O moinho de bolas está operando normalmente, mas sua produção específica permanece baixa. A corrente está muito alta e o consumo de esferas de aço continua elevado — a causa principal de muitos desses problemas reside na taxa de carregamento de esferas. A taxa de carregamento de esferas é a porcentagem do volume efetivo do moinho ocupada pelas esferas de aço. Ela determina a trajetória das esferas, a energia de impacto e a área de moagem. Se o carregamento for muito alto, o moinho fica "obstruído"; se for muito baixo, as esferas de aço "batem no espaço vazio". Uma diferença de apenas 5 pontos percentuais na taxa de carregamento pode resultar em uma diferença de 15% a 20% na eficiência do moinho.
Por que a taxa de enchimento da bola é tão importante em Operação de moinho de bolas?
O princípio de funcionamento de um moinho de bolas baseia-se na elevação de esferas de aço pela ação combinada da força centrífuga e da gravidade, que caem em seguida para impactar e moer o minério. A taxa de enchimento do moinho de bolas afeta diretamente três parâmetros principais:
Altura de queda da bola de aço
Quando a carga de esferas é adequada, as esferas de aço seguem uma trajetória parabólica após serem elevadas à altura correta. A energia do impacto se concentra no minério. Se a carga de esferas for muito alta, as esferas de aço se acumulam no fundo do moinho. A altura de elevação diminui e a força do impacto também diminui. Se a carga de esferas for muito baixa, embora a altura de queda seja alta, o número de esferas é insuficiente, resultando em menos impactos por unidade de tempo.
Estados de movimento da esfera de aço:
O movimento das esferas de aço dentro de um moinho de moagem pode ser categorizado em três estados: cascata, tombamento e centrífugo. Com uma carga de esferas inferior a 30%, as esferas se movem principalmente em cascata, resultando em uma moagem fraca. Quando a carga de esferas está entre 30% e 45%, o tombamento e a cascata coexistem, criando um equilíbrio entre impacto e moagem. Quando a carga de esferas é superior a 45%, as esferas se acumulam, o tombamento é impedido e a eficiência da moagem diminui.
Potência efetiva do moinho de bolas:
A potência do moinho de bolas primeiro aumenta e depois diminui conforme a carga de bolas aumenta. A carga de bolas correspondente ao ponto de pico é o valor ideal. Fórmula empírica: Carga ideal de bolas = 0,7–0,8 × (taxa de enchimento de bolas de aço). Para moinhos de bolas do tipo grade, esse valor é tipicamente definido entre 40% e 45%; para moinhos de bolas do tipo transbordamento, é definido entre 35% e 40%.
Qual é a taxa de enchimento de bolas recomendada para diferentes tipos de Moinhos de bolas?
Moinho de bolas tipo grelha: Alta taxa de descarga, menor propensão ao acúmulo de lama e capacidade para acomodar uma maior proporção de esferas. Faixa recomendada: 40%–45%. A placa de grelha força a descarga, garantindo que a lama seja descarregada prontamente, mesmo com uma proporção de esferas ligeiramente maior. As esferas de aço não ficam excessivamente envolvidas pela lama.
Moinhos de bolas do tipo transbordamento: A descarga depende do fluxo natural da polpa. Se a taxa de carregamento de bolas for muito alta, a polpa não poderá ser descarregada, o que pode levar ao acúmulo de polpa. Recomenda-se uma taxa de carregamento de bolas de 35% a 40%. Os moinhos de transbordamento são sensíveis às taxas de carregamento de bolas; a eficiência, na verdade, diminui quando a taxa excede 40%.
Moinhos de bolas cônicos: Essas se situam entre os dois tipos; recomenda-se uma taxa de carregamento de esferas de 38% a 42%.
Moinhos de barras: Como as barras de aço diferem das esferas de aço, a taxa de carregamento das barras é normalmente de 35% a 40%; se for muito alta, é provável que ocorra o emaranhamento das barras.
Moinhos de moagem fina (remoagem): Como o tamanho das partículas de alimentação já é relativamente fino, a taxa de carregamento das esferas pode ser reduzida adequadamente para 30%–35%. A moagem é o processo principal, com a ação de impacto servindo como função secundária.
O que acontece se a taxa de enchimento da bola for muito alta?
Corrente anormal do moinho:
Quando a taxa de carregamento de esferas excede 45%, a corrente de partida do moinho aumenta acentuadamente, enquanto a corrente de operação diminui. Isso ocorre porque o acúmulo de esferas de aço reduz a altura de queda, diminuindo assim a carga do motor. Isso não representa economia de energia; significa que as esferas de aço não estão desempenhando sua função adequadamente.
Ruído abafado de moinho:
Um moinho normal produz um som nítido de esferas de aço colidindo. Quando sobrecarregado, as esferas de aço amortecem umas às outras, e o som do impacto se torna um zumbido baixo e abafado, como se o moinho estivesse coberto por um edredom.
Redução da eficiência de moagem:
Esferas de aço se acumulam no fundo do cilindro, reduzindo a altura efetiva de queda e diminuindo a energia de impacto. Ao mesmo tempo, os espaços entre as esferas de aço diminuem, dificultando a passagem da pasta. Como resultado, o material permanece no moinho por muito tempo, levando a uma moagem excessiva.
Tamanho de partícula de descarga mais grosso:
Embora a moagem excessiva seja severa, as partículas grossas não são moídas finamente devido à energia de impacto insuficiente. A proporção de partículas com granulometria inferior a -200 mesh na descarga diminui, enquanto a proporção de partículas grossas aumenta.
