Оптимизация затрат при выполнении картирования с рабочего индекса Бонда для шаровых мельниц

Шаронов К.А., инженер лаборатории обогащения руд, отдел обогащения минерального сырья АО "Иргиредмет"

Конашков С.А., заведующий лабораторией обогащения руд, отдел обогащения минерального сырья АО "Иргиредмет"

Повышение эффективности измельчения – важнейший фактор совершенствования технологии переработки руд и снижения расходов. Одним из наиболее востребованных инструментов проектирования, оценки и оптимизации циклов измельчения остается расчет рабочего индекса Бонда, который, однако, излишне трудоемок в проектах, предполагающих проведение десятков и сотен отдельных тестов. Целесообразным вариантом в данном случае видится использование альтернативных методик, например, ModBond – модифицированного теста Бонда.

Ключевым этапом совершенствования технологии переработки большинства руд в последние годы является повышение эффективности операций измельчения. При проектировании обогатительных фабрик выбор технологической схемы подготовки руды к обогащению, типа, количества и размеров основного технологического оборудования, определение оптимальных режимов измельчения и нагрузок на оборудование осуществляются путем предварительных исследований измельчаемости в полупромышленных или лабораторных условиях.

Полупромышленные испытания на установках непрерывного действия обеспечивают получение наиболее достоверной информации для расчета удельных нагрузок оборудования. Однако они связаны со значительными объемами проб руды, высокими трудозатратами и необходимостью использования пилотных установок.

Фред Бонд в 1961 году опубликовал методологию определения рабочего индекса шарового измельчения. Этот показатель до сих пор остается одним из наиболее востребованных инструментов при проектировании, оценке и оптимизации цехов шарового измельчения по всему миру.

Несмотря на широкое использование рабочего индекса шарового измельчения Бонда, недостаток данной методики заключается в том, что для определения рассматриваемого показателя требуется до 12 часов трудозатрат (в зависимости от крупности контрольного сита, гомогенности материала, гранулометрического состава и т.д.), до 10 кг исходной пробы и наличие стандартизированной шаровой мельницы. В связи с этим тестовые процедуры по определению рабочего индекса Бонда сложно использовать в проектах, где могут понадобится десятки или сотни тестов. Множество исследователей пытались найти альтернативные методы расчета, чтобы снизить трудозатраты и уменьшить требуемую массу пробы.

Как и индекс измельчаемости для шаровых мельниц по Бонду [1] (BWi), модифицированный тест Бонда (ModBond) представляет собой испытание измельчаемости сухого материала в открытом цикле. Его следует относить к стандартному тесту по определению индекса измельчаемости в шаровой мельнице Бонда. Методика ModBond применяется при картировании проб и для определения изменчивости руд по физико-механическим свойствам с целью исключения рисков снижения производительности при отработке месторождения в целом.

В тесте ModBond используется та же мельница и условия измельчения, что и в стандартном тесте Бонда. Отличительной особенностью модифицированной методики является количество циклов измельчения шаровой мельницы, сниженные трудозатраты (до 6 часов) и объем исходной пробы (1,2 кг) [2].

В модифицированной методике Бонда используется малый объем композитной пробы для проведения теста, которого достаточно для того, чтобы получить исчерпывающую информацию об изменчивости, на основании которой проектируется цикл измельчения.

В АО "Иргиредмет" были выполнены тесты BWi и ModBond, которые проводили параллельно на восьми пробах руды одного из месторождений Забайкалья, дробленных до крупности минус 3,35 мм, в мельнице размером 305×305 мм (12×12 дюймов), вместимостью 21 л с шихтой шаров различного диаметра (от 15 до 39 мм в соответствии с методикой Бонда). Целью тестов было получение данных для технологической типизации руд. В табл. ниже представлены результаты проведенных тестов.

Показатель индекса шарового измельчения Бонда (ВWi и ModBond)

В соответствии с приведенными в табл. данными полученные индексы при исследованиях по модифицированной методике Бонда показали удовлетворительный результат: разница определения рабочего индекса шарового измельчения Бонда по данной методике для 8 проб (рис. 1) варьируется от 0,23 до 1,03 кВт·ч/т, что свидетельствует о приемлемом уровне погрешности проводимого теста ModBond по сравнению со стандартным тестом Бонда при шаровом измельчении (от – 0,4 до 5 %).

Рисунок 1. Результаты определения рабочего индекса шарового измельчения Бонда по двум методикам

Выводы

Проведенные исследования по определению рабочего индекса шарового измельчения с применением и сравнением стандартной и модифицированной методик показали возможность использования ModBond для пространственного моделирования месторождения по прочностным свойствам или осуществления анализа руды, поступающей на обогатительную фабрику с целью опережающего опробования для определения изменчивости физико-механических свойств и планирования производительности предприятия.

Модифицированный тест Бонда позволяет сократить трудозатраты на 50 %, массу пробы необходимую для проведения теста – в 8 раз. Это имеет важное значение в плане сокращения времени проведения исследований и снижения затрат при картировании с множеством проб.

Следует обратить внимание, что ModBond не является полноценной заменой стандартного теста с определением индекса BWi. При проведении классического теста Бонда для шаровых мельниц полученный индекс, в отличие от индекса ModBond, используется в качестве исходных данных для расчета и выбора оборудования.

Список использованных источников

1. Методика М-Л1-08-2019: «Определение рабочего индекса Бонда для шаровой мельницы». АО «Иргиредмет», 2019.
2. Методика М-Л1-08А-2021: «Определение рабочего индекса Бонда для шаровой мельницы по модифицированной методике Бонда». АО «Иргиредмет», 2021.