En la era moderna de la minería de oro, la búsqueda de mejorar la eficiencia, reducir costos y mejorar la sostenibilidad ambiental ha llevado a una exploración continua de tecnologías y materiales innovadores. El molino agitvertical en espiral, un sólido en el campo de la molienda fina dentro de la metalurgia y la ingeniería química, ha sido durante mucho tiempo asociado con el uso de bolas de acero de alto cromo como medios de molienda. Sin embargo, este enfoque tradicional ha presentado varios inconvenientes significativos.
Se ha descubierto que la utilización de bolas de acero con alto contenido de cromo en molinos de espiral vertical tiene un impacto perjudicial en el consumo de revestimientos de espiral. La naturaleza abrasiva de las bolas de acero durante el proceso de molienda conduce a un desgaste acelerado de las camisas, lo que requiere reemplazos más frecuentes. Esto no sólo implica costes directos asociados con la compra e instalación de nuevas camisas, sino que también resulta en un tiempo de inactividad para el mantenimiento, reduciendo así el rendimiento total de la producción. Además, el desgaste de las bolas de acero introduce una cantidad significativa de impurezas de hierro en el proceso de extracción de oro. Las impurezas de hierro tienen consecuencias de gran alcance, especialmente en la fase de lixiviación. La presencia de hierro conduce a un mayor consumo de reactivos como el cianuro de sodio y polvo de zinc. El cianuro de sodio, un reactivo crucial en el proceso de cianación para la extracción de oro, reacciona con las impurezas de hierro, formando complejos que no sólo reducen su eficacia en la disolución de oro, sino que también aumentan el consumo total del reactivo. Esto, a su vez, aumenta los costos de producción y plantea retos ambientales debido ala necesidad de una correcta eliminación de los residuos generados por el aumento del uso de reactivos.
A la luz de estos desafíos, la búsqueda de medios de molienda alternativos se ha convertido en una prioridad en la industria de la minería de oro. Las bolas nanocerámicas han surgido como una solución promete. Famosas por su notable resistencia a los ácidos, álcalis y al desgaste, las bolas nano-cerámicas han encontrado una amplia aplicación en equipos de molienda fina como molinos de agitación vertical e IsaMills. Su naturaleza inerte es una ventaja significativa, ya que sus restos de desgaste no se disuelven en cianuro de sodio. Esta característica es de suma importancia en la minería de oro, donde la integridad del proceso de lixiviación es crucial para maximizar la recuperación de oro y minimizar el consumo de reactivos.
La mina de oro de Jinchiling sirve como un caso de estudio ejemplar en la exitosa aplicación de bolas de nanocerámica. Las bolas cerámicas utilizadas en este contexto poseen una densidad de aproximadamente 3,7 g/cm ² y una dureza de Mohs de 9. Estas propiedades físicas contribuyen a su alta resistencia al desgaste, que es aproximadamente una cuarta parte de la de las bolas de cerámica general y una notable décima parte de la de las bolas de acero. En términos de rentabilidad, ofrecen una ventaja significativa, siendo comparable en rendimiento a las bolas de zirconia, pero a sólo un tercio del costo. Además, su resistencia a altas temperaturas y ácidos y álcalis (con la excepción del ácido fluorhídrico) aumenta aún más su idoneipara las duras condiciones de la minería de oro. En consecuencia, Jinchiling Gold Mine tomó la decisión estratégica de adoptar bolas nanocerámicas como medio de molición fina, con el objetivo principal de reducir el impacto de impurezas de hierro en el proceso de lixiviación. La composición química y las propiedades físicas de estas bolas nanocerámicas, como se detalla en la tabla 3, proporcionan una comprensión integral de las características de sus materiales y su potencial para revoluel proceso de molienda.
Tasa de desgaste
Para evaluar cuantitla resistencia al desgaste de las bolas de nanocerámica en comparación con las bolas de acero de alto cromo, se realizó una prueba de tasa de desgaste meticuldiseñada en un molino de bolas de laboratorio XMQ-240 − 90. Se colocaron en el molino masas y diámetros iguales de ambos tipos de bolas, junto con 1.000 g de agua y 50 g de cal. El proceso de rectise llevó a cabo durante una duración total de 48 horas, con intervalos de 6 horas para análisis intermit. Después de cada intervalo de molienda, las bolas se enfriaron y pespara calcular la tasa de desgaste. La curva de desgaste específica, como se ilustra en la figura 2, revela una clara tendencia. Tanto las bolas de nanocerámica como las bolas de acero de alto cromo exhibieron un aumento en la tasa de desgaste con la progresión del molino de bolas#39;s tiempo de operación. Sin embargo, después de 48 horas de molición, la tasa de desgaste de las bolas de nanocerámica se midió en un mero 0,14%, en marcado contraste con la tasa de desgaste de 1,30% de las bolas de acero con alto contenido de cromo. Estos datos demuestran de manera concluyente que, en el entorno de laboratorio, la tasa de desgaste de las bolas de nanocerámica es de aproximadamente una décima parte de la de las bolas de acero de alto cromo. Esta significativa reducción de la tasa de desgaste no solo implica una vida útil más larga para los medios de recti, sino que también tiene implicaciones de gran alcance para reducir los requisitos de mantenimiento y los costes asociados.
