ES2260473T3 - Procedimiento y dispositivo de triturado fino de particulas minerales. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de triturado fino de particulas minerales.Info
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Abstract
Procedimiento de triturado fino de partículas minerales por medio de un molino triturador (12) giratorio que contiene cuerpos de triturado que comprenden bolas (36) de acero o de hierro colado con dimensiones comprendidas entre 20 mm y 120 mm, caracterizado por las etapas siguientes que consisten en: - fabricar por atomización bolas pequeñas (38) de acero con alto contenido en carbono, o de hierro colado en una escala de granulometría que se mantiene inferior a 15 mm, - y mezclar las bolas pequeñas (38) con las bolas (36) en el interior del molino triturador (12) según una proporción ponderal predeterminada que depende de la granulometría de las partículas minerales que deben triturarse y de la relación de reducción deseada.
Description
Procedimiento y dispositivo de triturado fino de
partículas minerales.
La invención se refiere a un procedimiento de
triturado fino de partículas minerales por medio de un molino
triturador que contiene cuerpos de triturado que comprenden bolas de
acero o de hierro colado, con dimensiones comprendidas entre 20 mm y
120 mm.
Es típico utilizar bolas de triturado en molinos
trituradores giratorios horizontales para reducir la granulometría
de partículas minerales machacadas previamente. Los tamaños de estas
bolas en estado nuevo son raramente inferiores a 22,5 mm. No
obstante, la resistencia mecánica de estas bolas de gran tamaño es
limitada a causa de la repartición radial desigual de la dureza y
de la estructura metálica obtenidas durante los tratamientos
térmicos. La dureza es a menudo inferior en el centro, lo que
conlleva un desgaste acelerado e irregular de las bolas. Otro
inconveniente es la importante cantidad de energía que necesita el
molino triturador para obtener una granulometría predeterminada a
la salida, y ello más aún cuando esta granulometría es fina.
En efecto, ya se ha demostrado y descrito en
numerosas publicaciones, que cuanto más fina es la granulometría
del producto de entrada, más favorable es reducir el tamaño de las
bolas para obtener una eficacia de triturado concreta con el mínimo
gasto de energía. Entonces el factor determinante es la superficie
de los medios de triturado, que aumenta a medida que se reducen los
tamaños.
En el documento DE 339733C se describe otra
solución, que consiste en agregar partículas finas de grava con el
fin de reducir el consumo de energía.
En un molino triturador giratorio, la energía
variable esencial es aquella necesaria para poner en movimiento la
carga de los cuerpos de triturado, mientras que la energía de
arrastre en rotación del propio molino triturador está
predeterminada. En caso de disminución de la carga de los cuerpos de
triturado, disminuirá la energía necesaria (con igual
productividad). Esta disminución de la carga es posible con un medio
de triturado de tamaño reducido, que permite un triturado más
eficaz, siempre que las demás condiciones no varíen.
El objeto de la invención consiste en elaborar
un procedimiento de triturado fino de partículas minerales que
permite obtener un rendimiento óptimo del molino triturador con un
ahorro de energía y un aumento de la productividad.
El procedimiento según la invención se
caracteriza por las etapas siguientes que consisten en:
- -
- fabricar por atomización pequeñas bolas de acero con alto contenido en carbono o de hierro colado en una escala de granulometría que se mantiene inferior a 15 mm,
- -
- y mezclar las bolas pequeñas con las bolas en el interior del molino triturador según una proporción ponderal predeterminada que depende de la granulometría de las partículas minerales que deben triturarse, y de la relación de reducción deseada entre la alimentación y el producto final.
Según una característica de la invención, la
proporción ponderal de las bolas pequeñas en la mezcla aumenta en
caso de disminución de la granulometría de las partículas a la
entrada, e inversamente disminuye en caso de aumento de dicha
granulometría.
El acero o el hierro colado de las bolas
pequeñas poseen un contenido en carbono del orden de 0,6% a 3,5% y
pueden aliarse con Cr y/o Mo.
