في مطاحن SAG، تميل كمية الكرات الفولاذية المستخدمة إلى أن تكون العامل المهيمن في عملية تكسير الخام، وبالتالي تقل مساهمة الخام (الخشن) نفسه في عملية الطحن. حاليًا، تتمثل دوائر الطحن SAG التقليدية في عمليتي SABC و SAB، اللتين لا تتضمنان إعادة تدوير الجسيمات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، يتمثل الاتجاه الحالي في طحن SAG في استخدام مستويات أعلى من حشوة الكرات؛ وفي ظل هذه الظروف، لا تلعب جزيئات الخام الخشنة أو الكبيرة سوى دور ثانوي كوسائط طحن. في الواقع العملي، غالبًا ما تصبح هذه الجسيمات الخشنة عبئًا على دائرة الطحن. وينطبق هذا بشكل خاص عندما تتجاوز كمية الكرات في مطحنة SAG 10%، حيث يمكن أن يؤدي تقليل حجم التغذية إلى تخفيف هذا العبء. كما هو موضح في الشكل 6-7، تميل أكبر الجسيمات إلى التراكم داخل مطحنة SAG، مما يتسبب في تجاوز حمولة المطحنة لسعتها القصوى، وهو ما يشير أيضًا إلى صعوبة تكسير هذه الجسيمات الكبيرة داخل مطحنة SAG. وفي الوقت نفسه، يزداد استهلاك الطاقة في المطحنة مع زيادة حمولتها. وفقًا للممارسات التقليدية للتحكم في مطحنة AG، للحفاظ على حمولة المطحنة والطاقة ضمن الحدود المقبولة، يجب تقليل معدل الإنتاجية. كما هو موضح في الشكل 6-8، يمكن أن تؤدي زيادة كمية المواد الدقيقة إلى زيادة كبيرة في معدل إنتاجية المطحنة. ومع ذلك، تشير نتائج المحاكاة إلى أن هذه الظواهر الملحوظة ليست صحيحة دائمًا. عندما تكون حمولة الكرات في مطحنة SAG منخفضة (على سبيل المثال، أقل من 10%)، يكون لحجم التغذية الأمثل F80 للحصول على أقصى طاقة للمطحنة تأثير كبير على الإنتاجية، لأن جزءًا من عملية الطحن لا يزال يتم بواسطة جزيئات الخام نفسها. لذلك، في ظل هذه الظروف، يتفاعل حجم التغذية الجديد F80 ومستوى حمل الكرات ويؤثر كل منهما على الآخر. ومع ذلك، عند مستويات تحميل الكرات العالية نسبيًا (على سبيل المثال، 10% أو أعلى)، فإن التغذية الجديدة F80 العالية تكون ضارة، كما هو موضح في الشكل 6-9، حيث تنخفض معدلات تكسير فئات الأحجام الفردية كلما أصبح حجم التغذية أكثر خشونة.

الشكل 6-7 التغير الديناميكي لـ مطحنة SAG سلوك الطحن مع حجم جسيمات التغذية (P80/مم)

الشكل 6-8: تأثير نسبة المواد التي يقل حجمها عن 25.4 مم (1 بوصة) على بيانات إنتاج المصنع

نسبة المواد المدخلة التي يقل حجمها عن 25.4 مم (1 بوصة): 1%
الشكل 6-8: استجابة مطحنة SAG لمحتوى الجسيمات الدقيقة في المواد المُغذية

من خلال أنظمة تحليل حجم الجسيمات القائمة على الصور عبر الإنترنت، أصبح من الممكن الآن دراسة تأثير الفئات الحجمية المختلفة في المواد المُغذية الجديدة على أداء الطحن باستخدام مطحنة SAG⁸⁹، على سبيل المثال الفئة الدقيقة (–50 مم)، والفئة المتوسطة (+50–125 مم)، والفئة الخشنة (+125 مم). وكلما زاد محتوى الجسيمات الدقيقة في المواد المُغذية، زادت الفائدة في زيادة إنتاجية مطحنة SAG. وقد وجدت دراسات أخرى أن كمية الجسيمات ذات الحجم المتوسط، مثل الفئة –100+30 مم، لها تأثير أكثر وضوحًا على سعة مطحنة SAG مقارنةً بمجرد استخدام F80 للمادة الخام كمؤشر. وقد أدى ذلك إلى النظر في استخدام التكسير الثانوي لتفتيت هذه الجسيمات ذات الحجم المتوسط. وخاصة عند معالجة الخامات الصلبة (على سبيل المثال، مؤشر عمل مطحنة الكرات وفقًا لمقياس بوند أكبر من 15 كيلوواط ساعة/طن)، فإن تحسين ممارسات التفجير لتحسين خصائص حجم الخام يمكن أن يزيد إنتاجية مطحنة SAG إلى أقصى حد. كما هو موضح في الشكل 6-10، فإن المبادئ العامة لزيادة إنتاجية مطحنة SAG هي:

