3. Molinos
3.7. Designación del tamaño de un molino
Las medidas de un molino están dados por su diámetro y longitud, es decir: Diámetro x Longitud
Ejemplo: Molino de bolas 8’ x 10’, significa: Diámetro: 8 pies
Longitud: 10 pies.
Clasificacion De Los Molinos Rotatorios:
¨ Por su movimiento: Rotatorios, rotatorios- oscilantes. ¨ Por su función: Primarios, secundarios, remolienda ¨ Por su funcionamiento: periódicos, contínuos
¨ Por la forma exterior del casco: cilíndricos, tubulares, cilíndricos-cónicos,cónicos. ¨ Por el sistema de molienda: molinos por vía húmeda y por vía seca.
¨ Por el modo de descarga del mineral: tipo rebalse, descarga por parrillas, descargas periféricas.
¨ Por el tipo de revestimiento del molino: De acero al manganeso, Ni- hard, al cromo y de caucho.
¨ Por el tipo de elementos moledores: De bolas, barras, guijarros y autógenos ¨ Por el ciclo de operación: Circuito cerrado, abierto.
Tipos De Molinos De Acuerdo Al Medio Moledor: ¨ Molinos de barras ¨ Molinos de bolas ¨ Molinos de guijarros ¨ Molinos autógenos Molinos De Barras
La molienda es producida por las barras que originan frotamiento o impacto sobre el mineral, el cual, por su mayor tamaño en la alimentación respecto a la descarga, origina que las barras ejerzan una acción de tijeras, produciendo molienda por impacto en las zonas cercanas a la entrada y por fricción en las cercanías de la descarga. La molienda es
¨ Se produce un mayor contacto entre el mineral y el medio moledor debido a que existen menores espacios vacíos entre las barras, lo que a su vez ocasiona menor consumo de acero y además se requiere menor consumo de energía al trabajar con velocidades periféricas menores que los molinos de bolas.
En forma general los molinos de barras tienen junto a la boca de alimentación una sección cónica que cumple la sgte. función:
¨ Permite que el mineral se distribuya entre las barras y simultáneamente que la pulpa llegue a la parte inferior del cilindro del molino evitando así cortocircuitos del mineral, es decir, que pase el mineral sobre la carga de barras hacia la descarga sin ser molido.
¨ Evita el desgaste prematuro de los forros de los cabezales carga- descarga ya que el mineral entrante mantiene a las barras en la sección cilíndrica del molino.
En algunos casos puede remplazar a las etapas terciarias de chancado, en los cuales se producen atoros que son característicos en ellos
Los molinos de barras no son aconsejables para molienda seca por que el material seco fluye con dificultad, traba las barras y las rompe.
Dimensiones De Los Molinos De Barras:
Para evitar que las barras se puedan enredar en los molinos, para el dimensionamiento debe existir el sgte. Criterio de relación longitud/diámetro:
y nunca menor que 1.25. Cuando esta relación es menor que 1.25 el riesgo de tratamiento de la carga de barras en el molino aumenta considerablemente.
Tipos De Molinos De Barras Según La Descarga: ¨ Típo over flow
¨ Descarga periférica en el extremo final ¨ Descarga periférica central.
Molinos De Barras Con Descarga Tipo Over-Flow:
-Su uso es recomendado para aplicaciones normales de molienda en húmedo ya sea en circuito abierto o cerrado. Su uso es de gran aplicación en el procesamiento de minerales. -Generalmente el diámetro del trunnion liner de descarga es mayor que el de entrada para permitir que los finos se desplacen hacia la descarga evitando la sobremolienda. Cuando estos diámetros son iguales se produce sobremolienda
-Produce molienda más fina.
-El producto P80 generalmente varía entre 2mm y 0.50 mm.(malla 10 y malla 35 ASTM) y el radio de reducción generalmente también está en el orden de 20:1.
Molinos De Barras Con Descarga Periferica En El Extremo Final:
-Producen materiales más gruesos con mínima producción de finos, que descarga por rebalse, al retener menor tiempo al mineral.
