BRPI0105527B1

BRPI0105527B1 - grinding bodies for revolving mills

Info

Publication number: BRPI0105527B1
Application number: BRPI0105527A
Authority: BR
Inventors: Ivan José Dos Santos; Joaquim Donizetti Donda
Original assignee: Samarco Mineração S A
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2016-07-12
Also published as: WO2003045564A1; BR0105527C1; AU2002347231A1; BR0105527A; BR0105527F1

Abstract

"corpos moedores para moinhos revolventes e processos para fabricação dos corpos moedores". os corpos moedores sendo de formato preferencial troncônico, tendo calota esférica na base menor, havendo variantes quanto à conformação geométrica, os processos sendo utilizados: (1) (a) ferro fundido em coquilhas ou moldes de areia; (b) aço fundido em coquilhas ou moldes de areia, (c) aço laminado, aço forjado; (2) (a) em quaisquer moinhos revolventes; empregando-se metais ou elementos adicionais, como (3) (a) cromo, manganês, nióbio, etc. aos corpos moedores; (b) operando-se para quaisquer minérios ou concentrados como: (4) alumínio, ferro, ouro, cobre, chumbo, estanho, manganês, zinco, prata, platina, fosfatos, níquel, carvão, calcário, clínquer, cimento, areias e minerais industriais."Grinding bodies for revolving mills and processes for manufacturing grinding bodies". The grinding bodies are preferably trunked in shape, having a spherical cap at the lower base, with variations in geometric conformation, the processes being used: (1) (a) cast iron in molds or sand molds; (b) cast steel in molds or sand molds; (c) rolled steel, forged steel; (2) (a) in any revolving mills; using metals or additional elements such as (3) (a) chromium, manganese, niobium, etc. grinding bodies; (b) operating for any ores or concentrates such as: (4) aluminum, iron, gold, copper, lead, tin, manganese, zinc, silver, platinum, phosphate, nickel, coal, limestone, clinker, cement, sands and industrial minerals.

Description

“CORPOS MOEDORES PARA MOINHOS REVOLVENTES” [001] CAMPO TÉCNICO“GRINDING BODIES FOR REVOLVING MILLS” [001] TECHNICAL FIELD

[002] A presente invenção pertence ao campo técnico de desintegração por elementos de moagem, mais especifica mente se refere a corpos moedores destinados a ser inseridos em moinhos revolventes que têm por finalidade reduzir a granuiometria de minérios e concentrados, visando adequar seu tamanho aos processos subsequentes de concentração, bombeamento ou pelotização.[002] The present invention pertains to the technical field of grinding element disintegration, more specifically it relates to grinding bodies intended to be inserted into revolving mills which aim to reduce the granuiometry of ores and concentrates in order to adjust their size to the processes. concentration, pumping or pelletizing.

[003] ESTADO DA TÉCNICA[003] STATE OF THE TECHNIQUE

[004] Os moinhos revolventes possuem o nome genérico de moinhos de bolas, haja vista que o estado da técnica se utiliza principalmente de bolas para a operação de moagem de partículas de minério, materiais industriais, e outros materiais a serem submetidos ã moagem.The revolving mills have the generic name of ball mills, since the state of the art mainly uses balls for the operation of grinding ore particles, industrial materials, and other materials to be subjected to grinding.

[005] Moinhos de bola são ciJindros rotativos horizontais utilizados na moagem de partículas de minério (usualmente minério de ferro). O objetivo da moagem é alterar a granuiometria das partículas de minério, reduzindo seu tamanho para um padrão desejado.[005] Ball mills are horizontal rotating cylinders used for grinding ore particles (usually iron ore). The purpose of grinding is to change the particle size of the ore, reducing its size to a desired pattern.

[006] Estes moinhos são carregados com peças denominadas corpos moedores, e cerca de 40% de seu volume interno é preenchido pelos corpos moedores, sendo os 60% restantes do material a moer.[006] These mills are loaded with pieces called grinding bodies, and about 40% of their internal volume is filled by the grinding bodies, with the remaining 60% of the material to be milled.

[007] Os moinhos podem ser fabricados em dimensões pequenas, para laboratórios e usinas que processam massas pequenas, ou em grandes dimensões, que podem atingir 6m de diâmetro, e 10 m de comprimento, com o peso total atingindo 800 toneladas (máquina + carga de corpos moedores) para utilização em usinas que processam grandes massas de materiais.[007] Mills can be manufactured in small dimensions for laboratories and mills that process small masses, or large, up to 6m in diameter and 10m in length, with total weight reaching 800 tons (machine + load grinding bodies) for use in mills that process large masses of materials.

