Кравцов Е.Д.
Канд. геол.-мин. Наук
Гл. обогатитель, Новые технологии

В последние годы в промышленности строительных материалов для производства щебня все шире используются дробилки центробежно-ударного действия зарубежного и отечественного производства. Производство щебня с помощью центробежной дробилки, по сравнению со щебнем, традиционно получаемым на конусных дробилках, отличается более изометричной (кубовидной) формой зерен, более высокой насыпной плотностью и прочностью на сжатие, меньшей усадкой при сжатии. Производители щебня вслед за потребителями оценили преимущества использования центробежно-ударной дробилки и при запуске новых линий все чаще приобретают именно их.

В горнорудной промышленности в процессах рудоподготовки центробежно-ударные дробилки еще не получили широкого применения, но перспективы их использования достаточно велики. Основным сдерживающим фактором в использовании центробежных дробилок являлось то, что первые их образцы отличались невысокой надежностью при реализации высокоскоростных режимов вращения ротора, необходимых для получения высоких показателей дробления или измельчения. Проблемы, в первую очередь, возникали в опорных узлах роторных систем, чувствительных к дисбалансам, вследствие чего невозможность было вращать большие массы с высокими скоростями (выше 70 м/с). Долгое время нерешенным был вопрос с износом рабочих органов. По этим причинам до настоящего времени разрабатывались схемы обогатительных фабрик и дробильно-сортировочных заводов на основе традиционного оборудования, такого как конусные дробилки, шаровые мельницы и др. Хотя, достаточно хорошо известны несомненные преимущества ударного разрушения горных пород, таких как высокая селективность раскрытия минеральных сростков. Большинство вышеперечисленных проблем удалось решить в компании Новые технологии с использованием воздушной опоры вместо подшипниковых систем, при этом окружные скорости ротора удалось поднять до 100 м/с. Серия оборудования, реализованная с применением данных новаций, получила название Титан.

Главным преимуществом центробежно-ударной дробилки Титан Д по сравнению с другими традиционными типами дробильно-измельчительной техники является их способность производить всухую мелкое дробление, а в комплексе с воздушными классификаторами также измельчение руды до крупности, достаточной для выполнения последующих операций обогащения. Эта особенность центробежно-ударной дробилки позволяет эффективно и даже в ряде случаев практически безальтернативно использовать их в следующих направлениях.

1. Мелкое дробление руды для целей кучного выщелачивания. Традиционным высокопроизводительным техническим средством, с помощью которого производится дробление прочной руды перед укладкой в штабели для цианидного выщелачивания, являются конусные дробилки. Эти дробилки позволяют осуществлять только среднее дробление руды (до крупности 25-30 мм). Для достижения высокого извлечения золота такой крупности в большинстве случаев недостаточно, а для некоторых руд такая крупность просто неприемлема из-за крайне низкого извлечения золота. Для повышения извлечения золота и сокращения сроков ведения процесса выщелачивания во многих случаях необходимо мелкое дробление (до крупности порядка 3-5 мм). Для некоторых типов руд, например, для руды Тасеевского месторождения, необходимо измельчение руды до крупности 0,5 мм, поскольку даже на крупности 1 мм извлечение золота не превышает 50%. Данная крупность является минимальной, которую еще можно применять для процесса кучного выщелачивания золота без необходимости окомкования измельченной руды.

   
   Рис.1. Дробилка Титан Д-160 в схеме измельчения золотодобывающего предприятия «Зун-Хада» для снижения крупности питания до 5 мм перед шаровой мельницей (Полиметалл)

   Особенностью технологии кучного выщелачивания является необходимость применять только сухое дробление руды. Эффективно осуществлять сухое мелкое дробление крепких руд могут дробилки центробежно-ударного действия Титан Д, в этом процессе они почти незаменимы. Конкуренцию могли бы составить пресс-валковые дробилки, но они отличаются весьма высокой ценой и быстрым износом валков.

2. Мелкое дробление руды перед измельчением в шаровых мельницах. Шаровые мельницы являются основным и широко распространенным техническим средством, которое используется для измельчения руды перед ее обогащением. Шаровые мельницы отличаются большими габаритами и массой, соответственно, высокой стоимостью. Как правило, это главный орган обогатительной фабрики, который определяет и ограничивает ее производительность. Производительность мельницы при достижении одной и той же крупности помола зависит от крупности подаваемого в нее материала, она возрастает при уменьшении его крупности. В то же время крупность используемых в мельнице шаров также зависит от крупности подаваемой на помол руды. Наибольшая производительность мельниц достигаются при подаче в них мелко дробленой руды с крупностью зерен до 3-5 мм. При такой крупности измельчаемой руды нет нужды подавать в мельницу крупные шары, что способствует снижению износа футеровки.

