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乾式ボールミル粉砕:選択、操作、および実際の比較

乾式ボールミルは、鉱物加工工場の中で最も魅力的ではない機械の 1 つですが、多くの場合、最も信頼できる機械の 1 つです。これは、部分的に粉砕媒体で満たされた回転シリンダーであり、粉砕材料が供給され、水は供給されないため、粉体は濃縮、濾過、または乾燥することなく、すぐに分級または保管できる状態でミルから排出されます。

そのシンプルさが、乾式ボールミル粉砕がセメント、石灰、石炭、および数多くの非金属鉱物加工分野で今でもその地位を保っている理由です。これは、テクノロジーの限界を指定する前に理解しておく価値がある理由でもあります。

ドライボールミルの内部で何が起こっているのか

材料はフィードトラニオンを通って入り、回転シェルによって持ち上げられ、その後落下して粉砕媒体に衝突します。サイズの縮小は衝撃と磨耗の組み合わせによって起こり、滞留時間が十分に長いため、最終的に製品の粒度分布はかなり広範囲になります。ほとんどの乾式ミルは、最後部にスラブタイプの排出格子を使用しており、完成した粉末がチャンバー内に蓄積するのではなく、すぐに排出されます。

2 つの条件が回路の残りの部分を形成します。一つ目は飼料の水分です。乾式粉砕は粉体が自由に流れることに依存するため、湿ったフィードや粘着性のあるフィードがメディアやライナーをコーティングし、出力がすぐに低下します。 2つ目は空気です。粉砕によって発生する熱を吸収する水がないため、乾式ミルは通常、換気または空気掃気によって微粉を分級機および集塵機に運び出す気流を使用します。このバランスを間違えると、工場が窒息するか、粉っぽい植物ができてしまいます。

乾式ボールミリングと湿式ボールミリング: 重要な違い

2 つの回路はフローシート上では似ていますが、動作では大きく異なります。

表 1: 乾式ボールミル粉砕回路と湿式ボールミル粉砕回路の実際の違い。
アスペクト 乾式ボールミリング 湿式ボールミリング
水とスラリーの取り扱い なし スラリーの汲み上げ、濃縮、水の回収が必要
飼料の水分 低く保つ必要があります。湿ったフィードはメディアを見えなくします 著しく高い湿気に耐えます
排出方法 後端のスラブ型格子、重力または空気掃引 スラリーとしてのオーバーフローまたは格子排出
製品粒子径 より広範囲な分布、オーバーグラインドが可能 狭くなってコントロールしやすくなった
下流ステップ 分級機、サイロ、または梱包に直接接続 乾燥使用前の脱水、濾過、乾燥
ほこりやハウスキーピング 集塵は必須です 最小限の粉塵
報告された容量と効率 電力単位当たりの低下 電力単位あたりの値が高い
一般的なフィット感 水不足地域、水反応性材料、乾燥最終製品 高トン数、微粉砕、水利用可能

公開された開回路試験研究では、同じ鉱石を乾式粉砕よりも湿式粉砕の方が約 39% 高い処理能力と 26% 高い効率を実現できると報告しています。これらの数値は特定のテストから得られたものであり、普遍的なものとして扱うべきではありませんが、方向性は一貫しています。水が利用できる場合、湿式回路は通常、キロワット時あたりの研磨量が多くなります。ドライ回路は、プラントの他の部分が実際に必要とする別の質問に答えます。

乾式ボールミルが依然としてその地位を獲得している場所

水の欠如が重要な状況があります。

  • 水に制約のある現場では、プロセス水の購入と除去の 2 回の支払いが必要になります。
  • 水と反応する、水に溶解する、または水によって変化する材料、および化学的に乾燥した状態を保つ必要がある製品。
  • セメント原料粉およびクリンカー、石灰、石膏、石炭、コークス、乾燥鉱物充填材など、下流ですでに乾燥しているプロセス。
  • 粗いから中程度のターゲット、およそ 60 ~ 200 メッシュ。幅広いサイズ分布が許容され、タンブリング ミルの低い資本コストが魅力的です。
  • 小規模なプラントや改造では、エネルギー効率の最後の数パーセントよりも、シンプルでよく理解された回路の方が重要です。

ドライボールミルでは不十分な点

乾式ボールミルを非常に微細な製品に向けて推進すると、経済状況が急速に変化します。ターゲットがおよそ 325 ~ 400 メッシュ以下に移動すると、1 トンあたりに必要なエネルギーが急激に増加し、メディアやライナーの摩耗が加速し、チャンバー内で発生する熱が材料と機械の両方に影響を及ぼし始めます。

柔らかい鉱物や砕けやすい鉱物は、滞留時間が長いと過剰に粉砕され、下流で処理しなければならない過剰な微粉が生成される傾向があるため、もう 1 つの困難があります。石炭などの可燃性粉塵には、不活性化、爆発の防止、収集などの独自の要件があります。また、ベタベタするほど濡れた状態で到着した飼料は、乾燥するまで生産コストがかかります。

ローラーベースの乾式粉砕: 比較する価値のある代替手段

製品ターゲットが微粒から超微粒の範囲にある場合、または容量要件が大きい場合は、タンブリングメディアではなくベッドまたはリング上で粉砕するミルを検討する価値があります。

縦型粉砕機

垂直粉砕機はローラーを回転テーブルに押し付けるため、材料は落下するボールに当たるのではなく、ベッド内で粉砕されます。その結果、比エネルギー消費量が低くなり、製品がより均一になり、同時に乾燥するために高温ガスを受け入れる設計が実現します。

LYH1008 Vertical Grinding Mill for Ultrafine Powder Production LYH1008 超微粉製造用立型粉砕機 粉砕、乾燥、分級を統合した縦型ミルで、エネルギー消費量が少なく、超微粒子鉱物の処理に均一な製品を提供します。 製品を見る→

リングローラーミル

リングローラーミル press rollers against a grinding ring under controlled pressure, with an external classifier setting the top size. They are compact, respond well to automation, and are often chosen when product consistency matters more than raw throughput.

