1. Maden cevheri zenginleştirmesi için çelik bilyelerin seçiminde temel faktörler
Cevher özellikleri: sertlik, partikül boyutu ve ezilme zorluğu
1. Cevher sertliği:
Sert kayaçlar (demir cevheri, kuvarsit gibi, Mohs sertliği 6-7): yüksek sertlikte çelik bilyeler (HRC 60-65) gereklidir ve önerilen malzeme yüksek krom alaşımlı çelik (krom içeriği %10-%18) olup, güçlü aşınma direncine sahiptir ancak aşırı ezilmeyi ve kaybı önlemek için tokluk dikkate alınmalıdır.Yüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).2. Cevherin başlangıç partikül boyutu:
Kaba taneli cevher (besleme partikül boyutu > 50mm): büyük çaplı çelik bilyeler (φ80-150mm) tercih edilir ve darbe kuvvetiyle ezilir;
İnce taneli cevher (besleme partikül boyutu < 20mm): ince öğütmeyi iyileştirmek için küçük çaplı çelik bilyeler (φ30-80mm) kullanılır.
Değirmen tipi ve çalışma koşullarıYüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).Büyük değirmen (çap>3m): büyük çaplı çelik bilyeler (φ100-150mm) için uygundur, dolum oranı %30-%40'ta kontrol edilir ve darbe ezme verimliliği artırılır;
Küçük değirmen (çap <2m): φ30-80mm çelik bilyeler kullanın, dolum oranı %45-%50'ye çıkarılabilir ve öğütme etkisi artırılır.3. Öğütme aşaması:
Birinci aşama öğütme (kaba öğütme): büyük parçaları hızla ezmek için büyük bilyeler (φ80-120mm) gereklidir;
İkinci aşama öğütme (ince öğütme): mineral monomerlerinin ayrışma derecesini iyileştirmek için küçük bilyeler (φ30-60mm) kullanın.
Malzeme ve performans parametreleri
Sertlik ve tokluk dengesi:Sertlik aşınma direncini belirler, ancak çok yüksek (HRC>65 gibi) kırılgan kırılmaya eğilimlidir ve HRC 58-63 aralığı önerilir (cevher sertliğine göre ayarlanır);Yüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).Yoğunluk ve mikro yapı:
Yoğunluk>7.8g/cm³ (çeliğin teorik yoğunluğuna yakın), iyi malzeme yoğunluğu ve düzgün aşınma;
Mikro yapı esas olarak martensit olup, az miktarda artık östenit ile desteklenir, bu da aşındırıcı dökülmeyi azaltır.
2. Çapın mineral işleme verimliliği üzerindeki özel etkisi
Çap Aralığı
Avantajları
Dezavantajları
Uygulanabilir Senaryolar
φ30-60mm
Geniş öğütme alanı, yüksek ince öğütme verimliliği, düşük enerji tüketimi
Yetersiz darbe kuvveti, zayıf kaba ezme yeteneği
İkincil öğütme, ince taneli cevher, yüksek dereceli konsantre gereklidir
| φ80-120mm | Güçlü darbe kuvveti, büyük cevherleri ezmede yüksek verimlilik | Düşük öğütme inceliği, yüksek enerji tüketimi (daha büyük bilyeler daha fazla ölü ağırlığa sahiptir) | Birinci aşama öğütme, kaba taneli cevher, işleme hacmi öncelikli senaryolar |
| φ130-150mm | Süper büyük cevher ezme (örneğin, doğrudan değirmene ham cevher), yüksek tek bilye ezme oranı | Öğütme silindiri aşınması artar, çelik bilyenin kendi ezilme oranı artar | Süper büyük değirmen, son derece sert cevher kaba ezme |
| 3. Seçim için pratik öneriler: Çap ve verimlilik nasıl eşleştirilir? | Cevher ezme aşamasına göre bilyeleri hassas bir şekilde eşleştirin | Örnek: Bir demir cevherinin birinci aşama öğütmesinde (orijinal cevher partikül boyutu 80mm ve sertliği 6.5), %60'ı φ100mm + %40'ı φ80mm kombinasyonu seçilir. Tek bir φ120mm bilye ile karşılaştırıldığında, öğütme verimliliği %15 artar ve çelik bilye kaybı %8 azalır. | Mantık: Büyük bilye esas olarak ezme için kullanılır ve küçük bilye boşluğu doldurarak bir "darbe + öğütme" kompozit etkisi oluşturur. |
| Çap oranını dinamik olarak ayarlayın | Öğütme ürününün partikül boyutu dağılımını düzenli olarak kontrol edin: | + 200 mesh partiküllerin oranı %15'ten fazlaysa, yeterince büyük bilye olmadığı anlamına gelir ve büyük çaplı bilyelerin eklenmesi gerekir; | - 325 mesh partiküllerin oranı %60'tan fazlaysa, çok fazla küçük bilye olduğu anlamına gelir ve küçük çaplı bilyelerin oranı azaltılabilir. |
Birleşik enerji tüketimi ve maliyet optimizasyonu
Büyük bilyenin çapında her 20 mm'lik artış için, değirmenin güç tüketimi yaklaşık %10-%15 artar, ancak işleme hacmi %5-%8 artabilir. "Ton cevher başına çelik bilye maliyeti + enerji tüketim maliyeti" denge noktasını hesaplamak gerekir. Örneğin: düşük değerli cevherleri işlerken, enerji tüketimini azaltmak için küçük çaplı bilyeler tercih edilir; yüksek değerli cevherler için verimliliği artırmak için uygun şekilde büyük bilyeler kullanılabilir.
