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Pergunte a cinco operadores de moinho qual é o tamanho da esfera de moagem que eles utilizam e você obterá cinco respostas seguras que não correspondem exatamente. Isso não é teimosia. O tamanho da bola é um equilíbrio entre a alimentação que entra, o moinho que faz o trabalho e o produto que sai, e cada circuito equilibra esses três de maneira diferente.
Então aqui está a resposta honesta antes de entrarmos em detalhes: a maioria dos moinhos de bolas opera com mídia entre 20 mm e 100 mm. As bolas maiores na carga são dimensionadas para quebrar a alimentação mais grossa que o moinho já viu, e as bolas menores fazem a moagem fina perto da extremidade de descarga. Se o seu avanço for de 12 mm com passagem de 80%, espere um tamanho superior em torno de 80 a 90 mm. Se você estiver reafiando para 30 mícrons, esferas de 20 a 30 mm geralmente são suficientes.
Tudo abaixo é como passamos dessa imagem aproximada para um número que você pode realmente solicitar.
Tamanhos típicos de bolas por aplicação
Antes de calcular qualquer coisa, é útil saber onde a maioria dos circuitos termina. As faixas abaixo provêm das fábricas de cimento, minas de metal e operações minerais industriais com as quais lidamos. Trate-os como um ponto de partida, não como uma especificação.
| Dever | Alimentação típica (F80) | Diâmetro da bola comum | O que a mídia está fazendo |
|---|---|---|---|
| Moagem de minério primário | 12 a 25mm | 60 a 100 mm | Quebrando as partículas mais grossas rapidamente |
| Moinho de bolas primário, circuito fechado | 8 a 15mm | 50 a 80 mm | A maior parte da redução grosseira de tamanho |
| Moinho secundário ou reciclado | 3 a 8mm | 30 a 50 mm | Preparando alimentação de flotação ou lixiviação |
| Moinho de acabamento de cimento | clínquer de 1 a 5 mm | 15 a 40 mm | Moagem para 3.000 a 4.000 Blaine |
| Moagem fina até 30 mícrons | Menos de 1mm | 20 a 30mm | Redução final com baixo risco de quebra |
| Laboratório ou moinho piloto | Menos de 1mm | 5 a 20 mm | Trabalho de teste em pequena escala |
Vale a pena lembrar dois padrões. O topo da faixa é determinado pelo tamanho da alimentação, e a parte inferior da faixa é determinada pela finura que você está buscando. Quando uma planta nos diz que sua moagem se tornou irregular, um desses dois fins é quase sempre o motivo.
Como calcular o tamanho da bola que você precisa
O padrão da indústria ainda é o método de Bond, que dimensiona a maior bola da carga para que ela possa quebrar a partícula mais grossa que encontrar. Funciona a partir de três insumos: o tamanho de passagem de 80% da alimentação, o índice de Bond work do minério e o diâmetro do moinho.
Uma estimativa de campo rápida
Para obter um número aproximado que você pode calcular no chão de fábrica, tire a raiz quadrada de F80 em milímetros e multiplique por 25. Isso fornece o maior diâmetro da bola em milímetros:
- F80 de 2 mm fornece um tamanho superior de aproximadamente 35 mm
- F80 de 5 mm dá aproximadamente 55 mm
- F80 de 12 mm dá aproximadamente 85 mm
- F80 de 25 mm dá aproximadamente 125 mm
Essa relação simples acompanha de perto as curvas de tamanho máximo de bola publicadas, e é por isso que tantos operadores a mantêm em mente. Ainda é apenas uma primeira estimativa, porque não diz nada sobre a dureza do seu minério ou o tamanho da sua usina.
O que o cálculo completo adiciona
A equação completa de Bond inclui o índice de trabalho e o diâmetro do moinho, juntamente com uma constante que reflete o tipo de moinho e o arranjo de descarga. A direção da correção é mais importante do que a aritmética: um moinho de diâmetro maior levanta a carga mais alto e a deixa cair com mais força, por isso precisa de bolas menores do que um moinho pequeno que moe a mesma alimentação. Minério mais duro precisa de bolas maiores. Destinos de produtos mais finos reduzem o tamanho necessário, não para cima.
