การแยกวัสดุที่มีความหนาแน่นต่างกันในเครื่องบดเงินมีผลอย่างไร?

หากคุณเคยยืนอยู่ข้างโรงบด Ag ในระหว่างการทำงาน คุณอาจสังเกตเห็นวิธีที่วัสดุเคลื่อนที่ภายในกระบอกสูบหมุนขนาดใหญ่นั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการที่ความหนาแน่นต่างกันจะแยกออกจากกันราวกับว่าพวกมันมีความคิดเป็นของตัวเอง ในฐานะคนที่จัดหาชิ้นส่วนโรงบด Ag มานานกว่าทศวรรษ ฉันถูกถามคำถามนี้ตลอดเวลา: เหตุใดของที่เบาและหนักจึงแยกออกจากกันภายในเครื่องจักรเหล่านี้ และการแยกดังกล่าวทำงานอย่างไรในการแปรรูปแร่เงินจริง ๆ มาแจกแจงรายละเอียดนี้โดยไม่มีศัพท์เฉพาะทั้งหมด เพื่อที่คุณจะได้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นและมีความสำคัญต่อการดำเนินงานของคุณอย่างไร

ก่อนอื่นมาจัดฉากกันก่อน เมื่อคุณป้อนวัสดุลงในโรงบด Ag คุณไม่เพียงแค่เทหินสุ่มลงไปที่นั่นเท่านั้น คุณยังได้รับแร่เงิน (ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความหนาแน่นประมาณ 2.6–3.0 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) แร่ธาตุควอตซ์หรือแร่ Gangue (เบากว่าประมาณ 2.5–2.7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร แม้ว่าบางครั้งซัลไฟด์หนาแน่นก็สามารถผสมเข้าไปได้) และสื่อการบด—โดยปกติจะเป็นลูกเหล็กซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าแร่ใดๆ (7.8 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) ส่วนผสมนั้นจะถูกดึงเข้าไปในโรงสีโดยใช้หัวป้อนสำหรับโรงบด ซึ่งเป็นส่วนที่คุณจะคุ้นเคยหากคุณเคยเพิ่มขนาดโรงสี หัวป้อนได้รับการออกแบบให้เคลื่อนย้ายวัสดุเข้าไปในโรงสีได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้องสำรอง ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญเนื่องจากการป้อนสำรองจะยุ่งกับการแยกตัวภายใน

ตัวโรงสีทำงานบนสองส่วนที่สำคัญ ได้แก่ THRUST ROLLER และ Bearing Base ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้กระบอกสูบหนักนั้นหมุนได้เท่าๆ กัน หากไม่มีลูกกลิ้งที่จัดตำแหน่งอย่างเหมาะสมและฐานลูกปืนที่มั่นคง โรงสีอาจโยกเยกได้ ซึ่งจะทำให้การเรียงซ้อนและการยกวัสดุหลุดออกไป ทำให้การแยกมีประสิทธิภาพน้อยลง ฉันเคยเห็นโรงสีที่มีลูกกลิ้งแทงไม่ตรงที่ด้านหนึ่งจะมีกองลูกบอลเหล็กและมีแถบบางๆ อยู่อีกด้านหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าคุณจะไม่บดแร่ให้เท่าๆ กันและสิ้นเปลืองพลังงาน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการตรวจสอบชิ้นส่วนเหล่านี้จึงไม่สามารถต่อรองได้เพื่อการแยกชิ้นส่วนที่สม่ำเสมอ

ตอนนี้ผลการแยกที่เกิดขึ้นจริง ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยแรงเหวี่ยงและแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงสองแรงที่ต่อสู้และทำงานร่วมกันในขณะที่โรงสีหมุน เมื่อโรงสีหมุนด้วยความเร็วที่เหมาะสม (โดยปกติคือ 65–75% ของความเร็ววิกฤติ—ความเร็ววิกฤติคือจุดที่แรงเหวี่ยงเหวี่ยงตรึงวัสดุทั้งหมดเข้ากับผนัง) ทุกอย่างจะถูกยกขึ้นในม่าน ของหนักเหรอ? ต้องออกแรงยึดกับผนังมากขึ้น จึงยกได้ไม่สูงเท่าวัสดุที่เบากว่า เดี๋ยว มาทดสอบตรรกะกันก่อน: ลูกบอลเหล็กมีความหนาแน่นสูง ดังนั้นพวกมันจึงเริ่มเลื่อนลงไปตามผนังก่อนที่จะมีรางเบา แร่เงินซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า gangue แต่มีความหนาแน่นน้อยกว่าลูกเหล็ก ตกอยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่างนั้น นั่นคือชั้นแรกของการแยกตรงนั้น โดยความหนาแน่น โดยมีลูกบอลเหล็กอยู่ที่ด้านล่างของน้ำตก ตามด้วยแร่ Ag แล้วก็ gangue

