Jak rodzaj rudy wpływa na zużycie kul mielących

Kule mielące pracują w wyjątkowo agresywnym środowisku, jednak nie wszystkie rudy wpływają na ich trwałość w jednakowy sposób. W praktyce ta sama partia kul może wykazywać znacząco różny poziom zużycia w zależności od składu mineralogicznego rudy, jej ścieralności, twardości oraz warunków mielenia.

Dlatego podczas oceny jakości kul mielących należy uwzględniać właściwości rozdrabnianego materiału.

Podczas pracy kule mielące podlegają kilku rodzajom zużycia:

• zużyciu ściernemu;
• zużyciu udarowemu;
• zużyciu korozyjno-ściernemu;
• zmęczeniowemu uszkodzeniu powierzchni.

Udział każdego z tych mechanizmów zależy od rodzaju rudy, parametrów pulpy oraz warunków pracy młyna.

Rudy żelaza

W wielu zakładach przeróbki rud żelaza występuje kwarc – jeden z najbardziej ściernych minerałów wchodzących w skład rud.

Kwarc ma twardość 7 w skali Mohsa, dlatego jego obecność znacząco wpływa na szybkość zużywania się mielników.

Skutki:

• intensywne ścieranie powierzchni kul;
• stopniowe zmniejszanie ich średnicy;
• dominacja mechanizmu zużycia ściernego.

W wielu przypadkach obserwuje się stosunkowo równomierne zużycie bez intensywnej degradacji powierzchni.

Rudy miedzi

Rudy miedzi często zawierają:

• kwarc;
• piryt;
• chalkopiryt;
• magnetyt.

W takich warunkach zużycie kul mielących ma charakter złożony.

Oprócz oddziaływania ściernego obecność minerałów siarczkowych i tlenu może nasilać procesy elektrochemiczne, przyspieszając zużycie korozyjno-ścierne stalowych kul mielących.

Może to prowadzić do:

• przyspieszonej korozji;
• lokalnych uszkodzeń powierzchni;
• zwiększonego zużycia mielników.

Dlatego w wielu zakładach wzbogacania rud miedzi obserwuje się wyższy poziom zużycia kul niż w warunkach, gdzie dominuje wyłącznie mechanizm ścierny.

Rudy złotonośne

Złoża złota znacznie różnią się pod względem składu mineralogicznego. Jednak wiele rud złotonośnych charakteryzuje się wysoką zawartością kwarcu.

W takich warunkach:

• wzrasta zużycie ścierne;
• zwiększa się obciążenie warstwy powierzchniowej kuli;
• szczególnego znaczenia nabiera twardość powierzchni roboczej.

Dla efektywnej pracy często konieczne jest zapewnienie optymalnej równowagi między twardością a udarnością materiału kul.

Rudy o wysokiej zawartości magnetytu

Magnetyt zazwyczaj wykazuje niższą ścieralność niż kwarc. Dlatego rudy magnetytowe o niewielkiej zawartości kwarcu często powodują mniejsze zużycie ścierne kul mielących.

W takich warunkach:

• tempo ścierania może być niższe;
• wzrasta znaczenie obciążeń udarowych;
• większego znaczenia nabiera odporność na powstawanie pęknięć.

W niektórych przypadkach zbyt twarde kule mogą osiągać gorsze wyniki ze względu na większą skłonność do kruchego pękania.

Wpływ wielkości nadawy

Na trwałość kul wpływa nie tylko skład rudy. Istotne znaczenie ma również wielkość materiału podawanego do młyna. Im większa granulacja nadawy:

• tym większe obciążenia udarowe;
• tym większe ryzyko powstawania mikropęknięć;
• tym wyższe wymagania dotyczące udarności stali.

Dlatego identyczne kule mogą pracować różnie nawet w zakładach przerabiających rudy o podobnym składzie.

Istotną rolę odgrywają również:

• pH pulpy;
• zawartość rozpuszczonego tlenu;
• gęstość pulpy;
• prędkość obrotowa młyna;
• stopień jego wypełnienia;
• udział kul o różnych średnicach.

W praktyce nie istnieje gatunek stali równie skuteczny dla wszystkich rodzajów rud i warunków mielenia.

W przypadku rud silnie ściernych kluczowe znaczenie mają:

• twardość;
• odporność powierzchni na zużycie.

W warunkach wysokich obciążeń udarowych większego znaczenia nabierają:

• udarność;
• jednorodność struktury;
• odporność na inicjację i rozwój pęknięć.

Dlatego skuteczność kul mielących należy oceniać wyłącznie w konkretnych warunkach eksploatacyjnych.

Podsumowanie

Trwałość kul mielących zależy nie tylko od jakości ich wykonania. Istotny wpływ mają skład mineralogiczny rudy, jej ścieralność, wielkość nadawy, właściwości pulpy oraz warunki pracy młyna.

Przy wyborze kul mielących należy uwzględniać specyfikę danego złoża i technologii wzbogacania. Rozwiązanie, które daje doskonałe wyniki dla rud magnetytowych, może okazać się mniej skuteczne podczas mielenia rud kwarcowych lub siarczkowych.

Dlatego współczesne podejście polega nie na wyborze „najtwardszej” kuli, lecz na doborze mielników odpowiednio do konkretnych warunków rozdrabniania.