ЛАБОРАТОРНАЯ МЕЛЬНИЦА НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУСАМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (ПСИ) Российский патент 2024 года по МПК B02C17/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США с серийным № 63/037,892, зарегистрированной 11 июня 2020 г.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Нижеследующее относится в целом к мельницам полусамоизмельчения (ПСИ) и, в частности, к лабораторной мельнице для мокрого ПСИ, которая может непрерывно работать с рудой менее одного дюйма в качестве испытания на пилотной установке мельницы ПСИ для подготовки подачи для испытаний на пилотной мини установке по извлечению полезных ископаемых.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Руда, которая добывается из земли, будь то в карьере или из-под земли, добывается с частицами самых разных размеров, от относительно небольших размеров до крупных кусков минерализованного материала. Руда должна быть измельчена до размера частиц, которые подходят для выщелачивания или иного выделения ценных металлов из руды в виде природных минералов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В соответствии с одним аспектом этого раскрытия, предусмотрена система мельницы для непрерывного мокрого полусамоизмельчения (ПСИ), иначе именуемая в настоящем документе системой мельницы для непрерывного мокрого ПСИ, содержащей: раму; вращающийся цилиндр, поддерживаемый внутри рамы, таким образом, чтобы вращаться вокруг, в целом, горизонтальной оси вращения в отношении рамы, при этом вращающийся цилиндр включает в себя множество разгрузочных отверстий по его периферии и внутреннюю спиральную лопатку для захвата материала внутри вращающегося цилиндра, которая находится после разгрузочных отверстий (дальше по ходу относительно разгрузочных отверстий), в обратном направлении (ближе по ходу) к разгрузочным отверстиям во время вращения; приводную систему с переменной скоростью для приведения в движение вращающегося цилиндра вокруг оси вращения; и мельницу ПСИ, съемно прикрепленную к вращающемуся цилиндру перед разгрузочными отверстиями, причем мельница ПСИ содержит: барабан камеры измельчения в переднем по ходу участке вращающегося цилиндра, причем барабан камеры измельчения имеет внутренний диаметр около 19,2 дюйма и длину около 6,4 дюйма, при этом барабан камеры измельчения включает в себя, по меньшей мере, один внутренний подъемник; диафрагму загрузочного конца, прикрепленную к переднему по ходу концу барабана камеры измельчения, причем диафрагма загрузочного конца включает в себя центральное загрузочное отверстие, размеры которого позволяют пропускать раздробленный материал в барабан камеры измельчения; и диафрагму разгрузочной решетки, съемно прикрепленную к заднему по ходу концу барабана камеры измельчения, при этом диафрагма разгрузочной решетки включает в себя множество разгрузочных щелей, размер и положение каждой из которых позволяет пропускать только материал, который был измельчен до заданного размера внутри барабана камеры измельчения для прохождения через них.

[0005] В одном аспекте, передний по ходу конец цилиндра содержит периферийный фланец цилиндра, к которому съемно прикреплена загрузочная концевая диафрагма мельницы ПСИ.

[0006] В одном аспекте, задний по ходу конец барабана камеры измельчения содержит периферийный фланец барабана, к которому съемно прикреплена разгрузочная решетчатая диафрагма.

[0007] В одном аспекте, загрузочная концевая диафрагма приварена к переднему по ходу концу барабана камеры измельчения.

[0008] В одном аспекте, рама представляет собой кубовидную раму.

[0009] В одном аспекте, по меньшей мере, один внутренний подъемник содержит подъемник квадратной формы.

[0010] В одном аспекте, подъемник квадратной формы имеет площадь 1,5 квадратных дюйма.

[0011] В одном аспекте, по меньшей мере, один внутренний подъемник содержит множество прямоугольных подъемников.

[0012] В одном аспекте, система мельницы ПСИ дополнительно содержит: впускную трубу, продолжающуюся через переднюю по ходу концевую стенку цилиндра, для подачи текучей среды и руды в барабан камеры измельчения.

[0013] В одном аспекте, разгрузочные щели расположены концентрически в диафрагме разгрузочной решетки вокруг оси вращения.

[0014] В одном аспекте, приводная система содержит электрический двигатель и цепь, связанную с внешним вращающимся цилиндром.

[0015] В одном аспекте, диафрагма разгрузочной решетки дополнительно включает в себя центральное контрольное отверстие, размеры которого позволяют принимать линейную измерительную штангу, проходящую снаружи цилиндра через одно из выбранных разгрузочных отверстий, тем самым, измеряя высоту загрузки материала внутри мельницы ПСИ.

[0016] В одном аспекте, центральное контрольное отверстие имеет такие размеры, чтобы позволить избыточному материалу выходить из барабана камеры измельчения без обратного движения к входному загрузочному отверстию.

[0017] Другие аспекты и варианты выполнения станут очевидными после прочтения следующего описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Варианты выполнения изобретения теперь будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[0019] Фиг.1 представляет собой вид сверху мельницы для непрерывного мокрого полусамоизмельчения (ПСИ) согласно варианту выполнения;

[0020] Фиг.2 представляет собой вертикальный вид сбоку сечения системы мельницы ПСИ по фиг.1;

[0021] Фиг.3 представляет собой вид спереди сечения системы мельницы ПСИ по фиг.1, по линии Е-Е на фиг.2;

[0022] Фиг.4 представляет собой вертикальный вид сбоку сечения мельницы ПСИ и переднего по ходу участка цилиндра системы мельницы ПСИ по фиг.1, по отдельности;

[0023] Фиг.5 представляет собой вид сверху системы мельницы ПСИ по фиг.1, с верхней звуконепроницаемой панелью в положении для заключения компонентов системы мельницы ПСИ внутри рамы;

