7 Máy móc Cần thiết cho Các Nhà máy Chế biến Khoáng sản

Tóm tắt：Hướng dẫn này khám phá 7 máy móc cần thiết cho chế biến khoáng sản, từ máy nghiền chính và máy nghiền bi đến bể tuyển nổi và máy cô đặc, chi tiết vai trò quan trọng của chúng.

Xử lý khoáng sản, còn được gọi là chế biến khoáng sản hoặc nâng cao quặng, là nghệ thuật và khoa học quan trọng của việc biến đổi quặng thô từ một mỏ thành một sản phẩm tinh chế có giá trị. Hành trình từ một tảng đá bị nổ đến một sản phẩm có thể tiếp thị bao gồm một loạt các giai đoạn nghiền nhỏ và tách biệt, mỗi giai đoạn dựa vào các thiết bị chuyên dụng cao:máy nghiền hàm, máy nghiền côn, máy nghiền bi, máy ly tâm, máy tuyển nổi, máy tách từ và máy cô đặc. Cùng nhau, các hệ thống này cho phép thực hiện các quy trình chính của nghiền nhỏ, phân loại, tách biệt và dewatering, tăng cường nội dung kim loại, giảm thể tích để vận chuyển và luyện kim, và nâng cao hiệu quả tổng thể của dự án.

1. Máy nghiền hàm: Nghiền sơ cấp

Function and Role:Máymáy nghiền hàmlà dòng phòng thủ đầu tiên trong chu trình nghiền (giảm kích thước). Mục đích của nó là mạnh mẽ và đơn giản: để tiếp nhận những khối quặng khai thác (ROM) lớn nhất, có thể có đường kính trên một mét, và giảm chúng xuống kích thước có thể quản lý (thường là 100-250 mm) cho giai đoạn nghiền tiếp theo.

Cách hoạt động:Một máy nghiền hàm bao gồm một hàm cố định và một hàm di động. Đá được cho vào phần trên của buồng máy. Khi hàm di động di chuyển theo chu kỳ về phía hàm cố định, nó nén đá vào nó, làm vỡ nó. Chuyển động xuống của hàm di động cho phép sản phẩm đã nghiền rơi xuống buồng và thoát ra ở đáy.

Why it's Indispensable:Sự đơn giản, cấu trúc chắc chắn và khả năng xử lý nguyên liệu thô, mài mòn, và có sự biến đổi cao với sự chuẩn bị tối thiểu làm cho nó trở thành nhà vô địch không thể tranh cãi trong nghiền chính. Đây là một máy có bảo trì thấp, khả năng sẵn có cao, tạo điều kiện cho tất cả các quá trình tiếp theo. Không có máy nghiền nào đáng tin cậy hơn cho nhiệm vụ chính là xử lý quặng thô chưa được nghiền.

2. Máy Nghiền Côn: Nghiền Phụ và Nghiền Tăng cường

Function and Role:Sau máy nghiền hàm, máy nghiền nónmáy nghiền côn đảm nhận nhiệm vụ nghiền phụ (và thường là nghiền tăng cường). Nhiệm vụ của nó là giảm kích thước quặng thêm một bước nữa để đạt được sản phẩm mịn hơn, thường nằm trong khoảng từ 10 mm đến 40 mm, phù hợp để cung cấp cho các máy nghiền bi.

Cách hoạt động:Quặng được đưa vào phần trên của một phòng hình nón. Bên trong, một màng động cơ quay trong một lớp chén lõm tĩnh. Sự quay tạo ra một lực nén để nghiền nát đá giữa màng và lớp chén. Khoảng cách giữa màng và chén lõm xác định kích thước sản phẩm.

Why it's Indispensable:Các máy nghiền hình nón cung cấp một sự kết hợp đáng chú ý giữa công suất cao, kích thước sản phẩm mịn và chi phí vận hành thấp cho nhiệm vụ của chúng. Các hệ thống hydroset hiện đại cho phép người vận hành điều chỉnh cài đặt máy nghiền khi đang tải, tối ưu hóa kích thước sản phẩm và lưu lượng trong thời gian thực. Chúng là những máy nghiền hiệu quả nhất cho quặng cứng và mài mòn trong các giai đoạn nghiền trung gian.

