Como equipo fundamental para la molienda fina, los molinos de bolas muelen el mineral hasta convertirlo en partículas finas, liberando los minerales deseados para facilitar procesos de separación posteriores como la flotación y la separación magnética. Este artículo describirá su estructura y principio de funcionamiento para ilustrar su operación en el procesamiento de minerales.
1. Estructura básica de los molinos de bolas para minería
Cada molino de bolas horizontal consta de cinco conjuntos centrales, cada uno con funciones únicas para una molienda estable:
1.1 Placas de cilindro y revestimiento
El cilindro es la carcasa principal que contiene el mineral y las bolas de acero. Su pared interior está revestida con capas resistentes al desgaste, fabricadas con acero de alto contenido en manganeso o caucho. Estas capas protegen el cilindro de impactos y fricción, y elevan las bolas de acero para generar un movimiento de molienda eficaz.
1.2 Medios de molienda (bolas de acero y cilindros de acero)
Dentro del cilindro se introducen bolas de acero al carbono o aleado de distintos diámetros. Las bolas grandes proporcionan la fuerza de impacto necesaria para el mineral grueso, mientras que las pequeñas generan fricción para la molienda fina. La proporción de llenado y la granulometría determinan directamente la eficiencia de la molienda.
1.3 Sistema de transmisión
Incluye motores de accionamiento, reductores y conjuntos de engranajes. Dos tipos de transmisión principales son la transmisión por engranajes periféricos y la transmisión central, que hacen girar el cilindro a una velocidad baja y constante.
1.4 Base de molino de bolas
La base cuenta con una estructura de acero soldada, que incluye puntos de montaje para todos los componentes críticos. Está equipada con pernos ajustables y orificios de anclaje para eliminar vibraciones y desalineaciones.
1.5 Piezas de soporte auxiliares
Este conjunto incluye cojinetes deslizantes, sistemas de lubricación automática, estructuras de sellado contra el polvo y bocas de inspección para la revisión periódica y la sustitución del revestimiento.
2. Principio de funcionamiento básico de los molinos de bolas
2.1. Transmisión de potencia y preparación para la puesta en marcha
El motor de alta potencia acciona el reductor y el conjunto de engranajes, transfiriendo un par de torsión estable al cilindro del molino. Los sistemas de lubricación previa al arranque garantizan que todas las piezas de los cojinetes estén adecuadamente engrasadas para reducir la fricción, lo que permite que el cilindro gire de forma constante a una velocidad de funcionamiento preestablecida (normalmente entre el 65 % y el 80 % de la velocidad crítica teórica).
2.2 Movimiento de elevación de materiales y medios
A medida que el cilindro gira, los revestimientos internos, ondulados o lisos, arrastran las bolas de acero de molienda cargadas y las partículas de mineral entrantes hacia arriba a lo largo de la pared interior del cilindro. La altura de elevación depende de la velocidad de rotación, la forma del revestimiento y el grado de llenado del medio (un volumen de llenado típico es del 30 % al 45 % del espacio interior del cilindro).
2.3 Dos mecanismos de trituración del núcleo
Mecanismo 1: Aplastamiento por impacto debido a la caída de material
Cuando las bolas de acero superan el ángulo de reposo, describen trayectorias parabólicas y chocan violentamente contra el mineral grueso en el fondo del cilindro. Esta fuerza de alto impacto fragmenta los grandes terrones de mineral en trozos más pequeños, realizando así la molienda inicial.
Mecanismo 2: Desgaste y molienda por cizallamiento de medios deslizantes
Las bolas que no alcanzan su altura máxima de caída se deslizan por la superficie del revestimiento en un movimiento en cascada. La fricción de deslizamiento relativa entre las bolas de acero, las partículas de mineral y las superficies del revestimiento muele aún más los fragmentos de tamaño mediano hasta convertirlos en polvo fino, lo que permite la disociación de los monómeros minerales.
2.4 Descarga de material graduado
En los molinos de bolas de rejilla, las placas internas de la rejilla bloquean las partículas de mayor tamaño, permitiendo el paso de la pulpa fina adecuada para su descarga forzada. En los molinos de bolas de rebose, la pulpa se desborda automáticamente cuando el nivel del líquido alcanza el vertedero de descarga, controlando así la finura final de las partículas para los procesos de separación posteriores.
En la molienda húmeda, el agua se mezcla con el mineral para formar una suspensión que sale por el puerto de descarga. La molienda en seco se realiza sin agua y se utiliza principalmente para producir polvos minerales no metálicos. Tras la molienda, los minerales valiosos se separan completamente de la ganga, quedando listos para los procesos de separación posteriores.
3. 4 Factores internos clave que modifican los resultados de la molienda
- Clasificación de las bolas de acero: Combinamos 3 o 4 tamaños de diámetro (bolas grandes, medianas y pequeñas) para procesar diferentes tamaños de grumos. Las bolas grandes trituran las rocas grandes; las bolas pequeñas refinan los granos finos.
- Velocidad de alimentación del mineral: una velocidad demasiado rápida provoca atascos de material y descarga de material grueso; una velocidad demasiado lenta conlleva colisiones de bolas vacías y un desgaste innecesario del medio de molienda.
- Concentración de la suspensión: Mantener entre el 65 % y el 78 % de fracción de masa sólida para la molienda húmeda. Una suspensión demasiado espesa ralentiza el movimiento de las partículas; una suspensión demasiado líquida reduce el tiempo de retención por fricción.
- Grado de desgaste del revestimiento: Los revestimientos nuevos tienen una gran capacidad de elevación. Los revestimientos desgastados no pueden elevar las bolas a la altura ideal, lo que reduce la eficiencia de molienda en un 20 % o más.
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