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Los revestimientos de los molinos de bolas protegen la carcasa del molino, elevan los medios de molienda y controlan cómo se transfiere la energía de molienda al mineral.
Elegir el revestimiento incorrecto puede acortar la vida útil, aumentar las paradas, incrementar el consumo de energía y reducir la eficiencia de molienda.
La dureza del mineral es uno de los primeros factores que los ingenieros consideran al seleccionar el revestimiento. Sin embargo, la dureza por sí sola no es suficiente.
Dos minerales con dureza similar pueden generar condiciones de desgaste muy diferentes. Uno puede producir cargas de impacto elevadas, mientras que otro puede causar un desgaste abrasivo severo debido a partículas afiladas de cuarzo o ricas en sílice.
Por lo tanto, la selección eficaz del revestimiento del molino de bolas debe equilibrar la resistencia al impacto, la resistencia a la abrasión, el peso del revestimiento, la eficiencia de molienda, la frecuencia de mantenimiento y el coste operativo total.
Esta guía explica cómo la dureza del mineral afecta a la selección del revestimiento, cómo comparar los materiales de revestimiento más comunes y cómo evitar errores que provoquen fallos prematuros en el revestimiento.
La dureza del mineral afecta a la fuerza necesaria para romper las partículas dentro del molino.
Los minerales más duros suelen generar un contacto más fuerte entre las bolas de molienda, las partículas de mineral y la superficie del revestimiento. Esto puede aumentar la carga de impacto, la deformación del revestimiento, el desgaste de la superficie y el consumo de energía por tonelada.
A medida que aumenta la dureza del mineral, el circuito de molienda puede experimentar:
Sin embargo, el mineral duro no siempre daña los revestimientos de la misma manera.
Un mineral duro rico en cuarzo puede provocar un desgaste abrasivo severo debido a que las partículas afiladas rayan repetidamente la superficie del revestimiento. Por el contrario, una alimentación gruesa y competente puede generar fuertes cargas de impacto que requieren un material de revestimiento más resistente.
Esta diferencia es importante.
Un revestimiento con excelente resistencia a la abrasión puede ser demasiado frágil para soportar impactos fuertes. Por otro lado, un revestimiento altamente resistente a los impactos puede desgastarse más rápidamente en un entorno muy abrasivo.
Por este motivo, la selección del revestimiento debe comenzar con dos preguntas distintas:
La dureza del mineral ayuda a responder la primera pregunta. La abrasividad del mineral ayuda a responder la segunda.
Antes de seleccionar un revestimiento, los ingenieros deben evaluar tanto los datos del mineral como las condiciones de operación.
La dureza del mineral describe la resistencia del material a la rotura.
Las referencias comunes incluyen:
El índice de trabajo de Bond se utiliza ampliamente en el diseño de circuitos de molienda. Un valor más alto generalmente significa que se requiere más energía para reducir el mineral al tamaño deseado.
Sin embargo, el Índice de Trabajo de Unión no es un índice de desgaste directo del revestimiento.
Ayuda a estimar la energía de molienda, pero no describe completamente cómo interactúan las partículas afiladas con las superficies del revestimiento.
La abrasividad se refiere a la capacidad del mineral para eliminar material de los revestimientos y los medios de molienda.
A menudo está influenciado por:
Un mineral puede tener una dureza media pero ser muy abrasivo. Esto suele ocurrir cuando el material contiene partículas afiladas de cuarzo.
La carga de impacto dentro de un molino de bolas depende de más factores que el mineral.
Los factores importantes incluyen:
Los molinos grandes con alimentación gruesa y bolas de molienda grandes suelen generar un impacto más fuerte que los molinos más pequeños utilizados para la molienda fina.
Siempre que sea posible, la selección del revestimiento debe basarse en los resultados de las pruebas, los datos de funcionamiento y el historial de desgaste, en lugar de basarse únicamente en el nombre del mineral.
Los revestimientos de los molinos de bolas se fabrican con diversos materiales.
Cada material ofrece un equilibrio diferente entre resistencia, resistencia a la abrasión, peso y coste.
| Material de revestimiento | Fuerza principal | Limitación principal | Dirección típica |
|---|---|---|---|
| Acero alto manganeso | Alta resistencia al impacto | Puede desgastarse más rápidamente bajo abrasión de bajo impacto. | Molienda gruesa y fuerte impacto |
| Aleación de acero | Dureza y tenacidad equilibradas | Debe coincidir con la tarea de molienda real. | Molienda general de mineral duro |
| Aleación de alto contenido de cromo | Fuerte resistencia a la abrasión | Menor resistencia bajo impacto fuerte | Desgaste abrasivo con impacto controlado |
| Revestimiento de goma | Menor peso y ruido | Menos adecuado para impactos severos | Molienda fina y servicio de bajo impacto |
| Compuesto de caucho y metal | Soporte equilibrado contra impactos y abrasión. | Por lo general, requiere un diseño personalizado. | Condiciones de desgaste por abrasión húmeda o mixta |
El acero con alto contenido de manganeso es conocido por su tenacidad y su capacidad de endurecimiento por deformación.
