El principio de funcionamiento del molino de bolas зes como sigue. En un molino de bolas de acción continua, el material a ser triturado se alimenta a través del orificio central en una de las cabezas dentro del tambor y se mueve a lo largo de este, quedando expuesto a los cuerpos moledores. En este caso, la molienda del material se produce por impacto de las bolas de molienda que caen y abrasión de sus partículas entre los cuerpos. En lo sucesivo, el material molido se descarga a través del orificio central en la cabeza de descarga o a través de la parrilla (molinos con descarga central y descarga a través de la parrilla).
ПCon tener el molino llenado con bolas de molienda en un 40 – 50% y con un revestimiento no liso, prácticamente no hay deslizamiento de las capas exteriores de las bolas, y el deslizamiento de las capas interiores una sobre la otra se observa bajo varios modos de operación del molino. Con rellenar el molino con una sola capa de los cuerpos moledores, ellos giran alrededor de su eje, que es paralelo al eje de rotación del tambor y con el revestimiento liso no están sujetos a movimiento circular, incluso a altas velocidades. Con el llenado multicapa del tambor del molino con cuerpos moledores, dependiendo de la velocidad de rotación, es posible uno de los siguientes regímenes de movimiento de los cuerpos moledores:
- En cascada: es el régimen de velocidad del movimiento de las bolas de molienda cuando ellas bajan rodando, sin caída
- Mixto: es el régimen de velocidad del movimiento de las bolas de molienda cuando ellas parcialmente bajan rodando y con caída
- En catarata: es el régimen de velocidad del movimiento de las bolas de molienda cuando ellas principalmente caen libremente.
Fig.1. Cuerpos moledores en los régimenes de operación del molino en cascada (a), mixto (b) y en catarata (c)
El régimen en cascada del movimiento de bolas de molienda se lleva a cabo a una baja frecuencia de la rotación del tambor. Cuando se arranca el molino, el medio de molienda gira en un cierto ángulo y las bolas de molienda se mueven a lo largo de las trayectorias cerradas. La superficie curvilínea de su talud natural está cercana a un plano inclinado bajo cierto ángulo con respecto al horizonte, y este ángulo es igual al ángulo de la rotación máxima. Con el régimen de operación establecido, el medio de molienda permanece en esta posición, y los cuerpos moledores circulan continuamente, elevándose en trayectorias circulares y rodando hacia abajo en una “cascada” hasta el punto de base. En la parte central del medio de molienda existe una zona o “núcleo” que permanece casi inmóvil. En el modo de cascada, la molienda se produce como resultado de la acción trituradora y abrasiva de los cuerpos moledores. Este régimen se utiliza en la operación de molinos de bolas con descarga central.
El modo de movimiento mixto de las bolas de molienda se diferencia de él de cascada en que en este caso se utilizan las bolas que se encuentran entre las capas exteriores y el “núcleo” casi inmóvil, alrededor del cual ellas están circulando.
El modo en cascada del movimiento de los cuerpos moledores dentro del molino оse lleva a cabo a una frecuencia de rotación del tambor que asegura la migración de todas o de la mayoría de las capas de bolas de molienda de una trayectoria circular a una parabólica. En este modo, las bolas de molienda se elevan a lo largo de trayectorias circulares, se desvían de la trayectoria circular en ciertos puntos y caen libremente en curvas parabólicas. En los puntos de impacto, las bolas de molienda cambian nuevamente a la trayectoria circular de la capa correspondiente. La molienda en los molinos de bolas con el modo en cascada ocurre principalmente debido al impacto de las bolas que caen y en parte debido al desmenuzamiento y la trituración. Este modo es ampliamente utilizado y es el único cuando se muelen materiales difíciles de moler.
El peso de las bolas de molienda debe ser suficiente para que puedan triturar las piezas más grandes del material que se tritura. Para un trabajo eficiente de los molinos de bolas es necesario observar la relación correcta entre el tamaño de las bolas y el tamaño de los trozos del material cargado en el molino. Si el material que debe ser molido contiene muchos trozos de gran tamaño que no se muelen, se producirá su acumulación paulatina entre las bolas y, finalmente, no permitirá continuar operando el molino. En estos casos, es necesario reducir el tamaño del material triturado o aumentar el tamaño de las bolas, pero en este último caso, la superficie de trabajo del molino disminuye, lo que provoca una disminución de su rendimiento. También es importante controlar el grado de llenado del tambor con bolas, porque en caso de un llenado demasiado, las bolas que van subiendo chocan con las que caen.
La influencia del diseño de los molinos y de la forma de las placas del revestimiento sobre su rendimiento se ha establecido sobre la base de datos prácticos. Los molinos que operan con un bajo nivel de pulpa, tienen un rendimiento ligeramente mayor que los molinos con alto nivel de pulpa. En particular, el rendimiento de los molinos de bolas con parrilla es aproximadamente un 15% mayor que la de los molinos de descarga central. El rendimiento de los molinos con el revestimiento liso es menor que el de los molinos con el revestimiento ondulado. El rendimiento del molino también depende de otros factores: el número de revoluciones del tambor, la finura de la molienda, la humedad y el tamaño del material triturado, la periodicidad de la eliminación del producto terminado.
Las ventajas de los molinos de bolas, además de una gran potencia unitaria, una finura de molienda correspondiente a una superficie específica de 5000 cm2/g, la simplicidad de diseño, el alta confiabilidad, también incluyen una base científica bien desarrollada.
Las desventajas de los molinos de bolas incluyen su importante consumo de metal y el desgaste de los cuerpos moledores, así como un fuerte ruido. La mayor parte de la energía durante el funcionamiento de un molino de bolas se desperdicia, lo que conduce a un coeficiente de eficiencia bajo. Pero incluso un consumo de energía específico significativo para moler el material tiene un efecto beneficioso cuando se usa el molino. Esto no excluye la búsqueda de soluciones para ahorrar energía durante la molienda, que es lo que están haciendo los especialistas de todo el mundo.