ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕНДЕНЦІЙ ТА ПЕРСПЕКТИВ РОЗВИТКУ БАРАБАННИХ МЛИНІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/EIS/2024-106-4Ключові слова:
подрібнення, барабанний млин, енергоефективністьАнотація
У статті представлено всебічний аналіз новітніх рішень, які використовуються в барабанних млинах, акцентовано на необхідності підвищення енергоефективності, оптимізації та покращення процесів подрібнення в гірничодобувній галузі. Основним предметом дослідження є аналіз інноваційних методологій, спрямований на покращення продуктивності перероблення корисних мінералів. Огляд охоплює критичний аналіз літератури останніх років, яка пояснює вплив геометрії помольного середовища на продуктивність барабанно-кульових млинів. Це підкреслює важливість форми та розподілу частинок за розміром у впливі на динаміку процесу подрібнення. Крім того, в статті розглянуто досягнення в методах моделювання, зокрема застосування методів дискретних елементів (МДЕ), які полегшують моделювання складних взаємодій у середовищі подрібнення, що дають цінну інформацію про динаміку роботи барабанних млинів, дозволяючи визначити оптимальні умови для споживання енергії та оброблення матеріалів. Також предметом дослідження є вивчення вдосконалених систем керування та регулювання, які призначені для оптимізації робочих параметрів та підвищення загальної ефективності процесу подрібнення. Результати дослідження підкреслюють необхідність оптимізації механізмів подрібнення для зменшення витрат енергії та підвищення продуктивності операцій з перероблення корисних копалин. Розв’язуючи проблеми, пов’язані зі споживанням енергії та ефективністю роботи, це дослідження є внеском у поточний дискурс щодо практик сталого розвитку в гірничодобувній промисловості. Уявлення, отримані в результаті наукової розвідки, готові інформувати про розроблення більш ефективних технологій подрібнення корисних копалин, таким чином підкреслюючи прогалини й можливі напрями для подальших наукових досліджень у сфері модернізації барабанних млинів. Ця робота є основоположним посиланням для майбутніх досліджень, спрямованих на розвиток галузі перероблення мінеральної сировини та підвищення ефективності роботи систем подрібнення.
Посилання
G.R. Ballantyne, M.S. Powell. Benchmarking comminution energy consumption for the processing of copper and gold ores, Miner. Eng. 65. 2014, 109–114.
Yu, P., Xie, W., Liu, L. X., Hilden, M., Powell, M. S. A consolidated summary on the evolution of a dynamic tumbling mill model. Powder Technology. 2021, 391, 173–183. DOI: https://doi/10.1016/j.powtec.2021.06.017
Конспект лекцій до розділу «Механічні процеси» з курсу ―Процеси та апарати хімічних виробництв» для студентів Ш-ІY курсів механічних спеціальностей / укл. С.О. Опарін. Дніпропетровськ : ДВНЗ УДХТУ, 2012. URL: https://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2019/oct/19348/900maket2018oruginal-19-25.pdf
Shahbazi B., Jafari M., Parian M., Rosenkranz J., Chehreh Chelgani S. Study on the impacts of media shapes on the performance of tumbling mills – A review. Minerals Engineering. 2020, 157, 106490. DOI: https://doi/10.1016/j.mineng.2020.106490
Matsanga Nyasha Nheta W., Chimwani, Ngonidzashe. Grinding Media in Ball Mills-A Review. 2023, 10.20944/preprints202304.0811.v1.