Al recibir impactos repetidos, la superficie puede endurecerse mientras que la estructura interna permanece resistente. Esto la hace útil para el desbaste grueso y en condiciones de alto impacto.
Sin embargo, es posible que no se endurezca eficazmente cuando la fuerza de impacto es demasiado baja.
En procesos de rectificado de bajo impacto pero altamente abrasivos, el desgaste puede ser más rápido de lo esperado.
Se utilizan ampliamente porque sus propiedades se pueden ajustar a las diferentes condiciones del mineral y del molino.
El diseño exacto de la aleación debe coincidir con el tamaño de alimentación, el diámetro del molino, el tamaño de la bola, la intensidad del impacto y el patrón de desgaste abrasivo.
Los revestimientos de acero aleado pueden diseñarse con diferentes niveles de dureza y tenacidad.
Los materiales con alto contenido de cromo ofrecen una gran resistencia a la abrasión.
Pueden resultar adecuadas para aplicaciones en las que el desgaste superficial sea más grave que el daño por impacto.
Sin embargo, una alta dureza suele implicar una menor tenacidad. Por lo tanto, los revestimientos con alto contenido de cromo deben evaluarse cuidadosamente antes de su uso en grandes molinos sometidos a cargas de impacto elevadas.
Los revestimientos de goma son más ligeros que los de acero y pueden reducir el ruido.
Suelen considerarse para molinos pequeños y medianos, molienda secundaria, molienda fina, molienda húmeda y aplicaciones de bajo impacto.
Los revestimientos compuestos de caucho y metal combinan elementos de elevación metálicos con secciones de caucho. La parte metálica soporta los impactos y la elevación, mientras que la parte de caucho reduce el peso, el ruido y algunos tipos de desgaste por corrosión.
Los minerales blandos y semiduros suelen generar una menor resistencia a la rotura que la roca dura de alta resistencia.
Sin embargo, esto no significa automáticamente que el desgaste del revestimiento sea bajo.
Algunos minerales blandos son pegajosos, corrosivos o altamente abrasivos. Otros generan grandes volúmenes de partículas finas que aumentan el desgaste por deslizamiento.
Para materiales relativamente blandos y poco abrasivos, el revestimiento no siempre necesita la máxima resistencia al impacto.
Las posibles opciones incluyen:
Los revestimientos de caucho pueden resultar atractivos en la molienda húmeda cuando se controla el tamaño de la alimentación y las cargas de impacto son moderadas.
Su menor peso también puede simplificar la instalación y reducir la dificultad de manejo.
Los minerales de dureza media suelen requerir un equilibrio entre tenacidad y resistencia al desgaste.
Dependiendo del tamaño de la alimentación, el diámetro del molino, el tamaño de las bolas, el perfil del revestimiento y la intensidad del impacto, se puede considerar el uso de acero aleado o acero con alto contenido de manganeso.
Si el material de alimentación es relativamente grueso, la dureza cobra mayor importancia.
Cuando el molino realiza una molienda fina con bolas más pequeñas, la resistencia a la abrasión puede convertirse en la principal preocupación.
Un error común es seleccionar revestimientos de caucho únicamente porque el mineral se describe como blando.
Si el material de alimentación contiene partículas de gran tamaño, metales extraños o minerales abrasivos afilados, los revestimientos de caucho pueden sufrir cortes, desgarros o daños localizados.
Antes de elegir un material de revestimiento más ligero, es necesario comprobar el estado general del material de alimentación.
Los minerales duros y abrasivos crean algunas de las condiciones más exigentes para el revestimiento.
Entre los ejemplos se incluyen el mineral de oro rico en cuarzo, el mineral de hierro duro, el mineral de cobre silíceo y otros tipos de rocas aptas para la minería.
Cuando el molino recibe material de alimentación grueso y duro, los revestimientos deben absorber impactos repetidos sin agrietarse.
Los materiales posibles incluyen:
En estas condiciones, elegir el material más duro disponible no siempre es seguro.
Un revestimiento excesivamente duro pero quebradizo puede agrietarse alrededor de los orificios de los pernos, los bordes de los elevadores o las zonas de alta tensión.
La resistencia debe tener prioridad cuando las cargas de impacto son severas.
Cuando predomina el desgaste superficial y se controla el impacto, los materiales de aleación de mayor dureza pueden proporcionar una vida útil más prolongada.
Las posibles opciones incluyen:
El perfil del revestimiento también debe reducir el deslizamiento innecesario entre la carga y la superficie del revestimiento.
