Mejorando la Fragmentación de Partículas y la Utilización de Energía en Molinos de Bolas: Un Enfoque Integrado de DEM y SPH
Autores: Soares, Wallace Santos; dos Santos Magalhães, Elisan; Govender, Nicolin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando la Fragmentación de Partículas y la Utilización de Energía en Molinos de Bolas: Un Enfoque Integrado de DEM y SPH
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Extracción y transformación de minerales
Palabras clave
Estudio
Molino de bolas de rebose
Sistema de descarga
Simulaciones
Eficiencia
Análisis del comportamiento de la pulpa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio examina la conversión de un molino de bolas de desbordamiento en un nuevo sistema de descarga a través de simulaciones del Método de Elementos Discretos (DEM) y Dinámica de Fluidos con Partículas Suavizadas (SPH), demostrando mejoras significativas en el rendimiento. La metodología integra SPH para evaluar los efectos de la pulpa en la disipación de energía, la pérdida de potencia, las tasas de ruptura y el transporte de material. Los hallazgos destacan ineficiencias operativas significativas en la configuración de desbordamiento, amplias zonas muertas y un volumen de carga excesivo que obstaculizan la eficiencia de molienda al limitar la interacción del medio de molienda con el mineral y reducir la energía para la conminución. Además, la acumulación de pulpa desplaza el centro de gravedad, causando pérdidas de par y un bypass directo del material hacia la zona de descarga. Nuestras simulaciones replican estos desafíos y los comparan con operaciones a escala industrial, identificando excesos críticos de carga que restringen el rendimiento y elevan el consumo de energía. El nuevo sistema de descarga propuesto desacopla la carga de llenado del mecanismo de evacuación, liberando el volumen efectivo en el molino, además de abordar problemas comunes en las configuraciones de descarga con rejilla tradicionales, como el retroceso y el arrastre. Este arreglo mejoró sustancialmente la eficiencia de molienda, como lo demuestran las tasas de ruptura mejoradas y el consumo específico de energía disminuido. Los resultados proporcionan un marco sólido para el diseño de molinos y la optimización operativa, subrayando el valor del análisis integrado del comportamiento de la pulpa en la mejora del rendimiento del molino.
Descripción
Este estudio examina la conversión de un molino de bolas de desbordamiento en un nuevo sistema de descarga a través de simulaciones del Método de Elementos Discretos (DEM) y Dinámica de Fluidos con Partículas Suavizadas (SPH), demostrando mejoras significativas en el rendimiento. La metodología integra SPH para evaluar los efectos de la pulpa en la disipación de energía, la pérdida de potencia, las tasas de ruptura y el transporte de material. Los hallazgos destacan ineficiencias operativas significativas en la configuración de desbordamiento, amplias zonas muertas y un volumen de carga excesivo que obstaculizan la eficiencia de molienda al limitar la interacción del medio de molienda con el mineral y reducir la energía para la conminución. Además, la acumulación de pulpa desplaza el centro de gravedad, causando pérdidas de par y un bypass directo del material hacia la zona de descarga. Nuestras simulaciones replican estos desafíos y los comparan con operaciones a escala industrial, identificando excesos críticos de carga que restringen el rendimiento y elevan el consumo de energía. El nuevo sistema de descarga propuesto desacopla la carga de llenado del mecanismo de evacuación, liberando el volumen efectivo en el molino, además de abordar problemas comunes en las configuraciones de descarga con rejilla tradicionales, como el retroceso y el arrastre. Este arreglo mejoró sustancialmente la eficiencia de molienda, como lo demuestran las tasas de ruptura mejoradas y el consumo específico de energía disminuido. Los resultados proporcionan un marco sólido para el diseño de molinos y la optimización operativa, subrayando el valor del análisis integrado del comportamiento de la pulpa en la mejora del rendimiento del molino.