROM) часто содержит крупные куски, иногда достигающие одного метра в диаметре. Такой материал невозможно эффективно обрабатывать или обрабатывать с помощью последующего оборудования, такого как мельницы или системы разделения. Дробление уменьшает размер руды до приемлемого для обработки размера и обнажает поверхность минералов для высвобождения.

Улучшение обработки и транспортировки руды

Измельченная руда легче проходит по конвейерам, питателям и бункерам. Правильное измельчение предотвращает засоры, улучшает однородность потока материала и сокращает время простоя.

Высвобождение ценных минералов

Минералы железа, такие как магнетит и гематит, часто находятся в матрице жильных минералов (кварца, глины, карбонатов). Дробление начинает процесс высвобождения, разрушая руду, чтобы дальнейшее измельчение могло полностью отделить железосодержащие фазы от отходов.

Свойства железных руд, влияющие на дробление

Железные руды сильно различаются по минеральному составу, твердости, плотности и поведению на излом. Эти характеристики определяют, как руда реагирует на дробление и какие типы дробилок лучше всего подходят.

Распространённые типы железной руды

Этапы дробления железной руды

Дробление обычно осуществляется в три основных этапа, каждый из которых обеспечивает получение продукта всё более мелкого размера для подготовки руды к измельчению и сепарации.

1. Первичное дробление

• Оборудование: Щековая дробилка (наиболее распространённая), конусная дробилка для очень крупных рудников.
• Крупность исходного сырья: до ~1000 мм
• Крупность готового продукта: примерно 150–250 мм

Цель первичного дробления — уменьшить крупность руды до размера, подходящего для вторичного дробления или прямого грохочения. Щековые дробилки пользуются популярностью благодаря высокой дробящей способности и простоте конструкции. На очень крупных горнодобывающих предприятиях могут использоваться конусные дробилки благодаря их более высокой производительности.

2. Вторичное дробление

Оборудование: Конусные дробилки (стандартного типа), ударные дробилки для более мягких руд

Крупность готового материала: примерно 30–50 мм

Вторичное дробление продолжает процесс измельчения и подготавливает материал к тонкому дроблению или измельчению. Конусные дробилки предпочтительны для твердых магнетитовых или гематитовых руд, поскольку они обеспечивают стабильный размер продукта и устойчивы к истиранию. Ударные дробилки могут использоваться для лимонита и сидерита, руды которых склонны к легкому разрушению.

3. Третичное/тонкое дробление

Оборудование: конусные дробилки, ударные дробилки с вертикальным валом, валковые измельчители высокого давления (HPGR)

Крупность выходного материала: примерно 5–15 мм

Цель тонкого дробления — обеспечить распределение размеров частиц, необходимое для эффективного измельчения. HPGR всё чаще применяется благодаря своим возможностям:

• Снижать энергопотребление в мельницах для измельчения
• Улучшать высвобождение минералов
• Получение более однородных форм частиц

Этот этап значительно влияет на эффективность цикла измельчения, который является одним из самых затратных этапов обогащения.

Практические примеры оптимизации цикла дробления

Пример 1: Магнетитовая фабрика с использованием HPGR

На обогатительной фабрике магнетита в Западной Австралии конусные дробилки третьей стадии были заменены валковыми измельчителями высокого давления. Результаты включают:

• Снижение общего расхода энергии на измельчение на 18%
• Улучшение высвобождения минералов, что приводит к повышению качества концентрата
• Снижение расхода стальных тел в шаровых мельницах

Пример 2: Замена типа дробилок на заводе по переработке лимонитовой руды

Китайское предприятие по добыче лимонита столкнулось с чрезмерным износом и простоями при использовании конусных дробилок. Переход на ударные дробилки лучше соответствовал рыхлой структуре руды, что привело к:

• Снижение затрат на техническое обслуживание на 35%
• Повышение производительности за счет снижения нагрузки на рециркуляцию
• Более равномерное распределение гранулометрического состава продукта