Según otra característica de la invención, tras
atomización las bolas pequeñas se someten a un tratamiento térmico
para un temple hasta el núcleo destinado a reforzar la resistencia
mecánica y la resistencia a la corrosión.
Otras ventajas y características se desprenderán
con más claridad a partir de la siguiente descripción de una forma
de realización de la invención dada a modo de ejemplo no limitador,
y representada en los dibujos anexos, en los que:
la figura 1 es una vista esquemática del
circuito de triturado equipado con un molino triturador primario
encima de un molino triturador secundario para el triturado fino de
las partículas;
la figura 2 ilustra dos diagramas de la
relación de reducción de las partículas del producto que debe
triturarse en función de la proporción ponderal de las bolas
pequeñas en la mezcla de triturado.
La invención concierne al triturado fino de
partículas minerales, especialmente de rocas, minerales, concentrado
de sulfuros u otros minerales con alto contenido metálico o también
de minerales industriales, después de haberse sometido a una
primera reducción de tamaños en un molino triturador primario 10.
Las dimensiones de las partículas minerales obtenidas tras este
triturado previo son generalmente superiores a 50 ó 100 micras. El
triturado fino ulterior se realiza después en un molino triturador
secundario 12 giratorio con recirculación (circuito cerrado) para
reducir la granulometría de las partículas a la salida 14. Asimismo
es posible utilizar un molino triturador sin recirculación
(circuito abierto que no se representa en la figura 1).
El molino triturador primario 10 del tipo
autógeno está asociado a una criba 16 coronada por una barra de
aspersión 18 para separar según el grosor los fragmentos sólidos de
rocas. Los fragmentos más grandes se reciclan en el molino
triturador primario 10, y los más finos se envían al circuito de
triturado secundario. La base de la criba 16 está unida mediante un
conducto 18 a una bandeja de recuperación 20, que está conectada
mediante una bomba 22 a al menos un dispositivo de separación con
ciclón 24.
El ciclón 24 conlleva una cuba de descarga 26 de
reciclaje y una cuba de rebose 28 de evacuación para el producto
fino que corresponde a un triturado fino cuya granulometría es
inferior a 100 micras. Una canalización 30 une la cuba de descarga
26 a una tolva 32 de alimentación del molino triturador secundario
12 para asegurar el reciclaje de las partículas demasiado
grandes.
El molino triturador secundario 12 con tambor 33
horizontal giratorio conlleva una entrada 34 unida a la tolva 32, y
una cámara 35 longitudinal que contiene cuerpos o medios de
triturado constituidos por una mezcla de bolas 36 y bolas pequeñas
38 de acero. La salida 14 del molino triturador secundario 12 está
desplazado hacia abajo respecto al nivel de la entrada 34, y
comprende una rejilla 40 dispuesta encima de la bandeja de
recuperación 20.
En el interior del tambor 33, las bolas 36 y las
bolas pequeñas 38 están distribuidas a lo largo de la cámara 35
manteniéndose almacenadas por gravedad a un nivel de llenado hacia
atrás respecto a la entrada 34 y la salida 14, dependiendo dicho
nivel del coeficiente de llenado de la carga. La partículas que
deben triturarse se inyectan en la cámara 35 en el sentido axial
que indica la flecha F.
Las bolas 36 de la carga de triturado se
utilizan de una manera típica en los molinos trituradores, y
generalmente son de acero o de hierro colado con tamaños
comprendidos entre 20 mm y 120 mm. La forma de las bolas 36 puede
ser esférica o cilíndrica con diámetros precisos.
Asimismo, puede sustituirse el sistema de
triturado en fase líquida que se ha descrito anteriormente por un
triturado en seco en circuito abierto o cerrado con recirculación.
En este caso, el fluido es aire. Un dispositivo de este tipo es
especialmente adecuado para el triturado de cemento.
La innovación consiste en mezclar las bolas
pequeñas 38 de tamaños inferiores con las bolas 36 para optimizar
la relación de reducción de las partículas en el interior del
triturado secundario 12.
