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DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN MOLINO DE BOLAS PARA LABORATORIO ; . RESUMEN Elaborar el prototipo de un molino de bolas para laboratorio surge de la necesidad de contar con un equipo confiable que permita moler minerales de diferentes metales, tales como calcopirita, galena, pirita, esfalerita, siderita, magnetita, caliza, etc. para que a partir del mineral molido a un tamaño mínimo de 80% a -200 #, se puedan concentrar los metales de importancia por procesos como flotación, concentración gravimétrica, concentración magnética, tostación y calcinación, operaciones alcanzables de realizar a nivel laboratorio, logrando asi que los alumnos puedan realizar practicas que visualicen su alcance en procesos industriales, relacionándolos con su eficiencia y permitiéndoles además caracterizar el tamaño de liberación de partícula. INTRODUCCION La molienda es uno de los principales procesos en todo circuito de procesamiento de minerales, es de importancia debido a que es, el proceso en el que se identifica el mayor consumo energético y elevados costos en reposición de insumos (medios moledores); por otro lado, es el proceso donde se da la granulometría adecuada para los diferentes procesos metalúrgicos posteriores [1] En este trabajo se presentan en primer termino los conceptos de la molienda de minerales con molinos de bolas y los objetivos que se persiguen en esta operación. Posteriormente se consideran los aspectos técnicos que se toman en cuenta para el diseño de un molino de bolas, los cuales son la base para trabajar con la eficiencia deseada durante su operación. En tercer termino se relacionan las dimensiones del molino, el tamaño de las bolas de acero y la velocidad critica a la que debe de operar el equipo. Finalmente se realizan algunos cálculos que estimaran los gramos netos de molienda y su capacidad en kg. por hora, redactándose las conclusiones del proyecto. MOLIENDA DE MINERALES El producto final de las etapas de chancado tiene un tamaño menor a ½ plg. Para llegar a los tamaños en decenas de micrómetros, se realizan nuevas etapas de reducción de tamaños, denominadas molienda. La molienda se realiza habitualmente en cilindros rotatorios que contienen diferentes medios moledores en su interior, los que son levantados por la rotación del cilindro, para fracturar las partículas minerales por medio de la combinación de diferentes mecanismos de fractura, como son impacto y abrasión

DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN MOLINO DE BOLAS PARA

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DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN MOLINO DE BOLAS PARA

LABORATORIO

𝑱𝒐𝒔𝒆 𝑴𝒂𝒓𝒕𝒊𝒏𝒆𝒛 𝑮𝒂𝒓𝒄𝒊𝒂𝟏; 𝑭𝒓𝒂𝒏𝒄𝒊𝒔𝒄𝒐 𝑱𝒂𝒗𝒊𝒆𝒓 𝑨. 𝑫𝒊𝒂𝒛 𝑪𝒂𝒎𝒂𝒄𝒉𝒐𝟐

RESUMEN

Elaborar el prototipo de un molino de bolas para laboratorio surge de la necesidad de

contar con un equipo confiable que permita moler minerales de diferentes metales, tales

como calcopirita, galena, pirita, esfalerita, siderita, magnetita, caliza, etc. para que a

partir del mineral molido a un tamaño mínimo de 80% a -200 #, se puedan concentrar

los metales de importancia por procesos como flotación, concentración gravimétrica,

concentración magnética, tostación y calcinación, operaciones alcanzables de realizar a

nivel laboratorio, logrando asi que los alumnos puedan realizar practicas que visualicen

su alcance en procesos industriales, relacionándolos con su eficiencia y permitiéndoles

además caracterizar el tamaño de liberación de partícula.

INTRODUCCION

La molienda es uno de los principales procesos en todo circuito de procesamiento de

minerales, es de importancia debido a que es, el proceso en el que se identifica el mayor

consumo energético y elevados costos en reposición de insumos (medios moledores);

por otro lado, es el proceso donde se da la granulometría adecuada para los diferentes

procesos metalúrgicos posteriores [1]

En este trabajo se presentan en primer termino los conceptos de la molienda de

minerales con molinos de bolas y los objetivos que se persiguen en esta operación.

Posteriormente se consideran los aspectos técnicos que se toman en cuenta para el

diseño de un molino de bolas, los cuales son la base para trabajar con la eficiencia

deseada durante su operación.

