ミルの粉砕効率に対する運用要因の影響の簡単な分析

この記事では、メディアを使用した粉砕について説明し、粉砕機の効率に影響を与える主な操作要因（粉砕メディアの負荷、粉砕濃度、供給速度、段階的な砂の戻り制御）に焦点を当てます。

I. 粉砕媒体負荷がミルに与える影響

1. 荷重システムと衝撃:

材質：粉砕媒体の材質は、研削効率とミルの摩耗を低減します。理想的には、耐摩耗性、低破砕率、低不整率、そして高いコストパフォーマンスが求められます。効果的な粉砕媒体は、摩耗を最小限に抑え、労働強度を低減します。

メディア比率：粉砕メディアのサイズと仕様は適切に組み合わせる必要があります。例えば、ボールミルでは、様々な直径の鋼球の比率は、鉱石の特性、粒子サイズ、粉砕粒度など、以下の要因に依存します。ボール比率の計算には様々な方法がありますが、統一された学術的コンセンサスはありません。

メディア充填率：充填率は粉砕メディアの揚程と層状化に影響を与え、粉砕効率に影響します。粉砕機によって充填率の要件は異なります。一般的に、充填率を高く設定することで（妥当な範囲内で）、生産能力と効率が向上します。

初回充填重量：これはミルの充填率とメディアの種類によって決まります。初回充填重量はミルの負荷と効率に非常に重要であり、粉砕メディアの単位消費量に影響します。新規設置のミルの場合は、最大充填重量の80%から開始し、生産が安定した後に残りの20%を追加します。慣らし運転期間を過ぎたミルの場合は、メンテナンスまたは移転を一回で完了することもできます。

2. 補助メディアシステムとその影響

補助媒体の仕様：媒体の仕様と添加比率は、通常、原鉱石を選別し、その特性を評価することによって決定されます。あるいは、経験に基づき、実際のニーズに合わせて調整されます。異なる仕様の媒体の配合比率の適切さは、粉砕効果に大きな影響を与えます。

補助メディアの量：鉱石1トンあたりに追加するメディアの量（シフトごとに処理する鉱石1トンあたりの各メディア仕様の量と重量を含む）は、単位消費量に基づいて決定されます。これは通常、経験と粉砕性試験に基づいて推定され、生産中に修正および調整されます。適切かつ十分な量のメディアを追加することは、粉砕効率に大きく影響します。

培地の補充方法：培地の補充タイミング、補充時間、仕様、および量を毎回適切に管理する必要があります。充填率は高すぎても低すぎてもいけません。

メディア状況の確認：可能かつ必要な場合は、ミル本体内のメディア状況を確認してください。ミルを開けるたびに、メディアの充填率、配合率、粉砕率、および不均一率を点検することをお勧めします。メディアの補充とコスト計算の精度を確保するために、調整を行う必要があります。必要に応じて、ミルを空にし、メディアを洗浄して再混合し、原単位を再計算することで、正確なメディア補充とコスト管理を確保できます。

3. 培地充填・補充システムの最適化

機械研究：鉱石の破砕抵抗に関する機械研究を実施し、一軸圧縮強度、弾性係数、ポアソン比を測定します。これにより、ボールの正確な装填と補充のための機械的な基礎が得られます。

鉱石の選別：粉砕する鉱石（新鉱石と回収砂を含む）を選別し、粒度組成と段階比率を決定します。各鉱石グループに必要なボールの最大直径と直径、および必要な比率を計算します。

ボールの装填：研磨目的に応じて、強化が必要なレベルと、粉砕を必要としないレベルを検討します。前者の粉砕確率を高め、後者の粉砕確率を下げるように装填量を調整します。

初期荷重ボールのテスト: 検証のため、条件が許せば、初期荷重ボールをテストして、決定されたスキームが最適であることを確認します。

II. 粉砕濃度が粉砕機に与える影響

粉砕濃度はスラリー質量濃度とも呼ばれ、通常は粉砕機内の鉱石（乾燥）の重量を総スラリー重量のパーセンテージとして表します。

スラリーが濃くなるほど粘度が高くなり、流動性が低下し、ミルを通過する速度が遅くなります。スラリーが濃くなると、鋼球の浮力が大きくなり、有効比重がわずかに低下し、衝撃効果がわずかに減少します。スラリーが濃くなると、単位体積あたりの固体鉱物粒子の含有量が増えるため、鉱石が鋼球に衝突して粉砕される可能性が高くなります。

スラリーが薄い場合は状況が全く逆になります。同じ条件下でも、スラリーが濃すぎると流動性が悪くなり、場合によっては流動性を失うことさえあり、研削効率が急激に低下します。逆に、スラリーが薄すぎると、研削サイクルが加速され、研削時間が大幅に短縮され、研削効率も著しく低下します。

3. ミルへの供給速度の影響

供給速度とは、単位時間あたりにミルを通過する鉱石の量を指します。ミルへの供給量が少ないと、生産性が低下するだけでなく、空粉砕などの現象が発生し、機器の深刻な摩耗や鉱石の過剰粉砕につながる可能性があります。逆に、ミルへの供給量が多すぎると、ミル内の膨張が急速に進み、必然的に鉱石の消化不良と稼働効率の低下につながります。

ミルを効率的に稼働させるには、適切な供給速度を維持し、粉砕のためにミル内に適切な量の鉱石が確保される必要があります。そのため、供給は連続的かつ均一に行われ、粉砕に影響を与える変動は避けなければなりません。分類、そして最終的には分離まで至ります。選鉱機におけるミルへの供給量が安定しているほど良いのですが、鉱石によっては適切な供給速度を維持することが困難な場合があります。