Molienda 4

MOLIENDA: CARACTERIZACION Y EQUIPOS DE OPERACIÓN
María Paula Mesa, Sebastián Muñoz, Xavier Palacios, Carolina Ramírez
Asignatura: Operaciones con Sólidos Docente: Mg Iván Ramírez Marín
Departamento de Ingeniería Química, Fundación Universidad de América, Bogotá D.C, Colombia

2013

MOLIENDA

María Paula Mesa1, Sebastián Muñoz2, Xavier Palacios3, Carolina Ramírez4.
Departamento de Ingeniería Química, Fundación Universidad de América.
Bogotá D.C- Colombia. Tel: 3376680. Av. Circunvalar No. 20-53

Resumen: La molienda es una operación unitaria indispensable en la industria, ya que con
esta, los procesos a grande, mediana y pequeña escala se pueden optimizar, su
funcionamiento físico es poder reducir el tamaño de un material, para que de esta forma
aumente su superficie de contacto con el fin de agilizar las reacciones y procesos que se
efectúen sobre este y reducir costos de operación. En el presente artículo se centrara el
estudio de la molienda en los principales molinos utilizados a nivel industrial, entre ellos
encontramos molinos de: Bolas, barras, rodillos, discos, Doppel rotator, martillos,
autógenos y semi autógenos; teniendo en cuenta el principal campo industrial en el que
son utilizados.
(ver www.ucatedraivan.wordpress.com)
Abstract: The grinding is an unit operation essential in the industry, because with this, the
processes to large, medium and small scale can optimize, their physical performance is to
reduce the size of a material, to in this way increase its surface contact to speed up the
reactions and processes to reduce operating costs. This article will focus on studying the
major grinders used at industrial level, including grinders of: balls, rods, rolls, discs,
rotator Doppel, hammers, autogenous and semi autogenous, taking into account the
principal field in the industry that uses.

Keywords: Unit operation, grinding, particle size, surface contact, operation cost, industry.

MOLIENDA Y PRINCIPIO DE OPERACIÓN
Es una operación unitaria que se encarga de reducir el tamaño de partículas hasta un
tamaño deseado para un proceso en específico, en donde se aumenta la superficie de
contacto del material para que de esta forma sea aprovechado más óptimamente en un
proceso industrial. Actualmente en la industria existen muchos tipos de molinos donde se
destacan los molinos de bolas, molinos de barras, de martillo, de rodillos, Raymond,
autógenos, semi-autógenos, y rotativos. Los productos obtenidos de estos molinos son más
pequeños y de forma regular que los surgidos de la trituración, generalmente se habla de
este proceso cuando se trata de partículas inferiores a 2.54 cm (Mc Cabe, 1991), teniendo
esta un mayor grado desintegración con respecto a la trituración.


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Este tamaño deseado se va a conseguir por medio de la combinación de fuerzas de
comprensión, cizalladora y abrasión, estos equipos pueden trabajar de forma discontinua y
continua, siendo la forma discontinua en la cual el molino se carga y se cierra al hacerlo
girar, terminada esta operación el molino se abrirá para a continuación separar el material
deseado de las impurezas; mientras que en la forma de continua el molino se alimenta de
forma constante por un extremo y simultáneamente se va descargando el material molido
por el otro extremo, esta operación solo se detendrá por mantenimiento o recarga de los
cuerpos encargados de la trituración.
La molienda se puede dividir al mismo tiempo en vía seca y vía húmeda siendo la vía seca
molienda de material con 2% de agua o con una determinada humedad de hasta 30% de
agua, por otra parte la vía húmeda se realiza sobre material que conforma una pulpa con un
contenido de 30 hasta un 300% de agua (Mc Cabe, 1991).

EQUIPOS DE MOLIENDA:

MOLINO DE DISCOS:
Este molino consiste en dos discos, lisos
o dentados que se encuentran enfrentados
y giran a velocidades opuestas y el
material a moler cae por gravedad entre
ambos, este tipo de molino ha
evolucionado a lo que se conoce
actualmente como “molino de rodillos”
(Universidad de Buenos Aires, 2012).
El material cae entre los dos discos y la
trituración deseada se produce por efectos
de presión y fricción, la disposición
progresiva de los dientes hace que el
material se primero partido y luego
empujado por la fuerza centrífuga hacia el
área perimetral de los discos donde se
realiza la trituración fina, el material
obtenido cae en un recipiente colector.
(Retsch, 2013).
Ventajas:
 Alto grado de trituración.

 Ajuste preciso de la abertura de
Salida. fácil acceso a la cámara de
molienda.
 Discos de larga vida útil (Retsch,
2013)
Aplicaciones:
Se aplica principalmente en campos
de geología, metalurgia, materiales de
construcción, ingenieria química,
entre otros; se utiliza principalmente
en molienda preliminar y fina.
(Retsch, 2013).
MOLINO DE MARTILLOS:
Este molino actúa por efecto de impacto
sobre el material a desintegrar. Cuenta
con una cámara de desintegración, una
boca de entrada de material y una boca de
descarga cerrada por una rejilla; en el
interior de la cámara se encuentra un eje
que gira a gran velocidad y perpendicular
a él van montados los martillos.


