Trong dây chuyền sản xuất chế biến khoáng sản, nghiền thường là khâu quan trọng đầu tiên quyết định thành bại. Khi nói đến độ mịn mài tại chỗ, trực giác thông thường thường là “càng mịn, càng tốt, càng mịn, càng an toàn”. Tuy nhiên, ai có kinh nghiệm sản xuất thực tế đều biết: nếu xay quá thô, các khoáng chất vẫn không phân ly; bất kể bạn điều chỉnh thuốc thử, nước hoặc điện trường như thế nào trong quá trình tách từ, tuyển nổi hoặc tách tĩnh điện sau đó, nó cũng giống như “khiêu vũ với xiềng xích”. Nếu xay quá mịn, nó sẽ gây ra một loạt tác dụng phụ như tạo màng, tạo lớp phủ, cuốn và bám dính, khiến việc phân tách thậm chí còn khó khăn hơn và cuối cùng làm giảm cả chất lượng thu hồi và chất lượng cô đặc.

Có một câu nói đơn giản nhưng rất quan trọng trong ngành chế biến khoáng sản: Dù bạn chế biến loại quặng nào, sau khi nghiền, trước tiên bạn phải đạt được độ mịn của quặng.

Tại sao kích thước hạt lại quan trọng: Giải phóng khoáng sản là điều kiện tiên quyết của chế biến khoáng sản

Cho dù quá trình phân tách tiếp theo sử dụng phương pháp tách từ, tuyển nổi hay tách tĩnh điện thì về cơ bản chúng đều phục vụ cùng một mục đích: tạo ra sự khác biệt về mặt vật lý hoặc hóa học giữa các khoáng chất mục tiêu và gangue, từ đó đạt được sự phân tách.

Để những khác biệt này có hiệu quả và đáng tin cậy, có một yêu cầu nghiêm ngặt: giải phóng khoáng chất.

Sự tách từ tính phụ thuộc vào sự khác biệt về tính chất từ ​​tính. Nếu magnetite và gangue vẫn ở dạng hạt bị khóa, phần từ tính sẽ “kéo” gangue theo nó, dẫn đến cấp độ cô đặc thấp.

Quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào sự khác biệt về tính chất bề mặt. Bề mặt của hạt bị khóa chứa cả khoáng chất có giá trị và gangue; ngay cả với các thuốc thử có tính chọn lọc cao, “bề mặt hỗn hợp” làm giảm hiệu suất, gây ô nhiễm trong chất cô đặc và thất thoát chất thải.

Sự phân tách tĩnh điện phụ thuộc vào sự khác biệt về độ dẫn điện hoặc tính chất điện môi. Phản ứng điện của các hạt bị khóa trở nên trung bình, mở rộng cửa sổ phân tách và làm giảm đáng kể độ sắc nét của quá trình phân tách.

Vì vậy, mục tiêu cốt lõi của quá trình nghiền không bao giờ là “càng mịn càng tốt”, mà là giải phóng khoáng chất ở mức độ vừa đủ để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tách tiếp theo.

Điều gì quyết định độ mịn mài? Kích thước giải phóng khoáng sản là người quyết định

Quá trình xử lý quặng luôn bắt đầu bằng việc nghiền nhỏ. Câu hỏi đặt ra là: cỡ hạt nào là phù hợp?

Câu trả lời không chỉ đến từ phỏng đoán hay kinh nghiệm mà từ đặc điểm cấu trúc vốn có của quặng: kích thước giải phóng của nó.

Kích thước giải phóng có thể được hiểu là kích thước hạt tự nhiên mà tại đó các khoáng chất có giá trị xuất hiện trong gangue. Một số khoáng chất có hạt thô và tinh thể lớn, có thể được giải phóng bằng cách mài nhẹ. Một số khác được phân tán mịn và lồng vào nhau chặt chẽ, cần nghiền mịn hơn để “giải phóng” chúng khỏi gangue.

Đây là lý do tại sao, ngay cả đối với cùng một quá trình tách, yêu cầu xay rất khác nhau.:

Để tuyển nổi, một số nhà máy chỉ cần 70% vượt qua -74 μm, trong khi những nhà máy khác yêu cầu 80% vượt qua -38 μm để có hiệu suất ổn định.

Để tách từ tính, một số quặng magnetite đạt được cấp độ cao với độ mịn vừa phải, trong khi một số quặng magnetite vanadi titan yêu cầu kiểm soát chính xác ở ngưỡng làm mỏng.

Việc xác định kích thước giải phóng tại chỗ thường dựa vào quá trình khoáng vật học: kính hiển vi quang học, MLA/SEM, phân tích hóa học kích thước hạt, đo lường giải phóng, v.v.

Tất cả những dữ liệu này cuối cùng đều dẫn đến một nguyên tắc cốt lõi: Đạt được sự giải phóng đủ để tách biệt với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu và độ thon gọn tối thiểu.

Tốt hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn: Nghiền quá mức gây khó khăn cho việc tách và làm mỏng

Nhiều tổn thất trong thiết bị cô đặc xảy ra không phải trong quá trình nghiền thô mà xảy ra sau khi nghiền quá mức. Nghiền mịn quá mức sẽ dẫn đến hiện tượng bong tróc nghiêm trọng (thường được gọi tại chỗ là "nghiền bột" hoặc "hình thành chất nhờn"):

Lớp phủ chất nhờn và hấp phụ không chọn lọc Chất nhờn dễ dàng bám vào bề mặt hạt thô, tạo thành một lớp chất nhờn ngăn cản thuốc thử hoạt động hiệu quả trên các khoáng chất mục tiêu. Trong khi đó, chất nhờn hấp thụ mạnh thuốc thử, tăng mức tiêu thụ và giảm độ chọn lọc.

