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Diego G. Suárez - Verdés (Vilanova del Camí, Spain) 46 Brick World Review n. 3/2015 Highly efficient grinding The requirements for added-value products have increased considerably over the past decade. Markets have become extremely demanding and set the bar high for manufactur- ers. This means that machinery suppliers have to provide more efficient and feasible solutions capable of delivering the desired results, so the choice of an adequate grinding process has become an important issue. The product characteristics required by the market are both technical and aesthetic. Technical characteristics include strength, water absorption, frost resistance, dimensional pre- cision, sound isolation, thermal conductivity and plaster bonding. Aesthetic factors include colour homogeneity, sur- face finishings and textures. The complete absence of cracks and other surface defects has also become obligatory even for standard quality products. All these aspects are highly de- pendent on the raw material composition, the preparation process and the conditions that occur during the drying and firing cycles. If the manufacturing process is not set up cor- rectly according to the raw material composition and the fi- nal product requirements, problems such as excessive rejects are liable to occur. The consequences of impurities Harmful inclusions such as carbonates, pyrites, gypsum or or- ganic matter may give rise to a range of issues. For example, problems with finished products are particularly evident in the presence of carbonates. Calcite CaCO 3 and dolomite CaMg(CO 3 )2 are low water-solubility carbonate minerals present in raw materials. During firing, these carbonates de- compose to produce calcium oxide CaO, resulting in the re- lease of carbon dioxide CO2. This causes the formation of mi- cropores that reduce the density of the final product. In the case of blends with carbonate content above 20%, this re- sults in low values of shrinkage. The process known as de- acidification occurs at temperatures above 700-830°C. The carbonates react with the quartz, clay minerals and calcium oxide to form silicates that will become part of the crystalline structure of the body. If this reaction is not fully completed, the free lime CaO remains in the fired product, which means it is not bonded in silicates and will react with water. The ab- sorption of moisture after firing leads to the formation of hy- drated lime, resulting in a sharp increase in volume. This reac- tion may generate sufficient pressure to crack the ceramic product and create so-called lime spalls. Furthermore, efflo- Nell’ultimo decennio la richiesta di prodotti ad alto valore ag- giunto con particolari requisiti è notevolmente aumentata. I mercati sono diventati molto più esigenti e i costruttori di mac- chine sono chiamati a fornire soluzioni sempre più performan- ti per ottenere i risultati desiderati. Sulla base di questi presup- posti la scelta di un efficace processo di macinazione è diventata di primaria importanza. Le caratteristiche dei prodotti richiesti dal mercato sono sia tec- niche sia estetiche. Sul fronte tecnico rientrano variabili come robustezza, assorbimento d’acqua, resistenza al gelo, precisio- ne dimensionale, isolamento acustico, conducibilità termica e adesione dell’intonaco. Dal punto di vista estetico intervengo- no invece fattori come omogeneità cromatica, finiture superfi- ciali e struttura. La totale assenza di crepe e di altri difetti super- ficiali, ad esempio, è diventata obbligatoria persino nei prodotti di qualità standard. Tutti questi aspetti sono fortemen- te dipendenti dalle materie prime utilizzate, dal processo di preparazione adottato e dalle condizioni impostate durante i cicli di essiccazione e cottura. Se il processo produttivo non è impostato correttamente sulla base della composizione delle materie prime e del prodotto finale, possono verificarsi diversi inconvenienti come eccessivi scarti di lavorazione. Le conseguenze della presenza di impurità I problemi derivanti da inclusioni dannose negli impasti cera- mici come carbonati, pirite, gesso o materia organica, possono essere molteplici. In presenza di carbonati, ad esempio, le pro- blematiche sul prodotto finito sono particolarmente evidenti. La calcite CaCO 3 e la dolomite CaMg(CO 3 )2 sono sali carbonati contenuti in materie prime poco solubili in acqua. Durante la cottura, questi carbonati si decompongono producendo ossido di calcio (CaO) e rilasciando anidride carbonica (CO2). Ciò pro- voca la formazione di micropori che riducono la densità del prodotto finale. Con un contenuto di carbonati superiore al 20% si ottengono bassi valori di contrazione. Questo processo, conosciuto come deacidificazione, avviene a temperature al di sopra di 700-830°C. I carbonati reagiscono con il quarzo, con i minerali argillosi e con l’ossido di calcio per formare silicati che andranno a far parte della struttura cristallina dell’impasto. Se questa reazione non viene portata a termine, la calce libera CaO rimane presente nel prodotto cotto. Ciò significa che non si è legata ai silicati e reagirà con l’acqua. L’assorbimento di umidità dopo la cottura porta alla formazione di calce idrata e provoca di conseguenza un forte aumento di volume. Questa Macinazione ad alta efficienza technology

