Molienda y Trituración

Existen una gran variedad de equipos para la reducción de tamaño. Las principales razones de la falta de estandarización son la variedad de productos que se pueden triturar y las cantidades requeridas de los mismos, la limitada información útil que se tiene sobre la molienda y los requisitos de diferentes industrias en el balance económico entre el costo de la inversión y el de operación.

El equipo se clasifica de acuerdo con la forma en que las fuerzas se aplican, de la siguiente manera:

1. Entre dos superficies sólidas (trituración, desgarramiento)2. En una superficie solida ( impacto o choque)

3. No en una superficie solida, si no por acción del medio circundante (molino de coloides)

4. Aplicación no mecánica de la energía (choque térmico, fragmentación, electrohidráulica)

Tipos de molienda: molienda húmeda y molienda seca.

La molienda se puede hacer a materiales secos o a suspensiones de sólidos en líquido (agua), el cual sería el caso de la molienda húmeda. En la molienda húmeda el material a moler es mojado en el líquido elevando su humedad, favoreciendo así el manejo y transporte de pulpas, que podrá ser llevado a cabo por ejemplo con bombas en cañerías. En la molienda húmeda

moderna, luego del proceso de desintegración, la clasificación de partículas se llevará a cabo en hidrociclones y si se desea concentrar el material se podrá hacer una flotación por espumas. El líquido, además, tiene un efecto refrigerante con lo calores generados en el interior.

Molienda húmeda Molienda seca

- Requiere menos potencia por tonelada tratada

- Requiere más potencia por tonelada tratada.

- No requiere equipos adicionales para el tratamiento de polvos.

- Si requiere equipos adicionales para el tratamiento de polvos

- Consume más revestimiento (por corrosión)

- Consume menos revestimiento.

En la tabla 8-4 se presenta una clasificación practica del quipo de trituración y molienda.

La guía para seleccionar el equipo se puede basar en el tamaño y la dureza de la alimentación (véase la subsección “Molibilidad”), como se ilustra en la tabla

8-5. Conviene hacer hincapié en que la tabla 8-5 constituye tan sólo una guía y que en la práctica se encontrarán excepciones.

Hay varios principios generales que gobiernan la selección de las trituradoras, cuando la roca contiene una cantidad predominante de material que tiene a actuar en forma cohesiva cuando esta mojada, cualquier forma de trituración de presión repetitiva manifestará una tendencia en el material fino a apelmazarse en la salida de la zona de trituración y estorbar la descarga libre de los residuos finos.

Trituradora de quijada

Diseño y operación: esta trituradora se divide en tres grupos principales: el blake, que tiene una quijada móvil sobre un pivote en la parte superior que proporciona el movimiento más amplio posible a los grumos más pequeños; el Dodge, que tiene una quijada móvil con pivote en la base, que da un mayor movimiento a los grumos de mayor tamaño y el excéntrico superior, que es anclado de manera similar al blake con la quijada móvil suspendida del eje excéntrico.

El BLAKE tiene una placa trituradora removible, casi siempre corrugada y fija en una posición vertical en el extremo frontal de un marco hueco rectangular. Tiene una placa similar, colocada en un ángulo adecuado, que va unidad a una placa oscilatoria (quijada móvil) suspendida de un eje que se apoya en los lados del marco. El movimiento se realiza a través de una acción de nudillos elevando y dejando caer una segunda palanca (biela) que es patada por un eje

excéntrico. El movimiento vertical se comunica horizontalmente a la quijada por medio de dos placas articuladas.

Los ángulos de trituración en la maquinas estándar allis- chalmers blanker son, por lo común, de cerca de 0.47 rad (27º). Las reacciones de reducción a los ajustes mínimos recomendados y con placas quijadas rectas dan un promedio aproximado de 8 a 1. Las placas de quijada (o cóncavas) se diseñan para reducir un mínimo la posibilidad de taponamiento.

El tipo DODGE tiene la ventaja de contar con una abertura más amplia para la alimentación, representando el mismo costo que el tipo BLAKE, y es muy útil para dar servicio intermitente de producción intermitente de producción baja destinado a generar un producto uniforme en tamaño que tiene aberturas de alimentación más pequeña 28 por 38 cm (11 a 15 in). En la actualidad se ocupa más este equipo.

La trituradora superior quijada EXCENTRICA y la máquina de REDUCCION FINA que es similar , se clasifica dentro de tercer grupo, se trata de maquinas de una sola articulación que tiene una quijada oscilante montada directamente sobre el eje excéntrico, de manera que efectúan un movimiento descendiente al mismo tiempo que directo. El extremo inferior de la quijada de vaivén u oscilante se mantiene en posición contra la articulación por medio de una varilla de tensión. El mayor desgaste debido a este movimiento a la transmisión directa de los choques al cojinete, limitan su uso a materiales muy quebradizos.

Las trituradoras quijadas se clasifican, por lo general, de acuerdo con las dimensiones de área de alimentación. Esto depende de ancho de las quijadas de trituración y la abertura, que es la máxima distancia entre las quijadas fijas y móviles en la abertura de alimentación.

La selección entre los tres tipos de trituradoras de quijada se encuentra por lo general dicta por las características de alimentación, tonelaje y requisitos de producto.

Funcionamiento

Las trituradoras quijadas se aplican a la trituradora primaria de materiales duros y generalmente va seguida de otras clases de trituradoras. En tamaños más pequeños se emplean como maquinas de una sola etapa.

