Дробилка для руды для переработки металлической руды

Основы дробления руды в металлургической промышленности

Дробление руды представляет собой фундаментальный этап в металлургической промышленности, преобразующий сырье, добытое из месторождения, в частицы приемлемого размера для последующего обогащения, измельчения и извлечения. Без дробления крупные фрагменты руды (часто превышающие 1 метр) были бы непригодны для транспортировки, хранения или дальнейшей переработки, что привело бы к неэффективности извлечения металла.

Обзор типов металлических руд и необходимость дробления

Металлические руды подразделяются по минералогическому составу и вмещающей породе, что влияет на требования к дроблению. Основные типы включают:

Сульфидные руды (например, для меди, свинца, цинка):

Эти руды содержат сульфиды металлов, такие как халькопирит (CuFeS₂), внедренные в твердую пустую породу, такую ​​как кварц или силикаты. Сульфидные руды, распространенные в порфировых месторождениях, требуют дробления для высвобождения сульфидов для флотации. Дробление здесь необходимо для достижения размера частиц менее 10-20 мм, что позволяет обеспечить высвобождение без чрезмерных затрат энергии на измельчение.

Оксидные руды (например, для железа, алюминия):

В этих рудах преобладают оксиды, такие как гематит (Fe₂O₃) или бокситы (гидроксиды алюминия), которые часто мягче, но абразивны из-за содержания кремнезема. Железооксидные руды из полосчатых железорудных формаций требуют дробления для уменьшения размера от исходных размеров (до 1,5 м) до <150 мм для магнитной сепарации или окомкования. Этот процесс предотвращает чрезмерное измельчение, которое может привести к образованию мелких фракций, усложняющих обработку и увеличивающих вязкость пульпы.

Стадии дробления

Дробление происходит в несколько этапов для достижения высокого общего коэффициента измельчения (до 100:1) при одновременном предотвращении перегрузки. Каждый этап направлен на уменьшение размера частиц до определенного уровня, часто с использованием грохочения для повторной переработки крупногабаритных фракций.

• Первичное дробление: Обрабатывает руду, добытую открытым способом (валуны размером 0,75-1,5 м), уменьшая ее размер до 100-300 мм (размер валунов). Оборудование должно выдерживать попадание посторонних металлических предметов и переменный состав подаваемого материала; часто используется полумобильное оборудование для открытых горных работ. Для железных руд первичные дробилки должны обладать высокой износостойкостью.
• Вторичное дробление: Перерабатывает материал после первичного дробления (валуны) до размера 20-50 мм (размер гравия). Грохочение удаляет мелкие фракции (<10 мм) для предотвращения перегрузки системы рециркуляции. Этот этап подходит для руд средней твердости, таких как сульфиды меди, где влага может вызывать образование налипаний.
• Третичное (и четвертичное) дробление: Уменьшает размер гравия до 5-10 мм (частицы размером с песок) для последующего измельчения. Для золотых руд на этом этапе особое внимание уделяется тонкому измельчению без образования избыточного количества шлама.

Многоступенчатые системы (2-4 ступени) являются стандартными на металлургических предприятиях, при этом грохочение в замкнутом цикле повышает эффективность на 20-40%.

Типы дробилок для руды

Дробилки для руды классифицируются по механизму действия (сжатие или удар) и пригодности для различных стадий дробления. Выбор зависит от твердости руды (шкала Мооса: 1-10), абразивности, требуемой производительности и энергоэффективности. Типичные характеристики включают размер загружаемого материала до 1,5 м и производительность от 100 до 10 000 тонн в час.

Щековые дробилки

Щековые дробилки отлично подходят для первичного дробления за счет силы сжатия между неподвижной и подвижной щекой, приводимой в движение эксцентриковым валом. Простые и надежные, они обрабатывают твердые, абразивные руды, такие как железный гематит, с минимальным образованием мелких фракций.

Применение: Идеально подходят для высокоабразивных железных руд; также используются для гранита или базальта в карьерах.

Характеристики: Производительность 100-1000 тонн в час; размер загружаемого материала до 1,5 м; мощность 50-400 кВт; степень измельчения 4-7:1. Однорычажные модели подходят для мобильных установок; двухрычажные – для дополнительного усилия при дроблении очень твердых пород.

Конусные дробилки

Конусные дробилки используют вращающийся конус внутри неподвижной чаши для сжатия материала вращательным движением, идеально подходящим для вторичной/третичной стадии дробления. Регулируемые настройки позволяют контролировать размер выходного материала, обеспечивая получение однородных кубических частиц.

Применение: Эффективны для среднетвердых медных руд; используются для получения заполнителей для бетона или дорожного покрытия.

Характеристики: Производительность 200-2000 тонн в час; мощность 300-1500 кВт; степень измельчения 4-6:1.

Ударные дробилки

Эти высокоскоростные машины выбрасывают руду на отбойные плиты или наковальни с помощью вращающихся молотков или роторов, используя ударное воздействие для быстрого измельчения.

Горизонтально-валковые дробилки (HSI) используются для вторичного дробления, вертикально-валковые (VSI) — для третичного измельчения песка. Применение: Подходят для более мягких, неабразивных руд или переработки отходов; хорошо подходят для влажной медной руды, предотвращая слипание.

Характеристики: Производительность 100-1500 т/ч; размер загрузки до 0,5 м; мощность 100-800 кВт; степень измельчения до 20:1. VSI обеспечивает кубовидную форму для получения высококачественных заполнителей.

Гирационные дробилки

Подобно конусным дробилкам, но большего размера, гирационные дробилки имеют конический мантийный элемент, вращающийся внутри чашеобразной вогнутой поверхности для непрерывного сжатия. Они обрабатывают полный объем камеры, обеспечивая стабильный поток. Применение: Высокопроизводительное первичное дробление для крупномасштабных открытых карьеров по добыче железной или медной руды. Характеристики: Производительность 1000-10000 т/ч; размер загрузки 1,5 м и более; мощность 500-2000 кВт; степень измельчения 6-8:1.

Новые технологии: Валковые дробилки высокого давления (HPGR)

Появившиеся в 1980-х годах, они отличаются энергоэффективностью (на 20-30% меньше, чем у традиционных мельниц). Применение: Третичное/четвертичное дробление для золотых или железных руд; заменяют шаровые мельницы в схемах SAG-измельчения.

Характеристики: Производительность 20-3000 т/ч; размер загрузки <90 мм; мощность до 3000 кВт/вал; степень измельчения 1,5-3:1.

Примеры из практики и промышленные применения

Пример: Обогатительная фабрика по переработке медной руды

Тип месторождения: Открытый медный рудник

Характеристики руды: Сульфидная руда, умеренно твердая, слегка влажная

Конфигурация дробильного оборудования:

• Первичная стадия: Гирационная дробилка для обработки крупнокускового материала
• Вторичная стадия: Конусные дробилки для контролируемого измельчения
• Третичная стадия: Валковая дробилка высокого давления (HPGR) для подготовки сырья к шаровой мельнице

Пример: Золотоизвлекательная фабрика

Тип месторождения: Подземный золотой рудник

Характеристики руды: Твердые кварцевые жилы с самородным золотом

Конфигурация дробильного оборудования:

• Первичная стадия: Щековая дробилка
• Вторичная стадия: Конусная дробилка
• Третичная стадия: Валковая дробилка высокого давления (HPGR)