[0024] Фиг.6 представляет собой вертикальный вид сбоку системы мельницы ПСИ по фиг.1, с боковой звуконепроницаемой панелью в положении для заключения компонентов системы мельницы ПСИ внутри рамы; а также

[0025] Фиг.7 представляет собой вид сечения сверху системы мельницы ПСИ по фиг.1 по линии C-C на фиг.6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0026] В промышленности используются различные способы для воздействия на уменьшение размера, примеры которых включают дробление, измельчение в стержневых и шаровых мельницах, самоизмельчение (СИ) и (ПСИ) полусамоизмельчение или измельчение. При измельчении в ПСИ, руда измельчается до размера примерно нижнего класса крупности 200 мм в первичной дробилке, дробится и измельчается во вращающейся мельнице, содержащей большие стальные шары. Мельница самоизмельчения отличается от мельницы ПСИ тем, что она работает без стальных шаров. Шары в мельнице ПСИ обычно представляют собой стальные шары. Когда мельница вращается, шары поднимаются закрепленными подъемными стержнями, а затем падают на руду. Удар вызывает дробление, растрескивание и разрушение крупных частиц руды в нижней части загрузки, или иное преобразование в более мелкие частицы, чему способствует абразивное измельчение во всей овально изогнутой загрузке. Когда материал в виде частиц достигает требуемого размера для последующей обработки руды, материал в виде частиц удаляется из мельницы ПСИ через решетчатую диафрагму и разгрузочные отверстия. Выбор размера частиц, подлежащих выгрузке и удалению из системы, регулируется размером разгрузочных решеток и использованием сит или других типов классификаторов и/или группы гидроциклонов. Путем рециркуляции негабарита сита или классификатора обратно на загрузку, мельница ПСИ может работать практически непрерывно.

[0027] Мельницы ПСИ промышленного масштаба являются большими и перерабатывают многие тонны руды в час. Требования к мельнице ПСИ будут различаться в зависимости от характеристик конкретного массива руды, который необходимо переработать. Кроме того, руда обычно не будет иметь одинаковые характеристики по всему месторождению. Например, характеристики твердости руды и концентрация минералов и металлов могут различаться. Некоторые части массива руды могут быть образованы относительно мягкой породой по сравнению с другими частями рудного массива. Следовательно, конструкция мельницы ПСИ промышленного масштаба должна быть оптимизирована для повышения эффективности обработки конкретного рудного массива. Таким образом, прежде чем можно будет спроектировать и построить промышленную мельницу ПСИ, необходимо проверить характеристики измельчения рудного массива, что, в свою очередь, требует тестирования образцов из разных частей рудного массива. Полученные результаты используются при проектировании мельницы ПСИ промышленного масштаба, которая при правильном проектировании будет измельчать заданные тонны руды в час в непрерывном режиме при такой скорости технологической подачи. На флотационных технологических установках требуется возможность работы мельницы с постоянным тоннажем, потому что нельзя достичь максимального извлечения, если тоннаж загрузки колеблется.

[0028] Стандартная процедура в промышленности заключалась в использовании пилотной мельницы ПСИ, имеющей диаметр шесть футов и эффективную длину измельчения два фута. Такая пилотная мельница ПСИ используется для обеспечения данных о металлургическом извлечении на технологических схемах обработки измельченной руды и характеристиках измельчения, таких как удельная энергия, для достижения требуемой крупности и распределения размера продукта измельченного материала, которые являются репрезентативными и могут быть использованы при увеличении масштаба для проектирования мельницы ПСИ промышленного масштаба. Однако пилотная мельница ПСИ, имеющая диаметр около шести футов перерабатывает до одной тонны руды в час, и каждое испытание должно проводиться в течение нескольких дней, чтобы получить данные, необходимые для расчетов масштабирования. Таким образом, в настоящее время требуется большое количество руды для любого испытания измельчения на пилотной установке. Так как ни одна проба руды не является характеристикой всего рудного массива, то необходимо получать и обрабатывать многочисленные пробы из рудного массива, причем требуется много тонн каждой пробы. Из-за этого, большинство заводов проектируется и строится без соответствующих проектных данных, а это, в свою очередь, приводит к дорогостоящим ошибкам и производственному дефициту. На самом деле, чтобы запустить подземный рудник, получение крупного образца (кусков класса крупности 200 мм), подходящего для испытания на пилотной установке ПСИ, является непомерно дорогим, и в результате только открытые рудники могут быть должным образом испытаны до запуска.