En tercer termino se relacionan las dimensiones del molino, el tamaño de las bolas de

acero y la velocidad critica a la que debe de operar el equipo.

Finalmente se realizan algunos cálculos que estimaran los gramos netos de molienda y

su capacidad en kg. por hora, redactándose las conclusiones del proyecto.

MOLIENDA DE MINERALES

El producto final de las etapas de chancado tiene un tamaño menor a ½ plg. Para llegar

a los tamaños en decenas de micrómetros, se realizan nuevas etapas de reducción de

tamaños, denominadas molienda. La molienda se realiza habitualmente en cilindros

rotatorios que contienen diferentes medios moledores en su interior, los que son

levantados por la rotación del cilindro, para fracturar las partículas minerales por medio

de la combinación de diferentes mecanismos de fractura, como son impacto y abrasión

principalmente. Los medios de molienda pueden ser el mismo mineral (molinos

autógenos) o medios metálicos manufacturados (molinos de barras o molinos de bolas).

La molienda es una operación unitaria, que reduce el volumen promedio de las

particulas de un espécimen solido o mineral proveniente de la operación de trituración y

que entra a los molinos en tamaños de 10 a 15 mm. [2] La reducción se lleva a cabo

dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado

(aproximadamente 200 mallas o 0.074 mm en promedio). Uno de los métodos de

reducción más empleado es la molienda en molinos de bolas.

El molino de bolas lleva a cabo la mayor parte de la reducción por impacto. Cuando este

gira sobre su propio eje, provoca que las bolas caigan en cascada (figura 1) desde la

altura máxima del molino. Esta acción causa un golpeteo sobre el material a moler,

además de un buen mezclado del material. De esta manera la molienda es uniforme.

[molienda].

En [3] se afirma que se consideran como elementos característicos principales de

funcionamiento de un molino los factores siguientes:

- Grado de llenado del molino.

- Velocidad de giro del molino.

- Humedad de los productos a moler (relación agua/sólido en los productos de la

alimentación).

Se menciona además que el movimiento del molino se produce por diversos sistemas de

acoplamiento entre el motor y el propio molino, normalmente función del tamaño. Estos

sistemas, de forma esquemática se pueden clasificar en:

- Molinos pequeños, hasta unos 50 kW, se emplea un sistema a base de poleas y correas

trapezoidales (contramarcha).

- Molinos medianos, que giran a menor velocidad (por ejemplo 20 r.p.m.) se emplean

sistemas de motor, reductor, piñón (externo al molino) y corona calada concéntrica con

el molino.

- Molinos grandes, se utiliza una tracción consistente en motor síncrono, piñón, y

corona calada sobre el molino. - Molinos muy grandes, de diámetro superior a 6 ó 7 m,

el propio molino es el eje, con una zona bobinada solidaria con el molino, de un motor

síncrono de gran tamaño. Al poner en marcha el motor gira el molino. Los sistemas de

acoplamiento pueden disponer de un sistema de acoplamiento hidráulico que suaviza los

arranques y las brusquedades del sistema o mecanismos de arranque en carga mediante

otros tipos de reguladores de velocidad estáticos (variadores, etc.). [3]

Estos molinos son de forma cilíndrica que giran alrededor de su eje horizontal. El

propósito de la operación de molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del

producto y por esta razón frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave

de una buena recuperación de la especie útil y se puede evaluar mediante la

caracterización del grado de liberación de partícula [4] Los molinos de bolas estan en

sus paredes interiores revestidas por los blindajes o revestimientos. En la figura 2

podemos ver la sección longitudinal de este tipo de molino.

los objetivos de la conminución pueden ser resumidos de la siguiente manera:

Producir partículas de un tamaño o forma determinada.

Liberar la parte valiosa (mena) de la ganga para poder concentrarla en un siguiente

proceso.

Aumentar el área superficial específica del mineral para que pueda reaccionar en

presencia de agentes químicos con una mayor cinética de reacción. [1]

Los procesos de conminución son muy ineficientes (viéndolos desde un punto de vista

energético) [5]. Debido a esta razón, muchos investigadores concentran sus esfuerzos en

esta área, ya que, no importa cuán pequeño sea el aumento de la eficiencia obtenida, se

puede reducir en gran medida el consumo de energía del proceso o incluso se puede

aumentar la productividad.

