Spiegazione dei minerali non metallici: tipi, lavorazione e scelte delle attrezzature di macinazione

Un impianto per polveri può avere il giusto deposito minerale, un flusso di processo pulito e un forte mercato per il prodotto finale, ma se il mulino di macinazione non riesce a contenere la dimensione delle particelle richiesta, il progetto avrà prestazioni inferiori. Nella lavorazione dei minerali non metallici, questa è la prima conclusione da tenere a mente: il minerale definisce la materia prima, mentre il sistema di macinazione definisce il prodotto. La questione pratica è se il mulino corrisponde alla durezza, all'umidità e alla finezza target del mangime prima che venga ordinata l'attrezzatura.

Cosa sono i minerali non metallici?

I minerali non metallici sono minerali che non vengono estratti principalmente per i metalli che contengono. Includono materiali da costruzione come pietra calcarea, sabbia, ghiaia e gesso; minerali chimici e fertilizzanti come barite, sale e roccia fosfatica; e minerali industriali come talco, caolino, feldspato e grafite. In termini industriali di tutti i giorni, questi sono i materiali di base per cemento, calce, ceramica, vetro, vernice, plastica e carta.

Poiché vengono utilizzati per le loro proprietà fisiche e chimiche piuttosto che per l’estrazione dei metalli, i minerali non metallici vengono solitamente giudicati in base a criteri diversi rispetto ai minerali minerali. La purezza, il colore, la forma delle particelle, la brillantezza, l'assorbimento di olio e la distribuzione delle dimensioni delle particelle contano più del contenuto di metallo. Un calcare perfettamente adeguato come aggregato può essere rifiutato come riempitivo perché il suo colore è incoerente; un prodotto di barite utilizzato nella perforazione potrebbe non funzionare perché la sua densità o distribuzione delle dimensioni delle particelle è errata.

Per un acquirente di attrezzature, ciò ha una conseguenza diretta: ogni progetto di minerali non metallici necessita di una progettazione del processo che parta dalla specifica finale della polvere e ritorni fino all'alimentazione. Un utile elenco iniziale di materiali è trattato nel nostro guida ai minerali che puoi lavorare con un mulino Raymond , ma il principio è più ampio di qualsiasi singolo tipo di macchina.

Proprietà del mangime che determinano la decisione di macinazione

Due proprietà del mangime hanno la maggiore influenza sulla scelta del mulino: la durezza Mohs e l'umidità del mangime. La maggior parte dei minerali non metallici può essere macinata con apparecchiature progettate per materiali inferiori a 7 sulla scala Mohs. Mineralei più morbidi come talco, gesso e caolino possono essere macinati a velocità più elevate con un'usura relativamente bassa. I minerali medio-duri come il calcare e la dolomite richiedono una pressione di macinazione moderata, mentre i minerali vicini al limite superiore, come il feldspato, necessitano di parti soggette ad usura più resistenti e di un punto operativo più conservativo. Per la maggior parte dei mulini a macinazione verticale e dei mulini ad anello, la finestra pratica è un mangime inferiore a 7 sulla scala Mohs e un'umidità di mangime inferiore al 6%.

L’umidità è spesso il problema nascosto. Quando l'umidità dell'alimentazione supera il 6% circa, il materiale può incrostarsi all'interno del mulino, rivestire i rulli di macinazione e ridurre la precisione del classificatore. Molti impianti di minerali non metallici gestiscono questo problema essiccando l'alimentazione prima della macinazione o selezionando un sistema di macinazione con un flusso d'aria di essiccazione integrato.

La tabella seguente mostra la gamma di minerali non metallici comuni e le considerazioni sulla selezione generalmente applicabili.

La durezza e l'umidità non sono tutta la storia. L'abrasività può essere superiore a quanto suggerito dalla durezza, soprattutto se il minerale contiene grani di quarzo taglienti. Anche la dimensione delle particelle target è importante: un prodotto da 60 mesh si comporterà diversamente da un prodotto da 600 mesh nello stesso mulino, perché il classificatore, la pressione di macinazione e il tempo di permanenza devono cambiare.

Una tipica linea di lavorazione di minerali non metallici

Una volta noti il mangime e il target, la linea di lavorazione solitamente segue una sequenza prevedibile:

1. Frantumazione ed essiccazione: ridurre l'alimentazione a una dimensione che il mulino possa accettare e portare l'umidità entro un intervallo accettabile.
2. Macinazione: riduce il minerale nel mulino principale alla finezza desiderata.
3. Classificazione: separare le particelle che hanno raggiunto la dimensione richiesta e restituire il materiale fuori misura per un altro passaggio.
4. Raccolta e controllo delle polveri: cattura la polvere finita nel filtro a maniche e mantiene il circuito di macinazione sotto pressione negativa.
5. Stoccaggio e imballaggio: spostare la polvere finita in silos o imballaggi senza perdere la distribuzione granulometrica.