Mais de 95% dos corpos moedores utilizados neste ramo de atividade são cylpebs (de formato troncônico) e bolas (esferas), muito embora possam ser usados também seixos, ou pedaços do próprio material a ser moido.More than 95% of the grinding bodies used in this industry are cylpebs (truncated shaped) and balls (spheres), although pebbles or pieces of the material to be ground can also be used.

[008] Outro formato em particular é apresentado pelo documento de patente RU2Q24312, que descreve conjuntos de corpos moedores de formato tronco cônico, os quais, para aumentar a eficiência do moinho, apresentam uma base maior côncava e uma base menor de superfície elipsoidal, [009] Quanto ao tamanho da maior partícula a ser moída, na maioria das aplicações, está entre 12 e 0,074mm, para moinho de bolas, Na prática, para cada tamanho de partícula a ser moída existe um tamanho ideal, mais eficiente, para o corpo moedor; estes corpos são fabricados em intervalos de 1,27cm ou de 5 em 5mm. Geralmente, a faixa de fabricação vai de 25mm até 120mm.Another particular format is presented by patent document RU2Q24312, which describes conical trunk-shaped grinding body assemblies which, for increased mill efficiency, have a larger concave base and a smaller ellipsoidal surface base, [ 009] As for the size of the largest particle to be ground, in most applications it is between 12 and 0.074mm for ball mills. In practice, for each particle size to be ground there is an ideal, more efficient size for the mill. body grinder; These bodies are manufactured at 1.27cm or 5mm intervals. Generally, the manufacturing range is from 25mm to 120mm.

[010] Operação do moinho revolvente.[010] Operation of the revolving mill.

[011] Através do movimento de rotação do moinho, ocorre um revolvimento da carga de tal forma que as partículas a serem moídas sofrem a ação do choque dos corpos moedores contra o material a ser moído, e se fragmentam. Tais moinhos operam continuamente e são feitas reposições dos corpos moedores consumidos em determinados intervalos de tempo, de tal forma que seja mantida corretamente a carga de corpos moedores no interior do moinho. Os corpos moedores desgastados são expulsos do interior do moinho pelo próprio fluxo do material moído, fato que ocorre quando os corpos moedores atingem diâmetros inferiores a 15mm, [012] O estado da técnica ainda apresenta outros tipos de moinhos que utilizam bolas e cylpebs, que são os moinhos verticais, tipo torre, moinhos horizontais vibratórios, ou moinhos horizontais de carcaça não-girante, com eixos rotativos dotados de dispositivos para operar o revolvimento da carga.Through the rotational movement of the mill, the load revolves such that the particles to be ground are shocked by the grinding bodies against the material to be ground, and fragmented. Such mills operate continuously and replacements are made of the grinding bodies consumed at certain time intervals so that the load of grinding bodies within the mill is properly maintained. Worn grinding bodies are expelled from the inside of the mill by the flow of the milled material itself, a fact that occurs when grinding bodies reach diameters of less than 15mm. [012] The state of the art still presents other types of ball and roller mills, which include These are tower-type vertical mills, horizontal vibrating mills, or non-rotating casing horizontal mills with rotary shafts equipped with load revolving devices.

[013] PROBLEMA TÉCNICO.[013] TECHNICAL PROBLEM.

[014] Os corpos moedores do estado da técnica, usados no processo de moagem apresentam características que são função do processo de fabricação: um dos fatores que fazem com as bolas que funcionam como moedores em geral tenham preços mais elevados é que exigem moldes de areia para serem fabricados.State-of-the-art grinding bodies used in the grinding process have characteristics that are a function of the manufacturing process: one of the factors that make the grinding balls generally have higher prices is that they require sand molds. to be manufactured.

[015] As bolas (corpos moedores) são esferas de aço que podem ser fabricadas com ferro fundido, aço fundido ou aço laminado, e ainda podem apresentar elementos adicionais para formar ligas, como o cromo, o manganês, o nióbio, dentre outros. Para algumas aplicações especiais, os corpos moedores podem ser fabricados com outros materiais.[015] Balls (grinding bodies) are steel balls that can be made of cast iron, cast steel or rolled steel, and can also have additional elements to form alloys such as chromium, manganese, niobium, among others. For some special applications, grinding bodies can be made of other materials.

