1. Definición de molino de bolas

En molino de bolas Es un equipo básico de molienda ultrafina ampliamente utilizado en los sectores de la minería, los materiales de construcción, la industria química, la energía térmica y otros. Se emplea para moler finamente minerales triturados hasta obtener un polvo fino con un tamaño de malla que oscila entre varias docenas y varios cientos de mallas, tras la trituración primaria y secundaria. Se suele integrar en líneas de producción para el tratamiento de minerales de oro y de hierro, la fabricación de carbonato cálcico, la producción de cemento, la desulfuración en centrales eléctricas y la fabricación de polvo de arena de cuarzo, entre otros.

1.1 Función principal

Los minerales en trozos pequeños, pretriturados mediante trituradoras de mandíbulas y trituradoras cónicas, se introducen en el cilindro del molino de bolas. Gracias a la fuerza de impacto y a la trituración abrasiva de las bolas de acero, los minerales se muelen hasta convertirse en partículas finas. En las plantas de tratamiento de minerales, la molienda permite lograr una disociación completa entre los minerales valiosos y la ganga, de modo que los concentrados metálicos puedan extraerse mediante flotación, separación por gravedad o separación magnética posteriores. En las industrias no metálicas, se utiliza para producir polvo fino industrial.

1.2 Clasificaciones principales

1. Molino de bolas en húmedo (el más utilizado en el tratamiento de minerales) Los materiales se muelen con agua para formar una suspensión. Se caracteriza por una baja generación de polvo y una alta eficiencia de molienda, por lo que se utiliza ampliamente en todo tipo de procesos de enriquecimiento de minerales metálicos.
2. Seco Molino de bolas No se añade agua durante la molienda; el polvo obtenido se separa mediante clasificación por aire. Se utiliza principalmente para el procesamiento de arena de cuarzo, cemento, carbonato cálcico y otros polvos minerales no metálicos.
3. Clasificados según el tipo de descarga:

• Molino de bolas con rejilla: para la molienda gruesa y la molienda primaria de alta capacidad
• Molino de bolas de desbordamiento: para la molienda fina en la etapa de concentración de beneficio

1.3 Materiales aplicables

Mineral de oro, mineral de hierro, mineral de cobre, piedra caliza, cuarzo, caolín, escoria de acero, clinker de cemento, carbón y otros materiales frágiles con una dureza según la escala de Mohs ≤7.

2. Estructura principal del núcleo

1. Alimentador
2. Tapa con junta
3. Rodamiento
4. Cabezal de alimentación
5. Placa de rejilla
6. Cabezal de salida
7. Tapa de la glándula
8. Tapa de la glándula
9. Salida de descarga tipo rejilla
10. Boquilla de descarga
11. Rodamiento
12. Engranaje grande / Engranaje de toro
13. Revestimiento del cono guía
14. Cilindro de molino de tipo rejilla
15. Línea final
16. Tapa de la glándula
17. Rodamiento
18. Entrada de alimentación
19. Tapa de cojinete
20. Base del cojinete / Pedestal del cojinete
21. Base del cojinete del piñón
22. Piñón
23. Reductor / Reductor de engranajes
24. Motor / Motor eléctrico

Un molino de bolas horizontal consta de nueve componentes principales:

1. Eje hueco de alimentación: Las materias primas y el agua se introducen en el cilindro por este extremo.
2. Cilindro giratorio: Cilindro de acero pesado soldado, revestido con forros resistentes al desgaste, que se utiliza para contener bolas de acero de molienda y minerales.
3. Revestimientos resistentes al desgaste: Se fijan a la pared interior del cilindro para levantar las bolas de acero y proteger el cilindro de la abrasión; entre ellas destacan principalmente los revestimientos ondulados y los revestimientos escalonados.
4. Medios de molienda (bolas de acero y segmentos de acero): Bolas de acero con alto contenido en manganeso de diversos diámetros, las piezas de desgaste fundamentales para la molienda del mineral.
5. Eje hueco de descarga: Por esta salida se expulsa la pasta molida o el polvo.
6. Sistema de transmisión con piñón y corona dentada: El motor y el reductor hacen girar el piñón para que este, a su vez, haga girar la corona dentada, con el fin de impulsar el cilindro para que gire a baja velocidad.
7. Cojinete principal (cojinete deslizante / cojinete de rodillos): Soporta todo el cilindro giratorio y está equipado con un sistema de lubricación por circulación.
8. Reductor y motor de accionamiento: Proporciona potencia de rotación y controla la velocidad del cilindro.
9. Estación de lubricación de alta y baja presión: Suministra de forma continua aceite lubricante a los cojinetes principales y a los engranajes para reducir las pérdidas por fricción.

Breve introducción a la estructura

Los materiales entran en el cilindro giratorio por el extremo de alimentación izquierdo. El cilindro está lleno de bolas de acero de diferentes especificaciones. Con la rotación del cilindro, las bolas de acero realizan movimientos en cascada y en torrente para impactar y moler los minerales. Los materiales finamente molidos se descargan por el extremo de descarga derecho. Normalmente, se forma un sistema de molienda de circuito cerrado combinado con un clasificador en espiral.