Sistema de adición de bolas
La implementación de bolas nanocerámicas como medios de molienda en el molino vertical en la mina de oro Jinchiling implicuna cuidadosa consideración del sistema de adición de bolas. Inicialmente, se introdujo una carga inicial de 21 toneladas de bolas de nanocerámica, siendo las bolas de tamaños ≥ 25 mm, − 20 mm, y − 13 mm en una relación de masa de 8:8:5. Después de 15 días de pruebas industriales, un análisis de la finura del producto reveló que la proporción de productos por debajo de 38 μm era de aproximadamente 48%. Se encontró que esta cifra era 6 puntos porcentuales más baja que la alcanzada con las bolas de acero de alto contenido de cromo. A través de una serie de cálculos y pruebas iterativas, se determinó que la carga de bola inicial óptima era de 24 toneladas. La relación de masa de las bolas se ajusta 10:9:5 para − 25 mm, − 20 mm, y − 13 mm, respectivamente, y una relación de adición de bolas de 2:1 se estableció para − 25 mm y − 20 mm. Estos parámetros refingarantizan la optimización del proceso de recti, lo que mejora la finura del producto y la eficiencia general de recti.
Concentración de concentración
La concentración de molienda es un factor crítico que ejerce una profunda influencia en la eficiencia de molienda. A medida que aumenta la concentración de molienda, la viscodel purín dentro del molino también aumenta, mientras que la fluidez disminuye al mismo tiempo. Esto conlleva un tiempo de rectificado más largo, ya que los medios de rectideben superar el aumento de resistencia. Además, las concentraciones de molienda más elevadas dan lugar a una mayor flotabilidad sobre los medios de molienda. Esta reducción en la densidad efectiva del medio conduce a un efecto de rectificado subóptimo. Para comprender de manera exhaustiva el impacto de la concentración de molienda en el rendimiento de las bolas de nanocerámica y bolas de acero de alto cromo, se llevó a cabo un estudio comparativo. La tabla 4 presenta la productividad del molino (calculada a -400 mallas) de ambos tipos de bolas bajo diferentes concentraciones de molienda y tasas de llenado óptimas. Los datos indican que la productividad del molino se mantiene relativamente estable a través de diferentes concentraciones de molienda. Sin embargo, se observó un fenómeno significativo cuando la concentración de molienda superó el 70% con bolas nanocerámicas. Se observó la ocurrde eyecde la bola, y más experimentación reveló que a una concentración de molienda de 75%, la eyecde la bola se hizo más frecuente y severa. Esto tuvo un impacto perjudicial en la producción y la eficiencia de clasificación del cicl. Con base en estos hallazgos, se determinó que la concentración óptima de molienda para bolas nanocerámicas era (66 − 2)%. Este rango alcanza un equilibrio entre maximizar la eficiencia de molienda y minimizar la ocurrde problemas operacionales como la eyecde la bola.
Tasa de llenado
La eficiencia del proceso de rectiestá estrechamente relacionada con los medios de recti, y una tasa de llenado adecuada es un requisito fundamental para mejorar la eficiencia de recti. Los molinos verticales poseen la capacidad única de proporcionar una mayor intensidad de potencia por unidad de volumen y masa, lo que garantiza que los medios de molienda están dotados de energía suficiente para llevar a cabo la operación de molienda de manera efectiva. En el caso de molinos verticales, la velocidad de llenado del medio es directamente proporcional a la corriente del motor. Bajo condiciones de la misma capacidad de procesamiento y concentración de molienda, la cantidad de medios puede ser infermonitoreel nivel actual. A través de una serie de pruebas de campo, se determinó que cuando la corriente principal del motor se mantiene dentro del rango de (13 − 2) a, la tasa de llenado alcanza un nivel óptimo de 50%. A esta velocidad de llenado, el molino alcanza la mejor finura de descarga, asegurando que el producto molido cumple con las especificaciones deseadas para las etapas de procesamiento posteriores.
