概要:この記事では、エネルギー効率、運転特性、生産能力、メンテナンス、および鉱物解放への影響に特に焦点を当てて、HPGRとSAGミルの詳細な比較を提供します。

粉砕は鉱物処理における重要なステップです。それはフローテーション、浸出、重力選別などの下流の操作の効率と経済性に大きな影響を与えます。粉砕回路は鉱物処理プラントで最大のエネルギー消費者であり、しばしばサイト全体のエネルギー消費の50%以上を占めています。

従来、セミ自動粉砕(SAG)ミルは、世界中の鉱業操作における一次粉砕回路の基盤となってきました。しかし、エネルギー効率の良い持続可能な処理技術の需要が高まる中、高圧粉砕ロール(HPGR)は、実現可能な代替技術または補完技術として浮上してきました。

この記事では、HPGRとSAGミルの詳細な比較を提供し、特にエネルギー効率、運用特性、スループット、メンテナンス、および鉱物開放への影響に焦点を当てています。これらの違いを理解することは、粉砕回路を最適化し、運用コストを削減し、環境への影響を最小限に抑えようとする鉱業エンジニアやプラントオペレーターにとって必須です。

Semi-Autogenous Grinding (SAG) Mills

SAGミルは、大きな回転する円筒形の容器で、鉱石と少量の鋼製の粉砕媒体(ボール)で部分的に満たされています。鉱石自体が粉砕媒体として機能するため、「セミ自動」と呼ばれています。粉砕メカニズムは、ミルが回転する際に鉱石とボールが転がり、粒子サイズを減少させる衝撃、摩耗、擦り減らしを含みます。

SAGミルは、大量のトン数を処理し、さまざまな鉱石タイプに対応できる能力から、一次粉砕に広く使用されています。通常、より細かい粉砕段階のためにボールミルが続きます。

sag mill

高圧粉砕ロール(HPGR)

HPGR技術は、高圧下で鉱石層を圧縮する2つの対回転ロールで構成されています。強い圧力が微細な亀裂を引き起こし、粒子間の圧縮を促進し、サイズの縮小をもたらします。ロールは、従来の圧縮破砕機よりもかなり高い圧力で作動するように設計されています。

HPGRは、エネルギー効率の良い粉砕と、より均一な粒度分布を生成し、鉱物の解放を促進することによって下流プロセスを改善する能力で評価されています。

hpgr mill

エネルギー効率比較

エネルギー消費は鉱物処理における最も重要な運営コストの一つです。粉砕はプラントの総エネルギー使用量の最大50%を占める可能性があります。したがって、最もエネルギー効率の良い技術の選択は、経済的および環境的持続可能性にとって重要です。

SAGミルにおけるエネルギー使用

SAGミルは、大量の鉱石と粉砕媒体の転動運動のために considerable power を消費します。エネルギーは衝撃力と摩耗力を通じて供給されますが、かなりの部分が熱、騒音、振動として失われます。さらに、SAGミルはしばしば広い粒度分布を生じさせ、多くの微粉を含むことがあり、これが過剰粉砕とエネルギーの無駄につながることがあります。

典型的なSAGミルのエネルギー消費量は、鉱石の硬度、供給サイズ、ミルの設計によって異なりますが、一般的には処理された鉱石1トンあたり15から25 kWhの範囲です。

HPGRにおけるエネルギー使用

HPGR技術は、粒子内に微細亀裂を誘発する圧縮力を適用し、所定のサイズ縮小を達成するために必要なエネルギーを減少させます。研究によると、HPGRは同等のスループットと製品サイズに対して、SAGミルと比較してエネルギー消費を20%から40%削減できることが示されています。

HPGRのエネルギー効率は、選択的破砕メカニズムと過剰粉砕の減少から生じます。粒子間圧縮は、粒子サイズ分布を狭くし、追加のエネルギーを消費する超微細粒子の生成を最小限に抑えます。

粒子サイズ分布と解放

粒子サイズ分布(PSD)と鉱物解放の程度は、後の分離プロセスの効率に直接影響を与えます。

SAGミルにおけるPSD

SAGミルは、微細粒子と粗粒子の重要な割合を含む広範なPSDを生成する傾向があります。過剰な微細粒子の存在は、試薬消費を増加させ、選択性を低下させることで浮選と浸出を複雑にする可能性があります。過剰粉砕は、エネルギーコストの増加や潜在的な取り扱い問題にもつながります。

PSD in HPGR

HPGRは、超微細粒子が少ないより均一なPSDを生成します。高圧は微小破砕を引き起こし、過剰な微細粒子の生成なしに鉱物解放を促進します。この改善された解放は、浮選やその他の鉱物選別プロセスでの回収率の向上につながる可能性があります。

スループットと能力

SAGミルの能力

SAGミルは、非常に大きなスループット率を処理する能力があり、大規模な操作では通常1日あたり20,000トンを超えることがあります。その堅牢性と幅広い鉱石タイプを処理する能力により、一次粉砕回路のための好ましい選択肢となります。

しかし、SAGミルは significantな資本投資を必要とし、エネルギー消費とメンテナンスによって高い運営コストがあります。

HPGRの容量

HPGRユニットは高いスループット率を処理することができ、大規模な粉砕回路に統合されることが増えています。これらはしばしばボールミルと組み合わせて使用され、粉砕効率を最適化します。

HPGRのコンパクトなデザインと低エネルギー要求は、新しい設置や工場の拡張にとって魅力的です。

運用およびメンテナンスの考慮事項

SAG Mills

SAGミルにはライナーや粉砕媒体を含む多くの可動部品があり、定期的な点検と交換が必要です。メンテナンスプロセスは時間がかかり、コストも高く、ミルのシャットダウンを伴うことがあります。

さらに、SAGミルは大きな騒音と振動を生成し、強固な構造的支持と環境管理が必要です。

HPGR

HPGRは可動部品が少なく、主にロールと関連する駆動システムがあります。ロールは摩耗の影響を受けやすいですが、特に研磨性鉱石を処理する際には、メンテナンスの間隔は一般的に長く、ダウンタイムは短縮されます。

HPGRの運転は、均一な摩耗を避け、パフォーマンスを最適化するために、注意深いフィードサイズの制御と一貫したフィード分配を必要とします。

環境への影響

HPGRのエネルギー効率は、SAGミルと比較して、温室効果ガスの排出量とカーボンフットプリントを低減します。さらに、微粉の生成が減少することで、粉塵やスラリー処理の問題が最小限に抑えられます。

HPGRユニットのコンパクトなフットプリントは、土地の使用とそれに伴う環境への影響をも減少させます。

適切なグラインディングミルの選び方は?

両方のHPGRとSAGミルは、それぞれ独自の利点と制限があります。SAGミルは、幅広い鉱石と大規模なスループット要件を処理できる実証済みの技術のままです。しかし、その高いエネルギー消費とメンテナンスの要求は、エネルギーコストの上昇と持続可能性目標の文脈において課題をもたらします。

HPGRは、優れたエネルギー効率、改善された粒子サイズ分布、強化された鉱物解放を持つ魅力的な代替案を提供します。その運用のシンプルさと低いメンテナンス要件は、さらにその魅力を高めています。

現代の鉱物処理において、ハイブリッドアプローチはしばしば最良の結果をもたらします—初期のサイズ削減にはHPGRを、より細かい粉砕段階にはボールミルまたはSAGミルを組み合わせることです。この統合は、エネルギーの使用、処理能力、回収率を最適化し、経済的および環境的な目標に沿っています。