7.3 Скоростные режимы мельниц
Критический режим
При очень большой скорости вращения барабана мельницы шары под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности барабана и вращаются вместе с ним (рис. 7.6).
Рис. 7.6 Критический режим вращения
В этом случае шары первого слоя работают как футеровка и не производят дробления руды. Такая скорость называется критической. Определяется по формуле:
где n – частота вращения мельницы (число оборотов мельницы в мин.);
D – диаметр барабана мельницы, м
Для того, чтобы шары первого слоя производили дробление, необходимо, чтобы скорость вращения барабана мельницы была меньше критической. Наивыгоднейшая скорость шаровой мельницы 75-88% nкр. или:
При водопадном режиме нагрузка поднимается по круговым траекториям на большую высоту и падает водопадом по параболическим траекториям, нанося удар по руде находящейся на круговых траекториях (рис. 7.7). Измельчение руды происходит главным образом ударом измельчающей среды и частично истиранием. Водопадный режим широко применяется при I стадии шарового измельчения (первичное самоизмельчение).
Рис. 7.7 Водопадный режим вращения
При небольшой скорости вращения мельницы шары будут скатываться вниз, не поднимаясь вверх. При этом они одновременно будут вращаться вокруг своей оси, между шарами и внутренней поверхностью мельницы будет происходить истирание руды (рис. 7.8).
Каскадный режим применяется в стержневых мельницах и в шаровых, стержневых мельницах II стадии.
Рис. 7.8 Каскадный режим вращения
7.4 Технология измельчения
Существуют открытые и замкнутые циклы измельчения.
При открытом цикле измельчения (рис. 7.9) измельчаемый материал проходит через мельницу один раз, и измельченный продукт получается сравнительно крупный (до 2-3 мм).
Рис. 7.9 Открытый цикл
Обычно для этой цели применяются стержневые мельницы, которые при этом работают эффективно и обеспечивают высокую производительность. Продукты измельчения стержневых мельниц работающих в открытом цикле, могут направляться на гравитационное и магнитное обогащение.
При замкнутом цикле измельчения (рис. 7.10), измельчаемый материал из мельницы поступает в классификатор, который делит его на слив и пески. Слив поступает на обогащение, а пески возвращаются в мельницу для доизмельчения. Измельчаемый материал проходит через мельницу многократно, до тех пор, пока не достигнет крупности зерен, разгружаемых в слив.
Рис. 7.10 Замкнутый цикл
При установившемся режиме замкнутого цикла весовое количество оборотных песков стабилизируется и называется циркулирующей нагрузкой (рис. 7.11).
Рис. 7.11 Циркулирующая нагрузка
Установлено, что сравнительно небольшие циркулирующие нагрузки (до 400 %) заметно повышают производительность мельниц. Увеличение скорости прохождения материала через мельницу при увеличении циркулирующей нагрузки способствует повышению эффективности работы измельчающих тел и предопределяет меньшее переизмельчение материала, что в свою очередь вызывает увеличение производительности мельниц.
Обычно задают циркулирующую нагрузку равную 200-250 %, свыше 400 % нецелесообразно.
Чрезмерно большие циркулирующие нагрузки приводят к уменьшению производительности вследствие переполнения мельницы пульпой.
Таким образом, циркулирующая нагрузка замкнутого цикла измельчения – это отношение массы песков, возвращаемых в мельницу к массе исходной руды, поступающей в мельницу, т.е.
где C – циркулирующая нагрузка, %;
S – масса песков, т;
Q – количество свежей руды, поступающей в мельницу, т.
Циркулирующую нагрузку можно определить по ситовым анализам продуктов измельчения и классификации или по их плотности.
где α – содержание класса -0,074 мм в сливе мельницы;
β – содержание класса -0,074 мм в сливе классификатора;
υ – содержание класса -0,074 мм в песках классификатора.
Например, | α = 28 %, β = 60 %, υ = 20 %
где R – отношение Ж : Т в сливе мельницы;
R1 – отношение Ж : Т в песках классификатора;
R2 – отношение Ж : Т в сливе классификатора.