Estudios de caso sobre la optimización de los revestimientos de molinos

Caso 1: mina de mineral de hierro
En el proceso de producción de una determinada mina de mineral de hierro, la fuente de suministro de mineral pasó de la explotación a cielo abierto a la subterránea. Como resultado, las propiedades del mineral cambiaron: el grado de meteorización disminuyó, la dureza aumentó y la tasa de rotura se redujo. Esto provocó una caída en la eficiencia del molino AG. Con el fin de mantener la finura requerida del producto y mejorar el rendimiento del molino AG, se añadieron bolas de acero al molino, convirtiéndolo en un molino SAG. Esto aumentó la capacidad del molino AG en húmedo, garantizó la calidad del concentrado y generó buenos beneficios económicos. Sin embargo, la introducción de las bolas de acero alteró el entorno de molienda que existía en el molino AG original. En las fases media y final del desgaste de los revestimientos, estos se deformaban y fracturaban bajo el impacto de las bolas. La zona central de los revestimientos sufría un desgaste especialmente grave. Inicialmente, la vida útil de los revestimientos era de más de 3.000 horas, pero tras añadir bolas de acero se redujo en un tercio. Esto incrementó las tareas de mantenimiento y elevó la tasa de averías. Para hacer frente a esta situación, se optimizaron la estructura y el rendimiento de los componentes de los revestimientos resistentes al desgaste. Las medidas de optimización incluyeron: (1) mejorar el material de los revestimientos para aumentar su resistencia al desgaste, prolongando así su vida útil; y (2) aumentar el espesor de los revestimientos y modificar la configuración de la sección transversal para mejorar aún más su vida útil.

Caso 2 – Mina de Lan de TISCO (molinos SAG de Metso)
La mina Lan de TISCO cuenta con tres molinos SAG de Metso y ha probado revestimientos de diferentes proveedores. Debido a la elevada dureza del mineral, los revestimientos se fracturaban con frecuencia y tenían una vida útil corta, lo que provocaba paradas frecuentes de los molinos que afectaban gravemente a la producción. Además, la vida útil de los revestimientos variaba considerablemente entre los distintos lotes de algunos proveedores, lo que dificultaba enormemente el mantenimiento planificado. Metso optimizó el diseño de sus revestimientos para estos molinos con el fin de mejorar las condiciones de funcionamiento. En julio de 2016, se instalaron y pusieron en marcha los revestimientos de carcasa optimizados de Metso, con perfil ondulado multiangular, en el circuito de molienda de la mina TISCO Lan. Los ingenieros de Metso llevaron a cabo múltiples recopilaciones de datos in situ y análisis del rendimiento de los revestimientos de carcasa, y utilizaron software de simulación para diseñar la nueva estructura de los revestimientos. Al modificar el ángulo de elevación y la altura de los revestimientos de la carcasa, optimizaron la trayectoria del material en el interior del molino SAG, redujeron los impactos directos entre las bolas de acero y los revestimientos, lo que disminuyó la tasa de desgaste de estos y mejoró la eficiencia de la molienda. Al mismo tiempo, los ingenieros de Metso modificaron el material de los revestimientos para lograr un equilibrio óptimo entre dureza y tenacidad, en función de las condiciones de funcionamiento del molino, lo que mejoró significativamente la resistencia de los revestimientos a la fractura y prolongó su vida útil.

Además, Metso también suministró placas de rejilla optimizadas a TISCO. Las nuevas placas de rejilla presentan una sección transversal modificada de la ranura de descarga, lo que reduce las obstrucciones, evita las grietas y prolonga su vida útil. La optimización del revestimiento en la mina Lan de TISCO mejoró el rendimiento de la planta y redujo los costes operativos.

Caso 3 – Gran mina de cobre (molino SAG de 10,37 m de diámetro × 5,19 m de longitud)
Una gran mina de cobre nacional cuenta con un molino SAG de 10,37 m de diámetro por 5,19 m de longitud. El tamaño de alimentación del molino es de –300 mm, y la molienda se realiza en circuito cerrado utilizando cribas vibratorias para la clasificación. El tamaño del producto de molienda P80 es de 194 μm, el rendimiento es de 938 t/h y la potencia instalada es de 2 × 5 MW. Antes de la optimización, los revestimientos de la carcasa constaban de 66 filas, con los orificios de los pernos situados todos en las barras elevadoras. Las barras de elevación estaban dispuestas en un patrón alto-bajo: las barras altas tenían una altura de 305 mm (incluido el espesor de la base) y las bajas, de 205 mm (incluida la base). Tras 3,5 meses de funcionamiento, los revestimientos de la carcasa comenzaron a fracturarse. Se observaron dos tipos principales de fractura: uno consistía en grietas longitudinales a lo largo de toda la longitud y el otro en fracturas transversales; en algunos casos se observó astillamiento en las esquinas. La altura excesiva de las barras elevadoras y el ángulo de cara demasiado pequeño de los revestimientos provocaron que las bolas de acero se elevaran demasiado, de modo que impactaban directamente contra los revestimientos, lo que provocaba roturas y fracturas. Se llevó a cabo un modelado de elementos discretos (DEM) utilizando el software EDEM para simular las trayectorias de la carga y las bolas de acero en el interior del molino, lo que confirmó que se producían impactos de las bolas contra los revestimientos. El ángulo de la cara de los revestimientos se aumentó en 10°, y los resultados de la simulación, realizados con un software de modelización de revestimientos, indicaron que, con este nuevo ángulo, las bolas ya no impactaban contra los revestimientos. Los revestimientos optimizados han logrado un buen rendimiento en la explotación real.