Highly efficient grinding - TILE Edizioni · Highly efficient grinding The requirements for added-value products have increased ... tion may generate sufficient pressure to crack

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Diego G. Suárez - Verdés (Vilanova del Camí, Spain)

46 Brick World Review n. 3/2015

Highly efficient grinding

The requirements for added-value products have increased considerably over the past decade. Markets have become extremely demanding and set the bar high for manufactur-ers. This means that machinery suppliers have to provide more efficient and feasible solutions capable of delivering the desired results, so the choice of an adequate grinding process has become an important issue.The product characteristics required by the market are both technical and aesthetic. Technical characteristics include strength, water absorption, frost resistance, dimensional pre-cision, sound isolation, thermal conductivity and plaster bonding. Aesthetic factors include colour homogeneity, sur-face finishings and textures. The complete absence of cracks and other surface defects has also become obligatory even for standard quality products. All these aspects are highly de-pendent on the raw material composition, the preparation process and the conditions that occur during the drying and firing cycles. If the manufacturing process is not set up cor-rectly according to the raw material composition and the fi-nal product requirements, problems such as excessive rejects are liable to occur.

The consequences of impurities

Harmful inclusions such as carbonates, pyrites, gypsum or or-ganic matter may give rise to a range of issues. For example, problems with finished products are particularly evident in the presence of carbonates. Calcite CaCO3 and dolomite CaMg(CO3)2 are low water-solubility carbonate minerals present in raw materials. During firing, these carbonates de-compose to produce calcium oxide CaO, resulting in the re-lease of carbon dioxide CO2. This causes the formation of mi-cropores that reduce the density of the final product. In the case of blends with carbonate content above 20%, this re-sults in low values of shrinkage. The process known as de-acidification occurs at temperatures above 700-830°C. The carbonates react with the quartz, clay minerals and calcium oxide to form silicates that will become part of the crystalline structure of the body. If this reaction is not fully completed, the free lime CaO remains in the fired product, which means it is not bonded in silicates and will react with water. The ab-sorption of moisture after firing leads to the formation of hy-drated lime, resulting in a sharp increase in volume. This reac-tion may generate sufficient pressure to crack the ceramic product and create so-called lime spalls. Furthermore, efflo-

Nell’ultimo decennio la richiesta di prodotti ad alto valore ag-giunto con particolari requisiti è notevolmente aumentata. I mercati sono diventati molto più esigenti e i costruttori di mac-chine sono chiamati a fornire soluzioni sempre più performan-ti per ottenere i risultati desiderati. Sulla base di questi presup-posti la scelta di un efficace processo di macinazione è diventata di primaria importanza.Le caratteristiche dei prodotti richiesti dal mercato sono sia tec-niche sia estetiche. Sul fronte tecnico rientrano variabili come robustezza, assorbimento d’acqua, resistenza al gelo, precisio-ne dimensionale, isolamento acustico, conducibilità termica e adesione dell’intonaco. Dal punto di vista estetico intervengo-no invece fattori come omogeneità cromatica, finiture superfi-ciali e struttura. La totale assenza di crepe e di altri difetti super-ficiali, ad esempio, è diventata obbligatoria persino nei prodotti di qualità standard. Tutti questi aspetti sono fortemen-te dipendenti dalle materie prime utilizzate, dal processo di preparazione adottato e dalle condizioni impostate durante i cicli di essiccazione e cottura. Se il processo produttivo non è impostato correttamente sulla base della composizione delle materie prime e del prodotto finale, possono verificarsi diversi inconvenienti come eccessivi scarti di lavorazione.

