ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ. БЕЗРЕАГЕНТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ С СЕБЕСТОИМОСТЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАММА ЗОЛОТА 1,8-2,5 ДОЛЛАРА
Опубликовано в журнале:
«ДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ЦЕНТРАЛЬНАЯ АЗИЯ» • №2 (14) — 2026
Авторы:
Владимир Георгиевич Кочиев, канд. техн. наук, директор ООО «ТТД»;
Ольга Викторовна Грушинская, заместитель директора ООО «ТТД»
Специалисты российской компании «Техника и Технология Дезинтеграции» имеют большой опыт участия в отраслевых выставках. Пять раз они презентовали свои разработки в Америке, четыре — в Бразилии, восемь — в ЮАР, по одному разу побывали в Японии и Австралии, а также во всех европейских странах. На мероприятиях они, как правило, демонстрировали не только листовки и брошюры, но и технику. Таким образом производитель приобрёл большой опыт по оценке западного оборудования, их положительных качеств и недостатков. Это помогло компании в проектировании собственного оборудования — более производительного, более лёгкого и энергетически эффективного.
МЕЛЬНИЦЫ САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОНСОЛЬНОГО ТИПА С ИННОВАЦИОННЫМИ КАБЛУЧКОВЫМИ ФУТЕРОВКОЙ И РЕШЁТКОЙ
Рисунок 1. Примеры мельниц самоизмельчения диаметром барабана 4м и 5м
Это изобретение призвано заместить оборудование ThyssenKrupp, Metso и других изготовителей. Как сообщает производитель, по габаритам, массе и эффективности оно превосходит зарубежные решения — подробнее об этом читайте в статье
- Такие мельницы эксплуатируются уже более 20 лет.
Мельницы оснащаются специальными футеровкой и решёткой — они показаны на рисунках 2.1, 2.2
- Внедрение такой футеровки (постоянно заменяемой по мере её износа) позволяет увеличить производительность мельницы на 70-85 %, снизить энергозатраты на 30-55 % и полностью отказаться от догрузки крупных шаров.
Эти результаты подтверждены на испытаниях на фабриках АК «Алроса» в 1990, 1991, 1998 годах в России и Anglo American — в ЮАР (в 1994 году).
Как видно из рис. 2, футеровка представляет собой простейшее изделие, но обеспечивает существенный эффект. Он равносилен изготовлению и внедрению практически новой мельницы, стоимость которой на два порядка превышает цену футеровки [3].
По некоторым данным, всего в мире работают 1700-1800 мельниц полусамоизмельчения, которые возможно оснастить каблучковой футеровкой, благодаря чему предприятия сразу же зафиксируют увеличение производительности мельницы, снижение энергозатрат и расхода футеровки. Не потребуется применение шаров и, соответственно, не будет скрапа.
Также для мельниц самоизмельчения разработана и внедрена разгрузочная решётка инновационного типа [4], которая имеет высокую пропускную способность, является регулирующим параметром получения продукта определённой крупности
Рис. 2.1 Каблучковая футеровка на мельнице 7,0х2,3
Рис. 2.2 Каблучковая решетка на мельнице
Рис. 3 Стандартная решетка
Рис. 4 Фрагмент стандартной решетки
Для ее разработки были изучены следующие вопросы: влияние конструктивных параметров (конфигурация и размеры ячеек, их расположение по поясам, конструкция лифтеров и их наличие или отсутствие), а также технологических параметров (содержание различных классов крупности в мельнице, пропускная способность, коэффициент заполнения, площадь «живого» сечения, относительная скорость вращения барабана мельницы). Отдельный этап был связан с изучением выхода алмазов различной крупности и влияние на этот выход содержания мелкого класса (-1+0,5) в мельнице.