Per la maggior parte delle polveri medio-fini, il circuito non è complicato, ma la progettazione del circuito determina se il mulino funziona vicino alla sua capacità nominale. Un contenitore per le materie prime troppo piccolo, un classificatore non adatto al mulino o un filtro a maniche con un volume d'aria insufficiente possono ridurre la produzione più di qualsiasi differenza tra un mulino e l'altro.

Come scegliere un mulino di macinazione per minerali non metallici

Non esiste un mulino universale per minerali non metallici. La scelta corretta dipende dalla finezza target, dalla produttività, dal costo energetico e dalle proprietà fisiche del mangime. In pratica, tre architetture di macchine coprono la maggior parte dei progetti.

Mulini pendolari classici per polvere medio-fine

Quando l'obiettivo del prodotto è compreso tra circa 60 e 325 mesh, un mulino a pendolo Raymond a quattro rulli è un'opzione economica e ben collaudata. È adatto a calcare, gesso, barite, caolino e molti altri minerali con moderata abrasività. Per un impianto maturo in cui l'operatore desidera una manutenzione semplice e un funzionamento stabile, il LYH998 Mulino a pendolo Raymond a 4 rulli è il tipo di attrezzatura che normalmente consigliamo in questa gamma.

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Mulini di macinazione verticali per una maggiore produttività ed efficienza energetica

Quando l’impianto necessita di una maggiore capacità per unità di superficie e di un minore consumo energetico per tonnellata, un mulino a macinazione verticale è solitamente l’architettura migliore. La sua classificazione è integrata con il circuito di macinazione e la disposizione verticale facilita l'organizzazione del flusso di processo. Per gli operatori che passano da un mulino a sfere o da un mulino orizzontale più vecchio, il Mulino di macinazione verticale serie LYH1008 fornisce un chiaro punto di riferimento per questo tipo di sistema.

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Mulini ad anelli verticali intelligenti per polveri fini e ultrafini

Poiché la finezza richiesta si avvicina a 400 mesh e oltre, il classificatore e la pressione di macinazione necessitano di un controllo più preciso. Un mulino ad anelli verticali è in grado di gestire minerali non metallici più morbidi con un consumo energetico inferiore rispetto a un mulino convenzionale, e il controllo intelligente aiuta a mantenere stabile il prodotto quando le condizioni di alimentazione variano. Il Mulino a rulli ad anello verticale intelligente di nuovo tipo serie LYH996 è rappresentativo di questo approccio.

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Decisioni a livello di impianto: energia, polvere e costo totale

La selezione del mulino è solo una parte di un progetto relativo ai minerali non metallici. Il sistema circostante spesso decide se il mulino può funzionare in modo affidabile.

L’efficienza energetica è diventata un criterio di acquisto fondamentale poiché l’energia rappresenta spesso il maggior costo controllabile in un impianto di macinazione. Un mulino verticale ben progettato può ridurre il consumo di energia per tonnellata rispetto a un mulino a sfere convenzionale, ma solo se il classificatore, la ventola e la pressione di macinazione sono impostati in base all'alimentazione effettiva. Per un mulino a pendolo, anche la lubrificazione e l'usura dei rulli influiscono sull'assorbimento di potenza; i rulli scarsamente mantenuti costringono il mulino a utilizzare più pressione per ottenere lo stesso prodotto.

Il controllo delle emissioni di polvere è altrettanto importante. La lavorazione di minerali non metallici genera polvere fine in ogni punto di trasferimento e un impianto conforme necessita di un sistema di raccolta delle polveri dimensionato per l'intero circuito, non solo per l'uscita del mulino. Il funzionamento a pressione negativa riduce le perdite e mantiene sicuro l'ambiente di lavoro.

Prima di richiedere un prezzo, preparare le seguenti informazioni:

• Prodotto target e intervallo di finezza richiesto, ad esempio 200 mesh o 600 mesh
• Pezzatura del mangime dopo la fase di frantumazione
• Alimentare l'umidità all'ingresso del mulino
• Durezza e abrasività Mohs, se note
• Capacità richiesta in tonnellate all'ora
• Specifiche del prodotto come luminosità, colore o assorbimento di olio

Questi dettagli consentono a un fornitore di apparecchiature di dimensionare il mulino, il classificatore, il ventilatore e il depolveratore come un sistema. Riducono inoltre il rischio che il mulino venga declassato dopo l'installazione perché una proprietà critica del mangime non è stata divulgata.

Il takeaway pratico

I minerali non metallici non costituiscono una famiglia di materiali quando si tratta di macinazione. Talco e feldspato richiedono strategie operative diverse; il riempitivo calcareo e il fango di perforazione barite richiedono controlli di qualità diversi. Il filo conduttore è che la durezza del mangime, l’umidità del mangime e la finezza target dovrebbero essere fissate prima di scegliere il mulino.

Inizia con le specifiche del prodotto. Lavorare all'indietro attraverso il circuito di macinazione. Quindi seleziona un'architettura di macinazione in grado di fornire la finezza richiesta con un piano di manutenzione e un budget energetico realistici. Questa sequenza si è dimostrata valida impianto dopo impianto ed è il modo più diretto per mantenere redditizio un progetto relativo ai minerali non metallici.