อิซามิลล์
เครื่อง บด IsaMill เป็นเครื่อง บดแบบกวนที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับบดละเอียดและหยาบที่ใช้ในอุตสาหกรรมแร่ ได้รับการพัฒนาร่วมกันในช่วงทศวรรษ 1990 โดยMount Isa Mines Limited ("MIM" ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ MIM Holdings Limited และปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มบริษัทGlencore Xstrata ประเทศออสเตรเลีย) และ Netzsch Feinmahltechnik ("Netzsch") ผู้ผลิตเครื่องบดลูกปัดจากประเทศเยอรมนี [ 1 ]เครื่องบด IsaMill เป็นที่รู้จักกันดีในด้านการใช้งานบดละเอียดมากในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ แต่ก็ยังถูกนำมาใช้เป็นวิธีการบดหยาบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย[ 2 ] [ 3 ]ภายในสิ้นปี 2008 กำลังการผลิตของเครื่องบด IsaMill มากกว่า 70% ใช้สำหรับการบดซ้ำแบบดั้งเดิมหรือการบดทั่วไป (ตรงข้ามกับการบดละเอียดมาก) โดยมีขนาดผลิตภัณฑ์เป้าหมายตั้งแต่ 25 ถึง60 ไมโครเมตร[ 4 ]
การแนะนำ

ในขณะที่การบดส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมแร่ทำได้โดยใช้อุปกรณ์ที่มีตัวกลางบดเป็นเหล็ก แต่ IsaMill ใช้ตัวกลางบดเฉื่อย เช่นทรายซิลิกา กาก ตะกอนถลุงแร่หรือลูกบอลเซรามิก[ 2 ]การใช้ตัวกลางบดที่เป็นเหล็กอาจทำให้เกิดปัญหาในกระบวนการลอยตัวที่ใช้แยกแร่ธาตุต่างๆ ในแร่ เนื่องจากเหล็กจากตัวกลางบดสามารถส่งผลต่อคุณสมบัติพื้นผิวของแร่ธาตุและลดประสิทธิภาพของการแยก[ 5 ] IsaMill หลีกเลี่ยงปัญหาประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนเหล่านี้โดยการใช้ตัวกลางบดเฉื่อย
IsaMill ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในโรงงาน ผลิตตะกั่ว - สังกะสี Mount Isa ในปี 1994 และภายในเดือนพฤษภาคม 2013 มีการติดตั้ง IsaMill จำนวน 121 แห่งใน 20 ประเทศ โดยมีบริษัทต่างๆ 40 แห่งใช้งาน[ 6 ]
หลักการทำงานของ IsaMill
เครื่องบด IsaMill เป็นเครื่องบดแบบกวนตัวกลาง ซึ่งตัวกลางในการบดและแร่ที่กำลังบดจะถูกกวนแทนที่จะถูกทำให้หมุนวนเหมือนเครื่องบดแบบเก่าที่มีปริมาณงานสูง (เช่นเครื่องบดลูกบอลและเครื่องบดแท่ง ) เครื่องบดแบบกวนมักประกอบด้วยตัวกวนที่ติดตั้งอยู่บนเพลาหมุนที่อยู่ตามแกนกลางของเครื่องบด[ 7 ]ห้องผสมจะเต็มไปด้วยตัวกลางในการบด (โดยปกติจะเป็นทราย[ 2 ]ตะกรันจากโรงถลุง[ 2 ]หรือเซรามิก[ 7 ]หรือลูกปัดเหล็ก[ 7 ] ) และสารแขวนลอยของน้ำและอนุภาคแร่[ 7 ]ซึ่งในอุตสาหกรรมแร่เรียกว่าสารละลายข้นในทางตรงกันข้าม เครื่องบดลูกบอล เครื่องบดแท่ง และเครื่องบดแบบหมุนวนอื่นๆ จะเต็มไปด้วยตัวกลางในการบดและแร่เพียงบางส่วนเท่านั้น

ในเครื่องบดแบบกวนด้วยตัวกลาง ตัวกวนจะทำให้เนื้อหาในห้องผสมเคลื่อนที่ ทำให้เกิดการชนกันอย่างรุนแรงระหว่างตัวกลางบดกับอนุภาคแร่ และระหว่างอนุภาคแร่ด้วยกันเอง[ 7 ]การบดเกิดขึ้นจากการเสียดสีและการขัดถู ซึ่งอนุภาคละเอียดมากจะถูกแยกออกจากพื้นผิวของอนุภาคขนาดใหญ่[ 8 ]แทนที่จะเป็นการแตกจากการกระแทก ส่งผลให้เกิดอนุภาคละเอียดด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงกว่าเครื่องบดแบบหมุน[ 7 ]ตัวอย่างเช่น การบดแร่ไพไรต์เข้มข้นจนอนุภาค 80% มีขนาดเล็กกว่า 12 μm (0.012 มม.) จะใช้พลังงานมากกว่า 120 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตัน (kWh/t) ของแร่ในเครื่องบดลูกบอลโดยใช้ ลูกบอลขนาด 9 มม. แต่ใช้เพียง 40 kWh/t ใน IsaMill โดยใช้ ตัวกลางบดขนาด 2 มม. [ 9 ]

