Principio de funcionamiento de un sistema autógeno Molino

El proceso de molienda de un molino autógeno se ilustra en la figura 10-1a (tomando como ejemplo un molino autógeno en seco):

Una vez que el mineral se introduce por el extremo de alimentación, las partículas pequeñas caen de manera uniforme sobre el centro del fondo de la carcasa del molino a lo largo de los revestimientos ondulados de la superficie A y se dispersan hacia ambos lados. Las piezas grandes de la alimentación tienen mayor energía cinética y tienden a llegar al lado más alejado; sin embargo, algunas de ellas chocan contra los revestimientos en A y B y regresan al lado opuesto, logrando así también una distribución uniforme de las piezas grandes. La función de los revestimientos de cresta en las superficies A-A y B-B es evitar la segregación de la alimentación. Las partículas de tamaño medio que regresan desde el extremo de descarga a lo largo de la parte inferior de la pared del molino también caen uniformemente sobre el centro del fondo de la carcasa y luego se dispersan hacia los revestimientos de ambos lados. Tanto las piezas grandes como las partículas finas se desplazan axialmente a lo largo del fondo de la carcasa, pero en direcciones opuestas, lo que da lugar a una acción de trituración.

Figura 10-1: Proceso de trituración y movimiento del material en un molino autógeno molino
a – proceso de molienda en un molino autógeno; b – condiciones de movimiento del material

Las barras de elevación C-C y los revestimientos ondulados B-B ejercen un efecto de cuña sobre el mineral. El mineral queda primero encajado en C-C, formando un “arco” a lo largo de la dirección axial, que se expande gradualmente hacia arriba. También se forma un “arco” entre B-B. De este modo, todo el mineral dentro de la zona arqueada se encuentra en un estado comprimido.

A medida que el mineral gira con la carcasa, su posición asciende rápidamente y pasa de un estado de compresión a uno de tensión en un abrir y cerrar de ojos. Cuando la gravedad del mineral supera la fuerza centrífuga, este se desprende de la carcasa y cae. Sin embargo, las trayectorias de caída de las partículas de diferentes tamaños son distintas (Figura 10-1b). Dado que los trozos grandes tienen mayor peso, comienzan a deslizarse a una altura menor al ascender, desgastando y triturando simultáneamente las partículas pequeñas, y luego se desplazan hacia la capa interna en el centro de la carcasa. El mineral de tamaño medio asciende con la carcasa hasta una posición más elevada y luego rueda hacia abajo en cascada, con los trozos de mineral desgastándose entre sí, formando una zona de cascada. Los trozos pequeños de mineral ascienden con la carcasa hasta una posición aún más elevada y luego caen siguiendo una trayectoria parabólica, formando una zona de catarata, donde la fuerza de impacto tritura el mineral en partículas finas. Las partículas aún más pequeñas flotan en la capa superficial. En resumen, a medida que la carcasa gira, durante la circulación continua, el mineral se tritura bajo repetidas acciones de impacto, abrasión y compresión. Las partículas que cumplen los requisitos de tamaño del producto son arrastradas por la corriente de aire circulante que pasa a través del molino autógeno (en la molienda en seco) o descargadas con agua (en la molienda en húmedo).

Construcción de un molino autógeno húmedo

La construcción de un molino autógeno húmedo es, en general, similar a la de un molino de bolas, y comprende una carcasa, tapas de los extremos, revestimientos, sección de descarga, sección de alimentación, cojinetes, unidad de accionamiento, sistema de lubricación, etc. Tomando como ejemplo el molino autógeno húmedo de φ5,5 mm × 1,8 mm (que se ha aplicado con éxito en la planta de concentración de Luzhong Mining and Metallurgy Group Company desde 1985), su estructura se muestra en la Figura 10-2.

El carro de alimentación (1) es un dispositivo de alimentación que recibe el mineral de la cinta transportadora y lo introduce en el molino. Su parte superior es una tolva de chapa de acero soldada, y la parte inferior se apoya sobre un carro de cuatro ruedas. La forma de la tolva debe ser capaz de soportar el impacto de grandes bloques de mineral, al tiempo que permite que este fluya sin problemas hacia el molino. La parte inferior de la tolva, que recibe directamente el impacto del mineral, es plana. Una vez introducido el mineral, se forma un colchón natural sobre el fondo plano, lo que evita por completo el impacto directo sobre la tolva. Por lo tanto, no se requiere ningún revestimiento duro resistente al desgaste ni un fondo de tolva reforzado en esta ubicación. La sección inferior del fondo plano se configura como una rampa con una inclinación de unos 40° para garantizar una alimentación fluida del mineral hacia el molino.

La carcasa (4) se ensambla con la tapa del extremo de entrada (2) y la tapa del extremo de salida (8) para formar la cámara de molienda. En su interior se instalan revestimientos como el revestimiento del extremo de entrada (3), el revestimiento de la carcasa (5), la placa de rejilla (6) y la placa de cuchillas (7). Los revestimientos están en contacto directo con el mineral, por lo que deben ser resistentes al desgaste y favorecer una alta eficiencia de molienda. Por lo tanto, la calidad del material del revestimiento y la racionalidad de su geometría son muy importantes.

