Młyny bębnowe – urządzenie do mielenia materiałów twardych

(fot. Pixabay)

(https://metinvestholding.com/pl/products/long-products/grinding-balls). Wykorzystywany jest głównie w przemyśle wydobywczym, do tworzenia proszku używanego w produkcji farb, pirotechniki i ceramiki. Młyny bębnowe wykorzystywane są w produkcji cementu, wapna, gipsu, ceramiki itp. do mielenia materiału na cząstki mniejsze niż dziesiąte części milimetra. Proces mielenia jest bardzo energochłonny i drogi.

W młynach bębnowych materiał jest mielony wewnętrzne w pustym bębnie. Podczas obracania ciał mielących (kulek, prętów) i kruszonego materiału (tzw. „ładowanie”), najpierw poruszają się po torze kołowym razem z bębnemм, a następnie spadają na parabolę. Część ładunku, znajdująca się bliżej osi obrotu, zsuwa się z warstw leżących poniżej. Materiał jest kruszony przez ścieranie podczas ruchu względnego ciał mielących i cząstek materiału, a także przez uderzenie.

W zależności od rodzaju mielonego rozdrabniacza wyróżniamy młyny kulowe, prętowe, otoczkowe i samomielące. W młynach bębnowych kulowych środowisko mielące jest reprezentowane przez kule stalowe lub żeliwne;  w pręciowych – pręty stalowe, w młynach kulowych owiniętych krzemiennymi kulkami, w młynach samomielących  – duże kawałki pokruszonej rudy. W zależności od sposobu rozładunku rozdrobnionego produktu występują młyny z rozładunkiem centralnym i rozładunkiem przez kratę. W młynie bębnowym kulowym bęben stalowy wyłożony jest płytami ze stali trudnościeralnej i wypełniony resztkami walcowanej stali okrągłej lub kulami stalowymi.

Eksploatacja młynów bębnowych

Głównymi czynnikami determinującymi pracę instalacji do mielenia są: reżim wodny, równomierność dostaw minerałów do młyna, właściwości fizyczne minerału, obciążenie kruszące i parametry mechaniczne sprzętu.

Reżim wodny agregatu determinuje parametry technologiczne mielenia: zawartość części stałych w drenach młyna i klasyfikatora. Wilgotność pulpy w młynie może być bardzo różną – od 17 do 60%.  Uważa się, że w celu uzyskania maksymalnej wydajności młyna konieczne jest, aby zawartość wody podczas mielenia dużego materiałuу (od 13 mm i więcej) wynosił 20 – 35%, a przy szlifowaniu drobniejszego materiału 30 – 50%.  W odpływie z młynów samomielących zawartość części stałych w pulpie jest utrzymywana na poziomie około 70 – 75%. W młynach rudno-otoczkowych zawartość części stałych w pulpie jest zwykle o 5 – 7% mniejsza niż w młynach kulowych. Ilość wody dodawanej do klasyfikatora lub hydrocyklonu zależy od wymaganej gęstości odpływu, która determinuje wielkość ciała stałego w odpływie.

Na proces rozdrabniania minerału ma wpływ wielkość jego brył i rozdrobnienie. W praktyce właściwości te nie pozostają stałe, ale znacznie się różnią.

Zwiększenie rozmiaru minerału, przy stałych innych czynnikach rozdrabniających, prowadzi do zwiększenia rozmiaru materiału w drenach młyna i klasyfikatora, zwiększenia obciążenia krążącego i zmniejszenia gęstości drenażu. Proces mielenia w tym przypadku regulowany jest poprzez zmniejszenie ilości minerałów i wody dostarczanej do młyna. Zmniejszenie rozmiaru minerału prowadzi do odwrotnych efektów i wymaga regulacji przez przeciwstawne działania.

Zmiana wytrzymałości rudy prowadzi do tych samych zjawisk, co zmiana jej wielkości, a więc w tym przypadku proces rozdrabniania jest regulowany w podobny sposób. Charakter obciążenia kuli i pręta (stopień zużycia), profil płytek okładziny znacząco wpływają na wydajność procesu szlifowania. Młyny kulowe są wypełnione obciążeniem kuli wynoszącym 40-50% objętości. Jednocześnie w młynach z kratą możliwe jest podtrzymywanie wyższego wypełnienia kulami niż w młynach z centralnym rozładunkiem. Obciążenie pręta wypełnia objętość młyna w 35 – 45%.

Kulki i pręty wykonane są ze stali wysokowęglowej, okładzina ze stali wysokomanganowej. Jednostkowe zużycie kul na 1 tonę pokruszonych minerałów wynosi od 0,5 do 1,5 kg/t przy mieleniu grubym (pierwszy stopień) do 0,3 do 0,6 kg/t przy mieleniu drobnym (trzeci stopień). Jednostkowe zużycie prętów wynosi 0,5 – 1,0 kg/t, a okładzin stalowych – 0,1 – 0,2 kg/t.  Obciążenie szlifowania jest okresowo sortowane w celu usunięcia zużytych kulek i prętów, a nowe są ładowane.