Este molino funciona gracias a la acción
de los martillos que golpean el material
en repetidas ocasiones hasta que alcanza
un tamaño tal que pueda pasar por la
rejilla de descarga, es por esto que el
tamaño de salida del material puede
variarse cambiando el tamaño de las
rejillas.
Ventajas:
 Los molinos de martillo pueden
utilizarse para triturar y pulverizar
materiales que no sean demasiado
duros y abrasivos. (Buhler Group,
2013).
 Permite reducción de material
seco.
Desventajas:
 No es eficiente para material
húmedo.
 Su molienda es la menos fina de
los molinos expuestos.
 Atascamiento entre martillos y la
carcasa. (Balcazar & Guamba,
2009)
Aplicaciones
Este tipo de molinos son muy utilizados
en la producción de plásticos y cartón
además de ser muy útiles en el
procesamiento de alimentos, ya sea para
producir soya, trigo, maíz, arroz, harinas
o pan rallado, este molino es utilizado en
este tipo de industria debido a que el
tamaño de partícula del material a moler
no es muy grande, además de que es
recomendado utilizarlo para moler
material seco (Universidad de Buenos
Aires, 2012).

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MOLINO DOPPEL ROTATOR:
Es un molino de doble cámara con
descarga periférica central.
Es una
combinación del molino barrido por aire
y de doble compartimiento (Universidad
de Buenos Aires, 2012).
Su funcionamiento inicia con la entrada
del material en la sección de secado,
donde se obtiene un material con
humedad del 7% al emplearse gases a una
temperatura de 320˚C.
Después, entra a la sección de molienda
gruesa, sin embargo el producto se separa
en aquellos que pasan a la molienda fina,
y en otros que son devueltos a la
molienda gruesa (Universidad de Buenos
Aires, 2012)
Cuando pasan al compartimiento de
molienda fina, el producto vuelve a
separarse y se extrae el aire usado en el
proceso, recirculándose nuevamente al
proceso.
Ventajas:
 Bajo consumo de energía.
 el aire usado puede recircularse
con previo tratamiento.
 se pueden llevar las dos
operaciones de secado y molienda
simultáneamente (Universidad de
Buenos Aires, 2012).
Aplicaciones
Al igual que el molino de barras es
utilizado en la industria minera, en donde
sobresale su uso en la industria de
producción de cemento y en la industria
del oro, esto debido a que es un molino
con la característica de poseer un


compartimiento de secado delante del
compartimento de molido para ayudar a
reducir el contenido de agua en el mineral

2013

Ventajas:
 Apto para obtener material
fino.
Desventaja:

MOLINO DE BOLAS:
Son molinos que llevan bolas de acero de
fundición o acero forjado de 3 pulgadas
de diámetro, además están aleadas al
Cromo o Molibdeno (Mc Cabe, 1991) las
cuales impactan con el material al caer
desde la parte superior de la carcasa del
molino. El cilindro del molino se mueve a
cierta velocidad, lo que produce que una
caiga repetitiva de las bolas al impactar el
material. Por esta razón, este cilindro
debe ser resistente a los golpes
producidos por el material moledor.
El producto final posee un diámetro entre
0-30µm y 0-200 µm. La velocidad a la
que giran el cilindro del molino esta entre
4 y 20 r.p.m.
Su funcionamiento es similar al molino
de barras, sin embargo su principal
ventaja es que produce un material mucho
más fino.
Estos molinos pueden descargar por tres
métodos:
 Rebalse: Útil para moliendas finas
y vía húmeda, se aplica a circuito
cerrado.
 Diafragma:
Para
moliendas
gruesas y en seco.
 Varios
compartimientos:
El
cilindro está dividido en secciones
que contienen bolas de distintos
tamaños para efectuar moliendas
finas y gruesas simultáneamente.

 Contaminación del material
por las bolas de acero
 Desgaste de la superficie por
cizallamiento del material
fracturado
(Balcazar
&
Guamba, 2009)

Aplicaciones
El molino de bolas es comúnmente
utilizado en los siguientes campos:
industria de cemento, productos de
silicato, materiales a prueba de fuego,
fertilizantes, cerámica y vidrio.
Colombia se cataloga como el cuarto
mayor productor de cemento de América
latina y en su proceso industrial para la
elaboración del cemento se utilizan
molinos de bolas para reducir el tamaño
del material (Procesamiento de minerales,
2013), debido a que entre sus propiedades
principales encontramos que el material
obtenido tiene una granularidad uniforme,
además de que es muy optimo para
trabajar tanto con material seco, o
húmedo.
Otro ejemplo en industria colombiana que
utiliza este tipo de molinos es la que se
dedica a la elaboración de vidrio, en
donde es tratada la arena de sílice, el
carbonato de calcio y la caliza, para
reducir su tamaño y aumentar su
superficie de contacto a partir de la


molienda (Procesamiento de minerales,
2013), en este caso hecha a partir de un
molino de bolas, debido a que con este
hay mucho ahorro energético y es posible
moler material con contenidos de
humedad, lo que representa más poca
inversión, ya que el proceso de secado de
la materia prima no debe ser tan riguroso.

