MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA MOLIENDA FINA DE PARTÍCULAS MINERALES Antecedentes de la Invención La invención se relaciona con un método de molienda fina de particulas minerales por medio de un molino de molienda que contiene cuerpos de molienda que comprenden bolas de acero o hierro moldeadas que tienen dimensiones comprendidas entre 20 mm y 120 mm. Estado del Ramo El estado del ramo para utilizar bolas de molienda en molinos de molienda giratorios horizontales para reducir la granulometria de particulas minerales previamente trituradas. ¦ Los tamaños de estos bolas cuando son nuevas raramente son menores de 22.5 mm. La resistencia mecánica de estas bolas de tamaños mayores, sin embargo, permanece limitada debido a la distribución radial desigual de la dureza y de la estructura metálica obtenida cuando se realiza procesamiento térmico. La dureza frecuentemente es inferior en el centro, lo que resulta en desgaste prematuro e irregular de las bolas. Otra desventaja es la cantidad grande de energía requerida por el molino de molienda para obtener una granulometria predeterminada en la salida, todo más para que sea más fina esta granulometria. De hecho ya se ha comprobado y descrito en numerosas publicaciones que entre más fina es la granulometría del producto de entrada, es mejor reducir el tamaño de las bolas para obtener una eficiencia de molienda determinada con el gasto mínimo de energía. El factor determinante entonces se convierte en la superficie del medio de molienda que aumenta a medida que disminuyen sus tamaños. En un molino de molienda giratorio, la parte esencial de la energía variable es aquella que se requiere para ajusfar la carga de los cuerpos de molienda en movimiento, mientras que la energía para impulsar el propio molino de. molienda en rotación es predeterminada. Si la carga de los cuerpos de molienda se reduce, la energía necesaria (a productividad igual) se reducirá. Esta reducción de la carga es posible con un medio de molienda de tamaño pequeño, que hace una molienda más eficiente, todas las otras cosas siendo iguales. Objeto de la Invención El objeto de la invención es proporciona un método de molienda fina de partículas minerales que permite que una eficiencia óptima del molino de molienda se obtenga con un ahorro en energía y un aumento en productividad. El método de conformidad con la invención se caracteriza por los siguientes pasos^que consisten en: fabricar mediante atomización de gránulos de acero con un contenido elevado de carbono o gránulos de hierro fundido en una escala de granulometría que permanece inferior a 15 mm, y mezclar los gránulos con las bolas dentro del molino de molienda en una proporción de peso previamente establecida dependiendo de la granulometria de las partículas minerales que se van a moler y en la relación de reducción requerida entre la alimentación de entrada y el producto final . De conformidad con una particularidad de la invención, la proporción de peso de los gránulos en la mezcla aumenta si la granulometria de las partículas en la entrada se disminuye, y disminuye de manera inversa en caso de un aumento de la granulometria. El acero o el hierro fundido de los gránulos tienen un contenido de carbono de aproximadamente 0.6% a 3.5% y se pueden alear con Cr y/o Mo. De conformidad con otra particularidad de la invención, los gránulos después de atomización se someten a un tratamiento térmico para endurecimiento de núcleo diseñado para aumentar la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión. Breve Descripción de los pibu os Otras ventajas y particularidades se harán más claramente evidentes a partir de la siguiente descripción de una modalidad de la invención, proporcionada como un ejemplo no restrictivo solamente y representado en los dibujos que se acompañan, en los cuales: La Figura 1 es una vista esquemática del circuito de molienda equipado con un molino de molienda primario corriente arriba de un molino de molienda secundario para molienda fina de las partículas; La Figura 2 ilustra dos diagramas de la relación de reducción de las partículas del producto que se va a moler de conformidad con la proporción de peso de los gránulos en la mezcla de molienda. Descripción de una Modalidad Preferida La invención se relaciona con la molienda fina de partículas minerales, en particular rocas, mineral, concentrado de sulfuro u otros minerales con un contenido elevado de metal, o minerales industriales que se han sometido previamente a una primera reducción de tamaño en un molino 10 de molienda primario. Las dimensiones de las partículas minerales obtenidas después de esta molienda preliminar son generalmente mayores de 50 o 100 micrones . Subsecuentemente se realiza luego la molienda fina en un molino 12 de molienda de recirculación, giratorio, secundario (circuito cerrado) para reducir la granulometría de las partículas en la salida 14. También es posible utilizar un molino de molienda sin recirculación (circuito abierto no mostrado en la Figura 1) .