Ô nhiễm tạp chất và bọt (đặc biệt là trong quá trình tuyển nổi)Các hạt siêu mịn dễ dàng bị cuốn vào bọt, làm tăng hàm lượng gangue và hạ thấp cấp độ cô đặc. Để giảm sự cuốn theo, thực vật phải giảm bớt bọt hoặc tăng nước rửa, từ đó làm giảm khả năng phục hồi.

Hiệu quả phân loại giảm và tải tuần hoàn bị suy giảmCác hạt siêu mịn làm mờ kích thước cắt trong hydrocyclone, khiến nhiều vật liệu mịn hơn được đưa vào dòng chảy bên dưới. Tải tuần hoàn tăng lên và công việc nghiền hiệu quả bị lãng phí do “tuần hoàn không hiệu quả”, làm tăng cả chi phí năng lượng và thuốc thử.

Hiệu suất tách giảm dần Các hạt mịn quá mức làm suy yếu lực tách vật lý trong quá trình tách từ và tĩnh điện. Trong quá trình tuyển nổi, va chạm bong bóng hạt và độ ổn định đính kèm giảm. Kết quả cuối cùng là khả năng thu hồi thấp hơn.

Vì vậy, độ mịn mài tối ưu luôn là một “cửa sổ”: Quá thô → không giải phóng; Quá mịn → khó tách.

Một quy trình thực sự ở cấp độ cao không nhằm mục đích nghiền tốt nhất có thể mà giữ cho hệ thống hoạt động trong phạm vi kích thước hạt có lợi nhất.

Nghiền lại–Phân loại–Tách như một hệ thống tích hợp: Sử dụng dữ liệu để xác định điểm tối ưu

Nghiền không phải là một quá trình riêng biệt. Nó liên kết chặt chẽ với việc phân loại, mật độ bột giấy, chế độ thuốc thử và thành phần hóa học trong bùn. Để tối ưu hóa nhà máy, chúng tôi khuyên bạn nên tập trung vào ba dòng cốt lõi:

1.Đường giải phóngPhân tích sự đóng góp giải phóng và phục hồi của các phân số có kích thước khác nhau để xác định "độ mịn hiệu quả" nằm ở đâu.

2.Đường phân phối kích thước hạtTập trung vào phân bố kích thước hạt đầy đủ (không chỉ phần trăm vượt qua -74 μm), bao gồm hàm lượng chất nhờn, d80, d50 và hình dạng của đường cong kích thước hạt.

3. Đường phản ứng phân tách Tương quan cấp độ cô đặc, độ thu hồi và chất thải với kích thước hạt, mật độ bột giấy và mức tiêu thụ thuốc thử. Tiến hành các thử nghiệm so sánh để xác định đỉnh hiệu suất.

4.Khi những dữ liệu này được kết hợp, một mô hình rõ ràng sẽ xuất hiện: Độ mịn nghiền tối ưu tương ứng với điểm giải phóng đủ, hàm lượng chất nhờn được kiểm soát, hiệu quả phân loại ổn định và mức tiêu thụ thuốc thử được giảm thiểu.

Tại thời điểm này, cả sự cân bằng cấp độ-thu hồi trong tách từ và cân bằng động học-chọn lọc trong quá trình tuyển nổi trở nên dễ điều chỉnh và ổn định hơn.

Từ "nghiền đúng cách" đến "định lượng chính xác": Chuẩn bị thuốc thử cũng xác định giới hạn trên

Trong khi quá trình nghiền thiết lập các nguyên tắc cơ bản về giải phóng khoáng chất và phân bố kích thước hạt, chế độ thuốc thử quyết định tính chọn lọc và tính ổn định của quá trình tách. Đặc biệt trong các hệ thống tuyển nổi, liều lượng và phương pháp bổ sung của các bộ thu gom, chất biến tính, chất ức chế và chất tạo bọt ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khoáng hóa, cuốn theo và biến động trong chất lượng cô đặc. quản lý chính xác có thể theo dõi và kiểm soát vòng lặp chặt chẽ.

Ứng dụng của bộ cấp thuốc thử vi sai điện trong chuẩn bị và định lượng thuốc thử cho quá trình tuyển nổi cho phép đầu ra dòng chảy ổn định hơn và điều chỉnh việc bổ sung thuốc thử tốt hơn, đáp ứng các yêu cầu động học của điều kiện quặng phức tạp. Định lượng có độ chính xác cao làm giảm sự biến động trong việc tiêu thụ thuốc thử và sự hấp phụ không chọn lọc do định lượng quá mức, đồng thời cải thiện độ ổn định của quy trình và khả năng kiểm soát sản xuất. Quá trình nghiền giải phóng các khoáng chất và bộ cấp thuốc thử vi phân điện cung cấp thuốc thử chính xác đến điểm hoạt động. Sự kết hợp của cả hai là con đường then chốt để liên tục cải thiện chất lượng thu hồi và cô đặc trong các hệ thống xử lý khoáng sản.