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Máquinas para la molienda de minerales: Molino de bolas, molino de barras y bolas de molienda

Fecha de publicación:12 de junio de 2024

Rectificadoras de mineral can be classified in several ways according to their grinding media, mill structure, and discharge method. Different types of grinding mills have different working characteristics and are suitable for different grinding applications.

This article introduces the main types of ore grinding machines, their working principles, components, and the selection of grinding media.

 

Types of Ore Grinding Machines

Classification by Grinding Media

According to the type of grinding media used inside the mill, ore grinding machines can be divided into the following types:

  • Ball mill: Uses steel balls as the grinding media.
  • Rod mill: Uses steel rods as the grinding media.
  • Gravel mill: Uses natural or artificial gravel as the grinding media.
  • Autogenous (AG) mill: Uses the ore itself as the grinding media.
  • Semi-autogenous (SAG) mill: Uses the ore itself together with a certain amount of steel balls as grinding media.

Among these types, ball mills and rod mills are widely used in mineral processing plants, while AG and SAG mills are commonly used for large-scale grinding operations.

 

Classification by Mill Shape and Discharge Method

According to the shape of the mill shell and the discharge method, grinding mills can also be classified as follows:

  • Ball mills: Include short-cylinder, tubular, and conical designs, with either overflow or grate discharge.
  • Rod mills: Mainly include cylindrical overflow-discharge mills and open-ended low-level discharge mills.
  • AG and SAG mills: These are generally designed with a short cylindrical shell.

The choice of mill type depends on factors such as ore properties, feed size, desired product size, processing capacity, and downstream beneficiation requirements.

 

How Does a Grinding Mill Grind Ore?

When the grinding mill rotates at a certain speed, centrifugal force is generated, causing friction between the medium and the cylinder, and the medium rotates with the cylinder. When it reaches a certain height and its gravity is greater than the centrifugal force, it will be ejected from the cylinder and fall, thus crushing the ore. At the same time, due to the sliding phenomenon inside the medium, the ore is also ground. Under the impact and grinding force of the medium, the ore is crushed.

 

How Are Mill Specifications Expressed?

La expresión es diámetro x longitud, expresada como D x L. Por ejemplo, un molino de bolas de 2700 x 2100 mm tiene un diámetro de 2700 mm y una longitud de 2100 mm.

 

Ore Grinding Machine: Ball Mills

What Are The Types and Characteristics of Ball Mills?

En molinos de bolas commonly used in beneficiation plants are tipo rejilla y tipo rebosadero. La única diferencia entre ellos es que el tipo de desbordamiento no tiene un dispositivo de placa de rejilla en forma de abanico en la parte de descarga. La pulpa del molino de bolas de tipo desbordamiento se descarga automáticamente a través del puerto de descarga, mientras que el tipo de rejilla tiene una función de descarga forzada debido a la placa de rejilla instalada, aumentando así la capacidad de procesamiento y reduciendo la sobre trituración del mineral.

 

molino de bolas

 

What Are The Components of a Ball Mill?

Se compone principalmente de seis partes: el cilindro, la parte de alimentación, la parte de descarga, la parte de transmisión, la parte de rodamiento y el sistema de lubricación.

 

What Are The Components of The Feeding System?

La parte de alimentación se compone de tapa del extremo del cuello del eje hueco, el alimentador y el manguito interior del cuello del eje.

 

What Types of Ball Mill Feeders Are Used?

Los alimentadores utilizados en el molino de bolas de la planta de tratamiento de minerales son drum type, volute type, and combined feeders.

 

What Are The Components of The Discharging Part? (Grid type)

La parte de descarga se compone de la tapa del extremo del cuello del eje hueco, la placa de rejilla en forma de abanico, el revestimiento central y el manguito interior del cuello del eje.

 

 

Ore Grinding Machine: Rod Mills

What Are The Working Characteristics of The Rod Mill?

A molino de barras uses barras de acero as the grinding media.

Its main working characteristic is that ore is crushed and ground primarily through the line-contact action between the rods and ore particles.

Compared with ball mills, rod mills generally provide a more selective grinding action. This can help reduce excessive fine production and produce a relatively uniform product size.

Rod mills are particularly suitable for applications where:

  • The feed contains relatively coarse particles.
  • A relatively uniform product size is required.
  • Excessive over-grinding should be minimized.
  • The product size is relatively coarse compared with fine-grinding applications.

As a general guideline, when the feed particle size is below approximately 30 mm, and the required product size is not finer than about 1 mm, a rod mill may offer advantages over a ball mill, depending on the specific ore and grinding conditions.

 

molino de barras

 

Medios de molienda

 

How Many Types of Grinding Media Movement Are There?

The movement of grinding media inside a rotating mill can generally be divided into three main regimes:

1. Cascading

At relatively low mill speeds, the grinding media mainly roll and cascade down the surface of the grinding charge.

This movement emphasizes attrition and abrasion and is commonly associated with lower-speed operation.

