Встановлення ефекту зниження енергоємності автоколивного подрібнення в барабанному млин зі зменшенням внутрішньокамерного завантаження
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.183291Ключові слова:
барабанний млин, ступінь заповнення камери, автоколивання завантаження, питома енергоємність подрібненняАнотація
Оцінено вплив величини ступеня заповнення камери завантаженням на ефективність автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині.
За допомогою наближеного аналітико-експериментального методу встановлено динамічний ефект підвищення автоколивної ударної дії молольного завантаження на подрібнюваний матеріал порівняно із традиційним усталеним режимом руху. Виявлено суттєве зростання середніх сум вертикальних складових автоколивних ударних імпульсів та середніх сум потужностей таких складових зі зменшенням заповнення камери. Прояв ефекту зумовлено збільшенням розмаху автоколивань при зменшенні заповнення. Виявлено зростання максимальних значень імпульсів приблизно у 2,4 рази при ступені заповнення κ=0,45, у 3,1 рази при κ=0,35 та у 5,8 рази при κ=0,25. Встановлено зростання максимальних значень потужностей імпульсів у 5,7 рази при κ=0,45, у 9,6 рази при κ=0,35 та у 45,5 рази при κ=0,25.
Експериментально встановлено технологічний ефект суттєвого спадання питомої енергоємності та зростання продуктивності інноваційного автоколивного процесу подрібнення, порівняно із характеристиками традиційного усталеного процесу, зі зменшенням заповнення камери.
Було розглянуто процес помелу цементного клінкера при повному заповненні частинками подрібнюваного матеріалу проміжків між кульовими молольними тілами із відносним розміром 0,026. Встановлено, що під час самозбудження автоколивань енергоємність подрібнення спадає, а продуктивність зростає. Виявлено зниження відносної питомої енергоємності на 27 % при κ=0,45, на 42 % при κ=0,35 та на 55 % при κ=0,25. Встановлено підвищення відносної продуктивності на 7 % при κ=0,45, на 30 % при κ=0,35 та на 46 % при κ=0,25.
Встановлені в роботі ефекти дозволяють прогнозувати раціональні параметри автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині при варіації ступеня заповнення камериПосилання
- Naumenko, Yu. V. (1999). The antitorque moment in a partially filled horizontal cylinder. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 33 (1), 91–95.
- Naumenko, Yu. V. (2000). Determination of rational rotation speeds of horizontal drum machines. Metallurgical and Mining Industry, 5, 89–92.
- Naumenko, Y. (2017). Modeling of fracture surface of the quasi solid-body zone of motion of the granular fill in a rotating chamber. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (86)), 50–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96447
- Naumenko, Y., Sivko, V. (2017). The rotating chamber granular fill shear layer flow simulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (88)), 57–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.107242
- Naumenko, Y. (2017). Modeling a flow pattern of the granular fill in the cross section of a rotating chamber. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 59–69. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110444
- Tavares, L. M., Cavalcanti, P. P., de Carvalho, R. M., da Silveira, M. W., Bianchi, M., Otaviano, M. (2018). Fracture probability and fragment size distribution of fired Iron ore pellets by impact. Powder Technology, 336, 546–554. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.06.036
- Cavalcanti, P. P., de Carvalho, R. M., das Chagas, A. S., da Silveira, M. W., Tavares, L. M. (2019). Surface breakage of fired iron ore pellets by impact. Powder Technology, 342, 735–743. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.10.044
- Deineka, K. Y., Naumenko, Y. V. (2018). The tumbling mill rotation stability. Scientific Bulletin of National Mining University, 1, 60–68. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/10
- Deineka, K., Naumenko, Y. (2019). Revealing the effect of decreased energy intensity of grinding in a tumbling mill during self-excitation of auto-oscillations of the intrachamber fill. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (97)), 6–15. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155461
- Wang, M. H., Yang, R. Y., Yu, A. B. (2012). DEM investigation of energy distribution and particle breakage in tumbling ball mills. Powder Technology, 223, 83–91. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.07.024
- Owen, P., Cleary, P. W. (2015). The relationship between charge shape characteristics and fill level and lifter height for a SAG mill. Minerals Engineering, 83, 19–32. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.08.009
- Cleary, P. W., Owen, P. (2018). Development of models relating charge shape and power draw to SAG mill operating parameters and their use in devising mill operating strategies to account for liner wear. Minerals Engineering, 117, 42–62. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.12.007