El ajuste de la trituradora de quijada se indica señalando se trata de abertura cerrada o abierta entre las quijadas móviles en el extremo de salida. El movimiento de vaivén de las quijadas hacen que la abertura varié entre cerrado y amplio. Por lo común, las especificaciones se basan en ajustes cerrados y dicha colocación es adaptable.

Trituradoras de cono o giratorios.

Los trituradores de cono, también llamados trituradores giratorios, desmenuzan el material entre un anillo de trituraron estacionario, cónico y otro cono triturador que realiza un movimiento circular alrededor de un eje vertical apoyado por la parte inferior del cono rotatorio y dispuesto excéntricamente al cono estacionario. En este caso, la trituración se realiza por presión y también parcialmente por flexión, igual que en el triturador de mandíbulas.

El triturador de cono no tiene movimiento vacío alguno y trabaja ininterrumpidamente durante el movimiento circular de su eje. Medido por el consumo de energía, el caudal del triturador giratorio por kW/h es mayor que el de mandíbulas y nunca aparecen trozos planos o alargados. Sin embargo, los blindajes sufren un desgaste más alto y por tanto, su sustitución se realiza a intervalos más cortos que en el caso de los de mandíbulas. Tampoco resulta posible en éstos el giro de 180º, que sí lo es en los otros trituradores.

El desarrollo de mecanismo de transporte y propulsión perfeccionados ha hecho que las trituradoras giratorias predominen en casi todas las aplicaciones a gran escala en la trituración de metales y minerales duros. La erogación más importante de estas unidades se asocia con su recubrimiento. La operación es intermitente, de manera que la demanda de energía es elevada; por el costo total de la misma no es excesivamente grande.

Diseño y operación.

Las trituradoras giratorias constan de una mano de mortero de forma cónica y oscilante que va dentro de un mortero o tazón grande de la misma forma. Los ángulos son tales que la anchura del paso decrece hacia la base de las caras de trabajo. La mano de mortero consiste en un manto que gira libremente sobre su eje. Este eje es impulsado por medio de un cojinete excéntrico inferior. El movimiento diferencial que genera la fricción sólo ocurre cuando hay piezas que quedan atrapadas simultáneamente en la parte superior y en la base del pasaje, debido a los diferentes radios en estos puntos.

La geometría circular de la trituradora le confiere un ángulo de prensado favorable pequeño en dirección horizontal. Dicho ángulo, en dirección vertical, es menos favorable y limita la recepción de la alimentación. El ángulo de prensado vertical se determina por medio de la formación del manto y el recubrimiento de tazón; es similar al de una trituradora de quijada, puesto que la geometría de ésta sigue el perfil de la curva de contorno vertical giratorio.

Las trituradoras primarias se caracterizan por un ángulo de cono agudo y una pequeña razón de reducción. Las trituradoras secundarias se caracterizan por un ángulo de cono más amplio, lo que permite diseminar el producto más fino en un área de paso más y también extender el desgaste en una zona más

grande. El desgaste ocurre en el grado más marcado en la zona inferior que es en donde se realiza la trituración fina.

Las tres clases generales de trituradoras giratorias son las de husillos suspendidos, la de huesillo soportado y de la husillo fijo. Los equipos giratorios primarios se diseñan según el tamaño de abertura de alimentación y las trituradoras secundarias a la reducción, según el diámetro de la cabeza a los pies y pulgadas.

Trituradores de cilindros o rodillos.

El desmenuzamiento se basa en que se consigue situar el material que se ha de tratar entre dos cilindros rotatorios y por la presión que ejercen lo trituran. El tamaño de grano final depende de la distancia entre ambos cilindros. Según el tipo de material que se ha de tratar, la superficie de los cilindros trituradores puede ser lisa, con nervaduras o estar provista de dentado. Según la dureza del material, las nervaduras están en la dirección del eje o transversalmente a éste.

Trituradora de mandíbulas.

Consta de dos mandíbulas para la trituración de las que una es fija y la otra la mueve la presión ejercida por palancas acomodadas. Las mandíbulas están

revestidas con blindajes de perfil dentado en fundición a la coquilla o acero templado. El marco de las máquinas es de acero fundido. En las grandes unidades, e marco está compuesto de cuatro a seis placas de acero,

La superficie de las placas de blindaje está dentada longitudinalmente. Para la trituración de materiales frágiles, duros o de dureza mediana, el ángulo de los dientes es de 90º a 100º. Para materiales muy duros y en trozos grueso, el dentado ha de ser ondulado y el ángulo de 100º a 110º, para materiales de gran tamaño y muy duros se utilizan blindajes cuyos dientes están separados.

Quebrantadoras de impacto

Las quebrantadoras de impacto. Son el desmenuzamiento por impacto o choque, el material es lanzado a gran velocidad hacia unas placas estacionarias para chocar estrellándose contra ellas. El desmenuzamiento también se realiza por percusión a cargo de los listones del rotor sobre el material, así como los choques recíprocos de trozos del material en trituración, pero en este sistema, el componente predominante del trabajo de trituración es la acción del choque contra las placas. El desmenuzamiento del material se realiza de acuerdo con los planos de exfoliación del material por lo que sólo se puede aplicar esta trituración a materiales pétreos quebradizos de dureza media, puesto que los materiales plásticos no se rompen mediante choque.

