کوارتز پردازشی بسیار ساینده و انرژی بر است. این دارای سختی Mohs 7 است. انتخاب تجهیزات احیا کننده اشتباه منجر به مصرف بالای رسانه می شود. همچنین باعث آلودگی شدید آهن یا توزیع اندازه ذرات خارج از مشخصات می شود. مهندسان اغلب بین آسیاب میله ای و آسیاب گلوله ای بحث می کنند. با این حال، آسیاب کوارتز 'ریز' برای موفقیت نیاز به اقدامات مکانیکی خاصی دارد. اگر اشتباه انتخاب کنید، خطر تولید لجن های غیرقابل استفاده یا آسیب رساندن به ماشین آلات گران قیمت را دارید.
این راهنما واقعیت های عملیاتی و محدودیت های مکانیکی هر دو گزینه را تجزیه می کند. ما به مدیران کارخانه کمک خواهیم کرد تا راه اندازی صحیح مدار خود را مشخص کنند. شما یاد خواهید گرفت که هر آسیاب چگونه کار می کند، چه اندازه ذرات را بهتر تولید می کند و چگونه آلودگی آهن را به طور موثر مدیریت کنید. با استفاده از این داده ها، می توانید کارخانه فرآوری خود را برای حداکثر کارایی و خلوص محصول بهینه کنید.
نقشهای فرآیند: آسیابهای میلهای بهعنوان «ترقههای دقیق» برای آسیاب درشت/متوسط (1 تا 3 میلیمتر) عمل میکنند، در حالی که آسیابهای گلولهای پودرهایی هستند که برای آسیاب ریز/فوق العاده (<75 میکرومتر) ساخته شدهاند.
خطر سنگ زنی بیش از حد: آسیاب های میله ای از تماس خطی برای جلوگیری از لجن های بسیار ریز، ایده آل برای ماسه کوارتز استفاده می کنند. آسیاب های گلوله ای از تماس نقطه ای برای حداکثر سطح، ایده آل برای آرد سیلیس استفاده می کنند.
محدودیت های خلوص: برای کوارتز با عیار بالا، محیط فولادی استاندارد غیرقابل قبول است. آسیاب های گلوله ای انعطاف پذیری بیشتری را برای تبدیل به آسیاب های سنگریزه (با استفاده از آسترهای آلومینا و گلوله های کوارتز/سرامیکی) برای اطمینان از عدم آلودگی آهن ارائه می دهند.
ردپا و مقیاس: آسیاب های میله ای به دلیل نسبت طول به قطر (L/D) بالا (تا 2.5:1) به ردپای بزرگتری نیاز دارند، در حالی که آسیاب های گلوله ای فشرده تر هستند (~1:1 نسبت) و مقیاس بهتری برای توان عملیاتی عظیم دارند.
ما ابتدا باید فیزیک اساسی را در مورد چگونگی کاهش کوارتز خام هر ماشین مقایسه کنیم. مکانیک داخلی کیفیت محصول نهایی شما را دیکته می کند. آنها همچنین تعیین می کنند که چگونه تاسیسات شما قطعات سایش و نگهداری روزانه را مدیریت می کند.
الف راد میل از میله های فولادی پر کربن استفاده می کند که در تمام طول سیلندر قرار دارند. این میله های سنگین معمولاً 50 تا 100 میلی متر قطر دارند. این سیستم بر اساس یک اصل آسیاب انتخابی بسیار موثر عمل می کند. هنگامی که مواد خام وارد محفظه می شود، ذرات کوارتز بزرگتر بین میله های سفت فرو می روند. آنها ضربه خرد شدن اولیه را جذب می کنند. این عمل خاص از ذرات کوچکتر در برابر جذب نیروی غیر ضروری محافظت می کند و از آسیاب بیش از حد جلوگیری می کند.
مهندسان این واحدها را با نسبت طول به قطر (L/D) مشخصی از 1.5:1 تا 2.5:1 طراحی می کنند. این شکل کشیده دلخواه نیست. این یک هدف عملیاتی حیاتی است. طول زیاد از گره خوردن میله در حین چرخش جلوگیری می کند. گره خوردن میله نشان دهنده یک نقطه شکست تعمیر و نگهداری اولیه است. اگر میلهها از هم متلاشی میشوند و گره میخورند، باید تولید را کاملاً متوقف کنید تا محفظه پاک شود.
بهترین تمرین: همیشه هم ترازی محوری را حفظ کنید. اپراتورها باید حجم شارژ داخلی را روزانه کنترل کنند تا مطمئن شوند که میله ها بدون عبور موازی با یکدیگر می چرخند.
