Понимание роли P80 в дроблении и переработке материалов.

В дроблении и переработке полезных ископаемых гранулометрический состав является важным показателем поведения материала в процессе обработки. Одним из наиболее широко используемых индикаторов является... П80, который описывает размер частиц, через которые проходит 80% материала.

Показатель P80 помогает инженерам оценивать эффективность дробления и измельчения, устанавливать целевые размеры продукта и понимать, как изменяются характеристики материала между этапами обработки. Однако это лишь одна часть распределения частиц по размерам, и ее полезность зависит от способа измерения и применения.

Что такое P80?

P80 — это размер частиц, через которые проходит 80% материала, обычно выражаемый в процентах по массе.

Например, если дробленая руда имеет показатель P80 120 мм:

• Приблизительно 80% материала по массе имеет размеры менее 120 мм.
• Приблизительно 20% имеет размер более 120 мм.

Меньшее значение P80 обычно указывает на более мелкое распределение материала, тогда как большее значение P80 указывает на более крупное распределение.

Показатель P80 определяется по кривой кумулятивного распределения частиц по размерам, которая показывает процент материала, прошедшего через фильтры с различными размерами частиц.

P80, F80 и D80: в чем разница?

Эти термины описывают тесно связанные измерения, но обычно используются в разных контекстах.

Например, если материал поступает в дробилку с размером частиц F80 300 мм и выходит с размером частиц P80 75 мм, то размер частиц, проходящих через дробилку 80%, уменьшился в четыре раза.

WipWare's WipFrag Как правило, программное обеспечение отображает размеры процентилей с использованием значений D, включая D50, D80 и D95. Значение D80 представляет собой тот же процентиль, что и P80, хотя при сравнении методов измерения необходимо учитывать их подходы к выборке и анализу.

Для получения дополнительной информации о считывании значений D и кривых распределения частиц по размерам см. Руководство по интерпретации результатов WipFrag.

Как определяется значение P80?

Показатель P80 определяется на основе распределения частиц по размерам. Метод измерения зависит от материала, размеров частиц и условий эксплуатации.

Ситовый анализ

При традиционном ситовом анализе репрезентативный образец материала пропускают через ряд сит с постепенно уменьшающимися отверстиями.

Материал, оставшийся на каждом этапе обработки, взвешивается, и рассчитывается суммарный процент прохождения через фильтр. P80 — это размер, соответствующий прохождению 80% через фильтр в полученном распределении.

Ситовый анализ позволяет получить прямое измерение массы, но может потребовать сбора, обработки и лабораторной подготовки материала.

Анализ размера частиц на основе изображений

Методы, основанные на анализе изображений, позволяют оценить распределение частиц по размерам путем идентификации и измерения частиц, видимых на цифровых изображениях.

Технологии WipWare поддерживают несколько методов измерения:

• WipFrag Анализирует фотографии, собранные в полевых условиях, в лаборатории, под землей или с помощью беспилотных летательных аппаратов.
• Рефлекс обеспечивает автоматизированное измерение грузов или материалов, перевозимых транспортными средствами, во время разгрузки.
• Соло Обеспечивает многократные измерения движения материала по конвейерам и технологическим линиям.

Полные конфигурации Solo и Reflex обеспечивают измерение распределения частиц по размерам (PSD), в то время как их базовые конфигурации ориентированы на мониторинг максимального размера частиц и цвета.

В отличие от физического просеивания, оптические измерения основаны на анализе видимых частиц и связанных с ними методах оценки размера. Частицы, которые находятся под поверхностью, скрыты или слишком малы для разрешения, не могут быть непосредственно измерены по изображению.

При необходимости калибровка и репрезентативный физический отбор проб могут помочь соотнести оптические результаты с общим распределением материала.

Почему P80 важен в дроблении и переработке минералов?

1. Производительность дробилки и контроль размера продукта.

Дробилки предназначены для измельчения материала до размеров, подходящих для последующего оборудования.

Мониторинг P80 может помочь предприятиям оценить, становится ли выход дробилки крупнее или мельче, сравнить производительность в различных условиях эксплуатации и оценить влияние изменений настроек дробилки.

Например, изменение значения P80 после регулировки положения закрытой стороны дробилки может указывать на изменение размера продукта.