แต่จะซับซ้อนมากขึ้นเมื่อวัสดุกระทบปลายประจุ (ซึ่งวัสดุที่ตกลงมาชนกลับไปที่ฐานของโรงสี) เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น อนุภาคหนักจะจมเร็วขึ้นผ่านช่องว่างระหว่างกลางระหว่างตัวกลางบดกับอนุภาคที่เบากว่า ลองคิดดูว่ามันเหมือนกับเขย่าขวดถั่วผสม: ถั่วลิสง (สีอ่อน) อยู่ด้านบน อัลมอนด์ (ขนาดกลาง) อยู่ตรงกลาง และพีแคน (หนัก) จมลงไปที่ด้านล่าง ความคิดเดียวกันที่นี่ ข้อแตกต่างที่สำคัญคือในโรงบด นี่ไม่ใช่ขวดที่อยู่นิ่ง ประจุนี้จะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เรียงซ้อน และถูกยกขึ้น ดังนั้นการแยกจึงเกิดขึ้นเป็นวง

เดี๋ยวก่อน แต่ทำไมเรื่องนี้ถึงสำคัญกับแร่ Ag โดยเฉพาะ? มักพบเงินในแร่ธาตุซัลไฟด์ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า gangue ที่ไม่มีซัลไฟด์เล็กน้อย ดังนั้นการแยกออกจะช่วยให้คุณไม่บดของเสียที่เบากว่าจนเกินไป การบดมากเกินไปจะสิ้นเปลืองพลังงานและทำให้การประมวลผลขั้นปลายน้ำ (เช่น การลอยอยู่ในน้ำ) มีประสิทธิภาพน้อยลง เนื่องจากการบดละเอียดจะเข้าไปผสมกับอนุภาคเงินของคุณ ยิ่งการแยกส่วนภายในโรงสีดีขึ้น ขนาดอนุภาคของคุณก็จะสม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อออกมา ซึ่งจะช่วยประหยัดเงินและเพิ่มอัตราการฟื้นตัว

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือขนาดของสื่อการเจียร หากคุณใช้ลูกเหล็กที่มีขนาดเล็กเกินไป มันจะไม่สามารถยกแร่ Ag ที่มีความหนาแน่นสูงเพียงพอได้ ดังนั้นแร่จะยังคงปะปนอยู่กับเนื้อบางเบา หากคุณใช้ลูกบอลที่ใหญ่เกินไป มันอาจทำให้แร่ละเอียดเกินไป ในขณะที่เนื้อหนังยังคงเป็นก้อน ฉันได้ให้ลูกค้าเปลี่ยนจากลูกบอลขนาด 3 นิ้วเป็น 4 นิ้วสำหรับโรงสี Ag ของพวกเขา และทันใดนั้นพวกเขาก็พบว่าการฟื้นตัวของแร่เงินเพิ่มขึ้น 12% ทั้งหมดนี้เป็นเพราะลูกบอลที่ใหญ่กว่าสามารถยกแร่หนักได้อย่างเหมาะสม ซึ่งนำไปสู่การแยกแร่ที่สะอาดยิ่งขึ้น นั่นเป็นตัวอย่างที่แท้จริงของการที่เอฟเฟกต์การแยกไม่ได้เป็นเพียงการเล่นโวหารทางฟิสิกส์เท่านั้น เป็นสิ่งที่คุณสามารถปรับแต่งด้วยส่วนและการตั้งค่าที่ถูกต้อง