Las bolas pequeñas 38 presentan formas esféricas
o ligeramente aplanadas, con diámetros inferiores a 15 mm. La
composición química de las bolas pequeñas 38 puede ser la de la
granalla de acero o de hierro colado, con un contenido en carbono
del orden de 0,6% a 3,5%. El acero o el hierro colado pueden aliarse
con Cr y/o Mo, o cualquier otro elemento susceptible de reforzar la
resistencia al desgaste, a la corrosión y a los choques mecánicos
que intervienen durante el triturado.
Las bolas pequeñas 38 de acero o hierro colado
se obtienen ventajosamente por atomización con agua o por
centrifugación, con una escala de granulometrías variable que se
mantiene por debajo de 15 mm. Tras la fase de atomización, las
bolas pequeñas se someten a una selección de la forma, una
clasificación por tamaños y después a tratamientos térmicos para
realizar temples hasta el núcleo destinados a uniformizar la dureza
en la periferia y en el centro.
Durante la fase de atomización, la velocidad de
enfriamiento mínima en la masa de una bola pequeña 38 es
preferentemente superior a 10ºC/segundo.
La proporción en peso de las bolas pequeñas 38
en la mezcla con las bolas 36 depende de la granulometría de las
partículas a la entrada 34 del molino triturador secundario 12. Será
aún más grande puesto que la granulometría de las partículas a la
entrada es fina. Inversamente, en caso de aumento de la
granulometría de las partículas del producto que debe triturarse,
es necesario disminuir la proporción de las bolas pequeñas 38
respecto a las bolas 36. Durante la rotación del tambor 33 de
triturado, las bolas pequeñas 38 atacan las pequeñas partículas,
mientras que las bolas 36 se encargan de las partículas más grandes.
La molturabilidad del producto que debe triturarse también puede
influir en la proporción de las bolas pequeñas 38.
Las bolas pequeñas 38 y las bolas 36 de los
cuerpos de triturado poseen una densidad real superior a 7,5. Las
bolas pequeñas de menor tamaño 38 ocuparán los intersticios entre
las bolas 36 de forma que aumentará la densidad aparente de la
carga, y liberará de volumen a la pulpa 42. La densidad aparente de
las bolas pequeñas (38) debe ser superior a 4. El diámetro de las
bolas pequeñas (38) esféricas está preferentemente comprendida
entre 1 mm y 12 mm.
Durante el triturado, la capa de pulpa 42
sobrepasa el nivel de la carga de triturado, a un nivel
sensiblemente coplanario con la salida 14, y debajo de la entrada
34.
La figura 2 muestra dos diagramas de la relación
de reducción de las partículas del producto que debe triturarse en
función de la proporción ponderal de las bolas pequeñas 38 en la
mezcla de triturado que corresponden a dos granulometrías de 160
micras y 370 micras de las partículas, y a un mismo tiempo de
triturado del orden de 30 minutos.
Para la curva F80 de 160 micras de
granulometría, la relación de reducción de las partículas es óptima
(aproximadamente 7,5) cuando el porcentaje de las bolas pequeñas 38
en la mezcla es de 60%. La relación de reducción crece linealmente
en 40% (de 5,3 a 7,5) para un porcentaje de bolas pequeñas 38 que
varía de 0 a 60%.
Para la curva F80 de 370 micras de
granulometría, la relación de reducción de las partículas es óptima
(aproximadamente 6,2) cuando el porcentaje de las bolas pequeñas 38
en la mezcla es de 30%. Disminuye a continuación con una pendiente
débil (hasta 5,8) cuando el porcentaje de bolas pequeñas 38 varía de
30% a 60%. La relación de reducción crece linealmente en 16% (de
5,3 a 6,2) para un porcentaje de bolas pequeñas 38 que varía de 0 a
30%.
Los picos A y B de las dos curvas corresponden
al grado de triturado máximo del molino triturador para
granulometrías predeterminadas en la entrada. La granulometría
final óptima en la salida del molino triturador secundario 12 es
entonces del orden de 20 micras tras la relación de reducción de 7,5
para una granulometría de entrada de 160 micras, y de 60 micras
tras la relación de reducción de 6,2 para una granulometría de
entrada de 370 micras.