LYH996 Intelligent Vertical Ring Roller Mill for Ultrafine Powders LYH996 超微粉用インテリジェント縦型リングローラーミル 油圧加圧と低鉄汚染を備えたリングローラーミルは、400 ~ 1500 メッシュの超微粉砕を効率的に行うように設計されています。 製品を見る→

振り子ミル

レイモンドミルとして知られる振り子ミルは、古典的な乾式微粉砕機です。ローラーが遠心力を受けてリングに対して外側にスイングし、空気分級機がオーバーサイズの材料を粉砕ゾーンに戻します。何世代にもわたって、石灰岩、重晶石、石膏、ベントナイトおよび同様の鉱物を供給してきており、60 ~ 600 メッシュ バンドへの費用対効果の高いルートであり続けています。作業を進める レーモンドミルとボールミルの正直な比較 これは、研削の原則に取り組む前に役立つ演習です。

材料と製品に合わせたミルの選択

飼料と完成した粉末がわかれば、候補リストはすぐに絞り込まれます。

表 2: 鉱物粉末の乾式粉砕オプションの簡単な比較。
ミルタイプ 研削動作 ベストフィット 気をつけてください
乾式ボールミル メディアの転倒、影響と消耗 粗~中程度の粉体、タフまたは研磨性の高いフィード、シンプルな回路 微細なサイズではトン当たりのエネルギーが高い。広い粒度分布
縦型粉砕機 ローラーとテーブルの間の材料ベッド 微粉~超微粉、大容量、粉砕・乾燥一体型 資本コストが高くなります。安定した適切に管理された飼料が必要です
リングローラーミル リングに押し付けられたローラー、外部分級機 安定した微粉、自動制御 飼料は乾燥していて自由に流れるものでなければなりません
振り子ミル リングに対するローラー、遠心力 中硬質鉱物、中小規模の植物からの 60 ~ 600 メッシュ ローラーとリングの定期的な摩耗

推測に頼らずにドライ回路のサイジングと運用を行う

  1. まず製品仕様を修正します: ターゲットメッシュ、粒子サイズの許容範囲、および許容水分。
  2. 硬度、摩耗性、水分、嵩密度、微粉含有量など、飼料の特性を適切に評価します。
  3. 上の表を使用して粉砕原理を選択し、現実的な能力マージンでミルのサイズを決定します。
  4. 分類をミルの一部として扱います。アン ミルに合わせた空気分級機 トップサイズを設定し、研削圧力を変更せずに製品を調整できます。
  5. ファン、ダクト、集塵機はその逆ではなくミルに適合する必要があるため、空気回路のバランスをとります。
  6. 初日から摩耗部品の予算を確保し、機器の周囲にメンテナンスにアクセスできる余地を残しておきます。

以前にラインを構築したパートナーと協力する

機器の選択は仕事の半分にすぎません。残りはエンジニアリングです。供給システム、分類、製品収集、粉塵管理、管理哲学、そしてすべてを支える土木および構造作業です。この点で、機械カタログではなく EPCM 機能を備えたサプライヤーが実質的な違いを生みます。

Nantong Liyuanheng Machinery では、垂直ミル、リングローラーミル、LYH998 4 ローラー振り子ミルをカバーする、冶金、建材、化学および鉱山用途向けの完全な研削システムを構築しています。当社が規定する作業範囲は単純です。モース硬度は 7 未満、水分は 6% 未満、完成品の範囲は 0.25 mm ~ 0.023 mm、つまりおよそ 60 ~ 600 メッシュです。 100 近くの省エネ研削ラインが稼動していると報告されています。また、個別のコンポーネントを稼働する生産ラインに変えるプロセス設計、設備供給、建設管理も行います。

LYH998 Raymond Pendulum Mill for Fine Mineral Grinding LYH998 微鉱物粉砕用レイモンド振り子ミル PLC 制御を備え、60 ~ 600 メッシュで出力を調整できる振り子式ミルで、モース硬度 7 未満の鉱物に適しています。 製品を見る→

乾式粉砕ソリューションの選択は、粉末が何であるべきか、飼料に実際に何が含まれているか、そしてそこにたどり着くまでにどれだけの水とエネルギーを費やすつもりかという 3 つの質問に帰着します。乾式ボールミルは、これらの質問のいくつかに非常によく答えます。そうでない場合、その答えは通常、より大きなモーターではなく、異なる研削原理です。

オプションを比較検討している場合は、材料データと目標の繊度をお送りください。資本に関する決定を下す前に、同様のプラントで何が機能したかについて喜んでお話します。