Las rocas duras y estables son difícilmente triturables con los trituradores de choque. El trabajo de tales rocas comporta altos gastos de explotación y de mantenimiento y por esa razón no es rentable. Para tales situaciones, son apropiados y económicos las máquinas convencionales para desmenuzar, tales como las de mandíbulas, las de cono y los trituradores de martillos.

Trituradora de martillos (fig.8-25).

Esta máquina tiene martillos pivotantes que van montados sobre un eje horizontal, y la trituración se efectúa por impacto entre los martillos y las placas de rompimiento.

Las partículas adquieren grandes velocidades y esto ocasiona que el control sobre el tamaño de ellas sea mínimo y la proporción de finos sea muy alta. Un enrejado cilíndrico se coloca abajo del rotor para descargar el producto.

Tabla 8-13 Datos de funcionamiento de los molinos de martillo reversible.

Modelo

No.

Dimensiones del rotor,

In

Tamaño máximo de

la alimentació

n,

in

Velocidad máxima

rmp

hp Capacidad

Ton/h

505 30 x 30 2 1/2 1200 100-200 40-60

605 36 x 30 4 1200 200-300 80-100

708 42 x 48 8 900 300-550 140-180

815 48 x 90 10 900 900 330-400

1014 60 x 84 12 720 1100-1500

450-500

1271 72 x 102 14 600 1550-2000

620-685

1221 72 x 126 14 600 1900-2500

760-850

Nota: para convertir pulgadas a centímetros, multiplíquese por 2.54; para convertir caballos de potencia (hp) a kilowatts, multiplíquese por 0.746; y para convertir toneladas por hora a megagramos por hora, multiplíquese por 0.907.

Hay varias trituradoras de martillos que se diseñan simétricamente, de tal modo que la dirección de rotación puede invertirse para distribuir el desgaste de un modo uniforme de los martillos y las placas de la quebrantadora. Cada martillo puede pesar varios cientos de kilogramos (libras). Las velocidades varían de 500 a 1800 rpm, dependiendo del tamaño de la maquina. Las trituradoras de martillos para trabajo pesado son utilizadas con muchas frecuencias en la industria minera, así como en el procesamiento de desechos sólidos y chatarra de automóviles.

Usos

Se utilizan para triturar calizas duras y de dureza media, e incluso muchas veces para triturar margas. Su construye en tipos de uno y de dos ejes, que golpean al material a través de una parrilla o enrejado preparatorio, que es donde descansa la piedra a triturar, desmenuzándola hasta que los fragmentos pasan a través de las rendijas del emparrillado.

De allí caen a la cámara de refinado de la trituradora que está cerrada en la parte inferior por otra parrilla formada, en la mayor parte de los casos, por barras de sección triangular. E material permanece en esta cámara el tiempo necesario para que, baje el efecto del choque de los martillos, se desmenuce lo suficiente para poder pasar a través del emparrillado inferior. En una operación se alcanza así el grado definitivo de trituración. El tamaño de grava obtenida depende de la abertura de las rendijas que dejan entre sí las barras del emparrillado inferior.

Este triturador trabaja con la fuerza de percusión de los martillos, se reducen al mínimo las masas de los martillos y para elevar su fuerza de impacto se eleva la velocidad tanto como sea posible, con lo que disminuye el desgaste.

KOOPERS ofrece líneas quebrantadoras de impacto en diferentes tamaños. Los molinos de martillos KOOPERS de una dirección pueda aceptar alimentaciones hasta 91 cm (36in). Las capacidades de los molinos de martillo reversibles y en una dirección varían entre 9 y 770 Mg/h (10 y 850 ton/h). sus trituradoras de impacto tienen una capacidad máxima de 1700 Mg/h (19990 ton /h). En la tabla 8-13 se proporcionan datos de funcionamiento de los molinos de martillos verticales reversibles.

El molino de martillos no obstruirble Pennsylvania incorporada el movimiento contiguo de las placas quebrantadoras móvil, en el cual fuerza a la alimentación a entrar a la trayectoria de trituración. Esta se caracteriza hace imposible que el material húmedo o pegajoso se acumule sobre dicha placa, fuera del alcance de los martillos. Se puede disponer de un elemento posteriormente móvil para aquel material que, después de haber sido triturado, no fluirá libremente a través de los orificios de la criba.

Los molinos de matillos Kennedy Van Saun para los trabajos pesados reducen materiales no abrasivos de tamaño de alimentación de 30 cm (12in) hasta obtener un producto cúbico uniformemente fino. Las barras de la reja interna permiten realizar operaciones de impactos múltiples y en círculos cerrados en una sola máquina. Estos molinos vienen en tamaños estandarizados.

Impactores de rotor. El rotor de estas máquinas es un cilindro al que se sujeta una barra de acero resistente.(véase la figura 8-26). El rompimiento se ejecuta una barra o durante el rebote en las paredes de este dispositivo. La ruptura por impacto libre es el principio en que se basa la quebrantadora de rotor, y no en la trituración por compresión o por friccione entre los martillos de rotor y las placas rompedoras. El resultado es un menor desgaste y un consumo mínimo de energía.

No todas las rocas se despedazan bien por impacto. El desmenuzamiento por impacto es más apropiado para reducir materiales relativamente poco abrasivos y con contenidos mínimos de sílice, como piedra caliza, dolomita, anhidrita, esquisto y roca de cemento, aunque la aplicación más generalizada es la de la piedra caliza.