El molino 10 de molienda primario de tipo autógeno está asociado con un tamiz 16 sobre el cual se monta una linea 18 de rociadura para separar los fragmentos sólidos de roca de conformidad con su tamaño. Los fragmentos más grandes se reciclan en el molino 10 de molienda primario y los fragmentos más finos se envían el circuito de molienda secundario. La base del tamiz 16 está conectada mediante un ducto 18 a un tanque 20 de recuperación conectado a través de una bomba 22 a cuando menos un dispositivo 24 de separación de ciclón. El ciclón 24 comprende un flujo 26 inferior de recirculación y un flujo superior 28 de evacuación para el producto terminado correspondiente a la molienda fina que presenta una granulometría de menos de 100 micrones. Un tubo 30 conecta el flujo 26 inferior a una tolva 32 de alimentación del molino 12 de molienda secundario para realizar el reciclado de las partículas demasiado grandes. El molino 12 de molienda secundario con tambor 33 giratorio horizontal comprende una entrada 34 conectada con la tolva 32 y una cámara 35 longitudinal que contiene cuerpos o medios de molienda formados por una mezcla de bolas 36 de acero y gránulos 38. La salida 14 del molino 12 de molienda secundario está desviada hacia abajo con respecto al nivel de la entrada 34 y comprende una rejilla 40 dispuesta arriba del tanque 20 de recuperación.
Dentro del tambor 33, las bolas 36 y gránulos 38 se distribuyen sobre la longitud completa de la cámara 35 permaneciendo apilados por gravedad en un nivel de llenado que se ajusta con respecto a la entrada 34 y salida 14, el nivel dependiendo del coeficiente de llenado de la carga.
Las partículas que se van a moler se inyectan hacia la cámara 35 en la dirección axial indicada por la flecha F. Las bolas 36 de la carga de molienda se utilizan de manera convencional en los molinos de molienda y generalmente estén hechas de acero o hierro fundido con tamaños comprendidos entre 20 mm y 120 mm. La configuración de las bolas 36 puede ser esférica o cilindrica con diámetros precisos . El sistema de molienda en fase líquida arriba descrito también se puede reemplazar por molienda en seco en circuito abierto o circuito cerrado con recirculación. En este caso, el fluido es aire. Dicho dispositivo es particularmente apropiado para molienda de cemento. La innovación consiste en mezclar los gránulos 38 de tamaños menores con las bolas 36 -para llevar al óptimo la relación de reducción de las partículas dentro del molino 12 de molienda secundario. Los gránulos 38 presentan formas esféricas o ligeramente aplanadas con diámetros menores a 15 mm. La composición química de los gránulos 38 puede ser aquella de ¦ acero o granalla de hierro fundido con un contenido de carbono de aproximadamente 0.6% a 3.5%. El acero o hierro fundido se pueden alear con Cr y/o Mo, o cualquier otro elemento capaz de aumentar la resistencia al desgaste, corrosión y choques que ocurren cuando ocurre la molienda. Los gránulos 38 de acero o hierro fundido se obtienen venta osamente mediante atomización de agua o mediante centrifugación, con una escala de granulometria variable permaneciendo menor a 15 mm. Después de la fase de atomización, los gránulos 38 se someten a selección de configuración, clasificación por tamaño, y luego tratamientos térmicos para realizar endurecimientos de núcleo diseñados para hacer la dureza en la periferia y en el centro, uniforme . En la fase de atomización, el régimen de enfriamiento mínimo en la masa de un gránulo 38 es de preferencia mayor a 10°C/segundo. La proporción de peso de los gránulos 38 en la mezcla con las bolas 36 depende de la granulometria de las partículas en la entrada 34 del molino 12 de molienda secundario. Será mayor entre más fina es la granulometria de las partículas de entrada. De manera inversa, si la granulometria de las partículas del producto que se va a moler se aumenta, la proporción de gránulos 38 se tiene que reducir en comparación con la proporción de bolas 36.