   
   Рис.2. Дробилка Титан Д установлена в схеме Качканарского ГОКа

   Подготовка руды перед подачей в мельницу в большинстве случаев ведется всухую с использованием на последней стадии дробления высокопроизводительных конусных дробилок больших типоразмеров. Эти дробилки даже при промежуточном грохочении и возврате на додрабливание надрешетного продукта не могут обеспечить мелкого дробления. Крупность подготовленной с их помощью для измельчения руды, как правило, не удается снизить мельче 15-20 мм. Дробилки центробежно-ударного действия способны без проблем дробить руду не только до 5, но при необходимости и до 2-3 мм. Ограничение по минимальной крупности дробления связаны не с возможностями дробилки Титан Д, а с ограниченной производительностью грохота, используемого в цикле с дробилкой.

3. Сухое измельчение руды перед сухим обогащением. Руд, которые можно обогащать всухую, и способов сухого обогащения немного, но в европейских странах, где мало площадей для складирования хвостовой пульпы, обогатители настойчиво разрабатывают технику и технологии сухого обогащения различных руд. Сухое обогащение считается более экономичным в плане отсутствия необходимости сгущать хвостовую пульпу и обезвоживать кек, а также сушить полученный концентрат, если предполагается его сухое использование. В России как пример сухого передела руды можно назвать обогатительную фабрику на Полуночном месторождении (Северный Урал) карбонатных марганцевых руд. Эта руда дробится всухую на центробежно-ударной дробилке до крупности -2 мм и в сухом виде обогащается на магнитных сепараторах.

4. Измельчение для лучшего раскрытия зерен полезных минералов. Центробежно-ударное дробление и измельчение пород и руд в дробилках и мельницах Титан по сравнению с разрушением раздавливанием отличается одним важным преимуществом: разделение происходит в первую очередь по ослабленным направлениям, каковыми являются границы между зернами. При центробежно-ударном измельчении раскрытие зерен рудных минералов и освобождение их от срастаний с зернами пустой породы происходит раньше, чем при других способах измельчения. Особенно хорошо это явление наблюдается, когда рудный минерал имеет существенно более высокую плотность по сравнению с минералами вмещающей породы, и еще лучше, когда рудный минерал отличается ковкостью. Руды золота и платиноидов в этом плане вне конкуренции. Для достижения одинаково высокого раскрытия зерен благородных металлов конечный размер зерен руды, измельченной центробежно-ударным способом, может быть в 2-3 раза больше, чем при традиционном измельчении в шаровых мельницах, соответственно, энергозатраты на центробежно-ударное измельчение в 1,5-2 раза ниже. При шаровом измельчении золотых и серебряных руд происходит натирание благородных металлов на шары, что на 5-10% снижает их извлечение в концентрат при гравитационном и флотационном способах обогащения. При центробежно-ударном измельчении "размазывание" ковких металлов практически не происходит. Таким образом, по сумме положительных свойств центробежно-ударное измельчение руд благородных металлов является потенциально наиболее целесообразным.

Центробежно-ударные мельницы Титан М - это те же дробилки, в цикле с которыми работают соответствующие классификаторы. Сами дробилки могут работать как всухую, так и на пульпе, только при подаче на измельчение смоченной руды (пульпы) возрастает расход энергии. Классифицирующие устройства, существенно разные при сухом и мокром измельчении, в обоих случаях являются достаточно громоздкими. Именно они являются "узким" местом в технологии центробежно-ударного измельчения, поскольку требуют нестандартных технических решений. Но принципиальных препятствий к внедрению центробежно-ударных мельниц нет.

Существенным преимуществом отечественной дробилки Титан Д, выпускаемых ЗАО Новые технологии (г. Санкт-Петербург), над всеми зарубежными является их более низкая стоимость при таких же и даже более высоких потребительских свойствах. В настоящее время центробежно-ударные дробилки Титан Д работают на золото-извлекательных фабриках на Воронцовском и Хаканджинском месторождениях (6 шт.) и на Чукотке. Все они используется для дробления золотосодержащих руд до крупности -5 мм.