Un molino de bolas es un tambor hueco, cerrado con cabezas laterales, de carga y descarga, llenado con cuerpos moledores, que gira sobre su propio eje. El tambor de un molino de bolas (Fig.1.) es un cilindro hueco de acero, cubierto por dentro con placas de revestimiento, que lo protegen contra el impacto y la fricción de las bolas y del material que se tritura. La forma de las placas de revestimiento del tambor del molino tiene una influencia considerable en su funcionamiento. El revestimiento de los tambores de los molinos de bolas que funcionan con materia prima gruesa tiene placas onduladas. Para molinos que operan con material fino, se utilizan las placas de revestimiento con “ondas” pequeñas o placas lisas. La altura, la disposición mutua y la forma de las “ondas” determinan la fuerza de adhesión de los cuerpos trituradores al tambor y los resultados de la operación del molino. Por lo tanto, es importante que con el desgaste del revestimiento, el carácter de su superficie no cambie drásticamente.
Figura 1. Tambor de molino de bolas
Las cabezas laterales están moldeadas integralmente con muñones. huecos. Los muñones están equipados con bandajes de soporte, con ayuda de los cuales el tambor se apoya sobre dos soportes de rodillos autoajustables. El molino se carga con material a través de una boca de carga. El molino es accionado por un motor eléctrico a través de un acoplamiento, un reductor y un acoplamiento elástico. Cuando el tambor gira, los cuerpos moledores (de molienda) siguen en la dirección de su rotación, se elevan a cierta altura y caen o ruedan libremente.
Según el método de descarga del producto molido, existen molinos con descarga central y descarga a través de la rejilla.
En los molinos con descarga central, el producto molido se extrae mediante una descarga libre a través de un muñón hueco de descarga. Para ello es necesario que el nivel de la pulpa en el tambor sea superior al nivel del muñón de descarga inferior. Por eso, los molinos de descarga central a veces se llaman molinos de flujo descendente o molinos de nivel alto de pulpa. El cuello (boca) de descarga tiene un diámetro ligeramente mayor que el de carga para crear una pendiente y mantener un alto nivel de pulpa dentro del molino.
Los molinos con descarga a través de una rejilla tienen un dispositivo elevador para una descarga forzosa del producto molido. Por lo tanto, en los molinos de este tipo, el nivel de pulpa puede ser más bajo que el nivel del muñón de descarga. Los molinos con descarga a través de una rejilla a veces se denominan molinos descarga forzada o molinos de nivel bajo de pulpa. Este tipo de molino de bolas tiene en el extremo de descarga del tambor una rejilla con orificios para descargar el material molido. En el lado que mira hacia la cabeza lateral de descarga, la rejilla tiene estantes elevadoras radiales que dividen el espacio entre la rejilla y la cabeza lateral en cámaras sectoriales abiertas en el muñón. A medida que gira el tambor, las estantes actúan como una rueda elevadora y levantan la pulpa hasta el nivel del muñón de descarga. Tal diseño permite mantener un bajo nivel de pulpa dentro del molino y reduce el tiempo de estancia del material en él debido a la reducción del volumen de pulpa.
Dependiendo de la forma del tambor, existen molinos cilíndricos y cónicos. Los primeros, a su vez, se clasifican en tres tipos: cortos, largos y de tubo. Los molinos de bolas cortosson molinos en los que la longitud del tambor es menor o igual a su diámetro; los largosson aquellos la longitud de cuyo tambor es superior a uno, pero inferior a tres de sus diámetros; los de tipo tubo son aquellos la longitud de cuyo tambor es superior del triple de su diámetro.
Fig. 2. Molino cilíndrico de bolas
Un molino cilíndrico de bolas (Fig. 2.), sirve para triturar un material grueso. Tal molino debe tener una longitud pequeña, ya que las bolas se distribuyen uniformemente a lo largo de toda su longitud y reciben el mismo impulso durante su rotación. Cuanto más grandes sean los trozos del material a triturar, mayor debe ser el diámetro del tambor de un molino cilíndrico de bolas.
Fig. 3. Molino de bolas tipo tubo.
En los molinos de bolas tipo tubo, las bolas interactúan con el material a triturar durante más tiempo. El tambor de un molino de este tipo está revestido por dentro con barras de pedernal o grava de pedernal sobre cemento. El material está alimentado continuamente desde un extremo del tambor a lo largo de su eje a través de la boca de carga y sale por el extremo opuesto del tambor a través de su pared lateral u orificios en las paredes. El molino de bolas tipo tubo (Fig. 3) está equipado con un accionamiento de diseño similar al accionamiento de los trenes de laminación. El árbol de accionamiento central tiene protuberancias y depresiones fresadas en sus extremos, que entran en los acoplamientos correspondientes. Con tal diseño, el desplazamiento axial del molino no se transmite al reductor o al motor eléctrico.
Fig. 4. Molino de bolas cónico.
El casco de un molino de bolas cilíndrico cónico está compuesto de dos conos y una parte cilíndrica corta ubicada entre ellos (Fig. 4). Tal cambio en la forma de un molino cilíndrico es muy razonable, ya que se logra proporcionalidad entre la carga aplicada y la resistencia útil. La velocidad circunferencial del tambor del molino cónico disminuye gradualmente en la dirección de la parte cilíndrica hacia el orificio de descarga, en la misma dirección disminuye el ángulo de elevación de las bolas dentro del molino y, en consecuencia, su energía cinética. El tamaño de los trozos triturados también disminuye paulatinamente a medida que se acerca al lugar de descarga; esto reduce el consumo de energía para la molienda.
Cabe señalar que el rendimiento de los molinos de bolas depende del diámetro del tambor y de la relación entre el diámetro y la longitud del tambor. En los molinos de bolas cortos, la molienda es más gruesa y, para lograr la finura de molienda requerida, es necesario devolver una gran cantidad de material del clasificador al molino, lo que provoca su sobrecarga. En los molinos de bolas largos, la molienda ocurre solo en su parte frontal; sin embargo, la presencia de bolas en la parte restante del tambor solo aumenta el consumo de energía.
Los molinos de tambor se fabrican con una cámara de molienda (cortas y largas) y con dos o más cámaras (largas y de tubo). Los molinos de cámara única de acción contínua son los principales equipos de molienda de las plantas de enrequicimiento.