Ajustes que normalmente aplicamos
- Minério de alto índice de trabalho: aumente o tamanho calculado em 10 a 20 por cento
- Alvo P80 abaixo de 40 mícrons: diminua e raramente ultrapasse 40 mm
- Diâmetro do moinho acima de 4 metros: diminuir um passo de tamanho
- Alta velocidade de fresagem ou barras elevatórias agressivas: abaixe um degrau de tamanho
- Produto muito fino e de alto valor: considere mídia cerâmica em vez de aço
Um tamanho nunca é suficiente: distribuição do tamanho da bola
Uma carga feita de um tamanho de bola não mói bem, não importa quão cuidadosamente esse tamanho tenha sido escolhido. A moagem ocorre em vários tamanhos de partícula, e cada tamanho de partícula é melhor quebrado por um diâmetro de esfera específico. O desgaste também reduz a mídia continuamente, portanto, uma carga funcional contém naturalmente uma variedade de tamanhos.
Na prática, a maioria das plantas apenas completa os dois ou três tamanhos maiores e deixa o desgaste criar tudo menor. Um moinho cujo tamanho superior calculado é de 80 mm pode operar uma mistura de reposição de cerca de metade de 80 mm, um terço de 60 mm e o restante de 40 mm. Os circuitos que precisam de uma distribuição rigorosa do tamanho do produto às vezes adicionam um quarto tamanho menor para manter a produção final.
Verifique a cobrança a cada um ou dois meses. Se o diâmetro médio da esfera no moinho caiu bem abaixo da faixa de projeto, você está efetivamente moendo com mídia dois tamanhos menores e nenhuma quantidade de energia extra irá corrigir o rendimento.
Fundido, forjado ou cerâmico: o que muda o tamanho que você pode executar
O tamanho da bola e o material da bola estão vinculados. Uma bola muito mole deforma-se e perde a sua forma arredondada, o que altera silenciosamente o tamanho efetivo do seu suporte dentro de algumas semanas. Uma bola muito dura e quebradiça quebra em vez de se desgastar. Veja como as três principais famílias de mídia se enquadram em um plano de dimensionamento.
Esferas de moagem fundidas com alto teor de cromo
Estes são o carro-chefe para cargas entre aproximadamente 20 mm e 100 mm. O alto teor de cromo produz uma estrutura dura e uniforme, de modo que as bolas mantêm seu diâmetro e formato por muito tempo. Isso importa mais do que parece. Se a mídia mantiver seu tamanho, a carga projetada permanecerá a carga que você está executando e sua moagem permanecerá estável entre as recargas. Eles são adequados para moinhos de acabamento de cimento, moinhos de minério primário e circuitos de moagem onde o custo de desgaste por tonelada de produto é o número que está sendo observado. A gama completa está em nosso bolas de moagem fundidas com alto cromo página.
Esferas de moagem fundidas com alto teor de cromo ZQCr12 Meios fundidos com alto teor de cromo em diâmetros de até 120 mm, oferecendo dureza ≥58 HRC para moagem estável em circuitos de cimento, mineração e remoagem. Ver Produto → Esferas de aço forjado
A mídia forjada se destaca quando o tamanho superior ultrapassa cerca de 100 mm ou quando o moinho causa impactos fortes. A estrutura forjada é resistente e resiste à quebra sob grandes quedas, razão pela qual grandes circuitos primários e SAG dependem dela. A desvantagem é o desgaste: uma esfera forjada normalmente se desgasta mais rápido do que uma esfera altamente cromada do mesmo diâmetro, portanto a distribuição de tamanho muda mais rapidamente e as recargas precisam ser mais frequentes. Muitas fábricas utilizam mídia forjada no topo da carga e alto teor de cromo abaixo dela.