โดยทั่วไป IsaMill ประกอบด้วยแผ่นดิสก์แปดแผ่นที่ติดตั้งบนเพลาหมุนภายในเปลือกทรงกระบอก (ดูรูปที่ 2) [ 10 ]เครื่องบดจะบรรจุด้วยตัวกลางบด 70–80% [ 4 ]และทำงานภายใต้แรงดัน 100 ถึง 200 กิโลปาสคาล[ 8 ]แผ่นดิสก์มีช่องเพื่อให้สารละลายแร่ไหลผ่านจากปลายด้านป้อนไปยังปลายด้านปล่อย (ดูรูปที่ 3) พื้นที่ระหว่างแผ่นดิสก์แต่ละแผ่นนั้นเปรียบเสมือนห้องบดแต่ละห้อง และตัวกลางบดจะถูกทำให้เคลื่อนที่โดยการหมุนของแผ่นดิสก์ ซึ่งจะเร่งความเร็วของตัวกลางไปทางเปลือก[ 10 ]การกระทำนี้จะเด่นชัดที่สุดใกล้กับแผ่นดิสก์ ตัวกลางจะไหลกลับไปยังเพลาในบริเวณใกล้จุดกึ่งกลางระหว่างแผ่นดิสก์ ทำให้เกิดการหมุนเวียนของตัวกลางบดระหว่างแผ่นดิสก์แต่ละคู่ ดังแสดงในรูปที่ 4 [ 10 ]

เวลาเฉลี่ยที่แร่จะอยู่ในโรงบดคือ 30–60 วินาที[ 4 ]การลัดวงจรของโซนการบดโดยวัตถุดิบมีน้อยมาก อันเป็นผลมาจากการมีห้องบดหลายห้องเรียงกัน[ 10 ]
ผลิตภัณฑ์ที่บดแล้วจะถูกแยกออกจากตัวกลางบดที่ปลายปล่อยของเครื่องบด การแยกนี้ทำได้โดยไม่ต้องใช้ตะแกรงโดยใช้ตัวแยกผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรซึ่งประกอบด้วยโรเตอร์และตัวแทนที่ (ดูรูปที่ 2 และรูปที่ 4) [ 10 ]ระยะห่างที่ค่อนข้างสั้นระหว่างแผ่นดิสก์สุดท้ายส่งผลให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ผลักอนุภาคหยาบไปทางเปลือกเครื่องบด จากนั้นจึงไหลกลับไปยังปลายป้อน[ 10 ]การกระทำนี้ช่วยรักษาตัวกลางบดไว้ภายในเครื่องบด[ 10 ]
ตัวแยกผลิตภัณฑ์เป็นส่วนสำคัญมากในการออกแบบ IsaMill ช่วยหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้ตะแกรงเพื่อแยกตัวกลางการบดออกจากอนุภาคที่บดแล้ว[ 4 ]การใช้ตะแกรงจะทำให้เครื่องบดต้องบำรุงรักษามากขึ้น เนื่องจากตะแกรงมีแนวโน้มที่จะอุดตัน ทำให้ต้องหยุดการทำงานบ่อยครั้งเพื่อทำความสะอาด[ 4 ]
อนุภาคละเอียดจะไม่ไวต่อแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางมากนักและจะอยู่ใกล้กับศูนย์กลางของเครื่องบด ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาผ่านตัวถังการแทนที่ในอัตราที่เท่ากับอัตราการป้อนของเครื่องบด[ 10 ]
การออกแบบของ IsaMill ส่งผลให้มีการกระจายขนาดผลิตภัณฑ์ที่แม่นยำ ซึ่งหมายความว่า IsaMill สามารถทำงานในวงจรเปิดได้ (กล่าวคือ ไม่จำเป็นต้องแยกอนุภาคที่ปล่อยออกมาภายนอกในตะแกรงหรือไฮโดรไซโคลนเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่เกินไปสามารถส่งกลับไปยังเครื่องบดเพื่อผ่านรอบที่สองได้) [ 10 ]นอกจากนี้ยังหมายความว่ามีการบดละเอียดเกินไปที่ปลายช่วงการกระจายขนาดน้อยลง เช่นที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของเครื่องบดแบบหอคอย[ 10 ]
ประวัติศาสตร์
การพัฒนาโรงงาน IsaMill เกิดขึ้นจากความต้องการของ MIM Holdings ในการพัฒนาแหล่งแร่ตะกั่ว-สังกะสีMcArthur River ใน เขตดินแดนทางเหนือ ของออสเตรเลีย และจากความจำเป็นในการบดแร่ให้ละเอียดขึ้นที่โรงงานผลิตแร่ตะกั่ว-สังกะสี Mount Isa ของบริษัท
