افزایش کارآیی آسترهای آسیای گلوله‌ای با شبیه‌سازی مسیر حرکت گلوله و ماده معدنی در مدار فرآوری مجتمع مس‌سرچشمه

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات فرآوری کاشی‌گر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

2 استادیار، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان

3 دانشجوی دکترا، مرکز تحقیقات فرآوری کاشی‌گر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

4 استاد، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

چکیده

آستر آسیاهای گردان، عامل انتقال انرژی به مواد داخل آسیا است و تاثیر قابل توجهی بر رفتار بار در داخل آسیا دارد. بررسی‌ها نشان داد به دلیل نامناسب بودن طرح آسترهای لاستیکی موجود آسیاهای گلوله‌ای مجتمع مس‌ سرچشمه، سایش و پارگی آن‌ها افزایش و کارآیی آسیاکنی کاهش یافته است. این تحقیق با هدف بهبود عملکرد و افزایش عمر آسترها انجام شد. برای بررسی عملکرد طرح‌های اولیه، موجود و پیشنهادی آستر در آسیاهای گلوله‌ای، شبیه‌سازی مسیر حرکت بار با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌ساز حرکت گلوله(GMT)  و بار (KMPCDEM) انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از طرح آستر موجود، باعث برخورد بار به بدنه آسیا و بالاتر از پاشنه بار می‌شود. شبیه‌سازی نشان داد که با تغییر زاویه‌ صفحه‌ بالابر از صفر به 15 درجه و افزایش ارتفاع بالابر از 18 به 21 سانتی‌متر، فاصله‌ بین محل برخورد گلوله‌ها با آستر حذف می‌شود و بار روی پاشنه فرود می‌آید. پس از اطمینان از مسیر حرکت مطلوب بار، کار طراحی نقشه‌های صنعتی و ساخت طرح پیشنهادی انجام و در آسیای گلوله‌ای شماره 4 کارخانه نصب شد. مقایسه دانه‌بندی محصول نشان داد، درصد مواد ریزتر از 200 مش (75 میکرون) محصول آسیای 4 (طرح پیشنهادی) نسبت به آسیای 3 (طرح موجود)، 5/2 درصد افزایش یافت. بررسی زمان کارکرد آسترها نشان داد، با طرح جدید آستر، ساعت کارکرد آسترهای نیمه اول و دوم بدنه به ترتیب  18 و 20 درصد افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Efficiency Improvement Of Ball Mill Liners By Simulation Of Balls And Ore Trajectory In Sarcheshmeh_copper Complex

نویسندگان [English]

  • S. Zare 1
  • M. Maleki Moghaddam 2
  • E. Arghavani 1
  • A. Ghasemi 3
  • S. Banisi 4
1 M.Sc Student, Kashigar Mineral Processing Research Center, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Assistant Professor, Mineral Processing Group, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran
3 PhD Student, Kashigar Mineral Processing Research Center, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
4 Professor, Mining Engineering Department, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Tumbling mill liners transfer the energy to the mill charge and have a significant effect on the load behavior. A plant audit at the Sarcheshmeh copper complex indicted that due to the inappropriate design of ball mills liners, the liners wear and tear increased and the grinding efficiency decreased. With the objective of investigating the design of initial, current and proposed liners, charge trajectory was simulated by the GMT and KMPCDEM software packages. It was observed that the charge impact point for the current liners design was above the toe and on the shell liners. By simulation it was found that increasing the liner lifter face angle from 0 to 15° and the lifter height from 18 to 21cm could decrease the difference between the impact point and the toe and direct ball impacts to liners. Given the promising results, the new liners were designed, constructed and installed in ball mill 4. The result of sampling for a period of one liner life indicated that the amount of particles smaller than 75 microns in ball mill 4 product (with proposed design) compared with ball mill 3 (with current design) increased by 2.5% and the liners life of the first half and second half increased by 18% and 20%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ball mill
  • liner
  • Lifter angle
  • Sarcheshmeh
[1]     Manouchehri H. R. (2014). “Changing the game in comminution practices: Vibrocone TM, a new Crusher having grinding performance”. In XXVII IMPC, Santiago, Chile, 1-13.

