Cómo influye el tipo de mineral en el desgaste de las bolas de molienda

Las bolas de molienda operan en un entorno extremadamente agresivo; sin embargo, no todos los minerales afectan su vida útil de la misma manera. En la práctica, un mismo lote de bolas puede presentar niveles de desgaste significativamente diferentes según la composición mineralógica del mineral, su abrasividad, dureza y las condiciones de molienda.

Por ello, al evaluar la calidad de las bolas de molienda, es importante tener en cuenta las características del material que se va a triturar.

Durante su funcionamiento, las bolas de molienda están sometidas a varios tipos de deterioro:

• desgaste abrasivo;
• desgaste por impacto;
• desgaste corrosivo-abrasivo;
• fatiga superficial.

La contribución de cada uno de estos mecanismos depende del tipo de mineral, de los parámetros de la pulpa y de las condiciones de operación del molino.

Minerales de hierro

Muchas operaciones de procesamiento de mineral de hierro se caracterizan por la presencia de cuarzo, uno de los minerales más abrasivos que forman parte de estos minerales.

El cuarzo tiene una dureza de 7 en la escala de Mohs, por lo que su presencia influye significativamente en la velocidad de desgaste de los cuerpos moledores.

Consecuencias:

• desgaste intenso de la superficie de las bolas;
• reducción gradual de su diámetro;
• predominio del mecanismo de desgaste abrasivo.

En muchos casos se observa un desgaste relativamente uniforme sin una degradación intensa de la superficie.

Minerales de cobre

Los minerales de cobre suelen contener:

• cuarzo;
• pirita;
• calcopirita;
• magnetita.

En estas condiciones, el desgaste de las bolas de molienda adquiere un carácter más complejo.

Además del efecto abrasivo, la presencia de minerales sulfurados y oxígeno puede intensificar los procesos electroquímicos, acelerando el desgaste corrosivo-abrasivo de las bolas de acero.

Esto puede provocar:

• corrosión acelerada;
• aparición de daños localizados en la superficie;
• aumento del consumo total de medios de molienda.

Por esta razón, en muchas plantas concentradoras de cobre se observa un mayor nivel de desgaste de las bolas en comparación con aquellas condiciones en las que predomina únicamente el mecanismo abrasivo.

Minerales auríferos

Los yacimientos de oro presentan diferencias significativas en su composición mineralógica. Sin embargo, muchos minerales auríferos se caracterizan por un alto contenido de cuarzo.

En estas condiciones:

• aumenta el desgaste abrasivo;
• se incrementa la carga sobre la capa superficial de la bola;
• la dureza de la superficie de trabajo adquiere una importancia especial.

Para lograr un funcionamiento eficiente, a menudo es necesario garantizar un equilibrio óptimo entre la dureza y la tenacidad al impacto del material de las bolas.

Minerales con alto contenido de magnetita

La magnetita suele presentar una abrasividad menor que la del cuarzo. Por ello, los minerales magnetíticos con bajo contenido de cuarzo suelen provocar un menor desgaste abrasivo de las bolas de molienda.

En estas condiciones:

• la velocidad de desgaste puede ser menor;
• aumenta la importancia de las cargas de impacto;
• la resistencia a la formación de grietas adquiere una mayor relevancia.

En algunos casos, las bolas excesivamente duras pueden mostrar un rendimiento inferior debido a una mayor tendencia a la fractura frágil.

Influencia del tamaño de alimentación

La vida útil de las bolas no depende únicamente de la composición del mineral. También es importante el tamaño del material que ingresa al molino. Cuanto mayor sea el tamaño de alimentación:

• mayores serán las cargas de impacto;
• mayor será el riesgo de formación de microgrietas;
• mayores serán los requisitos de tenacidad al impacto del acero.

Por ello, unas mismas bolas pueden comportarse de manera diferente incluso en plantas que procesan minerales de composición similar.

Asimismo, también desempeñan un papel importante:

• el pH de la pulpa;
• el contenido de oxígeno disuelto;
• la densidad de la pulpa;
• la velocidad de rotación del molino;
• el grado de llenado del molino;
• la proporción de bolas de diferentes diámetros.

En la práctica, no existe una calidad de acero que sea igualmente eficaz para todos los tipos de minerales y condiciones de molienda.

Para los minerales altamente abrasivos, las propiedades más críticas son:

• la dureza;
• la resistencia al desgaste de la superficie.

En condiciones de elevadas cargas de impacto, adquieren mayor importancia:

• la tenacidad al impacto;
• la homogeneidad de la estructura;
• la resistencia a la formación y propagación de grietas.

Por ello, la eficacia de las bolas de molienda debe evaluarse únicamente en condiciones específicas de operación.

Conclusión

Por lo tanto, la vida útil de las bolas de molienda no está determinada únicamente por la calidad de su fabricación. También influyen significativamente la composición mineralógica del mineral, su abrasividad, el tamaño de alimentación, las características de la pulpa y las condiciones de operación del molino.

Al seleccionar bolas de molienda, es importante considerar las características específicas del yacimiento y de la tecnología de beneficio mineral utilizada. Una solución que ofrece excelentes resultados con minerales magnetíticos puede resultar menos eficaz durante la molienda de minerales con alto contenido de cuarzo o de minerales sulfurados.

Por ello, el enfoque moderno no consiste en seleccionar la bola “más dura”, sino en elegir el medio de molienda más adecuado para las condiciones específicas de trituración y molienda.