На рис. 3,4,5 показаны решетки, широко применяемые на западе. Наиболее распространенная (рис.3) решетка с максимальным количество разгрузочных ячеек с крупными лифтерами между блоками. Несмотря на огромную площадь живого сечения (площадь, занимаемая только ячейками) имеет низкую пропускную способность за счет вывода из процесса разгрузки около 40% ячеек, находящихся в тени лифтера. На (рис.4) показана вообще малоспособная решетка для разгрузки глинистой руды. На (рис.5) показана решетка с целью исключить ее износ. Поставленная задача была выполнена, однако пропускная способность решетки оказалась близка к нулю, поскольку наличие карманов, по которым нет относительного движения рудной загрузки позволяет осуществить разгрузку лишь за счет подпора.
Рис. 5 Решетка на Лебединском ГОКе
Рис. 6 Решетка компании «ТТД»
И наконец, решетка ТТД (рис.6), на ней сделано все, что требуют ранее выполненные исследования – щели расположены радиально, они выполнены как высококонусные, периферические щели заглушены, чтобы создать слой мелкого материала, пропускная способность огромная (0,98 м2 для 5-ти метровой мельницы, тогда как такая же площадь «живого» сечения для мельницы ММС 7.0х2.3 обеспечивает производительность 120-140 т/час), внутренний сектор сделан со щелями для вывода крупных классов, отсутствуют лифтеры, следовательно нет отбрасывания материала, который передвигаясь по решетке обязательно находит свою щель, нет догрузки крупных шаров, следовательно исчезает образование скрапа.
ПЛАНЕТАРНЫЕ МЕЛЬНИЦЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО И НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Планетарная мельница периодического действия МПП-1-1. Одна из восьми разработанных и работающих.
Установка на базе планетарной мельницы непрерывного действия МП-05 Одна из семи разработанных и работающих.
Рис. 7 Планетарные мельницы периодического и непрерывного типа.
Такое оборудование [5] используется взамен традиционных шаровых мельниц. Его разработкой занимались практически все ведущие страны Запада около 130 лет, но так и не смогли создать даже опытный образец мельницы непрерывного действия из-за отсутствия работающего питателя. Одному из авторов данной статьи уже в 1972 году удалось изготовить и исследовать первую в мире опытную планетарную мельницу непрерывного действия, питатель которой неизменен до сих пор.
Положительные испытания в России, в Бразилии, а также в ЮАР показали надежность мельницы и колоссальные возможности получения новых активированных продуктов, недостижимых в традиционных мельницах [5]
Мы хорошо знаем традиционные шаровые мельницы. Знаем, что конкретная промышленная шаровая мельница имеет большой диаметр (6 м) и большую длину (до 8,0 м). Внутри нее находится приблизительно 400 тонн шаров диаметром от 70 до 120 мм.
Примерно 130 лет назад парень из Северной Америки, глядя на громоздкие шаровые мельницы, прикинул, а почему бы не объединить несколько шаровых мельниц, распределить их по кругу и заставить вращаться вокруг общей оси и вокруг собственных осей одновременно. Движение вокруг общей оси создает центробежное поле взамен гравитационного, но с ускорением в 10-30 раз более интенсивным, а вращение вокруг собственных осей позволяет мельничной загрузке (шары с материалом, или просто материалом) совершать циклы похожие на циклы шаров в обычной мельнице. Так родился патент за номером 405810 от 1889 г. Поскольку движение шаровых мельниц напоминало движение планет вокруг солнца, то эти мельницы стали называть планетарными, а позднее кто-то стал добавлять слово «центробежные». Тут все и началось. Идея оказалась настолько привлекательной, что к ней подключились практически все ведущие страны: патент США 596828 от 1896 г; Франции 401833 от 1909 г; вновь США 1144272 от 1915 г; Германии 660412 от 1939 г и другие.
Мировая война одна, потом вторая, восстановление экономик, и только в начале 50-х годов наблюдается некоторое оживление в исследованиях и в применениях планетарных мельниц.
Успешное применение мельниц периодического действия повлекло за собой неудержимое желание создать непрерывные или их еще называют проточные мельницы. Однако из-за отсутствия решения по питателю ни у одной страны Запада изготовить даже опытный образец так и не получилось вот уже 130 лет.