Aumento do desgaste do forro:
Esferas de aço se acumulam no fundo, aumentando o atrito de deslizamento. O desgaste nos revestimentos da carcaça e nas tampas laterais acelera. Em particular, as placas da grelha são propensas a rachaduras devido aos impactos das esferas de aço.
Consumo de energia desperdiçado:
A potência de saída do motor é usada para vencer o atrito entre as esferas de aço, em vez de triturar o minério. O consumo de eletricidade por tonelada de minério aumenta em 15%–25%.
Dados reais de medição:
Em uma determinada usina de minério de ferro, a taxa de carregamento de bolas de um moinho de bolas tipo grelha foi aumentada de 42% para 48%. A corrente do moinho diminuiu de 320A para 280A, e a capacidade de produção por unidade diminuiu de 105 toneladas/hora para 85 toneladas/hora. O consumo de eletricidade por tonelada de minério aumentou de 18 kWh para 24 kWh.
O que acontece se a taxa de enchimento da bola for muito baixa?
Alta energia de impacto, mas baixa frequência de quedas da bola:
Quando a carga de esferas é inferior a 30%, embora a altura de queda das esferas de aço seja alta, sua quantidade é insuficiente. O número de impactos por unidade de tempo é baixo. A eficiência de trituração de partículas grossas é baixa e o tamanho das partículas descarregadas é grande.
Área de superfície de moagem insuficiente:
A área de superfície de moagem entre as esferas de aço e entre as esferas de aço e o revestimento é diretamente proporcional à taxa de carga de esferas. Uma baixa taxa de carga de esferas resulta em capacidade de moagem fina insuficiente, e o teor de partículas com granulometria inferior a 200 mesh não atende aos requisitos.
Revestimentos expostos e desgaste acelerado:
Com menos esferas de aço, a pasta abrasiva e as esferas de aço corroem diretamente os revestimentos, intensificando o desgaste. Simultaneamente, as esferas de aço impactam diretamente os revestimentos expostos, causando corrosão por pite e fraturas.
Corrente do moinho excessivamente alta:
Quando a taxa de carregamento de esferas é muito baixa, as esferas de aço caem de uma altura maior, sobrecarregando o motor e fazendo com que a leitura da corrente aumente. No entanto, a moagem não está correta — a corrente alta é uma indicação falsa.
Diminuição da eficiência do moinho:
A capacidade de processamento é baixa porque a capacidade do moinho não está sendo totalmente utilizada. Aumentar a taxa de alimentação resultará imediatamente em uma descarga mais grossa.
Como os operadores podem determinar se a taxa de enchimento da bola é adequada?
Método de escuta
Normal: Um som de impacto rítmico, "clang-clang", nítido e sem abafamento.
Carga excessiva de bolas: O som é abafado, grave e contínuo, sem ritmo.
Carga de bolas insuficiente: O som é nítido, mas esparso, com uma sensação oca, e as esferas de aço atingem o revestimento diretamente.
Método de medição atual
Registre a corrente I0 do moinho sem carga (quando não há polpa ou esferas de aço). A corrente normal sob carga deve ser I0 × 1,3–1,5. Se a corrente for significativamente maior que esse valor, a carga de esferas pode estar muito baixa (as esferas de aço estão sendo lançadas muito alto). Se a corrente for significativamente menor que esse valor, a carga de esferas pode estar muito alta (as esferas de aço não estão sendo lançadas alto o suficiente).
Método de Medição do Consumo de Bolas
Calcule a quantidade mensal de esferas de aço adicionadas e determine o consumo de esferas com base na capacidade de produção do moinho.
Consumo normal de bolas: 0,5–1,5 kg/t de minério. Um consumo anormalmente alto de esferas pode indicar que a taxa de carregamento de esferas é muito alta (causando desgaste entre as esferas de aço) ou muito baixa (acelerando o desgaste do revestimento).
Observe a descarga
Tamanho de partícula de descarga grosseiro e corrente de moinho alta → A carga de bolas pode ser muito baixa.
Tamanho de partícula de descarga grosseiro e corrente de moinho baixa → A carga de bolas pode estar muito alta.
Partículas de descarga de tamanho fino, mas baixa eficiência do moinho → Moagem excessiva severa; a carga de bolas pode ser muito alta.
Método de Inspeção de Parada
Após o desligamento, abra a tampa de inspeção do moinho e observe a altura das esferas de aço acima da superfície da polpa. O topo da pilha de esferas de aço deve sobressair de 100 a 200 mm acima da superfície da polpa. Se estiver completamente submersa → a taxa de carregamento de esferas é muito alta; se estiver muito saliente (>300 mm) → a taxa de carregamento de esferas é muito baixa.
Meça a distância do topo da pilha de esferas de aço até o centro do moinho usando uma régua de aço para estimar a taxa de carregamento das esferas.
Conclusão
A taxa de enchimento da bola não é um parâmetro em que "mais é melhor".
Para a maioria das aplicações:
- Moinho de bolas com grelha: 40%–45%
- Moinho de bolas de transbordamento: 35%–40%
Os operadores devem rotineiramente:
- Ouça o som do moinho
- Monitorar a corrente do motor
- Acompanhe o consumo de esferas de aço.
- Inspecione a fábrica durante as paradas programadas.
- Remova as bolas quebradas trimestralmente.
- Reponha os meios de moagem com novos para manter a granulometria adequada.
Manter a taxa correta de enchimento das esferas é uma das maneiras mais eficazes de se obter uma operação estável, maior produtividade, menor consumo de energia e máxima eficiência de moagem.
Obrigado pela leitura. Espero que meu artigo tenha ajudado. Deixe um comentário abaixo. Você também pode entrar em contato com o suporte online da Zelda para quaisquer outras dúvidas.
— Publicado por Emily Chen
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