Una submolienda de la mena resultara en un producto que es demasiado grueso, con un

grado de liberación demasiado bajo para separación económica, obteniéndose una

recuperación y una razón de enriquecimiento bajo en la etapa de concentración. Una

submolienda innecesaria reduce el tamaño de partícula del constituyente minoritario,

generándose lamas, con menor recuperación y perdidas del metal valioso [6]

Figura 1: Movimiento de la carga en un molino rotatorio de bolas [7]

Cuando el molino gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente y los

cuerpos de molienda caen en cascada y en catarata sobre la superficie libre de los otros

cuerpos, alrededor de una zona muerta donde ocurre poco movimiento hasta el pie de la

carga del molino.

Para entender cómo se dan estos tipos de movimiento de las bolas de acero,

mencionaremos el concepto de velocidad critica del molino, la cual es la velocidad

mínima a la cual los medios de molienda se adhieren a la superficie interior del cilindro

debido a la fuerza centrífuga. A esta velocidad, la fuerza centrifuga es justo balanceada

por el peso de los medios de molienda. Normalmente el rango de trabajo del molino es

entre 70 a 80 % de la velocidad critica. ¨[4].

Por lo tanto mencionaremos como se describe en [2] que los principales parámetros que

caracterizan a un molino de bolas son los siguientes:

1. Velocidad Crítica:

Es aquella velocidad de giro mínima alcanzada por el molino, de forma que la fuerza

centrífuga creada es suficiente para conseguir que las bolas queden adheridas a los

revestimientos del molino.

La expresión que nos proporciona el valor de la velocidad crítica, para un molino de

bolas dado, es la siguiente:

42.3

Crítica = ----------------

√DM

La cual es deducida del siguiente análisis matemático explicado en [8]

Se considera una bola que es elevada hasta la coraza de un molino de radio R metros,

girando a N Rev./min. La bola abandona la ruta circular por una ruta parabólica en el

punto P cuando el peso de la bola casi esta balanceada por la fuerza centrífuga y está

dada por:

𝑚𝑉2

𝑅= 𝑚𝑔 cos 𝛼

Donde: m = masa de la bola en kg

V = velocidad lineal de la bola en m/s

g = aceleración debida a la gravedad en m/s2

V = 2RN / 60

cos ∝ = 4𝜋2 𝑁2

602 𝑔= 0.0011 𝑁2𝑅

cos ∝= 0.0011 𝑁2 (𝐷 − 𝑑)

2

La velocidad critica del molino ocurre cuando o sea cuando el medio abandona

su ruta circular en el punto mas alto. En este punto cos

Por lo tanto:

𝑉𝑐 = 42.3

√𝐷 𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑣/ min − − − − − − − − − − (𝐸𝑐. 1)

Dónde: Vc = Velocidad critica del molino en rpm

D = Diámetro del molino en m

Figura 2. Sección longitudinal de un molino de bolas [2]

Los molinos pequeños emplean sistemas de acoplamiento entre el motor, poleas, ejes,

correas trapezoidales y el propio molino. La relación de velocidades de las poleas

motriz y conducida, es la siguiente:

𝑤1

𝑤2=

𝐷2

𝐷1

Dónde: 𝑤1 = velocidad angular polea conductora (r.p.m.)

𝑤2 = velocidad angular polea conducida (r.p.m.)

𝐷1 = diámetro polea conductora (mm)

𝐷2 = diámetro polea conducida (mm)

La cual es deducida del siguiente análisis matemático explicado en [15].

Así, la velocidad lineal de la línea de paso en ambas poleas es igual a la velocidad de la

banda 𝑣𝑏.

𝑣𝑏 = 𝑅1 𝑤1 = 𝑅2 𝑤2

Pero 𝑅1 =𝐷1

2 𝑦 𝑅2 =

𝐷2

2 . Entonces:

𝑣𝑏 =𝐷1 𝑤1

2=

𝐷2 𝑤2

2

La relación de velocidades angulares es:

𝑤1

𝑤2=

𝐷2

𝐷1− − − − − −(𝐸𝑐. 1.1)

2. Volumen de la Carga:

Nos indica el volumen que ocupa la carga de bolas en el interior del molino,

considerando también los huecos vacíos existentes entre las bolas y viene expresado en

tanto por ciento (%) respecto al volumen total interior.

