INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

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1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO DISEÑO PRÁCTICO DE UN MOLINO DE BOLAS T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO MECÁNICO PRESENTA: Alcántara Valladares Juan Ramón MÉXICO, D.F. 008

2 Agradecimientos. Esta tesis esta dedicada a mis padres, a quienes agradezco de todo corazón por su amor, cariño y comprensión. En todo momento los llevo conmigo. Agradezco a mis hermanos por la compañía y el apoyo que me brindan. Se que cuento con ellos siempre. Agradezco a dios por llenar mi vida de dicha y bendiciones. Agradezco haber encontrado el amor y compartir mi existencia con ella, Sandra. Agradezco a los amigos por su confianza y lealtad. Agradezco a mi país por que espera lo mejor de mí. Agradezco a mis profesores por su disposición y ayuda brindada.

3 Índice Temas Páginas Justificación. Introducción. I.1 Fundamento teórico I.1.1 Molinos 1 I.1. Movimiento de la carga en molinos 1- I.1.3 Partes principales de un molino -3 I.1.4 Factores que afectan la eficiencia de molienda 3 I.1.5 Volumen de llenado del molino 3-4 I.1.6 Circuitos de molienda y clasificación 4-5 I.1.7 Circuito cerrado de molienda y clasificación 5-6 I. Molino de bolas 6-9 I..1 Operación. 9-1 I.. Eficiencias del molino 1-13 I..3 Parámetros del molino I..4 Selección del molino 14 I..5 Capacidad y consumo de energía I..6 Motor y transmisión 15 I.3 Funcionamiento de equipos patentados 15 I.3.1 Molino de bolas Allis-Chalmers. 15 I.3. Tipo rebosamiento 16 I.3.3 Molinos de varios compartimientos. 16 I.3.4 Molinos de tubo y Kennedy Van Saun I.3.5 Molino de bolas Marcy. 17 I.3.6 Molino Koppers Co. Inc I.3.7 Molino Hardinge. 18 I.3.8 Molinos autógenos de volteo. 18 I.3.9 Molino Aerofall. 19 I.3.10 Molino Rockcyl. 19 I.3.11 Molino Rockpeb. 19 I.3.1 Molinos no rotatorios de bolas o cuentas perforadas I.3.13 Molino Sweco de dispersión. 0 I.3.14 Molino Attritor. 0-1 I.3.15 Molino Koppers. 1 I.3.16 Molino Bureau. 1 I.3.17 Molino Vibratorio. 1- I.3.18 Molino Vibracron. -3 I Funcionamiento. 3-4 I.4 Métodos de molienda. 4 I.4.1 Molienda planetaria de bolas. 4-5 I.4. Clasificadores en seco. 5-6 I.4.3 Las aletas rotatorias. 6 I.5 Clasificadores. 7 I.5.1 Funcionamiento. 7-8 I.5. Clasificadores en húmedo. 8-30

4 Temas Páginas I.6 Molinos de martillos. 30 I.6.1 Molinos de martillos sin clasificadores de aire internos. 31 I.6. Molinos Fitz. 3 I.6.3 Molinos de martillos con clasificadores de aire internos 3-33 I.7 Pilverizadores. 33 I.7.1 Mikro-Pulverizers. 33 I.7. Pulverizador de doble criba Blue Streak. 34 I.7.3 Pulverizador Atrita. 34 I.7.4 Pulverizador Aero. 34 I.7.5 Pulverizador Automatic I.7.6 Clasificador-pulverizador Hurricane Bauer. 36 I.7.8 Mikro-Atomizer I.7.9 Pulverizador Mikro-ACM I.7.10 Pulvocron (Strong Scott Mfg. Co.) I.7.11 El pulverizador B & W Tipo E I.7.1 Pulverizador Bradley. 41 I.7.13 Pulverizador MBF. 41 I.8 Desintegradores 4 I.8.1 Desintegrador 4 I.8. Desintegradores Rietz. 4 I.8.3 Desintegradores en ángulo. 4 I.8.4 Datos técnicos de desintegradores en Rietz. 43 I.8.5 Molinos Turbo-Pulverizers y Turbo. 43 I.9 Molinos de clavijas. 43 I.10 Molinos de impacto. 43 I.10.1 Molinos Kollopex I.10. Molinos de impacto Entoleter. 44 I.11 Molinos de anillo y rodillo I.11.1 Molinos de anillo y rodillo sin clasificación interna. 45 I.11. Molinos de anillo y rodillo con clasificación interna por tamices I.11.3 Molinos de anillo y rodillo con clasificación interna por aire. 46 I.11.4 Molino de anillo y rodillo Raymond. 46 I.11.5 Molino Raymond de anillo y rodillo con clasificación interna por aire I.11.6 Molino de anillo y rodillo Williams. 47 I.1 Molinos de taza. 47 I.13 Molinos de frotamiento por discos I.13.1 Molino de fricción. 48 I.13. Molino de dos discos I.13.3 Trituradora Frigidisc. 50 I.13.4 Molinos de piedra o muelas de asperón. 50 I.13.5 Molinos de piedra o de muelas para "molienda de pintura". 50 I.14 Molinos de dispersiones y coloides. 51 I.14.1 Molinos de coloides para dispersión y emulsificación. 51 I.14. Molino Morehouse. 5 I.14.3 Molino Premier. 5 I.14.4 Molino Charlotte I.14.6 Molino Gaulin. 53 I.14.7 Molino Manton-Gaulin. 53

5 Temas Páginas I.15 Molinos hidráulicos o de chorro. 54 I.15.1 Molino Micronizer I.15. Pulverizador de chorro. 56 I.15.3 Molino Jet-O-Mizer. 56 I.15.4 Molino de aire Trost de la Colt Industries. 56 I.15.5 Pulverizador de chorro Majac. 57 II.1 Diseño del molino de bolas. 58 II.1.1 Cálculo de capacidad II.1.3 Selección del reductor de velocidad. 59 II.1.4 Expresión de Dawn para dimensionamiento del molino. 59 II.1.5 Cálculo de velocidad del molino II.1.6 Volumen de carga y peso de la bola II.1.7 Velocidad crítica de rotación. 6 II.1.8 Cantidad y tipo de cuerpos moledores distribuidos en la cámara de molienda. 63 II.1.9 Consideraciones de llenado III.1 Diseño de la transmisión del molino de bolas. 65 III.1.1 Cálculo de engranes rectos III.1. Cálculo de la geometría de los engranes III. Cálculo de la flecha III..1 Calculando por criterio de ASME. 73 IV.. Análisis por Soderberg. 73 III..3 Deformación angular 74 IV..4 Deformación lateral. 74 III.3 Selección de los cojinetes de bolas para la flecha diseñada. 75 III.4 Selección de acoplamientos. 76 III.4.1 Determinación del par nominal y los factores de servicio F1, F y F3 entre el motor y reductor. III.4. Determinación del par nominal y los factores de servicio F1, F y F3 entre el reductor y el eje motriz. IV.1 Mantenimiento. 79 IV.1.1 Concepto de Mantenimiento. 79 IV. Clasificación del Mantenimiento. 80 IV..1 Mantenimiento Correctivo. 80 IV.. Mantenimiento Correctivo o a la Rotura. 80 IV..3 Mantenimiento Proactivo. 80 IV..3.1Mantenimiento Preventivo IV..3.Mantenimiento predictivo 81 IV.3 El mantenimiento propuesto es preventivo IV.3.1 Tipos de estándares. 8 IV.3. Estándares de mantenimiento. 8 IV.3.3 Procedimientos del trabajo de mantenimiento. 8 IV Estándares del trabajo de mantenimiento. 8 IV.3.3. Planes de mantenimiento IV.3.4 Plan de mantenimiento anual. 83

6 Temas Páginas IV.3.5 Planes de mantenimiento mensual IV.3.6 Planes para proyectos mayores de mantenimiento. 84 IV.4 Administración de proyectos IV.4.1 Conservación y uso de los registros de mantenimiento IV.4. Precauciones. 86 IV.4.3 Control de partes de repuesto. 86 IV El método de cantidad fija es el más común para partes de repuesto. IV.4.3. Los métodos para estimar el presupuesto de mantenimiento más común. IV.5 Actividades de reducción de costos de la compañía IV.6 Control de lubricación. 90 IV.6.1 Métodos de pérdida total. 90 IV.6. Métodos auto contenidos. 91 IV.7 Mantenimiento predicativo y técnicas de diagnóstico. 91 IV.7.1 Técnicas de diagnóstico IV.7. El mantenimiento predictivo y sus fines. 9 IV.7.3 Técnicas aplicadas para el diagnóstico de la máquina. 9 IV.8 Planeación del mantenimiento anual para el molino de bolas. 93 Glosario. Conclusiones. Anexos. Bibliografía.

7 Justificación. El objetivo principal de este trabajo, es la descripción teórica de los principales equipos de molienda existentes en la industria, así como sus partes y funcionamiento, además de enfocarnos en el diseño de la transmisión del molino de bolas para la obtención de grava, con el fin de eficientar el equipo realizando un diseño adecuado de los elementos que componen el mismo. Además de mencionar el mantenimiento que se debe de realizar para preservar en óptimas condiciones el molino, evitando perdidas en la producción. De esta manera, se espera que este trabajo sirva como un manual de consulta, para aplicar los conocimientos básicos que aquí se dan en forma clara, ordenada y concisa para la ayuda de futuras generaciones.

8 Introducción. Molienda. La molienda es una operación unitaria, que reduce el volumen promedio de las partículas de una muestra sólida. La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado. Los métodos de reducción más empleados en las máquinas de molienda son compresión, impacto, frotamiento de cizalla y cortado. Las principales clases de máquinas para molienda son: A) Trituradores (Gruesos y Finos). 1. Triturador de Quijadas.. Triturador Giratorio. 3. Triturador de Rodillos. B) Molinos (Intermedios y Finos). 1. Molino de Martillos.. Molino de Rodillos de Compresión. a) Molino de Tazón. b) Molino de Rodillos. 3. Molinos de Fricción. 4. Molinos Revolvedores. a) Molinos de Barras. b) Molinos de Bolas. c) Molinos de Tubo. C) Molinos Ultra finos. 1. Molinos de Martillos con Clasificación Interna.. Molinos de Flujo Energético. 3. Molinos Agitadores. D) Molinos Cortadores y Cortadores de Cuchillas. La operación de molienda se realiza en varias etapas: La primera etapa consiste en fraccionar sólidos de gran tamaño. Para ello se utilizan los trituradores o molinos primarios. Los más utilizados son: el de martillos, muy común en la industria cementera, y el de mandíbulas. Los trituradores de quijadas o molinos de mandíbulas, se dividen en tres grupos principales: Blake, Dodge y excéntricos. La alimentación se recibe entre las mandíbulas que forman una "V". Una de las mandíbulas es fija, y la otra tiene un movimiento alternativo en un plano horizontal. Está seccionado por una excéntrica, de modo que aplica un gran esfuerzo de compresión sobre los trozos atrapados en las mandíbulas.

9 La posición inclinada de la quijada móvil determina una obstrucción al material por triturarse cuanto más abajo se encuentre éste, de tal forma que el material se va acercando a la boca donde es triturado. La abertura de la boca puede ser regulada y con esto poder tener variaciones en la granulometría obtenida de este triturador. La segunda etapa sirve para reducir el tamaño con más control, manejándose tamaños intermedios y finos. Para esta etapa el molino más empleado en la industria es el molino de bolas. El molino de bolas o de guijarros lleva a cabo la mayor parte de la reducción por impacto. Cuando éste gira sobre su propio eje, provoca que las bolas caigan en cascada desde la altura máxima del molino. Esta acción causa un golpeteo sobre el material a moler; además de un buen mezclado del material. De esta manera la molienda es uniforme. El molino de bolas a escala industrial trabaja con flujo continuo teniendo dos cámaras en su interior; la primera contiene bolas grandes de dos a tres pulgadas de diámetro, mientras la segunda tendrá bolas de 1 a 1 1/ pulgadas. Estos molinos generalmente trabajan en circuito cerrado. Tamizado. La separación de materiales sólidos por su tamaño es importante para la producción de diferentes productos por ejemplo. Arenas sílicas. Además de lo anterior, se utiliza para el análisis granulométrico de los productos de los molinos para observar la eficiencia de éstos y para control de molienda de diversos productos o materias primas, entre otras como: cemento, caliza, arcilla. El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para permitir que el material más fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, los gruesos y los finos: la nomenclatura es la siguiente, para la malla 100, indica los gruesos y -100 indica los finos. Si de un producto se requieren N fracciones ó clasificaciones, se requerirán N- 1 tamices. Los tipos de tamices que vibran rápidamente con pequeñas amplitudes se les llaman "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas mecánica o eléctricamente. Las vibraciones mecánicas usualmente son transmitidas por excéntricos de alta velocidad hacia la cubierta de la unidad, y de ahí hacia los tamices. El rango de vibraciones es aproximadamente 1800 a 3600 vibraciones por minuto. El tamaño de partícula es especificado por la medida reportada en malla por la que pasa o bien por la que queda retenida, así se puede tener el perfil de distribución de los gránulos en el tamizador de manera gráfica. La forma gráfica es generalmente la más usada y existen muchos métodos en los que se realiza una presentación semilogarítmica, la cual es particularmente informativa.