3. Máy Nghiền Bi: Trái Tim của Giải Phóng trong Các Mạch Nghiền

Function and Role:Nếu nghiền là về giảm kích thước, thì xay là về giải phóng. Chức năng quan trọng của máy nghiền bi là nghiền nát quặng đã được đập thành bột mịn, thường đạt độ mịn như cát hoặc bùn (dưới 0.1 mm). Quá trình này là cần thiết để tách các hạt khoáng sản quý giá ra khỏi phần vô giá trị (đá thải) mà chúng bị khóa chặt.

Cách hoạt động:Amáy nghiền bilà một vỏ silindric quay được lấp đầy một phần với vật liệu xay—thường là các viên bi thép rắn. Quặng được nạp vào cùng với nước vào máy nghiền. Khi máy nghiền quay, các viên bi được nâng lên và sau đó rơi xuống, va chạm và mài mòn các hạt quặng, giảm chúng thành một hỗn hợp các hạt mịn.

Why it's Indispensable:Nghiền là bước tiêu tốn năng lượng nhất trong chế biến khoáng sản, thường tiêu tốn hơn một nửa tổng năng lượng của một nhà máy. Máy nghiền bi là công cụ chính của giai đoạn này nhờ vào độ tin cậy, khả năng đạt được sản phẩm rất mịn và tính linh hoạt trong việc xử lý nhiều loại quặng khác nhau.

4. Hydrocyclone: Bộ phân loại hiệu quả

Function and Role:Nghiền sẽ trở nên không hiệu quả nếu không được kiểm soát. Hydrocyclone là một thiết bị phân loại được sử dụng trong mạch kín với máy nghiền bi. Mục đích của nó là tách sản phẩm thải của máy nghiền thành hai sản phẩm: một "dưới" thô cần được nghiền tiếp và một "tràn" mịn đã được giải phóng đủ và sẵn sàng cho việc tách.

Cách hoạt động:Dung dịch quặng được bơm theo chiều tiếp tuyến vào máy ly tâm hình nón dưới áp suất. Điều này tạo ra một vòng xoáy ly tâm mạnh mẽ. Các hạt dày đặc và thô hơn bị ném vào các bức tường và xoáy xuống dưới đáy. Các hạt mịn hơn, ít đặc hơn được mang về phía trung tâm và thoát ra qua ống thoát ở trên cùng như là dòng chảy thừa.

Why it's Indispensable:Các máy ly tâm không có bộ phận chuyển động, rẻ tiền để lắp đặt và vận hành, và có thể xử lý khối lượng lớn dung dịch. Chúng là công cụ chính để kiểm soát kích thước sản phẩm từ mạch nghiền, đảm bảo rằng năng lượng không bị lãng phí do nghiền quá mức các hạt đã được giải phóng.

5. Máy tuyển nổi: Bậc thầy của sự tách biệt chọn lọc

Function and Role:Tuyển nổi bọt là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để tách các khoáng sản quý giá khỏi bã. Nó đặc biệt linh hoạt và có thể được điều chỉnh để tách các khoáng sản cụ thể khỏi những khoáng sản khác dựa trên hóa học bề mặt của chúng.

Cách hoạt động:Slurry quặng mịn từ quá trình nghiền được xử lý với các tác nhân cụ thể làm cho các hạt khoáng sản mong muốn trở nên kỵ nước (không thấm nước) và các hạt khác trở nên ưa nước (hút nước). Không khí được bơm qua bột đã được điều chỉnh. Các hạt kỵ nước gắn vào các bọt khí và nổi lên tạo thành một lớp bọt ở đỉnh của thùng, lớp bọt này được vớt ra như tinh quặng. Các hạt ưa nước vẫn ở lại trong slurry và được thải ra như bã thải.

Why it's Indispensable:Flotation là phương pháp cực kỳ chọn lọc và hiệu quả, có khả năng thu hồi các hạt siêu mịn mà các phương pháp khác không thể. Nó là nền tảng của ngành kim loại cơ bản (đồng, chì, kẽm), kim loại quý, và khoáng sản công nghiệp. Máy flotattion là nơi hóa học và vật lý kết hợp để tạo ra giá trị kinh tế.

