Резюме:В этой статье представлено углубленное сравнение размольных агрегатов HPGR и SAG, с особым акцентом на энергетическую эффективность, эксплуатационные характеристики, производительность, обслуживание и их влияние на минералоосвобождение.

Дробление является критически важным этапом в переработке минералов. Оно значительно влияет на эффективность и экономику последующих операций, таких как флотация, выщелачивание и гравитационное разделение. Дробильный контур является крупнейшим потребителем энергии в заводе по переработке минералов, часто составляя более 50% от общего потребления энергии на площадке.

Традиционно,полусамоизмельчительные мельницы (SAG)являлись краеугольным камнем первичных измельчительных схем в горнодобывающих операциях по всему миру. Однако с увеличением спроса на энергоэффективные и устойчивые технологии переработки,прессов высокого давления (HPGR)стали жизнеспособной альтернативой или дополнительной технологией.

В этой статье представлен углубленный сравнительный анализ HPGR и SAG мельниц, с особым вниманием к энергоэффективности, эксплуатационным характеристикам, пропускной способности, обслуживанию и их воздействию на минералоосвобождение. Понимание этих различий имеет решающее значение для горных инженеров и операторов заводов, стремящихся оптимизировать измельчительные схемы, снизить эксплуатационные расходы и минимизировать воздействие на окружающую среду.

Semi-Autogenous Grinding (SAG) Mills

Мельницы SAG - это большие вращающиеся цилиндрические сосуды, частично заполненные рудой и небольшой долей стальных измельчающих средств (шариков). Сама руда действует как измельчающее средство, отсюда и термин "полуавтогенные". Механизм измельчения включает удар, трение и абразию, поскольку мельница вращается, переворачивая руду и шарики, чтобы уменьшить размер частиц.

Мельницы SAG широко используются в первичном измельчении благодаря их способности обрабатывать большие объемы и адаптироваться к различным типам руды. За ними обычно следуют шаровые мельницы для более тонкой стадии измельчения.

sag mill

прессов высокого давления (HPGR)

Технология HPGR состоит из двух встречных валов, которые сжимают слой руды под высоким давлением. Интенсивное давление вызывает микро-трещины и межчастичное сжатие, что приводит к уменьшению размера. Валы спроектированы для работы при давлениях, значительно превышающих давления обычных компрессионных дробилок.

HPGR признана за её энергоэффективное измельчение и способность улучшать последующие процессы, производя более равномерное распределение размеров частиц и улучшая освобождение минералов.

hpgr mill

Сравнение энергоэффективности

Энергопотребление является одной из самых значительных статей эксплуатационных расходов в минералообработке. Мелкая переработка может составлять до 50% от общего потребления энергии на заводе. Поэтому выбор самой энергоэффективной технологии имеет решающее значение для экономической и экологической устойчивости.

Использование энергии в SAG-милах

SAG-милы потребляют значительную мощность из-за вращательного движения большого объема руды и измельчающих средств. Энергия передается через ударные и абразивные силы, но значительная часть теряется в виде тепла, шума и вибрации. Кроме того, SAG-милы часто производят широкий диапазон размеров частиц с значительным количеством мелкого материала, что может привести к переработке и потере энергии.

Типичное потребление энергии для SAG-измельчителей варьируется в зависимости от твердости руды, размера подачи и дизайна мельницы, но в целом составляет от 15 до 25 кВтч на тонну переработанной руды.

Энергетическое использование в HPGR

Технология HPGR применяет сжимающие силы, которые вызывают микро-трещины внутри частиц, что требует меньших затрат энергии для достижения желаемого уменьшения размера. Исследования показывают, что HPGR может снизить потребление энергии на 20% до 40% по сравнению с SAG-измельчителями при эквивалентной производительности и размере продукта.

Энергоэффективность HPGR возникает из механизмов селективного разрушения и сниженного переработки. Компактация частиц приводит к более узкому распределению размера частиц, минимизируя образование ультрамелких частиц, которые потребляют дополнительную энергию в последующих процессах.