เม็ดแร่ในแหล่งแร่ McArthur River มีขนาดเล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับแร่ในเหมืองที่กำลังดำเนินการอยู่ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องบดแร่บางส่วนเพื่อให้ 80% ของอนุภาคที่บดแล้วมีขนาดเล็กกว่า 7 μm (0.007 มม.) หากต้องการผลิตแร่ตะกั่วและสังกะสีผสมที่มีปริมาณมากที่สามารถจำหน่ายได้ (เรียกว่า "แร่เข้มข้น") [ 10 ]
ในขณะเดียวกัน ขนาดเม็ดแร่ของแร่ตะกั่ว-สังกะสีที่ขุดและแปรรูปที่ Mount Isa ก็ลดลง ทำให้การแยกแร่ตะกั่วและสังกะสีทำได้ยากขึ้น[ 11 ]การปลดปล่อย เม็ดแร่ สฟาเลอไรต์ (สังกะสีซัลไฟด์) ลดลงจากกว่า 70% เหลือเพียงกว่า 50% ระหว่างปี 1984 ถึง 1991 [ 11 ]ส่งผลให้โรงงานผลิตแร่ตะกั่ว-สังกะสี Mount Isa ถูกบังคับให้ผลิตแร่เข้มข้นจำนวนมากตั้งแต่ต้นปี 1986 จนถึงปลายปี 1996 [ 1 ]แร่เข้มข้นจำนวนมากไม่สามารถนำไปแปรรูปในเตาหลอมสังกะสีด้วยไฟฟ้า ได้ เนื่องจากมีปริมาณตะกั่ว และโดยทั่วไปจะนำไปแปรรูปในเตาหลอมแบบระเบิดโดยใช้กระบวนการหลอมแบบอิมพีเรียลกระบวนการหลอมแบบอิมพีเรียลมีต้นทุนการดำเนินงานสูงกว่ากระบวนการหลอมสังกะสีด้วยไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไป ดังนั้นการชำระเงินที่ผู้ผลิตแร่เข้มข้นจำนวนมากได้รับจึงต่ำกว่าที่ได้รับสำหรับแร่ตะกั่วและสังกะสีที่แยกกัน ในที่สุดสังกะสีในแร่เข้มข้นของ Mount Isa ก็มีมูลค่าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของสังกะสีในแร่เข้มข้น[ 11 ]
ปัญหาเหล่านี้เป็นแรงจูงใจสำคัญให้ MIM บดแร่ให้ละเอียดขึ้น นักโลหะวิทยาของ MIM ได้ทำการทดสอบการบดละเอียดตัวอย่างจากแหล่งแร่ทั้งสองแห่งโดยใช้เทคโนโลยีการบดแบบดั้งเดิมระหว่างปี 1975 ถึง 1985 [ 11 ]อย่างไรก็ตาม พบว่าการบดแบบดั้งเดิมมีการใช้พลังงานสูงมาก และการปนเปื้อนของพื้นผิวแร่ด้วยเหล็กจากวัสดุบดเหล็กส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการลอยตัว[ 11 ] ในปี 1990 จึงสรุปได้ว่าไม่มีเทคโนโลยีที่มีอยู่เหมาะสมสำหรับการบดให้ละเอียดในอุตสาหกรรมโลหะพื้นฐาน[ 5 ]ด้วยเหตุนี้ ดร. บิล จอห์นสัน หัวหน้าฝ่ายวิจัยการแปรรูปแร่ของ Mount Isa จึงเริ่มมองหาแนวทางการบดนอกอุตสาหกรรมเหมืองแร่[ 4 ]เขาพบว่าการบดละเอียดเป็นที่ยอมรับกันดีสำหรับผลิตภัณฑ์แปรรูปที่มีมูลค่าสูง เช่น หมึกพิมพ์ ยา เม็ดสี และช็อกโกแลต[ 4 ]
งานพัฒนา IsaMill ในช่วงเริ่มต้น
MIM ตัดสินใจร่วมงานกับ Netzsch ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกในด้านการบดละเอียด และยังคงเป็นผู้นำอยู่[ 4 ]มีการทดสอบโดยใช้เครื่องบดลูกปัดแนวนอนของ Netzsch ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเครื่องบดดังกล่าวสามารถบดได้ขนาดตามที่ต้องการ[ 1 ]อย่างไรก็ตาม เครื่องบดที่ใช้ในอุตสาหกรรมเหล่านี้ใช้ในขนาดเล็กและมักเป็นการทำงานแบบเป็นชุด[ 1 ]พวกเขาใช้วัสดุบดที่มีราคาแพง ซึ่งจำเป็นต้องนำออก คัดกรอง และเปลี่ยนใหม่บ่อยครั้ง เพื่อให้เครื่องบดสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องต่อไป[ 1 ]วัสดุบดแบบดั้งเดิมประกอบด้วยลูกปัดซิลิกา-อะลูมินา-เซอร์โคเนียม ซึ่งในสมัยนั้นมีราคาประมาณ 25 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม ("กก.") และใช้งานได้เพียงไม่กี่ร้อยชั่วโมง[ 1 ]วัสดุบดที่มีราคาสูงและอายุการใช้งานสั้นเช่นนี้จะไม่คุ้มค่าในอุตสาหกรรมที่แปรรูปแร่หลายร้อยตันต่อชั่วโมง[ 1 ]