Le conseguenze della presenza di impurità

I problemi derivanti da inclusioni dannose negli impasti cera-mici come carbonati, pirite, gesso o materia organica, possono essere molteplici. In presenza di carbonati, ad esempio, le pro-blematiche sul prodotto finito sono particolarmente evidenti. La calcite CaCO3 e la dolomite CaMg(CO3)2 sono sali carbonati contenuti in materie prime poco solubili in acqua. Durante la cottura, questi carbonati si decompongono producendo ossido di calcio (CaO) e rilasciando anidride carbonica (CO2). Ciò pro-voca la formazione di micropori che riducono la densità del prodotto finale. Con un contenuto di carbonati superiore al 20% si ottengono bassi valori di contrazione. Questo processo, conosciuto come deacidificazione, avviene a temperature al di sopra di 700-830°C. I carbonati reagiscono con il quarzo, con i minerali argillosi e con l’ossido di calcio per formare silicati che andranno a far parte della struttura cristallina dell’impasto. Se questa reazione non viene portata a termine, la calce libera CaO rimane presente nel prodotto cotto. Ciò significa che non si è legata ai silicati e reagirà con l’acqua. L’assorbimento di umidità dopo la cottura porta alla formazione di calce idrata e provoca di conseguenza un forte aumento di volume. Questa

Macinazione ad alta efficienza

tech

nolo

gy

reazione può generare una pressione tale da scheggiare il pro-dotto ceramico. Inoltre, se la calce libera è finemente distribui-ta all’interno dell’impasto, a contatto con l’acqua potrebbe cau-sare la comparsa di efflorescenza.

L’importanza del processo di preparazione

Per superare questi ostacoli è necessario prendere misure pre-ventive per assicurarsi che il contenuto totale di calce formata durante la cottura reagisca con i componenti argillosi, in modo da creare silicati ed evitare la formazione di calce libera. Le va-riabili che intervengono nella formazione dei silicati sono la presenza di reagenti, la distribuzione di carbonati, la granulo-metria, il tempo di reazione e le condizioni di cottura. È quindi necessario considerare tre aspetti fondamentali:• Ottenere una miscela equilibrata di materie prime aggiun-

gendo altre argille con percentuali più elevate di quarzo li-bero o reagenti per facilitare le reazioni con la calce.

• La materia prima deve essere sottoposta a una macinazione fine per aumentare la superficie specifica delle particelle in modo da accelerare le reazioni e minimizzare eventuali com-plicazioni causate da altre impurità. Contemporaneamente è necessario effettuare un processo di miscelazione intensa per garantire una migliore distribuzione delle particelle e quindi ottenere un impasto più omogeneo, migliorando al tempo stesso le proprietà fisiche ed estetiche.

• Aumentare la temperatura di cottura e allungarne il tempo. Ciò però comporta una ridotta produttività e un maggior consumo di combustibile che vanno ad aumentare i costi in modo significativo.

Fermo restando la necessità di una buona gestione della cava, di buone pratiche di estrazione, di metodi di pre-omogeneizza-zione e di costanti analisi di laboratorio per garantire un corret-to flusso di materie prime con caratteristiche costanti, è altret-tanto importante garantire un corretto processo di macinazione.

Processi di preparazione

La macinazione fine mediante il processo a umido o semi-umi-do, prevede l’utilizzo di laminatoi ad alta pressione con aziona-mento idraulico e separazioni tra i cilindri inferiori a 0,7 mm (in alcuni casi sotto 0,5 mm). Per ottenere i risultati desiderati, le condizioni di lavoro devono essere mantenute costanti e le macchine sottoposte a manutenzione scrupolosa. Ciò significa

rescence may appear if this free lime is finely distributed on the product body when lime comes into contact with liquid water.

The importance of the preparation process

To overcome these obstacles it is necessary to adopt meas-ures ensuring that all the lime formed during firing reacts with the clay components so as to create silicates and avoid the formation of free lime. The variables that contrib-ute to the formation of silicates include the existence of re-acting agents, the distribution of carbonates, grain size, re-action time and firing conditions. It is therefore necessary to consider three main aspects:• A balanced raw material blend needs to be obtained by

incorporating other clays with higher percentages of free quartz or reacting agents to facilitate reactions with lime.

• The material must be finely ground to increase the specif-ic surface area of the particles, thereby accelerating re-action rates and minimising harmful reaction of other im-purities. Simultaneously, an intensive mixing process must be performed to achieve the best possible distribution of particles and consequently a more homogenous body, while at the same time improving physical and aesthetic properties.

