Investigating the chamber filling effect on the jaw crusher, cone crusher and HPGR performance

Abstract

ABSTRACT Comminution equipment, which includes crushing and grinding machinery, is a significant contributor to the operational costs of mineral processing plants. Choke feeding is reported to enhance the crushing process. The research examined the effects of varying chamber fill levels on the performance of jaw crushers, cone crushers, and High Pressure Grinding Rolls (HPGR) in an industrial setting to optimise the crushing process and improve the overall productivity. Analytical techniques like image analysis, sieve analysis, and the Bond ball mill work index (BBWI) were employed. Comprehensive plant trials provided samples and data, comparing the crusher chamber at 50% (half-full) and full level. In the Steel-Sirjan Iron Ore Complex (SSIOC), choked conditions led to a 9.3% increase in crushing plant throughput compared to half-full conditions. By increasing the operational pressure and hopper level of the HPGR, the product BBWI was reduced from 16 ± 0.20 kWh/t to 14.9 ± 0.25 kWh/t under super-choked conditions. This reduction is attributed to the generation of micro-cracks in particles during super-choked operation. In a parallel study at the Sarcheshmeh Copper Complex (SCC), a 62% enhancement in crushing capacity was observed when the crusher operated in a super-choked state, compared to a half-full state. L’équipement de comminution, qui comprend la machinerie de concassage et de broyage, contribue de façon importante aux coûts d’exploitation des usines de traitement des minéraux. Il est rapporté que l’alimentation par étranglement améliore le procédé de concassage. La recherche a examiné les effets de la variation des niveaux de remplissage des chambres sur les performances des concasseurs à mâchoires, des concasseurs à cône et des rouleaux de broyage à haute pression (HPGR) dans un cadre industriel pour optimiser le procédé de concassage et améliorer la productivité globale. On a utilisé des techniques analytiques telles l’analyse d’images, l’analyse granulométrique et l’indice de travail du broyeur à boulets Bond (BBWI). Des essais complets en usine ont fourni des échantillons et des données, comparant la chambre du concasseur à 50% (à moitié plein) et au niveau plein. Dans le complexe de minerai de fer de Steel-Sirjan (SSIOC), les conditions d’étranglement ont mené à une augmentation de 9.3% du débit de l’usine de concassage par rapport aux conditions à moitié pleines. En augmentant la pression opérationnelle et le niveau de la trémie du HPGR, le BBWI du produit a été réduit de 16 ± 0.20 kWh/t à 14.9 ± 0.25 kWh/t dans des conditions de super-étranglement. Cette réduction est attribuée à la génération de microfissures dans les particules pendant le fonctionnement en super-étranglement. Dans une étude parallèle au complexe de cuivre de Sarcheshmeh (SCC), on a observé une amélioration de 62% de la capacité de concassage lorsque le concasseur fonctionnait dans un état de super-étranglement, par rapport à un état à moitié plein.