Quando um moinho de bolas é utilizado para a trituração primária; a prática industrial mostra que a alimentação deve ser controlada por meio de 2 a 3 estágios de trituração combinados com peneiramento, a fim de limitar estritamente o tamanho máximo do material a ser alimentado. Para concentradoras de grande e médio porte, o tamanho máximo do material alimentado é controlado entre 10 e 12 mm; no entanto, para pequenas instalações que utilizam apenas duas etapas de britagem, o tamanho máximo pode chegar a 25–30 mm. Quando se utiliza apenas um único estágio de britagem, o tamanho do material alimentado deve ser rigorosamente controlado pela operação de mineração, e o material alimentado pode ser um pouco mais grosso. Os princípios gerais para a seleção do tamanho dos meios de moagem são: (1) Quanto mais duro for o minério e quanto mais grosso for o material alimentado, maiores devem ser os meios de moagem, a fim de proporcionar maior quebra por impacto. (2) Ao processar materiais macios e finos, devem ser utilizados meios de moagem menores para potencializar a moagem por atrito. (3) Quando a alimentação contém uma ampla variação de tamanhos de partículas, deve-se utilizar uma mistura de esferas de diferentes diâmetros para acomodar a não uniformidade das propriedades do minério e das condições operacionais. Geralmente, o volume de carga de esferas é de 40%–50%, mas, para moinhos de esferas de grande porte, a carga de esferas pode ser menor, possivelmente chegando a 30%–35%.

Conforme mostrado na Figura 6-6, dentro da faixa normal de operação da moagem primária com esferas e para a mesma finura de produto exigida:

(1) Quanto maior for o tamanho do material de alimentação, maior será o consumo de energia do moinho de bolas e menor será sua produtividade.

(2) Quanto menor for o tamanho das partículas de alimentação, maior será a capacidade de produção do moinho. Isso se deve principalmente ao fato de que as partículas de alimentação mais finas têm um tempo de permanência mais curto no moinho e passam por ele mais rapidamente.

(3) Quando o produto da moagem é relativamente grosso, a produtividade do moinho varia de forma mais significativa com o tamanho do material de alimentação, com uma variação máxima de cerca de 15%.

(4) Quando o produto da moagem é mais fino, a variação na produtividade do moinho em função do tamanho do material de alimentação é menos acentuada, geralmente não ultrapassando 10%.

Figura 6-6 Efeito do tamanho da matéria-prima no consumo de energia
(Com base no cálculo do índice de trabalho do moinho de bolas Bond)

Quanto maior for a escala do concentrador, mais significativo será o benefício econômico decorrente da redução do tamanho do material alimentado à moagem. Por exemplo, em uma planta de grande escala (por exemplo, 10 milhões de toneladas por ano), quando o tamanho final do produto da britagem é reduzido de 20–0 mm para 10–0 mm, a capacidade de britagem diminui em cerca de um terço, mas a capacidade do moinho de bolas pode aumentar em cerca de 15%, resultando em economias substanciais no investimento em equipamentos e no consumo específico de energia para britagem e moagem por tonelada de minério.

No entanto, em uma concentradora, a alimentação do circuito de moagem é o produto final do circuito de britagem. Reduzir o tamanho da alimentação do moinho significa que o circuito de britagem deve produzir um produto mais fino, o que inevitavelmente aumenta a taxa de redução geral do circuito de britagem, torna o fluxograma mais complexo e eleva os custos. Por outro lado, aumentar o tamanho da alimentação do moinho reduz os custos de britagem, mas aumenta os custos de moagem. Portanto, especialmente em regiões onde os custos de mão de obra e manutenção são relativamente altos, a determinação do tamanho ideal da alimentação do moinho deve se basear em uma análise abrangente para minimizar o custo total de britagem e moagem. Normalmente, ao decidir o tamanho adequado da alimentação do moinho, a escala da planta é o fator principal, juntamente com o desempenho do equipamento e o fluxograma de britagem utilizado no circuito de britagem.

Portanto, mesmo no caso dos moinhos de bolas, onde os meios de moagem de aço são predominantes, ainda é necessário determinar um tamanho de alimentação razoável e ideal.