Резюме：Ця стаття надає глибоке порівняння HPGR та SAG млинів, з особливим акцентом на енергетичну ефективність, експлуатаційні характеристики, пропускну здатність, технічне обслуговування та їхній вплив на звільнення мінералів.

Подрібнення є критично важливим етапом у процесах обробки мінералів. Воно суттєво впливає на ефективність та економіку подальших операцій, таких як флотація, вилуговування та гравітаційне відділення. Подрібнювальний контур є найбільшим споживачем енергії на заводі з обробки мінералів, часто складаючи більше ніж 50% загального споживання енергії на майданчику.

Традиційно,напівавтогенні млини (SAG)були основою первинних млинних схем на гірничих підприємствах у всьому світі. Однак, зростаючи попит на енергозберігаючі та сталий технології обробки,млини високого тиску (HPGR)стали життєздатною альтернативою або доповнюючою технологією.

Ця стаття надає глибоке порівняння HPGR та SAG млинів, з особливим акцентом на енергоефективність, експлуатаційні характеристики, пропускну здатність, обслуговування та їхній вплив на звільнення мінералів. Розуміння цих відмінностей є суттєвим для інженерів-гільдистів та операторів заводів, які прагнуть оптимізувати млинні схеми, зменшити експлуатаційні витрати та мінімізувати екологічний слід.

Semi-Autogenous Grinding (SAG) Mills

SAG млини - це великі, обертові циліндричні ємності, частково заповнені рудою та невеликою часткою сталевих млинів (кулями). Сама руда діє як млин, тому термін "напівавтогенний". Механізм подрібнення включає удар, тертя та абразію, оскільки млин обертається, перекидаючи руду та кулі для зменшення розміру часток.

SAG млини широко використовуються в первинному подрібненні завдяки їх здатності обробляти великі тоннажі та адаптуватися до різноманітних типів руди. Зазвичай за ними слідують кульові млини для більш тонких стадій подрібнення.

sag mill

млини високого тиску (HPGR)

HPGR technology consists of two counter-rotating rolls that compress the ore bed under high pressure. The intense pressure causes micro-fractures and inter-particle compression, leading to size reduction. The rolls are designed to operate at pressures significantly higher than conventional compression crushers.

HPGR is recognized for its energy-efficient grinding and ability to improve downstream processes by producing a more uniform particle size distribution and enhancing mineral liberation.

hpgr mill

Енергетична ефективність: Порівняння

Споживання енергії є одним з найзначніших експлуатаційних витрат у переробці корисних копалин. Подрібнення може становити до 50% загального споживання енергії підприємства. Отже, вибір найбільш енергоефективної технології є вирішальним для економічної та екологічної стійкості.

Використання енергії в SAG млинах

SAG млини споживають значну потужність через обертальний рух великої маси руди та дробильного середовища. Енергія передається через ударні та абразивні сили, але значна частина втрачається у вигляді тепла, шуму та вібрації. Крім того, SAG млини часто виробляють широкий розподіл розміру частинок з істотною кількістю дрібних частинок, що може призвести до перетворення в надлишок і марнування енергії.

Типове споживання енергії для SAG млинів варіюється в залежності від твердості руди, розміру завантаження та дизайну млину, але зазвичай коливається між 15 та 25 кВт·год на тонну обробленої руди.

Використання енергії в HPGR

Технологія HPGR застосовує стисні сили, які викликають мікротріщини всередині частинок, що вимагає меншої енергії для досягнення бажаного зменшення розміру. Дослідження вказують, що HPGR може зменшити споживання енергії на 20% до 40% порівняно з SAG млинами для еквівалентного пропуску та розміру продукції.

Енергоефективність HPGR виникає з механізму селективного розподілу і зменшеного перероблення. Компресія між частинками призводить до звуження розподілу розміру частинок, мінімізуючи генерування ультратонких частинок, які споживають додаткову енергію в подальших процесах.

Розподіл розміру часток та звільнення

Розподіл розміру часток (PSD) та ступінь звільнення мінералів безпосередньо впливають на ефективність подальших процесів розділення.

PSD у SAG млинах

SAG млини, як правило, виробляють широкий PSD, включаючи значну частину дрібних та крупних часток. Присутність надмірної кількості дрібних часток може ускладнити флотацію та вилуговування, збільшуючи витрату реагентів і зменшуючи селективність. Перемолоти також призводять до підвищення енергетичних витрат і можливих проблем з обробкою.

PSD в HPGR

HPGR виробляє більш однорідний PSD з меншою кількістю ультратонких частинок. Високий тиск викликає мікротріщини, що покращує звільнення мінералів без надмірного утворення fines. Це поліпшене звільнення може призвести до підвищення коефіцієнтів вилучення в флотації та інших процесах збагачення.

Продуктивність і Споживання

Вміст SAG

Млини SAG здатні обробляти дуже великі обсяги, часто перевищуючи 20 000 тонн на день у великих операціях. Їхня надійність і здатність обробляти широкий спектр типів руди роблять їх переважним вибором для первинних процесів подрібнення.

Однак, млини SAG потребують значних капіталовкладень і мають високі експлуатаційні витрати через споживання енергії та обслуговування.

Ємність HPGR

Одниці HPGR також можуть обробляти високі швидкості пропускної здатності і все більше інтегруються в крупномасштабні млинарські контури. Вони часто використовуються в поєднанні з кульовими млинами для оптимізації ефективності подрібнення.

Компактний дизайн HPGR та нижчі потреби в енергії роблять їх привабливими для нових установок та розширення заводів.

Операційні та обслуговуючі міркування

SAG Mills

САГ млини мають численні рухомі частини, включаючи облицювання та дробильні засоби, які потребують регулярної перевірки та заміни. Процес обслуговування може бути трудомістким і витратним, вимагаючи зупинок млина.

Крім того, САГ млини генерують значний шум і вібрацію, що потребує надійної структурної підтримки та екологічного контролю.

HPGR

HPGR мають менше рухомих частин, переважно валки та супутні системи приводів. Хоча валки підлягають зносу, особливо під час обробки абразивних руд, інтервали обслуговування зазвичай довші, а простій зменшується.

Операція HPGR вимагає ретельного контролю розміру подачі та послідовного розподілу подачі, щоб уникнути нерівномірного зношування та оптимізувати продуктивність.

Екологічний Вплив

Енергетична ефективність HPGR призводить до зниження викидів парникових газів та зменшення вуглецевого сліду в порівнянні з SAG млинами. Додатково, зменшене утворення дрібних часток мінімізує проблеми з обробкою пилу та суспензії.

Компактний слід одиниць HPGR також зменшує використання земель та супутні екологічні порушення.

Як обрати відповідний млин для подрібнення?

Обидва HPGR та SAG млини мають свої переваги та обмеження. SAG млини залишаються перевіреною технологією, яка здатна обробляти широкий спектр руд та великі вимоги до пропускної здатності. Однак їхнє високе споживання енергії та вимоги до обслуговування ставлять перед ними виклики в умовах зростання витрат на енергію та цілей сталого розвитку.

HPGR пропонує переконливу альтернативу з вищою енергоефективністю, покращеним розподілом розмірів часток та покращеною мінеральною звільненістю. Його експлуатаційна простота та нижчі вимоги до обслуговування додатково сприяють його привабливості.

У сучасній обробці мінералів гібридний підхід часто дає найкращі результати — поєднуючи HPGR для початкового зменшення розміру з кульовими млинами або SAG-млинами для більш тонкого подрібнення. Така інтеграція оптимізує споживання енергії, пропускну здатність і відновлення, що відповідає як економічним, так і екологічним цілям.