[016] Os cylpebs podem ser fabricados com os mesmos materiais das bolas, mas ganharam terreno na aplicação sob a forma de ferro fundido moldada em coquilhas, por esta ser a forma que apresenta menor custo de fabricação.[016] Cylpebs may be made of the same materials as balls, but have gained ground in application in the form of cast iron castings, as this is the least costly form.

[017] Apesar dos cylpebs apresentarem a grande vantagem de poderem ser fabricados em esteiras de moldagem, em coquilhas, de forma contínua, o que diminui o custo de fabricação, os cylpebs apresentam menor eficiência de moagem, [018] Como a capacidade de um moinho é função da eficiência da carga moedora, quanto maior a eficiência do corpo moedor, maior será a massa processada pelo moinho. Em suma, moinhos carregados com bolas têm maior capacidade de produção do que aqueles carregados com cylpebs.[017] Although cylpebs have the great advantage that they can be manufactured continuously on molding molds, which reduces the cost of manufacture, cylpebs have lower grinding efficiency, [018] The mill is a function of the efficiency of the grinding load, the higher the efficiency of the grinding body, the larger the mass processed by the mill. In short, ball-loaded mills have higher production capacity than those loaded with cylpebs.

[019] Os corpos moedores do documento RU2024312, apesar de proverem um formato tronco cônico com a base menor de superfície elipsoidal, devido a sua base maior ser côncava, não permite que haja o mesmo efeito de moagem provocado por um copo moedor que tenha ambas as bases de um corpo principal em formatos aproximadamente esféricos. De outro modo, a base côncava do documento RU2024312 não possibilita que haja um maior e mais distribuído contato de moagem realizado por toda sua superfície de base maior, uma vez que o segmento de maior contato e desgaste de moagem da dita base maior se concentra em suas bordas côncavas.[019] The grinding bodies of document RU2024312, although providing a tapered trunk shape with the smaller base of ellipsoidal surface, due to their larger concave base, do not allow for the same grinding effect as a grinding cup that has both the bases of a main body in approximately spherical shapes. Otherwise, the concave base of document RU2024312 does not allow for a larger and more distributed grinding contact to be made across its larger base surface, since the largest contact and grinding wear segment of said larger base concentrates on its concave edges.

[020] SOLUÇÃO TÉCNICA[020] TECHNICAL SOLUTION

[021] Os corpos moedores apresentados pela presente invenção, através de suas bases com calotas esféricas (superfícies convexas), propiciam uma melhor distribuição de superfície de contato para moagem sobre partículas de minério, resultando em melhor produtividade e rendimento operacional da usina de processamento de alteração de granulometria de minérios e concentrados considerando-se o custo de fabricação.[021] The grinding bodies presented by the present invention, through their spherical cap bases (convex surfaces), provide a better contact surface distribution for grinding over ore particles, resulting in better productivity and operating efficiency of the processing plant. alteration of ore and concentrate grain size considering the manufacturing cost.

[022] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS[022] BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[023] Doravante, a presente invenção será descrita em combinação com as figuras e modos de execução.Hereinafter, the present invention will be described in combination with the figures and embodiments.

[024] As Figs. 1A, 1B e 1C apresentam as vistas de um corpo moedor da presente invenção configurado por corpo central de tronco de cone e calotas esféricas em ambas as bases do tronco de cone;[024] Figs. 1A, 1B and 1C show views of a grinding body of the present invention configured by a cone trunk core body and spherical caps at both cone trunk bases;

[025] As Figs. 2A, 2B e 2C apresentam as vistas de um corpo moedor da presente invenção configurado por corpo central cilíndrico e calotas esféricas em ambas as bases.[025] Figs. 2A, 2B and 2C show views of a grinding body of the present invention configured by cylindrical central body and spherical caps at both bases.

[026] As Figs. 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A, 5B e 5C apresentam as vistas de corpos moedores da presente invenção configurado por tronco de formato geométrico prismático possuindo calotas esféricas na base maior e na base menor.[026] Figs. 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A, 5B and 5C show the views of grinding bodies of the present invention formed by prismatic geometric shaped trunk having spherical caps on the larger base and the smaller base.

[027] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[028] O corpo moedor da invenção.[028] The grinding body of the invention.

