В чём причины низкой эффективности измельчения в шаровой мельнице?

Эффективность измельчения шаровая мельница На эффективность шаровой мельницы влияют многие факторы. К ним относятся, в основном, характер движения стальных шариков внутри цилиндра, скорость вращения, количество и размер стальных шариков, уровень материала и использование измельчающих добавок. Все эти факторы в той или иной степени влияют на эффективность шаровой мельницы.

Схема движения стальных шариков внутри цилиндра

Если говорить точнее, то характер движения мелющих тел внутри цилиндра в определенной степени влияет на эффективность измельчения в шаровой мельнице.

Рабочие условия шаровой мельницы можно разделить на следующие категории:

Периферийная и каскадная зона движения

В этой зоне скорость заполнения барабана крайне низка или даже равна нулю. Вследствие этого материалы совершают равномерное круговое или каскадное движение вдоль стенки барабана. Это значительно увеличивает вероятность столкновений шариков, что приводит к сильному износу как стальных шариков, так и футеровки, и в конечном итоге снижает эффективность измельчения.

Зона движения при катаракте (броске)

В этой зоне достигается оптимальная степень заполнения. В таких условиях стальные шары отбрасываются и непосредственно ударяются о материал, создавая более высокие силы дробления и обеспечивая относительно высокую эффективность шаровой мельницы.

Центральная зона смешивания

В этой зоне, расположенной вокруг центральной части шаровой мельницы, происходит сочетание круговых, каскадных и каскадных движений. Диапазон движения стальных шариков здесь сильно ограничен, что приводит к минимальному износу и низким ударным нагрузкам.

Мертвая (пустая) зона

В этой области стальные шарики остаются неподвижными. Если скорость заполнения чрезмерна, диапазон движения шариков сильно ограничивается или вовсе отсутствует. Это приводит к растрате энергии и ресурсов и делает шаровую мельницу крайне уязвимой к механическим поломкам.

Переход от горизонтального к вертикальному Шаровые мельницы

Как отмечалось в описании периферийной зоны, при крайне малом или отсутствующем объеме заполнения шаровая мельница подвергается значительному износу, в основном вызванному ударами стальных шаров о материал. Поскольку традиционные шаровые мельницы горизонтальные, были разработаны вертикальные шаровые мельницы для эффективного снижения износа материалов.

В традиционном измельчающем оборудовании сам барабан вращается. В отличие от него, в оборудовании с мешалкой емкость остается неподвижной. В основном, для перемешивания стальных шариков и материалов внутри резервуара используется шнековое перемешивающее устройство. Благодаря этому вертикальному механизму перемешивания шарики и материалы вращаются внутри оборудования, обеспечивая взаимодействие материалов только со стальными шариками до полного измельчения. В результате такая конструкция идеально подходит для тонкого и сверхтонкого измельчения.

Скорость вращения

Скорость вращения является критически важным рабочим параметром, напрямую влияющим на эффективность измельчения в шаровой мельнице. При оценке скорости вращения необходимо также учитывать скорость заполнения, поскольку между ними существует положительная корреляция. Предполагая постоянную скорость заполнения в данном контексте, всегда существует оптимальная скорость вращения для любого заданного состояния движения шаровой нагрузки.

Влияние низкой скорости вращения

При низкой скорости вращения и фиксированной степени заполнения стальные шарики приобретают меньшую кинетическую энергию. В результате энергия удара по материалу оказывается низкой и может оказаться ниже порога разрушения частиц руды. Это приводит к неэффективным ударам, когда частицы руды не разрушаются, что снижает эффективность измельчения на низких скоростях.

Оптимальная скорость против критической скорости

С увеличением скорости вращения возрастает энергия удара стальных шариков, что повышает степень разрушения крупных частиц и улучшает эффективность измельчения. Однако, если скорость продолжает расти и приближается к критической скорости, степень разрушения крупных продуктов начинает снижаться. Это происходит потому, что, несмотря на более высокую энергию удара при чрезмерных скоростях, частота вращения стальных шариков резко падает. Это уменьшение количества ударов в единицу времени приводит к снижению степени разрушения крупных частиц.

Пополнение запасов стальных шариков и распределение по размерам.

Неправильный объем загрузки шаров, неподходящий диаметр шаров или неразумное соотношение размеров неизбежно приведут к снижению эффективности шлифования. Значительная часть сильного износа, возникающего во время работы, обусловлена плохо контролируемым ручным добавлением шаров, что приводит к их накоплению, заклиниванию и последующему механическому износу.

Оптимизация размеров шариков для фильтрующих материалов

В качестве основного измельчающего материала необходимо строго регулировать как общий объем, так и соотношение размеров стальных шариков. Оптимизация измельчающего материала может повысить эффективность измельчения примерно на 301 тонну на 3 тонны. В процессе измельчения больший диаметр шариков обеспечивает больший ударный износ, но меньший износ от истирания (шлифования). И наоборот, меньший диаметр приводит к меньшему ударному износу, но большему износу от истирания.