10 CAPITULO I Fundamento teórico

11 I.1 Fundamento teórico. I.1.1 Molinos. La molienda es la última etapa del proceso de conminución, en esta etapa las partículas se reducen de tamaño por una combinación de impacto y abrasión, ya sea en seco o como una suspensión en agua, también llamado pulpa. La molienda se realiza en molinos de forma cilíndrica que giran alrededor de su eje horizontal y que contienen una carga de cuerpos sueltos de molienda conocidos como medios de molienda, los cuales están libres para moverse a medida que el molino gira produciendo la conminución de las partículas de mena. En el proceso de molienda partículas de 5 a 50 mm son reducidas en tamaño a micrones, aproximadamente, dependiendo del tipo de operación que se realice. El propósito de la operación de molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una buena recuperación de la especie útil. Por supuesto, una sub-molienda de la mena resultará en un producto que es demasiado grueso, con un grado de liberación demasiado bajo para separación económica obteniéndose una recuperación y una razón de enriquecimiento bajo en la etapa de concentración. Sobre-molienda innecesaria reduce el tamaño de partícula del constituyente mayoritario, generalmente la ganga y puede reducir el tamaño de partícula del componente minoritario, generalmente el mineral valioso, bajo el tamaño requerido para la separación más eficiente. Además se pierde mucha energía, que es cara, en el proceso. Es importante destacar que la molienda es la operación más intensiva en energía del procesamiento del mineral. I.1. Movimiento de la carga en molinos. Una característica distintiva de los molinos rotatorios es el uso de cuerpos de molienda que son grandes y pesados con relación a las partículas de mena pero pequeñas con relación al volumen del molino, y que ocupan menos de la mitad del volumen del molino. Cuando el molino gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente del molino hasta que se logra una situación de equilibrio dinámico donde los cuerpos de molienda caen en cascada y en catarata sobre la superficie libre de los otros cuerpos, alrededor de una zona muerta donde ocurre poco movimiento hasta el pie de la carga del molino, como se ilustra en la figura No.. Se pueden distinguir tres tipos de movimiento de los medios de molienda en un molino rotatorio: a) rotación alrededor de su propio eje, b) caída en cascada, donde los medios bajan rodando por la superficie de los otros cuerpos y c) caída en catarata que corresponde a la caída libre de los medios de molienda sobre el pie de la carga. La magnitud del elevamiento que sufren los medios de molienda depende de la velocidad de rotación del molino y del tipo de revestimiento del molino. A velocidades relativamente bajas o con revestimientos lisos, los medios de molienda tienden a rodar hacia el pie del molino y la conminución que ocurre es principalmente abrasiva. 1

12 Esta caída en cascada produce molienda más fina, con gran producción de polvo y aumento del desgaste del revestimiento. A velocidades mayores los cuerpos de molienda son proyectados sobre la carga para describir una serie de parábolas antes de aterrizar en el pie de la carga. Esta caída en catarata produce conminución por impacto y un producto más grueso con menos desgaste del revestimiento. La velocidad crítica del molino, es la velocidad mínima a la cual la capa exterior de medios de molienda se adhiere a la superficie interior del cilindro debido a la fuerza centrífuga. A esta velocidad, la fuerza centrífuga es justo balanceada por el peso de los medios de molienda. Normalmente el rango de trabajo es entre 70 a 80% de la velocidad crítica. Estructuralmente, cada tipo de molino consiste de un casco cilíndrico, con revestimientos renovables y una carga de medios de molienda. El tambor es soportado en muñones huecos fijos a las paredes laterales de modo que puede girar en torno a su eje. El diámetro del molino, determina la presión que puede ejercer el medio en las partículas de mena y, en general, mientras mayor es el tamaño de la alimentación mayor necesita ser el diámetro. La longitud del molino, junto con el diámetro, determina el volumen y por consiguiente la capacidad del molino. La mena normalmente se alimenta continuamente al molino a través del muñón de un extremo, y el producto molido sale por el otro muñón. I.1.3 Partes principales de un molino. Casco: El casco del molino está diseñado para soportar impactos y carga pesada, y está construido de placas de acero forjadas y soldadas. Tiene perforaciones para sacar los pernos que sostienen el revestimiento o forros. Para conectar las cabezas de los muñones tiene grandes bridas de acero generalmente soldados a los extremos de las placas del casco, los cuales tienen perforaciones para apernarse a la cabeza. Extremos: Los extremos del molino, o cabezas de los muñones pueden ser de fierro fundido gris o nodular para diámetros menores de 1 m. Cabezas más grandes se construyen de acero fundido, el cual es relativamente liviano y puede soldarse. Las cabezas son nervadas para reforzarlas. Revestimientos: Las caras de trabajo internas del molino consisten de revestimientos renovables que deben soportar impacto, ser resistentes a la abrasión y promover el movimiento más favorable de la carga. Los extremos de los molinos de barras tienen revestimientos planos de forma ligeramente cónica para inducir el centrado y acción rectilínea de las barras. Generalmente están hechas de acero al manganeso o acero al cromo-molibdeno, con alta resistencia al impacto, también los hay de goma. Los extremos de los molinos de bolas generalmente tienen nervaduras para levantar la carga con la rotación del molino. Ellos impiden deslizamiento excesivo y aumentan la vida del revestimiento. Generalmente están hechos de fierro fundido blanco aleado con níquel, Ni-duro, y otros materiales resistentes a la abrasión, como goma. Los revestimientos de los muñones son diseñados para cada aplicación y pueden ser cónicos, planos y con espirales de avance o retardo.

13 Los revestimientos del molino son de un costo importante en la operación del molino y constantemente se está tratando de prolongar su vida. En algunas operaciones serán reemplazados los revestimientos y elevadores por goma. Se ha encontrado que esos son más durables, más fáciles y rápidos de instalar y su uso resulta en una significativa reducción del nivel de ruido. Sin embargo se ha informado que producen un aumento en el desgaste de medios de molienda comparados con los revestimientos Ni-duro. Los revestimientos de goma también pueden tener dificultades en procesos que requieren temperaturas mayores que 80ºC. I.1.4 Factores que afectan la eficiencia de molienda. Varios factores afectan la eficiencia del molino de bolas. La densidad de la pulpa de alimentación debería ser lo más alta posible, pero garantizado un flujo fácil a través del molino. Es esencial que las bolas estén cubiertas con una capa de mena; una pulpa demasiado diluida aumenta el contacto metal-metal, aumentando el consumo de acero y disminuyendo la eficiencia. El rango de operación normal de los molinos de bolas es entre 65 a 80% de sólidos en peso, dependiendo de la mena. La viscosidad de la pulpa aumenta con la fineza de las partículas, por lo tanto, los circuitos de molienda fina pueden necesitar densidad de pulpa menor. La eficiencia de la molienda depende del área superficial del medio de molienda. Luego las bolas deberían ser lo más pequeñas posibles y la carga debería ser distribuida de modo tal que las bolas más grandes sean justo lo suficientemente pesadas para moler la partícula más grande y más dura de la alimentación. Una carga balanceada consistirá de un amplio rango de tamaños de bolas y las bolas nuevas agregadas al molino generalmente son del tamaño más grande requerido. Las bolas muy pequeñas dejan el molino junto con la mena molida y pueden separarse haciendo pasar la descarga por harneros. I.1.5 Volumen de llenado del molino, El volumen o nivel de la carga de bolas está relacionado con la dureza del mineral y tonelaje de alimentación que puede tratar el molino para un mismo grado de molienda. Por ejemplo, un aumento del tonelaje a tratar involucra un menor tiempo de residencia, lo que se compensa con una mayor carga de bolas, a fin de aumentar la probabilidad de contacto entre bolas y mineral. Lo mismo sucede frente a un mineral que presenta una mayor dureza. 3

14 DH h La carga de bolas de expresa usualmente como un porcentaje del volumen del molino que es ocupado por las bolas. El cálculo de la fracción o nivel de llenado para un molino en forma cilíndrica puede hacerse una vez que se conoce la altura desde la superficie de la carga hasta el tope del molino. Denominamos h a esa altura y D al diámetro interno del molino, tal como lo muestra la figura No. 1: L fig. No. 1 diagrama DH, h y L El volumen del molino ocupado por la carga está dado por el área del segmento achurado multiplicado por el largo interno del molino y la relación matemática con la que se determina él % de llenado de bolas es: % carga bolas h = espacio disponible sin carga de bolas. D = Diámetro del molino. ecuación. No. 1 Normalmente los molinos con descarga por rebalse operan con un volumen aparente de 40 a 4 % del volumen total del molino, realizando cargas periódicas y controladas de bolas para recuperar aquellas gastadas durante la operación de molienda. h D I.1.6 Circuitos de molienda y clasificación. Los circuitos de molienda se utilizan para reducir el tamaño de las partículas de mena al tamaño requerido para su beneficio. 4

15 La mayoría de las menas sulfuradas se muelen en circuitos húmedos usando una o más etapas de molienda para obtener la liberación de los minerales necesarios para producir un concentrado final que cumpla con los criterios deseados. Las ventajas de molienda húmeda son: 1. - Menor consumo de energía por tonelada de producto.. - Mayor capacidad por unidad de volumen Posibilita el uso de harneado en húmedo o clasificación mecánica, centrifuga para controlar bien el tamaño del producto Elimina el problema de polvo, criterio ambiental Hace posible el uso de métodos simples de manejo y transporte de pulpas tales como bombas, cañerías y canaletas. Los hidrociclones son el equipo de clasificación usado en circuitos modernos de molienda húmeda. I.1.7 Circuito cerrado de molienda y clasificación. La molienda en circuito cerrado es la más común en circuitos de molienda para el procesamiento de minerales. Este tipo de circuito consiste de uno o más molinos y clasificadores y producirá en forma eficiente un producto con un tamaño máximo controlado y con un mínimo de material sobremolido. El material molido que descarga el molino es separado por el clasificador en una fracción fina y una gruesa. El tamaño de la separación es controlada por las condiciones operacionales del hidrociclón. En la operación en circuito cerrado no se intenta alcanzar toda la reducción de tamaño en una pasada por el molino. Por el contrario el énfasis se concentra en tratar de sacar el material del circuito tan pronto alcanza el tamaño requerido. El material retornado al molino por el clasificador se conoce como carga circulante y su peso se expresa como porcentaje del peso de la alimentación nueva al circuito. La molienda en circuito cerrado disminuye el tiempo de residencia de las partículas en cada paso por el molino y también la proporción de material fino en el molino comparado con molienda en circuito abierto. La sobremolienda del material se trata de evitar en general para minimizar la producción de partículas excesivamente finas que frecuentemente interfieren con los procesos de recuperación del metal. La figura No. ilustra un circuito cerrado convencional en el que la descarga del molino se clasifica y separa en una porción de material fino (rebalse) que corresponde al producto del circuito y otra porción de material grueso (descarga) que es la carga circulante retornada al molino. 5

16 Rebalse Descarga Alimentación Fresca Molino Agua Drene I. Molino de bolas. fig. No.. Circuito cerrado convencional. Los molinos de bolas, de piedras, de varillas, de tubo y de compartimientos tienen una capa cónica o cilíndrica que gira sobre un eje horizontal, y se cargan con un medio de molienda, por ejemplo, bolas de acero, pedernal o porcelana, o bien, con varillas de acero. El molino de bolas difiere del de tubo en que es de longitud más corta y, por regla general, dicha longitud no es muy distinta a su diámetro, de acuerdo con la fig. No. 3. La alimentación a los molinos de bola puede ser de.5 a 4 cm (1 a 1 1/ in) para materiales muy frágiles, aunque por lo general el tamaño máximo es de 1.3 cm (1/ in). La mayor parte de los molinos de bolas operan con una razón de reducción de 0 a 00:1. El tamaño usual de las bolas más grandes es de 13 cm (5 in) de diámetro. fig. No. 3, Molino de bolas continuo, tipo rejilla, marca Marcy. 6

17 El molino de tubo es largo en comparación con su diámetro, utiliza bolas de mayor tamaño y da un producto más fino. El molino de compartimientos que es una combinación de los dos tipos anteriores, consiste en un cilindro dividido en una o más secciones por medio de divisiones perforadas; la molienda preliminar se realiza en uno de los extremos y la de acabado, en el extremo de descarga. Estos molinos tienen una razón de longitud a diámetro superior a y operan con una razón de reducción hasta de 600:1. Los molinos de varillas o vástago generan un producto granular más uniforme que otros molinos giratorios, reduciendo al mínimo con ello el porcentaje de finos que en ocasiones constituyen una desventaja. El molino de piedras, es un molino de tubo con piedras de pedernal o cerámica como medio de molienda, que pueden estar recubiertos con capas cerámicas u otros materiales no metálicos. El molino de piedra y roca es de tipo autógeno en el que el medio consiste en grumos de mayor tamaño que tienen un cribado preliminar en una etapa precedente del diagrama de flujo de molienda. El molino de bolas y el de piedras son fáciles de operar y sus aplicaciones son muy variadas. Se tiene una capa de acero cilíndrica, sólo de este material o recubierta con piedras, que contiene una carga de bolas de acero o piedras que giran horizontalmente en torno a su eje, y la reducción del tamaño o pulverización se realiza por medio del volteo de las bolas o de las piedras sobre la materia, que queda entre ellas. Los molinos operan en húmedo o en seco, ya sea por lotes, en circuito abierto o en circuito cerrado con clasificadores de tamaño El tipo común de molino por lotes consta de una cubierta cilíndrica de acero con cabezas de acero brindadas. Se tienen aberturas por las que se carga y descarga el medio de trituración y el material de proceso. La longitud del molino es igual al diámetro o menor que éste. La abertura de descarga se localiza generalmente en el lado opuesto de la abertura de carga y, cuando se trata de moliendas en húmedo, cuenta casi siempre con una válvula. Por lo común, se proporcionan uno o más orificios para liberar cualquier presión desarrollada dentro del molino, introducir un gas inerte o abastecer la presión necesaria para auxiliar la descarga del molino. Durante la molienda en seco, el material se descarga hacia una campana por medio de una rejilla, que está por arriba de la abertura de paso mientras gira el molino. La maquinaria cuenta con chaquetas para calentamiento y enfriamiento. El material se alimenta y descarga a través de muñones huecos en extremos opuestos de los molinos continuos. Según la fig. No.3. Se puede usar un tamiz, rejilla o diafragma que queda inmediatamente dentro del extremo de descarga con el fin de regular el nivel de lechada en la molienda en húmedo y controlar con ello el tiempo de retención. En el caso de los molinos con barrido de aire, se deben tomar medidas para hacer soplar el aire por un extremo y separar el material molido en una suspensión con aire, en el mismo o en el otro extremo. Los molinos de bolas tienen usualmente recubrimientos que se reemplazan cuando se desgastan. Estos recubrimientos pueden tener una acción desviadora debido a una forma ondulada o porque cuentan con inserciones de elevadores que ajustan la carga de la bola con la cubierta y evitan la pérdida de velocidad por deslizamiento. En la fig. No. 4. Se ilustran las formas usuales de recubrimientos. En molinos de recubrimientos lisos ocurren problemas especiales de funcionamiento debido al 7