[029] Ao corpo moedor (1) da invenção foi dado o nome de "bullet", tal formato, como visto nas Figs. 1A, 1B e 1C, compreendendo um tronco de cone (2), tendo na base menor (3) uma calota esférica (4) de dimensões variáveis.[029] The grinding body (1) of the invention was given the name "bullet" such a shape as seen in Figs. 1A, 1B and 1C, comprising a cone trunk (2), having in the smaller base (3) a spherical cap (4) of varying dimensions.

[030] Tal corpo moedor possui a vantagem de ser fabricado através de um processo semelhante ao do cylpeb, e ainda com custo mais baixo do que o das bolas, porém tendo a eficiência de moagem muito próxima daquela apresentada pelas bolas. Os corpos moedores para moinhos revolventes da presente invenção são fabricados em ferro ou aço fundido em coquilhas ou moldes de areia, aço laminado ou forjado, empregando-se metais ou elementos adicionais como cromo, manganês ou nióbio aos ditos corpos moedores. Ademais os corpos moedores da presente invenção são utilizados para quaisquer minérios ou concentrados, como alumínio, ferro, ouro, cobre, chumbo, estanho, manganês, zinco, prata, platina, fosfatos, níquel, carvão, calcário, clínquer, cimento, areias e minerais industriais.[030] Such a grinding body has the advantage of being manufactured by a process similar to that of cylpeb, and still at a lower cost than balls, but having the grinding efficiency very close to that presented by balls. The revolving mill grinding bodies of the present invention are made of iron or cast steel in molds or sand molds, rolled or forged steel, using additional metals or elements such as chromium, manganese or niobium to said grinding bodies. In addition the grinding bodies of the present invention are used for any ores or concentrates such as aluminum, iron, gold, copper, lead, tin, manganese, zinc, silver, platinum, phosphate, nickel, coal, limestone, clinker, cement, sands and industrial minerals.

[031] O corpo moedor (1) tipo "bullet", que constitui o formato de um dos modos para a concretização da presente invenção, possui um formato geométrico de tronco (2), do tipo tronco de cone tendo na base menor (3) uma calota esférica (4) cujas dimensões podem variar conforme a aplicação. Com esta união de formas geométricas de tronco (2) de cone e calota esférica (4), obteve-se um corpo moedor (1) que pode ser fabricado através dos mesmos processos de fabricação utilizados para os cylpebs, apresentando ainda eficiência semelhante ao das bolas, conforme os dados de testes em laboratório.[031] The bullet-type grinding body (1), which forms the shape of one of the embodiments of the present invention, has a geometric trunk shape (2) of the cone trunk type having at the smallest base (3). ) a spherical cap (4) the dimensions of which may vary by application. With this union of geometric shapes of cone trunk (2) and spherical cap (4), we obtained a grinding body (1) that can be manufactured through the same manufacturing processes used for cylpebs, still presenting efficiency similar to that of balls, according to laboratory test data.

[032] Em um dos modos para a concretização da invenção é apresentado um corpo central troncônico e calotas em ambas as bases do dito tronco (2) de cone, incluindo uma calota esférica (5) na base maior (6), para formar o corpo moedor (1) a ser empregado nos moinhos revolventes ou quaisquer outros tipos de moinhos.[032] In one embodiment of the invention there is provided a frusto-conical central body and caps on both bases of said cone trunk (2), including a spherical cap (5) on the larger base (6), to form the grinding body (1) to be used in revolving mills or any other types of mills.

[033] Evidentemente, como em geometria chama-se tronco a uma "fatia" cortada de um sólido geométrico (prisma, pirâmide, cilindro ou cone) por um plano que não intersecta as bases (ou a única base, no caso da pirâmide e do cone), outros formatos derivados de um "bullet" fundamental de corpo central com formato geométrico de tronco podem ser utilizados.Of course, as in geometry a trunk is called a "slice" cut from a geometric solid (prism, pyramid, cylinder, or cone) by a plane that does not intersect the bases (or the only base in the case of the pyramid and cone shapes), other shapes derived from a core body core bullet with a geometric trunk shape may be used.

[034] Opcionalmente, como variante do corpo fundamental, como visto nas Figs. 2A, 2B e 2C, pode-se usar tronco (2) do tipo corpo cilíndrico (7) tendo calotas esféricas (8) em uma das bases (9) do dito corpo cilíndrico (7), ou calotas esféricas (8) em ambas as bases (9) do mesmo para formar o corpo moedor (1).Optionally, as a variant of the fundamental body, as seen in Figs. 2A, 2B and 2C, cylindrical body type stem (2) having spherical caps (8) on one of the bases (9) of said cylindrical body (7), or spherical caps (8) on both can be used. the bases (9) thereof to form the grinding body (1).