อย่าลืม Mill Shell Shipping and Machining และ Ball Mill Trunnion ซึ่งเป็นสองส่วนที่ส่งผลต่อการไหลภายในของโรงสี แผ่นรองด้านในของ Mill Shell—ไม่ เดี๋ยวก่อน จริงๆ แล้วการตัดเฉือนพื้นผิวด้านในของเปลือกหอย และรองแหนบที่เชื่อมต่อโรงสีกับการป้อนและระบาย จะควบคุมการเคลื่อนที่ของวัสดุ หากไม่ได้ตัดเฉือนรองแหนบอย่างถูกต้อง วัสดุอาจติดอยู่ ทำให้เกิดจุดตายซึ่งไม่สามารถแยกตัวได้ การบุของ Mill Shell (ส่วนอื่นที่เกี่ยวข้องกัน แม้ว่าเราจะไม่มีจุดเชื่อมต่อก็ตาม) ก็ส่งผลต่อการเสียดสีระหว่างวัสดุและเปลือกด้วย - ไลเนอร์ที่เรียบกว่าหมายถึงการเลื่อนของวัสดุมากขึ้น ไลเนอร์ที่หยาบกว่าหมายถึงการยกที่มากขึ้น ทั้งสองสิ่งนี้เปลี่ยนแปลงปริมาณการเคลื่อนที่ของชั้นความหนาแน่นแต่ละชั้น ดังนั้นพวกมันจึงส่งผลกระทบโดยตรงต่อการแยกตัว

เดี๋ยว เราจะมาพูดถึงความเข้าใจผิดที่พบบ่อยกัน: ผู้คนคิดว่าการแยกสารในโรงบดนั้นสมบูรณ์แบบ เช่นเดียวกับเครื่องหมุนเหวี่ยง ไม่มันไม่ใช่ เป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องและมีพลวัตซึ่งอยู่ระหว่างดำเนินการอยู่เสมอ มีการผสมอยู่บ้าง แต่เป้าหมายคือลดการผสมให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อให้คุณได้ผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน สำหรับการประมวลผล Ag นั้นมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากเงินมักมีความเข้มข้นต่ำ (เพียงไม่กี่ออนซ์ต่อตันแร่) ดังนั้นการสูญเสียใดๆ จากการบดมากเกินไปหรือผสม gangue จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ฉันเคยทำงานกับเหมืองที่ต้องดิ้นรนกับการฟื้นคืน Ag ในระดับต่ำ และเมื่อเราดูที่โรงสีของพวกเขา เราพบบางสิ่งที่รบกวนการแยกออกจากกัน ประการแรก หัวป้อนอาหารอุดตัน วัสดุจึงเข้ามาไม่สม่ำเสมอ บางส่วนของโรงสีมีแร่มากเกินไป ส่วนอื่นๆ น้อยเกินไป ชั้นจึงผสมกัน จากนั้น THRUST ROLLER ของพวกเขาก็สึกหรอ ดังนั้นโรงสีจึงโยกเยก ซึ่งเอียงประจุ ทำให้ลูกบอลเหล็กหนาทึบเลื่อนไปด้านหนึ่ง หลังจากเปลี่ยนชิ้นส่วนเหล่านั้นและปรับความเร็ว การแยกส่วนก็ดีขึ้น และการฟื้นตัวก็เพิ่มขึ้น 9% นั่นคือผลกระทบในโลกแห่งความเป็นจริงในการทำสิ่งนี้ให้ถูกต้อง

อีกมุมหนึ่ง: เมื่อโรงสีปล่อยวัสดุ มันจะผ่าน Ball Mill Trunnion อีกด้านหนึ่งใช่ไหม? การออกแบบของรองแหนบจะควบคุมวิธีการออกจากวัสดุ หากรองแหนบมีขนาดไม่ถูกต้อง อนุภาคละเอียดอาจถูกพากลับเข้าไปในโรงสี ในขณะที่อนุภาคหยาบจะติดอยู่ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้รบกวนความสมดุลของความหนาแน่นภายใน ดังนั้นแม้ว่าการแยกจะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ภายในตัวรองแหนบที่ไม่ดีก็สามารถยกเลิกงานทั้งหมดได้

กลับมาที่ฟิสิกส์เพื่อให้แน่ใจว่าเราแม่นยำ พลังสำคัญสองประการที่มีบทบาท: การตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงและการจำแนกประเภทแรงเหวี่ยง การตกตะกอนของแรงโน้มถ่วงคือการที่อนุภาคหนักตกลงผ่านของไหลเร็วกว่าอนุภาคที่เบา การจำแนกประเภทของแรงเหวี่ยงคือจุดที่การหมุนของโรงสีทำให้เกิดแรงผลักอนุภาคออกไปด้านนอก และอนุภาคที่หนักกว่านั้นต้องการแรงมากขึ้นเพื่อให้คงอยู่ในส่วนด้านในของประจุ ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนเข้าด้านใน เดี๋ยวก่อน นั่นคือสาเหตุที่ลูกบอลเหล็กอยู่ด้านล่าง (ด้านใน) และแกนอยู่ด้านบน (ด้านนอก) พวกมันถูกผลักออกไปด้านนอก แต่ของหนักไม่สามารถไปได้ไกล ดังนั้นมันจึงยังคงอยู่ตรงกลาง นั่นเป็นวิธีที่ง่ายกว่าในการอธิบาย โดยไม่มีสมการที่ซับซ้อน

