Pourquoi les billes nano-céramiques excellent dans le meulage secondaire contre les billes d’acier

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Le broyage représente environ 50% de la consommation totale d’énergie dans les installations d’enrichissement, faisant de la réduction d’énergie dans le broyage un objectif clé pour la réduction des coûts et l’amélioration de l’efficacité.

Actuellement, la plupart des usines d’enrichissement utilisent des billes d’acier pour le broyage. Cependant, l’expérience pratique a montré des problèmes tels que le surmeulage excessif, la contamination par le fer, la consommation d’énergie élevée et le bruit. Avec le développement et l’application de billes composites de zircone à haute résistance et résistantes à l’usure, les billes en céramique sont apparues comme un nouveau média de rectification. Initialement utilisés dans les broyeurs verticaux, les broyeurs céramiques ont récemment été appliqués dans les broyeurs fins horizontaux, obtenant des résultats remarquables. Des recherches et des pratiques poussées indiquent que par rapport aux billes en acier, les billes nano-céramiques réduisent la consommation d’énergie de meulage, améliorent la distribution de la taille des particules, atténuent efficacement le sur-meulage, empêchent la contamination par le fer, améliorent l’efficacité de la séparation et réduisent l’usure des médias.

S’appuyant sur les recherches existantes et les résultats pratiques, cette étude se concentre sur l’alimentation des broyeurs à billes en deux étapes, en comparant l’utilisation de billes entièrement en acier, de billes entièrement en céramique et d’une combinaison de billes en acier et en céramique. L’étude examine le chargement des billes, le taux de remplissage des médias, la concentration de meulage, le temps de meulage et la capacité de meulage. L’indice d’évaluation est la distribution granulométrique des produits de broyage, et les conclusions guideront les applications industrielles.

Échantillons d’essai

L’essai a utilisé du minerai de magnétite provenant d’une alimentation en broyeur à billes à deux étages. La distribution granulométrique de l’alimentation et de l’évacuation a été analysée, les résultats étant présentés au tableau 1. L’essai définit + 0,15 mm comme sous-meulage, 0,019 à 0,15 mm comme particules qualifiées et -0,019 mm comme sur-meulage.

Le tableau 1 montre qu’après meulage secondaire, la teneur en particules de + 0,15 mm est passée de 10,62 % à 3,23 %, tandis que la teneur en particules de -0,019 mm est passée de 15,58 % à 21,85 %. La teneur en fer a chuté de 65,21 % à 63,63 %, et le taux de distribution du fer a augmenté de 16,78 % à 23,04 %, ce qui indique un problème important de surmeulage au deuxième stade de meulage. Les particules minérales au sol sont sujettes à des pertes pendant le processus de séparation magnétique.

1. Test de meulage de billes nano-céramiques

Le test de meulage a été effectué à l’aide d’un broyeur à billes coniques HLXMQ -ζ 240 × 90, avec trois différents moyens de meulage: billes tout en acier, billes tout en céramique, et une combinaison de billes d’acier et de billes nano-céramiques (ci-après dénommés billes mixtes).

Résultats des tests et Discussion

Avec une quantité d’alimentation fixe de 500 g, un temps de broyage de 3 minutes, un taux de remplissage du substrat de 36%, une concentration de broyage de 67% et une vitesse de broyage de 96 r/min, sept différents systèmes de chargement des billes utilisant des billes nano-céramiques ont été testés (tableau 2), et les résultats sont présentés dans le tableau 3.

Le tableau 3 montre que l’utilisation de différents schémas de chargement de billes nano-céramiques a entraîné une variation minimale de la teneur en fraction granulométrique qualifiée. Cependant, le système de chargement des billes n ° 3 a obtenu la plus grande efficacité de rectification (94,50 %) et les meilleures performances de rectification. Tout en assurant une capacité de broyage suffisante, il a également amélioré la distribution granulométrique du produit broyé et réduit la production de particules au-dessus du sol. Par conséquent, le schéma optimal de chargement des billes nano-céramiques consiste en un rapport de masse de billes de 30 mm, 25 mm et 20 mm à 50%:30%:20%.

2. Essai de meulage des billes d’acier

Avec une quantité d’alimentation fixe de 500 g, un temps de broyage de 3 minutes, un taux de remplissage du substrat de 36%, une concentration de broyage de 67% et une vitesse de broyage de 96 r/min, sept différents systèmes de chargement des billes d’acier ont été testés (tableau 4) et les résultats sont présentés au tableau 5.

Le tableau 5 montre que différents schémas de chargement des billes d’acier ont entraîné des performances de meulage différentes. Le schéma de chargement n ° 6 a donné les meilleurs résultats, avec un rapport de masse de < 25 mm, < 20 mm et < 15 mm de billes d’acier à 30%:40%:30%. La teneur en -0,075 mm a atteint 84,86% et l’efficacité de meulage a été de 90,37%. C’est pourquoi, pour les essais ultérieurs, le schéma de chargement des billes d’acier a été réglé à un rapport de masse de < 25 mm, < 20 mm et < 15 mm à 30%:40%:30%.

3. Essai comparatif des caractéristiques de meulage utilisant différents médias

Pour étudier l’impact des différents milieux de broyage sur les caractéristiques du produit broyé, une comparaison a été effectuée dans leurs conditions optimales respectives de broyage, les résultats étant présentés dans le tableau 8.

Comme le montre le tableau 8, dans des conditions optimales de broyage, les billes nano-céramiques et les billes mixtes ont obtenu des rendements plus élevés de tailles de particules qualifiées, une plus grande proportion de particules nouvellement générées -0,075 mm, et une efficacité de broyage plus élevée que les billes en acier. Cela indique qu’ils offrent des performances de meulage supérieures.