В современную эпоху добычи золота стремление к повышению эффективности, сокращению затрат и повышению экологической устойчивости привело к непрерывному освоению инновационных технологий и материалов. Вертикальный спиральный станок, стальной станок в области мелкого шлифования в металлургии и химической промышленности, уже давно ассоциируется с использованием стальных шаров с высоким содержанием хрома в качестве шлифовальных сред. Однако этот традиционный подход имеет ряд существенных недостатков.
Использование шаров из высококачественной хромовой стали на вертикальных спирально-двигательных заводах, как было установлено, оказывает пагубное воздействие на потребление спиральных корпусов. Абразивный характер стальных шаров в процессе шлифования приводит к ускорению износа вкладышей, что требует более частой замены. Это не только влечет за собой прямые расходы, связанные с приобретением и установкой новых корпусов, но и приводит к провалу технического обслуживания, что снижает общую производительность. Кроме того, износ стальных шаров привносит значительное количество примесей железа в процесс добычи золота. Железосодержащие примеси имеют далеко идущие последствия, особенно на стадии выщелачивания. Наличие железа приводит к увеличению потребления таких реагентов, как цианид натрия и порошок цинка. Цианид натрия, ключевой реагент в процессе цианирования для извлечения золота, реагирует с железными примесями, образуя комплексы, которые не только снижают его эффективность при растворении золота, но и увеличивают общее потребление реагента. Это, в свою очередь, приводит к росту производственных издержек и создает экологические проблемы в связи с необходимостью надлежащего удаления отходов, образующихся в результате более широкого использования реагентов.
В свете этих проблем поиск альтернативных сред для шлифования стал одним из главных приоритетов в золотодобывающей промышленности. Нанокерамические шары стали перспективным решением. Известные своей удивительной устойчивостью к кислотам, щелочности и износу, нано-керамические шары нашли широкое применение в тонком шлифовальном оборудовании, как вертикальные перемешиваемые мельницы и исамили. Их инертная природа является значительным преимуществом, поскольку износостойкость не растворяется в цианиде натрия. Эта характеристика имеет исключительно важное значение в золотодобыче, где целостность процесса выщелачивания имеет решающее значение для максимального извлечения золота при сведении к минимуму потребления реагента.
Золотой рудник джинчилинг служит примером успешного применения нано-керамических шаров. Используемые в этом контексте керамические шары имеют плотность приблизительно 3,7 г/см и твердость моhs 9. Эти физические свойства способствуют их высокой износостойкости, которая составляет приблизительно одну четвертую часть от общей керамических шаров и одну десятую часть от стальных шаров. С точки зрения эффективности затрат, они обеспечивают значительное преимущество, будучи сопоставимы по производительности с цирконическими шариками, но только на одну треть от стоимости. Кроме того, их стойкость к воздействию высоких температур, кислот и щелочей (за исключением флюоровой кислоты) еще больше повышает их пригодность для тяжелых условий добычи золота. В связи с этим золоторудное предприятие джинчилинг приняло стратегическое решение использовать нанокристаллические шары в качестве мелкошлифовальных сред с главной целью уменьшения воздействия примесей железа на процесс выщелачивания. Химический состав и физические свойства этих наномолекулярных шаров, как подробно показано в таблице 3, дают полное представление об их материальных характеристиках и их потенциале для революционизации процесса шлифования.
Коэффициент износа
Для количественной оценки износостойкости нано-керамических шаров по сравнению с шарами из высокохрома на лабораторном шаровом заводе XMQ-240×90 было проведено тщательно разработанное испытание на износ. В мельницу были помещены одинаковые массы и диаметры обоих типов шаров, а также 1000 г воды и 50 г лайма. Процесс шлифования длился в общей сложности 48 часов с интервалом в 6 часов для периодического анализа. После каждого интервала шлифования шары охлаждались и взвешивались для расчета скорости износа. Кривая удельного износа, показанная на рис. 2, показывает четкую тенденцию. Как нано-керамические шары, так и стальные шары с высоким содержанием хрома демонстрировали увеличение скорости износа по мере развития шаровых мельниц#39; время работы s. Однако после 48 часов измельчения скорость износа нано-керамических шаров составила всего 0,14%, что резко контрастировал с 1,30% износа шаров из хрома. Эти данные убедительно свидетельствуют о Том, что в лабораторных условиях износ нано-керамических шаров составляет приблизительно одну десятую износа шаров из высокохрома. Это значительное снижение степени износа не только предполагает более длительный срок службы шлифовальных сред, но и имеет далеко идущие последствия для сокращения потребностей в техническом обслуживании и сопутствующих расходов.