แล้วเมื่อคุณเติมน้ำล่ะ? ความหนาแน่นของเยื่อกระดาษยังส่งผลต่อการแยกตัวด้วย หากเยื่อกระดาษหนาเกินไป (มีของแข็งสูง) อนุภาคจะไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านกันได้ง่าย ดังนั้นการแยกตัวจะแย่ลง ถ้ามันบางเกินไป (ของแข็งต่ำ) วัสดุอาจยกสูงเกินไป และชั้นต่างๆ จะปะปนกัน สำหรับแร่ Ag โรงงานส่วนใหญ่จะใช้ของแข็ง 65–75% ซึ่งเป็นจุดที่เหมาะสมในการตกตะกอนและการแยกตัวที่ดี ฉันบอกให้ลูกค้าทดสอบความหนาแน่นของเยื่อกระดาษทุกสัปดาห์ เพราะการเปลี่ยนแปลงเพียง 5% ก็สามารถขจัดการแยกออกจากกันได้

ตอนนี้ เหตุใดเรื่องนี้จึงสำคัญสำหรับคุณ ผู้ปฏิบัติงานหรือผู้จัดการโรงงาน? เรามาลองคำนวณกัน: หากโรงสีของคุณแยกส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณจะมีขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอมากขึ้น การบดมากเกินไปน้อยลง การใช้พลังงานน้อยลง และการกู้คืน Ag ที่สูงขึ้น สำหรับเหมืองที่แปรรูปแร่ 10,000 ตันต่อวัน การกู้คืนที่เพิ่มขึ้น 5% ก็คือแร่ที่ได้รับการประมวลผลพิเศษ 500 ตัน ซึ่งที่ 1 ออนซ์ของ Ag ต่อตันจะเท่ากับเงิน 500 ออนซ์ ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 100,000 ดอลลาร์ ณ ราคาปัจจุบัน นั่นไม่ใช่การเปลี่ยนกระเป๋า นั่นคือเงินสดในกระเป๋าของคุณจากการได้รับเอฟเฟกต์การแยกที่ถูกต้อง

ฉันเคยเห็นผู้ปฏิบัติงานจำนวนมากเกินไปที่เพิกเฉยต่อชิ้นส่วนเล็กๆ เช่น การตรวจสอบหัวฟีดเพื่อหาสิ่งอุดตัน หรือลูกกลิ้งแรงขับเพื่อดูการสึกหรอ และสงสัยว่าเหตุใดโรงสีของพวกเขาจึงไม่ทำงาน การแยกจากกันไม่ได้เกิดขึ้นเพียงตัวเดียวเท่านั้น มันขึ้นอยู่กับทุกส่วนทำงานร่วมกัน ฐานลูกปืนช่วยรักษาระดับของโรงสี Ball Mill Trunnion ควบคุมการไหลเข้า/ออก การตัดเฉือนของ Mill Shell ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการหมุนที่ราบรื่น และ Feed Head จะป้อนวัสดุได้อย่างถูกต้อง ชิ้นส่วนทั้งหมดเหล่านี้มีบทบาทในการแยกแร่เงินที่มีความหนาแน่นออกจากแร่ที่เบากว่าได้ดีเพียงใด

เดี๋ยวก่อน เรามาพูดถึงข้อผิดพลาดทั่วไปที่ฉันเห็นกันดีกว่า คนหนึ่งทำงานโรงสีเร็วเกินไป หากคุณใช้ความเร็ววิกฤตมากกว่า 75% แรงเหวี่ยงจะแรงมากจนวัสดุทั้งหมดถูกตรึงไว้กับเปลือก ไม่มีการเรียงซ้อน ไม่มีการตก หรือการแยกออกจากกัน สิ่งที่คุณทำคือบดวัสดุด้วยการกระแทก ไม่ใช่การขัดสี ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและอาจทำให้เกิดการบดมากเกินไป ข้อผิดพลาดอีกประการหนึ่งคือการใช้ลูกบอลขนาดผิดสำหรับแร่ หากแร่ของคุณมีความหนาแน่นปานกลางเป็นส่วนใหญ่ คุณไม่จำเป็นต้องมีลูกบอลขนาด 5 นิ้วทั้งหมด เพราะลูกบอลขนาดเล็กจะช่วยยกแร่และสร้างชั้นที่ดีขึ้นได้ดีกว่า