[0029] Одной из эффективных альтернатив является использование лабораторной мельницы ПСИ диаметром примерно 19,2 дюйма и длиной 6,4 дюйма внутри камеры. Для мельницы ПСИ такого размера требуется только небольшая проба руды, как для стандартного алмазного бурового керна (необходимо 15 кг), и это проводится как периодическое лабораторное испытание, а не как непрерывное испытание на пилотной установке. Так как требуется значительно меньшее количество каждой пробы руды, время и усилия, необходимые для получения и доставки многочисленных проб из рудного массива, а также время обработки проб в этой небольшой мельнице ПСИ значительно сокращаются. Однако небольшая мельница ПСИ предоставляет только данные о твердости руды, удельном весе руды и прогнозируемом потреблении энергии. Это является достаточными данными для расчета и масштабирования размера необходимых мельниц (ПСИ и шаровых мельниц) до коммерческого размера, когда будет получено достаточно данных для определения функций изменчивости твердости для массива. Однако этот пакетный тест не предоставляет данные непрерывного процесса в режиме реального времени, которые необходимы для подтверждения лабораторных измерений потребления энергии, данные о распределении частиц по размерам в режиме реального времени, необходимые для точного проектирования классификационного оборудования, необходимого для работы с циркулирующим потоком нагрузки на полномасштабной установке, или реакции металлургического извлечения измельченных полезных ископаемых, необходимой для подтверждения финансовой жизнеспособности операции по добыче и переработке. Клиентам и инвесторам требуется эта информация, чтобы снизить риск того, что перерабатывающая установка не будет работать. Лабораторные испытания партии также не обеспечивают достаточного количества измельченного материала для последующих гидрометаллургических или пирометаллургических пилотных испытаний, которые необходимы для физического извлечения минералов и/или металлов для продажи, а также для демонстрации чистоты добычи полезных ископаемых, которая будет в свою очередь, определять стоимость извлеченного металла на рынке. Таким образом, содержательные пилотные испытания установки на измельченной руде мельницы ПСИ не могут быть проведены по разумной цене из подземного месторождения. В частности, получены минимальные данные об аспектах измельчения работы коммерческой мельницы ПСИ. Таким образом, проектировщик мельницы ПСИ промышленного масштаба и последующих процессов вынужден делать допущения в расчетах без фактических вспомогательных данных пилотной установки и без доказательств того, будут ли последующие металлургические процессы реагировать так, как прогнозируется работа на пилотной установке, которая не использует надлежащий процесс ПСИ при непрерывном измельчении.

[0030] В настоящее время, в Северной Америке большинство, если не все, металлургические испытания путем флотации, выщелачивания, гравитационного и магнитного обогащения проводятся в масштабе примерно от 10 до 100 кг в час, при этом подготовка к измельчению осуществляется на тонко дробленой руде (класс крупности 1,7 мм) с последующим измельчением руды в шаровой мельнице до размера, необходимого для выделения полезных ископаемых. Посредством исключения ПСИ измельчения этого материала, возможность совершения серьезных ошибок при выборе процесса увеличивается, особенно когда при избыточном ПСИ образованная мелочь потребляет большое количество дорогостоящих реагентов. Следствием этого является то, что предлагаемая мельница ПСИ промышленного масштаба имеет не правильный размер или оценку, и что построенный таким образом процесс может быть неправильного размера и неэффективен.

[0031] Пилотная установка мельниц ПСИ с диаметром примерно шесть футов и эффективной длиной измельчения около 2 футов, были испытательными мельницами ПСИ, принятыми и используемыми в промышленности в течение многих лет, особенно для однородных руд, которые были обнаружены в бизнесе по переработке железной руды. Однако, принимая во внимание неоднородность большинства медных и золотых руд, потребовалось более экономичное устройство и способ для испытания твердости образцов рудного массива до проектирования мельницы ПСИ промышленного масштаба и последующих процессов, из-за широкой изменчивости твердости руды.

[0032] Патент США № 6,752,338, выданный Starkey, содержание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки, раскрывает пилотную установку шаровой мельницы (которая на самом деле представляет собой мельницу ПСИ), содержащую цилиндрическую внешнюю камеру, имеющую фланцы на противоположных концах, при этом указанная цилиндрическая внешняя камера имеет диаметр 2,5-5,5 футов и отношение длины к диаметру в пределах более 1:1. Цилиндрическая внешняя камера содержит съемную камеру измельчения в виде втулки, продольные подъемники и диафрагму, при этом указанная съемная камера измельчения имеет отношение диаметра к длине в пределах от 3:1 до 1:1 и содержит множество стальных шаров, не превышающие 15% объема камеры измельчения. Съемная камера измельчения продолжается частично по длине внешней цилиндрической камеры и имеет закрепленные на внутренней поверхности втулки продольные подъемники, способные поднимать стальные шары и крупные куски руды, находящиеся в съемной камере измельчения, при вращении двух цилиндрических камер. Съемная камера измельчения имеет на одном конце средство для приема частиц руды из загрузочного бункера и указанную съемную диафрагму на противоположном конце. Съемная диафрагма имеет выпускные отверстия для выгрузки измельченных частиц руды в цилиндрическую внешнюю камеру, при этом указанная цилиндрическая внешняя камера имеет разгрузочные отверстия для выгрузки измельченных частиц из мельницы (ПСИ) и средство для поворота цилиндрической внешней камеры вокруг продольной оси. Также был раскрыт способ испытания, использующий шаровую мельницу (ПСИ).

[0033] Патент США № 7,197,952, выданный Starkey, содержание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки, раскрывает способ испытания для проектирования контура измельчения ПСИ или СИ (самоизмельчения), имеющего, по меньшей мере, одну шаровую мельницу для измельчения руды. Способ испытания включает измерение числа оборотов испытательной мельницы периодического действия для измельчения заданного объема руды до первого заданного размера на первом этапе ПСИ; расчет требуемой энергии измельчения на основе измеренных оборотов для измельчения на первом этапе, объема и измеренного удельного веса руды; измельчение в шаровой мельнице на втором этапе руды с первого этапа до второго заданного размера; и расчет с использованием Индекса шарового измельчения Бонда требуемой энергии шаровой мельницы для второго этапа, требуемого для получения желаемого конечного размера измельчения.

[0034] Несмотря на то, что в вышеупомянутых патентах раскрыты полезные конфигурации пилотных мельниц ПСИ и полезные лабораторные периодические испытания, для устранения недостатков предшествующего уровня техники желательны усовершенствования, чтобы сделать возможными осмысленные, воспроизводимые и актуальные испытания пилотной установки для каждого горнодобывающего проекта, включающего как открытые, так и подземные месторождения полезных ископаемых. В частности, использование стандартного алмазного бурения для испытаний пилотной установки ПСИ может открыть двери для проведения полноценных испытаний на пилотной установке каждого известного месторождения полезных ископаемых, поскольку стандартное алмазное бурение используется при каждом обнаружении полезных ископаемых для определения местоположения и качества ценных полезных ископаемых, содержащихся в месторождении. То, что описано здесь, может значительно улучшить качество недавно разработанных систем измельчения и извлечения полезных ископаемых, поскольку предшествующий уровень техники основан на предпосылке, что работа пилотной установки ПСИ должна выполняться с использованием кусков породы размером, по меньшей мере, 152 мм. Тем не менее на основе анализа данных лабораторных испытаний за последние 15 лет было обнаружено, что посредством использования камеры измельчения лабораторной мельницы ПСИ периодического действия диаметром около 19,2 дюйма и длиной около 6,4 дюйма, мельницы ПСИ диаметром до 40 футов могут быть точно спроектированы на основе данных лабораторных испытаний. Поскольку энергия, используемая в лабораторных испытаниях, составляет около 75% энергии, используемой при обработке загрузки 152 мм, в настоящее время известно, что хорошие конструкции могут быть возможны при использовании 80% прохождения загрузки 19,05 мм, которую легко получить из любого стандартного керна алмазного бурения. Важно, что такой размер керна является доступным почти для каждого месторождения полезных ископаемых в мире.

[0035] Задачей аспекта данного раскрытия является обеспечение возможности избежать ошибок определения размера и обработки мельницы ПСИ и СИ, и позволить владельцам максимизировать прибыль от своих новых операций по добыче полезных ископаемых, начиная с момента, когда установка начинает перерабатывать руду в мельнице ПСИ или СИ.

[0036] Фиг.1 представляет собой вид сверху системы 10 мельницы непрерывного мокрого полусамоизмельчения (ПСИ) согласно варианту выполнения. Система 10 мельницы ПСИ в этом варианте выполнения представляет собой мокрую систему, имеющую признаки, позволяющие ей работать непрерывно. В частности, система 10 мельницы ПСИ может работать для обеспечения данных непрерывного процесса в режиме реального времени, которые необходимы для подтверждения лабораторных измерений потребления энергии, и данных о распределении частиц по размерам в режиме реального времени, которые необходимы для точного проектирования классификационного оборудования, необходимого для обработки потока циркуляционной нагрузки на полномасштабной установке. Поскольку системы, сконфигурированные только для проведения периодических лабораторных испытаний, не обеспечивают достаточного количества измельченного материала для последующих гидрометаллургических или пирометаллургических испытаний пилотной установки, а также для демонстрации чистоты производства металла, что, в свою очередь, будет определять ценность извлеченного металла на рынке, система 10 мельницы ПСИ может работать непрерывно для обработки достаточного количества материала, так что достаточные и точные данные могут быть собраны по разумной цене. В данном описании термин, "непрерывно" или "непрерывный" относится к работе системы таким образом, что она принимает материал, в то же время измельчая материал, который уже был получен, с тем, чтобы измельчать и разгружать вновь принятый материал вместе с материалом, который измельчался, по мере того, как новый материал был принят, тем самым обрабатывать достаточные объемы материала, чтобы можно было получить достаточные и точные данные. Это может быть противопоставлено пакетной операции, при которой некоторое количество материала поступает за один раз или в течение короткого фиксированного периода, и количество материала обрабатывается и/или, по существу, полностью выгружается до получения другого количества материала для другой дискретной партии и испытания. Понятно, что описанная здесь система мельницы ПСИ, рассматриваемая как работающая непрерывно, таким образом, может фактически периодически останавливаться от подачи и вращения, например, для краткой проверки высоты/уровня материала в мельнице ПСИ перед возобновлением подачи и вращения во время данного испытания. Такая проверка может информировать об изменениях скорости подачи материала в мельницу ПСИ во время непрерывной работы.

[0037] Система 10 мельницы ПСИ включает в себя цилиндрическую мельницу 20 ПСИ, прикрепленную и поддерживаемую внутри цилиндра 40. Цилиндр 40 продолжается длиннее мельницы 20 ПСИ 20, чтобы обеспечить баланс и управляемость системы во время вращения, и сам поддерживается внутри кубовидной рамы 30 с возможностью вращения относительно рамы 30 вокруг оси R вращения. Кубовидная рама 30 включает в себя цельные ножки 32. Ножки 32, в свою очередь, могут быть прикреплены к опорной поверхности, такой как пол или верстак, с использованием крепежных элементов, таких как болты. Болты проходят через фланцы 33 ножек и в опорную поверхность.

[0038] Фиг.2 представляет собой вертикальный вид сбоку сечения системы мельницы 10 ПСИ, а фиг.3 представляет собой вид спереди сечения системы мельницы 10 ПСИ по линии Е-Е на фиг.2.

[0039] Фиг.4 представляет собой вертикальный вид сбоку сечения мельницы 20 ПСИ и переднего по ходу участка цилиндра 40 системы 10 мельницы ПСИ по отдельности. Как можно видеть, в частности, на фиг.4, в этом варианте выполнения, мельница 20 ПСИ включает в себя диафрагму 22 загрузочного конца, барабан 24 камеры измельчения, прикрепленный к диафрагме 22 загрузочного конца и продолжающийся от нее, и диафрагму 26 разгрузочной решетки, съемно прикрепленную к барабану 24 камеры измельчения напротив диафрагмы 22 загрузочного конца. Диафрагма 26 разгрузочной решетки может быть закреплена болтами или с использованием другого крепежного механизма, пригодного для снятия крепежных деталей, так что диафрагма 26 разгрузочной решетки может быть съемно прикреплена к барабану 24 камеры измельчения, как описано.

