Os moinhos de bolas são equipamentos essenciais para a moagem de materiais após a britagem. São amplamente utilizados nos setores de beneficiamento de minerais, cimento, materiais de construção, produtos químicos e outras indústrias. Com base no método de descarga, os moinhos de bolas dividem-se principalmente em dois tipos: moinhos de bolas com descarga por grelha (também chamados de moinhos de bolas em grade) e moinhos de bolas com descarga por transbordamento. Essas são as máquinas de moagem mais comuns em plantas de processamento de minerais. Embora sua estrutura geral e seus princípios básicos de funcionamento sejam, em grande parte, semelhantes, elas diferem significativamente no método de descarga, nas características de desempenho e nos cenários de aplicação. A seguir, é apresentada uma análise comparativa detalhada sob múltiplas perspectivas.

I. Diferenças estruturais

As estruturas gerais dos dois tipos são essencialmente as mesmas, consistindo principalmente em um dispositivo de alimentação, mancais principais, uma peça rotativa, um dispositivo de transmissão e um sistema de lubrificação. A principal diferença reside no projeto da extremidade de descarga.

1. Estrutura da extremidade de descarga do moinho de bolas com transbordamento

O moinho de bolas com transbordamento não possui uma grelha de descarga na extremidade de descarga. A polpa é descarregada automaticamente por transbordamento quando seu nível de líquido excede a geratriz mais baixa do colo do eixo oco de descarga. Para impedir que bolas pequenas ou partículas grossas sejam descarregadas junto com a polpa, a superfície interna do revestimento do colo do eixo oco é equipada com aletas espirais que giram na direção oposta à do moinho. Como é necessário manter um nível relativamente alto de polpa para a descarga, o moinho de bolas de transbordamento é, às vezes, chamado de “moinho de alto nível de polpa”.”

2. Estrutura da extremidade de descarga do moinho de bolas com descarga por grelha

O moinho de bolas com descarga por grelha está equipado com uma placa de grelha de descarga (também chamada de placa de malha ou tela de descarga) na extremidade de descarga. Após a moagem, o material passa pelas aberturas da placa de grelha para as câmaras em forma de leque, é elevado pelas placas elevadoras à medida que o tambor gira e, por fim, é descarregado através do cilindro espiral de descarga. A placa de grelha proporciona descarga forçada. O nível da polpa na extremidade de descarga é inferior à geratriz mais baixa do colo do eixo de descarga; por isso, esse moinho é denominado “moinho de descarga de baixo nível”. Os moinhos de bolas com descarga por grelha geralmente apresentam uma estrutura de dois compartimentos.

II. Comparação entre métodos de descarga e princípios de funcionamento

Os princípios de funcionamento dos dois moinhos são, em linhas gerais, semelhantes: a rotação do tambor faz com que as esferas de aço e o material sejam levantados e, em seguida, soltos, triturando o material por meio de impacto e atrito. A diferença reside principalmente no método de descarga:

Moinho de bolas com transbordamento: A descarga depende do próprio fluxo da polpa sobre a borda inferior do revestimento do colo do eixo oco. O nível da polpa dentro do tambor deve ser superior à geratriz mais baixa do munhão de descarga. As partículas finamente moídas não podem ser descarregadas imediatamente e continuam sujeitas a impactos e moagem dentro do tambor.

Moinho de bolas com descarga por grelha: O produto moído é descarregado através da grelha, proporcionando uma descarga forçada. A velocidade de descarga é alta. Há um gradiente de nível da polpa da extremidade de alimentação até a extremidade de descarga, o que acelera o fluxo da polpa pelo moinho, permitindo que as partículas finamente moídas sejam descarregadas em tempo hábil.

III. Comparação de desempenho

Devido aos diferentes métodos de descarga, as duas usinas apresentam as seguintes diferenças de desempenho:

1. Capacidade e eficiência de produção

O moinho com descarga por grelha possui descarga forçada, por isso a velocidade de descarga é alta. Além disso, retém menos polpa em seu interior e, graças à placa da grelha, pode acomodar mais esferas, inclusive as menores. As esferas de aço caem com menos resistência da polpa, resultando em um melhor efeito de impacto. Esses fatores tornam a produtividade e a eficiência do moinho com descarga por grelha de cerca de 10%–25% mais alto do que as do moinho de transbordamento.

Embora o consumo de energia do moinho de descarga por grelha também seja cerca de 10%–20% maior do que o do tipo de transbordamento, sua produtividade específica por unidade de consumo de energia ainda é melhor devido à sua maior taxa de produção.

2. Granulometria do produto

O moinho com descarga por grelha descarrega rapidamente, de modo que o tempo de permanência do material no moinho é curto, resultando em um produto relativamente grosso e menos retificação excessiva. O tamanho do produto é geralmente maior que 0,2 mm.

