Wykonanie takiej optymalizacji w warunkach przemysłowych jest bardzo trudne i często niemożliwe. W tym celu Comex wprowadził na rynek układy mielenia i klasyfikacji aerodynamicznej do przeprowadzania badań zarówno w skali laboratoryjnej.

Brak optymalnych warunków
Proces mielenia w młynach kulowych z użyciem separacji aerodynamicznej jest nadal bardzo popularną metodą rozdrabniania produktów mineralnych. Młyny kulowe mogą być używane w bardzo niekorzystnych warunkach, w których takie parametry, jak poziom wypełnienia młyna, rozmiar mielników, stosunek ilości materiału do ilości mielników, prędkość obrotowa, temperatura, mogą znacznie odbiegać od optymalnych. Dodatkowo w układzie zamkniętym, gdy sprawność klasyfikacji jest mała, drobne cząstki materiału są zawracane do młyna zamiast do frakcji gotowego produktu, co powoduje spowolnienie procesu mielenia. Przeprowadzenie optymalizacji mielenia i klasyfikacji wymaga bardzo wielu doświadczeń i jest pracochłonne. W efekcie taki proces optymalizacji jest praktycznie niemożliwy w warunkach przemysłowych ze względu na wysokie koszty, pracochłonność oraz zużycie materiału wsadowego.

RYS. 1 Schemat systemu BMX
 

Optymalizacja w skali laboratoryjnej
Ze względu na powyższe ograniczenia Comex wprowadził na rynek kompletny układ mielenia w skali laboratoryjnej (przedstawiony na RYS. 1 i FOT. 1), który rozwiązuje większość wspomnianych problemów. System BMX jest bardzo kompaktowy i może pracować w niewielkim pomieszczeniu laboratoryjnym oraz wymaga niewielkiej ilości materiału, nawet kilkunastu kilogramów. Dodatkowo system BMX wyposażony jest w nagrzewnicę elektryczną, która umożliwia uzyskanie temperatury mielenia w zakresie 20–150°C. Jest to bardzo ważny element optymalizacji ze względu na to, że większość układów mielenia w skali przemysłowej pracuje w zdecydowanie wysokich temperaturach. Wszystkie parametry układu mielenia i klasyfikacji są rejestrowane w układzie kontrolno-pomiarowym.
FOT. 1 System mielenia BMX

  Nadawa podawana jest przez podajnik śrubowy, który znajduje się na układzie ważącym, pozwalającym na pomiar wydajności oraz zaopatrzonym w układ dozowania dowolnych środków chemicznych w celu usprawnienia procesu mielenia. W samym młynie rejestrowana jest prędkość obrotowa oraz moment obrotowy, pozwalający na automatyczne określenie zapotrzebowania energii. Sam młyn umieszczony jest w korpusie izolacyjnym, w którym znajdują się elementy grzewcze (w celu uzyskania dowolnej temperatury mielenia w zakresie 20–150°C). Materiał z młyna jest przesyłany do klasyfikatora aerodynamicznego, aby odseparować żądany rozmiar ziarna w produkcie. Nadziarno zawracane jest do młyna poprzez układ pomiaru przepływu masy. Produkt klasyfikatora jest próbkowany przez system dyfrakcji laserowej (w celu określenia składu ziarnowego w trybie ciągłym). Końcowy produkt zbierany jest pod cyklonem lub filtrem znajdującymi się na końcu układu mielenia.

FOT. 2 System pomiarowy składu ziarnowego w układzie ciągłym

Pomiar składu ziarnowego w układzie ciągłym
FOT. 2 przedstawia układ pomiarowy Comex CMA-9, który umożliwia pomiar próbek materiału z dziewięciu niezależnych punktów pomiarowych. W przypadku systemu BMX wykorzystywane są cztery kanały pomiarowe do określenia składu ziarnowego nadawy, materiału wyjściowego z młyna, frakcji grubej powracającej do młyna oraz końcowego produktu. W górnej części urządzenia znajduje się układ zaworów dozujących materiał do układu pomiarowego, poprzez specjalnie skonstruowany układ próbkujący, pozwalający na pobranie reprezentatywnej porcji materiału. Materiał po dostarczeniu do systemu pomiarowego CMA zostaje przekierowany do laserowego czujnika dyfrakcyjnego firmy Malvern. Pomiar odbywa się z częstotliwością trzech cykli na sekundę, a następnie wynik jest uśredniany wg wymagań operatora. Operator systemu CMA ma możliwość niezależnego zaprogramowania czasu pomiaru każdego kanału, czasu uśredniania danych, czasu neutralizacji resztek materiału (zanieczyszczeń) pomiędzy pomiarami, a także częstotliwości próbkowania danego kanału w zależności od jego stopnia ważności w czasie kontroli procesu. W ten sposób można na bieżąco określić zarówno efektywność mielenia, jak i sprawność separacji aerodynamicznej. Poprzez dobranie odpowiednich parametrów układu mielenia i separacji można w czasie rzeczywistym obserwować ich wpływ na cały proces.

Zastosowania laboratoryjne i przemysłowe
System mielenia BMX może być stosowany wszędzie tam, gdzie niezbędne jest produkowanie ograniczonych ilościowo próbek materiału pod ścisłą kontrolą układu pomiarowego. Wówczas możliwe jest przeskalowanie parametrów systemu mielenia do skali przemysłowej, w której zastosowane parametry będą już zbliżone do optymalnych. Comex przeprowadził takie procesy optymalizacji, w których osiągnięto wzrost produkcji drobno zmielonego skalenia i kwarcu – nawet o 80–120%. Innym zastosowaniem systemu mielenia BMX jest produkcja niewielkich próbek materiału o ściśle określonych parametrach w celu przeprowadzenia kolejnych prac badawczych w innych dziedzinach. Głównymi odbiorcami systemów BMX są uniwersytety, centra badawcze oraz ważni producenci produktów mineralnych do wyrobu farb i lakierów, wypełniaczy do papieru, barwników, materiałów do elektroniki, elementów metalurgicznych, medycznych itd. Więcej informacji na temat systemów mielenia BMX znajduje się na stronie producenta: www.comex-group.com.