بر خلاف همتای خود، الف آسیاب توپ از محیط های کروی برای خرد کردن سنگ معدن استفاده می کند. تا حد زیادی بر 'وضعیت افتادن' متکی است. همانطور که استوانه می چرخد، توپ ها در امتداد دیوار بلند می شوند و قبل از برخورد به کوارتز یک مسیر سهموی را دنبال می کنند. این نیروی ضربه ای عظیم ایجاد می کند. این واحد همچنین از حرکات 'Cascading' برای ایجاد ساییدگی بین توپها استفاده میکند.
این مکانیسم تماس نقطه ای مواد را به شدت پودر می کند. سطح خاص را به حداکثر می رساند. این واحدها همچنین دارای قابلیت های چند محفظه ای هستند. اپراتورها می توانند تخته های دیافراگمی را در داخل سیلندر نصب کنند. این منطقه آسیاب درشت حاوی توپ های بزرگ را از مناطق آسیاب ریز حاوی توپ های کوچک جدا می کند.
در اینجا نرخ پر شدن رسانه بسیار بالاتری را مشاهده خواهید کرد. آنها از 30٪ تا 45٪ متغیر هستند. واحدهای راد معمولاً تنها با ظرفیت 25 تا 40 درصد کار می کنند. به دلیل این حجم بالا، شما باید مدیریت درجه بندی رسانه ها را سخت اجرا کنید. اگر نتوانید نسبت صحیح توپ های بزرگ به کوچک را حفظ کنید، راندمان آسیاب کردن شما به شدت کاهش می یابد.
مشخصات محصول نهایی شما انتخاب تجهیزات شما را دیکته می کند. شما باید قابلیت های تجهیزات را مستقیماً با مشخصات تجاری دقیق محصول کوارتز مورد نظر خود ترسیم کنید.
شما باید این تجهیزات را زمانی به کار ببرید که اندازه محصول مورد نظر شما بین 0.5 تا 3 میلی متر باشد. این محدوده کاملاً مناسب تولید شن و ماسه شیشه، ماسه فرک یا مکانیزم ماسه است. این صنایع به شکل ذرات یکنواخت نیاز دارند. آنها همچنین به حداقل گرد و غبار بسیار ریز نیاز دارند که معمولاً در فرآوری مواد معدنی به آن لجن می گویند.
محدوده نسبت کاهش از 15:1 تا 20:1 است. شما نمی توانید دستگاه را فراتر از این نسبت فشار دهید، بدون ایجاد استرس مکانیکی شدید و هدر رفتن انرژی جنبشی.
زمانی که اندازه هدف شما بین 20 میکرومتر تا 75 میکرومتر است، باید این واحد را مشخص کنید. این ظرافت فوق العاده برای آرد سیلیس، سرامیک های متالورژیکی و کوارتز درجه شیمیایی مناسب است. در این صنایع، به حداکثر رساندن سطح خاص به عنوان هدف اصلی عمل می کند.
محدودیت نسبت کاهش به راحتی از 200:1 تجاوز می کند که به درستی پیکربندی شود. مدیران کارخانه معمولاً این واحدها را در یک سیستم مدار بسته در کنار طبقهبندیکننده هوا یا هیدروسیکلون نصب میکنند. طبقه بندی کننده ذرات بزرگ را برای پرداخت بیشتر به محفظه برمی گرداند.
پارامتر مشخصات |
قابلیت های آسیاب میله ای |
قابلیت های آسیاب گلوله ای |
|---|---|---|
اندازه خروجی هدف |
0.5 میلی متر تا 3 میلی متر |
20 میکرومتر تا 75 میکرومتر (و ریزتر) |
حد کاهش نسبت |
15:1 تا 20:1 |
تا 200:1 (مدار بسته) |
محصول تجاری ایده آل |
شن و ماسه شیشه ای، ماسه فرک، ماسه مکانیزم |
آرد سیلیس، سرامیک های پیشرفته، کوارتز شیمیایی |
نسل اسلایمز |
حداقل (به شدت کنترل شده) |
زیاد (به طور عمدی برای مساحت سطح به حداکثر می رسد) |
پردازش کوارتز شامل یک نقطه دردناک است: خلوص شیمیایی. محصول نهایی باید کاملاً عاری از آلاینده های خارجی باقی بماند. این نیاز به خلوص خاص به شدت بر انتخاب تجهیزات نهایی شما تأثیر می گذارد.
