1. Definição de moinho de bolas

O moinho de bolas É um equipamento essencial de moagem ultrafina amplamente utilizado nos setores de mineração, materiais de construção, indústria química, energia térmica e outros. É utilizado para moer finamente minérios triturados, transformando-os em pó fino com granulometria que varia de dezenas a centenas de mesh, após a trituração primária e secundária. É comumente utilizado em linhas de produção para o processamento de minério de ouro e minério de ferro, fabricação de carbonato de cálcio, produção de cimento, dessulfuração de usinas de energia, produção de pó de areia de quartzo, etc.

1.1 Função principal

Os minérios em pedaços pequenos, pré-triturados por britadores de mandíbulas e britadores cônicos, são alimentados no cilindro do moinho de bolas. Por meio da força de impacto e da moagem abrasiva das bolas de aço, os minérios são moídos até se tornarem partículas finas. Em plantas de beneficiamento de minerais, é possível obter a dissociação completa entre os minerais valiosos e os minerais de ganga por meio da moagem, de modo que os concentrados metálicos possam ser extraídos por meio de flotação, separação por gravidade ou separação magnética subsequentes. Para indústrias não metálicas, ele é utilizado na produção de pó fino industrial.

1.2 Principais classificações

1. Moinho de bolas úmido (o mais popular no processamento de minerais) Os materiais são moídos com água para formar uma pasta de descarga. Esse processo se caracteriza pela baixa geração de poeira e pela alta eficiência de moagem, sendo amplamente utilizado no beneficiamento de todos os tipos de minérios metálicos.
2. Seco Moinho de bolas Não é adicionada água durante a moagem; o pó final é descarregado por classificação a ar. É utilizado principalmente para o processamento de areia de quartzo, cimento, carbonato de cálcio e outros pós minerais não metálicos.
3. Classificados por tipo de descarga:

• Moinho de bolas com grelha: para moagem grossa e moagem primária de alta capacidade
• Moinho de bolas com transbordamento: para moagem fina na etapa de concentração de beneficiamento

1.3 Materiais aplicáveis

Minério de ouro, minério de ferro, minério de cobre, calcário, quartzo, caulim, escória de aço, clínquer de cimento, carvão e outros materiais frágeis com dureza de Mohs ≤7.

2. Estrutura principal do núcleo

1. Alimentador
2. Tampa de vedação
3. Rolamento
4. Cabeça de alimentação
5. Placa de ralador
6. Cabeça de descarga
7. Tampa da glândula
8. Tampa da glândula
9. Saída de descarga do tipo grelha
10. Bocal de descarga
11. Rolamento
12. Engrenagem Grande / Engrenagem de Touro
13. Revestimento do cone-guia
14. Cilindro de moinho do tipo grelha
15. Liner final
16. Tampa da glândula
17. Rolamento
18. Entrada de ração
19. Tampa do rolamento
20. Base do rolamento / Pedestal do rolamento
21. Base do rolamento do pinhão
22. Engrenagem de pinhão
23. Redutor / Redutor de engrenagens
24. Motor / Motor elétrico

Um moinho de bolas horizontal é composto por 9 componentes principais:

1. Eixo Oco de Alimentação: As matérias-primas e a água são introduzidas no cilindro por esta extremidade.
2. Cilindro rotativo: Cilindro soldado de aço pesado, revestido com revestimentos resistentes ao desgaste, utilizado para conter esferas de aço de moagem e minérios.
3. Revestimentos resistentes ao desgaste: Fixadas na parede interna do cilindro para elevar as esferas de aço e proteger o cilindro contra abrasão, incluindo principalmente revestimentos ondulados e revestimentos escalonados.
4. Meios de moagem (esferas de aço e segmentos de aço): Esferas de aço com alto teor de manganês, de vários diâmetros, que constituem as principais peças de desgaste na moagem de minério.
5. Eixo Oco de Descarga: A pasta ou o pó moído é descarregado por essa saída.
6. Sistema de transmissão com pinhão e coroa: O motor e o redutor acionam o pinhão para fazer girar a engrenagem principal, de modo a acionar o cilindro para que gire em baixa velocidade.
7. Mancal principal (mancal deslizante / mancal de rolamento): Suporta todo o cilindro rotativo e está equipado com um sistema de lubrificação por circulação.
8. Redutor e motor de acionamento: Fornece potência de rotação e controla a velocidade do cilindro.
9. Estação de lubrificação de alta e baixa pressão: Fornece continuamente óleo lubrificante para os mancais principais e as engrenagens, a fim de reduzir as perdas por atrito.

Breve introdução à estrutura

Os materiais entram no cilindro rotativo pela extremidade de alimentação à esquerda. O cilindro é preenchido com esferas de aço de diferentes especificações. Com a rotação do cilindro, as esferas de aço realizam movimentos em cascata e em catarata para impactar e moer os minérios. Os materiais finamente moídos são descarregados pela extremidade de descarga à direita. Normalmente, forma-se um sistema de moagem em circuito fechado combinado com um classificador espiral.