В Советском Союзе первая планетарная мельница периодического действия была создана в 1956 г под руководством С.И. Голосова в институте Геологии и Геофизики СО АН СССР. При участии С.И. Голосова была разработана изготовлена целая серия планетарных мельниц с различными техническими данными. Значимость работ, которые были выполнены с применением планетарных мельниц в области механохимии, трудно переоценить.
По литературным данным и патентной информации всего в СССР созданием планетарных мельниц непрерывного действия занимались 25 организаций, однако, ни одной из них мельницу непрерывного действия сделать не удалось. Как не удалось этого сделать и за рубежом. Забегая вперед, скажу, что те предприятия, которые сейчас как-то демонстрируют непрерывную мельницу планетарного типа, используют нашу разработку центробежного питателя, мягко сказать заимствованную еще в период 1993-94 г.г., когда наш питатель имел действующую патентную защиту, а некоторые сумели даже запатентовать один в один, а другие – по простоте, которая, как известно, хуже воровства делали тоже самое. Не хочу хорошую статью в хорошем журнале пачкать их именами.
Теорией планетарных мельниц занимался довольно узкий круг специалистов. Первым среди них следует назвать французского ученого А.Жуазеля [7]. Дальнейшее развитие теория планетарных мельниц получила в трудах советских исследователей Л.П. Бушуева, С.И. Голосова, Г.П. Жаркова, А.Д. Лесина, А.Б. Лейтеса, В.Г. Кочнева. Из них наибольшее значение имеют работы сотрудника МГИ, к.т.н. Л.П.Бушуева.
Таким образом, надеюсь, читатель понял, что планетарные мельницы не спонтанный продукт воспаленного воображения изобретателя, а логически выверенная разработка, внимание к которой было приковано на протяжении нескольких десятков лет во всех ведущих странах мира. Поскольку Запад не смог преодолеть технические трудности при создании мельницы непрерывного типа, то появилась мысль или мнение у них же, что планетарные мельницы лучшие измельчители в мире, но невозможность создать непрерывные мельницы обесценивает их абсолютно.
Рис. 8.1 - Опытный образец планетарной мельницы непрерывного действия производительностью до 300 кг/час (1973 год)
Рис. 8.2 - Опытный образец планетарной мельницы непрерывного действия производительностью 35 т/час, смонтированная на фабрике в технологическом проходе , между шаровыми мельницами (1976 год)
РАЗРАБОТКИ ООО «ТТД»
Немного расскажем о разработках компании.
Итак, после окончание ленинградского горного института автор статьи в в 1972 г. был по распределению направлен в г. Мирный, в институт Якутнипроалмаз, в лабораторию рудоподготовки к замечательному человеку, талантливому ученому и инженеру к Анатолию Борисовичу Лейтесу, что определило всю мою последующую работу и жизнь в целом. В этом же году мы сделали планетарную мельницу непрерывного действия производительностью 150-300 кг/час (рис.5) не подозревая, что над этой проблемой работает весь мир, и решить не может. Мы свое техническое, сегодня можно сказать эпохальное, решение приняли за обычное – инженерное. Было много гораздо более сложных задач, которые я уже решал без Анатолия Борисовича, к сожалению рано ушедшего. Причем, решил совсем не так давно, может лет 15-17 назад.
На основе технологических данных длительных испытаний мельниц подготовили технические условия на планетарную мельницу производительностью 50 т/час, которая была поставлена в Мирный через 6 лет.
На этом закончилась одна из ярких разработок в алмазодобывающей отрасли, которая могла бы принести колоссальную выгоду.
Работы по планетарным мельницам возобновились лишь 1991-м году во вновь созданной компании «Техника и Технология Дезинтеграции», сокращенно ТТД. В первые полтора, два года мы сделали упор на выпуск лабораторных мельниц для заводских лабораторий, исследовательских центров, учебных институтов. Это себя оправдало – заказов было много.