El volumen de carga con el molino en reposo (en vacío) es menor que cuando el molino

está girando (en carga) con la misma carga de bolas.

Las bolas pueden estar fabricadas de acero de fundición, acero forjado y éste puede

estar aleado al Cr-Mo, para ser resistentes al desgaste por impacto o aleado con Ni (Ni

duro), para ser resistentes a la abrasión (bolas de acero muy duro). En ocasiones no son

esféricas, sino que toman formas cilíndricas, troncocónicas, etc. [2]

Los molinos de bolas se emplean para moliendas finas. Trabajan con un grado de

llenado comprendido entre un 40-50 %. La molienda se puede realizar por vía seca o

por vía húmeda: Una molienda por vía húmeda es una molienda de materiales que

forman una pulpa (30-300 % de agua). [2].

El volumen o nivel de la carga de bolas está relacionado con la dureza del mineral y

tonelaje de alimentación que puede tratar el molino para un mismo grado de molienda.

Por ejemplo, un aumento del tonelaje a tratar involucra un menor tiempo de residencia,

lo que se compensa con una mayor carga de bolas, a fin de aumentar la probabilidad de

contacto entre bolas y mineral, lo mismo sucede frente a un mineral que presenta una

mayor dureza.

La carga de bolas se expresa usualmente como un porcentaje del volumen del molino

que es ocupado por las bolas. Normalmente los molinos con descarga por rebalse

operan con un volumen aparente de 40 a 42 % del volumen total del molino, realizando

cargas periódicas y controladas de bolas para recuperar aquellas gastadas durante la

operación de molienda. [4]

Una alimentación o un producto grueso requieren predominancia de bolas de gran

diámetro y a la inversa, alimentación o producto fino requieren bolas más pequeñas.

Cuanto más pequeño el tamaño del medio de molienda, más eficiente y económica la

operación de molienda, debido a que un medio más pequeño provee una mayor

superficie de molienda. Por consiguiente, el tamaño máximo de bola debe ser solo lo

suficientemente grande para quebrar la partícula más grande presente en la

alimentación. Al seleccionar el tamaño mínimo de bola, debe considerarse que las bolas

pequeñas se desgastan más rápido. La molienda primaria requiere por lo general una

carga graduada de bolas de 4” a 2”; la molienda secundaria de 2” a ¾”. Los circuitos de

remolienda con alimentación fina permiten el uso de bolas de 1”, para una molienda

más eficiente [9].

Para una molienda eficiente hay que utilizar bolas de acero forjado de buena calidad, de

redondez, dureza, tenacidad y densidad uniformes. El consumo de bolas varía

considerablemente con su aplicación y depende de factores tales como la dureza del

material, el tamaño de la alimentación y del producto deseado. El consumo puede variar

entre 0,10 y 0,82 kilogramos por tonelada de nueva alimentación. [9]

El mineral grueso que se alimenta por uno de los extremos del molino pasa por esta

fracturándose debido a la acción de la carga de bolas, produciendo un material en la

descarga con una distribución de tamaño más fina. Este equipo puede ser considerado

como un “reactor” continuo [10] donde la energía suministrada es convertida en acción

mecánica de ruptura y la “reacción” obtenida es una reducción de tamaño. El costo de

inversión por unidad de capacidad de molienda debe ser minimizado, lo que vale decir

que una adecuada selección de las condiciones de las variables de molienda tales como

velocidad de rotación, peso de la carga de bolas, y tamaño de las mismas etc., etc.

conjuntamente con el tamaño del molino es de suma importancia. [11]

Según Tapia Quezada [12] los molinos de bolas deben de tener las siguientes

características:

La alimentación de mineral de procesamiento debe de tener una granulometría que este

en el rango de 80%pasante 500 micras a 80% pasante 200 micras.

La granulometría del producto intermedio generalmente varía en un rango entre un 80%

pasante 50 µm a un 80% pasante75µm

El producto final, el fino, del producto del circuito tiene generalmente un 80% pasante a

partículas menores de 75µm

El consumo de acero generalmente varía entre 0.1 a 1.0 kg/ton. de mineral procesado.