งานทดสอบที่ตามมามุ่งเน้นไปที่การค้นหาตัวกลางการบดที่ราคาถูกกว่าซึ่งอาจทำให้เครื่องบดลูกปัดใช้งานได้จริงสำหรับการแปรรูปแร่ งานนี้รวมถึงการใช้ลูกปัดแก้ว (ประมาณ 4 ดอลลาร์สหรัฐ/กก.) และทรายแม่น้ำที่คัดกรองแล้ว (ประมาณ 0.10 ดอลลาร์สหรัฐ/กก.) ก่อนที่จะพบว่าลูกปัดทรงกลมที่ผลิตโดยการบดตะกรันเตาหลอมสะท้อนจากโรงถลุงทองแดง Mount Isa นั้นเป็นตัวกลางการบดที่เหมาะสม[ 12 ]
จากผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ประสบความสำเร็จ จึงได้มีการทดสอบเครื่องบดขนาดใหญ่ขึ้นในโรงงานลอยตัวนำร่องของ MIM พบว่าเครื่องบดมาตรฐานมีอัตราการสึกหรอสูงมาก โดยแผ่นดิสก์สึกหรออย่างรุนแรงภายใน 12 ชั่วโมง[ 1 ]
ความพยายามในการพัฒนาของ MIM มุ่งเน้นไปที่การค้นหาวัสดุบุผิวที่สามารถทนต่อการสึกหรอได้ และการออกแบบตัวแยกที่สามารถกักเก็บวัสดุบดขนาดใหญ่ไว้ภายในเครื่องบด ในขณะที่ปล่อยให้สารละลายแร่ละเอียดไหลออกไป[ 1 ]
การเริ่มจำหน่ายเชิงพาณิชย์ครั้งแรก (ปี 1994–2002)
ด้วยการพัฒนาตัวแยกผลิตภัณฑ์และการเปลี่ยนแปลงเพื่อลดอัตราการสึกหรอของเครื่องบด เครื่องบด IsaMill ขนาดเต็มรูปแบบสองเครื่องแรกจึงถูกนำไปใช้งานในโรงงานผลิตตะกั่ว-สังกะสี Mount Isa ในปี 1994 [ 5 ]ด้วยปริมาตร 3,000 ลิตร ("L") เครื่องบดเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าเครื่องบดมาตรฐานที่ใหญ่ที่สุดที่ Netzsch เคยผลิตถึงหกเท่า[ 5 ]มีขนาดมอเตอร์ 1,120 กิโลวัตต์[ 6 ]และช่วยให้สามารถพิสูจน์การออกแบบและตัวกลางการบดแบบใหม่ในระดับเชิงพาณิชย์ได้[ 13 ]เครื่องบด IsaMill รุ่นนี้ได้รับการกำหนดชื่อว่า "M3000" [ 6 ]

นี่เป็นการประยุกต์ใช้เครื่องบดแบบกวนครั้งแรกในอุตสาหกรรมเหมืองแร่โลหะ[ 14 ]
การพัฒนา IsaMill ทำให้คณะกรรมการบริหารของ MIM Holdings มีความมั่นใจที่จะอนุมัติการก่อสร้างเหมืองและโรงงานแปรรูปแร่ McArthur River IsaMill รุ่น M3000 อีกสี่เครื่องถูกติดตั้งในโรงงานแปรรูปแร่ McArthur River ในปี 1995 [ 15 ]
โรงสีแห่งแรกที่ติดตั้งที่ Mount Isa และ McArthur River เริ่มแรกดำเนินการโดยใช้ดิสก์หกแผ่น ต่อมาจำนวนดิสก์เพิ่มขึ้นเป็นเจ็ดแผ่น และในที่สุดก็เป็นแปดแผ่นซึ่งเป็นมาตรฐานในปัจจุบัน[ 8 ]

เครื่องบด IsaMills ขนาดเต็มรูปแบบช่วยให้ MIM สามารถปรับปรุงการออกแบบเครื่องบดเพื่อให้บำรุงรักษาง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น การออกแบบเปลือกถูกเปลี่ยนเพื่อให้สามารถแยกออกตามแนวเส้นศูนย์กลางแนวนอนได้ (ดูรูปที่ 5) [ 8 ]การทำเช่นนี้เพื่อให้สามารถใช้แผ่นรองแบบสวมที่เปลี่ยนได้ หลีกเลี่ยงความจำเป็นในการส่งเปลือกไปทำการบุยางเย็น และความจำเป็นในการมีสต็อกเปลือกที่บุแล้วสำรอง[ 8 ]นอกจากนี้ ทิศทางการไหลของวัสดุป้อนผ่านเครื่องบดยังถูกกลับทิศทาง เนื่องจากส่วนใหญ่ของการสึกหรอของแผ่นดิสก์เกิดขึ้นที่ปลายด้านป้อน ซึ่งเดิมอยู่ที่ปลายด้านขับของเครื่องบด[ 8 ]โดยการเปลี่ยนปลายด้านป้อนไปอยู่ตรงข้ามกับปลายด้านขับ แผ่นดิสก์ที่ต้องเปลี่ยนบ่อยที่สุดจะเป็นแผ่นแรกที่ถูกถอดออกจากเพลา แทนที่จะเป็นแผ่นสุดท้าย (ดูรูปที่ 6 และรูปที่ 7) [ 10 ]