El esmerilado en húmedo puede generar un desgaste combinado abrasivo y corrosivo.
En esta situación, los ingenieros deben evaluar el pH de la pulpa, su composición química, la temperatura, las sales disueltas, la abrasividad del mineral y el patrón de desgaste del revestimiento existente.
Los revestimientos compuestos de caucho y metal pueden ofrecer ventajas en determinadas aplicaciones de molienda húmeda, ya que las secciones de caucho resisten ciertos efectos de corrosión, mientras que los elevadores metálicos proporcionan soporte estructural.
| Estado del mineral | Comportamiento de desgaste típico | Dirección preliminar del revestimiento |
|---|---|---|
| Mineral blando y poco abrasivo | Bajo impacto y desgaste moderado | Revestimiento de caucho o material compuesto |
| Mineral de dureza media | Impacto y abrasión equilibrados | Acero aleado o acero al manganeso |
| mineral duro y tosco | Fuerte impacto | Acero de aleación resistente o de manganeso |
| Mineral duro y rico en cuarzo | Desgaste abrasivo severo | Acero de aleación resistente al desgaste |
| Lodo duro y corrosivo | Abrasión más corrosión | Diseño compuesto o resistente a la corrosión |
Estas recomendaciones son puntos de partida, no especificaciones definitivas.
El material del forro es solo una parte de la selección del forro.
El perfil del revestimiento controla cómo se mueven los medios de molienda dentro del molino.
Un elevador bien diseñado sube el material a la altura correcta y crea una útil combinación de impacto y acción en cascada.
Los elevadores más altos generalmente elevan el material de molienda más antes de liberarlo.
Esto puede aumentar la energía de impacto y ayudar a romper partículas gruesas y duras.
Sin embargo, una altura excesiva del elevador puede provocar un fuerte impacto en el revestimiento, una mayor rotura de la bola, un desgaste más rápido del revestimiento y un movimiento inestable de la carga.
Los elevadores inferiores generan mayor efecto cascada y abrasión.
Esto puede ser adecuado para una molienda más fina, pero también puede aumentar el riesgo de sobremolienda si el perfil no se ajusta al proceso.
El ángulo de elevación influye en el punto de liberación del medio de molienda.
Un ángulo incorrecto puede provocar que las bolas caigan demasiado pronto, golpeen directamente el revestimiento, se deslicen excesivamente o creen zonas muertas.
Incluso cuando el diseño original es correcto, el perfil del revestimiento cambia durante su uso.
A medida que los elevadores se desgastan, la elevación del material disminuye, la energía de impacto cae, el rendimiento puede disminuir y el consumo de energía por tonelada puede aumentar.
Por eso, los operarios no deben evaluar el estado del revestimiento únicamente en función del espesor restante.
La forma restante es igualmente importante.
Un revestimiento puede tener el grosor suficiente, pero ya no proporcionar la acción de elevación necesaria.
El desgaste prematuro del revestimiento suele deberse a errores de selección y de operación.
Términos como mineral de oro, mineral de cobre o mineral de hierro no proporcionan suficiente información.
Los minerales procedentes de diferentes yacimientos pueden presentar diferencias significativas en cuanto a dureza, contenido de cuarzo, estructura granular y abrasividad.
Una mayor dureza no siempre implica una mayor vida útil.
Si el revestimiento carece de resistencia, puede agrietarse al producirse un impacto antes de que se haya utilizado por completo la superficie de desgaste.
El pienso de gran tamaño aumenta la carga de impacto.
Esto puede provocar roturas en el revestimiento, deformaciones, daños en los orificios de los pernos o desgaste localizado.
Las bolas de molienda grandes aumentan la fuerza de impacto.
Si el revestimiento no está diseñado para soportar esta carga, los bordes de los elevadores y las zonas de los pernos pueden fallar.
Los elevadores desgastados alteran la trayectoria del medio abrasivo y reducen la eficiencia de la molienda.
La fábrica puede seguir funcionando, pero el consumo de energía por tonelada puede aumentar y el tamaño del producto puede volverse inestable.
Un apriete incorrecto de los pernos, un contacto desigual, un material de soporte dañado o una mala alineación pueden provocar que los revestimientos se aflojen, que los pernos fallen, que la carcasa se dañe, que se agriete y que haya desgaste localizado.
El estado de los pernos debe comprobarse después de la instalación y durante las paradas programadas.
Una alimentación inestable, una carga insuficiente, una densidad de purín incorrecta y una mala granulometría del medio filtrante pueden acelerar el daño del revestimiento.
Cuando la alimentación en bruto cae bruscamente, las bolas de acero pueden golpear los revestimientos de forma más directa. Esto aumenta el riesgo de fatiga y agrietamiento.
