W dzisiejszych, niełatwych czasach, w których firmy produkujące mikroproszki w skali przemysłowej – zarówno te najbardziej popularne, jak i te do zastosowań specjalistycznych – borykają się z ogromnymi problemami dotyczącymi niestabilnych cen energii. Nie jest łatwo w takiej sytuacji planować nowe inwestycje z powodu dużego ryzyka niepowodzenia skalkulowanego wcześniej nowego projektu. Jeśli dodamy do tego ambitne plany Unii Europejskiej dotyczące redukcji CO2 i dążenia do neutralności klimatycznej, to wyzwanie bycia innowacyjnym na rynku staje się naprawdę kluczową sprawą.
Rafał Grubka
Generalnie sposoby mikronizacji zostały już opracowane i są dobrze znane – począwszy od młynów udarowych, kulowych, walcowych, rolowych, wibracyjnych, a skończywszy na strumieniowych. W zależności od rodzaju rozdrabnianego materiału dolną realną granicą uziarnienia, którą można uzyskać w skali przemysłowej, jest kilka mikrometrów przy populacji D97. W skali laboratoryjnej można zejść dużo niżej, jednak jest to mielenie w układzie zamkniętym, gdzie nie ma możliwości przeniesienia tych rezultatów do skali przemysłowej. Na rynku najbardziej popularną metodą mielenia jest mielenie kulowe w połączeniu z klasyfikatorem powietrznym – z uwagi na prostotę konstrukcji i niskie nakłady energetyczne w stosunku do wydajności.
Żeby przedsiębiorstwa mogły się nieustannie rozwijać i powiększać swoje portfolio, niezbędne są ciągłe testy i badania nad nowym zastosowaniem materiałów. W skali przemysłowej takie testy są mało realne z uwagi na szereg ograniczeń technicznych i czas niezbędny do ich realizacji, dlatego firma Comex, wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu na tego typu testy, ciągle udoskonala laboratoryjne systemy mielenia symulujące pracę typowej przemiałowni.
RYS. 1 Frontpanel typowego oferowanego układu mielenia młyna kulowego w układzie otwartym z jednokrotną separacją BMX-400
System ten umożliwia w pełni przeprowadzanie testów mielenia wraz ze skalowaniem online ich wyników w przeliczeniu na zużycie energii liczonej w kWh/t. Ponadto użytkownik w trakcie przeprowadzania testów ma na bieżąco wyświetlane i zapisywane takie parametry, jak: circulation load [kg/h], feed rate [kg/h], return rate [kg/h] oraz system load [kg/h]. Zastosowany w układzie separator bez problemu zapewnia otrzymanie produktu w odpowiednim zakresie uziarnienia, np. dla klinkieru D97 = 5–100 μm.
RYS. 2 Przykład otrzymanego produktu z układu o uziarnieniu D97 = 10 μm
Zastosowany w systemie sterowania innowacyjny układ regulacji nadawą samoczynnie utrzymuje ustawione przez użytkownika parametry wejściowe. Układ można doposażyć również w cyklon pomiędzy separatorem a filtrem tak, aby na bieżąco móc pobierać próbkę do analizy uziarnienia. Ponadto firma Comex oferuje również otwarty system mielenia kulowego z podwójną separacją, którą wykorzystuje się do produkcji ultradrobnego produktu.
RYS. 3 Frontpanel układu sterowania otwartym systemem mielenia kulowego z podwójną separacją
W porównaniu z układem z pojedynczą separacją wychód z młyna jest tu dzielony na produkt wstępny i frakcję grubą, która jest zawracana z powrotem do młyna. Następnie produkt wstępny jest dalej transportowany na drugi stopień separacji, gdzie następuje jego drugie rozdzielenie na frakcję drobną i grubą. W ten sposób możemy zasymulować produkcję dwóch produktów w jednym ciągu produkcyjnym, w tym jednego bardzo drobnego.
Oba proponowane systemy wychodzą naprzeciw zapotrzebowaniu rynkowemu na testy laboratoryjne, a ich dodatkową funkcjonalnością jest możliwość automatycznego kontrolowania procesu w jednostkach SI lub Imperial. Również w zależności od wymagań klientów układy te Comex może doposażyć w automatyczny system pomiaru uziarnienia oparty na dyfrakcji laserowej, zapewniający pomiar online podczas przeprowadzania testów. Takie połączenie mielenia z pomiarem znacznie skraca czas testów, ponieważ analiza wyników odbywa się jedocześnie podczas pracy systemu mielenia.
RYS. 4 Frontpanel układu pomiarowego współpracującego z systemami mielącymi BMX-400