ในขณะที่โรงบด IsaMills ที่ Mount Isa ดำเนินการโดยใช้ตะกรันเตาหลอมทองแดงแบบสะท้อนความร้อนที่ผ่านการคัดกรองเป็นสื่อกลางในการบด[ 1 ]โรงบดที่ McArthur River ใช้ผงละเอียดจากโรงบดหลักที่ผ่านการคัดกรองเป็นสื่อกลางในการบดในช่วงเจ็ดปีแรกของการดำเนินงาน และในปี 2547 ได้เปลี่ยนมาใช้ทรายแม่น้ำที่ผ่านการคัดกรองแทน[ 9 ]
การขายครั้งแรกนอกกลุ่ม MIM Holdings เกิดขึ้นในปี 1995 เช่นกัน โดยเป็นการขายเครื่องบด IsaMill รุ่น "M1000" ขนาดเล็ก 3 เครื่องให้กับKemiraเพื่อบดแคลเซียมซัลเฟตในโรงงานแห่งหนึ่งในฟินแลนด์[ 6 ]
เครื่องบด M3000 IsaMill เครื่องที่ห้าได้รับการติดตั้งในโรงงานแปรรูปแร่ McArthur River ในปี 1998 และอีกหกเครื่องในโรงงานแปรรูปแร่ตะกั่ว-สังกะสี Mount Isa ในปี 1999 [ 6 ]
การติดตั้ง IsaMills ที่ Mount Isa พร้อมกับการปรับเปลี่ยนอื่นๆ บางประการสำหรับเครื่องแยกแร่ตะกั่ว-สังกะสี ทำให้ MIM สามารถหยุดการผลิตแร่เข้มข้นปริมาณน้อยที่มีมูลค่าต่ำได้ในปี 1996 [ 1 ] IsaMills ทำให้การพัฒนาเหมือง McArthur River เป็นไปได้[ 15 ]
การขายเครื่องบด M3000 ครั้งแรกให้กับองค์กรภายนอกนั้นได้แก่ Kalgoorlie Consolidated Gold Mines Pty Ltd (“KCGM”) ซึ่งเป็นผู้ผลิตทองคำรายใหญ่ที่สุดของออสเตรเลีย และเป็นกิจการร่วมค้าของ Newmont Australia Pty Ltd และ Barrick Australia Pacific ที่ดำเนินการเหมืองทองคำ Kalgoorlie “super pit” ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย และโรงคั่ว Gidji ทางตอนเหนือของ Kalgoorlie [ 16 ]เครื่องบด IsaMill เครื่องแรกจากสองเครื่องที่ KCGM ซื้อนั้น ได้เริ่มใช้งานที่โรงคั่ว Gidji ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2544 เพื่อเสริมกำลังการบำบัดของโรงคั่ว[ 16 ]การเปลี่ยนแปลงชนิดของแร่ส่งผลให้ปริมาณกำมะถันเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้มวลของแร่ซัลไฟด์เข้มข้นที่ผลิตได้เพิ่มขึ้น ทำให้โรงคั่ว Lurgi ทั้งสองแห่งกลายเป็นคอขวดในกระบวนการผลิตทองคำ[ 16 ]การศึกษาของนักโลหะวิทยา KCGM แสดงให้เห็นว่าการบดละเอียดมากเป็นทางเลือกแทนการคั่วเป็นวิธีการปลดล็อกทองคำละเอียดที่ไม่สามารถกู้คืนได้หากไม่ได้รับการบำบัดเพิ่มเติม (เรียกว่า "ทองคำทนไฟ") แต่จนกระทั่งมีการพัฒนา IsaMill ก็ยังไม่มีวิธีการบดละเอียดมากที่ประหยัดต้นทุน[ 16 ]
ในปี 2558 KCGM ได้ดำเนินการติดตั้งเครื่องคั่ว M6000 ขนาดใหญ่ขึ้นที่โรงคั่ว Gidgi และสามารถปลดระวางเครื่องคั่ว Lurgi ทั้งสองเครื่องได้ในเวลาต่อมา การลดลงเล็กน้อยของอัตราการกู้คืนทองคำนั้นได้รับการชดเชยอย่างมากด้วยความพร้อมใช้งานที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโรงงาน Gidgi ไม่ถูกจำกัดด้วยข้อกำหนดด้านการควบคุมคุณภาพอากาศอีกต่อไป การรื้อถอนเครื่องคั่วเสร็จสมบูรณ์ในช่วงต้นปี 2560 แม้ว่าปล่องไฟขนาดใหญ่ยังคงตั้งตระหง่านเป็นแลนด์มาร์คอยู่ก็ตาม
IsaMill ขยายสู่ระดับโลก (2003– )