Figura 10-2 Estructura de un sistema autógeno en húmedo de φ5500 mm × 1800 mm molino
1 – carro de alimentación; 2 – tapa del extremo de alimentación; 3 – revestimiento del extremo de alimentación; 4 – carcasa; 5 – revestimiento de la carcasa; 6 – placa de rejilla; 7 – placa de cuchara; 8 – tapa del extremo de descarga; 9 – dispositivo de retorno automático

El revestimiento del extremo de entrada (Figura 10-3) está directamente expuesto al impacto de los grandes bloques de mineral que acaban de entrar en el molino, así como a la abrasión provocada por el mineral en movimiento que sale del mismo. Por lo tanto, su desgaste es rápido. Para evitar que el mineral impacte contra la superficie del revestimiento, se ha previsto una cresta ondulada de 250 mm de altura en el extremo del revestimiento, cerca del centro. Para evitar el desgaste causado por el movimiento circular del mineral, se han dispuesto nervaduras de protección con una sección transversal de 80 mm × 80 mm en el revestimiento del anillo exterior. La práctica ha demostrado que aumentar la altura de la cresta de la onda a 330 mm y añadir también nervaduras de protección en el anillo interior puede prolongar la vida útil del revestimiento entre 2 y 2,5 veces.

Figura 10-3 Revestimiento del extremo de entrada
a – revestimiento con nervaduras de protección a media altura y cresta ondulada baja; b – revestimiento con nervaduras de protección completas y cresta ondulada alta

Placa de rejilla (Figura 10-4) En un molino autógeno, la rejilla no solo sirve para descargar el material, sino que también desempeña una función de cribado. Por lo tanto, tanto la posición de los orificios de la rejilla como el tamaño de los mismos deben seleccionarse adecuadamente. En función del nivel de rebose al que la pulpa puede descargarse a través de los orificios de la rejilla, estos pueden clasificarse en descarga de nivel alto (poco común), descarga de nivel medio (Figura 10-4, n.º 1) y descarga de nivel bajo (Figura 10-4, n.º 3). Con ratios de llenado de material normales de alrededor del 45 %, la posición de descarga de nivel medio suele cumplir los requisitos de descarga. Sin embargo, los molinos autógenos suelen experimentar ratios de llenado bajos (por debajo del 20 %), lo que puede provocar fallos en la descarga. Por lo tanto, actualmente se utilizan tanto la descarga de nivel medio como la de nivel bajo.

Las nervaduras de protección y las placas de cresta de onda desempeñan la misma función en las placas de rejilla que en otros revestimientos. La experiencia ha demostrado que una placa de rejilla con nervaduras de protección de 80 mm × 80 mm de sección transversal tiene una vida útil dos veces mayor que una placa plana sin nervaduras de protección. Aumentar la altura de la cresta de la onda de 250 mm a 350 mm duplica la vida útil.

La carcasa está revestida con revestimientos planos normales y revestimientos en forma de T (véase la figura 10-5). Los revestimientos en forma de T se encargan principalmente de elevar el material, por lo que también se denominan barras de elevación. La altura y la separación entre las barras de elevación tienen un efecto significativo en la trayectoria del material. Cuando la altura de las barras de elevación se aumenta de 80 mm a 100 mm, la vida útil se duplica, el rendimiento aumenta significativamente y el tamaño de las partículas del producto se vuelve algo más grueso. Por lo tanto, tanto la altura de las barras de elevación como la relación entre la altura y la separación deben ser adecuadas para lograr la mayor capacidad de producción y el menor consumo de energía.

Figura 10-4 Placa de rejilla (pie de foto – según se deduce de la descripción; el original no incluye un pie de foto explícito, pero puedes utilizar:)
Figura 10-4 Placa de rejilla
(Nota: Los números 1 y 3 que se mencionan en el texto se refieren a puestos de nivel medio y bajo, pero no se describen en un pie de foto independiente.)

Figura 10-5: Guía en forma de T / barra de elevación (pie de foto – según se deduce)

Avísame si necesitas los pies de foto originales (por ejemplo, si el original incluye etiquetas específicas) o cualquier otra traducción.

Figura 10-4 Placa de rejilla
1 – descarga a nivel medio, cresta de ola baja, placa de rejilla sin nervaduras de protección; 2 – placa ciega (placa sin aberturas); 3 – descarga a nivel bajo, cresta de ola alta, placa de rejilla con nervaduras de protección

Figura 10-5 Revestimiento de la carcasa
1 – barra de elevación (elevador); 2 – guía plana

La altura adecuada es H = 90–110 mm, y la proporción adecuada es L/H = 4–5.

En la actualidad, los materiales de revestimiento más utilizados en China son el acero con alto contenido en manganeso y el acero duro. Incluso con el mismo material y el mismo fabricante, los diferentes procesos de fabricación pueden dar lugar a una diferencia en la vida útil de hasta 1,5 veces entre los revestimientos de buena calidad y los de mala calidad.

