SAG 밀에서는 강구 투입량이 광석 파쇄 공정을 주도하는 경향이 있어, (굵은) 광석 자체가 기여하는 분쇄 작용은 감소합니다. 현재 기존의 SAG 분쇄 회로는 미세 입자 재순환이 없는 SABC 및 SAB 공정입니다. 또한, SAG 분쇄의 최근 추세는 더 많은 양의 강구를 사용하는 것이며, 이러한 조건에서 굵거나 큰 광물 입자는 분쇄 매체로써 미미한 역할만 수행합니다. 실제로 이러한 굵은 입자들은 종종 분쇄 회로에 부담이 됩니다. 이는 특히 SAG 밀의 볼 충전량이 10%를 초과할 때 두드러지며, 이 경우 급재 크기를 줄이면 이러한 부담을 완화할 수 있습니다. 그림 6-7에서 볼 수 있듯이, 가장 큰 입자들은 SAG 밀 내부에 축적되는 경향이 있어 밀 충전량이 한계 용량을 초과하게 되며, 이는 SAG 밀 내에서 이러한 큰 입자를 분쇄하기 어렵다는 점을 시사합니다. 동시에, 밀 충전량이 증가함에 따라 밀의 전력 소비량도 증가합니다. 기존의 AG 밀 제어 관행에 따르면, 밀 충전량과 전력을 허용 가능한 한도 내로 유지하려면 처리량을 줄여야 한다. 그림 6-8에서 볼 수 있듯이, 미세 입자의 양을 늘리면 밀 처리량을 상당히 증가시킬 수 있다. 그러나 시뮬레이션 결과에 따르면 이러한 관찰된 현상이 항상 유효한 것은 아니다. SAG 밀의 볼 충전량이 적을 때(예: 10% 미만), 최대 밀 출력을 위한 최적 급재 입도 F80은 처리량에 상당한 영향을 미치는데, 이는 분쇄 작용의 일부가 여전히 광석 입자 자체에 의해 이루어지기 때문이다. 따라서 이러한 조건 하에서는 새로운 공급물 F80과 볼 충전량이 상호작용하며 서로 영향을 미칩니다. 그러나 상대적으로 높은 볼 충전량(예: 10% 이상)에서는, 그림 6-9에서 볼 수 있듯이, 새로운 공급물 F80이 크면 해로운 영향을 미칩니다. 이 그림에서 볼 수 있듯이, 공급물 크기가 거칠어질수록 개별 크기 분획의 파쇄율이 감소합니다.

그림 6‑7 의 동적 변화 SAG 밀 공급 입자 크기(P80/mm)에 따른 연삭 거동

그림 6‑8 25.4 mm(1 in)보다 입자가 더 미세한 물질의 함량이 제강소 생산 데이터에 미치는 영향

25.4 mm(1인치)보다 미세한 공급 재료 함량: 1%
그림 6‑8 공급물 내 미분 함량에 따른 SAG 밀의 반응

온라인 이미지 기반 입자 크기 분석 시스템을 통해, 이제 새로운 공급 원료에 포함된 다양한 크기 분획(예: 미세 분획(–50 mm), 중간 분획(+50–125 mm), 및 거친 분획 (+125 mm)와 같은 다양한 크기 분획이 SAG 밀링 성능에 미치는 영향을 연구할 수 있게 되었다⁸⁹. 원료 내 미세 입자 함량이 높을수록 SAG 밀의 처리량을 높이는 데 더 유리하다. 다른 연구들에 따르면, –100+30 mm 분획과 같은 중간 크기 입자의 양은 단순히 원료의 F80을 지표로 사용하는 것보다 SAG 밀 처리 용량에 더 뚜렷한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라 이러한 중간 크기 입자를 분쇄하기 위해 2차 파쇄 공정을 활용하는 방안이 검토되고 있다. 특히 경질 광석(예: 본드 볼밀 작업 지수 15 kWh/t 초과)을 처리할 때, 광석의 입도 특성을 개선하기 위해 발파 방식을 최적화하면 SAG 밀 처리량을 극대화할 수 있다. 그림 6-10에 표시된 바와 같이, SAG 밀 처리량을 증가시키기 위한 일반적인 원칙은 다음과 같다:

(1) 가장 큰 입자의 크기를 가능한 한 최소화하십시오.

(2) 중간 크기의 입자(예: 25–75 mm 분획)의 양을 최소화한다.

(3) 벌목량, 즉 –10 mm 분획의 양을 극대화한다.

그림 6‑9 SAG 밀에서 새로운 원료 P80이 개별 입도 분획의 파쇄율에 미치는 영향

그림 6-10 경질 광석의 SAG 분쇄용 신규 원료의 바람직한 입도 분포

“관찰된 현상은 그림 6-11에 나타난 바와 같이, 자연 원추형 비축장의 비축량이 감소함에 따라 SAG 밀의 처리량이 대규모로 감소하는 경향과 일치한다. 일반적으로, 미세 입자와 거친 입자가 풍부하고 중간 크기의 입자가 부족한 안장형(즉, 이모달) 입자 크기 분포가 SAG 분쇄에 적합하다.”

그림 6-11 새로운 공급 재고 수준이 감소함에 따른 SAG 밀의 작동 변화

한편, 실제 생산 현장에서는 SAG 밀이 고출력 및/또는 높은 충전량으로 가동될 때, 운영자들이 강철 볼을 더 추가하는 경향이 있는데, 이로 인해 강철 연마 매체의 비중이 더욱 높아지게 됩니다. 요컨대, 선광소의 SAG 밀이 이러한 방식으로 가동될 경우, 급재 입자 크기와 강철 연마 매체의 비중이 모두 변화하게 되며, 이로 인해 급재 입자 크기를 줄이면 SAG 밀의 처리량이 증가한다는 생산 데이터가 왜곡되거나 그 효과가 과대평가될 수 있습니다.

동시에, 급재 크기를 줄일 때 운전 매개변수와 SAG 밀 라이너 구성을 조정하지 않으면 SAG 밀의 충전량이 감소하고 페블 순환 부하가 증가하게 됩니다. SAG 밀의 충전량이 낮으면 라이너 손상 위험이 높아집니다.

표 6-1은 급재 크기를 조정하여 SAG 밀의 처리 용량을 증대시킨 산업 현장 사례를 정리한 것이다. 이러한 산업 현장 데이터에 따르면, 처리 용량 증대 정도는 광석의 경도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 급재 크기를 조정하여 분쇄 용량을 향상시키는 데 있어 일반적인 원칙은 다음과 같다.

(1) 광석의 본드 볼밀 작업 지수가 8–10 kWh/t 미만인 경우, 즉 연질 광석인 경우, 처리량 증가는 미미하거나 심지어 감소하기도 한다.

(2) 본드 볼밀의 작업 지수가 10–15 kWh/t, 즉 중경도 광석일 경우, 처리 능력은 10%–15%로 증가한다.

(3) 본드 볼밀의 작업 지수가 15 kWh/t보다 클 경우, 즉 경질 광석인 경우, 처리 용량은 15% 이상 증가합니다.