18 deslizamiento errático de la carga sobre la pared. A velocidades bajas, la carga puede agitarse de un lado a otro sin sufrir un verdadero volteo y, a velocidades más altas, se generan oscilaciones durante el volteo. Así pues, el uso de los elevadores evita este fenómeno. El consumo de energía en un molino liso depende de una manera compleja de las condiciones de operación, como la viscosidad del material alimentado, en tanto que es más predecible en un molino con elevadores. Las bolas para molienda pueden ser de acero forjado, acero fundido o hierro colado. El tratamiento térmico a que son sometidas las bolas de acero forjado suele proporcionar una característica óptima de desgaste. La dureza de las bolas varía considerablemente: las bolas suaves tienen una dureza Brinell entre 350 y 450 y las bolas duras tienen una dureza que supera el valor de 700. fig. No. 4, Tipo de revestimiento de molino de bolas Los resultados más seguros de las pruebas de desgaste indican que las matrices de martensita o bainita a baja temperatura con austenita contenida, presentan la mejor resistencia al desgaste de las aleaciones de acero. Se ha difundido el empleo de recubrimiento de bloques de hule para molinos de bolas de gran tamaño. El desgaste y el rendimiento de la producción son similares a los que se obtienen con recubrimientos de acero, pero la mano de obra para su re emplazamiento es menor debido a la mayor facilidad con que se manejan. Con frecuencia, los molinos de piedras están recubiertos con materiales no metálicos cuando la contaminación con hierro puede dañar al producto, como el pigmento blanco o cemento. En tiempos pasados, el bloque de (sílice) o de porcelana constituían recubrimientos muy utilizados. Se ha demostrado que los medios de bolas y recubrimientos de sílice tienen un mejor desgaste que otros materiales no metálicos. La mayor densidad de los medios de sílice aumenta la capacidad de producción y mejora el consumo de energía de un molino determinado. Las capacidades de los molinos de piedras son, por lo general, del 30 al 50% de la capacidad de un molino de bolas del mismo tamaño con medios de molienda de acero y recubrimientos; esto depende directamente de la densidad de los medios. 8

19 Los molinos de menor tamaño, hasta capacidades aproximadas de 0.19 m 3 (50 galones), se fabrican en una sola pieza con cubierta. La U.S. Stoneware Co. fabrica estas unidades en cerámica resistente al desgaste reforzada con Burundum y también fabrica unidades grandes de tres piezas, dentro de una cubierta protectora de metal y con capacidades hasta de 0.8 m 3 (10 galones). Paúl O. Abbe Inc. publica un manual sobre molienda, en molino de piedras. I..1 Operación. Se dice que los medios de molienda efectúan movimientos de cascada y catarata. El primero de ellos se aplica al rodado de bolas o piedras de la parte superior hacia la base del montón, y el segundo al lanzamiento de bolas por el aire hasta la punta del montón. La acción de las bolas se ha estudiado y analizado desde este punto de vista Estos desarrollos matemáticos rigurosos se basan en hipótesis especulativas sobre la forma de la masa de bola. Los factores principales que determinan el tamaño de las bolas de molienda son la finura del material que se está pulverizando y el costo de mantenimiento para la carga de las bolas. Cualquier material grueso alimentado requiere una bola mayor que una alimentación fina; se ha propuesto la relación: D P KXp donde D P es el diámetro de b la bola, y X P es el tamaño de las partículas de alimentación más gruesas, dándose ambas dimensiones en cm (in); y K es la constante de molibilidad que varía de 140 cm (55 in) en el caso de la lidita a 90 cm (35 in) para la dolomita. La necesidad de una distribución de alimentación calculada según el tamaño de la bola es una cuestión que no se ha aclarado aún por completo; sin embargo, se han propuesto métodos para calcular una carga de bolas racionada. El tamaño óptimo recomendado para el vástago y las bolas es: D b X p E Kn r t ρ s D ecuación. No. Donde D b = diámetro del vástago o de la bola, cm (in); D = diámetro del molino, m (ft); E t es el índice de trabajo del material alimentado; n r es la velocidad, por ciento de la velocidad crítica; ρ s es la gravedad específica del material alimentado; K = 14 para vástagos y 143 para bolas. La constante K tiene un valor de 300 para los vástagos y 00 para las bolas, cuando D b y D se expresan en pulgadas y pies, respectivamente. Esta fórmula da resultados razonables para molinos con tamaño de producción, pero no así con los de laboratorio. La razón entre los tamaños recomendados de bola y varilla es 1:3. 9

20 En el molino de varillas o vástago origina una carga graduada de las mismas debido al desgaste. Por ejemplo, el diámetro del vástago puede variar de 10 a.5 cm (4 a 1 in). Por lo común, se acostumbra conformar una nueva carga de vástagos en función de la usada, y esto ha dado buenos resultados. El criterio que se sigue para comparar la acción de las bolas en molinos de varios tamaños se basa en el concepto de la velocidad crítica. Se trata de la velocidad teórica a la que la fuerza centrífuga ejercida sobre una bola en contacto con la cubierta del molino, a la altura de su trayectoria, es igual a la fuerza ejercida sobre ella debido a la gravedad: 4.3 N c Sistema métrico D 76.6 N c Sistema ingles D ecuación. No. 3 Donde N c es la velocidad crítica en rpm, y D es el diámetro del molino m (ft), para un diámetro de bola que resulta pequeño con respecto al diámetro del molino. El numerador de la expresión anterior es 76.6 cuando D se expresa en pies. Las velocidades reales de los molinos varían de 65 a 80% de su valor crítico. Podría generalizarse que se necesita del 65 al 70% para la molienda fina en húmedo en suspensión viscosa, 70 a 75% para moliendas finas en húmedo, en suspensiones de baja viscosidad y para moliendas en seco de partículas grandes con tamaños del orden de 1.3 cm (1/ in). Las velocidades pueden incrementarse en un 5% del valor crítico cuando se trata de molinos sin desviadores, para compensar alguna falla. Circuitos de molinos de volteo. Los molinos de volteo o tambor pueden funcionar en un circuito cerrado normal, o bien, en un arreglo inverso, en donde la alimentación pasa por el clasificador antes de entrar al molino. Estos arreglos se utilizan también con molinos de compartimientos, en donde el material se clasifica por aire entre las etapas de molienda, en los compartimientos del mismo molino. Cargas de material y bolas. La carga del medio de molienda, se expresa en función del porcentaje del volumen del molino ocupado por el medio de molienda; por ejemplo, un volumen masivo de bolas que ocupan la mitad del molino es aproximadamente una carga de bolas del 50%. El espacio vacío de un volumen masivo estático de bolas es aproximadamente el 41%. Puesto que el medio se expande conforme gira el molino, el volumen real de funcionamiento se desconoce. Hay relaciones sencillas que gobiernan la cantidad de bolas y espacios vacíos en un molino. El peso de las bolas = ρ bε bvm, en donde ρ b - densidad promedio de las bolas, g/cm 3 (Ib/ft 3 ); ε b - fracción de llenado aparente de las bolas y V m = volumen del molino =?t0 L/4. Las bolas de acero tienen una densidad aproximada a 4.8 g/cm3 (300 Ib/ft 3 ); las piedras representan 1.68 g/cm3 (100 Ib/ft 3 ) y las bolas de alúmina,.4 g/cm 3 (150 Ib/ft 3 ). 10

21 La cantidad de material que se tiene en un molino se expresa convenientemente como la relación entre su volumen y el de los espacios vacíos dentro de la carga de bolas. Esta expresión se conoce como razón del material a espacio vacío. Si el material sólido y el medio de suspensión (agua, aire, entre otros.) llenan exactamente los huecos de bola, la razón M/V es 1. Las cargas de los medios de molienda varían de 0 a 50% en la práctica y en general, las razones M/V se aproximan a 1. La concentración de sólidos en la lechada de un molino de piedras debe ser lo suficientemente grande para dar una viscosidad de lechada de por lo menos 0. Pa s (00 centipoises) para asegurar su mejor eficiencia; pero es probable que esto requiera ajustar la carga a las paredes del molino liso utilizado. La carga de material en molinos continuos no se puede ajustar de manera directa, sino que se determina indirectamente según las condiciones de operación. Existe una razón de carga tratada máxima que depende de la forma del molino, las características de flujo de la alimentación, la velocidad del molino, el tipo de material alimentado y la disposición de descarga. Alimentación y descarga. Los esquemas de alimentación y descarga de los molinos de bolas y varillas dependen de su modo de operación. En la fig. No. 5 se muestran varios mecanismos de alimentación y descarga. fig. No. 5, Sistemas de descarga de un molino de bolas continúo para moliendas por vía húmeda Los dosificadores alimentadores de molino unidos al muñón de alimentación del molino cónico y utilizado para pasar la alimentación al molino sin derramamiento, son de varios tipos. Por lo general, se utiliza un canal de alimentación para la molienda en seco que consiste en un canal inclinado, unido a la orilla extrema del muñón por donde pasa el material antes de llegar al molino. Un dosificador de tornillo sinfín, que tiene una sección corta de transportador de tomillo que se extiende parcialmente dentro de la 11

22 abertura de la alimentación y transporta el material dentro del molino, puede ser utilizado también cuando se trate de molienda en seco. Para moliendas en húmedo, existen varios dosificadores distintos; el dosificador de pala que va unido y gira con el muñón del molino que se introduce en una caja estacionaria para recoger el material y transportarlo hasta el molino; un dosificador de tambor sujeto al muñón de alimentación y que gira con éste, con una abertura central por la que se introduce el material y un deflector interno o elevador para hacer pasar el material por el muñón al interior del molino; o una combinación de tambor y dosificador de pala, en donde la nueva carga de material que llega al molino se introduce a través de la abertura central del tambor al mismo tiempo que la pala recoge el material de tamaño grande que se devuelve de un clasificador a la caja de pala que queda abajo de la línea central del molino. El dosificador del molino debe ser capaz de manejar cualquier cantidad de material que el molino pueda tratar y, además, una carga circulante que llega a ser del orden de 1000% del nuevo índice de alimentación. Los molinos de descarga por rejilla o parrilla permiten controlar el nivel de pulpa para obtener una gran carga circulante. En un caso específico se obtuvo un aumento del 18% en la capacidad debido a la conversión de un molino de rebosamiento a un molino de descarga por rejilla, a pesar de que se registró una pérdida del 10% del volumen de molino debido al cambio. La principal razón fue eliminar los finos del molino debido a la razón de recirculación incrementada. Las rejillas o parrillas dejaron pasar la cantidad suficiente de pulpa para mantener la carga circulante en un nivel equivalente a 400%. I.. Eficiencias del molino. Los factores de control que se sabe regulan la eficiencia de molienda de minerales, en molinos cilíndricos son como sigue: 1. - La velocidad del molino afecta la capacidad, al igual que el desgaste del recubrimiento y de las bolas, en una proporción directa hasta del 85% de la velocidad crítica.. - La carga de bolas equivalente al 50% del volumen del molino, da la capacidad máxima Las bolas de tamaño mínimo capaces de moler el material alimentado, dan una eficiencia máxima Los recubrimientos ranurados de tipo ondulado son los preferidos entre los usuarios La eficiencia del clasificador se hace más importante en moliendas de varias etapas Las cargas circulantes de mayor tamaño tienden a aumentar la producción y reducir la cantidad de material fino no deseable. 1

23 7. - La descarga de nivel bajo o rejilla incrementa la capacidad de molienda en comparación con la descarga central o por rebosamiento, aunque el desgaste del revestimiento, la rejilla y los medios es mayor. 8. Las razones de sólidos a líquidos en el molino deben estudiarse basándose en la densidad del mineral y la relación volumétrica. I..3 Parámetros del molino Las pruebas experimentales representadas en un artículo de Coghill y De Vaney, han hecho que los autores lleguen a las siguientes conclusiones: 1. En la molienda de bolas por lotes y por vía húmeda, con cargas de minerales de 90 a 160 kg (00 a 350 Ib), se necesitaron aproximadamente 35 kg (75 Ib) de mineral para llenar los intersticios de las bolas en reposo y con velocidades del 30 al 80% de la crítica, la velocidad baja dio el mismo tipo de molienda que la alta. Las cargas grandes de minerales dieron una molienda un poco más selectiva de partículas gruesas que las cargas más ligeras. Se obtuvieron mejores capacidades con cargas ligeras y eficiencias un poco mayores con cargas grandes de minerales.. - Algunas de las características de molienda en seco en molinos de bolas por lotes fueron diferentes a las que se obtuvieron en moliendas en húmedo. En el trabajo en seco, la eficiencia y la capacidad mejoraron con cargas ligeras de minerales. Se redujeron los requisitos de potencia al disminuir la cantidad de mineral dentro del molino y en la molienda en húmedo aumentó al disminuir dicha cantidad. En moliendas en seco, la velocidad elevada fue más eficiente que la velocidad baja Al comparar la molienda en húmedo y en seco, las pruebas por pares se realizaron, de tal manera que todas las variables establecidas fueron idénticas, excepto la consistencia de la pulpa (húmeda o seca). Con un peso intermedio de carga de mineral, la molienda selectiva resultó del mismo grado; con cargas grandes de minerales, la molienda en húmedo fue más selectiva, y con cargas ligeras, la molienda en seco resultó más selectiva Al comparar la molienda húmeda y seca en molinos de bolas y circuito abierto, la que se hizo en húmedo dio un 39% más de capacidad y un 6% más deeficiencia El volumen reducido de bolas no fue satisfactorio en el tipo de molinos de rebosamiento o inundación en seco, porque se desarrollaba un exceso de mineral dentro del molino. Cuando se logró prevenir el desarrollo excesivo de mineral simulando un molino de nivel bajo de pulpa, el volumen de bolas pequeño dio buenos resultados Con un 60% de sólidos, las piedras del mismo tamaño que las bolas efectuaron la misma clase de trabajo que estas últimas cuando se molió dolomita; pero no se logró una molienda efectiva en el caso de la lidita. Las piedras dieron aproximadamente el 35% de la capacidad y el 81% de la eficiencia que caracterizó a las bolas. 13

24 7. - Para minerales duros y de dureza intermedia, los tetraedros no dieron buenos resultados como medio para la molienda gruesa Las bolas muy duras (níquel duro) resultaron mejores que las bolas ordinarias, sobre todo cuando se trataba de minerales de extremada dureza La eficiencia de las bolas desgastadas y desechadas, fue aproximadamente 11% menor que la de las bolas esféricas nuevas Un molino de bolas tan pequeño como de 48 por 91 cm (19 por 36 in) logró duplicar el trabajo de un molino tamaño planta. Los ensayos llevaron a la conclusión de que, si cada una de las variedades de los molinos, grandes o pequeños, se prueba en las mismas condiciones y si se aplica una unidad de trabajo por unidad de mineral, el efecto (molienda o trituración) será el mismo, según indican los productos; dicho de otra manera, se mantendrá la misma relación entre causa y efecto. I..4 Selección del molino. La selección de la unidad de molienda entre un molino de bolas o de vástago, se basa en los experimentos del molino piloto con escalamiento presuponiendo que la producción es proporcional al consumo de energía. Cuando no se pueden realizar experimentos piloto, el rendimiento se basa en datos publicados para tipos del material similares, expresados en función de la molibilidad o de los requisitos de. Los métodos más recientes para determinar los tamaños de los molinos y especificar las condiciones de operación para un funcionamiento óptimo en circuito, se basan en soluciones de computadora de las ecuaciones de molienda, aplicando valores de las funciones de velocidad y rompimiento determinados a través de ensayos piloto y de escala. El molino de bolas es adecuado para materiales finos y gruesos, moliendas en húmedo o en seco, en circuito cerrado con clasificadores, cribas o separadores de aire. Se encuentra en diferentes clases de descarga, por ejemplo, de diafragma (rejas) o rebosamiento. La selección entre la molienda en seco y en vía húmeda la suele indicar el uso final del producto. Cuando el material puede ser molido en vía húmeda o seca, el consumo de energía, desgaste del recubrimiento y los costos de capital determinan el diseño. El consumo de los medios de molienda y el desgaste del recubrimiento por tonelada de producto es más bajo para un sistema de molienda en seco. A pesar de esto, el consumo de energía para un sistema de molienda en seco es aproximadamente 30% mayor que para la molienda en vía húmeda y requiere el empleo de un colector de polvos. I..5 Capacidad y consumo de energía. Un método para determinar el tamaño adecuado del molino se basa en la observación de que el volumen de molienda depende de la cantidad de energía consumida, suponiendo que existe una práctica de operación aceptable comparable en cada caso. La energía aplicada a un molino de bolas se determina primordialmente de acuerdo con el tamaño del mismo y la carga de las bolas. Algunas observaciones 14