En el molino la densidad de la pulpa trabaja generalmente entre 65%-80% de sólidos. El

tamaño de las bolas que se alimenta al inicio de la operación generalmente varía entre

2" - 5" y en la etapa de remolienda entre1"-2"

El llenado del volumen útil del molino mayormente varía entre 40% - 45% con un

máximo de 50% La velocidad de rotación del molino generalmente esta entre 70%-80%

de la velocidad crítica.

Es fundamental que el molino siempre tenga su carga normal de medios moledores,

porque las barras y bolas se gastan y es necesario reponerlas. El consumo de las barras y

bolas dependen del tonelaje de mineral tratado, dureza del mineral, tamaño del mineral

alimentado y la finura que se desea obtener en la molienda. Según Jorge Menacho [13]

hay que hacer un estudio del tiempo de reposición de las bolas gastadas diariamente,

pero las experiencias de la mayoría de los ingenieros de planta y las estadísticas llevadas

indican que en la primera guardia debe reponerse el peso de bolas consumidas del día

anterior.

Cuando el molino tiene exceso de bolas, se disminuye la capacidad del molino, ya que

éstas ocupan el espacio que corresponde a la carga. Cuando la carga de bolas está por

debajo de lo normal, se pierde capacidad moledora porque habrá dificultad para llevar al

mineral a la granulometría adecuada.

La permanencia del mineral dentro del molino determina el grado de finura de las

partículas liberadas. El grado de finura está en relación directa con el tiempo de

permanencia en el interior del molino. El tiempo de permanencia se regula por medio de

la cantidad de agua añadida al molino.

Según Leonard Austin [10] y Jorge Menacho [13] han demostrado en la práctica que el

conocimiento estadístico del tiempo de permanencia de las diversas “partículas” en el

molino es suficiente para completar el modelo de la molienda continua. Se ha elegido

como parámetro representativo el tiempo de residencia de las partículas en el molino,

describiendo el movimiento de éstas mediante la función de distribución de tiempos de

residencia (DTR).

3.- Tamaños de alimentación y de salida del material.

De acuerdo a [2] se estiman los siguientes datos:

Tamaño de alimentación.

Una etapa de molienda: 25-30 mm (máx.).

Una etapa de molienda: 6-8 mm (normal).

Tamaño de salida.

Tamaño máximo producido = 0.420 mm.

Tamaño mínimo producido = 10 m. o 200 #

Factores que aumentan la eficiencia de la molienda.

Varios factores afectan la eficiencia del molino de bolas. La densidad de la pulpa

debería ser lo mas alta posible, pero garantizado un flujo fácil a través del molino. Es

esencial que las bolas estén cubiertas con una capa de mena; una pupa demasiado

diluida aumenta el contacto metal-metal aumentando el consumo de acero y

disminuyendo la eficiencia. El rango de operación normal de los molinos de bolas es

entre 65 a 80 % de solidos en peso, dependiendo de la mena.

Para el caso de minerales polimetálicos la molienda deberá ser en húmedo donde su

principal objetivo es recuperar, liberar los metales preciosos del resto del mineral que lo

contiene [8]

La viscosidad de la pulpa aumenta con la fineza de las partículas, por lo tanto, los

circuitos de molienda fina pueden necesitar densidad de pulpa menor [4]. La densidad

de pulpa es un factor de vital importancia en todo circuito metalúrgico, una vez

establecida la dilución optima se puede calcular el tonelaje, carga circulante, etc. El

conocimiento de este parámetro es esencial en varias operaciones, incluyendo la

molienda [8]

PARAMETROS DE OPERACIÓN.