3. Princípio de funcionamento detalhado

O moinho de bolas produz dois efeitos de trituração — a quebra por impacto e a moagem por atrito —, valendo-se da rotação do cilindro em baixa velocidade e dos três estados de movimento das bolas de aço. Todo o processo de trabalho pode ser dividido em quatro etapas:

Etapa 1: Acionamento e rotação do cilindro em velocidade constante

O motor aciona o cilindro horizontal para que gire de maneira constante a uma velocidade nominal de 15 a 25 rpm, por meio do redutor e do par de engrenagens. O cilindro é apoiado por dois mancais principais, dotados de um sistema de lubrificação dedicado para garantir uma operação contínua a longo prazo.

Etapa 2: Esferas de aço levantadas pelos revestimentos internos

À medida que o cilindro gira, os revestimentos internos resistentes ao desgaste elevam, em conjunto, esferas de aço de diversos tamanhos e minérios brutos até uma determinada altura.

Etapa 3: Três formas de movimento das esferas de aço para a trituração de materiais

Quando as esferas de aço são levantadas para além do ângulo de repouso, ocorrem três movimentos típicos:

1. Movimento de catarata: Grandes esferas de aço caem livremente da posição mais alta, atingindo os minérios com força para realizar a britagem por impacto e quebrar grandes pedaços de minério em partículas menores.
2. Movimento em cascata: Esferas de aço de tamanho médio e pequeno deslizam lentamente ao longo da superfície do revestimento. O forte atrito e a força de cisalhamento entre as esferas de aço e os minérios proporcionam uma moagem fina, transformando as partículas de minério em pó fino.
3. Movimento centrífugo: Se a velocidade de rotação exceder o valor crítico, as esferas de aço ficarão firmemente aderidas à parede do cilindro sem cair, o que constitui uma condição de operação anômala e deve ser evitado durante a produção normal.

Etapa 4: Moagem cíclica em circuito fechado e descarga do material qualificado

1. Processo de moagem úmida: Os minérios misturados com água são alimentados pela extremidade de alimentação e moídos continuamente por esferas de aço, formando uma pasta. A pasta de grãos finos transborda pelo eixo oco de descarga. As partículas grossas são transportadas de volta ao moinho de bolas por um classificador espiral para nova moagem, enquanto apenas a pasta fina qualificada flui para os processos subsequentes de beneficiamento, como flotação e separação magnética.
2. Processo de moagem a seco: Não é adicionada água ao interior do cilindro. O pó fino é extraído do cilindro pela corrente de ar do ventilador, e as partículas grossas são recicladas para moagem secundária por meio de um separador ciclônico.

Conhecimento complementar: Princípio de classificação granulométrica das esferas de aço

Nunca se utilizam esferas de aço de uma única especificação dentro do cilindro. As esferas de aço grandes são responsáveis pela trituração das partículas grossas do minério, enquanto as esferas de aço médias e pequenas realizam a moagem fina. Uma gradação adequada das esferas de aço pode melhorar significativamente a eficiência da moagem e garantir um tamanho de partícula final uniforme.

4. Fluxo tecnológico da moagem em circuito fechado

Matéria-prima → Transportador de correia → Entrada do moinho de bolas para moagem → Polpa descarregada no classificador espiral

• Pasta fina qualificada: Enviada para o processo de beneficiamento por flotação/separação magnética
• Partículas de areia grossa: Devolvidas ao moinho de bolas para nova moagem

5. Vantagens e desvantagens de Moinho de bolas

5.1 Vantagens

1. Ampla gama de aplicações, com modos de moagem a seco e a úmido disponíveis para minérios macios e duros.
2. Estrutura mecânica estável com baixa taxa de falhas, capaz de suportar operação contínua 24 horas por dia em carga total para a produção em grande escala em minas.
3. Ampla faixa de ajuste da finura do acabamento, que varia de dezenas a centenas de mesh, adequada tanto para moagem grossa quanto para moagem ultrafina.
4. Bom desempenho de vedação; a moagem úmida praticamente não gera poluição por poeira, atendendo aos requisitos de proteção ambiental.

5.2 Desvantagens

1. O peso do equipamento pesado resulta em um elevado investimento em construção civil, além de um consumo de energia relativamente alto por tonelada de materiais, em comparação com os moinhos Raymond.
2. As esferas de aço e os revestimentos são peças sujeitas a desgaste frequente, exigindo a reposição regular das esferas de aço e a substituição dos revestimentos, o que acarreta custos contínuos de operação e manutenção.
3. O grande volume dos equipamentos limita a mobilidade; os moinhos de bolas são utilizados principalmente em linhas de produção fixas e raramente são empregados em estações móveis de britagem.

6. Cenários típicos de aplicação

1. Beneficiamento de minérios metálicos: moagem de minérios de ouro, ferro, cobre e chumbo-zinco para dissociação mineral e extração de concentrados metálicos.
2. Indústria de materiais de construção: Moagem fina de clínquer de cimento, calcário e escória de aço.
3. Setor Ambiental e Químico: Produção de pó de calcário para dessulfuração, pó de caulim e pó de bentonita.
4. Nova área de atuação: Processamento de pó fino de alta pureza a partir de areia de quartzo e outros minerais não metálicos.