Las quebrantadoras de impacto de rotor dual. Kennedy Van Aun se constituye de tal modo que manipulen los tipos de rocas antes citadas. Los dos rotores giran en la misma dirección (véase la figura 8-26) y los aspectos geométricos de la cámara de trituración favorece el desmenuzamiento en tres capas.

La alimentación se lanza en sentido ascendentes hacia una cámara de expansión, en donde las partículas golpeadas caen en pedazos, y los golpes subsecuentes ocurren entre los rotores y las placas desviadoras internas de acero al manganeso. El resultado es una alta razón de reducción y la eliminación de las etapas secundarias y terciarias de trituración.

El costo de inversión puede ser un tercio del que representa una planta trituradora de dos etapas, de quijada y giratoria, produciendo 180 Mg/h (200 ton /h)y la mitad de una planta que tritura 540 Mg/h (600ton/h). (Godfrey, Quarry Managers J.405- 416, Octubre, 1964). La variedad en la graduación del tamaño del producto se logra por medio de cambios en la velocidad del rotor y los ajustes en las placas desviadoras. En la tabla 8-14 se indican las capacidades para deducir piedra caliza obtenida después de un buen tratamiento en la cantera. Los resultados varían según la resistencia a la trituración en la cantera.

TABLA: 8-14 Características de operación de las quebrantadoras de impacto Dual Rotor (de rotor doble).

No. De modelo

Abertura de la alimentación in

Velocidad

rpm

Caballos de potencia

Peso de martillo, lb

Tamaño del producto, in

Capacidad, ton/h

3648 36 x 48 550-990 250-300 300 2 300

4850 48 x 50 550-990 300-400 400 3 500

5462 54 x 62 480-750 400-500 500 4-5 700

6072 60 x 72 300-600 500-600 600 5-6 1200

*Kennedy. Para convertir libras a kilogramos, multiplíquese por 0.4535; para convertir pulgadas a centímetros, multiplíquese por 2.54; para convertir caballos de potencia (hp) a kilowatts, multiplíquese por 0.746; y para convertir toneladas por hora a megagramos por hora, multiplíquese por 0.907.

El imapactador de rotor doble Pennsylvania fue desarrollado especificadamente como trituradora secundaria para materiales húmedos y pegajosos de normalmente taponan a otra clase de trituradora, y ha resultado ser trituradora excelente para reducir arcilla y esquistos. El tamaño de estos equipos varían hasta de 180Mg/h (200ton/h) y el tamaño de alimentación asciende hasta 30cm (12in).

Molienda de jaula

El desintegrador Stedman, se le conoce comúnmente como molino de jaula, se utiliza para triturar rocas de cantera , roca fosfórica y fertilizante, así como para desintregrar arcilla , materiales de tintura, tortas comprimidas, asbesto y huesos.las jaulas de una, dos, tres, cuatro, seis, y ocho hileras de barras de acero de aleaciones especiales giran en dirección opuesta y producen una acción de impacto poderosa que pulverizan muchos materiales. En la figura 8-27 se ilustra un molino de dos hileras. Las jaulas para estos molinos se presentan en gran variedad de tipos diseños para reducir al mínimo el costo de desplazamiento debido al desgaste en diversas aplicaciones. En uno de estos tipos, las varillas se mantienen sujetas por medio de pernos individuales, de manera que pueden girar periódicamente y reemplazarse cuando sea necesario.

También una jaula deschable hecha con una función de acero y aleación simple. La vida de la jaula puede ser unos cuantos meses y produce hasta 9000Mg (10000 ton) de roca de cantera. También se acostumbra a usar jaula de hierro gris para la molienda de alúmina, en donde las partículas metálicas se separa en forma magnética. La ventaja de las jaulas de varias hileras es que se

obtiene mayor índice de reducción con una sola pasada. Para lograr la clasificación deseada de producto sin un exceso de finos, se acostumbra emplear los molinos en circuito cerrado con una criba vibratoria. Estas características, y el bajo costo de los molinos mismo, los hacen muy apropiados para operaciones de media escala en las que se justifican circuitos muy complicados, el tamaño máximo de alimentación es 20 cm (8in) y el tamaño de producto llega a una finura de malla 325. En la tabla 8- 15 se dan algunos resultados usuales para la piedra caliza de dureza intermedia.

Tabla 8-15 Características de operación de molinos de jaulas de 2 y 4 hileras que trituran piedra caliza de dureza intermedia, en circuito abierto.

No. De

hileras

Tamaño del

producto, 95%

por malla

Tamaño de la

alimentación, in

Hp total 2 motore

s

Velocidad, rmp

Capacidad aproximad

a, ton/h

Capacidad aproximad

a ton/h

2 -20 30364450

¾11 ¼1 ½

45-7090-120125-200180-270

1200-15001000-1250820-1000720-900

10-1520-3030-4540-60

4 -6 30364450

½½¾3/4

35-5070- 100120-250175-350

1200-14001100-1160890-950720-840

5-710-1416-2225-30

*Stedaman MaCHINE Co. Para convertir pulgadas a centímetros, multiplíquese por 2.54; para convertir caballos de potencia (hp) a kilowatts, multiplíquese por 0.746; y para convertir toneladas por hora a megagramos por hora, multiplíquese por 0.907.