Огромную роль на начальном этапе, а в последующем на основе Российско-Эстонского совместного предприятия «ТТД-БАЛТИЕЦ» в развитии нашего направления сыграл Нарвский приборостроительный завод, относящийся тогда к Министерству Среднего Машиностроения. Завод изготавливал несколько модификаций «на склад», мы же их продавали и с выручки оплачивали заводские затраты. Схема работала безукоризненно – покупателям лабораторного оборудования очень нравилось, что после оплаты заказа отгрузка осуществлялась через 3-4 дня. К сожалению, хорошее закончилось быстро. СП отработало чуть меньше четырех лет как начались, мягко сказать, неудобства – чтобы получить визу, и только на одну поездку, мне генеральному директору СП, нужно было отстоять 2-3-х часовую очередь, что далеко не гарантировало ее получение. Начали встречаться в ИВАНГОРОДЕ в заводском автобусе – обсуждение условий изготовления не остановишь. Дальше еще хуже – завод выкупила западная компания. На этом хорошее закончилось окончательно.
Работы по планетарным мельницам возобновились лишь 1991 году,когда была создана компании «Техника и Технология Дезинтеграции» (ТТД). Сложность в том, что в России не нашлось инвестора для развития этой идеи. Все потенциальные интересанты, которые обращались в ТТД, просто не понимали, о чём
идёт речь.
На протяжении последующих двадцати лет ТТД продала сотни мельниц, в том числе и непрерывного
действия, в основном небольшой (до 50 кВт) мощности (рис. 10). Однако вопрос создания промышленных
машин производительностью 300-1000 т/час с мощностью двигателя до 30 МВт стоял постоянно: поиск инвесторов не прекращался, но все усилия компании в этом направлении не приносили результата. Тем не менее работы по совершенствованию мельниц непрерывного действия продолжаются до сих пор.
МПП 1-1
МПП-1-2
МПП-1-3
Сегодня специалисты компании накопили огромный опыт в конструировании, исследовании и производстве планетарных мельниц. Поланетарные мельницы периодического действия МПП-1-1, МПП-1-2, МПП-1-3, МПП-1-4, МПП-2, МПП-2-1 К, МПП-2-3, МПП-3, предназначены для быстрой подготовки проб к физико-химическому анализу, получения тонких и сверхтонких порошков при небольшом производстве пигментов, абразивных материалов, фармацевтических препаратов, избирательного измельчения при разведке драгметаллов и алмазов, активации концентратов перед гидрометаллургией.
Немаловажное значение имеет мельница МПП-1-2, предназначенная для исследований нанострук- турированных материалов крупностью, измеряемых в нанометрах. Мельница обеспечена частотным преобразователем, что позволяет регулировать ускорение от 5 до 60 д. Эта модель подходит для выполнения комплекса исследований с целью расчёта мельниц промышленного типа непрерывного действия для измельчения различных материалов и руд. В частности, благодаря механохимическим явлениям, возникающим в процессе сверхтонкого помола, конкретно аморфизации, происходит ряд существенных изменений в свойствах измельчаемого материала. Например, извлечение скандия из металлургического шлака на уровне 90-94 % было возможно лишь при получении степени помола до 99,9% менее 45 нм и сопровождающей его аморфизацию до 78 %.
Например, извлечение скандия из металлургического шлака на уровне 90-94 % было возможно лишь при получении степени помола до 99,9% менее 45 нм и сопровождающей его аморфизацию до 78 %.
Подобные эффекты зафиксированы при извлечении ниобия и тантала: потребовалось всего 8-15 минут измельчения материала, чтобы извлечение этих элементов достигло более 85%.
МПП-2-1
МПП-2-1К
МПП-2-3
МПП-3
МПП-2-1-ЛМ
Полуавтоматический комплекс переработки керновых проб на базе планетарной мельницы без предварительного дробления
МП-0
МП-1
МП-2
МПП-3
Планетарные мельницы непрерывного действия МП-0, МП-0,5, МП-1, МП-2, МП-3, МП-5, МП-4-8 предназначены для производства пигментов, строительных материалов, различных минералов (кварца, флюорита, барита, известняка и других карбонатов, бора, алмазов, вольфрама и других твёрдых минералов), отходов стекла, абразивных материалов, фармацевтических препаратов, активации концентратов перед гидрометаллургией, для доводки алмазо- и золотосодержащих концентратов.
