مطحنة مخبرية رطبة بوسائط تحريك

الطحن بوسائط التحريك هو الطريق العملي الوحيد لإنزال لباب معدني دون نحو عشرة ميكرومترات على مقياس المخبر، وهو الخطوة التي تقرر إن كان الرشح اللاحق اقتصادياً. فالتحرير دالة للحجم: كبريتيد محبوس في حبيبة 40 µm قد لا يكون متاحاً للكاشف أصلاً، والمعدن نفسه عند 5 µm قد يُرشَح في جزء من زمن المكوث. وُجدت المطحنة لإنتاج ذلك الحجم، وإنتاجه بمرافقة رقم طاقة نوعية، لأن طاقة الطحن هي عادةً أكبر بند منفرد في مخطط الطحن الناعم.

كيف تدخل الطاقة إلى الحبيبة

لا تدخل بالصدم كما في مطحنة الكرات، بل بالضغط والقص بين وسائط تتحرك بعضها بالنسبة لبعض. يسرّع المحرّك شحنة الوسائط؛ والحبيبات المحتجزة بين جسمين متقاربين تتلقى إجهاداً يكسرها. والنتيجة أن الطحن انتقائي أكثر بكثير: يُكسر حيث تُحتجز حبيبة، لا حيث تسقط كرة.

ومن هنا أيضاً النمو غير الخطي للاستهلاك النوعي مع النعومة. فتحت حجم معين لم تعد الطاقة تكسر بل تشوّه وتتحول حرارة، والحدّ العملي تفرضه الريولوجيا: يصبح اللباب لزجاً بحيث لا يدور وتختنق المطحنة.

السرعة الطرفية، ولماذا الزيادة ليست أفضل دائماً

السرعة الطرفية للمحرّك — 8 إلى 12 m/s في النظام القياسي وحتى 15 m/s — هي المتغيّر الأكثر تأثيراً. سرعة أكبر تعني طاقة أكبر في وحدة الزمن، لكنها تعني أيضاً تآكلاً أكبر للوسائط وحرارة أكثر. وفوق نقطة معينة تتطارد طبقة الوسائط إلى الجدار فتكفّ عن التحريك: يرتفع الاستهلاك ولا يتحسن الطحن ويتفاقم التآكل.

لذلك الممارسة هي رفع السرعة حتى تتوقف النعومة عن الاستجابة، والبقاء تحتها قليلاً. بوسائط 0,3 mm وسرعة عالية يُبلَغ النطاق دون الميكروني؛ وبوسائط 2 mm وسرعة معتدلة يُطحَن إلى 10–30 µm بتآكل أقل.

رطبة لا جافة، ولماذا

رطبة لأن اللباب يحمل الحرارة ويمنع إعادة التكتل ويسمح بضخ الناتج. وفي الجاف تتكتل الحبيبات الناعمة وتطحن المطحنة كتلاً لا حبيبات، فلا ينخفض الحجم المقيس وإن استُهلكت الطاقة. وفوق ذلك يمكن في الرطب التشغيل في دائرة مغلقة مع خزان احتجاز، وهو ما يمنع الطحن الزائد.

والحدّ هو حمل المواد الصلبة: فوق 50 % وزناً يتوقف لباب معظم المعادن عن الضخ، وتحت 20 % يُطحَن ماء لا صلب. والنافذة العملية بين 25 و45 %.

ما يجب أن يثبته برنامج مخبري

• منحنى الحجم مقابل الطاقة النوعية: kWh/t عند P80 من 30 و15 و10 و5 µm. وهو الرقم الذي يُحجَّم به المطحنة الصناعية.
• الـP80 الممكن بحجمي وسائط مختلفين، لأن حجم الوسائط هو الرافعة الأرخص.
• تآكل الوسائط بالغرام لكل طن ناتج، بوزن الشحنة قبل وبعد.
• ارتفاع الحرارة في كل تمريرة، وهو كثيراً ما يكون الحدّ الحقيقي قبل القدرة.
• ريولوجيا اللباب عند حمل المواد الصلبة التشغيلي، لمعرفة هل ستتدفق الدائرة المغلقة.
• المقارنة بالطحن في مطحنة كرات عند الـP80 نفسه، لأنها المرجع الذي يُقرَّر به الانتقال.