Prequebrantadoras. Aparte de los problemas normales de molienda, hay procedimientos y equipo especiales para el rompimiento o quebrantamiento de grandes masas de alimentación, cuyo producto debe ser de dimensiones muy pequeñas y, de esta manera, estar disponible para una molienda adicional. Como ejemplo de se puede citar el rompimiento o fragmentación de embalajes, por ejemplo, de caucho, algodón, heno, en los que la masa compactada no se separa.

También existe el problema de materiales aglutinados en bolsas de plástico o materiales higroscópicos que originalmente forman un material muy fino. Aunque en ciertas ocasiones se llegan a utilizar trituradoras, no siempre se obtiene la razón de reducción hasta el tamaño deseado. Además una baja inversión de capital puede resultar de la selección de un equipo más burdo, que ataca progresivamente la malla y sólo elimina pequeñas cantidades de material en cada ocasión. La estructura de estos dispositivos incluye un eje giratorio dentado dentro de una carcasa.

La trituradora de dientes de sierra, cuanta con dos ejes engranados entres si a velocidades diferentes que normalmente guardan una proporción de 2 ¼ a 1. Cada eje lleva ensamblajes de dientes de sierra y graduando las velocidades periféricas. Hay modelos para hojas hasta de 7.6 cm (3in) de espesor y 152 cm (60in) de ancho. La alimentación puede ser en hojas continuas.

La trituradora de dientes se sierra se emplean también para materiales grumosos y frágiles hasta 15cm (6in) de tamaño anular. Las aplicaciones

incluyen el procedimiento de tortas comprimidas, plásticos fenólicos, hojas de celulosa alcalina, goma en hoja, naftaleno, resinas, azucares, corteza brean en grumos, cloruro de calcio y cubrimiento asfálticos para pisos.

La Prater Industriales, Inc. Fabrican máquinas con doble rodillo con dientes resistentes que actúan como alimentador pretriturador. La trituradora de rodillo Mikro (Pulverizing Machinery Co.)sirve moledora o quebrantadora y tiene dimensiones similares. La prequebrantadora Rietz difiere un poco de las máquinas antes citadas.

La trituradora rotatoria horizontal (Stprout Waldron Companies) tiene un cono dentado sostenido por eje horizontal para efectuar la trituración preliminar, en tanto que la trituración final se desarrolla entre secciones de ajuste cerrado que se localiza en la base del cono. La abertura o el despacio de margen se ajustan por medio de una rueda de volante. La trituración horizontal se utiliza para materiales es frágiles como brea, trementina, mica, cáscaras de coco y sales inorgánicas compactadas. Sus gamas de salida van de 0.9 a 9 Mg/h (1 a 10 ton /h) para productos que pasan por un tamiz No. 100, dependiendo de la cantidad en la alimentación. La potencia necesaria es menor que 11Kw.

Cortadoras rotatorias éstas se utiliza con materiales resistentes o fibrosos, en los que es mejor ejecutar varias operaciones sucesivas de corte en lujara de ejercer una presión o un choque. El material de alimentación no debe exceder la longitud de la cuchilla de corte, y le comprende un rotor con cuchillas uniformemente espaciadas sobre la periferia, de manera que el corte, y el espesor conveniente es menor de 2.5cm (1in). La estructura usual comprende unos rotos con cuchillas uniformemente espaciadas sobre la periferia, de manera que el corte se haga sobre las cuchillas estacionarias de la cubierta. El producto se hace pasar por cribas y el tamaño máximo se controla mediante la abertura de la criba, y el diseño y funcionamiento de molino. A partir de una criba, el diseño y funcionamiento del molino. A partir de una criba de malla 20 y en algunas casas, hasta con la malla 80, el sistema de recolección es neumático.

Molino de bolas.

El molino de bolas cuenta con dos tipos de pulverización según se esté aplicando el proceso seco o el proceso húmedo. Puede ser dividido en tipo tubular y tipo fluido de acuerdo con las diferentes formas de descargo de material.

Este molino es un dispositivo de funcionamiento de tipo horizontal y tubular con dos compartimientos. Es de estilo de molienda y su exterior funciona a través de un engranaje.

El material ingresa en espiral y uniformemente al primer compartimiento de la máquina de molienda a través del eje del espacio para la salida de materiales por medio del dispositivo de entrada de materiales. En el compartimiento, hay un tablero de escala o tablero de onda, y según las diferentes especificaciones se pueden instalar bolas de acero en este tablero. Cuando el cuerpo del barril gira, produce fuerza centrifuga. En este momento, las bolas de acero son llevadas hasta cierta altura y caen para moler y golpear los materiales. Después de ser molidos de forma gruesa en el primer compartimiento, los materiales entran en el segundo compartimiento para ser molidos con las bolas de acero y el tablero de escala. Al final, el polvo es descargado por el tablero de salida de materiales y el producto final está terminado.

La chapa dispone de taladros para la colocación con tornillos de las placas de blindaje en el interior, que protegen la pared del molino del desgaste que producen los cuerpos moledores (bolas) en la cámara de molturación.

En un molino de bolas o de guijarros la mayor parte de la reducción se efectúa por impacto cuando las bolas o guijarros caen casi desde la altura máxima de la carcasa. En un molino de bolas grande la carcasa puede tener 3 m de diámetro y de 5 m de longitud. Las bolas son de 2 a 12 cm de diámetro; los guijarros tienen de 5 a 18 cm de tamaño.

Funcionamiento.