[0040] В этом варианте выполнения, барабан 24 камеры измельчения имеет внутренний диаметр около 19,2 дюйма и длину около 6,4 дюйма. В этом варианте выполнения, подъемники 23 продолжаются от внутренних стенок барабана 24 камеры измельчения, в целом, внутрь, для подъема подлежащей обработке руды (не показана), а также стальных шаров (не показаны) для обработки.

[0041] В этом варианте выполнения, диафрагма 22 загрузочного конца приварена по своей периферии к переднему по ходу концу барабана 24 камеры измельчения. Круглое загрузочное отверстие 25А продолжается по центру через диафрагму 22 загрузочного конца, тем самым обеспечивая подачу дробленного материала снаружи камеры мельницы 20 внутрь его для измельчения. Это позволяет загружать мельницу 20 ПСИ 20 материалом, который должен быть измельчен, а также стальными шарами. В этом варианте выполнения, круглое загрузочное отверстие 25А имеет диаметр 3,5 дюйма и центрировано на оси R вращения. Во время вращения мельницы 20 ПСИ вокруг оси R вращения, материал может подаваться внутрь мельницы 20 ПСИ через круглое загрузочное отверстие 25А. Диафрагма 22 загрузочного конца сама прикреплена болтами к переднему по ходу фланцу цилиндра 40 и, таким образом, вращается вместе с цилиндром 40, вращающим вместе с ним остальную часть мельницы 20 ПСИ во время работы системы 10 мельницы ПСИ. Диафрагма 22 загрузочного конца может быть отвинчена от цилиндра 40, что позволяет снимать мельницу 20 ПСИ из внутренней части цилиндра 40 для обслуживания и модификаций. Возможны и другие способы съемного крепления диафрагмы 22 загрузочного конца к цилиндру 40.

[0042] В этом варианте выполнения, диафрагма 26 разгрузочной решетки прикреплена болтами по своей периферии к заднему по ходу концу барабана 24 камеры измельчения. Как видно на фиг.3, ряд концентрически расположенных щелей 27, лишь некоторые из которых обозначены направляющими линиями на фиг.3, продолжаются через диафрагму 26 разгрузочной решетки, тем самым, обеспечивая выгрузку материала из внутренней части камеры мельницы 20 наружу после измельчения в цилиндрической камере мельницы 20, как будет описано ниже. Размер каждой щели 27 соответствует максимальному размеру частиц, которые должны быть выгружены из системы 10 мельницы ПСИ после измельчения. Диафрагма 26 разгрузочной решетки, в противном случае, блокирует разгрузку более крупного материала и блокирует разгрузку стальных шариков. Щели 27 расположены концентрически, чтобы обеспечить путь для выхода измельченного материала в цилиндр 40 при всех углах поворота цилиндра 40, тем самым, облегчая непрерывную работу системы 10 мельницы ПСИ.

[0043] Диафрагма 26 разгрузочной решетки может быть отвинчена от барабана 24 камеры измельчения, таким образом, чтобы отделить диафрагму 26 разгрузочной решетки от барабана 24 камеры измельчения. Диафрагма 26 разгрузочной решетки, съемно прикрепленная к барабану 24, позволяет соединять с цилиндром 24 различные диафрагмы, соответственно, с большими или меньшими щелями. Это позволяет пользователю системы 10 мельницы ПСИ использовать альтернативные диафрагмы с большими или меньшими щелями 27 этой диафрагмы 26 разгрузочной решетки для регулирования размера частиц, которые должны быть выгружены наружу после измельчения. Понятно, что для того, чтобы снять или прикрепить диафрагму 26 разгрузочной решетки к барабану 24 камеры измельчения, мельница 20 ПСИ должна быть сначала удалена из цилиндра 40 посредством отвинчивания диафрагмы 22 загрузочного конца от переднего по ходу конца барабана 24 камеры измельчения. Возможны и другие способы съемного крепления диафрагмы 26 разгрузочной решетки к барабану 24 камеры измельчения.

[0044] Было обнаружено, что поддержание высоты материала внутри барабана 24 на уровне или около 26% от объема, доступного в мельнице 20 ПСИ во время испытаний на пилотной установке, насколько это возможно, полезно для поддержания эффективности измельчения системы 10 мельницы ПСИ. Например, следует понимать, что, если в мельнице 20 ПСИ слишком мало материала, доступная производительность измельчения мельницы 20 ПСИ может использоваться недостаточно. С другой стороны, если в мельнице 20 ПСИ слишком много материала, производительность измельчения может снизиться. Производительность измельчения может начать падать после превышения определенного объема материала, так как дополнительный материал также служит в качестве амортизирующего материала при падении материала и стальных шаров, уменьшая общее количество грубого измельчения, которое может быть выполнено с таким материалом, и стальными шарами. Чтобы решить эту проблему, в этом варианте выполнения, круглое контрольное отверстие 25B, центрированное на оси R вращения, также продолжается через диафрагму 26 разгрузочной решетки. Размер круглого контрольного отверстия 25B позволяет провести линейную измерительную штангу через круглое контрольное отверстие 25B и, таким образом, через диафрагму 26 разгрузочной решетки для измерения высоты материала внутри мельницы 20 ПСИ. В этом варианте выполнения, круглое контрольной отверстие 25B имеет диаметр 5,5 дюймов. Следует понимать, что круглое контрольное отверстие 25В также позволяет избытку материала из-за переполнения мельницы 20 ПСИ выгружаться через круглое контрольное отверстие 25В, а не создавать скопление внутри барабана 24 на загрузочном конце, где это может повредить загрузочную трубу.