Se deben registrar los patrones de desgaste durante cada parada, ya que un desgaste irregular suele revelar problemas en la alimentación, la disposición del revestimiento, el movimiento de la carga o la instalación.
El revestimiento más barato no siempre es la opción de menor costo.
El revestimiento debe evaluarse en función del coste total por tonelada de mineral procesado.
Los factores de costo importantes incluyen:
Por ejemplo, un revestimiento de acero grueso puede tener un precio de compra más bajo, pero requiere más tiempo de instalación y reduce el volumen interno efectivo del molino.
Un revestimiento compuesto más ligero puede tener un coste inicial mayor, pero puede ofrecer una instalación más rápida, un menor riesgo durante la manipulación, un mayor volumen interno, un menor tiempo de inactividad o una mayor eficiencia energética en condiciones adecuadas.
El mejor revestimiento es aquel que ofrece un rendimiento de molienda estable con el menor coste operativo total.
Un proceso de selección fiable suele seguir estos pasos:
Después de instalar los nuevos revestimientos, registre:
Esta información permite a los ingenieros mejorar el diseño del revestimiento durante el próximo ciclo de reemplazo.
Consejo del ingeniero
No evalúe el rendimiento del revestimiento únicamente en función de los meses de funcionamiento.
Un revestimiento que dura más pero reduce el rendimiento puede tener un coste por tonelada más elevado que un revestimiento de menor duración que permite una mayor eficiencia de molienda.
Para obtener una recomendación más precisa, prepare información operativa completa.
Los datos útiles incluyen:
Esta información ayuda a los ingenieros a seleccionar el material del revestimiento, el perfil y el plan de instalación adecuados para la tarea de rectificado real.
Siempre se debe evaluar un molino de bolas junto con el mineral, el medio de molienda, el tamaño de la alimentación, el estado de la pulpa y el proceso posterior.
¿Los revestimientos de acero son siempre mejores para el mineral duro?
No. El mineral duro puede requerir revestimientos de acero, pero la elección final depende del impacto, la abrasividad, el tamaño del molino, el tamaño de la alimentación, el tamaño de las bolas y las condiciones de la pulpa.
¿Se pueden utilizar revestimientos de caucho para minerales duros?
Pueden utilizarse en aplicaciones específicas de molienda fina o de bajo impacto. Generalmente, son menos adecuadas para alimentación gruesa y impactos severos.
¿Por qué se agrietan los revestimientos de los molinos de bolas antes de desgastarse?
Las causas comunes incluyen una dureza insuficiente, un impacto excesivo de la bola, una alimentación sobredimensionada, una instalación incorrecta, pernos flojos y una alta tensión localizada.
¿Con qué frecuencia se deben inspeccionar los revestimientos de los molinos de bolas?
Los revestimientos deben revisarse durante las paradas programadas y controlarse mediante datos de funcionamiento, estado de los pernos, ruido, vibración, espesor y patrón de desgaste.
¿Qué información se necesita para seleccionar el revestimiento?
La información típica incluye la dureza del mineral, la abrasividad, el tamaño de la alimentación, el tamaño del producto, las dimensiones del molino, la velocidad del molino, el tamaño de las bolas, las condiciones de la pulpa, el rendimiento y la vida útil actual del revestimiento.
La selección del revestimiento del molino de bolas según la dureza del mineral es más compleja que simplemente combinar mineral blando con caucho y mineral duro con acero.
La dureza del mineral afecta a la resistencia a la rotura, pero la abrasividad, la carga de impacto, el tamaño de la alimentación, el diámetro del molino, los medios de molienda, las condiciones de la pulpa y el perfil del revestimiento suelen determinar la elección final.
Un revestimiento eficaz debe proporcionar la dureza suficiente para resistir impactos, la resistencia al desgaste suficiente para controlar la abrasión y la geometría correcta para mantener un movimiento eficiente del medio.
Al evaluar el rendimiento del revestimiento en función de las toneladas procesadas, el consumo de energía, el rendimiento, el patrón de desgaste y el tiempo de parada, los operadores de la planta pueden tomar mejores decisiones y reducir el coste real de molienda por tonelada.
ZONEDING fabrica molinos de bolas y equipos de procesamiento de minerales para aplicaciones de molienda de menas.
Nuestros ingenieros pueden evaluar las propiedades del mineral, el tamaño de la alimentación, las especificaciones del molino, los medios de molienda y los patrones de desgaste del revestimiento existente para recomendar un material y un perfil de revestimiento adecuados.
Para obtener una recomendación más precisa, indique el tipo de mineral, el índice de trabajo de Bond (si está disponible), el tamaño máximo de alimentación, el tamaño del producto deseado, el modelo del molino de bolas, el método de molienda (húmedo o seco), el tamaño de las bolas de molienda, el material del revestimiento actual y la vida útil actual del revestimiento.
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