Каблучковая футеровка, разгрузочная решетка мельницы сомоизмельчения для вывода крупных алмазов
Каблучковая футеровка была разработана специально для алмазосодержащих руд с целью повышения сохранности алмазов. Испытания показали, что с ее помощью можно увеличить производительность и снизить энергозатраты.
Проведенные полупромышленные испытания на рудах месторождения им. М.В.Ломоносова (Архангельская обл.), якутских и южноафриканских кимберлитах с использованием мельниц с размерами барабана DXL= 1.8х0.7 и 2.3х0.7 показали прирост производительности на 30-80% и снижение энергозатрат на 32-45%. При этом была зафиксирована полная сохранность алмазов-индикаторов.
В апреле-мае 1999 г. была сделана попытка провести сравнительные промышленные испытания каблучковой футеровки на фабрике N8 Ай-хальского ГОКа, которая идеально отвечает условиям испытаний подобного рода, т.к. имеет две мельницы DXL=7.0x2.3 м. При проведении испытаний одна из них была оснащена резиновой каблучковой футеровкой, другая - резиновой стандартной. Из-за конструктивных ошибок не удалось провести длительные сравнительные испытания, т.к. каблучковая футеровка, судя по динамике изменения показателя производительности, полноценно отработала не более суток. Если сразу после запуска и в течение 3-х смен производительность мельницы с каблучковой футеровкой была стабильно выше стандартной на 30-35%, то через сутки она сравнялась, что и побудило остановить мельницу для осмотра, в результате которого выяснилось, что более 80% каблуков (кроме мелких) были срезаны по закладному армирующему диску. Для завершения испытаний было принято решение о поставке плит с крупными каблуками, выполненными из металла. Такая поставка фирмой ТТД была выполнена в марте 2000 года. К сожалению, по производственным причинам на фабрике N8 время испытаний несколько раз переносилось. В последних планах предприятия испытания намечено провести в четвертом квартале 2001 года.
Однако уже сегодня с позиции тех знаний, которые были получены нами в процессе десятилетних испытаний, можно сделать два важных вывода:
1. Применение каблучковой футеровки в мельницах мокрого самоизмельчения обеспечивает повышенную сохранность алмазов.
2. Металлическое исполнение футеровки (имеется в виду только каблучковой) не снижает сохранность алмазов, увеличивает производительность мельницы, снижает энергозатраты и, кроме того, обеспечивает долговременную работу мельницы без остановки на перефутеровку.
В патентной и специальной литературе вопросу влияния параметров разгрузочной решетки на показатели самоизмельчения уделено мало внимания, тогда как, на наш взгляд, ее роль весьма существенна, особенно при переработке кимберлитов. Нижеприведенные факты являются убедительной иллюстрацией к этому:
Одному из авторов пришлось анализировать работу мельницы самоизмельчения DXL=3.66xl.9 корпорации De Beers. Конструкция решетки была смонтирована в ней так, что при размерах ячейки 60х60 мм в разгрузке мельницы практически отсутствовал крупный (+10 мм) класс при его наличии в мельнице в количестве до 40%.
Варьирование расположением и количеством разгрузочных решеток с различными размерами ячеек позволяет получить совершенно отличающиеся друг от друга гранулометрические характеристики (данные испытаний мельниц N1, 3, 6 на фабрике N12, 1980 г.).
При определенных геометрических параметрах ячеек производительность мало зависит от площади "живого сечения", но при этом значительно меняется ситовой .состав разгрузки мельницы (данные исследований на фабрике N7 института Якутнипроалмаз и данные испытаний мельниц на фабрике N12).
Среднее время пребывания алмазов в мельнице на фабрике N3 составило 40 мин. (данные испытания радиоактивных алмазов-индикаторов).
Интенсивный вывод материала через периферический разгрузочный пояс с увеличенными размерами ячеек (до 50 мм) показал значительное снижение сохранности алмазов вопреки ожидаемому повышению. Эти обстоятельства послужили основой к постановке специальных исследований, посвященных работе разгрузочной решетки в первую очередь применительно к кимберлитам.
