¿Cuál es la tasa de llenado de bolas óptima para un molino de bolas?

El molino de bolas funciona con normalidad, pero su producción específica sigue siendo baja. La corriente es demasiado alta y el consumo de bolas de acero también. La causa principal de muchos de estos problemas reside en la relación de carga de bolas. Esta relación representa el porcentaje del volumen efectivo del molino ocupado por las bolas de acero. Determina la trayectoria, la energía de impacto y el área de molienda de las bolas. Si la carga es demasiado alta, el molino se obstruye; si es demasiado baja, las bolas de acero impactan contra el vacío. Una diferencia de tan solo 5 puntos porcentuales en la tasa de carga puede resultar en una diferencia de 15% a 20% en la eficiencia del molino.

¿Por qué es tan importante la tasa de llenado de la bola? Operación del molino de bolas?

El principio de funcionamiento de un molino de bolas consiste en que las bolas de acero se elevan bajo la acción combinada de la fuerza centrífuga y la gravedad, para luego caer e impactar y moler el mineral. La tasa de llenado de bolas afecta directamente a tres parámetros clave:

Altura de caída de la bola de acero

Cuando la carga de bolas es la adecuada, las bolas de acero siguen una trayectoria parabólica tras ser elevadas a la altura correcta. La energía del impacto se concentra en el mineral. Si la carga es demasiado alta, las bolas de acero se acumulan en el fondo del molino. La altura de elevación disminuye y la fuerza de impacto se reduce. Si la carga es demasiado baja, aunque la altura de caída sea elevada, el número de bolas es insuficiente, lo que resulta en menos impactos por unidad de tiempo.

Estados de movimiento de la bola de acero:

El movimiento de las bolas de acero dentro de un molino se puede clasificar en tres estados: cascada, volteo y centrífugo. Con una carga de bolas inferior a 30%, las bolas se mueven principalmente en cascada, lo que resulta en una molienda débil. Cuando la carga de bolas es de 30% a 45%, el volteo y la cascada coexisten, creando un equilibrio entre el impacto y la molienda. Cuando la carga de bolas es superior a 45%, las bolas se acumulan, el volteo se ve impedido y la eficiencia de la molienda disminuye.

Potencia efectiva del molino de bolas:

La potencia del molino de bolas primero aumenta y luego disminuye a medida que aumenta la carga de bolas. La carga de bolas correspondiente al punto máximo es el valor óptimo. Fórmula empírica: Carga óptima de bolas = 0,7–0,8 × (tasa de llenado de bolas de acero). Para molinos de bolas de rejilla, este valor suele estar entre 40% y 45%; para molinos de bolas de rebose, entre 35% y 40%.

¿Cuál es la tasa de llenado de bolas recomendada para diferentes tipos de Molinos de bolas?

Molino de bolas de tipo rejilla: Velocidad de descarga rápida, menor acumulación de lodo y mayor capacidad de carga de bolas. Rango recomendado: 40%–45%. La placa de rejilla impulsa la descarga, asegurando que el lodo se descargue rápidamente incluso con una carga de bolas ligeramente superior. Las bolas de acero no quedan excesivamente cubiertas por el lodo.

Molinos de bolas de tipo rebosadero: La descarga depende del flujo natural de la pulpa. Si la velocidad de carga de bolas es demasiado alta, la pulpa no se puede descargar, lo que conlleva el riesgo de acumulación. Se recomienda una velocidad de carga de bolas de 35% a 40%. Los molinos de rebose son sensibles a la velocidad de carga de bolas; de hecho, la eficiencia disminuye cuando la velocidad supera los 40%.

Molinos de bolas cónicos: Estos se sitúan entre los dos tipos; se recomienda una tasa de carga de bolas de 38%–42%.
Molinos de barras: Dado que las varillas de acero difieren de las bolas de acero, la tasa de carga de la varilla suele ser de 35% a 40%; si es demasiado alta, es probable que se produzca un enredo en la varilla.

Molinos de molienda fina (remolienda): Dado que el tamaño de partícula de la alimentación ya es relativamente fino, la tasa de carga de bolas se puede reducir adecuadamente a 30%–35%. La molienda es el proceso principal, y la acción de impacto cumple una función secundaria.

¿Qué ocurre si la tasa de llenado de la bola es demasiado alta?

Corriente anormal del molino:

Cuando la tasa de carga de bolas supera los 45%, la corriente de arranque del molino aumenta bruscamente, mientras que la corriente de operación disminuye. Esto se debe a que la acumulación de bolas de acero reduce la altura de caída, disminuyendo así la carga del motor. Esto no representa un ahorro de energía; significa que las bolas de acero no están cumpliendo su función.

Ruido amortiguado del molino:

Un molino normal produce un sonido nítido de bolas de acero chocando. Cuando se sobrecarga, las bolas de acero se amortiguan entre sí, y el sonido del impacto se convierte en un zumbido bajo y sordo, como si el molino estuviera cubierto con una manta.

Disminución de la eficiencia de molienda:

Las bolas de acero se acumulan en el fondo del cilindro, reduciendo la altura de caída efectiva y disminuyendo la energía de impacto. Al mismo tiempo, los espacios entre las bolas de acero se estrechan, dificultando el paso de la pulpa. Como resultado, el material permanece demasiado tiempo en el molino, lo que provoca una molienda excesiva.

Tamaño de partícula de descarga más grueso:

Aunque el molido excesivo es severo, las partículas gruesas no se muelen finamente debido a la insuficiente energía de impacto. La proporción de partículas más finas que -200 mallas en la descarga disminuye, mientras que la proporción de partículas gruesas aumenta.