[0045] Сразу после мельницы 20 ПСИ, разгрузочные отверстия 29 продолжаются через боковую периферию цилиндра 40. Разгрузочные отверстия 29 служат для обеспечения возможности выгрузки материала из щелей 27 диафрагмы 26 разгрузочной решетки в цилиндр 40 для выхода из цилиндра 40, как будет описано ниже.

[0046] В этом варианте выполнения, разгрузочные отверстия 29 равномерно распределены по периферии цилиндра 40 и имеют овальную форму с шириной 2 дюйма и длиной 5,5 дюйма. Материал, выгружаемый из мельницы 20 ПСИ через щели 27, поступает в цилиндр 40 и, в основном, падает через разгрузочные отверстия 29.

[0047] Разгрузочные отверстия 29 имеют размер и расположение по отношению к круглому контрольному отверстию 25B, чтобы обеспечить линейный путь для линейной измерительной штанги, которая должна проходить снаружи цилиндра 40 в круглое контрольное отверстие 25B через одно из разгрузочных отверстий 29.

[0048] В этом варианте выполнения, цилиндр 40 имеет диаметр около 21 дюйма и длину около 20 дюймов. Цилиндр 40, будучи длиннее, чем мельница 20 ПСИ, является полезным для физической стабилизации мельницы 20 ПСИ во время работы и для обеспечения поверхности, которая может быть зацеплена для привода и качения, как будет описано ниже.

[0049] За разгрузочными отверстиями 29, цилиндр 40 содержит спиральную лопатку 45, продолжающуюся внутрь от боковых стенок цилиндра 40. Будет понятно, что часть измельченного материала, который был выгружен в цилиндр 40 через диафрагму 26 разгрузочной решетки, может быть выброшена через разгрузочные отверстия 29 в цилиндр 40. Таким образом, такой материал не выгружается сразу через разгрузочные отверстия 29. Для измерений с использованием системы 10 мельницы ПСИ важно, чтобы материал, загружаемый в систему 10 мельницы ПСИ, в конечном итоге полностью выгружался из системы 10 мельницы ПСИ. Спиральная лопатка 45 вращается вместе с цилиндром 40 во время вращения в непрерывном режиме, тем самым, постоянно заставляя перемещаться любой материал, который был выброшен вниз от разгрузочных отверстий 29, обратно вверх к разгрузочным отверстиям 29, тем самым, полностью выгружая его. В этом варианте выполнения, впускная труба P продолжается по центру через заднюю по ходу концевую стенку цилиндра 40 внутрь, образуя канал, по которому вода (или другая подходящая текучая среда) может подаваться в цилиндр 40. Впускная труба Р продолжается по центру - вдоль оси R вращения - в заднюю по ходу концевую стенку цилиндра 40, так что цилиндр 40 может вращаться относительно впускной трубы Р во время непрерывной работы, несмотря на то, что сама впускная труба Р остается неподвижной. Струя добавленной воды смешивается с любым материалом после разгрузочных отверстий 29, чтобы способствовать захвату материала внутри цилиндра 40 обратно вверх к разгрузочным отверстиям 29 и из них.

[0050] В этом варианте выполнения разгрузочный бункер 50, как правило, V-образной формы, также опирается на кубовидную раму 30 и в осевом направлении выровнен с разгрузочными отверстиями 29. Разгрузочный бункер 50 принимает выгружаемый материал, выходящий из разгрузочных отверстий 29, вокруг него во время вращения во время непрерывной работы. Разгрузочный бункер 50 направляет выгружаемый материал вниз через разгрузочный проход 52 разгрузочного бункера 50 для подачи выгруженной пульпы на вибрационное сито или другое классификационное устройство, а также для исследования и измерения потока, и для извлечения и ручной рециркуляции негабаритного материала обратно в загрузочный бункер мельницы ПСИ через равные интервалы времени. Разгрузочный проход 52 мельницы заканчивается в точке над самой нижней протяженностью ножек 32 и нижележащих фланцев 33, тем самым позволяя ножкам 32 и фланцам 33 опираться на опорную поверхность без помех. Опорная поверхность, в свою очередь, предпочтительно, имеет отверстие, через которое материал, выходящий из разгрузочного прохода 52 мельницы, может проходить вниз для дополнительной классификации и рециркуляции крупного размера.

[0051] Разгрузочный бункер 50, если смотреть спереди мельницы 10 ПСИ, имеет «рычаги», которые продолжаются вверх и близко к разгрузочным отверстиям 29 чуть выше уровня оси R вращения. Рычаги интегрированы с накопительной камерой 54 разгрузочного бункера 50. Каждый из обращенных внутрь участков рычагов и накопительная камера 54 имеют открывающийся верх, чтобы принимать выгружаемый материал, выходящий из разгрузочных отверстий 29. По этой причине, каждый из рычагов, в целом, представляет собой объединенные каналы, которые принимают выгружаемый материал, выходящий из разгрузочных отверстий 29 в любой точке вдоль рычагов. Эта конфигурация позволяет большей части выгружаемого материала, который может быть перенесен вверх внутри цилиндра 40, который не упал прямо вниз в накопительную камеру 54 после измельчения, когда он выходит из разгрузочных отверстий 29, попадать в открытые горловины рычагов разгрузочного бункера 50. Это, в свою очередь, удерживает большую часть или весь выгружаемый материал, выходящий из системы 10 мельницы ПСИ через разгрузочный проход 52 мельницы во время непрерывной работы. Такой выгружаемый материал, выходящий из разгрузочных отверстий 29 в этих более высоких местах, захватывается рычагами и направляется вниз вдоль рычагов для объединения с любым материалом в накопительной камере 54 и, в конечном счете, падает через разгрузочный проход 52 мельницы.