[2]     Wills, B. A., and Finch, J. A. (2016). “Will’s Mineral Processing Technology”. 8nd ed., Elsevier, pp. 498.

[3]     Rezaeizadeh, M., Fooladi, M., Powell, M. S., and Weerasekara, N. S. (2010). “An Experimental Investigation of the Effects of Operating Parameters on the Wear of Lifters in Tumbling Mills”. Minerals Engineering, 23: 558-562.

[4]     Hart, S. (2006). “Development of a SAG Mill Shell Liner Design at Cadia Using DEM Modelling”. In International Autogenous and Semiautogenous Grinding Technology, Vancouver, III: 389–406.

[5]     Maleki-Moghadam, M., Yahyaei, M., and Banisi, S. (2013). “A Method to Predict Shap and Trajectory of Charge in Industrial Mill”. Minerals Engineering, 46-47: 157-166.

[6]     McBride, A., and Powell, M. S. (2006). “A Structured Approach to Modelling SAG Mill Liner Wear–Numrical Modelling of Liner Evolution”. In International Autogenous and Semiautogenous Grinding Technology, 3: 120-132.

[7]     Banisi, S., and Hadizadeh, M. (2007). “3-D liner wear profile measurement and analysis in industrial SAG mills”. Minerals Engineering, 20: 132–139.

[8]     Hosseini P., Martins S., Martin T., Radziszewski P., and Boyer F. R. (2011). “Acoustic emissions simulation of tumbling mills using charge dynamics”. Minerals Engineering, 24: 1440–1447.

[9]     Morrell, S. (2003). “Grinding mills: How to accurately predict their power draw”. XXII International Mineral Processing Congress, 50-59.

[10]  Yahyaei, M., and Banisi, S. (2010). “Spreadsheet-Based Modeling of Liner Wear Impact on Charge Motion in Tumbling Mills”. Minerals Engineering, 23: 1213-1219.

[11]  Rajamani, R., Joshi, A. D., and Mishra, B. K. (2002). “Simulation of industrial SAG mill charge motion in 3-D space”. In 2002 SME Annual Meeting, Phoenix, SME Publication, Arizona, 1-8.

[12]  Bian, X., Wang, G., Wang, H., Wang, S., and Lv, W. (2017). “Effect of lifters and mill speed on particle behaviour, torque, and power consumption of a tumbling ball mill: Experimental study and DEM simulation”. Minerals Engineering, 105: 22–35.

[13]  Cleary, P. W., and 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.

[14]  Xu, L., Luo, K., and Zhao, Y. (2018). “Numerical prediction of wear in SAG mills based on DEM simulations”. Powder Technology, 329: 353-363. https://doi.org /10.1016/ j.powtec. 2018.02.004.

[15]  Djordjevic, N., Morrison, R., and Loveday, B. (2006). “Modelling comminution patterns within a pilot scale AG/SAG mill”. Minerals Engineering, 19(1): 1505-1516.

[16]   N. Djordjevic, Shi, F. N., and Morrison, R. (2004). “Determination of lifter design, speed and filling effects in AG mills by 3D DEM”. Minerals Engineering, 17(1): 1135-1142.

[17]  Scharpf, D. (2008). “DEM Applications: Simulation of Particulate Solids Handling and Processing Operations Using the Discrete Element Method”. Vision of Engineering Analysis and Simulation: NAFEMS Company, Developer of EDEM Software, 9-30.

[18]  Mohamadi, S. (2003). “Discontinuum Mechanics Using Finite and Discrete Elements”. WIT Press / Computational Mechanics, pp. 328.

[19]  Ghasemi, A., Mousavi, O., and Banisi, S. (2014). “Effect of Time Step on the Accuracy of DEM Calculation”. In XXVII IMPC, Santiago, Chile, 1-9.

[20]  Powell, M. S. (1991). “The effect of liner design on the motion of the outer grinding elements in a rotary mill”. International Journal of Mineral Processing, 31: 163-193.

[21]  Morrell, S. (1993). “The prediction of power draw in wet tumbling mills”. Doctorate Thesis, University of Queensland, Australia.

[22]  NATIONAL IRANIAN COPPER INDUSTRIES COMPANY, (1977). “Primary Grinding, Operating Manual”. section 4, 35-40.