Quando os revestimentos dos moinhos de bolas devem ser substituídos?

Muitas usinas de beneficiamento têm um hábito comum: enquanto o revestimento não apresentar vazamentos, ele continua sendo utilizado. Como resultado, os problemas geralmente aparecem mais tarde — a finura da moagem começa a oscilar, a produção cai, o consumo de esferas de aço aumenta, a recuperação por flotação diminui inexplicavelmente, o consumo de energia continua subindo e o volume de areia retornada pelo ciclone aumenta anormalmente. Eventualmente, quando o moinho é parado para inspeção, os revestimentos do moinho de bolas já estão completamente desgastados.

Mas a verdadeira questão não é que "o revestimento esteja danificado". Na verdade, a condição de operação da retificação já mudou.

Muitas minas passam anos otimizando reagentes, flotação e separação magnética, mas ignoram uma questão fundamental: o desgaste do revestimento altera essencialmente a estrutura energética do processo de moagem.

Um revestimento não é apenas uma “camada resistente ao desgaste”. Na verdade, ele determina a altura de elevação das esferas de aço e afeta:

• Trajetória do movimento da mídia e modo de transferência de energia
• energia de impacto de moagem
• trajetória de movimento do chorume
• estado de distribuição da carga da bola
• Volume efetivo do moinho
• Estabilidade da carga de classificação

Quando o desgaste do revestimento ultrapassa um nível crítico, todo o sistema de moagem se altera. Em muitos casos, o aumento do teor de rejeitos, a finura anormal e o aumento do consumo de aço não são causados pela flotação, mas sim por condições internas da usina.

I. Por que o desempenho da retificação se deteriora após Moinho de bolas Os forros se desgastam?

Muitas pessoas acreditam que o desgaste dos revestimentos de moinhos de bolas significa simplesmente "menor espessura". Na realidade, não é bem assim. O que realmente afeta a produção é a alteração na geometria do revestimento, especialmente:

• altura do elevador
• estrutura do pico da onda
• Ângulo de trabalho
• Capacidade de elevação

Esses parâmetros determinam se as esferas de aço estão no modo de “impacto catalítico” ou no modo de “moagem em cascata”. Diferentes estruturas de moinho e condições operacionais apresentarão diferentes níveis de impacto devido ao desgaste do revestimento.

II. Quando o revestimento se desgasta completamente, a altura efetiva de elevação do testículo diminui significativamente?

Este é o problema mais típico em campo. Com os novos revestimentos, os elevadores ficam altos o suficiente para transportar as esferas de aço até uma certa altura antes que elas caiam. Isso produz uma forte força de impacto, alta capacidade de quebra de partículas grossas e descarga rápida, resultando em alta produtividade. Especialmente nos estágios de moagem primária, o impacto domina a capacidade.

Após o desgaste dos revestimentos do moinho de bolas, a altura do elevador diminui e as esferas de aço começam a deslizar em vez de sofrerem catarata. Isso leva a:

• Impacto reduzido
• Aumento da moagem abrasiva
• Capacidade reduzida de quebra de partículas grossas
• Tempo de residência da lama mais longo

Um fenômeno típico se manifesta no local: a corrente não diminui, mas a vazão continua caindo. Parte da energia é consumida pelo atrito ineficiente entre o meio filtrante e a agitação da pasta. A ação de impacto efetiva dentro do moinho enfraquece, gradualmente passando para uma moagem por atrito de baixa eficiência.

III. Três erros de julgamento comuns cometidos por muitas plantas beneficiárias

Aumento da finura, confundindo-a com problemas de classificação.

Muitas fábricas se deparam com uma queda repentina na granulometria de -200 mesh. A primeira reação é: um hidrociclone quebrado, uma mudança na concentração da alimentação ou uma granulometria inadequada das esferas de aço.

No entanto, em muitos casos, isso ocorre porque o revestimento se desgasta, dificultando a trituração de partículas grossas. Isso é especialmente verdadeiro para minérios de magnetita e cobre; uma vez que o revestimento do moinho se desgasta, a capacidade de trituração de partículas grossas diminui significativamente e a areia retornada torna-se cada vez mais grossa.