La carga de bolas en un molino de bolas o tubular debe ser tal que cuando se detiene el molino, las bolas ocupen algo más de la mitad de volumen del mismo. Durante la operación las bolas, siguen un recorrido cíclico. Las bolas son arrastradas en el interior del molino casi hasta la cima, en donde pierden el contacto con la pared y caen al fondo para volver a comenzar el ciclo. La fuerza centrifuga mantiene las bolas en contacto con la pared y consigo mismas durante el movimiento ascendente. Mientras están en contacto con la pared, las bolas efectúan algún trabajo de molienda al girar y deslizar unas sobre otras; pero el trabajo principal se efectúa en la zona de impacto, en la cual las bolas que caen libremente golpean el fondo del molino.

Cuanto más rápidamente gira el molino, tanto más suben las bolas dentro de él y cuanto mayor es el gasto de energía. La potencia comunicada se utiliza eficazmente porque cuanto más elevadas estén las bolas, mayor es el impacto sobre el fondo y mayor la capacidad del molino.

Capacidad y potencia necesaria de los molinos giratorios. La cantidad máxima de energía que puede suministrarse al sólido sometido a reducción puede calcularse a partir de la masa del medio de molienda, de la velocidad de rotación y de la distancia máxima de caída de las bolas. En un molino real la energía útil es mucho menor que la calculada, y la energía mecánica total suministrada al molino mucho mayor. Se requiere energía para hacer girar el molino sobre los cojinetes que lo soportan. Gran parte de la energía suministrada al medio de molienda se gasta en volver a moler partículas que ya tienen la finura adecuada y en elevar bolas o guijarros que, al caer, no producen apenas ningún efecto. Desde luego, un diseño adecuado disminuye la cantidad de energía desaprovechada. El análisis teórico completo de las muchas variables relacionadas entre sí es virtualmente, de modo que el rendimiento de los molinos giratorios se juzga por comparaciones semiempíricas. Los molinos de barras dan de 5 a 200 Ton/hr de un producto de 10 mallas; los molinos de bolas producen de 1 a 50 Ton/hr de polvo, que en un 70-90 % pasa por un tamiz de 200 mallas. El suministro total de energía para un molino típico de barrras que trabaja con materiales duros es de unos 5 CV-hr/Tm; para un molino de bolas es de 20 CV-hr/Tm aproximadamente.

Molinos de bolas sobre pista en anillo (molinos Peters)

Este molino se parece en su estructura a un rodamiento axial. El material a moler se encuentra en una pista en forma de artesa horizontal donde se muele mediante bolas. Las bolas son presionadas por un anillo de presión, accionado por un muelle, sobre el material.

En esencia, este molino consta del recinto de molienda, de un separador por aire y de un reductor del accionamiento. En el recinto de molienda, gira el anillo de molienda inferior, mientras que el superior es estacionario. Mediante muelles regulables, el anillo superior comprime las bolas de molienda que ruedan unas en contacto con las otras, dispuestas entre ambos anillos, como en un cojinete de bolas.

El material se introduce o desde arriba y por el centro, atravesando el separador de aire del molino o lateralmente a través de la carcasa del recinto de molienda, llegando por acción centrífuga a las bolas de molienda. El material molido sale a la periferia del dispositivo moledor y una corriente de aire vertical lo capta y transporta al separador por aire donde las partes gruesas separadas retornan, por su peso, a la zona de molienda, mientras que los finos abandonan el molino con el aire.

El material de alimentación húmedo puede secarse intensivamente dentro del molino por medio de aire o gases inertes a alta temperatura. Según los datos de los fabricantes del molino, es posible utilizar gases con temperaturas a la entrada del molino de hasta 600 ºC.

El molino no tiene rodamientos antifricción. Esta ventaja conlleva otra desventaja, la de una marcha un poco brusca. Mientras las bolas suelen trabajar amortiguadamente en el lecho, tienen por arriba siempre el contacto con el anillo de presión. Las bolas que trabajan sin jaula se topan entre ellas esporádicamente en su trayecto horizontal (por tener el mismo sentido de giro) y tienden a subirse entre ellas. Como consecuencia, se presentan vibraciones que aumentan con la masa de las bolas. Esto es una razón de la limitación del tamaño del molino.

Sin aumentar la velocidad de molienda se puede aumentar la productividad al aumentar el diámetro del molino (plato y carcasa) para aumentar consecuentemente la cantidad de cuerpos de molienda. Pero también este método tiene sus límites, porque al hacerse muy grande el diámetro de la carcasa, el gas que ayuda normalmente a elevar el material ya no le dará flotabilidad.

USOS.

Este equipo es ampliamente utilizado en los siguientes campos: cemento, productos de silicato, nuevos materiales de construcción, materiales a prueba de fuego, fertilizante, metal negro y de color, cerámica y vidrio, entre otros. El material puede ser molido de forma seca o húmeda.

Molino de barras (Rod Mill).

Los molinos de barras son análogos de las bolas, excepto en que, en este caso, el agente de molienda esta formado por barras de acero en vez de bolas.

Las barras de acero tienen un diámetro aproximadamente de 50mm. Este molino da un producto no resulta adecuado para materiales muy tenaces y el tamaño de alimentación no debe exceder a aproximadamente 25mm

El molino de barras está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior cuenta con barras cilíndricas sueltas dispuestas a lo largo del eje, de longitud aproximadamente igual a la del cuerpo del molino. Éste gira gracias a que posee una corona, la cual está acoplada a un piñón que se acciona por un motor generalmente eléctrico.

