خردایش (Comminution) شامل سنگ‌شکنی و آسیاکنی، مرحله‌ای است که کانی ارزشمند را از باطله آزاد می‌کند. این بخش معمولاً بزرگ‌ترین مصرف‌کننده انرژی و یکی از پرهزینه‌ترین بخش‌های سرمایه‌ای کارخانه فرآوری است؛ بنابراین طراحی دقیق آن تأثیر مستقیم بر اقتصاد پروژه دارد.
تعیین انرژی مورد نیاز
روش متداول برای برآورد انرژی آسیاهای گلوله‌ای، رابطه باند است:
W = 10 × Wi × (1/√P80 − 1/√F80)
در این رابطه W انرژی ویژه (کیلووات‌ساعت بر تن)، Wi شاخص کار باند و F80 و P80 به ترتیب ابعاد ۸۰ درصد عبوری خوراک و محصول بر حسب میکرون هستند. شاخص کار باند از آزمایش استاندارد آسیای گلوله‌ای در آزمایشگاه تعیین می‌شود.
برای آسیاهای خودشکن و نیمه‌خودشکن، آزمون‌های تخصصی مانند آزمون وزنه سقوطی (JK Drop Weight) و آزمون SMC برای تعیین پارامترهای شکست (A×b) به کار می‌رود.
پیکربندی‌های متداول
- مدار سنگ‌شکنی سه‌مرحله‌ای و آسیای گلوله‌ای: مناسب برای کانسنگ‌های سخت و ظرفیت‌های متوسط.
- مدار SAB: آسیای نیمه‌خودشکن (SAG) و آسیای گلوله‌ای؛ متداول در کارخانجات بزرگ مس و طلا.
- مدار SABC: افزودن سنگ‌شکن پبل برای خرد کردن قطعات بحرانی خروجی از آسیای SAG و افزایش ظرفیت.
- آسیای غلتکی فشار بالا (HPGR): جایگزین کم‌مصرف‌تر برای برخی کانسنگ‌های سخت.
پارامترهای عملیاتی آسیاها
- آسیای SAG: بار گلوله معمولاً ۸ تا ۱۵ درصد حجمی و سرعت چرخش حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد سرعت بحرانی.
- آسیای گلوله‌ای: کار در مدار بسته با هیدروسیکلون؛ بار در گردش معمولاً ۲۵۰ تا ۳۵۰ درصد.
- انتخاب ابعاد گلوله، نوع آستر و درصد جامد پالپ بر بازده خردایش و سایش تأثیر مستقیم دارد.
شبیه‌سازی و بهینه‌سازی
پس از تعیین پارامترهای آزمایشگاهی، مدار با نرم‌افزارهای شبیه‌سازی فرآیند مانند MODSIM و USIM PAC مدل‌سازی می‌شود تا ابعاد آسیا، توان موتور و اندازه سیکلون‌ها تعیین و نوسانات خوراک ارزیابی گردد. در کارخانجات در حال بهره‌برداری، بهینه‌سازی شامل اصلاح ابعاد گلوله، تنظیم سیکلون‌ها و مدیریت بار برگشتی است.
تجربه شرکت
در پروژه پرعیارسازی بار برگشتی آسیاهای خودشکن سنگ آهن مرکزی بافق، وجود گلوله‌های فولادی و رطوبت بالای بار برگشتی موجب طراحی ویژه سگمنت‌های سنگ‌شکن و جایگزینی سرندهای تخت با سرند دوار شد؛ نمونه‌ای از اهمیت شناخت دقیق خوراک در طراحی مدار خردایش.