En [9] se proporcionan los siguientes datos de importancia a considerar:

El radio de reducción fluctúa entre 2 y 340. La densidad de pulpa varía entre 60% a

85% de sólidos. Valores por debajo de 65% de sólidos son excepcionales. El tiempo

perdido no debe exceder del 1%, la causa principal es el cambio de soleras. Los ítems

principales del costo son la energía eléctrica y las soleras. El consumo de energía

depende del diámetro del molino, de la carga de bolas, de la velocidad de rotación y del

estado de las soleras. Si la velocidad de operación (rotación) está entre el 75% y el 80%

de la velocidad critica, la potencia requerida puede calcularse en base al peso de la carga

de bolas y al diámetro del molino, de acuerdo a las siguientes relaciones aproximadas:

10 Hp por tonelada de bolas para molinos con diámetro de 6 pies.

11 Hp por tonelada de bolas para molinos con diámetro de 8 pies.

12 Hp por tonelada de bolas para molinos con diámetro de 10 pies.

Los valores de potencia pueden interpolarse o extrapolarse para otros diámetros.

Limitantes Operacionales

Complementando la información anterior, en [6] se menciona que:

• Debemos cuidar de no exceder la potencia máxima del motor

• Considerar que por su geometría y diseño, no todos los molinos aceptan el mismo

nivel máximo de llenado. Los del tipo "overflow" de gran diámetro, trabajan con un

nivel de 40% aprox.

• Niveles superiores al 42% sólo aumentan el consumo de bolas sin el correspondiente

aumento en la tasa de tratamiento.

Si nos basamos en lo descrito por [1], se proponen realizar pruebas considerando las

condiciones de operación de velocidad critica y nivel de llenado y observar su respuesta

en la granulometría, tiempo de proceso, estimación de la capacidad y potencia frente a

cambios de parámetros.

Potencia

El cálculo de la potencia en molinos rotatorios ha sido estudiado por varios

investigadores en las últimas décadas, por lo tanto a continuación se mencionara la

formulación de algunos autores de dicho cálculo.

Conforme Bond [14], la potencia en un molino de bolas puede ser calculada conforme a

la ecuación 2.

𝐾𝑊𝑏 = 2.8 𝐷0.4(3.2 − 3𝑉𝑝) ∗ 𝐶𝑆 ∗ (1 −0.1

29−10𝐶𝑆) --------------- (Ec. 2)

Donde:

kWb = Potencia en kW por tonelada corta (907 kg) de bolas en el molino

D = Diámetro interno del molino, en pies

Vp = Porcentaje del volumen de molino cargado con bolas

CS = Porcentaje de la velocidad critica

Conforme Referencia citada en [1], la potencia en un molino de bolas puede ser

calculada conforme a la ecuación 3:

𝐾𝑊𝑏 = 4.879 𝐷0.3(3.2 − 3𝑉𝑝) ∗ 𝐶𝑆 ∗ (1 −0.1

29−10𝐶𝑆) + 𝑆𝑠 --------------- (Ec. 3)

Donde:

kWb = potencia en kW por tonelada de bolas en el Molino

D = diámetro interno del molino, en metros

Vp = porcentaje del volumen de molino cargado con bolas

CS = porcentaje de la velocidad critica

Ss factor de tamaño de bolas

El factor de tamaño de bolas Ss utilizadas se puede calcular de acuerdo con la ecuación

4.

𝑆𝑠 = 1102 (𝐵−12.5 𝐷

50.8) ----------------- (Ec. 4)

DISEÑO DEL PROTOTIPO

A continuación, se describen los planos del prototipo elaborado con el fin de llevar a

cabo la molienda de minerales (Figura 3), quedando pendientes las pruebas a realizar

para caracterizar el tiempo y cantidad de molienda a un tamaño de 80 % a -200 #.

De acuerdo a las dimensiones del molino y a la ecuación 1, tenemos como resultados:

𝑉𝑐 = 42.3

√0.21= 92 𝑅𝑒𝑣/𝑚𝑖𝑛

Desarrollando la ecuación 1.1 y tomando en cuenta la velocidad crítica 𝑉𝑐 calculada

anteriormente, las 3450 r.p.m. del motor y el Ø 210 del molino, se obtienen las

velocidades de las siguientes poleas propuestas:

𝐷1 = Ø 50mm Y 𝐷2 = Ø 310mm 𝐷3 = Ø 100mm Y 𝐷4 = Ø 250mm 𝐷5 = Ø 87mm Y 𝐷6 = Ø 210mm

Para los diámetros 𝐷1 = Ø 50mm y 𝐷2 = Ø 310mm tenemos:

𝑤1

𝑤2=

𝐷2

𝐷1

3450 𝑟𝑝𝑚

𝑤2=

50 𝑚𝑚

310 𝑚𝑚

𝑤2 = 556.45𝑟𝑝𝑚

Para los diámetros 𝐷3 = Ø 100mm y 𝐷4 = Ø 250mm tenemos:

𝑤2

𝑤4=

𝐷4

𝐷3

556.4 𝑟𝑝𝑚

𝑤4=

100 𝑚𝑚

250 𝑚𝑚

𝑤4 = 222.58 𝑟𝑝𝑚

Para los diámetros 𝐷5 = Ø 87mm y 𝐷6 = Ø 210mm tenemos:

𝑤4

𝑤6=

𝐷6

𝐷5

222.58 𝑟𝑝𝑚

𝑤6=

210 𝑚𝑚

87 𝑚𝑚

𝑤6 = 92 𝑟𝑝𝑚

En donde: 𝑤6 = 𝑉𝑐 calculada

De acuerdo a las referencias citadas [4], [9] y [12], se recomiendan velocidades de

trabajo que varían del 70 al 80 % de la velocidad crítica, dándonos como valores de 64 a

73 Rev/min. Haciendo pruebas con el prototipo realizado, con un motor de 1 HP y las

transmisiones diseñadas, tenemos una velocidad de 67 Rev/min, valor que está dentro

de las recomendaciones señaladas.

Figura 3. Ilustración del prototipo del molino de minerales.

Referencias

[1] Luis Enrique Bernedo Pinaza. "Estudio de la influencia de la velocidad crítica y

nivel de llenado, en la molienda de un mineral cuprífero a través de simulación de

procesos". Arequipa, Perú. 2015. Pp.

[2] https://es.scribd.com/document 1 115316538/Tema 4 Molienda I. Pp.

[3] Emilio Andrea Blanco. Capitulo 8. Molienda. Universidad de Cantabria.

https://ocw.unican.es/pluginfile.php/692/course/section/703/8._molienda.pdf. Pp.

[4] Alcántara Valladares Juan Ramon. Diseño practico de un molino de bolas. Instituto

Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. 2008. Pp.

[5] D.W. Fuerstenau , A.-Z.M. Abouzeid . (2002). The energy efficiency of ball milling

in comminution. lnternational Journal of Mineral Processing, 161-185.

[6] Chillcce Aquino Víctor Manuel; Rojas Amaro Roger Hernán. Implementación del

sistema experto en molinos para optimizar la molienda del circuito de cobre en la planta

concentradora de sociedad minera cerro verde. Huancayo Perú. 2012. Pp.

[7] Ismael Eduardo Rivera Madrid. Balance Poblacional en un molino de bolas para una

ley de desgaste de tipo exponencial e hiperbólico en tiempos largos. Universidad

Nacional de Colombia. Medellín, Col. 2013. Pp.

[8] Jorge Washington Vargas González. Evaluación de un circuito de molienda y

clasificación. Guayaquil, Ecuador. 2010. Pp.

[9] Manual de entrenamiento en concentración de minerales. Servicio Nacional de

Geología y Técnico de minas. SERGEOTECMIN. Proyecto “Capacitación de mineros

en escuela minera de Chiripujio”. Pp.

[10] Austin; Leonardy Concha, Fernando; “Modelación matemática y simulación en

molienda-clasificación de minerales”, RED Y FRAGMENTACION CYTED,

Concepción, Chile 1994.

[11] Cesar Marino Basurto Contreras. Modelo “Cebaco” aplicado al control de procesos

en el circuito de molienda-clasificación en una planta concentradora de minerales

mediante el software Lab-View. Lima Perú. 2011. Pp.

[12] Tapia Quezada, T. “Teoría y técnicas de muestreo”, “Teoría y técnicas de

molienda”, Universidad “Arturo Prat”, Iquique, Chile ,2004.

[13] Menacho, Jorge, “Modelación matemática en conminución de minerales”; CYTED,

Lima –Perú, 1995.

[14] Bond, F. C. (1961). Crushing & Grinding Calculations. British Chemical

Engineering, 378-385, 543-548.

[15] Robert L. Mott, P. E. “Diseño de elementos de Máquinas”. Pearson Educación,

México, 2006.