25 teóricas demuestran que la potencia neta requerida para impulsar un molino de bolas es proporcional a D.5, pero este exponente puede ser usado sin ninguna modificación para comparar dos molinos, sólo cuando las condiciones de operación son idénticas. La potencia neta necesaria para impulsar un molino de bolas resultó ser: E 1.64L 1K 1 ecuación. No D.5 E Donde L es la longitud interna del molino, m (ft); D es el diámetro interno medio del molino, m (ft); E es la potencia neta utilizada en un molino de laboratorio de 0.6 por 0.6 m ( por ft), en condiciones similares de operación, y K es 0.9 para molinos con longitudes menores de 1.5m(5 ft) y 0.85 para molinos mayores de 1.5m. Esta fórmula puede utilizarse para aumentar a escala de experimentos de molienda en unidades piloto en las que varíe el diámetro y la longitud del molino, pero el tamaño de las bolas y la carga de las mismas como fracción del volumen del molino permanecen sin alteraciones. Este procedimiento ha proporcionado resultados dignos de confianza. I..6 Motor y transmisión. El consumo de energía de los molinos de bolas y varillas es básicamente constante y depende en forma principal del diámetro y carga de las bolas. En esta circunstancia, el equipo más adecuado es el motor síncrono. Los grandes molinos de bolas son impulsados ahora con motores hasta de 7500 kw ( hp). Estos requisitos tan grandes de energía hacen que la selección de los sistemas de transmisión y engranaje sea extremadamente grande la transmisión de los grandes momentos de torsión desde el piñón a los engranes del molino llega a ser un problema no muy confiable y su costo es prohibitivo. Los grandes molinos son impulsados por un arreglo de piñón múltiple con reguladores de carga. I.3 Funcionamiento de equipos patentados. I.3.1 Molino de bolas Allis-Chalmers. Los molinos de bolas con descarga de reja Allis-Chalmers proporcionan productos finamente pulverizados, de malla 8 a 35, partiendo de un tamaño de material alimentado de aproximadamente 1.3 cm ( / in). Los diámetros varían de.7 a 4.9 m (9 a 16 ft), las longitudes de.4 a 7.3 m (8 a 4 ft), y la potencia de 110 a 500 kw (150 a 3300 hp). Se recomienda generalmente para las siguientes aplicaciones: molienda en húmedo y en seco en circuito cerrado con clasificador para prevenir excesos, logrando una molienda más o menos gruesa con tamaño máximo de producto alrededor de la malla 48, aproximadamente. El producto de trituradora más fino con tamaños máximos dentro del intervalo de 0.6 a 1 cm (1/4 a 3/8 in) constituye un material de alimentación excelente para molinos de diafragma de nivel bajo, que podrán manejar material de alimentación hasta de.5 cm (1 in) si están provistos con revestimientos de capa extragruesa y una descarga de diámetro amplio. Para molinos de diafragma de nivel intermedio, el material alimentado de mayor tamaño debe ser del orden de 0.3 a 0.6 cm (1/8 a 1/4 in). Ambos molinos vienen en presentaciones tanto de nivel bajo como de nivel intermedio. 15

26 I.3. Tipo rebosamiento El molino tipo rebosamiento o inundación se recomienda casi siempre para las siguientes aplicaciones: molienda húmeda en circuito cerrado con clasificador para evitar la trituración excesiva, y obtener una molienda fina en donde el tamaño máximo del producto no sea mayor que la malla 65. El producto de un molino de vástago u otro tipo de alimentación en la gama de malla 8 o más constituye una excelente alimentación para molinos de bolas. El material alimentado es casi siempre de malla 8 o menor, los diámetros varían de.7 a 4.9 m (9 a 16 ft), las longitudes de.4 a 7.3 m (8 a 4 ft) y la potencia de a 100 kw(300al600hp). I.3.3 Molinos de varios compartimientos. Los molinos de varios compartimientos ofrecen una molienda de material grueso hasta lograr el producto acabado en una sola operación, ya sea en húmedo o en seco. El compartimiento primario de molienda cuenta con bolas o vástagos grandes para la trituración, mientras que uno o más compartimientos secundarios tienen medios más pequeños para una molienda más fina. Los diámetros varían de 1.5 a 4.9 m (5 a 16ft), las longitudes ascienden a 16m (5ft) y la potencia a 3300 kw (4400 hp) con transmisión Twinducer. Los molinos de piedras dan productos finamente divididos que deben estar libres de contaminación de hierro. Se emplean con mucha frecuencia para triturar arena vítrea, arenas de alto grado para polvos de lavado, y aplicaciones en las industrias del talco o las cerámicas. La carga de molienda consiste en pequeñas piedras de pedernal. Los diámetros van de 0.9 a.7 m (3 a 9 ft), las longitudes de 1.8 a 8.5 m (6 a 8 ft). Los molinos de vástago Allis-Chalmers dan un producto de malla de 6 a 35 con una cantidad mínima de finos. Puesto que el molino de vástago utiliza un tamaño de ranura de dosificación de.5 cm (1 in), ha reemplazado la última etapa de trituración en muchas plantas. El tipo de descarga periférica central se emplea profusamente para producir conglomerados de especificación fina, mezclas crudas de ladrillo y gránulos para techos. Los molinos de vástago construidos por Allis-Chalmers son del tipo periférico de extremo o central y vienen en las clases de rebosamiento para aplicaciones de moliendas en húmedo. La longitud de los molinos de vástago o varilla debe ser al menos 1.5 veces mayor que el diámetro de trabajo. El intervalo de diámetros es de.7 a 4.3 m (9 a 14 ft); las longitudes de 3.7 a 5.5 m (1 a 18 ft); y la potencia de 335 a 1040 kw (450 a 1400 hp) con transmisión directa; 930 a 3300 kw (150 a 4440 hp) con transmisión Twinducer. I.3.4 Molinos de tubo y Kennedy Van Saun Los molinos de tubo y Kennedy Van Saun son de una construcción tal que permite funcionar a una capacidad mayor que la nominal en cada aplicación de molienda, ya sea húmeda o seca. Existen tamaños de 1.8 a 4.9 m (6 a 16 ft) de diámetro y.4 a 10 m (8 a 33 ft) de longitud para molinos de descarga mecánica; para molinos de rebosamiento en fase húmeda, de 1.5 a 4.5 m (5 a 15 ft) de diámetro y.1 a 7.6 m (7 a 5 ft) de longitud. Estos molinos son accionados por motores de 37 a 4500 kw (50 a 6000 hp). 16

27 Los sistemas de molienda Kennedy con barrido de aire y elevador activado con aire, se utilizan con mucha frecuencia para pulverizar carbón para plantas generadoras de energía, para encender hornos para cemento y hornos metalúrgicos, así como para la molienda de fosfatos y otros minerales. Estos sistemas muelen y secan simultáneamente los materiales en circuito cerrado con separadores de aire no mecánicos para la alimentación y el encendido de hornos de calcinación. Este sistema se puede ajustar para producir y mantener del 38 al 90% de material que pasa por una malla 00, controlando los extremos fino y grueso. En el caso de sistemas de encendido es factible usar el combustible más barato obtenible, por ejemplo, con un alto contenido de cenizas, humedad, poca molibilidad y bajo poder calorífico. El desgaste y el mantenimiento son reducidos y el material extraño no puede dañar al sistema. Los molinos de vástago Kennedy se construyen en tamaños que van de 0.9 por 1.8 a 4 por 6.1 m (3 por 6 a 13 por 0 ft), tanto para molienda en húmedo como en seco. Dado que los molinos de vástago o varilla evitan la-formación de huecos, tienen una utilidad especial para reducir materiales húmedos o pegajosos. Por lo común, se emplean para producir materiales comprendidos en el intervalo de mallas del 6 al 0, aun cuando se obtienen con facilidad productos más finos y más gruesos. Sirven para moler minerales, escorias de cemento y muchos otros materiales. I.3.5 Molino de bolas Marcy. Ver (fig. No. 3) Es, tradicionalmente, un molino de descarga por reja que se emplea para obtener una gran velocidad de carga tratada para una gran carga circulante en la molienda húmeda y seca de minerales. Los datos que aparecen en la tabla 1 no deben utilizarse para efectuar su diseño, sino simplemente como orientación. El diseño del molino deberá basarse en experimentos pilotos u otras técnicas que se mencionaron con anterioridad. I.3.6 Molino Koppers Co. Inc. El molino cónico es similar al cilíndrico en el hecho de que consta de un tambor rotatorio que gira en torno a su eje horizontal y opera de manera muy semejante; pero, contrariamente a lo que sucede con el cilíndrico, tiene extremos cónicos en lugar de rectos. 17

28 tabla. No. 1. Rendimiento ilustrativo de un molino Marcy de bolas Tamaño, ft Carga de lasa bolas, toneladas hp Por corrida Velocidad del molino rpm Capacidad, toneladas/4h (basada en mineral de dureza intermedia) Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz Tamiz No. 8 No. 0 No. 35 No. 48 No. 65 No. 80 No.100 No.150 No.00 0 % % % % % % % % % x 4 x 3 5 x 4 6 x 4 ½ 7 x 5 8 x 5 9 x 7 10 x 10 1 x ½ ½ I.3.7 Molino Hardinge. Los molinos Hardinge para moliendas por vía húmeda cuentan con combinaciones de descarga como la que se ilustra en la fig. No. 5 para niveles de pulpa alto, intermedio o bajo, cuyo uso depende del problema específico que se esté estudiando. Para moliendas en seco se acostumbra utilizar una rejilla vertical con elevadores de descarga de pulpa de bajo nivel. Los molinos Hardinge se encuentran disponibles en tamaños de 0.9 a 4.3 m (3 a 14 ft) de diámetro con longitudes de 1 a veces el tamaño del diámetro. Este tipo de molinos se utilizan para la molienda en vía húmeda de arenisca, cuarcita y granitos y la molienda en vía seca de abrasivos y coque. I.3.8 Molinos autógenos de volteo. El principio del molino de bolas se ha utilizado en algunos casos en que el material alimentado que viene en trozos gruesos sirve como medio de molienda mientras se va triturando. El molino en cascada (Koppers Co,. Inc.) es del tipo autógeno para operaciones en húmedo o en seco. Se construye con diámetros hasta de 11 m (36 ft) y la razón de longitud a diámetro para todos los tamaños es de 1 a 3. Se acostumbra usar una velocidad relativamente baja para promover la acción de cascada y evitar la segregación de los trozos grandes en el centro del molino. Cuenta con una rejilla por la que se descarga a través de una criba de trómel en el muñón de descarga. Esta última efectúa una tarea de cribado preliminar para separar los trozos de mayor tamaño que se transportan al extremo de la entrada de material del molino. El material de alimentación puede ser el mismo de la mina, tal y como se extrae de ella, o bien el producto de una trituradora primaria, tomando las precauciones necesarias en la combinación de depósito y dosificador para asegurar una distribución de tamaño uniforme que sea constante. 18

29 I.3.9 Molino Aerofall. El molino Aerofall (Aerofall Milis Ltd.) es de tipo autógeno para procesamientos en seco con una forma similar a la del molino en cascada. Tiene barrido de aire y, por ende, no requiere una rejilla de descarga; pero sí necesita un sistema de control de aire y un ciclón. El material proveniente directamente de la excavación de la mina se reduce en circuito cerrado hasta obtener los tamaños de productos finales. Los molinos autógenos eliminan el desgaste de los medios de bolas, aun que con frecuencia se incluye un 5% de carga de bolas grandes. Sus relaciones pequeñas de longitud a diámetro hace que sean apropiados para cargas circulantes muy elevadas en operaciones de circuito cerrado. I.3.10 Molino Rockcyl. Los molinos Rockcyl de la Allis-Chalmers se utilizan para moliendas autógenas ya sea en seco o en húmedo. Los molinos Rockcyl con razones de longitud a diámetro de 1 a 3, aproximadamente, eliminan todas las etapas de trituración excepto la primaria, toda la molienda en molino de vástago y el total o parte de las etapas de la molienda con bolas en un diagrama de flujo convencional. La molienda intermedia de rocas reduce al tamaño deseado el producto de dimensiones menores a cm (3/4 in) proveniente de operaciones de trituración en circuito cerrado. La roca clasificada por tamaños que sale de la trituradora primaria sirve como el medio. Los molinos Rockcyl que tienen razones de longitud a diámetro de 1 a, aproximadamente, se emplean para la molienda intermedia de rocas. La molienda secundaria de rocas es la reducción al tamaño deseado del producto de un molino de vástago o de un molino primario de rocas, utilizando medios clasificados por tamaños, ya sea de una etapa de trituración o de un molino primario. Este proceso recibe a menudo el nombre de molienda de piedras y roca. I.3.11 Molino Rockpeb. Los molinos Rockpeb (piedras y rocas) que tienen razones de longitud a diámetro de a 1, aproximadamente, se utilizan para moliendas secundarias de roca. Puesto que los elevadores Rockcyl se desgastan con mayor rapidez que las placas recubiertas, las barras de dichos elevadores se diseñan de tal modo que puedan quitarse y reemplazarse con facilidad. El dispositivo cuenta con un conducto alimentador de diámetro amplio que asegura el flujo libre de material alimentado al molino, que pasa a través del cojinete del muñón de longitud corta. I.3.1 Molinos no rotatorios de bolas o cuentas perforadas. Entre éstos se incluyen los de tipo agitado y vibratorio. En el primer caso se tiene una rueda de paletas central o armadura de propulsor que agita a los medios a velocidades que van de 100 a 1500 rpm. En el segundo, se imparte un movimiento excéntrico, ya sea a una armadura o a la cubierta, a frecuencias que ascienden hasta 1800 por min. Los medios oscilan en uno o más planos y, por lo común, giran en forma 19

