Глиноземні кулі: чому вони все ще забезпечують найкращий баланс у реальному помелі

Після більш ніж двадцяти років роботи зі специфікаціями молольних тіл для керамічних заводів, збагачувальних фабрик і спеціальних хімічних виробництв я зрозумів, що найдешевші молольні тіла рідко виявляються найбільш економічно вигідними. Глиноземні молольні кулі знаходяться в тій корисній золотій середині, де продуктивність, контроль забруднення і загальна вартість володіння фактично збігаються. Це не найтвердіший і не найлегший варіант на ринку, але в більшості випадків мокрого і сухого шліфування, в яких я брав участь, вони дають найбільш передбачувані результати протягом тривалих кампаній.

Ці кульки виготовляються з оксиду алюмінію, як правило, в діапазоні від 92 % до 99 % Al₂O₃. Чим вищий вміст глинозему, тим краща зносостійкість і нижчий ризик потрапляння домішок. Виробництво починається з ретельно подрібненого глиноземного порошку, який змішується з невеликою кількістю допоміжних речовин для спікання. Потім порошок формують у сфери шляхом прокатки або ізостатичного пресування, сушать і обпалюють при температурі понад 1500 °C. Під час спікання частинки зв'язуються в щільну, дрібнозернисту структуру з дуже низькою пористістю. Готові кульки бувають розміром від 3 мм до 80 мм і більше, залежно від діаметра млина та цільового розміру частинок.

На заводі найважливішим є те, як ці властивості перетворюються на щоденну роботу. Глиноземні кулі мають твердість за шкалою Мооса близько 9 одиниць, що достатньо для ефективного подрібнення кварцу, польового шпату, циркону та багатьох руд. Їх об'ємна щільність становить від 3,6 до 3,9 г/см³, тому кожна куля має хорошу енергію удару, не будучи при цьому надмірно важкою. Швидкість зносу при мокрому подрібненні, як правило, дуже низька - часто нижче 0,02 1ТП3Т на годину за нормальних умов - це означає, що завантаження середовища служить довше, а футеровка млина зазнає менш агресивного стирання. Оскільки матеріал хімічно інертний, він не вступає в реакцію з більшістю кислот, лугів або органічних сполук і практично не вносить заліза або інших металевих забруднень. Останній пункт має вирішальне значення при шліфуванні керамічних корпусів або глазурі, де навіть невелика кількість заліза може змінити колір або спричинити дефекти у випаленому виробі.

Я багато разів бачив практичну різницю. На одному з заводів з виробництва глазурі перехід з крем'яної гальки на глиноземні кульки 95 % скоротив час помелу приблизно на 25 %, одночасно покращивши консистенцію шихти. Галька зношувалася нерівномірно і час від часу розколювалася, залишаючи грубі частинки, які доводилося відсіювати. Глиноземні кульки довше залишалися круглими і забезпечували більш рівномірний розподіл частинок за розміром. У схемі подрібнення мінералів, що переробляє кварцовий пісок, ті ж самі носії зменшили поглинання заліза до рівня, нижчого за допустимий, що виключило додатковий етап магнітної сепарації далі за течією. Такі переваги швидко накопичуються, коли ви працюєте з кількома млинами цілодобово.

Звичайно, глиноземні кульки не є правильним рішенням для кожного застосування. Вони коштують дорожче за кілограм, ніж сталеві кулі або основні керамічні носії, тому виправданням зазвичай є менша забрудненість, довший термін служби носія або менші витрати енергії на тонну продукту. У разі сухого подрібнення дуже твердих руд, що піддаються сильному удару, цирконієві або сталеві кульки все ще можуть бути кращими через вищу щільність і міцність. Глиноземні кулі також можуть відколотися або зламатися, якщо млин працює порожнім протягом тривалого періоду часу або якщо в шихту потрапляють сторонні металеві предмети, тому важливе значення мають належне обслуговування і правильні процедури завантаження млина.

Деталі вибору та експлуатації мають помітне значення. Поширеною помилкою є використання куль одного розміру для всього завантаження. Найефективніші установки використовують диференційоване завантаження - більші кулі для початкового подрібнення і поступово менші для тонкого подрібнення. Співвідношення куль до матеріалу і в'язкість суспензії в мокрих млинах також потребують контролю; занадто в'язка суспензія може пом'якшити кулі і знизити ефективність подрібнення. Регулярна перевірка зносу куль і періодичне поповнення шихти забезпечують найкращу роботу млина. Зазвичай я рекомендую тримати на майданчику невеликий запас найбільш використовуваних розмірів, щоб млини не працювали з виснаженою або погано сортованою шихтою в очікуванні поставки.

Поводження з кулями просте, але варто бути обережним. Перед завантаженням нові кулі слід перевірити на наявність тріщин або відколів. При завантаженні млина краще додавати їх поступово, поки млин повільно обертається, а не вивантажувати всю шихту за один раз. Після кампанії зношені кулі часто можна відсіяти і повторно використати в іншому млині, який витримує трохи менший розмір матеріалу.

У більш широкому розумінні, глиноземні молольні кулі добре підходять для сучасних тисків, що дозволяє зменшити споживання енергії та кількість відходів. Оскільки вони повільно зношуються, обсяг відпрацьованих тіл, що підлягають утилізації або переробці, є меншим, ніж у багатьох альтернативних матеріалів. Їх стабільна продуктивність також допомагає заводам підтримувати стабільну пропускну здатність, що опосередковано зменшує енергію, яка витрачається під час циклів запуску та зупинки.

Зрештою, глиноземні молольні кулі залишаються популярними, оскільки вони вирішують проблеми, які насправді мають значення на діючих підприємствах: низький рівень забруднення, передбачуваний знос і прийнятні загальні витрати протягом усього терміну служби завантаження. Вони не можуть замінити всі інші типи молольних тіл, але якщо для вашого процесу важлива чистота і консистенція так само, як і швидкість подрібнення сировини, вони залишаються одним з найбільш практичних варіантів. Якщо ви оцінюєте середовище для нового або існуючого млина, найкращим способом підтвердити економічність для ваших конкретних умов є проведення належним чином спланованого випробування з вашим реальним вихідним матеріалом.