[0052] В этом варианте выполнения, цилиндр 40 опирается на резиновые ролики 90. В свою очередь, резиновые ролики 90 опираются на соответствующие оси, которые в свою очередь опираются на балки, продолжающиеся через нижнюю часть кубовидной рамы 30. Таким образом, мельница 20 ПСИ и цилиндр 40 могут вращаться как единое целое вокруг оси R вращения в отношении кубовидной рамы 30. Следует отметить, что резиновые ролики 90 соприкасаются с кольцевой, обработанной круговой поверхностью направляющих дорожек, образованных парами фланцев 92 и 94 (обозначены пунктирными кружками на фиг.1), которые находятся вблизи, соответственно, переднего и заднего походу концов цилиндра 40.

[0053] В этом варианте выполнения, вращение цилиндра 40 достигается с использованием электрического двигателя 100, приводящего в движение цепь 110. Цепь 110 закреплена вокруг цилиндра 40. Электрический двигатель 100 поддерживается на моторной платформе 102, продолжающейся из кубовидной рамы 30, а ограждение 112 цепи поддерживается поверх цепи 110 кубовидной рамой 30. В этом варианте выполнения, электрический двигатель 100 рассчитан на мощность 2 л.с./1800 об/мин/230 В/3 фазы/60 Гц. Компонент частотно-регулируемого привода (VFD) (не показан), рассчитанный на 230 В/3 фазы/60 Гц, питает электрический двигатель 100, позволяя пользователю надежно и эффективно управлять скоростью, с которой вращается цилиндр 40, и, соответственно, скоростью, при которой мельница 20 вращается. Понятно, что скорость вращения мельницы 20 ПСИ является важной для оптимизации скорости измельчения наряду с потребляемой мощностью. Например, если скорость вращения является слишком высокой, стальные шары и другой материал в мельнице 20 ПСИ будут иметь тенденцию выталкиваться наружу центробежной силой со слишком большой силой. Следовательно, стальные шары и другой материал не будут оптимальным образом падать обратно вниз по достижении верхних участков мельницы 20 ПСИ, в которой они вращались. С другой стороны, если скорость вращения является слишком низкой, стальные шары и другой материал в мельнице ПСИ 20 не будут подниматься подъемниками 23 на оптимальную высоту в мельнице ПСИ 20. Таким образом, стальные шары и другой материал обычно не достигают верхних участков мельницы 20 ПСИ, от которых они могут получить потенциальную энергию, полезную для того, чтобы падать обратно на материал внизу для измельчения.

[0054] В этом варианте выполнения, загрузочный бункер 5 и загрузочная труба 7 поддерживаются на кубовидной раме 30. Загрузочный бункер 5 и загрузочная труба 7 направляют материал внутрь мельницы 20 ПСИ через круглое загрузочное отверстие 25А диафрагмы 22 загрузочного конца. Измельчаемый материал может быть загружен в загрузочный бункер 5 при вращении цилиндра 40 в непрерывном режиме работы, поскольку загрузочная труба 7, не закреплена на мельнице 20 ПСИ, является неподвижной по отношению к мельнице 20 ПСИ.

[0055] В этом варианте выполнения, каждая звукоизолирующая панель прикреплена с возможностью съема к кубовидной раме 20 для ограждения цилиндра 40.

[0056] Фиг.5 представляет собой вид сверху на систему 10 мельницы ПСИ с верхней звуконепроницаемой панелью 200B, расположенной для ограждения компонентов системы 10 мельницы ПСИ внутри рамы 30. Фиг.6 представляет собой вертикальный вид сбоку системы 10 мельницы ПСИ с боковой звуконепроницаемой панелью 200А, расположенной в положении для ограждения компонентов системы 10 мельницы ПСИ внутри рамы 30. Фиг.7 представляет собой вид сверху сечения системы 10 мельницы ПСИ по линии С-С на фиг.6.

[0057] В некоторых вариантах выполнения, звуконепроницаемая панель связана со стороной кубовидной рамы 30, на которой расположены двигатель 100 и цепь 110. Звуконепроницаемая панель, связанная со стороной кубовидной рамы 30, на фигурах не показана. Эта звуконепроницаемая панель, связанная со стороной кубовидной рамы 30, выполнена с возможностью обеспечения соединения цепи 110 с цилиндром 40 и двигателем 100, а также для размещения ограждения 112 цепи, продолжающегося снаружи рамы 30 для взаимодействия с цилиндром 40.

[0058] Звуконепроницаемая панель 200B, связанная с верхней частью системы 10 мельницы ПСИ, адаптирована с отверстием 210 загрузочного бункера, которое выровнено с отверстием загрузочного бункера 5 внутри кубовидной рамы 30. Это позволяет пользователю подавать материал в загрузочный бункер 5 снаружи звуконепроницаемой панели 200В. Звуконепроницаемая панель 200B также включает в себя смотровое окно 220 с крышкой 222. К крышке 222 прикреплена ручка, позволяющая пользователю манипулировать крышкой 222. Крышка 222 шарнирно прикреплена к звуконепроницаемой панели 200B для выборочного закрытия или открытия смотрового окна 220. Смотровой участок 220 выровнен в осевом направлении с разгрузочными отверстиями 29. Размер смотрового отверстия 220 позволяет пользователю после остановки вращения провести измерительную штангу через смотровое отверстие 220 и в круглое контрольное отверстие 25B через разгрузочное отверстие 29 в цилиндре 40. Таким образом, высота материала внутри мельницы 20 ПСИ может быть измерена для подтверждения количества материала внутри мельницы ПСИ.