30 muy lenta. Los molinos agitados utilizan medios de magnitudes del orden de 0.6 cm (l/4 de in) o menores, mientras que los vibratorios emplean medios de mayor tamaño para la misma energía de entrada. Los molinos vibratorios pueden moler en seco, pero la mayor parte de los agitados están restringidos a la molienda en húmedo. Los sólidos varían del 5 al 70%, dependiendo del tamaño del material alimentado y la reología. La carga de los medios varía de tres a seis veces la masa de la carga mojada. Contrariamente a lo que sucede con los molinos de bolas rotatorios, en éstos se produce cierta sedimentación. Aunque las aplicaciones llegan a tener cierta duplicidad, el equipo vibratorio se emplea casi siempre para operaciones de molienda de material duro (ZrSiO 4, SiO, TiO, Al O 3, entre otros), mientras que los molinos agitados se emplean comúnmente para la dispersión y molienda de materiales suaves (tinturas, arcillas, CaCOs, entre otros). Los molinos agitados se denominan también molinos de arena cuando se utiliza arena Ottawa como medio. La contaminación y el desgaste del cuerpo de la trituradora se reducen al mínimo en ambos tipos utilizando recubrimientos resilientes. I.3.13 Molino Sweco de dispersión. Molinos agitados. El molino Sweco de dispersión (Sweco, Inc.) tiene armaduras o marcos radiales en contrarrotación que sirven para mover el medio de molienda en una cámara vibratoria. El DM-70 de gran extensión tiene un volumen de trabajo de 0.65 m3 (3 ft3) y un motor de 30 kw (40 hp). Es posible tener recirculación mediante una bomba externa. I.3.14 Molino Attritor. En el caso del Attritor (Unión Process, Inc.) se tiene una sola armadura sujeta a un eje que hace girar varios brazos radiales largos (véase la fig. No. 6). Estos molinos están disponibles en los tipos por lotes, continuo y de circulación. La molienda propiamente dicha está afectada por el acercamiento y alejamiento continuo, aunque irregular, del medio en torno a los brazos. No obstante, se suprimen el movimiento de grupo y el impacto de pared. Véase la tabla. No.. 0

31 I.3.15 Molino Koppers. fig. No. 6, El Attritor. (Union Process Inc.) Los molinos Koppers de torre están disponibles en varios tamaños para las diversas aplicaciones de molienda en vía húmeda. La masa alimentada junto con bolas de acero se mueve hacia abajo hasta alcanzar el extremo del molino. La fricción ocurre entre la alimentación, las bolas y el agitador de tornillo. tabla. No. Característica de los desmenuzadores Atrritor. Designación 1-S-WC 15-S-WC 30-S-WC 100-S-WC 00-S-WC Capacidad, gal 1 ½ Capacidad en líquido, gal ¾ Potencia del motor, Hp I.3.16 Molino Bureau. El molino Bureau de Mines (U.S. Patent ) consta de una armadura vertical cilíndrica con aspas en una configuración de jaula de ardilla, que gira muy cerca del interior de una cubierta paralela que tiene también aspas. La acción de la molienda ocurre predominantemente en la cercanía de las aspas que imparten también un movimiento vibratorio al sistema durante su paso. I.3.17 Molino vibratorio. Los molinos Vibro-Energy (Sweco, Inc.) y Podmore-Boulton son trituradoras montadas en pedestal, que se cargan por la parte superior, que vibran por medio de un motor montado en la base y que tiene funcionamiento excéntrico. La cámara de trituración tiene un soporte de resortes para reducir al mínimo la vibración del piso (véase la fig. No. 7). 1

32 La trituración se lleva a cabo por medio de la vibración tridimensional a una frecuencia aproximada de 0 Hz de los medios contenidos, que generalmente son esferas o cilindros de alúmina. En la tabla. No. 3 se especifican algunas características adicionales. fig. No. 7 Molino Vibro-Energy tabla. No. 3. Características de los molinos vibratorios Sweco. Designación Capacidad Carga usual, Lb M-18.6 gal 5-0 M-45 0 gal M gal M gal DM ft DM ft DM-10 3 ft DM ft DM-70 3 ft I.3.18 Molino Vibracron. Motor, hp ¼ /3 1 ¼ Diámetro del molino, in Los molinos Vibracron (Bepex Corporation) se encuentran disponibles en tipos de tubo sencillo o múltiple, para la molienda en vías húmedas y seca. La alimentación al molino puede alcanzar valores hasta de 5 cm ( in) de diámetro. La compañía Allis-Chalmers fabrica otro molino con vibraciones inducidas horizontalmente. En este caso se tienen tres cilindros paralelos que contienen la carga

33 (centro) y levas excéntricas (al exterior) impulsadas por dos motores independientes pero interconectados, que operan a 100 RPM. El molino se carga por la parte superior a través de una puerta flexible. En la tabla 4 se indican otros datos adicionales. tabla. No. 4 Características de los molinos vibratorios Allis-Chalmers. Designación 1518-D 3034-D 3640-D 448-D Capacidad gal Altura, in Longitud, in Anchura, in Total de hp del motor I Funcionamiento. El diámetro de los medios de molienda debe ser, de preferencia, 10 veces el del material alimentado, sin exceder 100 veces el diámetro del mismo. Para obtener una mayor eficiencia cuando se reduce el tamaño en varios órdenes de magnitud, conviene utilizar varias etapas con diámetros de medio distintos. Al continuarse el trabajo de trituración fina, los factores geológicos alteran la razón de la carga y se encontrará que la potencia necesaria puede aumentar. Como lo indica la tabla. No. 5, existen muchos medios de molienda disponibles. Los tamaños varían de aproximadamente 1.3 cm ( / in) hasta una malla de 35. Aunque no se cuenta con datos definitivos sobre la forma y la molienda de los medios, las esferas y los cilindros generan menos impurezas debido al frotamiento que las partículas irregulares. Los datos asociados con la molienda de bolas indican que las esferas son la forma más eficaz. tabla. No. 5 Medios de molienda Material Óxido de aluminio Carburo de silicio Dióxido de silicio Óxido de circonio Silicato de circonio Vidrio templado Poliamida Divinilbenceno Polifluoroetileno Nombres industriales y/o Nombres comerciales Alúmina, corindón Carborundum Sílice, arena Zirconia, Zircoa Circón Ceramida Nylon DVB Teflón Formas disponibles E,C,I C,I I E,C,I E,C,I E E,C E,C C Los molinos agitados y vibratorios tienen ventajas especiales cuando se trata de la molienda de finos, ya que producen tamaños de partículas de 1 μm y más finos. No se necesita por lo común el gran impacto de los molinos de bolas convencionales, sino más bien una gran cantidad de impactos de baja energía que requieren: 1) medios de molienda pequeños y ) altos niveles de vibración o velocidades de rotación. 3

34 En la fig. No. 8 se ilustra un mejoramiento de eficiencia usual logrado para la molienda de circón a nivel de fracciones de μm. Aunque cada máquina tiene sus características peculiares y requisitos de tiempo para diversas clases de molienda, en la fig. No. 9 se presentan algunos resultados comunes que se obtuvieron con varios materiales en condiciones óptimas. fig. No. 8, Comparación de la energía entre molinos de bolas convencionales y vibratorios, contra la finura del producto fig. No. 9, Rendimiento típico de un molino vibratorio I.4 Métodos de molienda. I.4.1 Molienda planetaria de bolas. Este es un método que aumenta la fuerza gravitacional que actúa sobre las bolas en un molino de este tipo. Por ejemplo, los metales refractarios y los carburos se pueden moler 1 a.6 m en un lapso de 5 a 0 minutos, en un aparato capaz de aplicar una fuerza centrífuga de 10 a 50 g. Los molinos tipo planetario Pulverit son fabricados por la compañia Geoscience Inc. 4

35 Los molinos planetarios de bolas de alta velocidad pueden utilizarse para efectuar pruebas rápidas de simulación de molienda de materiales en molinos de bola. El tamaño de los molinos de alta velocidad puede ser menor que el tamaño de los molinos de bolas de igual capacidad. Clasificadores de partículas por tamaño que se utilizan con molinos de trituración. En los molinos de bolas o de tubo pueden funcionar en circuito cerrado con clasificadores de aire externos, con o sin barrido o arrastre de aire. Si se utiliza esta última operación, se acostumbra colocar un separador de ciclón entre el molino y el clasificador. Asimismo, otras clases de maquinarias de molienda funcionan en circuito cerrado con clasificadores externos de tamaño. Sin embargo, muchos tipos de trituradoras tienen arrastre de aire y están tan íntimamente conectados con sus clasificadores, que estos últimos se denominan clasificadores internos. I.4. Clasificadores en seco. Las cribas en seco se utilizan primordialmente en circuitos de trituradoras, ya que son más eficaces a niveles de malla 4, aunque en ocasiones se emplean hasta de malla 35. Por ejemplo, se pueden citar las cribas Hummer (W.S. Tyler, Inc.) o las Rotex (Orvill-Simpson, Co.) y el separador Vibro-Energy (Sweco, Inc.). La mayor parte de los circuitos de molienda en seco utilizan clasificadores de aire. Hay varias clases, pero todos ellos emplean los principios del arrastre por aire y la inercia de las partículas, que dependen del tamaño de las mismas. El tipo más simple de clasificador de aire es el elutriador, de los cuales un ejemplo es el clasificador de tipo de expansión Kennedy Van Saun. El clasificador Zig-Zag (AIpineAmerican Co.) es un elutriador a contracorriente de varios elementos. La eficacia de la separación aumenta con la cantidad de elementos y estos dispositivos son eficaces en la gama de mallas Otro tipo de clasificador dirige una corriente de aire a través de la corriente de partículas que se desean clasificar. Como ejemplo de éste se puede citar el clasificador de flujo radial (Kennedy Van Saun Corp.) que se caracteriza por tener elementos ajustables que controlan el flujo y la clasificación. Uno de los desarrollos adicionales basados en este principio es el clasificador Vari-Mesh (Kennedy Van Saun Corp.). que controla la clasificación por medio de desviadores de flujo ajustables. Un cambio en la dirección de flujo de aire es el principio de operación del clasificador superfino de flujo inverso (Koppers Co. Inc.) ilustrado en la fig. No

36 fig. No. 10, Separador centrifugo Gayco I.4.3 Las aletas rotatorias. Son los elementos principales de varios tipos de clasificadores. Las aletas establecen un movimiento centrífugo que tiende a lanzar hacia el exterior las partículas más gruesas. Por ejemplo, está el Mikro-Atomizer, en el que un ventilador externo obliga al aire a circular hacia adentro pasando a través de las aletas y arrastrando los finos. El movimiento centrífugo devuelve las partículas más gruesas hasta los martillos. Las aletas del clasificador tipo zumbador o de aletas perforadas que se muestran en el molino Raymond de lado alto tienen un efecto centrífugo similar que lanza a las partículas gruesas contra la pared de la cámara, en donde la menor velocidad de aire de la capa límite les permite volver a caer dentro de la zona de molienda. Las aletas del rotor constituyen también un elemento de varios clasificadores externos que se emplean en la molienda seca en circuito cerrado. Éstos se denominan generalmente separadores o clasificadores mecánicos de aire. Como ejemplo se citarán el clasificador Whirl-wind (Sturtevant Mili Co.), el separador centrífugo Gayco (Universal Road Machinery Co., véase la Fig. No. 10) y el separador tipo zumbador (Raymond División of Combustión Engineering Inc.). El material alimentado penetra en estos dispositivos a través de un canal colocado en la parte superior, y se distribuye entre dos placas giratorias de alimentación. Las partículas gruesas caen en un cono interno, en tanto que los finos deben pasar al interior a través de las aletas del rotor para moverse en sentido ascendente sobre la placa superior. El ventilador que se encuentra en la parte superior de la unidad hace circular el aire y los finos hacia afuera y abajo entre el cono central y una cubierta cónica exterior, hasta que pasa hacia adentro atravesando un conjunto de aspas fijas, cruzando por el material grueso descendente para ascender una vez más y elutriar dicho material grueso. Por esto se dice que estos clasificadores utilizan varios principios de separación. 6

37 I.5 Clasificadores. Algunos clasificadores mecánicos de aire están diseñados de tal manera que el producto fino debe pasar radialmente hacia el interior, a través de las aletas del rotor, en lugar de seguir un movimiento espiral a través de ellas como sucede con las aletas del llamado tipo zumbador. Por ejemplo, se tiene el separador Mikron (Pulverízing Machinery Co.) y el clasificador Majac que va unido al molino de chorro Majac. Existen varios clasificadores mecánicos de aire que están diseñados para funcionar al nivel superfino de 10 a 90 μm. Dos de éstos son el clasificador espiral de aire Mikroplex MPVI (AlpineAmerican Corp.) y el clasificador que es parte integrante del clasificador pulverizador Hurricane (Bauer Bros. Co.) descrito en la sección de "Molinos de martillos". Otro es el clasificador Donaidson. Cuando los clasificadores mecánicos de aire son parte integrante de un molino, las paletas rotatorias, el ventilador de aire y los elementos de molienda pueden montarse sobre el mismo eje o en diferentes ejes con unidades motrices independientes. La primera configuración permite una mayor simplicidad mecánica y a menudo una trayectoria de flujo de aire más sencilla. Las unidades motrices por separado permiten ajustar en forma independiente las velocidades del separador y el molino, por lo que proporcionan un servicio más variado y a menudo son más eficaces en la tarea de clasificación. A continuación se dan muchos ejemplos de este tipo de combinaciones. Además, el clasificador puede estar totalmente separado e ir conectado al molino en circuito cerrado por medio de conductos. En la fig. No. 11 se ilustra un ejemplo. El aire de arrastre penetra al molino de bolas Hardinge y sale de él por el mismo extremo, mientras que el material recirculado grueso y el material alimentado entran por el otro. El producto fino es arrastrado por la corriente de aire y se extrae por la parte superior del clasificador hasta llevarlo al ciclón, en donde se separa el producto del aire. En el sistema de clasificación por aire se mantiene una presión negativa para evitar la formación de polvo. I.5.1 Funcionamiento. Cada tipo de clasificador presenta una variedad de tamaños que puede separar, aunque tales intervalos se pueden ampliar por medio de cambios del diseño que sacrifican la capacidad. Los clasificadores tipo deflector sin elementos giratorios llegan a dar un producto del 85% que pasa por un tamiz 50 μm aunque es más común que éste sea del 95% en mallas inferiores a 74 μm. Los clasificadores mecánicos de aire con elementos giratorios permiten obtener productos del 85% a través de una malla 50 μm, hasta finuras del 99.9% a través de una malla 44 μm. Un solo clasificador tipo zumbador está diseñado para funcionar dentro de límites de finuras de cerca de 95% por malla 74 μm, en tanto que el separador doble clasificador tipo zumbador se debe utilizar cuando se necesitan productos de mayor finura, en la gama de 99.9% o superior a ésta, pasando por una malla 44 μm. El tamaño de los clasificadores mecánicos de aire varía de 1 a 7 m (3 a 4 ft) de diámetro, con necesidades de potencia de a 450 kw (3 a 600 hp). Los tipos superfino pueden dar un producto del 98% a través de 10 μm. 7