4. Yaygın yanlış anlamalardan kaçınmaYanlış anlama 1: Çap ne kadar büyük olursa, ezme verimliliği o kadar yüksek olurDüzeltme: Büyük bilyeler sadece kaba taneli cevherleri işlerken avantajlıdır. İnce öğütme aşamasında, büyük bilyeler "boş ezme" nedeniyle enerji israfına neden olacak ve cevherin aşırı ezilme oranı artacaktır (geçersiz ince çamur üreten).
Yanlış anlama 2: Sertlik ne kadar yüksek olursa, o kadar iyidir
Düzeltme: HRC＞63 olan çelik bilyeler, düşük darbe koşullarında yüzey soyulmasına eğilimlidir. Değirmen hızı (doğrusal hız＞2.5m/s olduğunda yüksek sertlik seçilebilir) ve cevher öğütme süresine göre kapsamlı bir karar verilmesi önerilir.
5. Önerilen seçim araçları
SAG/bilyalı değirmen çelik bilye oranı hesaplayıcısı: cevher sertliğini, değirmen özelliklerini, hedef partikül boyutunu girin ve otomatik olarak çap oranı şeması oluşturun (örneğin, belirli bir üretici tarafından sağlanan çevrimiçi araç).
Yerinde deneme öğütme yöntemi: önce küçük partili deneme öğütme için 3-5 çap kombinasyonu kullanın, ton cevher başına çelik bilye tüketimini, öğütme döngüsü yük oranını (ideal değer %80-%120) karşılaştırın ve en uygun çözümü belirleyin.
Çelik bilye çapını cevher özellikleriyle ve değirmen çalışma koşullarıyla doğru bir şekilde eşleştirerek, cevher zenginleştirme verimliliğini artırırken çelik bilyelerin birim tüketimi 0.8-1.5kg/ton cevher makul aralığında kontrol edilebilir (belirli veriler cevher türüne bağlı olarak değişir).
1. Maden cevheri zenginleştirmesi için çelik bilyelerin seçiminde temel faktörler
Cevher özellikleri: sertlik, partikül boyutu ve ezilme zorluğu
1. Cevher sertliği:
Sert kayaçlar (demir cevheri, kuvarsit gibi, Mohs sertliği 6-7): yüksek sertlikte çelik bilyeler (HRC 60-65) gereklidir ve önerilen malzeme yüksek krom alaşımlı çelik (krom içeriği %10-%18) olup, güçlü aşınma direncine sahiptir ancak aşırı ezilmeyi ve kaybı önlemek için tokluk dikkate alınmalıdır.Yüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).2. Cevherin başlangıç partikül boyutu:
Kaba taneli cevher (besleme partikül boyutu > 50mm): büyük çaplı çelik bilyeler (φ80-150mm) tercih edilir ve darbe kuvvetiyle ezilir;
İnce taneli cevher (besleme partikül boyutu < 20mm): ince öğütmeyi iyileştirmek için küçük çaplı çelik bilyeler (φ30-80mm) kullanılır.
Değirmen tipi ve çalışma koşullarıYüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).Büyük değirmen (çap>3m): büyük çaplı çelik bilyeler (φ100-150mm) için uygundur, dolum oranı %30-%40'ta kontrol edilir ve darbe ezme verimliliği artırılır;
Küçük değirmen (çap <2m): φ30-80mm çelik bilyeler kullanın, dolum oranı %45-%50'ye çıkarılabilir ve öğütme etkisi artırılır.3. Öğütme aşaması:
Birinci aşama öğütme (kaba öğütme): büyük parçaları hızla ezmek için büyük bilyeler (φ80-120mm) gereklidir;
İkinci aşama öğütme (ince öğütme): mineral monomerlerinin ayrışma derecesini iyileştirmek için küçük bilyeler (φ30-60mm) kullanın.
Malzeme ve performans parametreleri
Sertlik ve tokluk dengesi:Sertlik aşınma direncini belirler, ancak çok yüksek (HRC>65 gibi) kırılgan kırılmaya eğilimlidir ve HRC 58-63 aralığı önerilir (cevher sertliğine göre ayarlanır);Yüksek yük koşullarında ezilmeyi önlemek için darbe tokluğu ≥10J/cm² (Charpy darbe testi ile test edilmiştir).Yoğunluk ve mikro yapı:
Yoğunluk>7.8g/cm³ (çeliğin teorik yoğunluğuna yakın), iyi malzeme yoğunluğu ve düzgün aşınma;
Mikro yapı esas olarak martensit olup, az miktarda artık östenit ile desteklenir, bu da aşındırıcı dökülmeyi azaltır.