Es posible, por supuesto, escoger el porcentaje
de bolas pequeñas 38 de 10% a 80% en función de la granulometría
final deseada. Las ventajas que se derivan para un mismo producto
que debe triturarse (naturaleza y granulometría) a la entrada del
molino triturador 12, son las siguientes:
- -
- ahorro de energía del orden de 10% a 20% para un molino triturador giratorio horizontal, y 30% a 300% para un molino triturador giratorio vertical, especialmente del tipo Vertimill, con el mismo flujo de materia sólida atravesando el molino triturador;
- -
- aumento de la productividad que puede alcanzar el 30% con la misma energía y con la misma finura del producto triturado a la salida;
- -
- mejora de la finura del producto triturado con la misma energía y el mismo rendimiento.
Durante la rotación del molino triturador 12
horizontal de la figura 1, se ha observado que las bolas pequeñas
38 no se escapan a través de la rejilla 40, y quedan almacenadas por
gravedad en el interior de la cámara 35 colocándose bajo las bolas
36 de modo que forman una capa inferior de grosor progresiva a lo
largo de la dirección longitudinal. Durante el triturado, la
mayoría de las bolas pequeñas 38 se acumulan en el lado de la
salida 14, sin sobrepasar el nivel de la capa de pulpa 42. No
obstante, las bolas pequeñas 38 siguen protegidas por una capa de
bolas 36.
Claims (11)
1. Procedimiento de triturado fino de
partículas minerales por medio de un molino triturador (12)
giratorio que contiene cuerpos de triturado que comprenden bolas
(36) de acero o de hierro colado con dimensiones comprendidas entre
20 mm y 120 mm, caracterizado por las etapas siguientes que
consisten en:
- -
- fabricar por atomización bolas pequeñas (38) de acero con alto contenido en carbono, o de hierro colado en una escala de granulometría que se mantiene inferior a 15 mm,
- -
- y mezclar las bolas pequeñas (38) con las bolas (36) en el interior del molino triturador (12) según una proporción ponderal predeterminada que depende de la granulometría de las partículas minerales que deben triturarse y de la relación de reducción deseada.
2. Procedimiento de triturado fino según la
reivindicación 1, caracterizado porque la proporción ponderal
de las bolas pequeñas (38) en la mezcla aumenta en caso de
disminución de la granulometría de las partículas a la entrada, e
inversamente disminuye en caso de aumento de dicha
granulometría.
3. Procedimiento de triturado fino según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el contenido en
carbono de las bolas pequeñas (38) es del orden de 0,6% a 3,5%.
4. Procedimiento de triturado fino según la
reivindicación 3, caracterizado porque el acero o el hierro
colado de las bolas pequeñas (38) puede aliarse con Cr y/o Mo.
5. Procedimiento de triturado fino según la
reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las bolas pequeñas
(38) se someten, tras atomización, a un tratamiento térmico para un
temple hasta el núcleo.
6. Procedimiento de triturado fino según la
reivindicación 1, caracterizado porque el diámetro de las
bolas pequeñas (38) esféricas está preferentemente comprendido entre
1 mm y 12 mm.
7. Procedimiento de triturado fino según una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las
partículas minerales que deben triturarse presentan a la entrada
(34) del molino triturador secundario (12), una granulometría
superior a 50 micras, la cual se obtiene tras una primera reducción
de tamaños en un molino triturador primario (10).
8. Procedimiento de triturado fino según una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el
triturado se produce en un molino triturador horizontal o
vertical.
9. Procedimiento de triturado fino según una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las bolas
pequeñas (38) y las bolas (36) de los cuerpos de triturado poseen
una densidad real superior a 7,5.
10. Procedimiento de triturado fino según una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la
densidad aparente de las bolas pequeñas (38) debe ser superior a
4.
11. Procedimiento de triturado fino según una
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque durante
la fase de atomización de las bolas pequeñas (38), la velocidad
mínima de enfriado en la masa es preferentemente superior a
10ºC/segundo.
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