38 fig. No. 11, Molino cónico Hardinge con clasificador de aire de corriente inversa. Las curvas de eficiencia de separación usuales de los clasificadores de aire en función del tamaño de la partícula. La cantidad del tamaño máximo de los finos puede ser muy baja, pero se tiene casi siempre de 10 a 30% de finos en el producto más grueso. Además, la separación en el tamaño de corte es casi siempre una curva gradual. Sin embargo, rara vez se dispone de datos de esta índole que se necesitan para evaluar el funcionamiento de los molinos en circuito cerrado. Para consulta de un método de prueba, véase la sección que trata sobre las características de los clasificadores de tamaño. I.5. Clasificadores en húmedo. La molienda por vía húmeda en circuito cerrado es la regla en lo que respecta a operaciones a gran escala, debido a su mayor producción y economía. El clasificador en húmedo más sencillo es el depósito de asentamiento que se construye de tal modo que los finos no tienen tiempo para asentarse, y son arrastrados en tanto que el producto más grueso se dirige al punto de descarga central. Por ejemplo, se tiene el hidroclasificador Hardinge y el espesador Dorr. Cuando se desean hacer clasificaciones a un nivel de tamaño de µm, uno de los aparatos eficaces es la centrífuga continua del tipo de la supercentrífuga Sharpless o la centrífuga Bird. La separación no está muy bien definida en los sedimentadores y el gran espacio necesario representa una desventaja. 8

39 En las fig. No. 1 y 13 se muestran circuitos típicos que utilizan estos clasificadores en plantas de procesamiento de cemento y minerales. Los hidrociclones se han convertido en los clasificadores de vía húmeda más populares en las operaciones de minerales, debido a su diseño compacto y a lo económico de su funcionamiento. El control se ve afectado por la alimentación a velocidad constante desde un sumidero o una sentina en la que el nivel de líquidos se mantiene haciendo variar la cantidad de agua dosificada conforme cambia la velocidad de alimentación de la lechada (véase la fig. No. 14). fig. No. 1, Sistema de molienda en húmedo de una sola etapa y en circuito cerrado fig. No. 13, Sistema de molienda en húmedo de dos etapas y en circuito cerrado fig. No. 14, Molienda en húmedo en circuito cerrado, con ciclón líquido/ sólido 9

40 En la década de 1930 se hicieron varios intentos para utilizar cribas o pantallas para moliendas en circuito cerrado y por la vía húmeda, pero los costos de operación eran prohibitivos. En épocas recientes se han desarrollado cribas prácticas para circuitos de molienda. La primera de ellas fue la criba Dutch State Mines, que tiene una malla vibradora colocada en un plano curvo e inclinado, sobre la que fluye la lechada diluida antes de atravesarla. El uso de telas de hule para criba resuelve los problemas de tapado [Wessel, Aufbereit-Tech., 8(), 53-6; (5), ; (8), (1967), Michel, Min. Mag. (London), ejemplar del resumen anual (5), ,07 (1968)]. Se emplea una capa superior de hule perforado con pequeñas ranuras para tamaños de partícula de 0. a.5 mm, que está sostenida por una capa inferior con orificios más gruesos. La velocidad de vibración es de 500 a 3000 ciclos/min y la ventaja de estas pantallas o cribas es que se logra una separación considerablemente más bien definida y se devuelven al molino cantidades más pequeñas de finos. La separación en criba es bastante menos que perfecta, aunque no se tienen muchos datos publicados aún. I.6 Molinos de martillos. Estos molinos que sirven para pulverizar y desintegrar funcionan a altas velocidades. El eje del rotor puede ser vertical u horizontal, aunque predomina esta última modalidad. El eje sostiene a los martillos, llamados a veces agitadores, y pueden ser elementos en forma de T, de estribo, barras o anillos fijos o pivotados al eje o a los discos fijos que van sobre el eje. El rotor funciona dentro de un recipiente que contiene placas o revestimientos de molienda. El espacio abierto que se conserva entre los revestimientos y el rotor es importante con respecto a la finura del producto. La acción de molienda resulta de los impactos y la fricción entre los grumos o partículas del material alimentado, la cubierta y los elementos de la molienda. La finura del producto se regula cambiando la velocidad del rotor, la velocidad de alimentación o la abertura entre los martillos y la placa de molienda, así como cambiando la cantidad y el tipo de martillos utilizados y el tamaño de las aberturas de descarga. La descarga por criba o rejilla de un molino de martillo sirve como clasificador interno, pero su área limitada no permite un aprovechamiento eficaz cuando se requieren aberturas pequeñas. Para satisfacer las especificaciones críticas del tamaño máximo en la gama intermedia, el molino de martillos puede operarse en circuito cerrado con cribas exteriores de mayor área que la que podría emplearse dentro del molino propiamente dicho. En tal caso, la criba de descarga de éste cuenta con aberturas mayores para retener el material de tamaño excesivo dentro de la zona de molienda. El molino de martillos se fabrica en gran número de tipos y tamaños y se utiliza en una mayor variedad de materiales suaves, que cualquier otra clase de maquinaria. La materia prima que se le alimenta debe ser del tipo no abrasivo con durezas de 1.5 o menos. El molino es capaz de recibir material de alimentación de cm (3/4 de in), dependiendo del tamaño de la garganta de dosificación, y de reducirlo a un producto sustancialmente capaz en su totalidad de atravesar una malla No. 00. Para producir materiales dentro de la gama de tamaños finos, puede operarse en combinación con clasificadores de aire exteriores como el que se ilustra en la fig. No. 11. Hay varias máquinas que tienen clasificadores de aire internos. 30

41 I.6.1 Molinos de martillos sin clasificadores de aire internos. El Mikro-Pulverizer (Fig. No. 15) (PulverizingMachinery Co.) es un molino de martillos de alimentación controlada sellada, abertura angosta y alta velocidad que se emplea para gran variedad de materiales no abrasivos, entre cuyas principales aplicaciones están azúcares, negro de humo, compuestos químicos, productos farmacéuticos, plásticos, materias primas de tinturas, colores secos y cosméticos. En la tabla. No. 6 se proporcionan datos sobre varios aspectos de su funcionamiento. Las velocidades, tipos de martillo, dispositivos de alimentación, las variedades de armazones y las perforaciones de las cribas o pantallas pueden alterarse para satisfacer las aplicaciones, en particular, obteniendo con ello finuras y características de molienda que cubren una gran variedad de posibilidades. Algunas de las moliendas llegan a tener una finura del 99.9% con un tamiz de malla 35. El material alimentado debe reducirse casi siempre a 4 cm (1 1/ in) o más fino. Si el material de alimentación es mayor, quizá se requiera una trituradora auxiliar, de preferencia como unidad independiente, debido a que es difícil sincronizarlos dado que la trituradora se caracteriza por tener capacidades más grandes que el pulverizador. El acoplamiento adecuado se logra mediante una regulación cuidadosa de las velocidades relativas de la trituradora y el tornillo o tornillos de alimentación. En ocasiones se acostumbra emplear un revestimiento reemplazable para la cubierta del bastidor del molino en la forma de multitud de cortes, cuyo objeto es promover el rompimiento directo de las partículas que los martillos rotatorios lanzan contra la pared. Las puntas de los martillos pueden estar provistas de inserciones de carburo de tungsteno para darles mayor resistencia al desgaste, o bien, con puntas de Hastellite. Se puede añadir un alimentador inyector de aire para proyectar las partículas del material directamente frente a las puntas del martillo con el fin de proporcionar un golpe más directo e incrementar con ello la eficiencia del molino. La alimentación húmeda puede cargarse con dosificadores de tornillo o bombas, cuando se trate de molienda por vía húmeda. fig. No. 15, Molino de martillo Mokro-Pulverizer Existe un sistema de molienda criogénico, para la molienda de materiales resilientes y sensibles al calor. Consiste en un preenfriador y una unidad de alimentación en la que se rocía nitrógeno líquido al material que se va a moler. El material se somete a un tratamiento de quebrado a una temperatura de 00 C antes de la molienda. 31

42 I.6. Molinos Fitz. Los molinos Fitz (Fitzpatrick Co.) consisten en varias series de molinos de martillos en configuraciones que se adaptan a una gran variedad de aplicaciones para el procesamiento de alimentos. Hay molinos de martillos y criba de alta velocidad con martillos planos para producir impacto, y martillos angostos o cortantes para materiales plásticos o fibrosos resistentes. También se producen molinos giratorios largos de diámetro pequeño para el procesamiento de pastas, así como masticadores dentados de dos ejes. Hay también trozadores y desmenuzadores dentados de un solo rodillo, con cuchillos fijos. La compañía Prater Industries, Inc. fabrica molinos con cribas y martillos angostos de vaivén para semillas oleaginosas y materiales fibrosos. I.6.3 Molinos de martillos con clasificadores de aire internos El pulverizador lmp (Raymond División, Combustión Engineering Inc.) es un molino de martillos con arrastre o barrido de aire, como se observa en la fig. No. 16. Esta máquina se fabrica en muchos tamaños, en donde el más pequeño tiene una hilera de martillos que requieren 7.5 kw (10 hp), hasta el de mayor tamaño, con seis hileras de martillos y un requisito de potencia de 150 kw (00 hp) para impulsarlos. Las máquinas están equipadas con una tolva, debajo de la cual se tiene un alimentador de estrella, activado por un mecanismo de trinquete y engranaje. En uno de los ejes del extremo del martillo está un ventilador y entre éste y los martillos se encuentra el separador tipo zumbador, que consiste en dos o más aletas delgadas cuyas puntas describen una leve curva para conformarse al bastidor que las contiene. La distancia entre las aletas y la cubierta se regula moviendo el separador tipo zumbador a lo largo del eje. Conforme éste se desplaza hacia los martillos, el producto resultante es más grueso. El producto clasificado pasa por el ventilador y se sopla hasta el recolector de ciclón, de donde se descarga en depósitos o recipientes. El aire retoma al pulverizador, con lo que se completa el ciclo. Es necesario desalojar una cantidad pequeña de aire excedente en dirección hacia un colector final de polvo. Si se tiene un cuidado apropiado durante la alimentación del material y el manejo del producto, se obtendrá un funcionamiento relativamente libre de polvo. Estas unidades Imp son excelentes como dispositivos de secado y se emplean profusamente para llevar a cabo simultáneamente tareas de secado, pulverización y clasificación. 3

43 fig. No. 16, Clasificación por aire con aleta perforada tipo zumbador, en combinación con un molino Raymond Imp. I.7 Pilverizadores. I.7.1 Mikro-Pulverizers. Se fabrican en cinco tamaños, como se indica en la tabla No. 6. El tamaño más pequeño es el llamado Bantam, que se emplea profusamente en laboratorios para realizar trabajos de investigación y de tipo piloto. Los resultados se extrapolan y traducen aloque podrá esperarse en unidades de producción de escala completa. tabla. No. 6, Rendimiento de Mikro-Pulverizer. Tamaño Bantam Diámetro Del rotor, in Máx. rpm hp ¾ ½ Capacidaes prom. en lb/h Azucar 6X Lechada acuosa de arcilla y grafito Pigmentos y colores (secos) I.7. Pulverizador de doble criba Blue Streak. El pulverizador de doble criba Blue Streak (Prater Industries, Inc.) se utiliza para moler resinas, sales químicas, desechos de plásticos, productos alimenticios y materiales similares, hasta obtener un polvo granular uniforme con una finura de malla 30 o 40. El material de alimentación entra por extremos opuestos al rotor y pasa por tres etapas de reducción de tamaño por medio de martillos de tamaño descendente. Dos pantallas o cribas perforadas cubren más del 70% del área del tambor por las que pasa el producto para la clasificación final del tamaño. 33

44 I.7.3 Pulverizador Atrita. El pulverizador Atrita (RileyStoker Corp.) para carbón se presenta en diversos tipos simples dúplex. Las capacidades varían de 3400 a kg/h (7500 a Ib/h). Esta clase de pulverizador utiliza una serie de martillos oscilantes pivotados a la rueda del rotor, alrededor de la cual se encuentra una rejilla estacionaria, separando una sección de tal modo que el material extraño se expulsa. Después de pasar por esta primera etapa, el carbón se conduce por medio de una cometida de aire hasta la segunda etapa, que consiste en hileras de clavijas fijas y movimiento alternante en donde se efectúa la mayor parte de la pulverización. Al salir de esta etapa, el carbón atraviesa un expeledor de varias aletas en forma de cuchara, sostenidas por el eje principal, en donde las partículas más pesadas se lanzan una vez más al compartimiento de pulverización, permitiendo tan sólo el paso de las partículas más finas que penetran por la entrada del ventilador y son arrastradas hasta el homo. Se puede introducir aire caliente a la máquina para secar el carbón, y una temperatura de 150 C seca al carbón con un 8% de humedad hasta aproximadamente 1%. I.7.4 Pulverizador Aero. El pulverizador Aero (Foster Wheeler Corp.) se emplea para carbón, alquitrán y coque, arrastrando el material molido directamente hasta el horno. La máquina propiamente dicha se divide en dos o tres cámaras cilindricas de pulverización. El aire primario se admite en el extremo de alimentación del material y entre la última cámara y el ventilador. El eje horizontal tiene discos que sujetan los martillos, y se tiene un grupo en cada cámara. El carbón se pulveriza por impacto y fricción. Los desviadores anulares de diámetros crecientes ubicados entre las cámaras retienen las partículas hasta que se hallan reducidas al tamaño apropiado para después descargarlas a la cámara final en suspensión con la corriente de aire. Se introducen gases calientes para secar el combustible pulverizado. El material refractario, por ejemplo, desechos de hierro, se suprime en la primera cámara de pulverización y se separa por medio de un receptáculo para desechos de hierro. I.7.5 Pulverizador Automatic. El pulverizador Automatic (Raymond División) es una máquina tipo martillo equipada con un clasificador de aire de muchas paletas que funciona al vacío o del tipo de doble clasificador tipo zumbador. Tiene un eje horizontal en el que van montados uno o más discos con martillos, un alimentador de estrella con mecanismo de trinquete y engrane recibe la materia prima proveniente de un depósito de material y la deja caer en la cámara de pulverización sobre la que está montado el clasificador de aire. El aire entra a la cámara de pulverización por la parte posterior y arrastra el material pulverizado. Las partículas que tienen la finura adecuada se soplan hasta el ciclón, del cual se descargan hacia los depósitos o recipientes, mientras que el material de tamaño excesivo se devuelve al pulverizador a través de la válvula inferior del cono interno. En la puerta de la cámara de pulverización va montado un lanzador o expulsador automático, cuya función consiste en separar el material resistente contenido en la alimentación, como la arena y la grava de la arcilla. Las impurezas del material del tamaño excesivo se acumulan en la cámara de molienda hasta que se recogen por medio de martillos que giran con extrema rapidez y se lanzan por la ranura de la puerta hacia la cámara de expulsión, en donde, finalmente, son rechazadas, haciéndolas pasar por la 34

