Лабораторная бисерная мельница мокрого помола

Бисерный помол — единственный практичный способ довести минеральную пульпу ниже примерно десяти микрометров в лабораторном масштабе, и именно эта ступень решает, будет ли последующее выщелачивание экономичным. Раскрытие зависит от крупности: сульфид, запертый в частице 40 мкм, может быть вообще недоступен реагенту, а тот же минерал при 5 мкм выщелачивается за долю времени пребывания. Мельница существует, чтобы получить эту крупность — и получить её с цифрой удельной энергии, потому что энергия помола обычно является наибольшей отдельной статьёй затрат в схеме тонкого измельчения.

Как энергия попадает в частицу

Не ударом, как в шаровой мельнице, а сжатием и сдвигом между телами, движущимися друг относительно друга. Мешалка разгоняет загрузку шаров; частицы, зажатые между двумя сближающимися телами, получают напряжение и разрушаются. Следствие — помол гораздо более избирательный: разрушается там, где частица зажата, а не там, где упал шар.

Отсюда и нелинейный рост удельного расхода с тонкостью. Ниже определённой крупности энергия уже не разрушает, а деформирует и уходит в тепло, а практический предел задаёт реология: пульпа становится настолько вязкой, что не циркулирует, и мельница «захлёбывается».

Окружная скорость, и почему больше не всегда лучше

Окружная скорость мешалки — 8–12 м/с в стандартном режиме, до 15 м/с — переменная, которая меняет результат сильнее всего. Больше скорость — больше энергии в единицу времени, но и больше износ тел и больше тепла. А выше определённой точки слой тел центрифугируется к стенке и перестаёт перемешиваться: расход растёт, помол не улучшается, износ взлетает.

Поэтому практика — поднимать скорость, пока крупность перестаёт отвечать, и оставаться чуть ниже. С телами 0,3 мм и высокой скоростью достигается субмикронный диапазон; с телами 2 мм и умеренной скоростью мелют до 10–30 мкм с меньшим износом.

Мокрый, а не сухой, и почему

Мокрый потому, что пульпа отводит тепло, предотвращает реагломерацию и позволяет перекачивать продукт. В сухом режиме тонкие частицы агломерируются, и мельница мелет агломераты вместо частиц: измеренная крупность не падает, хотя энергия расходуется. Кроме того, в мокром режиме можно работать в замкнутом цикле с ёмкостью, что и предотвращает переизмельчение.

Предел — содержание твёрдого: выше 50 % масс. пульпа большинства минералов перестаёт перекачиваться, ниже 20 % мелют воду, а не твёрдое. Рабочее окно — 25–45 %.

Что должна установить лабораторная программа

• Кривую крупность — удельная энергия: кВт·ч/т для P80 30, 15, 10 и 5 мкм. Это цифра для расчёта промышленной мельницы.
• Достижимый P80 при двух разных размерах тел, потому что размер тел — самый дешёвый рычаг.
• Износ тел в граммах на тонну продукта, со взвешиванием загрузки до и после.
• Прирост температуры за проход, который часто оказывается реальным пределом раньше мощности.
• Реологию пульпы при рабочем содержании твёрдого — чтобы понять, будет ли циркулировать замкнутый цикл.
• Сравнение с шаровым помолом при том же P80, потому что это эталон, по которому решают переход.