2. Cataracting or Throwing

At an appropriate rotational speed, the grinding media are lifted higher before falling or being thrown toward the lower part of the mill.

This movement generates stronger impact forces, which are particularly important for coarse particle breakage.

3. Centrifugal Movement

At excessively high rotational speeds, the grinding media can remain attached to the inner wall of the mill and rotate together with the shell.

This condition is known as centrifuging. Because the grinding media no longer fall effectively, grinding efficiency decreases significantly.

 

 

What is The Movement Law of The Grinding Media in The Mill?

La ley de movimiento de los medios en el molino incluye principalmente los cuatro puntos siguientes:

  1. Cuando el molino funciona a cierta velocidad, los medios realizan un movimiento cíclico regular bajo la acción de la fuerza centrífuga y la gravedad;
  2. La trayectoria de movimiento de los medios de molienda en el cilindro consiste en un movimiento ascendente en una trayectoria de arco circular y un movimiento descendente en una trayectoria parabólica;
  3. La altura ascendente de cada capa de medios es diferente. La altura del medio desde la capa más externa hasta la más interna disminuye sucesivamente;
  4. El periodo de rotación de cada capa de medios es diferente, y cuanto más cerca de la capa interior, más corto es el periodo de rotación.

 

medios de molienda

 

How to Choose Grinding Media?

  • Medios de molienda forma
    According to the purpose of grinding and the test results, spherical and P2 rod-shaped media have the best grinding effect; the collision of spherical media during grinding is point contact, so the grinding efficiency is high, and it is suitable for fine grinding, but compared with rod mills, the over-crushing phenomenon is serious. Generally, when the feed particle size is below 30mm and the product particle size is not less than 1mm, the rod mill is more efficient.
  • Gmaterial de encuadernación
    Al seleccionar los materiales de los medios de comunicación, el peso específico, dureza, resistencia al desgaste, precio, transformación y condiciones de fabricación del material debe considerarse de forma exhaustiva. En la actualidad, se utilizan generalmente materiales de acero o hierro. En la producción, el acero se utiliza a menudo para bolas grandes, el hierro se utiliza a menudo para bolas pequeñas, el acero es adecuado para la molienda gruesa, y el hierro se puede utilizar para la molienda fina. En los últimos años, las bolas de hierro dúctil de manganeso medio de tierras raras se han utilizado con éxito para sustituir a las bolas de acero.
  • Tamaño de carga de los medios de molienda
    Su tamaño se determina en función de las propiedades del mineral. Cuanto más duro sea el mineral y más grueso sea el tamaño de las partículas, mayor deberá ser el tamaño de los medios para producir un mayor efecto de molienda por impacto. A la inversa, se pueden utilizar bolas más pequeñas para mejorar el efecto de la molienda.
  • Relación entre el coeficiente de llenado del medio y la velocidad del molino
    Es decir, la tasa de llenado, que se refiere al porcentaje del medio de molienda en el volumen del molino. Su relación con la velocidad del molino es la siguiente:
Índice de llenado medio (%) Velocidad de molienda adecuada (%)
32~35 76~80
38~40 78~82
42~45 80~84

These values should be treated as reference ranges rather than universal operating parameters. Actual optimum conditions should be determined according to mill design, liner configuration, grinding media size, ore properties, and operating conditions.

 

How Is the Grinding Media Size Distribution Determined in a Ball Mill?

There are two common approaches for determining the grinding media size distribution in a ball mill.

Method 1: Determine Ball Size According to Feed Particle Size

The basic principle is:

The ball diameter should match the feed particle size, while the quantity of each ball size should correspond to the proportion and characteristics of the feed material.

Coarser and harder feed generally requires larger balls to provide sufficient impact force, while finer feed can be effectively ground with smaller balls.

Method 2: Use the Mill Diameter as a Reference

A simplified approach is to determine the proportion of different ball sizes based on the diameter of the ball mill.

Although this method is convenient, it is only a preliminary approach. For more accurate grinding-media grading, factors such as ore hardness, feed size distribution, target product size, mill speed, filling rate, and historical operating data should also be considered.

 

Conclusión

Ore grinding machines play a critical role in tratamiento de minerales because grinding determines the degree of liberation of valuable minerals from gangue. The major types of grinding mills include ball mills, rod mills, gravel mills, autogenous mills, and semi-autogenous mills. Ball mills use steel balls and are widely used for fine grinding, while rod mills use steel rods and can provide more selective grinding with less over-grinding in suitable applications.

We have provided a basic introduction to ball mills, rod mills, and grinding media above. Choosing the appropriate mill and optimizing grinding media can improve grinding efficiency, capacity, energy utilization, and product quality. For a specific ore-processing project, the optimum grinding equipment and operating parameters should be determined through ore testing, laboratory or pilot-scale grinding tests, and process simulations rather than relying on a single general rule. For more relevant mining knowledge, please follow our blog updates.

 

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