Однако одного лишь показателя P80 недостаточно для определения пригодности материала для следующего этапа обработки. Даже при достижении целевого значения P80 относительно небольшая доля частиц большого размера может вызвать проблемы.

Таким образом, максимальный размер частиц, размеры в верхних процентилях и процентное содержание материала, превышающего определенные пороговые значения, могут иметь одинаково важное значение.

2. Эффективность шлифовального контура

В измельчительных установках соотношение между размером частиц подаваемого материала и размером частиц готового продукта помогает определить энергию, необходимую для измельчения.

Распространённым выражением этой взаимосвязи является уравнение Бонда:

W = 10 × Wi × (1/√P80 − 1/√F80)

Где:

• W Это расчетная удельная потребляемая энергия, обычно в кВт·ч/т.
• Ви Это индекс работ по облигациям.
• Ф80 это размер проходного отверстия 80%.
• П80 это размер проходного отверстия 80% для данного изделия.

В общепринятой форме уравнения F80 и P80 выражаются в микрометрах (мкм).

Индекс работы сцепления определяется с помощью стандартизированных испытаний или других соответствующих методов характеризации; он не рассчитывается только на основе значений F80 и P80. Уравнение дает приблизительную оценку потребности в энергии шлифования, а для практического применения могут потребоваться дополнительные поправочные коэффициенты.

Точность оценки энергии измельчения также зависит от используемого индекса работы Бонда. Подготовка образцов, размер частиц и методика тестирования могут влиять на его определение. Николич и Трумич (2021) изучили эти факторы для более мелких образцов, подчеркнув важность соответствующих методов при определении индекса работы Бонда.

Как правило, для получения более тонкого продукта из того же сырья требуется дополнительная энергия измельчения. Поэтому цель состоит не всегда в минимизации P80, а в достижении необходимого размера частиц для последующего процесса без излишнего расхода энергии.

3. Высвобождение и переработка минеральных ресурсов

Во многих процессах переработки полезных ископаемых необходимо обеспечить достаточное отделение ценных минералов от окружающего материала перед их разделением.

Если при измельчении получается слишком крупный материал, ценные минералы могут остаться заключенными внутри более крупных частиц. Если материал измельчается мельче, чем необходимо, расходуется дополнительная энергия, и избыток мелких частиц может создать проблемы для некоторых процессов разделения.

Соответствующее значение P80 зависит от минералогического состава руды, характеристик высвобождения и требований к последующей переработке.

Показатель P80 служит полезным ориентиром для оценки эксплуатационных характеристик, но он не измеряет напрямую степень высвобождения или извлечения минералов.

4. Совместимость с подачей материала в дробилку и производительность.

Материал, поступающий на каждый этап обработки, должен быть пригоден для оборудования, которое его принимает.

Крупнозернистая или сильно неоднородная подача материала может влиять на загрузку дробилки, производительность и эффективность работы оборудования. И наоборот, избыток мелких фракций или материала, выходящего за рамки предпочтительного распределения подачи, также может влиять на эффективность работы оборудования.

Мониторинг распределения размеров частиц в подаваемом сырье помогает выявлять изменения условий до того, как они превратятся в постоянные проблемы в процессе переработки.

Показатель P80 полезен для отслеживания общей крупности подаваемого материала, а дополнительные измерения PSD могут помочь выявить проблемные частицы крупного или мелкого помола.

5. Управление и оптимизация технологических процессов

Повторные измерения размера частиц могут помочь производственным процессам понять, остается ли материал в пределах допустимого рабочего диапазона.

В зависимости от процесса, информация может служить подтверждением:

• Оценка точности регулировки параметров дробилки.
• Мониторинг условий подачи и выгрузки из дробилки.
• Выявление изменений в эффективности скрининга.
• Оценка изменчивости подачи в измельчающем контуре.
• Сравнение материалов из разных источников или периодов эксплуатации.

Для подходящих конвейерных систем, Прохождение в одиночку Предоставляет автоматизированные измерения распределения размеров частиц, которые можно использовать для мониторинга показателя P80 и других индикаторов размера частиц по мере перемещения материала в процессе производства.

Для получения объяснения того, как измерения фрагментации могут применяться на разных этапах обработки, см. От взрыва до измельчения: использование данных о фрагментации для повышения эффективности добычи полезных ископаемых..