La práctica anterior demuestra que la forma estructural y la calidad de fabricación de los revestimientos tienen un impacto muy significativo en su vida útil. La incorporación de nervaduras de protección de la altura adecuada en la superficie del revestimiento es un método eficaz para reducir el deslizamiento relativo entre el mineral y la superficie del revestimiento, disminuir el desgaste y prolongar la vida útil. Una vez que las nervaduras de protección (incluidas las barras de elevación de la carcasa) se desgastan hasta quedar planas, las partes planas se desgastarán rápidamente. Por lo tanto, los revestimientos no deben ser excesivamente gruesos. La altura de la cresta de las placas onduladas debe ser adecuada; si la cresta es demasiado alta, puede ser golpeada por grandes bloques de mineral y aflojarse. La altura debe ser tal que la superficie de la placa no reciba el impacto directo del mineral.

Dispositivo de descarga y retorno automático
El producto que sale de un molino autógeno húmedo es una pasta, por lo que está equipado con un dispositivo de descarga por rejilla, algo de lo que carecen los molinos autógenos secos. Su estructura es idéntica a la de un molino de bolas con descarga por rejilla.

En el extremo de descarga, el molino autógeno tiene un material dispositivo de retorno automático (Figura 10-6), que es, en esencia, un dispositivo de clasificación. Consta de un tamiz de tambor (1), un tubo de retorno de arena (2) y una pala de retorno de arena (3).

Una vez que la suspensión pasa a través de los orificios de la placa de rejilla, las placas de recogida situadas detrás de esta la conducen hacia la criba del dispositivo de autorretorno. El material grueso se desplaza por la criba hasta la cuchara de retorno de arena situada en el extremo opuesto. Durante el movimiento giratorio de la cuchara, el material grueso se introduce en el tubo de retorno de arena. Las paletas en espiral del interior del tubo de retorno de arena empujan el material grueso de vuelta al molino para su remolienda. El material de tamaño inferior (que pasa por la criba) se descarga a través del casquillo de descarga para su posterior procesamiento.

Este dispositivo de clasificación tiene una estructura sencilla y funciona bien. Con una sola bandeja de cribado, puede separar el material de menos de 20-30 mm en un producto de menos de 3-5 mm. La instalación de este dispositivo permite utilizar rejillas con aberturas más grandes (o elimina la necesidad de pequeños orificios difíciles de fabricar), aumenta el caudal (rendimiento) del material y, por lo tanto, mejora la eficiencia de la molienda. Por supuesto, este circuito cerrado aparentemente solo funciona en el extremo de descarga, sin un proceso de molienda a lo largo de toda la carcasa. Sin embargo, dado que los molinos autógenos tienen un gran diámetro, una longitud corta y placas con crestas onduladas, el movimiento del material en un molino autógeno no es como el de un molino de bolas, donde el material se desplaza de forma progresiva y ordenada desde el extremo de alimentación hasta el extremo de descarga mientras se muele gradualmente. En su lugar, los materiales de ambos extremos se cruzan o son lanzados hacia el centro del molino. Por lo tanto, aunque existe cierta diferencia en la eficiencia de molienda entre la arena devuelta desde el extremo de descarga y la arena devuelta desde el extremo de alimentación, la diferencia no es significativa. Es necesario realizar más estudios experimentales para determinar en qué medida el uso de una criba de autorretorno para el control del tamaño difiere del uso de aberturas en las placas de rejilla para el mismo fin.

Este dispositivo de clasificación de circuito cerrado también puede modificarse para convertirlo en un dispositivo de clasificación de circuito abierto. Para ello, basta con cambiar la dirección de descarga de la pala de retorno de arena hacia el exterior o con retirar la pala por completo, recogiendo así el material sobredimensionado de la criba y enviándolo directamente a la trituración secundaria u otro tratamiento. El material subdimensionado de la criba puede procesarse para su enriquecimiento.

Figura 10-6 Dispositivo de retorno automático
1 – criba de tambor; 2 – tubería de retorno de arena; 3 – pala de retorno de arena

En el sistema de transmisión (accionamiento), los primeros modelos de molinos autógenos en baño de líquido tenían el engranaje grande montado en el muñón hueco situado en el extremo de descarga. Gracias a los avances en la tecnología de fabricación, el engranaje grande se fija ahora directamente a la carcasa del molino autógeno.

En el sistema de lubricación, los molinos autógenos en húmedo utilizan un sistema de lubricación por circulación de aceite centralizada. Los molinos autógenos en húmedo de gran tamaño también emplean una nueva tecnología: la lubricación por pulverización.

En los últimos años, la tecnología de fabricación de molinos autógenos húmedos en China ha experimentado un rápido desarrollo. En la actualidad se pueden fabricar molinos de diversos tipos y tamaños para satisfacer los requisitos de diferentes tipos de minerales y escalas de producción, y además se exportan al extranjero. El rendimiento técnico de los molinos autógenos húmedos que se fabrican actualmente en China se muestra en la Tabla 10-1. A continuación se ofrece un ejemplo que explica el significado del modelo y las especificaciones:

Tabla 10-1: Rendimiento técnico de los molinos autógenos

Tabla 10-1: Características técnicas del autógeno molinos