Система добавления мячей
Внедрение нано-керамических шаров в качестве шлифовальных средств на вертикальном стане золотого рудника джинчилинг предполагало тщательное рассмотрение системы добавления шаров. Первоначально был введен первоначальный заряд в 21 тонну наносерамических шаров размером 25 мм, 20 мм и 13 мм с отношением массы 8:8:5. После 15 дней промышленных испытаний, анализ качества продукции показал, что доля продукции ниже 38 μm составляет около 48%. Было установлено, что этот показатель на 6 процентных пунктов ниже, чем при использовании стальных шаров с высоким содержанием хрома. В результате серии расчетов и итеративных испытаний оптимальный первоначальный заряд мяча был определен в 24 тонны. Соотношение массы шаров было скорректировано до 10:9:5 соответственно для шаров 25 мм, 20 мм и 13 мм, а для шаров 25 мм и 20 мм было установлено соотношение 2:1. Эти уточненные параметры обеспечивают оптимизацию процесса шлифования, что приводит к повышению точности продукта и общей эффективности шлифования.
Концентрация шлифования
Концентрация шлифования является решающим фактором, который оказывает глубокое влияние на эффективность шлифования. По мере увеличения концентрации измельчения повышается также вязкость навозной жижи внутри мельницы и одновременно снижается ее текучесть. Это приводит к более длительному времени шлифования, так как шлифовальные средства должны преодолеть повышенную устойчивость. Кроме того, более высокие концентрации шлифования приводят к повышению плавучей нагрузки на шлифовальную среду. Это снижение эффективной плотности сред приводит к неоптимальному эффекту шлифования. Для всестороннего понимания воздействия шлифовальной концентрации на производительность нано-керамических шаров и стальных шаров с высоким содержанием хрома было проведено сравнительное исследование. В таблице 4 показана производительность мельницы (рассчитанная при -400 сетках) обоих типов шаров при различных концентрациях измельчения и оптимальных скоростях наполнения. Данные свидетельствуют о Том, что производительность мельницы остается относительно стабильной при различных концентрациях измельчения. Тем не менее, значительное явление наблюдалось, когда концентрация шлифования превышала 70% с нано-керамическими шариками. Были отмечены случаи выброса мяча, и дальнейшие эксперименты показали, что при концентрации измельчения в 75% выброс мяча стал более частым и серьезным. Это отрицательно сказалось на объеме производства и эффективности классификации циклона. Исходя из этих выводов, оптимальная концентрация шлифования для нано-керамических шаров была определена на уровне (66 ° 2)%. Этот диапазон обеспечивает баланс между максимальным повышением эффективности шлифования и сведением к минимуму возникновения таких эксплуатационных проблем, как выброс мяча.
Коэффициент наполнения
Эффективность процесса шлифования неразрывно связана с шлифовальными средами, и соответствующий коэффициент наполнения является одним из основных условий повышения эффективности шлифования. Вертикальные мельницы обладают уникальной способностью обеспечивать более высокую энергоемкость на единицу объема и массы, тем самым гарантируя, что шлифовальные среды обладают достаточной энергией для эффективного выполнения шлифовальных операций. В случае вертикальных мукомольных станов скорость заполнения сред прямо пропорциональна току, подаваемому двигателем. В условиях одинаковой перерабатывающей мощности и концентрации измельчения количество сред можно определить путем мониторинга текущего уровня. В результате серии полевых испытаний было установлено, что при поддержании основного тока двигателя в диапазоне (13 ° 2) а скорость наполнения достигает оптимального уровня 50%. При таком темпе наполнения мельница достигает оптимальной опорожненности, обеспечивая соответствие грунтовой продукции требуемым спецификациям для последующих этапов переработки.