[035] Outros formatos, baseados na geometria fundamental poderão ser utilizados como visto nas Figs. 3A a 5C, por exemplo, cujo corpo principal/central ou tronco (2) possua um formato geométrico de corpo central prismático, seja de bases quadrangulares, pentagonais, hexagonais, etc., podendo ter na sua base maior (10) e na base menor (11) qualquer calota esférica (12), ou de outros formatos semelhantes aproximadamente esféricos, a fim de aumentar o rendimento da operação de moagem do minério no interior de qualquer moinho. Como corpo principal de formato geométrico prismático entenda-se por definição conhecida por um técnico no assunto, que se trata de um tronco prismático, tal como um sólido poliedro limitado por dois polígonos congruentes, e três ou mais paralelogramas.Other shapes based on fundamental geometry may be used as seen in Figs. 3A to 5C, for example, whose main / central body or trunk (2) has a prismatic central body geometric shape, whether of quadrangular, pentagonal, hexagonal bases, etc., and may have its largest base (10) and base smaller (11) any spherical cap (12), or other similar roughly spherical shapes, in order to increase the throughput of the ore grinding operation within any mill. The main body of a prismatic geometric shape is understood by a definition known to one of ordinary skill in the art, which is a prismatic trunk, such as a solid polyhedron bounded by two congruent polygons, and three or more parallelograms.

[036] Conforme mencionado, a presente invenção não se utiliza das configurações geométricas consideradas no estado da técnica, mas cria a forma inusitada de “bullet1’ (e suas variantes), cuja eficiência é comprovada segundo testes realizados, e que apresenta os seguintes resultados: [037] Conforme se pode constatar, o rendimento do corpo moedor da invenção, considerando-se custo de fabricação e eficácia, recomenda uma patente para a invenção.As mentioned, the present invention does not utilize the geometric configurations considered in the state of the art, but creates the unusual form of 'bullet1' (and variants thereof), the efficiency of which is proven by tests performed, and which gives the following results. As can be seen, the grinding body performance of the invention, considering manufacturing cost and effectiveness, recommends a patent for the invention.

[038] Testes efetuados em moinho de 30,48cm de diâmetro, com 30,48cm de comprimento, para um produto final com 90% passante em peneira com malha de abertura de 0,15 mm.[038] Tests performed on a 30,48 cm diameter 30,48 cm long mill for a 90% pass through sieve with 0.15 mm opening mesh.

[039] Cada formato de corpo moedor projetado para o emprego em moinhos revolventes deve ser testado na prática, e proporcionar resultados, os quais serão comparados entre si para aumentar, cada vez mais, o rendimento operacional da usina de processamento de alteração de granulometria de minérios e concentrados.[039] Each grinder body shape designed for use in revolving mills should be tested in practice and provide results, which will be compared with each other to increasingly increase the operating efficiency of the particle size change processing plant. ores and concentrates.

REIVINDICAÇÕES

Claims

01. Grinding bodies for revolving mills, characterized in that they have a centrally shaped trunk body (2), having a first spherical hubcap on a first trunk base (2) and a second spherical hubcap on a second trunk base (2). ).

Revolving mill grinding bodies according to claim 01, characterized in that the central body has a geometrical shape of a cone trunk (2) having a spherical cap (4) on a smaller base (3) of the trunk (2). and a spherical cap (5) on a larger base (6) of the trunk (2).

Revolving mill grinding bodies according to claim 01, characterized in that the central body has a geometrical shape of cylindrical stem (7) having spherical caps (8) on both bases (9) of the trunk (2).

Revolving mill grinding bodies according to claim 01, characterized in that the central body has a geometric prismatic trunk shape having spherical caps (12) on the largest base (10) and the smallest base (11) of the trunk (2). ).

Grinding bodies for revolving mills according to claim 04, characterized in that the central body with a prismatic geometric trunk (2) shape has triangular bases (10; 11).

Grinding bodies for revolving mills according to claim 04, characterized in that the central body of prismatic geometrical shape (2) has quadrangular bases (10; 11).

Revolving mill grinding bodies according to claim 4, characterized in that the prismatic geometric trunk-shaped central body (2) has pentagonal bases (10; 11).

Revolving mill grinding bodies according to Claim 04, characterized in that the prismatic trunk-shaped (2) geometrical central body has hexagonal bases (10; 11).