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Máquinas de moagem de minério: Moinho de Bolas, Moinho de Barras e Meios de Moagem

Hora de publicação:12 junho 2024

Máquinas de moagem de minério can be classified in several ways according to their grinding media, mill structure, and discharge method. Different types of grinding mills have different working characteristics and are suitable for different grinding applications.

This article introduces the main types of ore grinding machines, their working principles, components, and the selection of grinding media.

 

Types of Ore Grinding Machines

Classification by Grinding Media

According to the type of grinding media used inside the mill, ore grinding machines can be divided into the following types:

  • Ball mill: Uses steel balls as the grinding media.
  • Rod mill: Uses steel rods as the grinding media.
  • Gravel mill: Uses natural or artificial gravel as the grinding media.
  • Autogenous (AG) mill: Uses the ore itself as the grinding media.
  • Semi-autogenous (SAG) mill: Uses the ore itself together with a certain amount of steel balls as grinding media.

Among these types, ball mills and rod mills are widely used in mineral processing plants, while AG and SAG mills are commonly used for large-scale grinding operations.

 

Classification by Mill Shape and Discharge Method

According to the shape of the mill shell and the discharge method, grinding mills can also be classified as follows:

  • Ball mills: Include short-cylinder, tubular, and conical designs, with either overflow or grate discharge.
  • Rod mills: Mainly include cylindrical overflow-discharge mills and open-ended low-level discharge mills.
  • AG and SAG mills: These are generally designed with a short cylindrical shell.

The choice of mill type depends on factors such as ore properties, feed size, desired product size, processing capacity, and downstream beneficiation requirements.

 

How Does a Grinding Mill Grind Ore?

When the grinding mill rotates at a certain speed, centrifugal force is generated, causing friction between the medium and the cylinder, and the medium rotates with the cylinder. When it reaches a certain height and its gravity is greater than the centrifugal force, it will be ejected from the cylinder and fall, thus crushing the ore. At the same time, due to the sliding phenomenon inside the medium, the ore is also ground. Under the impact and grinding force of the medium, the ore is crushed.

 

How Are Mill Specifications Expressed?

A expressão é diâmetro x comprimento, expresso como D x L. Por exemplo, um moinho de bolas de 2700 x 2100 mm tem um diâmetro de 2700 mm e um comprimento de 2100 mm.

 

Ore Grinding Machine: Ball Mills

What Are The Types and Characteristics of Ball Mills?

O moinhos de bolas commonly used in beneficiation plants are tipo grelha e tipo transbordo. A única diferença entre eles é que o tipo de transbordo não tem um dispositivo de placa de grelha em forma de leque na parte de descarga. A lama do moinho de bolas de tipo transbordamento é descarregada automaticamente através da porta de descarga, enquanto o tipo de grelha tem uma função de descarga forçada devido à placa de grelha instalada, aumentando assim a capacidade de processamento e reduzindo o esmagamento excessivo do minério.

 

moinho de bolas

 

What Are The Components of a Ball Mill?

É composto principalmente por seis partes: o cilindro, a parte de alimentação, a parte de descarga, a parte de transmissão, a parte de rolamento e o sistema de lubrificação.

 

What Are The Components of The Feeding System?

A parte de alimentação é composta por tampa da extremidade do colo do veio oco, o alimentador e a manga interior do colo do veio.

 

What Types of Ball Mill Feeders Are Used?

Os alimentadores utilizados no moinho de bolas da instalação de extração de minério são drum type, volute type, and combined feeders.

 

What Are The Components of The Discharging Part? (Grid type)

A parte de descarga é composta por a tampa da extremidade do colo do veio oco, a placa de grelha em forma de leque, o revestimento central e a manga interior do colo do veio.

 

 

Ore Grinding Machine: Rod Mills

What Are The Working Characteristics of The Rod Mill?

A moinho de barras uses varões de aço as the grinding media.

Its main working characteristic is that ore is crushed and ground primarily through the line-contact action between the rods and ore particles.

Compared with ball mills, rod mills generally provide a more selective grinding action. This can help reduce excessive fine production and produce a relatively uniform product size.

Rod mills are particularly suitable for applications where:

  • The feed contains relatively coarse particles.
  • A relatively uniform product size is required.
  • Excessive over-grinding should be minimized.
  • The product size is relatively coarse compared with fine-grinding applications.

As a general guideline, when the feed particle size is below approximately 30 mm, and the required product size is not finer than about 1 mm, a rod mill may offer advantages over a ball mill, depending on the specific ore and grinding conditions.

 

moinho de barras

 

Meios de moagem

 

How Many Types of Grinding Media Movement Are There?

The movement of grinding media inside a rotating mill can generally be divided into three main regimes:

1. Cascading

At relatively low mill speeds, the grinding media mainly roll and cascade down the surface of the grinding charge.

This movement emphasizes attrition and abrasion and is commonly associated with lower-speed operation.