-Son empleados para velocidades normales de tonelaje de alimentación y productos moderadamente gruesos.
-Los radios de reducción generalmente varían en el orden de 8:1
-Su uso es aconsejable en las plantas de molienda seca para obtener cemento cilnker. Molinos De Barras Con Descarga Periferica Central:
-Se emplean generalmente para producir arenas donde la molienda debe ser más gruesa y el producto de molienda requerido no puede contener más que una cantidad ínfima de material extremadamente fino (tal como sucede en las especificaciones de arenas).
-La alimentación se realiza por ambos trunnions y se emplea para velocidades de alto tonelaje de alimentación. Las aberturas de descarga son equidistantes de los trunnions. -El producto P80 es mayor que 2 mm y su radio de reducción generalmente está en el orden de 4 : 1.
* Alimentación de mineral de tamaño variable dependiendo de su dureza.
* Los productos dependen de las condiciones operativas y pueden ser tan gruesos como malla 35 o tan finos como 100% menos 325 mallas.
* El radio de reducción está en el orden de 30:1 o más.
* La molienda se produce por contacto entre las bolas y el mineral ya sea por golpes y/o fricción.
No tienen relaciones definidas entre la longitud y el diámetro y sus dimensiones dependende las características del mineral y de los tamaños de alimentación y producto. (F80, P80,dureza,...)
Tipos De Molinos De Bolas Según La Descarga:
* Tipo Over Flow * Descarga tipo parrilla.
Molinos De Bolas Con Descarga Tipo Rebalse. * La pulpa es descargada por simple rebalse.
* En la boca de descarga un espiral evita que las bolas escapen del molino.
* Son más eficientes energéticamente cuando los radios de reducción son bajos, menores que 16; e ineficientes si son mayores que 16.
* Tienen mayor tiempo de retención y producen fuerte proporción de lamas.
Molinos De Bolas Con Descarga Tipo Parrilla.
Presentan una parrilla o enrejado en el extremo cercano a la boca de descarga, en forma tal que el mineral molido es elevado y evacuado por esta descarga. Con este dispositivo, el mineral tiene menor tiempo de retención que uno tipo rebalse y produce también, menor proporción de sobremolienda.
Trommel en la descarga del molino. Evita que las bolas salgan del molino Molinos Autógenos
Últimamente la molienda autógena se ha convertido en un método importante usando como medio moledor: La mena extraída de la mina o el producto de la trituración primaria.
La alimentación del molino autógeno puede ser el over size de la criba y el under size de la criba. La molienda autógena puede realizarse en húmedo o en seco, pero en seco existen grandes problemas ambientales por la gran cantidad de polvo a manejar.
Con las menas apropiadas, estos molinos eliminan los costos de los medios de molienda y producen porcentajes más finos que los molinos convencionales de barras y bolas, elimina la contaminación química por el fierro, disminuye el consumo de reactiVos y mejora el comportamiento metalúrgico.
Los molinos autógenos se caracterizan por su diámetro de gran tamaño en comparación con su longitud. El diámetro puede llegar a tener medidas de 2 hasta 3 veces más que su longitud, y requiere de una parrilla para evitar que el mineral grueso sea descargado. La velocidad de trabajo (N) de estos molinos puede ser del 80al 85% de su velocidad crítica. La carga de mineral ocupa del 25 al 30% de su volumen útil interno y debe tener una gravedad específica mayor que 2.5.
Como el volumen de la carga y la potencia del molino varían con la velocidad de la alimentación, entonces es necesario automatizar el control de la alimentación.
Estos molinos pueden reducir tamaños desde 2.5 cms hasta 0.1 mm ( Radio de reducción hasta 250/1).
Ventajas De La Molienda Autógena: Con las menas apropiadas:
* Estos molinos producen molienda con un mínimo de sobre molienda, porque la fractura de las partículas se realiza por los límites del grano debido a la acción suave de la molienda.
* Estos molinos eliminan los costos de los medios de molienda.
* Producen porcentajes más finos que los molinos convencionales de barras y bolas. * Eliminan la contaminación química por el fierro.
