Процессы дробления и измельчения являются неотъемлемыми компонентами горнодобывающей промышленности и служат важными этапами извлечения ценных полезных ископаемых из земной коры. Благодаря первичному и вторичному дроблению крупные породы превращаются в более мелкие фрагменты, а измельчение дополнительно уменьшает размер материала до мелкого, удобного для обработки состояния.
Горнодобывающие предприятия играют жизненно важную роль в добыче ценных минералов и ресурсов из земной коры. Процесс майнинга включает в себя ряд систематических шагов, сочетающих в себе технологические достижения, экологические соображения и человеческий опыт.
Процесс добычи полезных ископаемых начинается с разведки — критического этапа, который направлен на выявление потенциальных месторождений полезных ископаемых. Геологи используют различные методы, такие как аэрофотосъемка, спутниковая съемка и геологическое опробование, для обнаружения областей с перспективными концентрациями полезных ископаемых. После того, как участок определен, проводятся подробные геологические исследования и программы бурения для оценки масштабов, качества и доступности месторождения. Эта информация служит руководством для принятия дальнейших решений относительно экономической целесообразности создания горнодобывающей компании.
После подтверждения наличия ценных полезных ископаемых необходимо всестороннее планирование и получение разрешений. Горнодобывающие компании тесно сотрудничают с регулирующими органами и местными сообществами для получения необходимых разрешений и лицензий. Оценка воздействия на окружающую среду проводится для оценки потенциальных рисков и разработки стратегий по их снижению. Этот этап включает в себя планирование необходимой инфраструктуры, включая транспорт, электроснабжение, управление водными ресурсами и системы удаления отходов. Взаимодействие с заинтересованными сторонами и консультации также имеют решающее значение на этом этапе для обеспечения учета интересов и проблем местных сообществ и коренного населения.
Стадия добычи включает физическое удаление полезных ископаемых из земной коры. В зависимости от типа и местонахождения месторождения полезных ископаемых используются различные методы добычи полезных ископаемых. Добыча открытым способом, подземная добыча и россыпная добыча являются одними из распространенных методов. При добыче полезных ископаемых из открытых месторождений используются большие экскаваторы и самосвалы. Подземная добыча включает создание туннелей и шахт для доступа к глубоко залегающим месторождениям. Добыча россыпей включает выделение полезных ископаемых из россыпных месторождений с помощью воды и силы тяжести.
Во время добычи руда обычно дробится и перерабатывается для извлечения нужных минералов. Методы переработки полезных ископаемых, такие как измельчение, флотация и выщелачивание, используются для отделения ценных минералов от руды. Этот этап часто требует значительных энергозатрат и использования химикатов.
После того, как минералы извлечены, они подвергаются дальнейшей обработке и очистке для повышения их качества и чистоты. Перерабатывающие заводы используют ряд методов, включая дробление, измельчение, сортировку и фильтрацию, для получения желаемого продукта. Химические процессы, такие как плавка, обжиг и электролиз, используются для извлечения металлов из их руд. Процессы переработки удаляют примеси и дополнительно очищают минералы, что делает их пригодными для различных отраслей промышленности.
Рекультивация и закрытие являются жизненно важными шагами для обеспечения ответственного управления участками добычи после добычи. В рамках рекультивации заминированные территории восстанавливаются до их естественного или продуктивного состояния, а также предпринимаются усилия по смягчению воздействия на окружающую среду, возникающего в процессе добычи. Это включает в себя изменение контура земли, восстановление растительности и методы управления водными ресурсами. Закрытие предполагает вывод из эксплуатации объектов майнинга, disposal, and monitoring of the site’s long-term environmental stability.
Горнодобывающая промышленность играет жизненно важную роль в добыче ценных полезных ископаемых и руд из земли, питая многочисленные отрасли и способствуя глобальному экономическому росту. Однако сырье, добываемое в шахтах, часто не находится в подходящей форме для немедленного использования. Для их превращения в ценные продукты требуется ряд сложных процессов. Среди этих важнейших этапов дробление и измельчение являются двумя фундаментальными процессами, которые закладывают основу для эффективной добычи и переработки полезных ископаемых.
Дробление, как следует из названия, означает измельчение материалов большого размера на более мелкие фрагменты. Этот процесс необходим для добычи полезных ископаемых, поскольку он облегчает извлечение ценных минералов из окружающей породы. Основная цель дробления — выделить ценные минералы из пустой породы или отходов и подготовить их для дальнейших последующих процессов.
В процессе дробления используются различные методы, в зависимости от природы руды и ее физических свойств. Наиболее распространенным методом является механическое дробление, которое включает использование мощного оборудования, такого как щековые дробилки, гирационные дробилки и конусные дробилки. Эти дробилки используют силу сжатия для разрушения руды на более мелкие частицы.
Щековые дробилки, например, состоят из неподвижной и подвижной плиты, руда подается в зазор между ними. Подвижная пластина оказывает давление на руду, постепенно уменьшая ее размер до тех пор, пока она не станет достаточно маленькой, чтобы пройти через зазор. Гирационные и конусные дробилки работают по похожему принципу, но имеют разную конфигурацию.
Помимо механического дробления, в определенных сценариях могут использоваться другие методы, такие как ударное дробление и истирание. В ударных дробилках используется принцип быстрого столкновения быстро движущихся молотков с рудой, в то время как в дробилках на истирание применяется сила измельчения для разрушения материала. Эти методы обычно используются для более мягких руд или когда руда содержит значительное количество глины или влаги.