Aplicación y efectos industriales
Consumo de cianuro de sodio
Para evaluar el impacto de las bolas de nanocerámica en el consumo de ciande de sodio en el proceso de ciandación, se llevaron a cabo pruebas de lixiviación por cianación. Los productos de desborobtenidos de la molienda con bolas de acero de alto cromo y bolas de nanocerámica fueron sometidos a lixiviación bajo una concentración controlada de ciande de sodio que oscila entre 0,40% y 0,45% durante una duración de 36 horas. Los resultados, tal como se presentan en los cuadros 5 y 6, proporcionan información valiosa. Las bolas nanocerámicas, debido a su naturaleza estable y químicamente inerte, exhireacciones mínimas con álcalis. Por el contrario, el desgaste de las bolas de acero de alto cromo conduce a un aumento de las impurezas de hierro en el producto. Estas impurezas de hierro interactúan con el cianuro de sodio, lo que resulta en un mayor consumo de NaCN y un aumento concomitante de las impurezas de hierro en el lixiviado. Esto no sólo afecta a la viabilidad económica del proceso, sino que también plantea retos en términos de gestión de residuos y cumplimiento ambiental.
Prendas de vestir
Las características de desgaste de las bolas de acero de alto cromo y las bolas de nanocerámica difieren significativamente. Las bolas de acero de alto cromo, en el curso de su uso, tienden a quedar fuera de ronda. Esta deformación conduce a una reducción en su área superficial específica, lo que a su vez perjudica la eficiencia de molienda. La tasa total fuera de ronda para las bolas de acero de alto contenido de cromo es de aproximadamente el 20%, una cifra que requiere la reposición frecuente de nuevas bolas. La condición fuera de ronda de las bolas de acero de alto cromo, como se muestra en la figura 3, ilustra claramente la magnitud del problema. En contraste, después de 6 meses de operación, un análisis de las bolas nano-cerámicas recuperadas del molino vertical reveló que sólo un número insignificante de bolas se habían vuelto fuera de ronda, con una tasa fuera de ronda cercana a cero. El análisis de desgaste de las bolas nanocerámicas indicó que el desgaste a través de diferentes rangde tamaños era de aproximadamente 1 mm, con el máximo desgaste como se muestra en la figura 4. Estos hallazgos destacan la resistencia al desgaste superior y la estabilidad dimensional de las bolas nanocerámicas, lo que se traduce en una reducción de los requisitos de mantenimiento y un mayor rendimiento general de fresado.
Otro caso de aplicación en la mina de oro Xinyuan
En la mina de oro de Xinyuan, una transformación similar fue presenciada después de la adopción de bolas de nanocerámica. En la etapa inicial, la mina estaba utilizando medios de molienda tradicionales y enfrentó problemas como el alto consumo de reactivos y el mantenimiento frecuente del equipo debido al desgaste excesivo. Al cambiar a bolas de nanocerámica, la tasa de desgaste de los medios de molienda se redujo drásticamente. La tasa de desgaste de las bolas nanocerámicas se encontró en alrededor de 0,12% después de una prueba de molienda de 50 horas, mientras que los medios de molienda anteriores tenían una tasa de desgaste de alrededor de 1,5%. Esta reducción significativa en el desgaste condujo a una disminución en la frecuencia de reemplazo de medios y el tiempo de inactividad de mantenimiento.
En el proceso de lixiviación, el contenido de hierro de impurezas en el lixiviado disminuyó aproximadamente un 45% en comparación con los medios de molienda antiguos. Esta reducción en la impureza del hierro se tradudirectamente en una reducción del 12% en el consumo de cianuro de sodio. Además, la eficiencia de molienda mejoró, aumentando la proporción de partículas finas en el producto final en aproximadamente 8 puntos porcentuales. La velocidad de llenado del laminse optimizó al 48% mediante el ajuste de la corriente del motor, y la concentración de molienda se fijó en el 65% después de una serie de pruebas, que mejoraron aún más el rendimiento global de molienda.
conclusión
En conclusión, la aplicación de bolas nanocerámicas en la minería de oro representa un avance tecnológico significativo. Su resistencia al desgaste superior y propiedades de resistencia ácialcalina, como lo demuestra una tasa de desgaste sustancialmente inferior a la de las bolas de acero con alto contenido de cromo, ofrecen una serie de beneficios. A través de una serie de pruebas industriales, se han establecido parámetros de operación óptipara su uso en molinos verticales, incluyendo relaciones específicas de carga de bola, concentración de molienda, corriente de operación y velocidad de llenado. En pruebas de lixiviación a pequeña escala, las bolas nanocerámicas han demostrado la capacidad de igualar la eficiencia de lixiviación de oro de las bolas de acero de alto cromo, mientras que al mismo tiempo se reduce la impureza de hierro en el lixiviado en un 43%. Esta reducción en la impureza de hierro tiene un efecto de cascada, lo que conduce a un consumo minimide NaCN y CaO. En general, la adopción de bolas nanocerámicas como medios de molienda no sólo mejora la eficiencia de la producción, sino que también resulta en una reducción sustancial de los costos operativos. A medida que la industria minera de oro continúa evolucionando, es probable que el uso de bolas de nanocerámica se generalice, impulsando nuevas mejoras en la sostenibilidad y rentabilidad de los procesos de extracción de oro.
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