2. Çapın mineral işleme verimliliği üzerindeki özel etkisi
Çap Aralığı
Avantajları
Dezavantajları
Uygulanabilir Senaryolar
φ30-60mm
Geniş öğütme alanı, yüksek ince öğütme verimliliği, düşük enerji tüketimi
Yetersiz darbe kuvveti, zayıf kaba ezme yeteneği
İkincil öğütme, ince taneli cevher, yüksek dereceli konsantre gereklidir
| φ80-120mm | Güçlü darbe kuvveti, büyük cevherleri ezmede yüksek verimlilik | Düşük öğütme inceliği, yüksek enerji tüketimi (daha büyük bilyeler daha fazla ölü ağırlığa sahiptir) | Birinci aşama öğütme, kaba taneli cevher, işleme hacmi öncelikli senaryolar |
| φ130-150mm | Süper büyük cevher ezme (örneğin, doğrudan değirmene ham cevher), yüksek tek bilye ezme oranı | Öğütme silindiri aşınması artar, çelik bilyenin kendi ezilme oranı artar | Süper büyük değirmen, son derece sert cevher kaba ezme |
| 3. Seçim için pratik öneriler: Çap ve verimlilik nasıl eşleştirilir? | Cevher ezme aşamasına göre bilyeleri hassas bir şekilde eşleştirin | Örnek: Bir demir cevherinin birinci aşama öğütmesinde (orijinal cevher partikül boyutu 80mm ve sertliği 6.5), %60'ı φ100mm + %40'ı φ80mm kombinasyonu seçilir. Tek bir φ120mm bilye ile karşılaştırıldığında, öğütme verimliliği %15 artar ve çelik bilye kaybı %8 azalır. | Mantık: Büyük bilye esas olarak ezme için kullanılır ve küçük bilye boşluğu doldurarak bir "darbe + öğütme" kompozit etkisi oluşturur. |
| Çap oranını dinamik olarak ayarlayın | Öğütme ürününün partikül boyutu dağılımını düzenli olarak kontrol edin: | + 200 mesh partiküllerin oranı %15'ten fazlaysa, yeterince büyük bilye olmadığı anlamına gelir ve büyük çaplı bilyelerin eklenmesi gerekir; | - 325 mesh partiküllerin oranı %60'tan fazlaysa, çok fazla küçük bilye olduğu anlamına gelir ve küçük çaplı bilyelerin oranı azaltılabilir. |
Birleşik enerji tüketimi ve maliyet optimizasyonu
Büyük bilyenin çapında her 20 mm'lik artış için, değirmenin güç tüketimi yaklaşık %10-%15 artar, ancak işleme hacmi %5-%8 artabilir. "Ton cevher başına çelik bilye maliyeti + enerji tüketim maliyeti" denge noktasını hesaplamak gerekir. Örneğin: düşük değerli cevherleri işlerken, enerji tüketimini azaltmak için küçük çaplı bilyeler tercih edilir; yüksek değerli cevherler için verimliliği artırmak için uygun şekilde büyük bilyeler kullanılabilir.
4. Yaygın yanlış anlamalardan kaçınmaYanlış anlama 1: Çap ne kadar büyük olursa, ezme verimliliği o kadar yüksek olurDüzeltme: Büyük bilyeler sadece kaba taneli cevherleri işlerken avantajlıdır. İnce öğütme aşamasında, büyük bilyeler "boş ezme" nedeniyle enerji israfına neden olacak ve cevherin aşırı ezilme oranı artacaktır (geçersiz ince çamur üreten).
Yanlış anlama 2: Sertlik ne kadar yüksek olursa, o kadar iyidir
Düzeltme: HRC＞63 olan çelik bilyeler, düşük darbe koşullarında yüzey soyulmasına eğilimlidir. Değirmen hızı (doğrusal hız＞2.5m/s olduğunda yüksek sertlik seçilebilir) ve cevher öğütme süresine göre kapsamlı bir karar verilmesi önerilir.
5. Önerilen seçim araçları
SAG/bilyalı değirmen çelik bilye oranı hesaplayıcısı: cevher sertliğini, değirmen özelliklerini, hedef partikül boyutunu girin ve otomatik olarak çap oranı şeması oluşturun (örneğin, belirli bir üretici tarafından sağlanan çevrimiçi araç).
Yerinde deneme öğütme yöntemi: önce küçük partili deneme öğütme için 3-5 çap kombinasyonu kullanın, ton cevher başına çelik bilye tüketimini, öğütme döngüsü yük oranını (ideal değer %80-%120) karşılaştırın ve en uygun çözümü belirleyin.
Çelik bilye çapını cevher özellikleriyle ve değirmen çalışma koşullarıyla doğru bir şekilde eşleştirerek, cevher zenginleştirme verimliliğini artırırken çelik bilyelerin birim tüketimi 0.8-1.5kg/ton cevher makul aralığında kontrol edilebilir (belirli veriler cevher türüne bağlı olarak değişir).