- Cleary, P. W., Owen, P. (2019). Effect of particle shape on structure of the charge and nature of energy utilisation in a SAG mill. Minerals Engineering, 132, 48–68. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.12.006
- Deniz, V. (2011). Influence of interstitial filling on breakage kinetics of gypsum in ball mill. Advanced Powder Technology, 22 (4), 512–517. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2010.07.004
- Gupta, V. K., Sharma, S. (2014). Analysis of ball mill grinding operation using mill power specific kinetic parameters. Advanced Powder Technology, 25 (2), 625–634. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2013.10.003
- Gupta, V. K. (2016). Determination of the specific breakage rate parameters using the top-size-fraction method: Preparation of the feed charge and design of experiments. Advanced Powder Technology, 27 (4), 1710–1718. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2016.06.002
- Öksüzoğlu, B., Uçurum, M. (2016). An experimental study on the ultra-fine grinding of gypsum ore in a dry ball mill. Powder Technology, 291, 186–192. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.12.027
- Petrakis, E., Stamboliadis, E., Komnitsas, K. (2017). Identification of Optimal Mill Operating Parameters during Grinding of Quartz with the Use of Population Balance Modeling. KONA Powder and Particle Journal, 34, 213–223. doi: https://doi.org/10.14356/kona.2017007
- Panjipour, R., Barani, K. (2018). The effect of ball size distribution on power draw, charge motion and breakage mechanism of tumbling ball mill by discrete element method (DEM) simulation. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 54 (2), 258–269. doi: http://doi.org/10.5277/ppmp1811
- Schnatz, R. (2004). Optimization of continuous ball mills used for finish-grinding of cement by varying the L/D ratio, ball charge filling ratio, ball size and residence time. International Journal of Mineral Processing, 74, S55–S63. doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2004.07.024
- Deniz, V. (2012). The effects of ball filling and ball diameter on kinetic breakage parameters of barite powder. Advanced Powder Technology, 23 (5), 640–646. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2011.07.006
- Deniz, V. (2016). An investigation on the effects of the ball filling on the breakage parameters of natural amorphous silica. Advanced Powder Technology, 27 (4), 1272–1279. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2016.04.017
- Cayirli, S. (2018). Influences of operating parameters on dry ball mill performance. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 54 (3), 751–762. doi: http://doi.org/10.5277/ppmp1876
- Yin, Z., Peng, Y., Zhu, Z., Yu, Z., Li, T., Zhao, L., Xu, J. (2017). Experimental study of charge dynamics in a laboratory-scale ball mill. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 232 (19), 3491–3499. doi: https://doi.org/10.1177/0954406217738031
- Orozco, L. F., Nguyen, D.-H., Delenne, J.-Y., Sornay, P., Radjai, F. Discrete-element simulation of particle breakage inside ball mills: A 2D model. Available at: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1901/1901.07402.pdf
- Cleary, P. W., Owen, P. (2019). Effect of operating condition changes on the collisional environment in a SAG mill. Minerals Engineering, 132, 297–315. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.06.027
- Rezaeizadeh, M., Fooladi, M., Powell, M. S., Mansouri, S. H. (2010). Experimental observations of lifter parameters and mill operation on power draw and liner impact loading. Minerals Engineering, 23 (15), 1182–1191. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.07.017
- Soleymani, M. M., Fooladi, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Experimental investigation of the power draw of tumbling mills in wet grinding. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 230 (15), 2709–2719. doi: https://doi.org/10.1177/0954406215598801
- Mulenga, F. K., Mkonde, A. A., Bwalya, M. M. (2016). Effects of load filling, slurry concentration and feed flowrate on the attainable region path of an open milling circuit. Minerals Engineering, 89, 30–41. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.01.002
- Soleymani, M., Fooladi Mahani, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Experimental study the impact forces of tumbling mills. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 231 (2), 283–293. doi: https://doi.org/10.1177/0954408915594526
- Yin, Z., Peng, Y., Zhu, Z., Yu, Z., Li, T. (2017). Impact Load Behavior between Different Charge and Lifter in a Laboratory-Scale Mill. Materials, 10 (8), 882. doi: https://doi.org/10.3390/ma10080882
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Kateryna Deineka, Yuriy Naumenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