Mayor desgaste del revestimiento:

Las bolas de acero se acumulan en el fondo, aumentando la fricción por deslizamiento. El desgaste de los revestimientos de la carcasa y de las tapas se acelera. En particular, las placas de la rejilla son propensas a agrietarse por los impactos de las bolas de acero.

Consumo de energía desperdiciada:

La potencia de salida del motor se utiliza para vencer la fricción entre las bolas de acero en lugar de para triturar el mineral. El consumo de electricidad por tonelada de mineral aumenta entre 15% y 25%.

Datos de medición reales:
En una planta de procesamiento de mineral de hierro, la tasa de carga de bolas de un molino de bolas de rejilla se incrementó de 42% a 48%. La corriente del molino disminuyó de 320A a 280A, y el rendimiento por unidad disminuyó de 105 toneladas/hora a 85 toneladas/hora. El consumo de electricidad por tonelada de mineral aumentó de 18 kWh a 24 kWh.

¿Qué ocurre si la tasa de llenado de la bola es demasiado baja?

Alta energía de impacto pero baja frecuencia de caídas de bolas:

Cuando la carga de bolas es inferior a 30%, aunque la altura de caída de las bolas de acero es elevada, su cantidad es insuficiente. El número de impactos por unidad de tiempo es bajo. La eficiencia de trituración de partículas gruesas es baja y el tamaño de las partículas de descarga es grueso.

Superficie de molienda insuficiente:

La superficie de molienda entre las bolas de acero y entre las bolas de acero y el revestimiento es directamente proporcional a la relación de carga de bolas. Una baja relación de carga de bolas resulta en una capacidad de molienda fina insuficiente, y el contenido de malla -200 no cumple con los requisitos.

Revestimientos expuestos y desgaste acelerado:

Con menos bolas de acero, la lechada y las bolas erosionan directamente los revestimientos, intensificando el desgaste. Simultáneamente, las bolas de acero impactan directamente sobre los revestimientos expuestos, provocando picaduras y fracturas.

Corriente de molino excesivamente alta:

Cuando la velocidad de carga de las bolas es demasiado baja, las bolas de acero caen desde mayor altura, lo que sobrecarga el motor y provoca un aumento en la lectura de corriente. Sin embargo, el proceso de molienda no es óptimo; la alta corriente es un indicador erróneo.

Disminución de la eficiencia del molino:

La capacidad de procesamiento es baja porque la capacidad de la planta no se utiliza por completo. Aumentar el caudal de alimentación dará como resultado inmediatamente una descarga de material más grueso.

¿Cómo pueden los operadores determinar si la tasa de llenado de la bola es la adecuada?

Método de escucha

Normal: Un sonido de impacto rítmico, como un "clang-clang", nítido y no amortiguado.
Carga excesiva de bolas: El sonido es apagado, de tono bajo y continuo, sin ritmo.
Carga insuficiente de la bola: El sonido es nítido pero escaso, con una sensación hueca, y las bolas de acero golpean directamente el revestimiento.

Método de medición de corriente

Registre la corriente en vacío del molino I0 (cuando no hay lodo ni bolas de acero). La corriente en carga normal debe ser I0 × 1,3–1,5. Si la corriente es significativamente mayor que este valor, la carga de bolas puede ser demasiado baja (las bolas de acero se lanzan demasiado alto). Si la corriente es significativamente menor que este valor, la carga de bolas puede ser demasiado alta (las bolas de acero no se lanzan lo suficientemente alto).

Método de medición del consumo de pelotas

Calcular la cantidad mensual de bolas de acero añadidas y determinar el consumo de bolas en función del rendimiento de la planta.
Consumo normal de pelotas: 0,5–1,5 kg/t de mineral. Un consumo de bolas anormalmente alto puede indicar que la tasa de carga de bolas es demasiado alta (lo que provoca que las bolas de acero se desgasten entre sí) o demasiado baja (lo que acelera el desgaste del revestimiento).

Observe la descarga

Tamaño de partícula de descarga grueso y corriente de molino alta → La carga de bolas puede ser demasiado baja.
Tamaño de partícula de descarga grueso y corriente de molino baja → La carga de bolas puede ser demasiado alta.
Tamaño de partícula de descarga fino pero baja eficiencia del molino → Molienda excesiva; la carga de bolas puede ser demasiado alta.

Método de inspección de parada

Tras la parada, abra la boca de inspección del molino y observe la altura de las bolas de acero sobre la superficie de la pulpa. La parte superior del montón de bolas de acero debe sobresalir entre 100 y 200 mm por encima de la superficie de la pulpa. Si está completamente sumergida, la carga de bolas es demasiado alta; si sobresale demasiado (>300 mm), la carga de bolas es demasiado baja.
Mida la distancia desde la parte superior del montón de bolas de acero hasta el centro del molino utilizando una regla de acero para estimar la relación de carga de bolas.

Conclusión

La tasa de llenado de la bola no es un parámetro en el que "cuanto más, mejor".

Para la mayoría de las aplicaciones:

• Molino de bolas de rejilla: 40%–45%
• Molino de bolas de desbordamiento: 35%–40%

Los operadores deben realizar de forma rutinaria lo siguiente:

• Escucha el sonido del molino
• Monitorear la corriente del motor
• Consumo de bolas de acero de seguimiento
• Inspeccione la planta durante las paradas programadas.
• Retire las bolas rotas trimestralmente.
• Reponga los medios de molienda para mantener la granulometría adecuada.

Mantener la tasa de llenado de bolas correcta es una de las formas más efectivas de lograr un funcionamiento estable, un mayor rendimiento, un menor consumo de energía y la máxima eficiencia de molienda.

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— Publicado por Emily Chen

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