Промышленное применение и воздействие
Потребление цианида натрия
Для оценки воздействия нано-керамических шаров на потребление цианида натрия в процессе цианирования были проведены комплексные испытания на выщелачивание цианирования. Избыточные продукты, полученные при шлифовании с использованием стальных шаров с высоким содержанием хрома и нанокристаллических шаров, подвергались выщелачиванию при контролируемой концентрации цианида натрия в диапазоне от 0,40% до 0,45% в течение 36 часов. Результаты, представленные в таблицах 5 и 6, дают ценную информацию. Нанокерамические шары, в силу их химически инертной и стабильной природы, проявляют минимальную реакцию с щелочностью. В отличие от этого износ высокохромированных стальных шаров приводит к увеличению содержания железа в продуктах. Эти железосодержащие примеси взаимодействуют с цианидом натрия, что приводит к более высокому потреблению NaCN и сопутствующему увеличению содержания железосодержащих примесей в фильтрате. Это не только сказывается на экономической жизнеспособности процесса, но и создает проблемы с точки зрения регулирования отходов и соблюдения экологических норм.
Одежда для шаров
Износостойкость высокохромированных стальных и нано-керамических шаров существенно различается. Высокохромированные стальные шары, в процессе их использования, как правило, выходят за рамки. Эта деформация приводит к уменьшению их удельной площади поверхности, что, в свою очередь, снижает эффективность шлифования. Общая выходная ставка для высокохромированных стальных шаров составляет около 20%, что требует частого пополнения новых шаров. Наружное состояние высокохромированных стальных шаров, как показано на рис. 3, наглядно иллюстрирует масштабы проблемы. В отличие от этого, после шести месяцев работы анализ нано-керамических шаров, извлеченных из вертикального стана, показал, что лишь незначительное число шаров вышло из цикла, а скорость выхода из цикла близка к нулю. Анализ износа нано-керамических шариков показал, что износ в различных диапазонах размеров составляет приблизительно 1 мм, причем максимальный износ показан на рис. 4. Эти выводы свидетельствуют о повышенной износостойкости и стабильности размеров нано-керамических шариков, что приводит к снижению требований к техническому обслуживанию и повышению общей производительности фрезерования.
Еще одна заявка на золотую шахту синьюань
На золотом руднике синьюань аналогичная трансформация произошла после принятия нано-керамических шаров. На начальном этапе шахта использовала традиционные шлифовальные средства и сталкивалась с такими проблемами, как высокий уровень потребления реагента и частое техническое обслуживание оборудования из-за чрезмерного износа. При переходе на нано-керамические шары скорость износа шлифовальных сред резко снизилась. Уровень износа нано-керамических шариков, как было установлено, составляет около 0,12% после 50- часового шлифовального испытания, в то время как предыдущие шлифовальные средства имели уровень износа около 1,5%. Это значительное снижение износа привело к уменьшению частотности замены и технического обслуживания носителей.
В процессе выщелачивания содержание железа в фильтрате сократилось приблизительно на 45% по сравнению с использованием старых шлифовальных сред. Это сокращение содержания примесей железа непосредственно привело к сокращению потребления цианида натрия на 12%. Кроме того, повысилась эффективность шлифования, при этом доля тонкосперсных частиц в конечной продукции увеличилась примерно на 8 процентных пунктов. Скорость заполнения мельницы была оптимизирована до 48% за счет регулировки тока мотора, а концентрация шлифования была установлена на уровне 65% после серии испытаний, что еще больше повысило общую производительность шлифования.
Iii. Выводы и рекомендации
В заключение следует отметить, что применение нанокерамических шаров в золотодобыче представляет собой значительный технический прогресс. Их превосходная износостойкость и кислотно-щелочная устойчивость, о чем свидетельствует износ значительно ниже, чем у стальных шаров с высоким содержанием хрома, предлагают множество преимуществ. В результате серии промышленных испытаний были установлены оптимальные эксплуатационные параметры для их использования на вертикальных мельницах, включая конкретные коэффициенты зарядки шара, концентрацию шлифования, рабочий ток и скорость наполнения. В ходе небольших испытаний на выщелачивание нанокристаллические шары продемонстрировали способность достигать эффективности выщелачивания золота из стальных шаров с высоким содержанием хрома при одновременном снижении содержания железа в выщелачивании на 43%. Это сокращение содержания примесей железа имеет каскадный эффект, что приводит к сведению к минимуму потребления NaCN и CaO. В целом, использование нанокристаллических шариков в качестве шлифовальных сред не только повышает эффективность производства, но и приводит к существенному сокращению эксплуатационных расходов. Поскольку золотодобывающая промышленность продолжает развиваться, использование нанокерамических шаров, вероятно, станет более распространенным, что будет способствовать дальнейшему повышению устойчивости и прибыльности процессов добычи золота.
Английский язык
Английский язык
Русский язык
Французский язык
На испанском языке
На португальском языке
Арабский язык