(1) تقليل حجم أكبر الجسيمات إلى أقصى حد ممكن.

(2) تقليل كمية الجسيمات متوسطة الحجم (مثل الفئة التي يتراوح حجمها بين 25 و75 ملم) إلى أدنى حد ممكن.

(3) زيادة كمية الغرامات إلى أقصى حد، أي الجزء الذي يبلغ حجمه –10 ملم.

الشكل 6-9: تأثير المادة الأولية الجديدة P80 على معدلات التكسير للفئات الحجمية الفردية في مطحنة SAG

الشكل 6-10: التوزيع المفضل لحجم الجسيمات في المواد الأولية الجديدة المستخدمة في طحن SAG للخام الصلب

“تتوافق الظواهر الملاحظة مع الانخفاض الواسع النطاق في إنتاجية مطحنة SAG مع انخفاض مستوى المخزون المخروطي الطبيعي، كما هو موضح في الشكل 6-11. وبشكل عام، فإن التوزيع الحجمي للجسيمات على شكل سرج (أي ثنائي الأطراف)، الذي يتسم بوفرة الجسيمات الدقيقة والجسيمات الخشنة وندرة الأحجام المتوسطة، هو الأنسب لطحن SAG.”

الشكل 6-11: التغيرات في أداء مطحنة SAG أثناء انخفاض مستوى مخزون المواد الخام الجديد

وفي الوقت نفسه، في الممارسة العملية للإنتاج، عندما يعمل مطحنة SAG بطاقة عالية و/أو مستوى تحميل مرتفع، يميل المشغلون إلى إضافة المزيد من الكرات الفولاذية، مما يزيد من هيمنة وسائط الطحن الفولاذية. باختصار، إذا تم تشغيل مطحنة SAG في محطة التخصيب بهذه الطريقة، فسوف يتغير كل من حجم المواد المُغذية وهيمنة وسائط الطحن الفولاذية، مما قد يشوه بيانات الإنتاج التي تُظهر أن تقليل حجم المواد المُغذية يزيد من إنتاجية مطحنة SAG، أو يتسبب في المبالغة في تقدير هذا التأثير.

وفي الوقت نفسه، إذا لم يتم تعديل معلمات التشغيل وتكوين بطانة مطحنة SAG عند تقليل حجم المواد المُغذية، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض مستوى الحمولة في مطحنة SAG وزيادة حمل الحصى المتداول. ويؤدي انخفاض مستوى الحمولة في مطحنة SAG إلى زيادة خطر تلف البطانة.

يُدرج الجدول 6-1 حالات صناعية تم فيها زيادة سعة مطحنة SAG عن طريق تعديل حجم المواد المُغذية. وتُظهر بيانات الممارسات الصناعية هذه أن مدى زيادة السعة يعتمد على صلابة الخام. وفيما يلي القواعد العامة لتحسين سعة الطحن عن طريق تعديل حجم المواد المُغذية:

(1) عندما يكون مؤشر عمل مطحنة الكرات «بوند» للخام أقل من 8–10 كيلوواط/ساعة لكل طن، أي عندما يكون الخام لينًا، تكون الزيادة في السعة ضئيلة أو حتى سلبية.

(2) عندما يبلغ مؤشر أداء مطحنة الكرات من طراز «بوند» 10–15 كيلوواط/ساعة لكل طن، أي في حالة الخام متوسط الصلابة، تبلغ الزيادة في السعة 10%–15%.

(3) عندما يتجاوز مؤشر أداء مطحنة الكرات من طراز «بوند» 15 كيلوواط/ساعة لكل طن، أي في حالة الخام الصلب، تزيد السعة عن 15%.