2. Cataracting or Throwing

At an appropriate rotational speed, the grinding media are lifted higher before falling or being thrown toward the lower part of the mill.

This movement generates stronger impact forces, which are particularly important for coarse particle breakage.

3. Centrifugal Movement

At excessively high rotational speeds, the grinding media can remain attached to the inner wall of the mill and rotate together with the shell.

This condition is known as centrifuging. Because the grinding media no longer fall effectively, grinding efficiency decreases significantly.

 

 

What is The Movement Law of The Grinding Media in The Mill?

A lei de circulação dos meios de comunicação na fábrica inclui principalmente os quatro pontos seguintes:

  1. Quando o moinho está a funcionar a uma determinada velocidade, o meio realiza um movimento cíclico regular sob a ação da força centrífuga e da gravidade;
  2. A trajetória de movimento do material de moagem no cilindro consiste num movimento ascendente numa trajetória de arco circular e num movimento descendente numa trajetória parabólica;
  3. A altura de subida de cada camada de suporte é diferente. A altura do material da camada mais exterior para a camada mais interior diminui sucessivamente;
  4. O período de rotação de cada camada de suporte é diferente, e quanto mais próximo da camada interior, mais curto é o período de rotação.

 

meios de moagem

 

How to Choose Grinding Media?

  • Meios de moagem forma
    According to the purpose of grinding and the test results, spherical and P2 rod-shaped media have the best grinding effect; the collision of spherical media during grinding is point contact, so the grinding efficiency is high, and it is suitable for fine grinding, but compared with rod mills, the over-crushing phenomenon is serious. Generally, when the feed particle size is below 30mm and the product particle size is not less than 1mm, the rod mill is more efficient.
  • Gmaterial de suporte de moagem
    Ao selecionar os materiais dos media, o gravidade específica, dureza, resistência ao desgaste, preço, processamento e condições de fabrico do material deve ser considerada de forma abrangente. Atualmente, são geralmente utilizados materiais de aço ou ferro. Na produção, o aço é frequentemente utilizado para bolas grandes, o ferro é frequentemente utilizado para bolas pequenas, o aço é adequado para trituração grosseira e o ferro pode ser utilizado para trituração fina. Nos últimos anos, as esferas de ferro dúctil com terras raras e manganês médio têm sido utilizadas com sucesso para substituir as esferas de aço.
  • Tamanho da carga do material de moagem
    O seu tamanho é determinado de acordo com as propriedades do minério. Quanto mais duro for o minério e quanto mais grosseiro for o tamanho das partículas, maior deverá ser o tamanho do meio a adicionar para produzir um efeito de moagem de maior impacto. Por outro lado, podem ser utilizados meios mais pequenos para melhorar o efeito de moagem.
  • Relação entre o coeficiente de enchimento do meio e a velocidade do moinho
    Ou seja, a taxa de enchimento, que se refere à percentagem do meio de moagem no volume do moinho. A sua relação com a velocidade do moinho é a seguinte:
Taxa de enchimento médio (%) Velocidade de moagem adequada (%)
32~35 76~80
38~40 78~82
42~45 80~84

These values should be treated as reference ranges rather than universal operating parameters. Actual optimum conditions should be determined according to mill design, liner configuration, grinding media size, ore properties, and operating conditions.

 

How Is the Grinding Media Size Distribution Determined in a Ball Mill?

There are two common approaches for determining the grinding media size distribution in a ball mill.

Method 1: Determine Ball Size According to Feed Particle Size

The basic principle is:

The ball diameter should match the feed particle size, while the quantity of each ball size should correspond to the proportion and characteristics of the feed material.

Coarser and harder feed generally requires larger balls to provide sufficient impact force, while finer feed can be effectively ground with smaller balls.

Method 2: Use the Mill Diameter as a Reference

A simplified approach is to determine the proportion of different ball sizes based on the diameter of the ball mill.

Although this method is convenient, it is only a preliminary approach. For more accurate grinding-media grading, factors such as ore hardness, feed size distribution, target product size, mill speed, filling rate, and historical operating data should also be considered.

 

Conclusão

Ore grinding machines play a critical role in processamento de minerais because grinding determines the degree of liberation of valuable minerals from gangue. The major types of grinding mills include ball mills, rod mills, gravel mills, autogenous mills, and semi-autogenous mills. Ball mills use steel balls and are widely used for fine grinding, while rod mills use steel rods and can provide more selective grinding with less over-grinding in suitable applications.

We have provided a basic introduction to ball mills, rod mills, and grinding media above. Choosing the appropriate mill and optimizing grinding media can improve grinding efficiency, capacity, energy utilization, and product quality. For a specific ore-processing project, the optimum grinding equipment and operating parameters should be determined through ore testing, laboratory or pilot-scale grinding tests, and process simulations rather than relying on a single general rule. For more relevant mining knowledge, please follow our blog updates.

 

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