* Disminuyen el consumo de reactivos. * Mejoran el comportamiento metalúrgico. Molienda Autógena Primaria:
Estos molinos tienen grandes aberturas de alimentación, pudiendo pasar material hasta de 12 pulgadas.
Molienda Autógena Secundaria:
El alimento es el producto de un molino de barras o el producto de la chancadora primaria. Los molinos son generalmente del tipo parrilla de bajo nivel y con una longitud que es una o dos veces el diámetro.
Los molinos son generalmente cargados entre 45 á 50% de su volumen y su potencia de operación es ligeramente por debajo del caballaje máximo.
La adición de medios de molienda (rocas) a un molino, variará desde 1.5 á 5% respecto al alimento.
Molino Semiautogeno ( Sag ):
La molienda semiautógena se realiza en molinos que tienen como elementos moledores la mena y bolas de acero.
En algunas menas el tamaño de las rocas molturadoras disminuyen hasta un tamaño constante de 8cm (3 1/8 pulg.) acumulándose y disminuyendo la acción de molienda de la carga de rocas.
Para resolver este problema, generalmente se agregan al molino bolas de acero de 5 pulg. de diámetro, convirtiéndose el molino en semiautógeno ( SAG ).
En la actualidad, mayormente se usan para las menas de cobre, en las operaciones de gran escala.
El desarrollo tecnológico ha permitido fabricar molinos SAG sin corona (molino de anillo) completamente diferente a los molinos convencionales de un diámetro de 40 pies ( 12.20 metros) que tratan 40,000 toneladas por día.
También se ha logrado fabricar molinos con corona hasta un diámetro de 38pies ( 11.60 metros).
Molinos De Guijarros
Emplean como medio de molienda guijarros, son forrados con bloques de sílice, cerámica o jebe. Son empleados específicamente en las industrias de los no metálicos.
Forros Para Los Molinos De Bolas Forros de acero:
*Tipos no ondulados: Para alimentación fina o blanda *Tipos ondulados: Para alimentación gruesa
Forros de caucho: *Tipos ondulados
*Tipos de barras elevadoras
No existe un criterio único respecto a las características de forma y composición de los forros de los molinos. Generalmente se fabrican en acero al manganeso, aunque si el molino trabaja con bolas pequeñas podrá usarse Ni-hard.
Rowland de la Allis Chalmers, da las siguientes recomendaciones para los forros de los molinos de bolas:
2.5" á 3" sobre los forros. Por el impacto entre bolas y forros, estos deben ser fabricados de acero al manganeso (13-14%Mn.).
*Los forros de las tapas de entrada y salida del molino: se fabrican en forma radial y deberán ser de aceros al manganeso o al cromo-molibdeno. Si el molino es de diafragma, éste se construye en fierro fundido.
Forros Para Los Molinos De Barras
* Se emplean forros gruesos con onda simple fundidos en cualquier acero aleado (no debe ser al manganeso) o fundición resistente a la abrasión.
* El No. de barras elevadoras por circunferencia es normalmente igual a 2D (D en pies). Estos lifters tienen de 2.5" á 3.5" de altura de onda y de 2.5 á 3" espesor.
* Para evitar la corrosión del casco y tapas se emplea entre éstos y los forros un recubrimiento con jebe.
* Los forros de las tapas son generalmente de poco espesor en acero aleado o fundición, lisos sin ondas ni elevadores que puedan molestar la acción de las barras y causar enredo de las mismas.
* En las tapas se pueden emplear forros de goma, pero los extremos de las barras desgastadas lo pueden deteriorar
Selección De Los Forros
Para seleccionar los forros para un molino se debe tener encuentra lo siguiente: * Clase de elementos moledores.
* Acción deseada de la carga moledora
* Tamaño de la alimentación y producto del molino. * Dureza y tenacidad de la mena.
* Importancia relativa de la eficiencia de la capacidad y eficiencia de molienda. * Disponibilidad de los materiales y costos.
Medios De Molienda
Los medios de molienda que más se usan son: * Las bolas de acero.