3. Principio de funcionamiento detallado

El molino de bolas consigue un doble efecto de trituración —por impacto y por fricción— gracias a la rotación a baja velocidad del cilindro y a los tres estados de movimiento de las bolas de acero. El proceso de trabajo completo se puede dividir en cuatro pasos:

Paso 1: Accionamiento y rotación del cilindro a velocidad constante

El motor hace girar el cilindro horizontal de forma constante a una velocidad nominal de 15~25 rpm mediante el reductor y el par de engranajes. El cilindro se apoya en dos cojinetes principales con un sistema de lubricación específico que garantiza un funcionamiento continuo a largo plazo.

Paso 2: Bolas de acero elevadas por los revestimientos interiores

A medida que gira el cilindro, los revestimientos interiores resistentes al desgaste elevan conjuntamente bolas de acero de distintos tamaños y minerales en bruto hasta una determinada altura.

Paso 3: Tres formas de movimiento de las bolas de acero para la trituración de materiales

Cuando las bolas de acero se elevan por encima del ángulo de reposo, se producen tres movimientos típicos:

1. Movimiento de cataratas: Unas grandes bolas de acero caen en caída libre desde la posición más alta, golpeando con fuerza los minerales para realizar la trituración por impacto y romper los grandes trozos de mineral en partículas pequeñas.
2. Movimiento en cascada: Las bolas de acero, de tamaño mediano y pequeño, se deslizan lentamente por la superficie del revestimiento. La fuerte fricción y la fuerza de cizallamiento entre las bolas de acero y los minerales permiten una molienda fina, convirtiendo las partículas de mineral en polvo fino.
3. Movimiento centrífugo: Si la velocidad de rotación supera el valor crítico, las bolas de acero se adherirán firmemente a la pared del cilindro sin caerse, lo que constituye una situación de funcionamiento anómala y debe evitarse durante la producción normal.

Paso 4: Molienda cíclica en circuito cerrado y descarga del material apto

1. Proceso de molienda en húmedo: Los minerales mezclados con agua se introducen por el extremo de alimentación y se trituran de forma continua mediante bolas de acero hasta obtener una suspensión. La suspensión de grano fino se desborda por el eje hueco de descarga. Las partículas gruesas son transportadas de vuelta al molino de bolas mediante un clasificador en espiral para su remolienda, mientras que solo la suspensión fina que cumple los requisitos pasa a los procesos de beneficio posteriores, como la flotación y la separación magnética.
2. Proceso de molienda en seco: No se añade agua al interior del cilindro. El polvo fino se extrae del cilindro mediante el flujo de aire del ventilador, y las partículas gruesas se reciclan para una segunda molienda a través de un separador ciclónico.

Conocimientos complementarios: Principio de clasificación de las bolas de acero

En el interior del cilindro nunca se utilizan bolas de acero de una sola especificación. Las bolas de acero de gran tamaño se encargan de triturar las partículas gruesas del mineral, mientras que las bolas de acero medianas y pequeñas se encargan de la molienda fina. Una gradación adecuada de las bolas de acero puede mejorar considerablemente la eficiencia de la molienda y garantizar un tamaño de partícula final uniforme.

4. Flujo tecnológico de molienda en circuito cerrado

Materia prima → Cinta transportadora → Entrada del molino de bolas para la molienda → Descarga de la suspensión en el clasificador en espiral

• Lodo fino clasificado: se envía al proceso de beneficio por flotación o separación magnética
• Partículas de arena gruesas: se devuelven al molino de bolas para volver a molerlas

5. Ventajas y desventajas de Molino de bolas

5.1 Ventajas

1. Amplia gama de aplicaciones: dispone de modos de molienda en seco y en húmedo para minerales blandos y duros.
2. Estructura mecánica estable con un bajo índice de averías, que permite un funcionamiento continuo a plena carga las 24 horas del día para la producción minera a gran escala.
3. Amplio rango de ajuste de la finura de acabado, desde docenas hasta cientos de mallas, adecuado tanto para la molienda gruesa como para la molienda ultrafina.
4. Buen rendimiento de sellado; el rectificado en húmedo prácticamente no genera contaminación por polvo, lo que cumple con los requisitos de protección medioambiental.

5.2 Inconvenientes

1. El peso de la maquinaria pesada conlleva una elevada inversión en construcción civil, además de un consumo energético relativamente alto por tonelada de material en comparación con los molinos Raymond.
2. Las bolas de acero y los revestimientos son piezas que se desgastan con mucha frecuencia, por lo que es necesario reponer periódicamente las bolas de acero y sustituir los revestimientos, lo que conlleva unos costes continuos de funcionamiento y mantenimiento.
3. El gran volumen de los equipos limita su movilidad; los molinos de bolas se utilizan principalmente en líneas de producción fijas y rara vez se instalan en estaciones de trituración móviles.

6. Escenarios de aplicación típicos

1. Enriquecimiento de minerales metálicos: molienda de minerales de oro, hierro, cobre y plomo-zinc para la disociación de los minerales y la extracción de concentrados metálicos.
2. Sector de los materiales de construcción: Molienda fina de clinker de cemento, piedra caliza y escoria de acero.
3. Sector medioambiental y químico: Producción de polvo de piedra caliza para desulfuración, polvo de caolín y polvo de bentonita.
4. Nuevo campo de materiales: Procesamiento de polvo fino de alta pureza a partir de arena de cuarzo y otros minerales no metálicos.