Las barras se elevan, rodando por las paredes del cilindro hasta una cierta altura, y luego caen efectuando un movimiento que se denomina “de cascada”. La rotura del material que se encuentra en el interior del cuerpo del cilindro y en contacto con las barras, se produce por frotamiento (entre barras y superficie del cilindro, o entre barras), y por percusión (consecuencia de la caída de las barras desde cierta altura).

El material ingresa por el eje en un extremo del cilindro, y sale por el otro extremo o por el medio del cilindro, según las distintas formas de descarga: pro rebalse (se emplea en molienda húmeda), periférica central, y periférica final (ambas se emplean tanto en molienda húmeda como en seca).

El cuerpo cilíndrico se construye con chapas de acero curvadas y unidas entre sí por soldadura eléctrica. La cabeza o fondo del cilindro se construye en acero moldeado o fundición, y es de forma ligeramente abombada o cónica. Habitualmente los ejes o muñones están fundidos con la cabeza pero también pueden estar ensamblados con bridas atornilladas. Los muñones apoyan sobre cojinetes uno en cada extremo.

La pare cilíndrica, los fondos y la cámara de molienda, están revestidos interiormente por placas atornilladas de acero al manganeso o al cromo-molibdeno. Las caras internas del molino consisten de revestimiento renovables de la carga. Las barras generalmente, son de acero al carbón y su

desgaste es alrededor de cinco veces mayor al de los revestimientos, en las mismas condiciones de trabajo.

Molino de compartimientos múltiples.

Consta de dos compartimientos separados en el interior cilindro del molino. Éstos pueden contener barras y bolas grandes y pequeñas.

Estos tipos de molinos se utilizan para hacer en un mismo aparato la molienda gruesa y la fina.

La relación longitud/diámetro se encuentra acotada entre 3/1 y 5/1, los diámetros mayores oscilan entre 1.2 y 4.5 metros y las longitudes entre 6 y 14 metros.

Se han utilizado en la industria del cemento y resultan también adecuados para tratar grandes volúmenes de materiales duros y abrasivos.

Molino de martillos. El molino de martillos actúa por efecto de impacto sobre el material a desintegrar.

El molino cuenta con una cámara de desintegración (3), con una boca de entrada del material en la parte superior (5) y una boca de descarga cerrada por una rejilla (4). En el interior de la cámara hay un eje (1), que gira a gran velocidad y perpendicularmente a él van montados articuladamente los elementos de percusión (martillos) (2) los cuales por la fuerza centrifuga que se genera al girar el eje, se posicionan perpendicularmente en posición de trabajo.El material a moler ingresa por la boca de entrada (5) y por gravedad cae al interior de la cámara de desintegración, donde es golpeado por los martillos. Seguidamente choca contra la cámara de desintegración y nuevamente es golpeado por los martillos. Esto ocurre sucesivamente hasta que alcanza un tamaño tal que puede pasar por la rejilla de la descarga(4). El tamaño de salida de los materiales triturados puede variarse cambiando la rejilla de salida. Los molinos de martillos se usan para triturar y pulverizar materiales que no sean (5) y una boca de descarga cerrada por una rejilla

Molino de rodillos

Este tipo de molinos está siendo utilizado actualmente para la producción de minerales industriales como la caliza y el yeso. Un anillo ligeramente cóncavo gira a alta velocidad, siento la alimentación lanzada al exterior por la fuerza centrífuga, bajo los anillo de trituración, cuya forma es parecida a los conos truncados. Los rodillos van montados con resortes, y la fuerza disponible para la molturación está determinada por la tensión de dichos resortes. Existe siempre una separación entre rodillos y el anillo, de forma que no se produce desgaste de las superficies molturadoras si el equipo funciona sin alimentación, obteniendo se un funcionamiento silencioso. El produce separa continuamente por medio de corrientes de aire conducida por un ventilador, siendo trasportado a un separador continuo situado sobre el mecanismo de molturación.

Usos

Se utiliza para molturar productos químicos, tintes, cementos y fosfatos. Como el peligro de producir chispas se reduce por la existencia de huelgo. Ente las superficies de molturación, este molino puede utilizarse para molturar productos explosivos.

Molinos Compound

A los trituradores Compound por choque se les llama así porque reúnen en un mismo armazón dos tipos de triturador. El rotor primario es de listones para

percusión y el secundario, de martillos, provisto de martillos pendulares. El rotor secundario está dispuesto a nivel inferior que el primario.

El rotor primario sirve para la trituración previa mientras que el secundario desmenuza hasta la granulometría definitiva.

Molino de Raymond.

El molino de Raymond proporciona un producto fino y uniforme tiene un eje central accionado por un engranaje cónico mueve un conjunto de barras situadas en su parte superior, yendo instalado sobre una rangua en su extremo inferior. Sobre las barras pivotan un cierto número de pesados brazos que sostienen los rodillos siendo estos desplazados hacia el exterior por la acción centrífuga contra un anillo de molturación. Tanto los rodillos como el anillo son fácil sustitución. El material introducido por medio de un dispositivo automático de alimentación, es forzado contra el anillo por medio de una lengüeta que gira sobre el eje central. El material molido es separado mediante una corriente de aire cayendo el material excesivamente grueso y siendo lanzado nuevamente al anillo.