Aumento do consumo de energia, confundindo-o com minério mais duro.

Algumas usinas experimentam um aumento repentino no consumo de energia por tonelada de minério, sendo sua primeira reação: "O minério endureceu recentemente". Na realidade, após o desgaste do revestimento, a queda efetiva das esferas de aço diminui. Uma grande quantidade de energia é desperdiçada no atrito entre as esferas, no atrito entre as esferas e a polpa, e no deslizamento ineficiente. A energia efetivamente utilizada para britar o minério diminui, um caso típico de redução da utilização efetiva de energia.

Aumento no consumo de esferas de aço, confundido com má qualidade das mesmas.

Muitas observações em campo mostram um aumento significativo no consumo de esferas de aço nos estágios finais de desgaste do revestimento, mas o problema não está necessariamente nas esferas de aço. Como a placa do revestimento se desgasta, a trajetória das esferas de aço se altera. Isso resulta em maior compressão, deslizamento e colisões anormais entre as esferas de aço. Consequentemente, as esferas de aço perdem a forma oval mais rapidamente e podem até mesmo se tornar elipsoidais.

IV. Em que ponto deve Moinho de bolas Os revestimentos devem ser substituídos?

Essa é a questão central. Muitos fabricantes ainda não estabeleceram um padrão claro. Na realidade, o julgamento verdadeiramente eficaz na indústria não se baseia na "espessura", mas sim em "se a capacidade de elevação falhou".

V. Quatro critérios de substituição mais práticos (baseados em campo)

Observação: Esses indicadores são alertas empíricos para instalações industriais e não podem substituir diagnósticos de fábrica, análises de processo ou validação industrial.

Desgaste da barra do elevador superior a 50%

Em ambientes industriais, muitos sistemas de moagem grosseira apresentam uma queda significativa na eficiência de moagem após o desgaste das barras elevadoras até atingirem 40%–60% de sua altura original. No entanto, o valor crítico específico ainda precisa ser determinado de forma abrangente, com base nas propriedades do minério, na velocidade de rotação e na estrutura do moinho. Por exemplo, a altura da barra elevadora para revestimentos novos é de 120 mm. Quando o desgaste atinge 50–60 mm, muitos moinhos já entraram na zona de ineficiência. O impacto é particularmente pronunciado em moinhos de bolas, sistemas de moagem grosseira e minérios de alta dureza.

A produtividade diminui continuamente (>10%) em condições estáveis de minério e classificação.

Este é o indicador de produção mais direto. Muitas usinas de concentração constatam que, nos estágios finais da moagem, a taxa de alimentação do revestimento é insuficiente, a corrente é instável e a quantidade de areia retornada aumenta. Se, em condições sem alterações significativas nas propriedades do minério, com condições de classificação estáveis e tamanho normal das partículas de alimentação, o tempo de moagem continuar a diminuir em mais de 10%, o revestimento deve ser inspecionado minuciosamente. Frequentemente, isso não se trata de um problema de processo, mas sim de uma capacidade de elevação insuficiente.

Deterioração contínua da finura da moagem

Observa-se, em particular, um aumento nas partículas grossas. Por exemplo: um aumento significativo em partículas com granulometria superior a 0,15 mm, uma diminuição em partículas com granulometria inferior a 200 mesh e uma liberação insuficiente de partículas individuais. Isso é muito comum em minérios de magnetita, cobre e ouro, pois o revestimento não consegue mais quebrar as partículas grossas nos estágios finais.

“Desgaste irregular em forma de onda” no forro.

Este é um sinal muito perigoso, indicando um desequilíbrio na carga de esferas dentro do moinho. A operação contínua pode facilmente levar à quebra do revestimento, afrouxamento dos parafusos e tensão localizada anormal no cilindro. Em casos graves, pode causar tensão anormal em estruturas locais, aumentando os riscos à segurança do equipamento.

VI. Seis fatores essenciais que determinam a vida útil do revestimento.

Por que alguns revestimentos têm uma vida útil tão curta? Muitos concentradores acreditam que a vida útil do revestimento está relacionada apenas ao material. Na verdade, as condições de operação geralmente têm um impacto maior.