การพัฒนา IsaMill ในระยะเริ่มต้นนั้นเกิดจากปัญหาที่พบในการแปรรูปแร่ตะกั่ว-สังกะสีของ MIM ก้าวสำคัญถัดมาเกิดจากปัญหาที่ผู้ผลิตแพลทินัมในแอฟริกาใต้ประสบ ซึ่งผลักดันให้เกิดการพัฒนาโรงงานแปรรูปขนาดใหญ่ขึ้นและเริ่มต้นการแพร่กระจายของเทคโนโลยีไปทั่วโลก
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 บริษัทเหมืองแร่แพลทินัมของแอฟริกาใต้ได้ทำการขุดแร่แพลทินัมที่ยากขึ้นในปริมาณที่มากขึ้น ส่งผลให้การกู้คืนโลหะกลุ่มแพลทินัมเพื่อนำไปทำเป็นแร่เข้มข้นลดลง และมีปริมาณโครไมต์เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของโรงถลุงแร่[ 14 ]ปัญหาเหล่านี้ผลักดันให้อุตสาหกรรมทำการวิจัยศักยภาพของการพัฒนาใหม่ๆ ในการบดด้วยตัวกลางกวน[ 14 ]
ผู้บุกเบิกรายแรกในพื้นที่คือ Lonmin ซึ่งซื้อเครื่องบด IsaMill รุ่น M3000 ในปี 2545 [ 14 ] Anglo Platinum ซึ่งในขณะนั้นมีโรงงานผลิตแร่เข้มข้น 20 แห่งที่กำลังดำเนินการอยู่รอบๆ บริเวณ Bushveld complex [ 17 ]ได้ดำเนินการตามมาในปี 2546 โดยซื้อเครื่องบด IsaMill รุ่น M250 ที่มีขนาดเล็กกว่าเพื่อทดสอบในโรงงานนำร่อง Rustenburg [ 14 ]หลังจากทำการทดสอบแล้ว Anglo Platinum ตัดสินใจใช้เครื่องบด IsaMill รุ่นที่ขยายขนาดขึ้นในโครงการ Western Limb Tailings Retreatment (“WLTR”) [ 14 ]โดยร่วมมือกับ Xstrata Technology ซึ่งในขณะนั้นเป็นผู้ถือครองสิทธิ์ทางการตลาด และ Netzsch เพื่อพัฒนาเครื่องบด IsaMill รุ่น M10000 ซึ่งมีปริมาตร 10,000 ลิตร และในขณะนั้นมี กำลังขับ 2600 กิโลวัตต์[ 14 ]เครื่องบดใช้ซิลิกาที่บดและคัดกรองแล้วเป็นสื่อกลางในการบด[ 14 ]
โรงงานใหม่นี้เริ่มดำเนินการในช่วงปลายปี 2546 และตรงตามความคาดหวังด้านประสิทธิภาพของ Anglo Platinum รวมถึงการขยายขนาดที่เกือบสมบูรณ์แบบ[ 14 ]มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่าหน่วย M3000 ขนาดเล็กกว่าที่ติดตั้งเพื่อใช้งานในลักษณะเดียวกันที่โรงงานของ Lonmin [ 14 ]
เช่นเดียวกับเหมือง McArthur River ก่อนหน้านี้ โครงการ WLTR เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อมีข้อได้เปรียบจากเทคโนโลยี IsaMill เท่านั้น[ 9 ]
ความสำเร็จของหน่วย M10000 กระตุ้นให้ Anglo Platinum พิจารณาการใช้งานอื่นๆ ของเทคโนโลยี IsaMill และหลังจากดำเนินการตรวจสอบโรงงานและการทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างกว้างขวาง บริษัทจึงตัดสินใจติดตั้ง IsaMill รุ่น M10000 พร้อม ไดรฟ์ 3000 kW ในการใช้งานบดทั่วไป (ไม่ใช่การบดละเอียดพิเศษ) [ 14 ]วัสดุบดที่เลือกใช้คือวัสดุเซรามิกอลูมินาเสริมความแข็งแรงด้วยเซอร์โคเนียซึ่งมีจำหน่ายใหม่และราคาถูก[ 14 ]ซึ่งพัฒนาโดย Magotteaux International [ 18 ]
ผลลัพธ์ดังกล่าวสนับสนุนการขยายการใช้งานเครื่องบด IsaMill อย่างจริงจังในโรงงานแปรรูปแร่ของ Anglo Platinum และภายในปี 2011 Anglo Platinum ได้ซื้อเครื่องบด IsaMill จำนวน 22 เครื่องสำหรับโรงงานแปรรูปแร่ของตน[ 19 ]การติดตั้งส่วนใหญ่เป็นการใช้งานบดแบบเฉื่อยทั่วไป ซึ่งผลิตอนุภาคผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดค่อนข้างหยาบ (ตัวอย่างเช่น อนุภาค 80% มีขนาดเล็กกว่า 53 μm) [ 19 ] Anglo Platinum ระบุว่าการติดตั้งเครื่องบด IsaMill ส่งผลให้การฟื้นตัวของแร่ที่โรงงานแปรรูปแร่ Rustenburg เพิ่มขึ้นมากกว่าสามเปอร์เซ็นต์[ 19 ]
