Los medios de molienda son los materiales que se utilizan dentro de los molinos de bolas, molinos de perlas y otros equipos de molienda para descomponer las materias primas en partículas más pequeñas.
Los cinco tipos principales incluyen bolas de acero forjado, bolas de hierro fundido, bolas de acero inoxidable, medios cerámicos (alúmina, zirconio, silicato de zirconio) y microesferas de vidrio. Cada tipo ofrece ventajas específicas en dureza, densidad y resistencia química.
Su elección depende de la dureza del material, los requisitos de contaminación y el presupuesto: acero para minería, cerámica para productos farmacéuticos y perlas de vidrio para pulido fino.
Las bolas de acero forjado predominan en las industrias minera y cementera gracias a su alta dureza y excelente resistencia al impacto. Estos medios de molienda se someten a un proceso de forjado que alinea la estructura del grano del acero, creando bolas que resisten impactos repetidos de alta energía sin romperse.
El contenido de carbono suele oscilar entre el 0.5 % y el 1.0 %, lo que determina la dureza final. Un mayor contenido de carbono implica bolas más duras, pero con menor tenacidad.
La mayoría de las operaciones utilizan bolas de acero forjado de entre 20 mm y 125 mm de diámetro. Son excelentes para moler minerales duros como el cobre, el oro y el hierro, donde la contaminación no es una preocupación principal.
Las bolas de hierro fundido ofrecen una alternativa rentable al acero forjado para aplicaciones menos exigentes. Su fabricación implica el vertido de hierro fundido en moldes, lo que abarata su producción en grandes cantidades.
Estos medios de molienda son eficaces en molinos de cemento y en la pulverización de carbón, donde una dureza moderada es suficiente. Las bolas de hierro fundido suelen contener entre un 2 % y un 4 % de carbono, lo que les confiere una buena resistencia al desgaste, pero las hace más frágiles que las de acero forjado.
La principal desventaja es la durabilidad. Las bolas de hierro fundido se desgastan más rápido y pueden romperse bajo impactos extremos, pero su menor costo suele justificar un reemplazo más frecuente en ciertos procesos.
Los medios de molienda de acero inoxidable previenen la contaminación en el procesamiento de alimentos, la producción farmacéutica y la cosmética. El contenido de cromo (normalmente entre el 10 y el 30 %) crea una capa de óxido pasiva que resiste la corrosión y evita la filtración de metales en los productos.
Estas bolas mantienen su acabado de la superficie Más larga que las alternativas de acero al carbono. Esta superficie lisa reduce la contaminación del producto y facilita la limpieza entre lotes.
El mayor costo limita su uso a aplicaciones donde la pureza del producto justifica la inversión. Los grados comunes incluyen acero inoxidable 304, 316 y 440C, cada uno con diferentes equilibrios de dureza y resistencia a la corrosión.
Los medios cerámicos son excelentes cuando se debe evitar por completo la contaminación por metales. Cuatro tipos principales se utilizan en diferentes industrias:
Las perlas de vidrio se utilizan en aplicaciones especializadas que requieren un pulido suave y cero contaminación metálica. Estos medios de pulido esféricos tienen un diámetro de entre 0.1 mm y 5 mm, lo que los hace perfectos para dispersar pigmentos y moler materiales sensibles a la temperatura.
La superficie lisa y la distribución controlada del tamaño producen partículas de tamaño uniforme en el producto final. Los fabricantes de pintura utilizan microesferas de vidrio para lograr niveles específicos de brillo y consistencia de color.
Su menor densidad implica una menor energía cinética por impacto. Esto protege los materiales delicados, pero requiere tiempos de pulido más largos para sustancias más duras.
Las bolas esféricas siguen siendo la forma más común de medios de molienda, ya que proporcionan patrones de desgaste uniformes y un rectificado predecible. La geometría esférica garantiza una distribución uniforme de la tensión durante los impactos, maximizando así la vida útil.
El contacto entre bolas crea múltiples puntos de rectificado simultáneamente. Esto aumenta la eficiencia en comparación con las formas irregulares, que solo entran en contacto en puntos limitados.
Los cilindros y cylpebs (cilindros cortos con extremos redondeados) ofrecen mayor superficie que las esferas de peso equivalente. Esta mayor área de contacto mejora la eficiencia de molienda en ciertas aplicaciones, especialmente en la industria cementera.
La forma cilíndrica reduce los espacios vacíos entre los medios. Esto se traduce en una mayor superficie de molienda con el mismo volumen de molino, lo que puede aumentar el rendimiento entre un 15 % y un 25 % en comparación con los molinos de bolas.
Estas formas funcionan mejor en circuitos de molienda secundaria donde se necesitan tamaños de partículas más finos.
Los molinos de barras utilizan barras largas de acero como medio de molienda en lugar de bolas o cilindros. Las barras suelen recorrer toda la longitud del molino, creando una acción de molienda diferente mediante rodadura y deslizamiento en lugar de impacto.
Esta acción de laminación produce una distribución de tamaño de partícula más estrecha que la de la molienda de bolas. Las varillas son excelentes para reducir el material de alimentación de 20 mm a 1-3 mm sin generar finos excesivos.
La principal limitación es la capacidad. Los molinos de barras procesan menos material por hora que los molinos de bolas de tamaño similar.
Las microesferas permiten una molienda ultrafina, incluso a escalas nanométricas. Estos diminutos medios de molienda, a menudo de entre 0.05 mm y 2 mm de diámetro, se utilizan en molinos de microesferas especializados para la producción de tintas, productos farmacéuticos y materiales avanzados.
Las perlas más pequeñas implican más puntos de contacto por unidad de volumen. Un litro de perlas de 0.5 mm contiene millones de superficies de pulido individuales.
El reto radica en la separación. Las cribas o separadores centrífugos deben eliminar eficazmente estas diminutas partículas del producto final.
Las bolas de acero forjado duran entre 5,000 y 15,000 10 horas en aplicaciones mineras. Los medios cerámicos pueden durar de 20 a 30 veces más que el acero en molienda fina. Las bolas de hierro fundido suelen desgastarse entre un 50 % y un XNUMX % más rápido que las de acero forjado en condiciones similares.
No se recomienda mezclar tipos de medios, ya que las diferentes tasas de desgaste generan variaciones de tamaño que reducen la eficiencia de la molienda. Sin embargo, el uso de varios tamaños del mismo tipo de medio (denominados medios graduados) mejora la densidad de empaquetamiento y el rendimiento de la molienda.
Comience con un 40-50% del volumen del molino para molinos de bolas, ajustándolo según su proceso específico. La mayoría de los proveedores ofrecen calculadoras de costos basadas en las especificaciones de su molino y las propiedades del material.
