الطحن (الطحن)

تُسمى المطاحن ذاتية الطحن بهذا الاسم نسبةً إلى عملية الطحن الذاتي للخام: حيث تقوم أسطوانة دوارة بقذف صخور الخام الكبيرة بحركة متتالية، مما يؤدي إلى تكسيرها بالصدم وطحن الجزيئات الدقيقة بالضغط. وهي تشبه في طريقة عملها مطحنة SAG الموضحة أدناه، ولكنها لا تستخدم كرات فولاذية. تُعرف هذه المطاحن أيضًا باسم طحن الخام الخام (ROM).

تُعدّ مطحنة الكرات نوعًا شائعًا من المطاحن الدقيقة . تتكون من أسطوانة دوارة مائلة قليلًا أو أفقية، مملوءة جزئيًا بكرات ، عادةً ما تكون من الحجر أو المعدن ، والتي تطحن المواد إلى النعومة المطلوبة عن طريق الاحتكاك والارتطام بالكرات الدوارة. تعمل مطاحن الكرات عادةً بنسبة شحن كرات تقارب 30%. تتميز مطاحن الكرات بصغر قطرها نسبيًا وطولها، وغالبًا ما يتراوح طولها بين 1.5 و2.5 ضعف قطرها. يكون مدخل التغذية من أحد طرفي الأسطوانة ومخرج التفريغ من الطرف الآخر. تُستخدم مطاحن الكرات بشكل شائع في صناعة أسمنت بورتلاند وفي مراحل الطحن الدقيقة لمعالجة المعادن. قد يصل قطر مطاحن الكرات الصناعية إلى 8.5  متر (28  قدمًا) بمحرك 22 ميجاواط، ^{[ 6 ]} يستهلك ما يقارب 0.0011% من إجمالي الطاقة في العالم (انظر قائمة الدول حسب استهلاك الكهرباء ). مع ذلك، توجد نسخ صغيرة من مطاحن الكرات في المختبرات حيث تُستخدم لطحن عينات المواد لضمان الجودة.

تستخدم تنبؤات الطاقة لطواحين الكرات عادةً الشكل التالي لمعادلة بوند: ^{[ 7 ]}

${\displaystyle E=10W\left({\frac {1}{\sqrt {P_{80}}}}-{\frac {1}{\sqrt {F_{80}}}}\right)\,}$

أين

• E هي الطاقة (كيلوواط ساعة لكل طن متري أو طن قصير)
• W هو مؤشر العمل الذي يتم قياسه في مطحنة كروية مخبرية (كيلوواط ساعة لكل طن متري أو طن قصير).
• P ₈₀ هو حجم منتج دائرة الطحن بالميكرومتر
• F ₈₀ هو حجم تغذية دائرة الطحن بالميكرومتر.

وهناك نوع آخر من المطاحن الدقيقة الشائعة الاستخدام وهي مطحنة بورستون الفرنسية ، والتي تشبه مطاحن الدقيق القديمة .

تتكون أسطوانة الطحن عالية الضغط، والتي يُشار إليها غالبًا باسم HPGR أو مكبس الأسطوانات، من أسطوانتين متطابقتين في الأبعاد، تدوران عكس بعضهما البعض بنفس السرعة المحيطية. ويؤدي التغذية الخاصة للمواد السائبة عبر قادوس إلى تكوين طبقة من المواد بين الأسطوانتين. تتحرك وحدات التحميل في إحدى الأسطوانتين بشكل خطي، وتُضغط على طبقة المواد بواسطة نوابض أو أسطوانات هيدروليكية. تتجاوز الضغوط في طبقة المواد 50 ميجا باسكال (7000 رطل لكل بوصة مربعة )، وعادةً ما تتراوح بين 100 و300 ميجا باسكال. وبذلك، تُضغط طبقة المواد لتشكل جزءًا صلبًا يزيد حجمه عن 80%.

تتشابه مكبس الأسطوانة إلى حد ما مع الكسارات الأسطوانية ومكابس الأسطوانة المستخدمة في ضغط المساحيق، ولكن الغرض والبناء وطريقة التشغيل تختلف.

Extreme pressure causes the particles inside of the compacted material bed to fracture into finer particles and also causes microfracturing at the grain size level. Compared to ball mills HPGRs achieve a 30 to 50% lower specific energy consumption, although they are not as common as ball mills since they are a newer technology.

A similar type of intermediate crusher is the edge runner, which consists of a circular pan with two or more heavy wheels known as mullers rotating within it; material to be crushed is shoved underneath the wheels using attached plow blades.

A rotating drum causes friction and attrition between rock pebbles and ore particles. May be used where product contamination by iron from steel balls must be avoided. Quartz or silica is commonly used because it is inexpensive to obtain.

A rotating drum causes friction and attrition between steel rods and ore particles. But the term 'rod mill' is also used as a synonym for a slitting mill, which makes rods of iron or other metal. Rod mills are less common than ball mills for grinding minerals.

The rods used in the mill, usually a high-carbon steel, can vary in both the length and the diameter. However, the smaller the rods, the larger is the total surface area and hence, the greater the grinding efficiency.^[8]

SAG is an acronym for semi-autogenous grinding. SAG mills are autogenous mills that also use grinding balls like a ball mill. A SAG mill is usually a primary or first stage grinder. SAG mills use a ball charge of 8 to 21%.^[9][10] The largest SAG mill is 12.8m (42') in diameter, powered by a 28 MW (38,000 HP) motor.^[11] A SAG mill with a 13.4m (44') diameter and a power of 35 MW (47,000 HP) has been designed.^[12]

Attrition between grinding balls and ore particles causes grinding of finer particles. SAG mills are characterized by their large diameter and short length as compared to ball mills. The inside of the mill is lined with lifting plates to lift the material inside the mill, where it then falls off the plates onto the rest of the ore charge. SAG mills are primarily used at gold, copper and platinum mines with applications also in the lead, zinc, silver, alumina and nickel industries.

تُعدّ مطاحن الأبراج، التي تُعرف أيضًا بالمطاحن العمودية أو المطاحن المُحَرَّكة أو مطاحن إعادة الطحن، وسيلةً أكثر كفاءةً لطحن المواد إلى أحجام جسيمات أصغر، ويمكن استخدامها بعد مطاحن الكرات في عملية الطحن. وكما هو الحال في مطاحن الكرات، تُضاف كرات أو حصى الطحن (الفولاذية) إلى المطاحن المُحَرَّكة للمساعدة في طحن الخام، إلا أن هذه المطاحن تحتوي على لولب كبير مُثبَّت عموديًا لرفع المواد وطحنها. في مطاحن الأبراج، لا يوجد تأثير متتالي كما هو الحال في مطاحن الطحن التقليدية. تُستخدم المطاحن المُحَرَّكة أيضًا بشكل شائع لخلط الجير الحي (CaO) في معلق الجير. تتميز مطاحن الأبراج بعدة مزايا: انخفاض مستوى الضوضاء، وكفاءة استخدام الطاقة، وانخفاض تكاليف التشغيل.

تقوم مطحنة الصدم العمودي (VSI) بقذف جزيئات الصخور أو الخام على لوحة مقاومة للتآكل عن طريق قذفها من مركز دوار يدور على عمود رأسي. يستخدم هذا النوع من المطاحن نفس مبدأ كسارة الصدم العمودي (VSI) .