Como el molino funciona a elevadas velocidades, no es adecuado para tratar materiales abrasivos, ni para materiales que se reblandecen durante la molturación. Aunque el consumo de energía y los costos de mantenimiento de

este molino son bajo. El molino Raymond tiene el inconveniente además de que si funciona sin alimentación se desgasta, ya que no se mantiene ninguna separación entre los cabezales molturadores y el anillo. Además se der utilizado para la preparación de carbono pulverizado, este molino se utiliza ampliamente en la fabricación de cemento y alfarería.

Calculos

Tamaño de la partícula

Tanto el mineral o roca extraído de cantera como el que sufrió una o más etapas de reducción, se puede clasificar de acuerdo a su tamaño. En general, se clasifican de la siguiente forma:

Material grueso: trozos de un tamño mayor a 75cm (30 in)

Material mediano: trozos de tamaño de 10 a 75cm (4 a 30 in)

Material fino: trozos de un tamaño de menor a 10 cm (4 in).

Por otra parte, según el tamaño que tiene las partículas a la de salida de las maquinas que desintegración. Se puede distinguir las distintas etapas de trituración y molienda.

Seguidamente se detalla las mismas:

a) Trituradora ( desintegración grosera)

Trituración gruesa- tamaño de partículas de salida: 15 cm (6in).

Trituración media-tamaño de partículas de salida: entre 3 y 15 cm (1 ¼ a 6 in).

Trituración fina- tamaño de partículas de salida: entre 0.5 y 3 cm (1/5 a 1 ¼ in).

b) Molienda (desintegración fina)

Molienda grosera- tamaño de partículas de salida: entre 0.1 y 0.3 mm.

Molienda fina- tamaño de partículas de salida: menores a 0.1 mm.

La trituración grosera, mediana y fina corresponden, prácticamente, a la primera, segunda y tercera etapa de trituración: mientras que la molienda grosera y fina corresponden a las etapas primarias y secundarias de la molienda.

Los tamaños de partículas se establece en base a los diámetros de las mimas. Para un trozo de material se puede determinar, midiendo el ancho, espesor y largo del mismo, la media aritmética o geométrica del diámetro de acuerdo a las siguientes expresiones:

En realidad, los trozos de materiales constituyen conjuntos de diversos tamaños, por consiguiente resultaría, desde el punto de vista industrial, practicar las mediciones señaladas anteriormente.

En la industria , lo que se hace es clasificar los trozos de con una serie de tamices(o zarandas) y, de acuerdo a los taños de los agujeros de los tamices, se le equiparan a las partículas dichos tamaños según pasen o no cada tamiz. Posteriormente, el tamaño medio de la muestra se calcula con la siguiente expresión:

Donde:

D: diámetro de la partícula

Di: tamaño de los agujeros de cada tamiz.

Ki: cantidades (en peso) de partículas que pasan por el tamiz.

Grado de desintegración

El coeficiente de reducción que se obtiene en las maquinas de trituración (trituradoras) o molienda (molinos) se denomina grado de desintegración y se define como la relación entre los tamaños máximos de las partículas a la entrada y salida de la maquina.

El grado de desintegración ( ) se expresa de la siguiente manera:

El grado de desintegración en trituración se encuentra acatado entre 2 y 15.

Ley de Rittinger

Esta ley, cuya explicación responde bastante bien a la desintegración de productos finos expresa: “El trabajo necesario para una desintegración es proporcional al aumento de superficie producida”.

Donde:W: Trabajo de desintegración.z: Energía superficial específica.S: Aumento de superficie producido en la desintegración.

Otra forma de expresar esta ley es la siguiente:

“Los trabajos producidos en la desintegración son inversamente proporcionales a los tamaños de los granos producidos”

Ley de Kick

Esta ley responde, con bastante aproximación, a la desintegración de productos gruesos y expresa lo siguiente:“El trabajo absorbido para producir cambios análogos en la configuración de cuerpos geométricamente semejantes y de la misma materia varia con el volumen o la masa”

Otra forma de expresión es la siguiente:

Donde:

W: Trabajo de desintegración.V: Volumen.M: Masa.B: Constante.D: Tamaño (i: inicial; f: final).

Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick

Las desviaciones que presentan en la práctica ambas leyes se deben a lo siguiente:

a) Se partía del principio de que la desintegración produce productos de igual forma que los iniciales (isostenia), es decir, que al desintegrar partículas de forma cúbica se producían cubitos o si se partía de esferas se producían esferitas. Este principio no es válido.

b) Se suponía que los materiales son isótropos (igual resistencia en todas direcciones (anisotropía).

c) No se consideraba que los productos a desintegrar pueden tener grietas superficiales (lugares donde se comienza a desintegrar el material sin consumo de energía).

d) No se tuvieron en cuenta ni las deformaciones elásticas, ni que el producto se mueve dentro de la maquina, lo que produce rozamientos calor del material, etc.

e) No se consideraba que la materia ya molida amortigua el golpe de la maquina contra la materia aun no molida.

Teoría de Bond

Esta teoría se ajusta con bastante aproximación a la desintegración de minerales por vía húmeda; se expresa de la siguiente forma:“El trabajo de romper una roca es el necesario para sobrepasar su deformación critica y que aparezcan grietas de fractura; luego la fractura se reduce sin aportes apreciables de energía”.

La expresión es la siguiente:

Donde:Wi: Índice energético del material (KW/h por tonelada necesarios para reducir un material desde un tamaño infinito hasta que el 80% pase por el tamiz de 100 (10-6 m).Di y Df: Tamaño inicial y final de las partículas.W: Trabajo de desintegración.