Если диаметр шаров слишком велик, общее количество шаров внутри барабана уменьшается, что снижает общую площадь измельчаемой поверхности, ускоряет износ футеровки и расход шаров. Если диаметр шаров слишком мал, увеличивается амортизирующий эффект материала, что ослабляет эффективность ударного измельчения.

Точный метод загрузки и пополнения шаров

Для дальнейшего повышения эффективности измельчения предложен точный метод загрузки и пополнения шаров:

Скрининг и классификация:

Проводить просеивание и анализ отдельных руд для их группировки по размеру частиц.

Анализ потенциала воздействия:

Проанализируйте сопротивление руды разрушению и, используя полутеоретические формулы для расчета диаметра шаров, определите точный размер шаров, необходимый для каждой группы частиц.

Оптимизация соотношений с помощью механики:

Определите пропорции различных стальных шариков, исходя из гранулометрического состава исходного материала. Это делается с использованием принципов статистической механики разрушения для максимизации вероятности дробления.

Упрощенная процедура пополнения запасов:

Используйте эти расчеты в качестве основы для оптимизации процесса пополнения запасов мячей, ограничив добавление всего 2-3 оптимальными размерами, чтобы уменьшить сложность.

Уровень материала

Уровень материала напрямую влияет на скорость заполнения, что, в свою очередь, сказывается на эффективности измельчения. Слишком высокий уровень материала может привести к засорению мельницы углем. Поэтому эффективный контроль уровня материала имеет жизненно важное значение.

Кроме того, энергопотребление шаровой мельницы тесно связано с уровнем материала. В системах измельчения с промежуточным хранением потребление электроэнергии шаровой мельницей составляет около 701 тонны на 3 литра от общего потребления электроэнергии всей системы измельчения и примерно 151 тонну на 3 литра от общей мощности установки. Хотя на системы измельчения с промежуточным хранением влияет множество переменных, эффективный контроль уровня материала остается одним из наиболее важных приоритетов.

Выбор облицовки

Футеровка шаровой мельницы не только защищает барабан от повреждений, но и передает энергию измельчающим частицам. Эффективность измельчения в значительной степени определяется рабочим профилем этих футеровок. Практический опыт показывает, что для минимизации повреждений барабана и максимизации эффективности измельчения необходимо свести к минимуму скольжение между измельчающими частицами и футеровкой. Обычно это достигается путем изменения геометрии поверхности футеровки или увеличения коэффициента трения между футеровкой и частицами.

Хотя традиционно использовались футеровки из высокомарганцевой стали, в современных условиях применяются резиновые, магнитные и угловые спиральные футеровки. Эти усовершенствованные футеровки превосходят традиционную высокомарганцевую сталь по своим характеристикам и эффективно продлевают срок службы шаровой мельницы.

Целенаправленные улучшения в схемах движения стальных шариков, скорости вращения, пополнении шариков и распределении их размеров, уровне материала и материалах футеровки могут в совокупности и значительно повысить эффективность измельчения.

Заключение

В заключение следует отметить, что эффективность измельчения в шаровой мельнице определяется не одной изолированной переменной, а результатом взаимосвязанной многопараметрической синергии. Этот процесс включает в себя состояния движения шаров, скорость вращения и распределение мелющей среды. Он также зависит от контроля уровня материала и конфигурации футеровки. Дисбаланс в любом отдельном компоненте может вызвать ряд проблем. Он может привести к снижению энергопотребления или усилению переизмельчения. Он также может ускорить износ оборудования. В конечном итоге, эти факторы нарушают общую стабильность производства и качество продукции.

В современной обработке мелкодисперсных порошков передовые предприятия, занимающиеся порошковой инженерией, такие как лидеры отрасли, например, EPIC Powder, делают процессы измельчения и классификации высококонтролируемыми и эффективными. Они достигают этого за счет оптимизации систем управления классификацией, модернизации конструкций измельчительных камер и усовершенствования интеллектуальной регулировки параметров работы.

Это особенно актуально в определенных областях. Примерами являются ультратонкий тяжелый карбонат кальция, кварцевый/кремнеземный порошок, неметаллические минералы и высококачественные функциональные порошки. В этих секторах шаровые мельницы должны быть интегрированы с другими процессами, включая прецизионную классификацию, модификацию поверхности и непрерывные производственные линии. Такая интеграция значительно снижает неэффективные удары и переизмельчение. Следовательно, энергия концентрируется непосредственно на активном процессе дробления. Это обеспечивает более высокую производительность и более стабильное распределение частиц по размерам.

---

Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с представителем Zelda Online по любым вопросам.

— Опубликовано Эмили Чен

---