Evaluation of the vertical stirred mills screw liner wearing in laboratory-scale and using discrete element method

Abstract

A crescente escassez de recursos minerais faz com que a exploração de depósitos de reduzidos teores e complexas mineralogias se apresente como uma nova realidade no setor mineral. Esse fato eleva a dependência da indústria às tecnologias de moagem que apresentam maior eficiência energética, como é o caso dos moinhos verticais de carga agitada. Embora sua eficiência energética e modelagem sejam discutidas na literatura, o desgaste do revestimento da espiral se apresenta como um tópico pouco abordado. Esse desgaste afeta os principais componentes do custo operacional do equipamento, que são o consumo energético, consumo de carga moedora e o custo de substituição do próprio revestimento. Nesse sentido, a estratégia atual de compensação do desgaste consiste na manutenção da energia elétrica em um nível constante, através do aumento do enchimento de carga moedora do moinho durante um ciclo de vida útil do revestimento. Neste estudo, diferentes abordagens foram usadas no intuito de promover uma melhor compreensão sobre o desgaste e seus efeitos na performance da moagem. Experimentos foram realizados usando um moinho vertical de laboratório e os conceitos de energia específica, distribuição granulométrica e energia específica de tamanho (Size Specific Energy - SSE). Os resultados apontam para uma tendência de elevada redução na energia específica de tamanho (SSE) ao operar com enchimento constante. Adicionalmente, foram realizadas simulações de desgaste usando o Método dos Elementos Discretos (DEM). Os resultados obtidos foram comparados com medições de desgaste realizadas em um VTM-1500, a partir do escaneamento tridimensional dos revestimentos, em distintas condições de desgaste. De forma similar, simulações DEM foram realizadas para avaliação das condições experimentais testadas em escala de laboratório. Os resultados foram usados na obtenção de um melhor entendimento dos resultados experimentais. Por fim, um método não invasivo e de baixo custo foi aplicado para monitoramento do desgaste do revestimento da espiral, utilizando variáveis elétricas e vibracionais. Os resultados indicam um relativo potencial para uso das informações na obtenção de um indicador das condições do desgaste do revestimento.