Выбор мельниц и компьютерные расчёты схем измельчения. Мельницы с перекатываемой и перемешиваемой средой

УДК 622.733

Выбор мельниц и компьютерные расчёты схем измельчения

Авторы:  ,  ,

Санкт-Петербургский Государственный Горный институт (ТУ)

Процессы измельчения применяются для доведения минерального сырья (и других материалов) до необходимой крупности, требуемого гранулометрического состава или заданной степени раскрытия минералов.

Существует множество конструкций мельниц, различающихся по форме и размерам барабана, типе мелющих тел, специфике применения и другим факторам. При сравнительно крупном помоле ( ~ до 100 мкм) применяются мельницы с вращающимся барабаном и перекатываемой средой. Для тонкого и ультратонкого измельчения используют мельницы с перемешиваемой средой, у которых барабан неподвижен, а перемещение измельчаемого материала и мелющих тел осуществляется за счёт вращения агитаторов различных конструкций. 

Сравнительно новым, но чрезвычайно важным является направление компьютерного моделирования и прогнозирующих и оптимизирующих расчётов схем измельчения с помощью компьютерных пакетов.

I.  МЕЛЬНИЦЫ С ПЕРЕКАТЫВАЕМОЙ СРЕДОЙ

1.1.  Стержневые мельницы

Стержневые мельницы используются для грубого измельчения руд в диапазоне от 80% -2 мм до 80% -0,5 мм. Крупность питания может быть от 80% - 20 мм. до 80% - 4 мм. Стержневые мельницы обычно используются для мокрого измельчения руд.

Рис. 1.1. Стержневая мельница сливного типа

Рис1.2. Стержневая мельница с  разгрузкой на разгрузочном конце барабана

Рис. 1.3. Стержневая мельница с разгрузкой по центру барабана

Для более тонких продуктов, таких как питание шаровой мельницы, применяются стержневые мельницы мокрого помола сливного типа (рис. 1.1). Для более грубых продуктов, когда требуется минимальное количество шламов, применяются стержневые мельницы с разгрузкой по центру барабана (рис. 1.3). Сухое измельчение в стержневых мельницах обычно не рекомендуется. Сухие материалы плохо текучие, вызывают запутывание стержней, приводящее к их разрушению и заклиниванию. Стержневые мельницы сухого помола используются в специальных случаях, таких как измельчение кокса в плавильной промышленности и измельчение цементного клинкера. Стержневые мельницы сухого помола обычно проектируются с периферической разгрузкой  на конце барабана (рис. 1.2), но могут быть и с разгрузкой по центру (рис. 1.3). Исключая случай помола цементного клинкера, стержневые мельницы сухого помола недостаточно эффективно используют энергию и имеют механические проблемы, особенно запутывание стержней.

Стержневые мельницы обычно работают при заполнении мельницы загрузкой от 35% до 40%  объёма. Стержневая загрузка может достигать 45%. Пределы уровня загрузки таковы: поддержание загрузочной цапфы открытой настолько, чтобы питание свободно проходило внутрь мельницы и поддержание стержневой загрузки настолько низкой, чтобы стержни не работали у края разгрузочной цапфы, где они могут заостряться и вызывать запутывание.

Рис.1.4. Многокамерная мельница со стержневым и шаровым (стержневым и галечным) отделениями

При мокром стержневом измельчении неабразивного материала для подготовки питания шаровой мельницы мокрого помола в открытом цикле  и когда стержневая и шаровая мельницы имеют одинаковый диаметр целесообразно иметь не две а одну мельницу с двумя отделениями. Стержневое отделение двухкамерной стержневой-шаровой мельницы (рис.1.4), является таким же, как на стержневой мельнице сливного типа. Такие мельницы используются для мокрого помола цемента и боксита.

Расчеты относительно отделения стержневого помола точно такие же, как и для отдельной стержневой мельницы. Двухкамерные стержневые-шаровые мельницы необходимо загружать стержнями через питающий конец стержневого отделения. Это делает более трудной проблему загрузки стержней для стержневого отделения, чем для отдельной стержневой мельницы. Интервалы времени между порциями подачи свежих стержней больше, чем для отдельных стержневых мельниц. Некоторая дополнительная мощность требуется стержневому отделению для компенсации потерь мощности на износ стержневой загрузки.

1.2.  Шаровые мельницы

В шаровых мельницах в качестве мелющих тел используются металлические тела в виде сфер, конусов или цилиндров. Материалом шаров часто выступает чугунное или стальное литьё, либо кованая сталь.

Рис.1.5 показывает поперечное сечение шаровой мельницы сливного типа