Lameck N.S., Moys M.H. Effects of media shape on milling kinetics. Minerals Engineering, 2006, 19(13), 1377–1379. DOI: https://doi/10.1016/j.mineng.2005.12.008
Lameck N.S., Kiangi K.K., Moys M.H. Effects of grinding media shapes on load behaviour and mill power in a dry ball mill. Minerals Engineering. 2006, 19(13), 1357–1361. DOI: doi:10.1016/j.mineng.2006.01.005
SHI F. Comparison of grinding media—Cylpebs versus balls. Minerals Engineering. 2004, 17(11-12), 1259–1268. DOI: doi:10.1016/s0892-6875(04)00188-8
Xin Fang, Caibin Wu, Ningning Liao, Chengfang Yuan, Bin Xie, Jiaqi Tong. The first attempt of applying ceramic balls in industrial tumbling mill: A case study. Minerals Engineering. Volume 180, 2022, 107504, ISSN 0892-6875, DOI: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107504
Fang Xin, Wu, Caibin Liao, Ningning Yuan, Chengfang Xie, Bin Tong, Jiaqi. The first attempt of applying ceramic balls in industrial tumbling mill: A case study. Minerals Engineering. 2022, 180. 107504. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107504.
Fang X., Wu C., Liao N., Yuan C., Zhong J., Zhu S., Liu A., Xiao K. Understanding the Energy-Saving Mechanism of Ceramic Balls in Tumbling Mills 2024, SSRN DOI: https://doi.org/10.2139/ssrn.4900369
Liao, Ningning, Caibin Wu, Jianjuan Li, Xin Fang, Yong Li, Zhongxiang Zhang, and Wenhang Yin. "A Comparison of the Fine-Grinding Performance between Cylpebs and Ceramic Balls in the Wet Tumbling Mill" Minerals 2022. 12, no. 8: 1007. DOI: https://doi.org/10.3390/min12081007.
Yaoyu Li, Yang You, Dazhao Gou, Aibing Yu, Runyu Yang, A DEM based scale-up model for tumbling ball mills, Powder Technology, Volume 409, 2022, 117854, ISSN 0032-5910. URL: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117854
Hu, Z., Hu, G., Liu, Y., Wan, H., Liu, L. Some Considerations on the Parameters Selection of DEM Simulation for Tumbling Ball Mills. 2010 WASE International Conference on Information Engineering. doi:10.1109/icie.2010.248 2010
Mohsen Mhadhbi, Effect of Milling Parameters on DEM Modeling of a Planetary Ball Mill, Advances in Materials Physics and Chemistry, 2023, PP. 49-58, DOI: https://doi:10.4236/ampc.2023.134004
Jonsén P., Pålsson, B.I. & Stener J. Häggblad, H.-Å Tano, Kent Berggren, A. Development of physically based tumbling mill models. IMPC 2014 – 27th International Mineral Processing Congress.
Моделювання процесів розгону електроприводу кульового млина. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Електроенергетичні та електромеханічні системи / Л.Ф. Карплюк та ін. 2018. № 900. C. 21–27.
Yu, Ping & Xie, Weiguo Liu, L. Powell, Malcolm. Development of a dynamic mill model structure for tumbling mills. IMPC 2014 – 27th International Mineral Processing Congress.
Naumenko, Y., Deineka, K. Building a model of the impact grinding mechanism in a tumbling mill based on data visualization. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2023, 3(7 (123), 65–73. URL: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.283073
Machado M.V.C., Santos D.A., Barrozo, M.A.S., Duarte, C.R. Experimental and Numerical Study of Grinding Media Flow in a Ball Mill. Chemical Engineering & Technology. 2017, 40(10), 1835–1843. DOI: https://doi/10.1002/ceat.201600508
Ramasamy M., Narayanan S.S., Rao, C.D.P. Control of ball mill grinding circuit using model predictive control scheme. Journal of Process Control. 2005, 15(3), 273–283. DOI: https://doi/10.1016/j.jprocont.2004.06.006
Borodai V., Nesterova О., Shykhov S., Khalayimov Т. Development of automatic speed control system for synchronous drive of high-power tumbling mills. 2018. URL: https://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/153362/89-91.pdf?sequence=1
Chen X.S., Yang, J., Li, S.H., Li, Q. Disturbance observer based multi-variable control of ball mill grinding circuits. Journal of Process Control. 19(7), 1205–1213. DOI: https://doi/10.1016/j.jprocont.2009.02.004
Dang H.S., Zhang Y., Wang G. Design of Control System for the Ball Mill. Advanced Materials Research. 2014, 898, 497–500. DOI: doi:10.4028/www.scientific.net/amr.898.497