[0059] Следует понимать, что создание правильных коммерческих прогнозов распределения частиц по размерам для рециркулируемого материала может быть выполнено на основе мелкомасштабного испытания с использованием системы 10 мельницы ПСИ. Никакое другое испытание ПСИ в мире, меньшее, чем испытательная мельница ПСИ диаметром 6 футов, не может в настоящее время правильно предсказать распределение размеров, которое требуется для проектирования вспомогательного классификационного оборудования в новом контуре мельницы ПСИ.

[0060] Хотя варианты выполнения были описаны со ссылкой на чертежи, специалистам в данной области техники будет понятно, что вариации и модификации могут быть выполнены без отклонения от сущности, объема и цели изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

[0061] Например, несмотря на то, что описанные варианты выполнения включают в себя множество подъемников с барабаном камеры измельчения, при этом каждый подъемник изображен на фигурах, в целом, в виде прямоугольника, продолжающегося внутрь от стенок барабана камеры измельчения, возможны альтернативы. Например, альтернативный вариант выполнения может включать только один подъемник такой формы или один квадратный подъемник, такой как 1,5-дюймовый квадратный подъемник.

Изобретение относится к системе для непрерывного мокрого полусамоизмельчения, которая может найти применение в лабораториях в качестве оборудования для испытаний. Система содержит раму, вращающийся цилиндр, поддерживаемый внутри рамы с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения относительно рамы, приводную систему с регулируемой скоростью для приведения в движение вращающегося цилиндра вокруг оси вращения и мельницу ПСИ. Вращающийся цилиндр включает в себя множество разгрузочных отверстий по его периферии и внутреннюю спиральную лопатку для захвата материала внутри вращающегося цилиндра, которая находится после разгрузочных отверстий, вверх к разгрузочным отверстиям во время вращения. Мельница ПСИ съемно прикреплена к вращающемуся цилиндру перед разгрузочными отверстиями. Мельница ПСИ включает в себя барабан камеры измельчения в переднем по ходу участке вращающегося цилиндра, причем барабан камеры измельчения имеет внутренний диаметр около 19,2 дюйма и длину около 6,4 дюйма и содержит, по меньшей мере, один внутренний подъемник. Система для непрерывного мокрого полусамоизмельчения обеспечивает эффективную работу мельницы ПСИ. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система мельницы для непрерывного мокрого полусамоизмельчения (ПСИ), содержащая:

- раму;

- вращающийся цилиндр, поддерживаемый внутри рамы с возможностью вращения вокруг в целом горизонтальной оси вращения относительно рамы, при этом вращающийся цилиндр включает в себя множество разгрузочных отверстий по его периферии и внутреннюю спиральную лопатку для захвата материала внутри вращающегося цилиндра, которая находится после разгрузочных отверстий, в обратном направлении к разгрузочным отверстиям во время вращения;

- приводную систему с переменной скоростью для приведения в движение вращающегося цилиндра вокруг в целом горизонтальной оси вращения; и

- мельницу ПСИ, съемно прикрепленную к вращающемуся цилиндру перед разрузочными отверстиями, причем мельница ПСИ содержит:

- барабан камеры измельчения в переднем по ходу участке вращающегося цилиндра, причем барабан камеры измельчения имеет внутренний диаметр около 19,2 дюйма и длину около 6,4 дюйма, при этом барабан камеры измельчения включает в себя по меньшей мере один внутренний подъемник;

- диафрагму загрузочного конца, прикрепленную к переднему по ходу концу барабана камеры измельчения, причем диафрагма загрузочного конца включает в себя центральное загрузочное отверстие, размеры которого позволяют пропускать измельченный материал в барабан камеры измельчения; и

- диафрагму разгрузочной решетки, съемно прикрепленную к заднему по ходу концу барабана камеры измельчения, при этом диафрагма разгрузочной решетки включает в себя множество разгрузочных щелей, размер и положение каждой из которых позволяет пропускать через них только материал, который был измельчен до заданного размера внутри барабана камеры измельчения.

2. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой передний по ходу конец вращающегося цилиндра содержит периферийный фланец цилиндра, к которому съемно прикреплена диафрагма загрузочного конца мельницы ПСИ.

3. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой задний по ходу конец барабана камеры измельчения закрыт диафрагмой разгрузочной решетки, при этом диафрагма разгрузочной решетки съемно прикреплена болтами по меньшей мере к одному внутреннему подъемнику.

4. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой диафрагма загрузочного конца приварена к переднему по ходу концу барабана камеры измельчения.

5. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой рама является кубовидной рамой.

6. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой по меньшей мере один внутренний подъемник содержит подъемник квадратной формы.

7. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.6, в которой подъемник квадратной формы имеет площадь 1,5 квадратных дюйма.

8. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой по меньшей мере один внутренний подъемник содержит множество прямоугольных подъемников.

9. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, дополнительно содержащая:

- впускную трубу, проходящую через заднюю по ходу концевую стенку вращающегося цилиндра для передачи текучей среды во вращающийся цилиндр.

10. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой разгрузочные щели расположены концентрически в диафрагме разгрузочной решетки вокруг в целом горизонтальной оси вращения.

11. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой система привода с регулируемой скоростью содержит электрический двигатель и цепь, связанную с вращающимся цилиндром.

12. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.1, в которой диафрагма разгрузочной решетки дополнительно включает в себя центральное контрольное отверстие, размеры которого позволяют принимать линейную измерительную штангу, проходящую снаружи вращающегося цилиндра через выбранное разгрузочное отверстие, тем самым измеряя высоту материала внутри мельницы ПСИ.

13. Система мельницы для непрерывного мокрого ПСИ по п.12, в которой центральное контрольное отверстие имеет размер, чтобы позволить избыточному материалу выходить из барабана камеры измельчения.