• Dureza do minério: Minérios com alto teor de sílica e quartzo: extremamente abrasivos. Por exemplo, em minas de ouro do tipo quartzito, magnetita com alto teor de sílica e minas de cobre do tipo skarn, a vida útil do revestimento pode ser de apenas cerca de 60% em comparação com minérios comuns.
• Classificação de esferas de aço: Muitas bolas grandes: impacto violento. Isso aumenta significativamente os danos localizados nos revestimentos. Muitas fábricas priorizam a produção, negligenciando a vida útil dos revestimentos.
• Velocidade de fresagem: Quando a velocidade do moinho é muito alta, a altura de queda das esferas de aço aumenta. A carga de impacto nos revestimentos aumenta drasticamente. Alguns concentradores operam em altas velocidades por períodos prolongados durante as trocas de canais de alimentação, resultando em uma redução significativa da vida útil dos revestimentos.
• Sistema de reposição de água: Quando a concentração da pasta abrasiva é muito baixa, as esferas de aço impactam diretamente os revestimentos, enfraquecendo o efeito de amortecimento. A ausência de uma camada de amortecimento da pasta abrasiva é uma causa significativa de desgaste anormal dos revestimentos em muitos sistemas de moagem a seco e semi-seco.
• Variações no tamanho das partículas de alimentação: Um aumento repentino na quantidade de partículas grossas pode levar a mudanças abruptas na carga de impacto e desgaste anormal localizado. Isso é especialmente perceptível quando o sistema de britagem é instável.
• Estrutura do revestimento incompatível: Algumas máquinas de moagem apresentam ângulos de elevação mal projetados, espaçamento incorreto entre as cristas das ondas ou barras de elevação excessivamente baixas, resultando em movimento anormal das esferas. Nesses casos, mesmo com os melhores materiais, a vida útil do revestimento será curta.

VII. Por que muitas minas estão começando a realizar análises de condição de revestimento?

Porque muitas empresas já descobriram que o problema do revestimento não é essencialmente um "problema de peças de reposição", mas sim um problema do processo de retificação.

Por que algumas fábricas podem usar revestimentos por 10 meses, enquanto outras os usam por apenas 5 meses?

A razão fundamental reside nos diferentes regimes de moagem. Nos últimos anos, algumas grandes mineradoras começaram a utilizar a análise de elementos discretos (DEM), simulação do movimento da carga das esferas, testes do índice de potência de moagem, análise da trajetória do revestimento e otimização das condições do moinho, não apenas para prolongar a vida útil, mas também para melhorar a eficiência do impacto, a utilização da energia por unidade e o efeito de liberação da moagem. Após a otimização de alguns projetos, tanto o tempo de moagem quanto a eficiência de utilização do meio de moagem apresentaram uma tendência de melhoria.

VIII. O que muitas fábricas realmente desperdiçam não são os revestimentos, mas sim a substituição tardia?

Este é o problema mais comum no local. Muitas minas, para economizar em custos de peças de reposição, adiam a substituição até que os revestimentos estejam muito finos.

Como resultado, o consumo de energia aumenta, as taxas de recuperação diminuem, as horas de operação diminuem e o consumo de aço aumenta. Essas perdas ocultas muitas vezes superam em muito o preço dos próprios revestimentos. Especialmente em grandes concentradores, uma redução de 5% na produção de uma única usina pode resultar em perdas de milhões de yuans por ano. No entanto, muitas empresas não têm considerado seriamente esse custo.

As centrais de concentração verdadeiramente maduras já começaram a estabelecer um "banco de dados de vida útil do revestimento". Isso inclui o monitoramento do desgaste em diferentes áreas, alterações nas horas de operação, consumo de energia, tamanho das partículas, consumo de aço e espessura do revestimento. O ciclo de substituição ideal é previsto por meio de dados, em vez de "substituir quando parece quase desgastado".

Isso representa essencialmente uma mudança de uma “mentalidade de manutenção” para uma “mentalidade de gestão de processos”. As observações no local podem servir apenas como julgamentos preliminares; a verificação final deve ser baseada em uma análise abrangente de testes de moagem, distribuição granulométrica, variações de potência e indicadores de beneficiamento.

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— Publicado por Emily Chen

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