* Las barras de acero * Los guijarros.
El uso de cualquiera de ellos depende, además del tamaño del alimento, principalmente de las características del producto a obtenerse. Por ejemplo, si se necesitase una cantidad
mínima de finos, o que el producto necesite pasar a otra etapa de molienda, será necesario usar barras de acero como medios de molienda cuyo diámetro dependerá del tamaño del mineral.
Pero, si necesitamos obtener un producto fino, será necesario usar bolas de acero, que a pesar de perder rápidamente su tamaño, presentan una gran superficie por unidad de volumen (mayor que las barras) e igual movilidad en cualquier dirección.
Movimiento De La Carga Moledora En Los Molinos De Bolas
Cuando el molino gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente del molino hasta que se logra una situación de equilibrio dinámico donde los cuerpos moledores caen en cascada y en catarata sobre la superficie libre de los otros cuerpos, alrededor de una zona muerta donde ocurre poco movimiento hasta el «pie» de la carga del molino.
En un molino rotatorio, se pueden distinguir tres tipos de movimiento de los elementos moledores:
Los tipos de forros y las densidades de la pulpa (% sólid.) en un molino de diámetro dado, determinan el carácter del movimiento de los cuerpos moledores.
Por experiencia, cuando el molino gira a velocidades de catarata, la pulpa diluida sobre el pie, disminuye la reducción de las partículas más gruesas de la alimentación, y esto aún se acentúa más, cuando la densidad de pulpa es muy alta o espesa.
Si en la práctica, dentro del molino, se desea cambiar el tipo de movimiento de la carga de bolas, se deberá variar:
* La densidad de pulpa * El tipo de lifter
Funcionamiento del molino
Movimiento De La Carga Moledora En Los Molinos De Barras
En la carga de barras, existen espacios intersticiales entre las barras a través de los cuales pasa la pulpa desde la alimentación hasta la descarga, el tope de la pulpa está a 3 ó 4 pulg. Por debajo del trunnion de descarga.
En la zona de alimentación, las partículas gruesas de mineral separan las barras en el extremo de alimentación y por lo tanto los ejes no caen en forma paralela unos con respecto a los otros. La molienda en esta zona se realiza por impacto.
En la zona de la descarga estas partículas son molidas mediante fuerzas considerables de corte cuando pasan la zona de la base, conforme las barras van siendo levantadas por las cuñas levantadoras del molino. En esta zona la molienda se realiza por fricción.
De esta manera, uno podría visualizar a la carga de barras como una bomba, que atenazando al material en la base de la masa moledora, lo lleva hacia arriba.
Así, el material grueso que es atrapado por las barras o los rodillos en la zona de la alimentación, se va reduciendo en forma gradual, conforme se traslada en espiral y
La masa ascendente de barras, contiene aparentemente una gran cantidad de ranuras en forma de cuñas entre ellas, que son más grandes en el lado de la alimentación.
Estas ranuras actúan como cedazos para la pulpa atrapada y a su vez permiten el paso de partículas suficientemente pequeñas entre ellas, con un movimiento progresivo hacia la descarga del molino.
Molino de barras operando a alta velocidad: Rango de velocidad 670 pies/mit. Se produce molienda gruesa Predominio de barras en catarata. Barras levantadoras (lifters) altas.
Molino de barras operando a baja velocidad: Rango de velocidad 382 pies/mit.
Se produce molienda fina
Predominio de barras en cascada Barras levantadoras (lifters) pequeñas.
En general, cuando se desea una producción mínima de finos se debe usar una carga de barras, cuyo diámetro esté relacionado al tamaño de mineral que se alimente y de longitud ligeramente menor que la del molino. Se prefiere las barras porque el factor de disposición de las barras dentro del molino, dan una densidad aparente de 390 lbs/pie3, más alta que de las bolas, 280 lbs/pie3.
Límites del nivel de carga:
*Cuidar que la carga de barras permita el ingreso del mineral al molino.
*Cuidar que la carga de barras sea lo suficientemente baja como para que las barras no trabajen en la abertura de la tapa de descarga del molino.