Proceso de trituración con molino de bolas en minería

Introducción: El Papel de los Molinos de Bolas en la Minería

La minería es un proceso industrial de múltiples etapas destinado a extraer minerales valiosos como oro, cobre y mineral de hierro de la tierra. Después de la extracción inicial y la trituración primaria del mineral extraído, el material sigue siendo demasiado grueso para una separación mineral eficiente.

Es aquí donde la molienda juega un papel crucial. La molienda reduce el mineral a partículas finas, liberando los minerales valiosos de la roca estéril circundante, o ganga, lo que permite un procesamiento posterior eficaz como la flotación, la lixiviación o la cianuración.

Los molinos de bolas son uno de los dispositivos de molienda más importantes utilizados en las operaciones mineras. Generalmente ubicados después de la trituración primaria, los molinos de bolas reducen aún más el tamaño de las partículas del mineral hasta convertirlo en un polvo fino. Esta molienda fina es esencial para maximizar la recuperación de metales.

Por ejemplo, en la minería de oro, el mineral debe ser molido lo suficientemente fino para exponer las partículas de oro a la solución de cianuro durante la cianuración. De manera similar, en la minería de cobre, la molienda a un tamaño fino es crucial para el proceso de flotación por espuma, donde los minerales de cobre se separan de la roca estéril.

Así, los molinos de bolas sirven como un paso vital en el procesamiento de minerales, conectando la trituración con la concentración, e impactando significativamente en la eficiencia y rentabilidad general de las operaciones mineras.

Comprendiendo el Proceso de Molienda en Molinos de Bolas

El proceso de molienda en molinos de bolas implica un cilindro giratorio parcialmente lleno con medios de molienda —usualmente bolas de acero— y el mineral que se va a moler. A medida que el cilindro gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente del cilindro y luego caen en cascada, impactando y moliendo las partículas de mineral en su interior.

Mecanismos de Molienda:

Impacto: El mecanismo principal donde los medios de molienda caen sobre las partículas de mineral, provocando su fractura.

Atrición: Mecanismo secundario donde las partículas se muelen por deslizamiento y rodamiento entre las bolas y el revestimiento del molino.

El objetivo de la molienda es alcanzar un tamaño de partícula que libere los minerales valiosos. Típicamente, para procesos de flotación, se busca un tamaño de partícula entre 75 y 150 micras para maximizar la recuperación de minerales.

Ejemplo en la Minería de Cobre:

Una mina de cobre suele utilizar una combinación de molinos de molienda semi-autógena (SAG) seguidos de molinos de bolas para moler el mineral lo suficientemente fino para la flotación. El mineral triturado se muele primero en un molino SAG, que utiliza una mezcla de mineral y bolas de acero, y luego se muele más en un molino de bolas para alcanzar el tamaño de partícula deseado antes de la flotación. Este proceso asegura la liberación eficiente de los minerales de cobre para su posterior separación.

Tipos de Molinos de Bolas Utilizados en Operaciones Mineras

Las operaciones mineras utilizan diversos tipos de molinos de bolas dependiendo de las características del mineral, los requisitos de molienda y el tamaño de producto deseado.

Molinos de Bolas de Descarga por Rebosamiento:

• Operan en modo de molienda húmeda donde la pulpa rebosa por el extremo de descarga.
• Estructura simple con descarga basada en la gravedad.
• Producen partículas finas, generalmente menores a 0.2 mm.
• Comúnmente usados para molienda fina o remolienda de concentrados.
• Adecuados para aplicaciones de molienda húmeda en plantas concentradoras.

Molinos de Bolas con Descarga por Rejilla:

• Cuentan con una rejilla en el extremo de descarga que fuerza la salida del material.
• Permiten una descarga más rápida, reduciendo la sobremolienda.
• Producen productos más gruesos, típicamente entre 0.2 y 0.3 mm.
• Mayor capacidad y eficiencia para molienda más gruesa.
• A menudo se utilizan en etapas de molienda primaria donde se acepta un tamaño de producto más grueso.

Ejemplo Comparativo:

Grandes minas de oro a menudo emplean molinos SAG para la molienda primaria debido a su capacidad y eficiencia, seguidos de molinos de bolas para la molienda fina. Las operaciones más pequeñas pueden depender únicamente de molinos de bolas de rebose debido a sus menores costos de capital y operación más sencilla.

Aplicaciones de los Molinos de Bolas en el Procesamiento de Minerales

Los molinos de bolas cumplen múltiples funciones en el procesamiento de minerales, adaptadas a los requerimientos específicos del mineral y los métodos de extracción posteriores.

Molienda Primaria:

Después de la trituración, los molinos de bolas reducen el tamaño del mineral para prepararlo para la flotación, lixiviación o cianuración.

Esencial para liberar los minerales de la ganga.

Por ejemplo, los minerales de cobre se muelen hasta obtener una pulpa fina para la flotación por espuma, donde los minerales de cobre se separan en base a su química superficial.

Remolienda:

Los concentrados de la flotación inicial a menudo requieren una molienda adicional para mejorar la recuperación de minerales.

Los molinos de bolas refinan estos concentrados a tamaños más finos, mejorando la liberación y la eficiencia de extracción.

En el caso del oro, la remolienda mejora la cianuración al exponer más superficies del oro.

Ejemplos Específicos en el Procesamiento de Minerales:

• Oro: La molienda fina en molinos de bolas es crucial para la cianuración, donde el oro se disuelve en una solución de cianuro. Moler al tamaño adecuado expone las partículas de oro a la solución, mejorando la recuperación.
• Cobre: Los molinos de bolas muelen finamente el mineral de cobre para la flotación por espuma, permitiendo que los reactivos químicos se adhieran selectivamente a las partículas de cobre para su separación.
• Producción de Cemento: Los molinos de bolas también muelen clínker y otras materias primas en la fabricación de cemento, demostrando su versatilidad más allá de la minería.

Estudio de Caso: Mina de Oro en Sudáfrica

Una mina de oro en Sudáfrica mejoró la recuperación de oro optimizando parámetros del molino de bolas como el tamaño del medio de molienda, la velocidad del molino y la tasa de alimentación. Esta optimización resultó en una distribución de tamaño de partícula más uniforme, mejor liberación del oro y mayor eficiencia en la flotación, demostrando el papel crítico de la operación del molino de bolas en la recuperación de minerales.