Esferas de moagem forjadas de precisão para moinhos de bolas Mídia forjada resistente para grandes circuitos primários e SAG, onde a resistência à ruptura é importante; disponível em diâmetros de até 120 mm. Ver Produto → Bolas de moagem de cerâmica
Quando o diâmetro exigido da esfera cai abaixo de aproximadamente 20 mm, o aço se torna mais difícil de justificar. Pequenas esferas de aço desgastam-se rapidamente e podem contaminar o produto. Meios cerâmicos como alumina e zircônia são quimicamente inertes, mantêm bem seu tamanho em moagem fina e ultrafina e trabalham até alguns mícrons. A desvantagem é a densidade: a cerâmica pesa aproximadamente metade do que o aço pesa para o mesmo diâmetro, portanto, pode ser necessário revisar a velocidade do moinho ou a carga da esfera ao trocar. Nossa linha de cerâmica cobre a extremidade menor do espectro.
Sinais de que o tamanho da sua bola está errado
A fábrica geralmente informa antes do laboratório. Fique atento a estes sinais:
- O produto fica mais grosso enquanto o consumo de energia permanece plano: as bolas maiores são pequenas demais para a alimentação
- Esferas quebradas ou achatadas na descarga: o tamanho superior é muito grande para a alimentação real ou o material é muito macio
- Moagem excessiva e formação de lama, com carga circulante crescente: os meios são demasiado grandes para o tamanho alvo
- Taxa de desgaste crescente em gramas por tonelada de produto: a mídia é muito mole, muito pequena ou ambos
- Danos concentrados na extremidade de alimentação do forros de moinho : uma carga de bola superdimensionada está martelando a carcaça
- A qualidade da moagem varia semanas após o reabastecimento: a dureza ou o tamanho fornecido mudou
Teste o tamanho antes de se comprometer com ele
O cálculo restringe o campo; um julgamento resolve tudo. Um teste de bola marcado é a maneira mais barata de obter respostas reais. Pesar e marcar uma amostra de bolas, colocá-las na carga, operar o moinho normalmente por três a seis semanas, depois recuperá-las e pesá-las novamente. Isso fornece uma taxa de desgaste em gramas por tonelada e informa se as bolas estão desgastadas de maneira uniforme ou quebradas.
Execute o novo tamanho em um moinho enquanto um moinho irmão permanece na carga antiga. Acompanhe o consumo específico de energia, P80, rendimento e consumo de bola lado a lado por pelo menos um mês. Se o tamanho mais fino estiver correto, você deverá ver o mesmo ou melhor rendimento com energia específica mais baixa, sem um salto na quebra.
Dimensionando bolas com um fornecedor que fica com você
Escolher um tamanho é a parte fácil. Conseguir um fornecedor que possa manter esse diâmetro, essa dureza e essa química, lote após lote, é o que mantém um circuito estável ano após ano.
Fabricamos meios de moagem em Ningguo, Anhui, em uma área de 60.000 metros quadrados com capacidade anual de 50.000 toneladas. Nossa equipe técnica inclui 25 engenheiros e administramos um instituto de pesquisa provincial dedicado a esferas de aço e meios de retificação, trabalhando em conjunto com universidades em novos desenvolvimentos. Cada lote passa pela inspeção desde a matéria-prima até o produto acabado de acordo com nosso sistema ISO 9001, portanto, as bolas que você recebe em março se comportam como as bolas que você recebeu em janeiro.
Se você nos enviar o tamanho da alimentação, as dimensões do moinho, o índice de trabalho e a moagem desejada, trabalharemos no dimensionamento com você e recomendaremos uma carga inicial em vez de um palpite.
O tamanho da bola é uma das poucas variáveis em um circuito de moagem que você pode alterar na segunda-feira e ver os resultados na sexta-feira. Comece com o tamanho da alimentação, verifique o cálculo em relação ao seu moinho, aumente ou diminua o número da dureza do minério e confirme com um teste. O número que sobrevive a esse processo é o certo para sua planta.