45 válvula de charnela. El regulador de tiro ubicado en la parte superior de la sección de expulsión se ajusta de tal modo que admite aire de la atmósfera que penetra al pulverizador a través de la ranura en la puerta. En su trayectoria a lo largo de la sección de expulsión, el aire limpia el material rechazado y arrastra las partículas finas nuevamente al interior de la cámara de pulverización. Los componentes rotatorios del molino vertical Raymond están montados en el eje vertical y son el elemento de molienda, el clasificador tipo zumbador doble y el ventilador, que se muestran en la fig. No. 17. La velocidad de la punta de los martillos asciende a 7600 m/min (5 000 ft/min), de modo que resulta muy eficaz para lograr una molienda más fina que el molino Imp, cuya velocidad de punta es 6400 m/min (1 000 ft/min). El molino vertical, tiene también un clasificador más eficiente fig. No. 17, Molino vertical Raymond. (Raymond Division, Combustión Engineeering Inc.) El doble clasificador tipo zumbador, devuelve las partículas más voluminosas a lo largo de las paredes del molino hasta el elemento de trituración. La corriente de aire arrastra el producto fino haciéndolo pasar por el ventilador y atravesando la abertura de descarga. Las partículas finas se separan de la corriente del aire promedio de un colector de ciclón, conduciéndolas a un recipiente adecuado. El aire que descarga el ciclón retoma a la máquina en cualquier proporción deseada o se conduce a un colector de bolsas de tela. 35

46 Las máquinas se fabrican con rotores cuyos diámetros varían entre 45.7 y 88.9 cm (18 y 35 in), impulsados por motores de 15 y 110 kw (0 y 150 hp), respectivamente. Los molinos más grandes, se conectan directamente a un motor vertical. La velocidad normal del rotor para el molino vertical Raymond de 45.7 cm (18 in) es de 6000 rpm y 3600 rpm para la máquina de 88.9 cm (35 in). El campo de aplicación del molino vertical Raymond, es en la producción de materiales cuyos límites de tamaño van desde 99%, pasando por una malla de 44 μm hasta un 99% menor que 15 μm, dependiendo del estado de agregación del material alimentado. Se puede alcanzar un índice de producción de 7 kg/h (500 Ib/h) con un compuesto químico en una máquina de 45,7 cm (18 in), que consume 13.4 kw (18 hp) cuando el producto es sustancialmente menor a 15 μm. En una operación con talco en una máquina de 88.9 cm (35 in) que necesita 110 kw (150 hp) para su funcionamiento, se obtiene una producción de 30 kg/h (700 Ib/h). Si la producción es de 50 kg/h (5000 Ib/h), una muestra de producto deja una traza de talco en un tamiz de malla 35. I.7.6 Clasificador-pulverizador Hurricane Bauer. El clasificador-pulverizador Hurricane Bauer, es un molino de martillos con un clasificador tipo zumbador o aleta perforada montado sobre un eje común. La velocidad de extremo o punta es 6700 m/min (0 000 ft/min). El clasificador es eficaz para tamaños de partícula abajo de 10 μm, y el molino tiene muchas aplicaciones en la industria del asbesto y para la molienda de caolín. Se fabrica en dos tamaños que requieren desde 45 a 93 kw (60 hasta 15 hp). I.7.8 Mikro-Atomizer. El Mikro-Atomizer (Mikropul Corporation) es una unidad de clasificación interna por sí sola, como se observa en la fig. No. 18, y posee un eje rotor horizontal sobre el que van montados los martillos, las ruedas del clasificador y las del ventilador. El material se introduce a la unidad por medio de un mecanismo de alimentación por tornillo y entra en contacto con los martillos en forma de T y se divide en dos corrientes que describen un movimiento circular en espiral a cualquiera de los lados de los martillos, conforme se efectúa la molienda entre los martillos de alta velocidad y un revestimiento principal arrugado. El aire se impulsa por la unidad por medio de las aletas del ventilador. El producto fino se transporta a través del clasificador y los ventiladores, pasando por las salidas del producto que convergen casi siempre en un solo conducto y, a partir de ese punto, pasan directamente al filtro separador de polvo o bien a un ciclón o una combinación de ciclón y filtro de bolsa. Los factores que contribuyen a la obtención de partículas del orden más fino son: la más alta velocidad que desarrolla el rotor del clasificador, así como la del ventilador, el hecho de utilizar aspas más largas en la rueda del separador y un menor diámetro en la rueda del ventilador, y se emplean diversas combinaciones de dichos factores para obtener variaciones en los resultados. 36

47 fig. No. 18, Principio de operación del Mikro-Atomizers. [Ind. Eng. Chem., 38, 67(1946).] Los Mikro-Atomizers se fabrican en tres tamaños, y en la tabla. No. 7 se especifican sus características. Las dimensiones del material de alimentación se limitan a 1.9 cm (μ4 in) y menores. En la tabla No. 8 se señalan los resultados de funcionamiento del Mikro-Atomizer No. 6 para varios productos; en otros tamaños se obtienen finuras similares. El Mikro-Atomizer se emplea también para moler cacao con un contenido de manteca de cacao que va del 1 a 3%, pero que requiere refrigeración cuando se trata de obtener un producto que pase en un 99.5% por una malla 100 y 97.5% por una malla 00. tabla. No. 7, Características de operación de Mikro-Atomizer No. De maquina Diám. Del rotor, in Máx. rpm del rotor hp Capacidad relativa tabla. No. 8, Rendimiento del Mikro-Atomizer No. 6 Material Azucar Cloruro de polivinilo Carbonato de calcio Carbonato de níquel Óxido de plomo Colores secos Tamaño de partícula, m Prom. Máx Velocidad de producción, lb/h

48 I.7.9 Pulverizador Mikro-ACM. El pulverizador Mikro-ACM (fig. No. 19) es un molino de clavijas en donde el material alimentado se hace pasar por clavijas rotatorias y se recircula a través de un clasificador de aspas adyacente. El material que se va a moler se introduce a una tolva por medio de un mecanismo de alimentación de tomillo hasta el rotor de clavijas, en donde se produce el rompimiento del material. Las partículas se arrastran mediante una corriente de aire que penetra por debajo del rotor de clavija y ascienden entre la pared interna y el anillo de cubierta con desviadores que reducen el remolino del aire. A continuación las partículas se desvían hacia el interior por medio de un anillo dispersor de aire hacia un clasificador de rotor de aspas. El rotor se impulsa por separado mediante un control de velocidades que se ajusta independientemente de la velocidad del rotor de clavijas. Las partículas aceptables pasan hacia arriba por la abertura de descarga y se recogen en un colector. Las partículas de tamaño excesivo se arrastran hacia abajo debido a la corriente de aire que circula en el interior y se devuelven al rotor de clavijas para su reducción subsecuente. El flujo constante de aire a través del ACM mantiene una temperatura razonablemente baja que hace que sea una maquinaria ideal para manejar materiales sensibles al calor. En la tabla. No. 9 se dan las capacidades típicas. Este molino se construye en cuatro tamaños: del modelo 10 al modelo 60. fig. No. 19, Corte transversal del pulverizador Mikro-ACM, ilustrando el flujo de aire y material. (Pulverizing Machinery Co.) 38

49 tabla. No. 9, Resultado de ensayos en el Mikro Pulverizar ACM Modelo 10 Material Finura Salida lb/h Fosfato de amonio Apatita 98.8% pasa por malla % pasa por malla % pasa por malla m máx. menor que 10 m prom Calcita 5 m máx. menor que 5 m prom. 10 Material de tintura (negro) 9 m máx. menor que m prom. 360 Goma 95.9% pasa por malla % pasa por malla Grafito 99.8% pasa por malla Sulfato de potasio 9.8% pasa por malla % pasa por malla Resinas 5 m máx. menor que 10 m prom. 140 Resinas (termofijas) 15 m máx. menor que -4 m prom. 5 Resinas (ultrarresistentes) 97.6% pasa por malla Goma laca 99.1% pasa por malla I.7.10 Pulvocron (Strong Scott Mfg. Co.). El Pulvocron (Strong Scott Mfg. Co.), emplea una o más placas batidoras en cuya periferia van sujetos martillos rígidos de metal duro. Se impulsa dentro de una carcasa con espacios libres de apenas unas cuantas fracciones de pulgada, cuya periferia se corta casi siempre en forma de Ver (fig. No. 0). El anillo de molienda se enfría con líquido que está en contacto directo con su periferia y el material alimentado entra alrededor del eje propulsor y el desmoronamiento inicial se realiza mediante las placas quebrantadoras del primer disco. Luego sigue una trayectoria perimetral con un componente axial hasta llegar a la cámara de clasificación, en donde se tiene un rotor con aletas que se impulsa y controla de manera independiente. El volumen de aire arrastra las partículas finas hacia el interior a una abertura de descarga axial, mientras que las partículas más gruesas se mantienen en el exterior gracias a la fuerza centrífuga. Éstas se descargan en la línea de retomo de los desechos, junto con parte del aire y vuelven a la zona de baja presión cerca del eje de la entrada. En la tabla. No. 10 se especifican los datos de rendimiento de este molino. fig. No. 0, El Pulvocron. (Strong Scout Mfg. Co.) 39

50 tabla. No. 10, Rendimiento del Pulvocron de 0 in Material Sacarosa Cloruro de sodio Urea formaldehído y compuestos de melamina para moldeado Paraformaldehído Caseína Harina de maíz Escamas de soya Esteroles Lactosa Alúmina hidratada Canela Análisis de partículas, en peso 97.5% menos malla % menos malla % menos malla % menos malla % menos malla 35 99% menos malla 80 88% meno malla 00 95% menos malla % menos % menos malla 00 99% menos malla % menos malla 60 Capacidad, lb/h hp I.7.11 El pulverizador B & W Tipo E. Consiste en una sola hilera de bolas que funcionan entre un anillo rotatorio en la base y otro estacionario en la parte superior (fig. No.1). Cuenta con resortes de ajuste externo que aplican presión al anillo superior para conferirle la carga necesaria con el fin de lograr un pulverizador adecuado. Cuando está operando en húmedo, el carbón mojado se admite dentro de la hilera de bolas y se alimenta a través de los elementos de molienda por medio de la fuerza centrífuga. El pulverizador Tipo E es particularmente apropiado para la ignición directa de hornos rotatorios e industriales, en los que se requiere un control riguroso de la temperatura y son esenciales periodos prolongados de operación continua. Se construye en 17 tamaños con capacidades que ascienden a 1.6 Mg/h (14 ton/h) o más. 40

51 fig. No.1, Pulverizador B & W, Tipo E. (Badcock & Wilcox Co.) I.7.1 Pulverizador Bradley. Los molinos neumáticos Hércules de Bradley (del tipo de barrido por aire) de la Bradley Pulverizer Co., son molinos de pulverización centrífugos del tipo anillo-rodillo, que pueden ajustarse con "dos o tres rodillos. Este equipo es adecuado para la pulverización de muchos materiales que originan un producto tan grueso como 98% en malla menos 0 hasta una finura de 99.5% en malla menos 35. Esta finura del producto se obtiene con un solo peso del material por el molino. El tamaño del producto pulverizado puede variar ajustando el selector de finura, montado en la parte superior del molino. El intervalo de capacidades de este equipo de molienda es de 5 kg/h (500 Ib/h) a 45 Mg/h (50 ton/h). I.7.13 Pulverizador MBF. El pulverizador MBF (Foster Wheeler Corp.), para molienda de carbón, también cuenta con tres rodillos de molienda unidos por pivotes al depósito de molienda. Estos pulverizadores se utilizan comúnmente en la industria de servicios y las capacidades disponibles son hasta de 80 Mg/h (90 ton/h). 41

52 I.8 Desintegradores I.8.1 Desintegrador. Consta de un rotor que gira dentro de un receptáculo con una pantalla o criba de 360 C, cubriendo todo su contorno. El eje rotatorio es casi siempre vertical y el rotor incluye varios martillos diseñados para girar, con separaciones más o menos pequeñas en comparación con el interior de la criba cilíndrica que encierra la cámara de desintegración. Por lo común, los martillos están rígidamente fijos en el eje, colocados en orificios, sujetos con pasadores o bien soldados; pero cuando es conveniente, se utilizan martillos de vaivén. I.8. Desintegradores Rietz. Los desintegradores Rietz, (Fig. No. ) se encuentran en tres tipos. Los desintegradores en línea (serie RI) se diseñan para instalarlos en la línea de producción y su función no impide el flujo del proceso. Su aplicación primaria es en el mezclado, desmoronamiento y disolución de fluidos, suspensiones y pastas y la molienda y separación de sólidos muy fibrosos. fig. No., Desintegrador Rietz I.8.3 Desintegradores en ángulo. Los desintegradores en ángulo (serie RA y RP) se utilizan para el procesamiento fino de productos alimenticios y para la dispersión y homogenización fina en las industrias alimenticia y química. Los desintegradores verticales (serie RD) se utilizan para la pulverización en seco, molienda en fase húmeda para producir suspensiones o pastas, fragmentación, desfibrilación y procesamiento de frutas y verduras suaves para la obtención de pulpas finas. 4