В опубликованных исследованиях также рассматривалась взаимосвязь между размерами частиц и производительностью дробилки, эффективностью измельчения и стабильностью процесса. Практические примеры таких применений см. в [ссылка]. Примеры успешных проектов WipWare: фрагментация и мониторинг процессов..

Как изменяется значение P80 между этапами процесса?

Показатель P80 можно измерить в нескольких точках внутри дробильно-измельчительного контура, но универсального целевого значения для каждого этапа не существует.

Подходящий диапазон размеров зависит от конструкции оборудования, свойств материалов и предполагаемого продукта.

Не менее важно, чтобы технология измерения подходила для соответствующих размеров частиц.

Например, автоматизированный оптический анализ крупнозернистого материала на конвейере предъявляет иные требования к измерениям, чем оценка мелкодисперсного продукта, содержащего частицы размером в микрометры.

Видеть Понимание диапазонов размеров при анализе конвейерных лент Для получения объяснения того, как поле зрения, разрешение камеры и геометрия установки влияют на размеры обнаруживаемых частиц.

Факторы, влияющие на P80

Распределение частиц по размерам может меняться по многим причинам, включая вариации самого материала и корректировки технологического процесса.

К числу важных факторов относятся твердость породы и геологические характеристики, дробление при взрывных работах, настройки дробилки, износ оборудования, скорость подачи, эффективность грохочения и условия эксплуатации.

В горнодобывающей промышленности изменения могут начинаться еще до того, как материал поступает на перерабатывающий завод. Изменения геологических условий или условий взрывных работ могут повлиять на гранулометрический состав щебня, поступающего в первичную дробилку.

Наш путеводитель по Понимание процессов взрывных работ и дробления горных пород В работе исследуются условия и параметры конструкции взрыва, влияющие на начальное разрушение горных пород.

Поскольку эти факторы могут взаимодействовать, изменение значения P80 следует рассматривать как указание на изменение распределения материала, а не как автоматическое доказательство конкретной причины.

Почему P80 не следует использовать в одиночку

Хотя показатель P80 является важным параметром, два материала с одинаковым значением P80 могут иметь существенно различное распределение частиц по размерам.

В одном случае может быть больше мелких частиц, а в другом — более высокая концентрация крупных частиц.

Для более полной оценки процесса P80 можно рассматривать в сочетании со следующими компонентами:

• Другие размеры процентилей, например, D50 или D95.
• Максимальный размер частиц, особенно в тех случаях, когда негабаритные грузы представляют опасность.
• Процент прошедших проверку или сохранивших определенный размер, например, открытие экрана или пороговое значение процесса.
• Полная кривая спектральной плотности мощности, включая изменения формы распределения.
• Конверты с техническими условиями, где в процессе определены допустимые пределы размера частиц.

Подходящая комбинация зависит от того, что именно необходимо контролировать в ходе операции.

Например, дробилка может потребовать установления максимального предела размера частиц на входе в дополнение к допустимому диапазону P80. В измельчающем контуре может потребоваться контроль как общей крупности частиц на входе, так и изменений содержания мелких фракций.

Наиболее полезными являются те измерения, которые напрямую связаны с принятием оперативного решения.

Заключение

P80 предлагает практический способ описания и сравнения распределения размеров частиц на всех этапах дробления и переработки полезных ископаемых.

Это помогает предприятиям оценивать степень измельчения, устанавливать целевые показатели процесса, отслеживать изменчивость материала и понимать взаимосвязь между характеристиками исходного сырья и потребностями последующих этапов обработки.

Однако подходящее значение P80 не обязательно является наименьшим достижимым значением. Это значение, которое соответствует требованиям процесса.

В сочетании с другими измерениями PSD, репрезентативной выборкой и соответствующей информацией об эксплуатации, показатель P80 становится более полезным индикатором эффективности процесса.

WipWare предоставляет инструменты для измерения распределения частиц по размерам посредством полевого анализа, мониторинга транспортных средств и автоматизированных измерений на конвейерах.

Ознакомьтесь с нашими технологии измерения или связаться с WipWare чтобы обсудить измерения размера частиц, наиболее актуальные для вашего производства.

Ссылки

Николич В. и Трумич М. (2021). Новый подход к расчету индекса работы Бонда для более тонких образцов.. Горное дело, 165, 106858.