فولاد استاندارد با منگنز بالا یا رسانه های فولادی 42CrMo، براده های آهن میکروسکوپی را در مرحله خرد کردن به پودر کوارتز وارد می کند. این آلودگی فلزی محصول نهایی را برای کاربردهای سطح بالا کاملاً بی استفاده می کند. تولید لوازم الکترونیکی، تولید اپتیک و ساخت شیشه با شفافیت بالا نیاز به سطح آهن نزدیک به صفر دارند. اگر راه اندازی شما آهن را معرفی کند، ارزش بازار محصول خود را از بین می برید.
مهندسان این مشکل را با تغییر سطوح آسیاب داخلی حل می کنند. دو ماشین این تغییرات را بسیار متفاوت انجام می دهند.
مزیت سازگاری: شما می توانید به راحتی محفظه های کروی را برای جلوگیری از آلودگی مقاوم سازی کنید. اپراتورها آسترهای فولادی استاندارد را با آسترهای آلومینا، سیلیس یا لاستیکی با عیار بالا جایگزین می کنند. سپس توپ های فولادی را با سنگریزه های سنگ چخماق یا توپ های سرامیکی با آلومینا بالا عوض می کنند. با فعالیت به عنوان یک آسیاب سنگریزه، این بسیار تخصصی است آسیاب کوارتز آسیاب تر یا خشک 100٪ بدون آهن را به دست می آورد.
محدودیت ساختاری: ماشینهای رسانه خطی فاقد این انعطافپذیری هستند. میله های داخلی باید کاملاً سفت و سخت و بسیار سنگین باقی بمانند تا تراز محوری را حفظ کنند. اگر اپراتورها بخواهند از میله های غیر فلزی استفاده کنند، نیروی چرخشی محض بلافاصله آنها را می زند. از آنجایی که میله های غیر فلزی تحت فشار صنعتی خرد می شوند، از نظر تجاری برای سنگ زنی در مقیاس بزرگ قابل استفاده نیستند.
اشتباه رایج: سعی نکنید یک محفظه با روکش فولادی را با توپ های سرامیکی اجرا کنید. تفاوت در سختی مواد، محیط سرامیکی را به سرعت از بین می برد و محصول شما را با تراشه های سرامیکی گران قیمت پر می کند.
مدیران کارخانه باید تدارکات را از طریق دریچه هزینه سرمایه (CapEx)، هزینه عملیاتی (OpEx) و بهره وری کلی انرژی ارزیابی کنند. کوارتز سخت اجزای داخلی را به سرعت تخریب می کند و این محاسبات را حیاتی می کند.
آمار ثابت می کند که ماشین های تماس خطی برای تجزیه اولیه سنگ معدن درشت به طور قابل توجهی بازده انرژی بیشتری دارند. وقتی کوارتز را از 25 میلیمتر به 2 میلیمتر کاهش میدهید، آنها عالی هستند. اگر از محیطهای کروی برای این مرحله درشت اولیه استفاده کنید، مقدار زیادی انرژی جنبشی را در آسیاب کردن بیش از حد هدر میدهید. توپ های رها شده به جای شکستن خوراک بزرگتر، نیروی اضافی را صرف شکستن ذرات کوچک می کنند.
برنامه های تعمیر و نگهداری به شدت بین این دو طرح متفاوت است.
لباس یکنواخت در مقابل کار دستی: میله ها به طور یکنواخت در طول خود فرسوده می شوند. با این حال، جایگزینی آنها نیاز به شارژ دستی و کار فشرده دارد. خدمه تعمیر و نگهداری باید ماشین را متوقف کنند، محفظه را باز کنند و میله های سنگین جدید را کاملاً تراز کنند تا از عبور جلوگیری شود.
ساییدگی زیاد در مقابل زمان بالا: توپهای کروی به دلیل ساییدگی شدید داخلی و پرش بینظم، بسیار سریعتر میپوشند. خوشبختانه، اپراتورها میتوانند به طور مداوم توپهای جدید را بدون توقف تولید به داخل تراشه وارد کنند. این قابلیت شارژ مداوم اغلب زمان کارکرد کلی کارخانه را فراتر از 90 درصد در دسترس بودن سوق می دهد.
سرمایه گذاری اولیه شما کاملاً به توان عملیاتی مورد نیاز شما بستگی دارد. ماشینهای خطی دارای CapEx اولیه بالاتری نسبت به ظرفیت خروجی خود هستند. علاوه بر این، مهندسان معمولاً اندازه خود را به ظرفیتهای کوچکتر محدود میکنند که معمولاً به حداکثر 180 تن در ساعت میرسد. بزرگتر شدن آنها باعث ناپایداری ساختاری می شود.