• The firing temperature needs to be increased and the fir-ing period extended. However this lowers production rates while increasing fuel consumption, resulting in a sig-nificant increase in costs.

While quarry management and good practices in the ex-traction process, pre-homogenization methods and con-stant laboratory analysis are essential to assure a correct supply of raw materials with consistent characteristics, it is also important to guarantee a correct grinding process.

Preparation processes

Fine milling through the wet or semi-wet preparation pro-cess involves the use of high pressure roller mills, hydraulical-ly actuated with working gaps below 0.7 mm (in some cas-es below 0.5 mm). To achieve the desired results, the working conditions must be kept constant at all times and machines must be scrupulously maintained. This means that the work-ing gap must be controlled and adjusted constantly and

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Verdés Laboratory Laboratorio Verdés

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che la separazione tra i rul-li deve essere controllata e regolata costantemente e la superficie dei rivesti-menti ispezionata e rettifi-cata con frequenza. Tutti gli altri componenti (ra-schietti, dispositivi di ali-mentazione, circuito idraulico, ecc.) devono es-sere mantenuti in buone condizioni e regolati cor-rettamente per garantire il funzionamento efficiente del laminatoio (foto 1).

I laminatoi Optima

Sulla base di questi presupporti, Verdés ha sviluppato la nuova gamma di laminatoi Optima che, oltre ad affidabilità e precisio-ne, garantiscono alte prestazioni. I nuovi laminatoi sono dotati di un basamento robusto e molto resistente non soggetto a vi-brazioni e di cuscinetti ad alta precisione per ottenere la massi-ma qualità del materiale lavorato. È stato inoltre aggiunto un si-stema innovativo di controllo della separazione tra i cilindri e perfezionato i torni. Il nuovo sistema idraulico automatico re-gola la separazione tra i rulli, velocizza le impostazioni e garan-tisce la separazione richiesta con una precisione di 0,01 mm. Il sistema idraulico viene azionato da un trasduttore di sposta-mento che controlla la posizione corretta dell’asse del cilindro e la distanza tra i cilindri in qualsiasi momento. I laminatoi Op-tima sono disponibili in versioni di larghezza da 600 a 1400 mm e con velocità tangenziali fino a 21 m/s. Per ottenere buoni risultati i laminatoi finitori devono superare due ordini di problemi: se, da una parte, occorre operare al di sotto dei valori di separazione tra i cilindri per evitare la presen-za di inclusioni dannose (soprattutto quando il limite granulo-metrico per evitare reazioni è di circa 0,2 mm), dall’altra, la stes-sa riduzione dei valori di separazione incide direttamente sul rendimento della macchina. Diventa quindi fondamentale ri-durre gradualmente la granulometria per garantire che l’ultimo laminatoio finitore venga alimentato in modo corretto. Un au-mento della velocità tangenziale dei rulli potrebbe aiutare a mantenere i valori di rendimento, ma allo stesso tempo aumen-terebbe in modo significativo il livello di usura complessivo, e quindi i costi operativi.In genere, il processo di macinazione a secco è consigliato per i prodotti ad alto valore aggiunto e per le materie prime con va-lori di umidità in entrata inferiori a 10-12%. In caso di valori di umidità più alti, sarà necessario ricorrere a una fase di essicca-zione precedente o contemporanea a quella di macinazione. La peculiarità dei sistemi di macinazione a secco, rispetto a qualsi-asi processo di macinazione a umido o semi-umido, è che la densità della materia prima stessa è un fattore importante e gio-ca un ruolo nel processo di macinazione, mentre non influisce sul processo a umido.

I mulini a martelli

Per il loro basso investimento e la semplicità d’uso, i mulini a martelli sono tra i più utilizzati per la macinazione a secco e possono avere diverse configurazioni: rotore singolo o doppio con martelli oscillanti o fissi, sistemi di alimentazione a caduta o forzata, con o senza dispositivi di vagliatura come parte inte-grante della macchina e altre ancora. A seconda del modello i mulini possono essere alimentati con materiali di diverse di-

that the roller shell surfac-es must be inspected and turned frequently. All other components (scrapers, feeding devic-es, hydraulic circuit, etc.) should be also in good condition and adjusted properly to ensure effi-cient mill operation (pho-to 1).

Optima roller mills

To meet these require-ments, Verdés has devel-oped the new range of Optima roller mills which combine high performance with total reliability and accuracy. The new design incorporates a robust and heavy duty vibration-free bedplate together with high precision bearings to assure the maximum quality of processed material. An outstanding and innovative gap control system and improved turning lathes have also been added. The new hydraulic automatic separation system between rollers speeds up the setting tasks and guarantees the required gap to within a 0.01 mm mar-gin. This hydraulic system is driven by a displacement trans-ducer which controls the correct position of the cylinder axis and the gap between cylinders at all times. Optima roller mills come in versions with widths from 600 to 1400 mm and tangential speeds of up to 21 m/s. Fine roller mills must overcome two main issues to achieve good results. On the one hand it is necessary to operate be-low the above-mentioned gap values to avoid the presence of harmful inclusions (especially when the grain size limit to avoid reactions is approximately 0.2 mm). On the other hand, reducing gap values directly affects the throughput of these machines. It is therefore essential to gradually reduce the particle size to guarantee adequate feeding conditions to the last refining roller mill. Increasing the tangential speed of the rollers may help maintain the throughput values, but with the drawback of considerably increasing overall wear and consequently operating costs.The dry grinding process is usually recommended for high added value products and is best suited for raw materials with moisture content below 10-12% at the start of the pro-cess. If the moisture content is higher, a drying phase will be necessary before or during grinding. The unique aspect of dry grinding systems over any wet or semi-wet grinding pro-cesses is that the density of the raw material itself is an impor-tant factor that plays an active role in the grinding process while it does not intervene in the wet process.

Hammer mills

Hammer mills are one of the most commonly used machines for dry grinding due to their simplicity of implementation and the low capital investment required. There are many different configurations, including single or double rotor with oscillat-ing or fixed hammers, gravity or forced feeding systems and with or without screening devices as part of the machine. De-pending on the machine size and model, they can be fed with a wide range of sizes, for which purpose the use of a lump breaker is usually sufficient. Particle size curves with a high percentage (>50%) of fines below 0.4 mm can be easily achieved provided that the raw material does not contain more than 8-10% water. The material is fed across the entire

1. Optima Roller MillLaminatoio Optima

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mensioni. Di solito è sufficiente utilizzare un rompizolle. Facil-mente si possono ottenere curve granulometriche con un’elevata percentuale (>50%) di frazioni fini al di sotto di 0,4 mm, a condi-zione che la materia prima non contenga oltre l’8-10% di umidità. Il materiale viene alimentato sull’intera larghezza del rotore per garantire uniformità di usura e per massimizzare la produzio-ne. La riduzione delle dimensioni delle particelle è ottenuta innan-zitutto tramite martelli, successi-vamente con piastre di schiaccia-mento e impatto tra le particelle stesse. Nel caso in cui siano inte-

grati con il mulino, le barre o vagli funzionano come sistemi di classificazione con il vantaggio di ovviare alla necessità di un ul-teriore sistema indipendente di vagliatura, compreso il succes-sivo ricircolo del materiale sopravaglio. Il grafico mostra, a tito-lo di esempio, la curva di distribuzione granulometrica ottenuta con un mulino a martelli Verdés 038VB che lavora 45 t/ora di ar-gilla con un’umidità del 5,4% (processo a umido) utilizzando un vaglio forato integrato di diametro 8 mm. L’impianto consente di ottenere una distribuzione granulometrica con 90% <1 mm, dove soltanto il 2% del prodotto avrà una dimensione maggio-re di 1,5 mm.Riducendo o aumentando il diametro dei fori dei vagli, o lo spa-zio tra le barre, si ottiene un prodotto rispettivamente più fine o più grosso, il che incide sul grado di usura dei componenti all’interno del mulino. In altre parole, sebbene i sistemi integrati possano non garanti-re una precisione del 100% rispetto ai requisiti granulometrici, hanno la flessibilità di poter sostituire i vagli o le impostazioni delle barre in pochi minuti nel caso di cambiamenti nelle carat-teristiche delle materie prime quali dimensione, durezza o umidità. Non ultimo, offrono un vantaggio enorme in termini di investimento di capitale e di manutenzione rispetto ai sistemi di vagliatura indipendenti, che difficilmente sono in grado di garantire le dimensioni del prodotto in modo costante. Oltre allo spazio tra le barre o al diametro dei fori nel vaglio, la velo-cità del rotore è sicuramente un fattore importante per quanto riguarda la dimensione massima delle particelle. Va anche sot-tolineato che i mulini dotati di sistemi di alimentazione forzata garantiscono ritmi produttivi costanti e una distribuzione gra-nulometrica uniforme all’uscita della macchina, evitando oscil-lazioni dovute a variazioni di alimentazione. A seconda delle specifiche finali e del comportamento delle materie prime, queste macchine possono essere installate in circuiti aperti op-pure integrate a un sistema esterno di vagliatura in cui il pro-dotto sopravaglio viene reintrodotto nel mulino. Il vantaggio di un sistema di vagliatura indipendente riguarda la precisione ot-tenuta nel controllo della dimensione granulometrica massima (foto 2).Nel corso dell’ultimo decennio, Verdés ha lanciato sul mercato la nuova serie di mulini a martello 030, attualmente disponibile in tre modelli dimensionali, il più grande con un rotore di lar-ghezza 1.600 mm in grado di raggiungere velocità di produzio-ne fino a 100 ton/ora.La caratteristica principale, brevettata da Verdés, è il telaio del mulino diviso in due parti. La parte superiore può essere solle-vata in pochi secondi senza dover smontare le trasmissioni, ga-rantendo così all’operatore un facile accesso alla zona di maci-nazione per effettuare ispezioni e per sostituire rapidamente i

width of the rotor to ensure even wear and to maximise production. Particle size reduc-tion is achieved initially by means of the hammers, then by the crushing plates and through impact between particles. When incorporated into the mill, the bars or screens serve as a classification system. The ad-vantage of these systems is that they do not require additional independent screening and subsequent recirculation of the oversized material. As an ex-ample, chart 1 shows the parti-cle size distribution curve ob-tained with a Verdés 038VB hammer mill processing 45 t/h of clay with 5.4% water content (wet base) using a built-in 8 mm diameter perforated screen. This installation is able to produce a particle size distribution with 90% < 1 mm and only 2% of the product above 1.5 mm.Reducing or increasing the diameter of the screen perfora-tions or the gap between bars results in a finer or coarser product, which directly influences the degree of wear of the components inside the mill. In other words, built-in systems may not guarantee 100% ac-curacy in terms of particle size requirements, but they do of-fer the flexibility needed to be able to change screens or bar settings within minutes in response to changes in the raw material, such as size, hardness or humidity. Last but not least, they make an enormous difference in terms of capital investment required and maintenance compared with in-dependent screening installations, which are unable to guarantee product size at all times. Along with the gap width of the bars and the perforation diameter of the screen, the speed of the rotor is another important factor determining maximum grain size. It is also important to note that mills incorporating forced feeding systems guarantee constant product rates and uniform particle size distribution at the machine exit, preventing fluctuations caused by feeding variations. Depending on the final specifications and behaviour of the raw material, these machines can be installed in open circuits or complemented by an external sieving system where the oversize product is fed back to the mill. The advantage of an independent screening system is the accuracy obtained for controlling the maximum parti-cle size (photo 2).Over the last decade, Verdés has successfully introduced onto the market the newly redesigned 030 series hammer mill, currently available in three sizes, the largest with a 1,600 mm rotor width capable of achieving production rates up to 100 t/h.The most distinctive feature, patented by Verdés, is the mill’s split frame, the upper section of which can be lifted easily within seconds without the need to dismantle the machine’s transmissions. This allows the operator rapid and easy ac-cess to the grinding area for visual inspection and quick re-placement of wear components. The rotor can be un-screwed from the bearing holder to rest on the lower frame for easy access and replacement of the impact plates. These mills also incorporate a forced feeding system that guarantees a constant and steady supply over the entire width of the grinding chamber. Depending on the model, three to six replaceable augers driven by independent geared motors and controlled by a frequency converter

2. Hammer mill 038VBMulino a martelli 038VB

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componenti soggetti ad usu-ra. Il rotore può essere svitato dal portacuscinetto e appog-giato sul telaio inferiore per facilitare l’accesso e la sostitu-zione delle piastre di impatto. I mulini sono inoltre dotati di un sistema di alimentazione forzata che garantisce l’ali-mentazione costante e uni-forme su tutta la larghezza della camera di macinazione. A seconda del modello sono montate da tre a sei coclee so-stituibili, azionate da motori-

duttori indipendenti e controllati da un singolo convertitore di frequenza che garantisce la corretta alimentazione del materia-le all’interno del mulino (foto 3).Altra caratteristica importante è l’installazione di un sistema di riscaldamento elettrico attivo sia sulla superficie delle piastre di impatto, sia sull’aria ambientale che viene aspirata nel mulino attraverso due prese d’aria laterali. Ciò migliora la flessibilità operativa perché aumenta il livello di umidità sopportabile a se-conda della plasticità, durezza e granulometria del materiale in entrata.

I mulini pendolari

I mulini pendolari sono stati invece sviluppati per la produzio-ne di particelle fini con prestazioni e precisione maggiori. Es-sendo un sistema consolidato e affidabile, oggi è comunemen-te usato in diverse applicazioni e in vari settori industriali per lavorare un’ampia varietà di minerali non ferrosi in modo eco-nomico. La loro efficienza, insieme alla capacità di effettuare contemporaneamente macinazione, classificazione ed essicca-zione, offre senz’altro un notevole vantaggio rispetto ad altri si-stemi attualmente disponibili sul mercato. I mulini pendolari possono essere alimentati con particelle di dimensioni che va-riano da 0 a 50 mm e sono quasi insensibili alle variazioni delle condizioni di alimentazione. Sono inoltre in grado di produrre una gamma di materiali fini a partire da 15 micron in un solo

passo. Questo tipo di mac-china è la scelta più idonea per la lavorazione di materia-li di durezza media alta (<6Mohs) e con indice di pla-sticità elevata, come ad esempio argille, bentonite, dolomite, calce, gesso, fosfa-ti, ecc., anche in presenza di un certo grado di umidità. Il mulino è dotato di un grup-po di pendoli con rulli sosti-tuibili deputati a schiacciare il materiale contro un anello di macinazione, la cui forza centrifuga sviluppata dalla rotazione genera una pres-sione incrementabile incor-porando contrappesi.La macchina opera sotto un circuito ad aria dove il flusso generato da un ventilatore centrifugo porta le particelle fini e più leggere in alto ver-so il classificatore che con-

ensure correct feeding of the material into the mill (photo 3).Another important feature is the installation of an electrical heating system which heats up the entire surface of the impact plates as well as the ambi-ent air sucked into the mill through two lateral air in-takes. This increases oper-ating flexibility as it raises the level of bearable hu-midity according to plas-ticity, hardness and the incoming size of the material.

Pendulum mills

Pendulum mills were developed for the production of fine particles with higher performance and accuracy. They are proven and reliable systems which are commonly used to-day in a range of applications and industries for low-cost processing of a wide variety of non-ferrous minerals. Their grinding efficiency together with their ability to perform grinding, classification and drying simultaneously gives them a considerable advantage over other grinding systems cur-rently available on the market. Pendulum mills can be fed with particles from 0 to 50 mm in size and are almost insensi-tive to variations in feeding conditions. They can produce a range of fines from 15 microns upwards in just a single step. This type of machine is the perfect choice when processing medium-hard materials (< 6 Mohs) with high plasticity indexes, such us clay, bentonite, dolo-mite, lime, gypsum, phosphates, etc., even in the presence of a certain degree of humidity. The mill has a group of pen-dulums with replaceable rollers to crush the material against a grinding ring. The pressure is generated by the centrifugal force developed by the rotation of the pendulums. Further-more, this pressure can be increased by incorporating counterweights.The machine operates un-der an air-swept circuit, where the flow generated by a centrifugal fan car-ries the fine and lighter particles upwards to the classifier responsible for controlling the maximum particle size admissible for a certain final product. The fine particles are usu-ally recovered by means of a dry bag filter. The heavier and larger parti-cles are rejected and drop to the bottom of the mill, where the process begins again. As the entire circuit works in negative pressure con-ditions, there are no dust emissions in this type of in-stallation. This entire cycle has a very short retention time of the material inside

4. Pendular mill 275Mulino pendolare 275

3. Hammer mill 038VB Feeding systemSistema di alimentazione del mulino a martello 038VB

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trolla la massima dimensione ammissibile per il prodotto finito. Tali particelle vengono solitamente recuperate attraverso un fil-tro a maniche asciutto. Le particelle più pesanti vengono re-spinte e scendono verso il fondo del mulino dove ricomincia il processo. Poiché tutto il circuito lavora in condizioni di pressione negati-va, questo tipo di impianto non è soggetto ad emissione di pol-veri. L’intero ciclo è caratterizzato da un tempo di permanenza molto breve del materiale all’interno del mulino, il che assicura un alto livello di efficienza e quindi minor consumo energetico specifico (kWh/t). Allo stesso tempo, la superficie delle parti-celle è esposta costantemente al flusso d’aria, garantendo un basso consumo termico in caso di essiccazione simultanea. A differenza dei laminatoi, su queste macchine, caratterizzate da un basso grado di manutenzione, non è necessario rettifica-re la superficie dei rulli o regolare costantemente la distanza di separazione per ottenere la granulometria richiesta. Inoltre, i componenti soggetti ad usura devono essere sostituiti meno frequentemente rispetto ai mulini che effettuano una macina-zione basata principalmente sull’azione di impatto. Anche se le argille umide con contenuto d’acqua sopra il 13-15% devono essere essiccate prima di essere introdotte, i muli-ni pendolari si stanno affermando sempre di più grazie alle loro caratteristiche di semplicità, altissima efficienza di macinazione e rapido ritorno sull’investimento (foto 4).

Sfruttando l’esperienza maturata in 35 anni di attività, e l’installazione di decine di mulini pendolari in diversi settori industriali nel mondo, nel 2014 Verdés ha completamente rinnovato la propria linea. Sono ora disponibili 10 modelli di mulini do-tati di 3 o 5 pendoli. Il modello più grande ha un anello di macinazione di diametro 2100 mm, il più piccolo è un modello da laborato-rio con cui effettuare prove semi-industriali. Particolare attenzione è stata rivolta allo svi-luppo di un sistema di classificazione di mine-rali ad alta precisione che unisce alta capacità e basso consumo energetico. Si basa su un di-segno di rotore ad albero verticale, che garan-tisce un limite superiore estremamente preci-so senza la necessità di monitorare la distanza tra rotore e statore, ottenendo così un’ampia gamma di materiali fini (d98, da 15 a 200 µm). (foto 5). Il laboratorio Verdés è dotato di un’ampia gamma di prototipi per la macina-zione a umido e a secco, compresi mulini a martelli e pendolari, per simulare prove semi-industriali e individuare il processo più adatto a ogni singola materia prima.

the mill, resulting in high efficiency and consequently lower values of specific energy consumption (kWh/t). At the same time the surface of the particles is constantly exposed to the air stream, resulting in low thermal consumption when simul-taneous drying is needed. Unlike roller mills, on these low-maintenance machines it is not necessary to mill the sur-face of the rollers or constantly adjust the gap to guarantee the required particle size. Furthermore, wear components need to be replaced less frequently than on mills that per-form grinding primarily through impact. Although wet clays with a water content above 13-15% must be dried before they enter a pendulum mill, these ma-chines are gaining in popularity due to their simplicity, ex-cellent grinding efficiency and short pay-back period (pho-to 4).Exploiting experience gained in 35 years of business and the installation of dozens of pendulum mills in various industrial sectors all over the world, in 2014 Verdés totally renewed its line. Verdés now offers up to 10 different sizes with either 3 or 5 pendulums. The largest model has a 2100 mm diameter grinding ring while the smallest is a laboratory unit capable of performing semi-industrial trials. Most attention has focused on the development of a high-precision mineral classifica-tion system that combines high capacities with low energy consumption. This system uses a vertical shaft rotor design that guarantees extremely clean top cuts with no need to monitor the gap between rotor and stator, achieving a wide fines range (d98 from 15 to 200 µm) (photo 5). The Ver-dés laboratory is equipped with a wide range of wet and dry grind-ing equipment, including ham-mer and pendu-lum mills, to simu-late semi-industrial tests and identify the most suitable grinding process for each individ-ual raw materi-al.

Hammer mill 038VB Particle size distribution Distribuzione granulometrica con mulino a martelli 038VB

5. Alpha ClassifierClassificatore Alpha