Наименьшей пропускной способностью обладают круглые отверстия (сектор А) как для класса -2+1, так и для класса -4+2 (исследуемые классы крупности).
Как видно, решетка в основном обеспечена наклонными щелями с шириной 25 мм и отдельными вставками с круглыми отверстиями диаметром 50 мм. Проведенный анализ с учетом вышеизложенных результатов показывает, что наклонные щели, примыкающие к лифтеру по ходу вращения (против часовой стрелки), должны бы обеспечить достаточно активную разгрузку готового продукта. Однако в силу того, что они находятся в "тени" лифтера, их эффективность резко занижена. Вторая часть наклонных щелей также имеет низкую эффективность разгрузки, т.к. их наклон выполнен в противоположную необходимой сторону. Что касается круглых отверстий, то их пропускная способность в отличие от остальных и так самая низкая, а с учетом толщины элемента решетки (порядка 110 мм), вероятность разгрузки алмаза крупностью 45-50 мм будет близка к нулю. В довершение к сказанному заметим, что каждый решетчатый элемент закрыт высокими лифтерами, предохраняющими решетчатую поверхность от крупных кусков, но значительно снижающими пропускную способность.
Как показали исследования, на выход имитаторов-алмазов в значительной степени влияет содержание мелкого класса в мельнице.
При его содержании на уровне 10% около 97% имитаторов разгружается через периферический пояс (уровни 9, 10, II, 12)и только 3% - через уровень 6 (внутренний пояс). Увеличение содержания мелкого класса всего лишь до 30% способствовало выходу имитаторов через внутренний пояс уже на 35%, а при увеличении этого класса до 60% выход через внутренний пояс составил 65%, соответственно при содержании 80-73%. Причем в последних двух случаях через уровни II и 12 не вышло ни одного имитатора.
Эти данные убедительно говорят о том, что:
нельзя работать при разгрузке только через периферический пояс, поскольку содержание мелкого класса в мельнице чаще всего больше 30%, а значит от 30 до 60% алмазов стремятся выйти через внутренний разгрузочный пояс;
нежелательно иметь в мельнице мало мелкого класса, т.к. в этот момент алмазы уходят на другую, близкую к периферии траекторию и попадают на "пяту" мельничной загрузки, где подвергаются ударам кинетически активных кусков руды.
Когда мелкого класса будет достаточно (30-50%), алмазы не смогут попасть на периферию, а будут крутиться внутри мельницы на короткой траектории, среди кинетически пассивных кусков, подвергаясь лишь абразивным воздействиям и при этом имея возможность выйти из мельницы.
На основании изложенного совершенно очевидна конструкция решетки, которая должна отвечать следующим требованиям:
отверстия решетки должны быть щелевыми и располагаться вдоль радиуса;
толщина плиты решетки в районе щели не должна быть больше ширины щели, а длина щели не должна быть меньше 3-х размеров ширины;
ширина щелей должна составлять 1.05-1.1 максимального куска в разгрузке. Например, для разгрузки алмазов крупностью 50 мм ширина щели должна быть не менее 52 мм. При этом количество отверстий на разных уровнях должно быть различным: периферические уровни 11, 12 должны иметь минимум отверстий, тогда как уровни 1-8 максимум;
величина площади "живого сечения" не должна быть критериальной, однако при этом необходимо иметь в виду, что конфигурация и размеры щелей должны отвечать вышеперечисленным условиям. Например, мельница Лебединского ГОКа с размерами DxL=7.0x2.3 м, оснащенная тонкостенной решеткой с площадью "живого сечения" около 1.0 м2 имеет ту же производительность, что и мельница с площадью "живого сечения" 3.0 м2 но с толстостенной решеткой;
прочностные характеристики решетки обеспечиваются замкнуто-балочной конструкцией внутренней поверхности, обращенной в сторону разгрузочной цапфы, и каблучковой конструкцией наружной поверхности, обращенной к загрузочной цапфе.