¿Por qué las bolas nanocerámicas sobresalen en el pulido secundario contra las bolas de acero

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La molienda representa aproximadamente el 50% del consumo total de energía en las plantas beneficiarias, haciendo de la reducción de energía en la molienda un foco clave para la reducción de costos y la mejora de la eficiencia.

Actualmente, la mayoría de las plantas de beneficio utilizan bolas de acero para moler. Sin embargo, la experiencia práctica ha mostrado problemas tales como sobremolido excesivo, contaminación de hierro, alto consumo de energía y ruido. Con el desarrollo y la aplicación de bolas de zirconia de material compuesto resistente al desgaste de alta resistencia, las bolas de cerámica han surgido como un nuevo medio de molienda. Inicialmente utilizado en molinos verticales, los medios de molido cerámicos se han aplicado recientemente en molinos finos horizontales, logrando resultados notables. Una extensa investigación y práctica indican que en comparación con las bolas de acero, las bolas de nanocerámica reducen el consumo de energía de molienda, mejoran la distribución del tamaño de las partículas, mitigan efectivamente el exceso de molienda, evitan la contaminación de hierro, mejoran la eficiencia de separación, y reducen el desgaste del medio.

Basándose en la investigación existente y los resultados prácticos, este estudio se centra en la alimentación de molino de bolas en dos etapas, comparando el uso de bolas de acero, bolas de cerámica y una combinación de bolas de acero y de cerámica. El estudio examina la carga de bolas, la velocidad de llenado del medio, la concentración de molienda, el tiempo de molienda y la capacidad de molienda. El índice de evaluación es la distribución de tamaño de partícula de los productos de molienda, y las conclusiones guiará las aplicaciones industriales.

Muestras de ensayo

La prueba utilizó mineral de magnetita de un molino de bolas de dos etapas. Se analizó la distribución granulométrica de las partículas de alimentación y descarga, cuyos resultados se muestran en la tabla 1. La prueba define + 0,15 mm como bajo molienda, 0,019-0,15 mm como partículas calificadas, y -0,019 mm como sobremoli.

De la tabla 1 se puede observar que después de la molienda secundaria, el contenido de partículas de + 0,15 mm disminuyó de 10,62% a 3,23%, mientras que el contenido de partículas de -0,019 mm aumentó de 15,58% a 21,85%. El grado de hierro se redujo de 65,21% a 63,63%, y la tasa de distribución de hierro aumentó de 16,78% a 23,04%, lo que indica un problema significativo de sobremolienda en la segunda etapa de molienda. Las partículas minerales sobre el suelo son propensas a la pérdida durante el proceso de separación magnética.

1. Prueba de molido de bolas nanocerámica

La prueba de molienda se llevó a cabo utilizando un molino de bolas cónico HLXMQ- − 240 − 90, con tres medios de molienda diferentes: bolas de acero, bolas de cerámica y una combinación de bolas de acero y bolas de nanocerámica (en adelante, bolas mixtas).

Resultados y discusión

Con una cantidad de alimentación fija de 500 g, un tiempo de molienda de 3 minutos, una tasa de llenado del medio de 36%, una concentración de molienda de 67% y una velocidad de molienda de 96 r/min, se probaron siete diferentes esquemas de carga de bolas usando bolas de nanocerámica (tabla 2), y los resultados se muestran en la tabla 3.

De la tabla 3, se puede observar que el uso de diferentes esquemas de carga de bolas nano-cerámicas resultó en una variación mínima en el contenido de la fracción de tamaño de partícula calificada. Sin embargo, el sistema de carga de bolas No. 3 alcanzó la mayor eficiencia de recti(94,50%) y el mejor rendimiento de recti. Además de garantizar una capacidad de molienda suficiente, también mejoró la distribución del tamaño de las partículas del producto molido y redujo la generación de partículas sobre el suelo. Por lo tanto, el esquema óptimo de carga de bolas nano-cerámicas consiste en una relación de masa de − 30 mm, − 25 mm, y − 20 mm bolas en 50%:30%:20%.

2. Prueba de puesta a punto

Con una cantidad de alimentación fija de 500 g, un tiempo de molienda de 3 minutos, una tasa de llenado del medio de 36%, una concentración de molienda de 67% y una velocidad de molienda de 96 r/min, se probaron siete diferentes esquemas de carga de bolas de acero (tabla 4), y los resultados se muestran en la tabla 5.

En la tabla 5, se puede observar que diferentes esquemas de carga de bolas de acero resultaron en rendimientos de rectidiferentes. El esquema de carga No. 6 fue el mejor, con una relación de masa de − 25 mm, − 20 mm, y − 15 mm de bolas de acero en 30%:40%:30%. El contenido de -0.075 mm alcanzó el 84,86%, y la eficiencia de molienda fue del 90,37%. Por lo tanto, para las pruebas posteriores, el esquema de carga de bola de acero se estableció en una relación de masa de − 25 mm, − 20 mm, y − 15 mm en 30%:40%:30%.

3. Prueba comparativa de las características del rectificado con diferentes medios

Para explorar el impacto de los diferentes medios de rectirectificado sobre las características del producto molido, se realizó una comparación bajo sus respectivas condiciones óptimas de rectirectificado, con los resultados que se muestran en la tabla 8.

Como se ve en la tabla 8, bajo condiciones óptimas de molienda, las bolas nano-cerámicas y las bolas mixtas lograron mayores rendimientos de tamaños de partículas calificados, una mayor proporción de partículas recién generadas -0,075 mm, y una mayor eficiencia de molienda en comparación con las bolas de acero. Esto indica que ofrecen un rendimiento de rectirectisuperior.