Мельницы МП-4, МП-5 (рис. 12) можно использовать для производства фарфоровых масс, компонентов красок, электронных обмазок, стекла, огнеупоров, активации и производства цемента, для получения высокопрочного щебня, сухих строительных смесей, сухих бетонных смесей, для активации концентратов перед гидрометаллургией, для доизмельчения промпродуктов на обогатительных фабриках.
Модели МП-6, МП-7, МП-8 машины применимы уже для крупных горно-обогатительных комбинатов, цементных заводов, для керамической, строительной и химической отраслей с производительностью более 200 т/час.
Таким образом, по мнению специалистов ТТД, рудоподготовка должна быть организована следующим образом.
- Руда из карьера (без предварительного дробления) подаётся в мельницу самоизмельчения, оснащенную каблучковыми футеровкой и разгрузочной решёткой. Крупность исходного максимального куска зависит от диаметра мельницы (5-15 м) и может составлять 500-1200 мм.
- Часть материала, иногда до 99%, из мельницы самоизмельчения является уже готовым продуктом. Всё остальное поступает на обогащение. Хвосты первичного обогащения идут в планетарную мельницу.
В зависимости от руды может быть использована технология самоизмельчения или шары. При этом керамические мелющие тела, например из диоксида циркония, позволяют сократить расход электроэнергии приблизительно на 20% по сравнению с металлическими. Таким способом можно получить в зависимости от задачи весь продукт крупностью менее 10 мкм, или менее 40 мкм, или менее 74 мкм.На этом задачу рудоподготовки будем считать выполненной.
МПП-3м
МПП-4
МПП-4-8
МПП-5
Литература:
[1] Кочнев В.Г. «Мельница самоизмельчения консольного типа», Золото и Технологии №1, 2013 г.;
[2] В.Г. Кочнев, О.В. Грушинская, «Мельницы полусамоизмельчения отживают свой век», Золотодобыча № 5 май 2023 г.;
[3] «Протокол секции обогащения НТС института Якутнипроалмаз», 28.06.1990 г., (Приложение 1);
«Информационная записка по результатам сравнительных испытаний мельницы самоизмельчения ММС-2,1-0,7 с обычными и новыми внутренними элементами в резиновом исполнении с изучением повреждаемости алмазов», г.Мирный 1991 г., (Приложение 2);
«Протокол технического совещания при главном обогатителе АК «АЛРОСА» от 13 мая 1999 г», (Приложение 3);
«Autogenous milling testwork on premier ore using pin lifters», ANGLO AMERICAN RESEF LABORATORIES (PTY) LTD, AARL Project № S/94/1080 Report №2, (Приложение 4);
[4] В.Г. Кочнев, О.В. Грушинская «Параметры разгрузочной решетки инструмент для повышения эффективности» Золотодобыча №6 (295);
[5] В.Г. Кочнев, «Планетарным мельницам более 120 лет. Что мы знаем о них?», Золото и Технологии №2, 2013 г.;
[6] В.Г. Кочнев, «Новая технология получения экспресс данных при поиске и разведке драгоценных металлов и алмазов», Минеральные ресурсы России, экономика и управление №2, 2004 г.;
[7] В.Г. Кочнев, «Дезинтеграция труднопромывистых песков с высокопластичной глиной», Направление №4, 2018 г.;
[8] «Опытно-промышленные испытания осадительной центрифуги непрывного действия производительностью 6-8 т/час» Отчет по научно-исследовательской работе 71 стр., ООО «ТТД» 2008 г.;
[9] Кочнев В.Г., Грушинская О.В., полезная модель № 97388 от 24.02.2010 г. «АВТОМОБИЛЬНАЯ БЕТОННАЯ ДОРОГА»;
Идея межрегионального проекта «Трансполярная территория Санкт-Петербург-Уэлен», (Приложение 5);
[10] Кочнев В.Г., Грушинская О.В., Проект «Опытно-промышленная установка для переработки твердых бытовых отходов, учитывающая требования экологии, ресурсосбережения и экономики, на основе инновационных технологий и оборудования компании ООО «Техника и Технология Дезинтеграции», 2017 г., (Приложение 6).