برعکس، واحدهای کروی به طور انبوه مقیاس می شوند. سازندگان آنها را می سازند تا 600+ تن در ساعت را به راحتی تحمل کنند. به دلیل این مقیاس پذیری، آنها به طور کامل بر تناژ بالا تسلط دارند راه اندازی تجهیزات سنگ زنی معدن در سطح جهانی.
ما می توانیم این داده های مهندسی را در منطق تصمیم گیری عینی تقطیر کنیم. تهیه پایین قیف مستلزم تطبیق سناریوی شما با راه حل مکانیکی صحیح است.
سناریوی A: سنگ زنی ریز تک مرحله ای (<75 میکرومتر). شما باید طرح پودر را انتخاب کنید. سیلندر را با آسترهای ضخیم سرامیکی تجهیز کنید و آن را با گلوله های آلومینا بالا قرار دهید. این تنظیم را در یک مدار بسته با یک طبقهبندی کننده هوا برای کنترل دقیق اندازه بالای آرد سیلیس خود اجرا کنید.
سناریوی B: تولید ماسه درشت و یکنواخت (1-3 میلی متر). شما باید طراحی دقیق ترک خوردگی را انتخاب کنید. از مکانیزم تخلیه رنده در انتهای سیلندر استفاده کنید. این رنده به سرعت مواد با اندازه مناسب را تخلیه می کند و از تشکیل لجن جلوگیری می کند و از شکل یکنواخت ذرات شما محافظت می کند.
سناریوی ج: مدار ترکیبی (مقیاس بزرگ). برای عملیات عظیم، از هر دو ماشین به صورت پشت سر هم استفاده کنید. دستگاه خطی را به عنوان مرحله آسیاب مرطوب اولیه برای تهیه خوراک 2 میلی متری کاملاً یکنواخت قرار دهید. این خوراک را در یک پودر ثانویه از نوع سرریز برای آسیاب ریز نهایی هدایت کنید. این رویکرد ترکیبی از خفگی واحد ثانویه در سنگهای کوارتز ناشکسته و بزرگتر جلوگیری میکند.
بحث مهندسی در مورد پردازش کوارتز در نهایت به دو عامل خلاصه می شود: اندازه ذرات هدف و الزامات خلوص شیمیایی. آسیاب های میله ای به عنوان فیلتر و سنگ شکن عمل می کنند و سنگ های بزرگ را انتخاب می کنند و از ماسه ریز صرفه جویی می کنند. آسیاب های گلوله ای خرد و صیقل می دهند و بی وقفه ذرات را تا سطح میکروسکوپی پایین می آورند.
از آنجایی که سختی کوارتز و خواص شکست به شدت با ذخایر معدنی متفاوت است، ایمنترین مرحله تهیه، آزمایش دستهای در مقیاس آزمایشگاهی است. ما به شدت توصیه می کنیم از آسیاب های آزمایشی تبدیل شونده استفاده کنید. این واحدهای آزمایشگاهی به شما امکان می دهند هر دو پیکربندی داخلی را روی سنگ معدن خام خاص خود آزمایش کنید. این آزمایش، شاخص دقیق کار اوراق قرضه شما را تعیین میکند و نرخ بهینه پر شدن رسانه را قبل از اینکه میلیونها دلار را برای هزینههای سرمایهای در مقیاس کامل متعهد کنید، مشخص میکند.
A: نه. آسیاب های میله ای برای آسیاب کوارتز زیر 0.5 میلی متر بسیار ناکارآمد هستند. تلاش برای آسیاب خوب در آسیاب میله ای منجر به سایش بیش از حد رسانه ها، توان کمتر و اتلاف انرژی بالا می شود.
A: برای دستیابی به کوارتز با خلوص بالا، آسیاب باید به عنوان یک آسیاب تخصصی سنگ زنی کوارتز پیکربندی شود. این به معنای جایگزینی آسترهای فولادی با آسترهای سرامیکی آلومینا، پلی اورتان یا لاستیکی و جایگزینی توپ های فولادی با سنگریزه های سیلیسی یا رسانه های سنگ زنی سرامیکی است.
A: هر دو آسیاب صدای قابل توجهی تولید می کنند. با این حال، هنگام پردازش کوارتز خشک، آسیاب های گلوله ای راحت تر به طور کامل آب بندی می شوند و با سیستم های جمع آوری گرد و غبار فشار منفی ادغام می شوند. برای آسیاب مرطوب، هر دو کنترل گرد و غبار محیطی عالی را حفظ می کنند.