O moinho de transbordamento apresenta uma velocidade de descarga mais lenta e um tempo de permanência do material mais longo. As partículas já refinadas não conseguem ser descarregadas a tempo e continuam sendo submetidas a impactos e moagem, o que leva a uma tendência de moagem excessiva. No entanto, o produto é mais fino, geralmente menos de 0,2 mm.

3. Complexidade estrutural e manutenção

O moinho de transbordamento possui uma estrutura simples e é fácil de operar e manter. O moinho de descarga por grelha, com suas placas de grelha adicionais e mecanismos elevadores, tem uma construção mais complexa, e as placas de grelha tendem a entupir durante a operação, tornando a manutenção mais complicada.

4. Carregamento das esferas e consumo de esferas de aço

O moinho de descarga por grelha, graças ao efeito de retenção da placa da grelha, pode conter mais bolas e acomodar tanto bolas grandes quanto pequenas, sem que as bolas pequenas sejam descarregadas. O moinho de transbordamento retém relativamente menos bolas. Além disso, durante a operação, as bolas pequenas desgastadas no moinho com descarga por grelha podem ser descarregadas pelas aberturas da grelha — esse efeito de “limpeza automática das bolas” garante que permaneçam no moinho principalmente as bolas intactas, melhorando o desempenho da moagem.

5. Sensibilidade a fatores externos

O moinho de transbordamento é mais sensível a mudanças nas condições externas e requer ajustes operacionais oportunos.

IV. Comparação geral de desempenho

V. Cenários de aplicação

Aplicações dos moinhos de bolas com descarga por grelha:

Os moinhos de bolas com descarga por grelha são adequados para moagem grossa, gerando, em geral, partículas maior que 0,2 mm. Entre os usos específicos estão:

• Moagem primária: Em um circuito de moagem de duas etapas, a primeira etapa geralmente utiliza um moinho com descarga por grelha.
• Produto de granulometria grossa uniforme: Quando é necessário um produto de granulometria uniforme, com malha de aproximadamente 48–65 (cerca de 0,2–0,3 mm), o moinho de descarga por grelha é a melhor opção.
• Processamento de minérios de alta densidade: Devido à descarga forçada, é menos provável que os minerais pesados se acumulem dentro do moinho, o que melhora a eficácia da moagem.
• Amplas aplicações industriais: Os moinhos de descarga por grelha também são amplamente utilizados na indústria de cimento, produtos de silicato, novos materiais de construção, materiais refratários, fertilizantes, beneficiamento de metais ferrosos e não ferrosos e cerâmicas de vidro.

Aplicações dos moinhos de bolas com transbordamento:

Os moinhos de bolas com transbordamento são adequados para moagem fina, gerando, em geral, partículas menor que 0,2 mm. Entre os usos específicos estão:

• Retificação secundária: Em um circuito de moagem de duas etapas, a segunda etapa normalmente utiliza um moinho de transbordamento.
• Ótimo produto: Quando é necessário um produto fino de 150–200 mesh (aproximadamente 0,074–0,1 mm), o moinho de transbordamento é a opção preferível.
• Re-moagem de concentrados brutos: Os moinhos de transbordamento são comumente utilizados para a remoagem de concentrados brutos.
• Moagem fina geral: Os moinhos de transbordamento também são amplamente utilizados nas indústrias de cimento, produtos de silicato, refratários, fertilizantes, cerâmica de vidro e outras para a pulverização de materiais.

VI. Diretrizes de Seleção

A escolha entre os dois moinhos deve se basear nos requisitos específicos do processo:

• Alto rendimento, produto de granulometria grossa, moagem primária → Prefiro moinho de descarga por grelha.
• Produto de alta qualidade, retificação secundária ou reafiação → Prefiro moinho de transbordamento.
• Facilidade de manutenção e menor investimento inicial → O tipo de transbordamento é mais vantajoso.
• Alta produtividade por unidade de consumo de energia → O tipo com grelha costuma ser melhor.
• Circuito de moagem em duas etapas → Utilize a descarga por grelha para o primeiro estágio e o transbordamento para o segundo.

VII. Práticas de adaptação

Na produção real, também são observadas conversões entre os dois tipos. Por exemplo, algumas concentradoras converteram moinhos de transbordamento em moinhos de descarga por grelha, instalando placas de grelha em forma de leque com aberturas na extremidade de descarga. Após a conversão, obtém-se a descarga forçada, o nível da polpa é reduzido, a velocidade de descarga é aumentada, o consumo de esferas de aço é reduzido e o desempenho de moagem é aprimorado. Por outro lado, algumas fábricas converteram moinhos de grelha em moinhos do tipo transbordamento para aplicações de remoagem.