53 I.8.4 Datos técnicos de desintegradores en Rietz. Los desintegradores Rietz cuentan normalmente con diámetros de rotor que van de 10 a 60 cm (4 a 4 in), con velocidades de rotación que producen velocidades en la punta de los martillos que varían de 300 a 6700 m/min (1000 a 000 ft/min) y potencialmente entre 0.4 a 150 kw (μ a 00 hp). Sin embargo, existen también velocidades superiores y potencias de mayor nivel. Se tienen modelos de varios materiales de construcción, así como modelos sumamente sanitarios, de fácil limpieza o para trabajos industriales pesados. I.8.5 Molinos Turbo-Pulverizers y Turbo. Los molinos Turbo-Pulverizers y Turbo (Pallmann Pulverizer Co.) combinan la acción de los molinos de martillos y de fricción, y tienen una aplicación especial en la molienda de materiales plásticos que se suavizarían en las condiciones cálidas de los molinos de alta energía. I.9 Molinos de clavijas. En contraste con los martillos periféricos de tipo rígido u oscilante, se tiene una clase de molinos de alta velocidad que cuentan con quebrantadores de clavijas, dentro del circuito de molienda. Estos pueden estar sobre un rotor cor- clavijas de estator entre hileras circulantes de clavijas que van sobre el disco del rotor, o bien, están montados en rotores que funcionan en direcciones opuestas, asegurando con ello un mayor diferencial de velocidad. Véase también el pulverizador Mikro-ACM que se describe más adelante. I.10 Molinos de impacto. I.10.1 Molinos Kollopex. Los molinos Kollopex (AlpineAmerican Corp.) son molinos de impacto de alta velocidad con un disco estacionario y uno sin perno rotatorio. Los molinos se operan sin un cedazo y por lo mismo pueden usarse con materiales que tienden a bloquear otros sistemas (véase fig. No. 3). La cámara amplia Contraplex es un molino similar, donde los dos discos son giratorios. Este equipo es adecuado para la molienda de materiales que tienden a formar depósitos o precipitados y para productos grasosos sensibles a la temperatura. Estos molinos se emplean en la molienda de alimentos, pesticidas, pigmentos y minerales suaves; molienda húmeda de suspensiones de PVC y la trituración de semillas de cacao, entre otros. Existe disponible el modelo de laboratorio. 43

54 fig. No. 3, Molino Alpine Kolloplex. (Alpine American Corp.) I.10. Molinos de impacto Entoleter. Los molinos de impacto Entoleter (Entoleter, Inc.) son máquinas de eje vertical en las que el material de alimentación, al llegar al eje, es obligado a moverse en forma rotatoria y se lanza hacia el exterior a partir del rotor, para chocar contra un anillo externo. Se ha encontrado que las estructuras de clavijas son eficaces y, en éstas, las clavijas que van sobre el rotor realizan la tarea primaria de ruptura, mientras que el anillo externo de clavijas realiza la reducción subsecuente. Se dispone de una gama amplia de velocidades, en donde las más altas son para pulverizaciones finas. Estos molinos trituran una gran variedad de sustancias de flujo libre o semilibre, hasta llegar a tamaños controlados predeterminados. Entre éstos están los plásticos, hule, asbesto a fibra, granos y harina, carbón, arcillas, escorias y sales. En algunos casos se requiere la clasificación externa del material para devolver el de tamaño excesivo una vez más al molino. Los materiales plásticos se fragilizan por medio de nitrógeno líquido u otros refrigerantes apropiados para reducir su elasticidad. Para las velocidades más elevadas, las clavijas del estator se montan sobre un anillo que se mueve en sentido inverso al del rotor central. Los molinos se caracterizan por una potencia baja, calentamiento reducido y gran capacidad. I.11 Molinos de anillo y rodillo. Los molinos de anillo y rodillo (fig. No. 4) vienen equipados con rodillos que operan en contra de anillos de molienda. La molienda se efectúa entre las superficies de los elementos de trituración, es decir entre el anillo y los rodillos. La presión se aplica por medio de fuertes resortes o a través de la fuerza centrífuga que ejercen los rodillos sobre el anillo. Puede hacerse que el anillo o los rodillos sean estacionarios, o que el primero esté en posición vertical u horizontal. Este tipo de molinos se denomina también de anillo y rollo, de rodillos o de velocidad intermedia. Los molinos de bola y anillo y los de taza o tazón son del tipo de anillos y rodillo. Es preciso hacer una distinción entre los molinos de anillo y rodillo y los de rodillo. Los molinos de rodillo se emplean en la industria de las pinturas y se describen en la subsección "Molinos de frotamiento por discos", y los molinos de rodillo para harina se describen en la subsección "Cereales y otros productos vegetales". 44

55 fig. No. 4, Molino Raymond de lado alto con clasificador Whizzer interno. I.11.1 Molinos de anillo y rodillo sin clasificación interna. El molino Sturtevant tiene un anillo cóncavo vertical de molienda y se utiliza para materiales no metálicos, particularmente la roca fosfórica. Un molino No. 1 con clasificador exterior de aire muele de 1.8 a 3.6 Mg/h ( a 4 ton/h) de piedra caliza o roca fosfórica al 90% que atraviesa una malla No. 80. El molino Kent Maxecon se emplea para bauxita, coque, piedra caliza, magnesita y roca fosfórica. El anillo giratorio de molienda tiene un eje horizontal y el material alimentado cae sucesivamente a través de varias muescas o cortaduras. La construcción abierta reduce al mínimo la contaminación al cambiar de un material a otro. La capacidad en circuito cerrado con criba externa o clasificador de aire es de 3.6 Mg/h (4 ton/h) de roca fosfórica para acidulación o 9.1 Mg/h (10 ton/h) de piedra caliza para usos agrícolas. I.11. Molinos de anillo y rodillo con clasificación interna por tamices. La acción de molienda del molino Hércules (Bradley Pulverizer Co.) consiste en que los tres rodillos se encuentran girando alrededor y contra de un troquel para crear una presión de molienda de aproximadamente 100 MPa ( Ibf/in ). Esto puede 45

56 producir una piedra caliza o roca fosfórica en un tamaño de malla menos 0, cuando la alimentación es de menos 5 cm (- in). El material se descarga de la cámara de molienda a través de una criba. La capacidad de este equipo es relativamente alta y llega a tener valores entre 3 y 45 Mg/h (5 a 50 ton/h) de piedra caliza seca de dureza promedio. Es posible alcanzar otros tamaños de producto cambiando la abertura de la criba o tamiz. I.11.3 Molinos de anillo y rodillo con clasificación interna por aire. Los pulverizadores Babcock & Wilcox, Tipo B, serie 100, constan de una sola hilera de bolas que operan entre un anillo inferior estacionario y un anillo superior giratorio. Los Tipos B, series 00 y 300, están diseñados con varias hileras de bolas para asegurar una máxima capacidad en el espacio ocupado. El pulverizador serie 00 tiene dos hileras de bolas, una sobre la otra. El anillo superior y el inferior son estacionarios y cuentan con un anillo intermedio que es el que gira. Se tienen resortes externamente ajustables que son los que cargan los elementos de molienda a la presión requerida. Los pulverizadores de la serie 300 incluyen una tercera hilera de bolas para incrementar más aún la capacidad factible. I.11.4 Molino de anillo y rodillo Raymond. El molino de anillo y rodillo Raymond (fig. No. 4) es del tipo de clasificación interna por aire. La base del molino cuenta con un anillo de molienda que está rígidamente fijo a ella y descansa en el plano horizontal. Debajo del anillo de molienda están las aberturas tangenciales de aire por las que éste penetra a la cámara de molienda. Cuenta además con un eje vertical impulsado desde la parte inferior que sujeta los muñones de rodillo. Los rodillos de la base giran sobre sus propios cojinetes, al mismo tiempo que se desplazan en torno al anillo. La fuerza centrífuga obliga a los rodillos pivotantes a oprimirse contra el anillo. La materia prima proveniente del alimentador cae entre los rodillos y el anillo, en donde es triturado. Tanto el movimiento centrí fugo del aire como el de la reja mueven el material grueso hacia la línea de presión. El aire arrastra los finos y los transporta hacia arriba, partiendo de la zona de molienda, haciendo cierta clasificación en este punto. También se monta un clasificador de aire por encima de la zona de molienda para regresar el material de tamaño excesivo. El método de clasificación utilizado con los molinos Raymond depende de la finura deseada. Si se necesita un producto de finura intermedia (hasta de 85 o 90% a través de una malla No. 100), se emplea un clasificador de aire de un solo cono, que consiste en una cubierta que rodea a los elementos de molienda y tiene una salida en la parte superior por la que se descarga el producto terminado, lo que se conoce como molino de lado bajo. En el caso de productos más finos y cuando se requieren cambios frecuentes en la finura, se utiliza el clasificador tipo Whizzer. Este tipo de molino es conocido como molino de lado alto (fig. No. 4). I.11.5 Molino Raymond de anillo y rodillo con clasificación interna por aire. El molino Raymond de anillo y rodillo con clasificación interna por aire se emplea para la molienda de finos en grandes capacidades de casi todos los minerales metálicos más suaves. Los materiales con una dureza de la escala de Mohs hasta 5, inclusive, se manejan económicamente en estas unidades. Los materiales naturales 46

57 usuales que se tratan incluyen baritas, bauxita, arcilla, yeso, magnesita, roca fosfórica, pigmentos de óxido de hierro, azufre, talco, grafito y una multitud de materiales similares. Muchos de los pigmentos elaboradores y gran variedad de compuestos químicos se pulverizan a finuras extraordinarias en este tipo de unidades. Entre estos materiales se incluyen fosfato de calcio, fosfato de sodio, insecticidas orgánicos, almidón de maíz pulverizado y muchos otros materiales similares. Cuando estos molinos funcionan en forma adecuada en succión, son completamente automáticos y quedan libres de polvo. Se fabrican en seis tamaños básicos con potencias conectadas que van de 8 a 500 kw (40 a 700 hp) y las capacidades varían de 0.5 a 450 Mg/h (0.5 a 50 ton/h) dependiendo de la naturaleza del material y la finura exacta de la molienda. I.11.6 Molino de anillo y rodillo Williams. El molino de anillo y rodillo Williams (Williams Palent Crusher & Pulverizer Co.) se puede adquirir con un clasificador interno del tipo de aletas rotatorias (el clasificador Spinner de aire), o bien con un clasificador de doble cono. I.1 Molinos de taza. En el molino de taza Raymond, los muñones que sujetan los rodillos de molienda son estacionarios en tanto que el anillo de molienda es el que gira. La presión de molienda se produce por medio de resortes que se ajustan para conferir la presión necesaria, y la distancia entre los rodillos y el anillo se ajusta a cualquier abertura predeterminada. Los rodillos no tocan el anillo, de manera que no existe ningún contacto de metal a metal entre las superficies de molienda. La materia prima proveniente del alimentador cae dentro de la taza o tazón en donde, debido a la fuerza centrífuga de rotación, se ve forzada a concentrarse en la periferia entre el anillo y los rodillos, en donde se pulveriza. La acción de los rodillos ahusados sobre el ángulo del anillo hace que el material pulverizado ascienda y salga de la cámara de molienda. El aire con el material pulverizado pasa a un clasificador tipo doble cono, en donde el producto fino se separa y las partículas de mayor tamaño caen nuevamente a la taza donde se mezclan con la materia prima recién recibida. Este molino se diseñó especialmente para pulverizar carbón para el encendido directo de calderas. Asimismo, su uso se ha difundido mucho para el encendido de hornos industriales de diversos tipos. Los desechos de hierro y otros materiales duros extraños se expulsan por lo general del molino en forma automática a través de una boquilla. I.13 Molinos de frotamiento por discos. El molino de discos o fricción es un equivalente moderno de los antiguos molinos de piedra. Las piedras se sustituyen por discos de acero en los que se montan placas de molienda intercambiables ya sea metálicas o abrasivas, que giran a velocidades mucho mayores, permitiendo con ello una gama más amplia de aplicaciones. Estas máquinas tienen un lugar especial en la molienda de materiales orgánicos resistentes, como la pulpa de madera y granos de maíz. La molienda se lleva a cabo entre las placas que pueden operar en plano vertical u horizontal; uno o los dos discos giran y, cuando los dos lo hacen, la rotación se efectúa en direcciones opuestas. El conjunto, que comprende un eje, los discos y las placas de trituración, se denomina impulsor. El material de alimentación entra por un canal cerca del eje, pasa entre las placas de molienda y se descarga en la periferia de los discos. Las placas de molienda se 47

58 sujetan a los discos por medio de pernos y la distancia entre ellas es ajustable. I.13.1 Molino de fricción. El molino de fricción Sprout-WaIdron (fig. No. 5) se produce en modelos de uno o dos impulsores con discos de 48 a 1 cm (1 a 48 in) de diámetro y cuyas potencias ascienden a 1100 kw (1500 hp). El uso de una variedad de placas y construcciones de cubierta hace que estas unidades tengan aplicaciones de lo más variado, yendo de granulación a pulverización y desmenuzamiento. El modelo de un solo impulsor con placas, que cuenta con hileras circulares concéntricas de dientes realzados en la malla de la placa giratoria, oponiéndose a los que se encuentran en la placa estacionaria, actúa de una manera muy semejante al molino de martillos, y los dientes actúan como los martillos fijos, sirviendo para aplicaciones de la índole antes citada. fig. No. 5, Molino de frotamiento de doble impulsor. (Sprout, Waldron Companies.) I.13. Molino de dos discos. Los molinos de dos discos (Bauer Bros. Co.), se emplean para la molienda de sustancias fibrosas y no fibrosas, el esponjado de materiales fibrosos, el mezclado intensivo de polvos finos y la hidratación de materiales celulares. Se fabrican en tres tamaños con diámetros de disco que van de 61 a 91 cm (4 a 36 in) y potencias de 37 a 150 kw (50 a 00 hp). En general, los molinos de un solo impulsor se usan para los mismos fines que los de dos impulsores, excepto que reciben una materia prima más gruesa, su gama de reducción para un material dado es más limitada y ofrecen, correspondientemente, salidas superiores con un gasto menor de potencia. Además, hay varias aplicaciones singulares que caracterizan a estas unidades, por ejemplo, el esponjamiento o mullido de la pulpa en hojas proveniente de rodillos continuos para las que los medios de entrada al molino de doble impulsor no son apropiados. Se puede utilizar la misma variedad de tipos de placas en los molinos de uno o dos impulsores. Aunque las placas de dientes cortantes se utilizan en ciertas aplicaciones para simular la acción del molino de martillo, en general se aplican casi siempre a tareas especializadas de rompimiento, desgarramiento o quebrantamiento controlado, como sucede al descascarar la materia prima. Los datos de rendimiento incluidos en la tabla. No. 11 ejemplifican las aplicaciones del molino de frotamiento. 48