The M10000 IsaMill has proven very popular and sales of the technology have been strong since it launched onto the global stage.[6] IsaMills are now used in lead–zinc, copper, platinum group metal, gold, nickel, molybdenum and magnetite iron ore applications.[6]
Xstrata Technology has recently been developing a larger M50000 model IsaMill, with an internal volume of 50,000 L, with a drive up to 8 MW.[20]
Advantages of the IsaMill
The advantages of the IsaMill include:
- very high power intensities – IsaMills operate at power intensities up to 350 kilowatts per cubic meter ("kW/m3").[8] For comparison, the power intensity of a ball mill is about 20 kW/m3.[8] This high power intensity allows the IsaMill to produce fine particles at a high throughput rate.[8] The high power intensity of the IsaMill comes from its high stirring speed of about 20 meters per second ("m/s").[4]
- high energy efficiency – the grinding mechanism used in IsaMills is more energy efficient than conventional tumbling mills, which involve lifting the charge inside the mill and allowing it to tumble back to the toe of the charge, grinding the ore by impact breakage rather than the more efficient attrition mechanism.[7]
- การบดด้วยตัวกลางเฉื่อย – การใช้ตัวกลางบดที่ไม่ใช่เหล็กใน IsaMills ช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดการเคลือบไฮดรอกไซด์ของเหล็กบนพื้นผิวของอนุภาคละเอียดซึ่งเกิดขึ้นเมื่อใช้ลูกเหล็กเป็นตัวกลางบด[ 14 ]การมีการเคลือบไฮดรอกไซด์ของเหล็กจะยับยั้งการลอยตัวของอนุภาคเหล่านี้[ 9 ]การศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนจากลูกบดเหล็กดัดเป็นลูกบดเหล็กโครเมียมสูงพบว่าช่วยลดปริมาณเหล็กในองค์ประกอบอะตอมของพื้นผิวของแร่กาเลนาจาก 16.6% เหลือ 10.2% แต่การบดด้วยตัวกลางเซรามิกช่วยลดปริมาณเหล็กบนพื้นผิวเหลือน้อยกว่า 0.1% [ 9 ]ประสบการณ์ที่ Mount Isa และสถานที่อื่นๆ แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวที่สะอาดซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ IsaMills ช่วยลดปริมาณสารเคมีที่ใช้ในการลอยตัวและปรับปรุงการกู้คืนแร่ธาตุเป้าหมาย[ 9 ] [ 19 ]ประสบการณ์ที่ Mount Isa และ Anglo Platinum แสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวกลางการบดเฉื่อยจะเพิ่มอัตราการลอยตัว (จลนศาสตร์การลอยตัว) ซึ่งตรงกันข้ามกับการสังเกตทั่วไปที่ว่าการบดซ้ำโดยใช้ตัวกลางเหล็กจะทำให้จลนศาสตร์การลอยตัวของแร่ธาตุทั้งหมดช้าลง[ 9 ]
- การทำงานแบบวงจรเปิด – ตัวแยกผลิตภัณฑ์ภายใน (ดูรูปที่ 8) ของ IsaMill ทำหน้าที่แทนไซโคลนที่ปกติจะใช้ในวงจรการบดมาตรฐาน[ 4 ]ไซโคลนเหล่านี้ใช้ในการแยกอนุภาคหยาบที่ต้องบดเพิ่มเติมออกจากอนุภาคละเอียดที่มีขนาดตามต้องการ อนุภาคหยาบ (เรียกว่า "ขนาดใหญ่เกินไป") จะถูกส่งกลับไปยังเครื่องบดและก่อตัวเป็นสิ่งที่เรียกว่า "ภาระหมุนเวียน" ซึ่งกินพื้นที่ส่วนใหญ่ของกำลังการผลิตของเครื่องบด การทำงานแบบแรงเหวี่ยงของตัวแยกผลิตภัณฑ์ส่งผลให้มีเพียงอนุภาคละเอียดเท่านั้นที่ออกจากเครื่องบดและภาระหมุนเวียนจะถูกกำจัดออกไป[ 4 ]