Распределение размеров частиц и освобождение

Распределение размеров частиц (PSD) и степень минералосовершенствования напрямую влияют на эффективность последующих процессов разделения.

PSD в SAG-милах

SAG-мили, как правило, производят широкий PSD, включая значительную долю мелких и крупных частиц. Наличие чрезмерного количества мелких частиц может усложнить флотацию и выщелачивание, увеличивая потребление реагентов и снижая селективность. Перемалывание также приводит к увеличению энергетических затрат и потенциальным проблемам с обработкой.

PSD в HPGR

HPGR обеспечивает более однородный PSD с меньшим количеством ультратонких частиц. Высокое давление вызывает микротрещины, что увеличивает освобождение минералов без чрезмерного образования мелочи. Это улучшенное освобождение может привести к более высоким коэффициентам извлечения в флотации и других процессах обогащения.

Пропускная способность и емкость

Емкость SAG мельниц

SAG мельницы способны обрабатывать очень большие объемы, часто превышающие 20 000 тонн в день при крупномасштабных операциях. Их прочность и способность обрабатывать широкий спектр типов руды делают их предпочтительным выбором для первичных дробильных циклов.

Однако, SAG мельницы требуют значительных капиталовложений и имеют высокие эксплуатационные расходы из-за потребления энергии и обслуживания.

Мощность HPGR

Установки HPGR также могут обрабатывать высокие скорости переработки и все чаще интегрируются в крупномасштабные дробильные схемы. Они часто используются в сочетании с шаровыми мельницами для оптимизации эффективности измельчения.

Компактный дизайн HPGR и более низкие требования к энергии делают их привлекательными для новых установок и расширения заводов.

Операционные и эксплуатационные соображения

SAG Mills

САГ мельницы имеют множество движущихся частей, включая обшивку и измельчающие элементы, которые требуют регулярной проверки и замены. Процесс обслуживания может быть трудоемким и дорогостоящим, требуя остановок мельницы.

Кроме того, САГ мельницы генерируют значительный шум и вибрацию, что требует надежной структурной поддержки и контроля окружающей среды.

HPGR

HPGR имеют меньше движущихся частей, в основном валы и связанные с ними приводные системы. Хотя валы подвержены износу, особенно при переработке абразивных руд, интервалы обслуживания, как правило, длиннее, и время простоя сокращается.

Операция HPGR требует тщательного контроля размера подачи и последовательного распределения подачи, чтобы избежать неравномерного износа и оптимизировать производительность.

Воздействие на окружающую среду

Энергетическая эффективность HPGR переводится в более низкие выбросы парниковых газов и сокращенный углеродный след по сравнению с SAG-молота. Кроме того, сниженная генерация мелких частиц минимизирует проблемы с пылью и обработкой шлама.

Компактная площадь установки HPGR также снижает использование земель и связанные с этим экологические разрушения.

Как выбрать подходящую мельницу для измельчения?

Оба HPGR и SAG мельницы имеют свои явные преимущества и ограничения. Мельницы SAG остаются проверенной технологией, способной обрабатывать широкий спектр руд и большие требования к пропускной способности. Однако их высокое потребление энергии и требования к обслуживанию представляют собой проблемы в контексте растущих затрат на энергию и целей устойчивого развития.

HPGR предлагает убедительную альтернативу с превосходной энергоэффективностью, улучшенным распределением размеров частиц и улучшенной минерализацией. Его операционная простота и более низкие требования к обслуживанию дополнительно способствуют его привлекательности.

В современном минералопереработке гибридный подход часто дает наилучшие результаты — комбинируя HPGR для начального уменьшения размера с шаровыми мельницами или SAG-мельницами для более тонкой обработки. Эта интеграция оптимизирует использование энергии, пропускную способность и восстановление, соответствуя как экономическим, так и экологическим целям.