6. Tách từ: Lực Hút

Function and Role:Thiết bị này tách khoáng sản dựa trên độ nhạy từ của chúng. Nó chủ yếu được sử dụng để chế biến quặng sắt (magnetite) nhưng cũng rất quan trọng để loại bỏ thimpurity từ (ví dụ, ô nhiễm từ sắt) hoặc để tách các khoáng sản paramagnetic như ilmenite và wolframite.

Cách hoạt động:Thiết kế cơ bản bao gồm một trống quay chứa một mảng tĩnh của nam châm vĩnh cửu hoặc điện từ. Khi quặng đi qua trống, các hạt từ tính được thu hút và gắn chặt vào bề mặt trống, mang chúng ra khỏi quỹ đạo của các hạt không từ tính trước khi được thải ra.

Why it's Indispensable: Phân tách từ tínhlà một quy trình sạch, hiệu quả và chi phí thấp mà không cần đến các tác nhân hóa học. Đây là một phương pháp tập trung chính rất quan trọng cho quặng sắt và là một bước tinh chế thiết yếu trong nhiều sơ đồ xử lý khác nhau, từ sản xuất cát kính cho đến tái chế.

7. Chất làm đặc: Người bảo vệ quản lý nước và bã thải

Function and Role:Sau khi tách, cả tinh chất quý giá và bã thải đều ở dạng slurry chứa 70-80% nước. Vai trò của chất làm đặc là thực hiện quá trình tách rắn-lỏng, tạo ra một slurry dày đặc hơn ở dạng chất lắng và một dòng nước trong chảy tràn có thể được tái chế về nhà máy chế biến.

Cách hoạt động:Slurry được đưa vào một bể lớn, hình tròn. Các hóa chất keo tụ thường được thêm vào để khiến các hạt mịn kết tụ lại với nhau. Trọng lực khiến các chất rắn lắng xuống từ từ ở đáy bể. Một cơ chế cào quay giúp tập hợp các chất rắn đã lắng (dòng lắng "đặc"), sau đó được bơm ra ngoài. Nước đã được làm trong chảy tràn qua một bờ ở phần trên của bể.

Why it's Indispensable:Trong một ngành công nghiệp có dấu chân nước lớn, các thiết bị làm đặc là thiết yếu cho việc bảo tồn và tái chế nước, giảm lượng nước ngọt tiêu thụ từ 80-95%. Chúng cũng giảm khối lượng chất thải gửi đến các cơ sở lưu trữ, làm giảm rủi ro môi trường và chi phí. Đối với tinh quặng, việc làm đặc là bước đầu tiên cần thiết trước khi lọc.

Chắc chắn, các thiết bị quan trọng khác cũng cần thiết tùy thuộc vào tính chất của quặng, chẳng hạn như:

• Màn hình rung:Dùng để sàng lọc và phân loại vật liệu.
• Các bộ lọc chân không băng tải:Sử dụng để tiếp tục làm ráo nước các tinh chất cô đặc, sản xuất bánh lọc có độ ẩm thấp hơn.
• Lò rang: Sử dụng để xử lý một số quặng chuyên biệt (chẳng hạn như vàng và hematite), thay đổi cấu trúc khoáng sản thông qua việc nung nóng để tạo điều kiện cho việc phân loại tiếp theo.

Tuy nhiên, bảy loại thiết bị được liệt kê ở đây là thiết bị cốt lõi thiết yếu cho hầu hết các nhà máy chế biến khoáng sản hiện đại.

Bộ thiết bị này hoạt động như một hệ thống hợp tác, nơi sản lượng của mỗi đơn vị tối ưu hóa cho đơn vị tiếp theo. Các giai đoạn liên tiếp của việc giảm kích thước, phân loại, tách biệt và làm ráo nước tạo thành một chu trình quy trình liên tục. Mạch phức tạp này là nền tảng để biến quặng thô thành tinh chất tinh chế, làm cho việc khai thác mỏ hiện đại trở nên khả thi về mặt kinh tế và bền vững về mặt môi trường trên quy mô toàn cầu.