После того как руда измельчается до подходящего размера в процессе дробления, следующим этапом является измельчение. Измельчение является жизненно важным процессом, который включает измельчение руды на мелкие частицы. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку он увеличивает площадь поверхности руды, повышая эффективность последующих процессов разделения минералов.
Измельчение обычно выполняется с использованием барабанных мельниц, таких как шаровые мельницы, стержневые мельницы или мельницы полусамоизмельчения (SAG). Эти мельницы состоят из вращающегося корпуса, заполненного мелющими телами (шарами, стержнями или самой рудой). Когда мельница вращается, мелющие тела дробят и измельчают частицы руды, уменьшая их размер.
Выбор мельницы зависит от различных факторов, в том числе от свойств руды, желаемого размера продукта и экономических соображений горных работ. Шаровые мельницы обычно используются для тонкого измельчения и хорошо подходят для руд с относительно низкой абразивностью. Стержневые мельницы часто используются для грубого измельчения и могут работать с более высокими скоростями подачи. С другой стороны, мельницы ПСИ используют как более крупные породы, так и мелющие тела для эффективного измельчения руды.
Стоит отметить, что измельчение может потреблять значительное количество энергии при добыче полезных ископаемых. Таким образом, достижения в технологиях измельчения, такие как измельчающие валки высокого давления (HPGR) и вертикальные валковые мельницы (VRM), привлекли внимание из-за их потенциала для снижения энергопотребления и повышения общей эффективности.
В области обработки материалов обычно используются два метода: дробление и измельчение. Эти процессы играют жизненно важную роль в уменьшении размера твердых материалов для различных целей. Хотя они разделяют цель уменьшения размера частиц, дробление и измельчение представляют собой разные операции с уникальными характеристиками и областями применения.
Дробление — это механическая операция, цель которой — разбить крупные твердые материалы на более мелкие фрагменты. Основной целью дробления является получение материала с определенным гранулометрическим составом, пригодного для последующей обработки или использования. Дробление может быть достигнуто приложением сжимающих усилий через механическую дробилку или приложением ударных сил.
Дробление сжатием: в этом процессе твердые материалы подвергаются сжимающей силе, что приводит к их разрушению. Для этой цели обычно используются компрессионные дробилки, такие как щековые дробилки, гирационные дробилки и конусные дробилки. Материал подается в камеру дробления и постепенно сжимается между неподвижной и подвижной поверхностями, пока не разобьется на более мелкие кусочки.
Ударное дробление. Ударные дробилки используют быстрые и высокоскоростные столкновения между материалом и ударными поверхностями. В этих дробилках обычно используются молотки или ударные стержни, которые ударяют по материалу и разбивают его на части. Ударные дробилки особенно эффективны для дробления хрупких материалов, таких как известняк и уголь.
Процессы дробления широко применяются во многих отраслях, включая горнодобывающую промышленность, строительство и переработку. При добыче полезных ископаемых дробилки используются для уменьшения размера рудных минералов для облегчения извлечения. Строительная промышленность использует методы дробления для производства заполнителей, используемых в производстве бетона и асфальта. Кроме того, предприятия по переработке используют дробление, чтобы уменьшить размер отходов для дальнейшей переработки.
Измельчение, с другой стороны, включает измельчение твердых материалов в мелкие частицы за счет приложения механических сил, таких как трение и удар. В отличие от дробления, целью которого является получение определенного диапазона размеров, измельчение направлено на уточнение гранулометрического состава материала.
Фрикционное шлифование. Наиболее распространенный тип шлифования включает использование абразивных частиц для удаления материала с поверхности заготовки. Это достигается скольжением или трением абразивных зерен по материалу. Режущее действие абразивных зерен выделяет тепло, которое размягчает материал и облегчает его удаление. Примеры фрикционного шлифования включают ленточное шлифование, плоское шлифование и круглое шлифование.
Ударное шлифование. Методы ударного шлифования основаны на столкновении твердых частиц друг с другом или с неподвижной поверхностью. Этот принцип используется в высокоскоростном вращающемся оборудовании, таком как шаровые и молотковые мельницы. Материал подается в камеру измельчения, а воздействие вращающихся элементов вызывает дробление частиц и их уменьшение в размерах.
Процессы измельчения находят широкое применение в различных отраслях промышленности, включая производство, переработку полезных ископаемых и пищевую промышленность. В производстве шлифование используется для достижения жестких допусков, гладких поверхностей и точных форм металлических компонентов. Переработка полезных ископаемых основана на измельчении для выделения ценных минералов из рудной матрицы. В пищевой промышленности используются методы измельчения для очистки ингредиентов, производства порошков и создания однородной текстуры.
Цель: дробление направлено на уменьшение размера материалов для последующей обработки или использования, а измельчение направлено на уточнение гранулометрического состава.
Диапазон размеров частиц: дробление дает более широкий диапазон размеров частиц по сравнению с измельчением, при котором обычно образуются более мелкие частицы.
Механизмы: при дроблении применяются сжимающие или ударные силы, тогда как измельчение в основном зависит от трения и удара.
Оборудование. Для дробления обычно используются дробилки, а для измельчения используется различное оборудование, например мельницы, дробилки и измельчители.
Потребление энергии. Процессы измельчения часто требуют больше энергии по сравнению с дроблением из-за дополнительных механических усилий.