อีกประเด็นหนึ่ง: การแยกไม่ใช่แค่ความหนาแน่นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดด้วย แม้ว่าอนุภาคสองตัวจะมีความหนาแน่นเท่ากัน แต่อนุภาคที่ใหญ่กว่าจะจมเร็วกว่าอนุภาคที่เล็กกว่า ดังนั้นในแร่ Ag ของคุณ ซัลไฟด์ชิ้นใหญ่จะจมได้เร็วกว่าซัลไฟด์ชิ้นเดียวกันชิ้นเล็กๆ นั่นเป็นเหตุผลที่คุณได้รับการผสมผสานระหว่างการแยกขนาดและความหนาแน่น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวัสดุทางออกจึงมีหลากหลายขนาดที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ ความสม่ำเสมอนั้นเป็นกุญแจสำคัญสำหรับกระบวนการปลายน้ำ เช่น การชะล้างหรือการลอยตัว ซึ่งขนาดอนุภาคส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในการสกัดแร่เงิน

ฉันขอสรุปสิ่งนี้ด้วยบางสิ่งที่ใช้งานได้จริง หากคุณสังเกตเห็นว่าการคืนสภาพ Ag ของคุณลดลง หรือโรงสีของคุณใช้พลังงานมากกว่าที่ควรจะเป็น ให้ตรวจสอบพื้นฐานก่อน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหัวฟีดไม่อุดตัน ลูกกลิ้งแรงขับและฐานแบริ่งอยู่ในสภาพดี Mill Shell กำลังตัดเฉือนอย่างถูกต้อง (ไม่มีการบิดงอที่จะทำให้เกิดการโยกเยก) และ Ball Mill Trunnion มีขนาดสำหรับน้ำหนักบรรทุกของคุณ จากนั้น ตรวจสอบความหนาแน่นของเยื่อกระดาษ ขนาดลูกบอล และความเร็วการบด การปรับเปลี่ยนเล็กๆ น้อยๆ ที่นี่สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในเอฟเฟกต์การแยก และส่งผลถึงผลกำไรของคุณด้วย

ฉันอยู่ในเกมนี้มานานพอที่จะรู้ว่าการแยกในโรงบด Ag ไม่ใช่กล่องดำ แต่เป็นการผสมผสานระหว่างฟิสิกส์ ชิ้นส่วนที่เหมาะสม และการทำงานที่ชาญฉลาด หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับวิธีปรับแต่งโรงสีเพื่อการแยกสารที่ดีขึ้น หรือหากคุณต้องการเปลี่ยนชิ้นส่วน เช่น THRUST ROLLER หรือหัวป้อนสำหรับโรงเจียร อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราได้จัดหาชิ้นส่วนให้กับเหมืองหลายร้อยแห่งที่ได้รับการปรับปรุงอย่างแท้จริงในด้านการกู้คืนและประสิทธิภาพโดยการทำให้ถูกต้อง ไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด แต่เป็นวิทยาศาสตร์ที่จะได้ผลเมื่อคุณใช้อย่างถูกต้อง

อ้างอิง

1. พินัยกรรม บริติชแอร์เวย์ และเนเปียร์-มันน์ ทีเจ (2549) เทคโนโลยีการประมวลผลแร่พินัยกรรม (ฉบับที่ 7) บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนอมันน์.
2. มอร์เรลล์, เอส. (2008) การดึงกำลังของโรงสีไม้ลอยสำหรับการจำลองวงจรการเจียร วิศวกรรมเหมืองแร่, 21(14), 1018–1027
3. ออสติน, แอลจี, คลิมเปล, RR, และลัคกี้, PT (1984) วิศวกรรมกระบวนการลดขนาด: การกัดลูกบอล สมาคมวิศวกรเหมืองแร่แห่ง AIME
4. Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD, & Kojovic, T. (1996) วงจรการสับเปลี่ยนแร่ธาตุ: การทำงานและการเพิ่มประสิทธิภาพ ศูนย์วิจัยแร่ Julius Kruttschnitt