Cuando la rotación del tambor 33 de molienda ocurre, los gránulos 38 atacan las partículas pequeñas, mientras que las bolas 36 se encargan de las partículas mayores. La capacidad de molienda del producto que se va a moler también puede influenciar la proporción de los gránulos 38. Los gránulos 38 y las bolas 36 de los cuerpos de molienda tienen una densidad absoluta mayor de 7.5. Los gránulos 38 más pequeños ocuparán los espacios entre las bolas 36 de manera de aumentar la densidad aparente de la carga y liberar volumen para la pulpa 42. La densidad aparente de los gránulos 38 debe ser mayor de 4. El diámetro de los gránulos esféricos está de preferencia comprendido entre 1 irati y 12 nm. Cuando ocurre la molienda, la capa de pulpa 42 es más alta que el nivel de la carga de molienda, a un nivel substancialmente coplanar 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 se va a moler contra la proporción en peso de los gránulos 38 en la mezcla dé molienda correspondiente a dos granulometrías de 160 micrones y 370 micrones de las partículas, y a 1 un mismo tiempo de molienda de aproximadamente 30 minutos. Para la curva F80 de granulometría de 160 micrones, la relación de reducción de las partículas es óptima (aproximadamente 7.5) cuando el porcentaje de gránulos 38 en la mezcla es alrededor de 60%. La relación de reducción aumenta linealmente en 40% (de 5.3 a 7.5) para un porcentaje de gránulos 38 que varían de 0 a 60%. Para la curva F80 de granulometría de 370 micrones, la relación de reducción de las partículas es óptima (aproximadamente 6.2) cuando el porcentaje de gránulos 38 en la mezcla es aproximadamente ' ¿0% . Luego disminuye con una inclinación descendente muy ligera (hasta 5.8) cuando el porcentaje de gránulos 38 varía de 305 a 60%. La relación de reducción aumenta linealmente en 16% (de 5.3 a 6.2) para un porcentaje de gránulos 38 que varía de 0 a 30%. Las crestas A y B de las dos curvas corresponden al grado máximo de molienda del molino de molienda para granulometrías predeterminadas en la entrada. La granulometría final óptima en la salida del molino 12 de molienda secundario luego es aproximadamente 20 micrones siguiendo la relación de reducción de 7.5 para una granulometría de entrada de 160 micrones y 60 micrones siguiendo la relación de reducción de 6.2 para una granulometría de entrada de 370 micrones. Naturalmente es posible seleccionar el porcentaje de gránulos 38 de 10% a 80% de conformidad con la granulometría final requerida. Las ventajas que resultan de lo mismo para el mismo producto que se va a moler (naturaleza y granulometria) en la entrada del molino 12 de molienda soñ las siguientes : ahorro de energía de aproximadamente 10% a 20% para un molino de molienda1 giratorio horizontal y de 30% a 300% para un molino de molienda giratorio vertical de tipo Vertimill, a flujo igual de material sólido que pasa a través del molino de molienda; aumento de productividad de hasta 30% a igual energía e igual finesa del producto molido en la salida; mejora de la fineza del producto molido a energía igual y régimen de flujo igual. Cuando la rotación - del molino 12 de molienda horizontal de la figura 1 ocurre, se ha observado que los gránulos 38 no escapan a través de la rejilla 40 y permanecen apilados por gravedad dentro de la cámara 35, colocándose debajo de las bolas 36 de manera de formar una capa inferior de espesor progresivo a lo largo de la dirección longitudinal. En el curso de molienda, la mayoría de los gránulos 38 se acumulan en el lado en donde está colocada la salida 14 sin exceder el nivel de la capa dé pulpa 42. Los gránulos 38, sin embargo, permanecen protegidos por una capa de bolas 36.