- ขนาดการตัดที่ค่อนข้างคมชัด โดยมีการสร้าง "อนุภาคละเอียดพิเศษ" น้อยที่สุด – เวลาการอยู่ในระบบที่ต่ำและกลไกการบดแบบเสียดสีของ IsaMill ส่งผลให้เกิดการบดที่ปลายด้านหยาบของการกระจายขนาดอนุภาคของกระแสป้อนโดยมีการบดมากเกินไปเพียงเล็กน้อย[ 14 ]ซึ่งมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่าและลดปัญหาการกู้คืนอนุภาคละเอียดพิเศษเหล่านี้ในระหว่างการลอยตัวในภายหลัง
- ความสามารถในการใช้สื่อบดต้นทุนต่ำ – IsaMills สามารถใช้วัสดุต้นทุนต่ำที่หาได้ในท้องถิ่นเป็นสื่อบด เช่น ตะกรันถลุงแร่ที่ทิ้ง อนุภาคแร่ที่คัดกรองแล้ว และทรายแม่น้ำ อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้ไม่เหมาะสมเสมอไป และสำหรับการบดหยาบ จะใช้สื่อบดเซรามิก[ 4 ]
- ความสะดวกในการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา – ลักษณะแนวนอนของ IsaMill ทำให้สามารถเข้าถึงชิ้นส่วนทั้งหมดได้ง่ายจากระดับเดียวเพื่อการบำรุงรักษา ชิ้นส่วนที่สึกหรอสูงสามารถเปลี่ยนได้ง่าย ทีมงานสองคนสามารถเปลี่ยนแผ่นดิสก์และแผ่นรองได้ภายในแปดชั่วโมง[ 21 ]
- ขนาดกะทัดรัด – เนื่องจากความเข้มข้นในการบดสูง เครื่องบด IsaMills จึงใช้พื้นที่น้อยเมื่อเทียบกับเครื่องบดแบบหมุนทั่วไป เพื่อให้ได้ปริมาณการผลิตที่เท่ากัน ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการติดตั้งเครื่องบดได้
- ต้นทุนการลงทุนที่ต่ำกว่า – ขนาดที่เล็กของ IsaMill ช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างและการติดตั้งเมื่อเทียบกับโรงบดขนาดใหญ่ ต้นทุนการลงทุนในการบดจะลดลงอีกเนื่องจาก IsaMill สามารถทำงานในวงจรเปิดได้ จึงไม่จำเป็นต้องซื้อและติดตั้งไฮโดรไซโคลนและอุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้อง[ 4 ]
- ต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำกว่า – ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ IsaMill และต้นทุนของตัวกลางการบดที่ค่อนข้างถูก ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานต่ำสำหรับการบด ต้นทุนที่ต่ำกว่านี้มักถูกอ้างถึงว่าทำให้สามารถแปรรูปแหล่งแร่ได้อย่างคุ้มค่า ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถพัฒนาได้อย่างมีกำไร[ 1 ] [ 5 ] [ 8 ] [ 14 ] [ 16 ]
บริษัทที่แยกตัวออกมาจาก IsaMill
การพัฒนาเทคโนโลยีการบดละเอียดพิเศษเชิงเศรษฐกิจทำให้สามารถสกัดแร่ธาตุด้วยกระบวนการชะล้างในบรรยากาศได้ ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้ นอกจากนี้ MIM Holdings ยังได้พัฒนา กระบวนการชะล้างในบรรยากาศที่เรียกว่ากระบวนการอัลเบียน (Albion Process ) ผ่านทางศูนย์วิจัยที่ตั้งอยู่ในอัลเบียน ชานเมืองบริสเบน
ด้วยการใช้ IsaMills เพื่อบดอนุภาคของแร่ธาตุทนไฟให้มีขนาดเล็กมาก กระบวนการ Albion จะเพิ่มกิจกรรมของสารเข้มข้นซัลไฟด์จนถึงจุดที่สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายในถังเปิดแบบทั่วไป ดังนั้น การออกซิเดชันจึงเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้แรงดันสูง สารเคมีราคาแพง หรือแบคทีเรีย[ 22 ]