أساسيات الطحن
الطحن هو العملية اللاحقة لعملية التكسير و هو الخطوة الاخيرة في
عمليات تصغير حجم الحبيبات. تكمن اهمية الطحن في تصغير حجم حبيبات الخام
لتصبح مناسبة لعمليات الفصل اللاحقة من حيث ملائمتها للأجهزة
المستخدمة و للوصول الى حجم التحرر (Liberation Size).
على الرغم من الاهمية البالغة لعملية الطحن و احتياجها لفهم و دراسة
واسعين فإنه يتم التعامل معها باستخفاف كبير في بلادنا العربية (في الاغلب الاعم)
باعتبارها عملية بسيطة يمكن لغير المتخصصين القيام بها خلافا لحقيقتها المعقدة
التي تحتاج لمتخصص من اجل ان تتم بأفضل كفاءة و أقل تكلفة.
و تستهلك عمليات التكسير و الطحن وحدهما ما يقارب من 80 % من تكاليف
استهلاك الطاقة في عمليات تركيز الخامات لذلك فإن الفهم الصحيح هام للغاية من اجل
زيادة العائد الاقتصادي.
في هذا المقال سأتعرض لأساسيات عملية الطحن فقط للتبسيط حيث انه يحتاج
الى مساحات واسعة لتغطيته تفصيلاً.
تؤثر الخصائص الفيزيائية للخام و بخاصة الصلادة على سهولة الطحن و
بالتالي الطاقة المستهلكة اثناء عملية الطحن. فالخامات ذات الصلادة المنخفضة
كالحجر الجيري اسهل في الطحن و اقل كلفة من الخامات ذات الصلادة المرتفعة مثل
الكوارتز. و الصلادة هي مقاومة الخدش. و هناك مقياس موهز الذي يشتمل على 10 درجات
للصلادة كما مبين في الشكل التالي (من موقع Gem Select) حيث
ان 1 تعبر عن الاقل صلادة و 10 عن الاكثر صلادة. و يمكن استغلال الفارق في الصلادة
بين المعدن المستهدف و الشوائب في عمل تركيز اولي مما يؤدي الي توفير في طاقة
الطحن و كفاءة و تكاليف عمليات الفصل اللاحقة.
أول ما ينبغي معرفته بعد ذلك قبل اجراء عملية الطحن هو الحجم الحبيبي
المراد الوصول اليه للناتج من الطحن . هذا
الحجم الحبيبي هو حجم التحرر(Liberation Size) و هو يعرف على انه الحجم
الحبيبي الذي يكون عنده حوالي 80% على الاقل من المعدن المستهدف منفصلة تماما
عن الشوائب المصاحبة لها كما هو مبين في الشكل التالي.
هذه الصورة من: www.minassist.com.au/blog/
الوصول لحجم التحرر يعني القدرة على فصل المعدن المستهدف من الشوائب
بطرق الفصل المناسبة حسب طبيعة الخام. و عليه فإن الطحن
لأحجام اقل من حجم التحرر سيؤدي الى استهلاك كبير و زائد عن الحاجة في طاقة الطحن بالإضافة
الى تعقيد عمليات الفصل اللاحقة حيث انه كلما زادت نعومة الحبيبات كلما ازدادت
صعوبة عمليات الفصل. اما الحالة العكسية لذلك و هي الطحن حتى حجم حبيبي اكبر من
حجم التحرر فسيؤدي الى عدم الوصول لدرجة التحرر الكافية للمعدن المستهدف و بالتالي
سيؤدي الى خفض او اتلاف كفاءة عمليات الفصل اللاحقة.
هناك العديد من طرق حساب الطاقة المستهلكة اثناء عملية الطحن لكن
اكثرها شهرة هي طريقة معامل شغل بوند (Bond’s Work Index). و
المجال لن يتسع هنا لتفصيل طرق حساب طاقة الطحن التي تحتاج عدة محاضرات لتوضيحها و
ربما نعرج عليها لاحقا في مقالات اخرى.
بالنسبة لأنواع الطواحين فهناك العديد من الانواع لكن سأركز هنا على
النوعين الاكثر شهرة و استخداما في عمليات تركيز الخامات و هما طاحونة الكرات (Ball mill) و
طاحونة القضبان (Rod mill).
المصدر: aballmill.com
شكل يوضح طاحونة الكرات (Ball mill)
شكل يوضح طاحونة القضبان
و تسمى الكرات او القضبان بوسائط الطحن (Grinding media) و
هي التي تقوم بطحن الخام و في بعض
الاحيان يتم استخدام الخام ليطحن نفسه بنفسه فيما يسمى بالطحن الذاتي (Autogenous
milling) او استخدام الزلط (Pebble mills) او الطحن شبه الذاتي (Semi Autogenous
milling).
و تعتمد هذه
الطواحين على الدوران و من ثم سقوط وسائط الطحن على الخام لتكسره. لكن هناك سرعة
حرجة عندها تدور الوسائط و الخام بشكل ملاصق لجدار الطاحونة و هندها لا يحدث اي
طحن و عليه فإن السرعة ينبغي ان تكون اقل من هذه السرعة الحرجة (Critical speed) و
عادة ما يكون نطاق السرعة بين 60 الى 70 % من السرعة الحرجة.
الطحن قد يكون جافا او باستخدام الماء حسب طبيعة الخام و حسب توفر
وجود الماء. اما نسبة ملأ الطاحونة بالخام فعادة تكون بين 40 الى 50 % من حجم
الطاحونة و نسبة ملأ الخام فعادة تكون بين
15 الى 30 % من حجم الطاحونة و ذلك حسب طبيعة الخام.
في انتظار آرائكم و تعليقاتكم
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق