ما هي مكائن ومعدات طحن الصخور؟
تتضمن مرحلة طحن الصخور عمليات طحن للأحجام الحبيبية التي تقع أحجامها بين 10 إلى 20 ملي متر، ومن ثم تحويلها إلى حجم حبيبي أصغر من السابق، حيث يتم من خلاله تحرير المعادن من المواد المرتبطة بها وتوصيلها إلى حجم 0.1 ملي متر تقريباً، كما أنه لا يوجد إمكانية لإنجاز كفاءة تحرير المعادن بشكل كامل وبصورة تامة.
تحتاج وتستهلك عمليات الطحن في الصخور طاقة كهربائية مرتفعة، حيث أنه كلما كان الحجم الحبيبي اللازم خلال العملية ناعم كلما زادت كميات الطاقة المستهلكة؛ وذلك بهدف انجاز طحن جزيئات الصخور من حجم 1 ملم إلى حجم 0.1 ملم، كما يلزم خلال هذه العملية استهلاك طاقة قدرها 0.3، في حال أنها تحتاج إلى طاقة كهربائية تساوي 82 بهدف انتاج وطحن الحجم الحبيبي من حجم 0.01 ملم ومن ثم تحويله إلى حجم 0.001 ملم.
هذا وقد تستعمل في أعمال طحن الصخور طواحين معدنية أو حديدية اسطوانية الشكل، تحتوي على حركة دورانية، كما أنها تمتلك أنواعاً متعددة؛ وذلك اعتماداً على نوع الصخور أو المعادن المستعملة في الطحن، ومن هذه الأنواع هي طاحونة القضبان وهي عبارة عن اسطوانة حديدية تلتف حول محورها بسرعات بطيئة نوعاً ما، كما أنها تحتوي في داخلها على قضبان من الحديد الصلب، حيث تكون ذات حركة حرة وذات طول أقل بقليل من طول الاسطوانة، كما أنها تتحرك في الاسطوانة الدوارة بحرية تامة.
كما يتراوح طول الاسطوانة ما بين 1.5 إلى 2.0 كتر وقطرها يقع بين 1 إلى 1.5 متر، وفي العادة تعمل الطواحين هذه بهيئة دائرة مفتوحة يتم فيها استعمال أسلوب الطحن الرطب لكفاءة وسرعة الآداء، أما بالنسبة لطاحونة الكرات الحديدية وتعتبر اسطوانة حديدية تلتف حول محورها بسرعة بطيئة بشكل نسبي.
كما يتم العمل في طاحونة القضبان الحاوية في داخلها على كرات حديدية مصنوعة من الفولاذ الصلب، وهي التي تنجز عمليات الطحن، حيث تلتف في داخل الاسطوانة بشكل حر خلال الحركة الدورانية للاسطوانة، هذا النوع من الطواحين منتشر الاستعمال وبشكل كبير في عمليات التعدين وعمليات تحرير المعادن.
في الغالب تحدث العمليات في الحالة الجافة أو الرطبة، كما أنها تعمل بشكل دائرة مغلقة، حيث تعاد الحجوم الكبيرة مرة أخرى إلى الطاحونة لإنجاز أعمال تحويلها إلى الحجم الحبيبي المطلوب، ومن أنواع هذه الطواحين أيضاً هي الطاحونة القلابة وتعرف على أنها اسطوانة حديدية دوارة، تملك حجم كبير جداً يصل إلى حوالي 500 متر مكعب في السعة، كما أنها تقدم نفس الأسلوب الذي في الطواحين السابقة، على الرغم من أنها لا تمتلك في داخلها على أي مواد حديدية الطحن، حيث تتم عمليات الطحن تحت تأثير تصادم حبيبات الخام مع بعضها البعض أحياناً، بحيث يتم تسميتها باسم الطاحونة الذاتية.
وخلال الحركة الدورانية للاسطوانة تتم عمليات رفع جزيئات الصخور عن طريق رفوف حديدة توضع على الجدار الداخلي للاسطوانة، وتكون مهمتها هو رفع الخام إلى الأعلى لتسقط سقوط حر باتجاه قعر الاسطوانة نحو الجزيئات الصخرية، كما يوضع أحياناً كتل صخرية من الخام ذاته تساعد على إتمام عمليات الطحن، وهذه الحركة المتتابعة تكون السبب في طحن الجزيئات الصخرية إلى حبيبات ناعمة.
وبما أن مرحلة طحن الجزيات الصخرية وتحويلها إلى حبيبات ناعمة تحتاج إلى طاقة مرتفعة وكبيرة وتسبب في رفع الكلفة الاقتصادية للمعالجة المعدنية، فمن المهم العمل على فصل واخراج الحبيبات المطحونة من دائرة مرحلة الطحن، تلك التي تصل إلى حجم الطحن الحبيبي المقرر استناداً على التصميم المباشر؛ وذلك بهدف طحنها إلى حجوم أصغر من الحجم الحبيبي اللازم خلال هذه العملية، إلى جانب دورها في تقليص التكاليف الاقتصادية والاستهلاك في الطاقة.
كما أن المواد الناعمة تتسبب في احتمالية أن تكون مواد لزجة تلتصق بجدار الطاحونة الداخلي وبالتالي يكون من الصعب معالجتها وإخراجها من دائرة الطحن، كما أن الجزيئات الصغيرة التي تمتلك حجوم حبيبية كبيرة من اللازم أن يتم إعادتها مرة أخرى إلى دائرة الطح؛ وذلك بهدف استكمال أعمال طحنها إلى الحجم الحبيبي المطلوب في دائرة مغلقة، وعدم السماح لها بأن تمر نحو المراحل اللاحقة.
من الأمثلة على ذلك أنه في أحد مشاريع التعدين المنجمية يتم العمل على قلع واستخراج خام النحاس؛ وذلك باتباع طريقة المنجم المفتوح، حيث يتم تكسير الخام بشكل أولي في نفس موقع المنجم، ثم يتم إرسال نواتج عملية التكسير إلى معمل المعالجة، ويخضع حينها الخام إلى مرحلة تكسير أولية ومن بعدها يخضع لمرحلة تكسير ثانوية، ثم ترسل نواتج عملية التكسير الثانوية إلى مرحلة الطحن البدائية، حيث يجب فيها طحن حبيبات الخام إلى حجم 1 سم، ثم يتم إرسال نواتج عملية الطحن الأولي إلى مرحلة الطحن الثانوي باستعمال طاحونة الكرات الحديدية؛ وذلك بهدف الوصول إلى حجم حبيبي 100 مايكرومليميتر.