 Producto uniforme.
 Bajo desgaste. (Liming Heavy
Industry, 2013)
Aplicaciones: se usa en la industria
metalurgia, química, en la obtención de
polvos finos de alta calidad. (SBM, 2013)

MOLINO DE RODILLOS:

MOLINO RAYMOND:
Es útil para moler materiales no
inflamables e inexplosibles con una
dureza por debajo de los 7 moh y
contenido de agua por debajo del 6%. La
estructura de la maquina es vertical y
ocupa un espacio relativamente pequeño.
(SBM, 2013).
El tamaño de los granos obtenidos es
uniforme y tiene un alimento de vibración
magnético lo que permite que sea fácil de
ajustar y mantener; (Liming Heavy
Industry,
2013)
está
compuesto
principalmente por partes elaboradas con
acero rodado de alta calidad.
La capacidad máxima de trabajo es
aproximadamente de 7000 kg y la fineza
del producto final puede ser ajustada entre
0,044 mm a 0,165 mm. Se aplica
principalmente en la industria química, la
minería y el procesamiento de minerales
y es usado para la reducción de tamaño, la
dispersión o necesidades especiales.
(SBM, 2013).
Ventajas:
 Se considera un sistema
producción independiente.
 Ocupa poco espacio.

2013

de

Es muy utilizado en la industria de
cementos para la molienda de materiales
secos.
Consta de tres rodillos moledores
grandes, los cuales son mantenidos a
presión por medio de cilindros hidráulicos
sobre un mecanismo giratorio con forma
de disco sobre el que existe una huella. El
material a moler se introduce a través de
una boca de alimentación ubicada al
costado de la estructura principal y cae
directamente en las huellas de molido
(rodillos). (Universidad de Buenos Aires,
2012).
Admite materiales de alimentación de
hasta 50 mm y tiene una capacidad de
molienda entre 50 y 100 tn/hora, las
unidades que aceptan tamaños de
alimentación más grandes tiene mayores
capacidades de producción.
Ventajas:





Operación en serie.
Poco desgaste de los rodillos.
Vida útil grande.
Consumo de energía menor
respecto al molino de bolas.


(Universidad de Buenos Aires,
2012)
Desventajas:

Aplicaciones
Este tipo de molinos es muy utilizado en
la industria de alimentos y en la industria
minera de materiales no metálicos, estos
molinos son escogidos debido a que son
muy buenos en la molienda súper fina y
trabajando con materiales secos, para la
obtención de polvos con un contenido de
humedad
mínimo
(Universidad
Politécnica de Cartagena, 2013).

MOLINO DE BARRAS:
Son molinos que en su interior poseen
barras cilíndricas de varios tamaños y con
un diámetro entre 25 a 125mm (Mc Cabe,
1991). Estas barras se disponen a lo largo
del molino y se fabrican en acero,
previamente tratadas para protegerlas del
desgaste y la corrosión (Universidad
Politécnica de Cartagena, 2013)
Cuando las barras caen sobre el material,
este se rompe por frotamiento entre las
barras y la superficie del cilindro y por
percusión a consecuencia de la caída de
las barras.
Al igual que, el molino de bolas, su
descarga se divide en:
Rebalse:
abiertos.

Periférica central y final: en vías
húmedas y secas.

Ventajas:

 Sistema
de
alimentación
complejo. (Balcazar & Guamba,
2009)





2013

aplicable

a

circuitos

 Útil para obtener molienda gruesa
(Universidad
Politécnica
de
Cartagena, 2013) , ya que al caer
las barras, el material queda
atrapado entre ellas, evitando que
la trituración sea más fina.
Desventajas:
 No apto para sustancias pegajosas,
pues se adhieren a las barras
evitando su trituración (Balcazar
& Guamba, 2009)
Aplicaciones
Las aplicaciones en la industria de los
molinos de barras se encuentran
principalmente en la molienda de carbón
y coque, en la fabricación de arena
artificial para hormigón y en la molienda
de Clinker para cemento (Mc Cabe,
1991).
En la industria colombiana el molino de
barras es muy utilizado en las
siderúrgicas, en donde es necesario
reducir el tamaño de las materias primas
para que la producción de los metales sea
óptima, este molino es escogido debido a
su gran capacidad para trabajar con
materiales abrasivos.

MOLINOS AUTÓGENOS (AG) Y
SEMIAUTÓGENOS (SAG):
La molienda autógena y semiautógena se
desarrolla a principios de los años 80, con


el fin de reducir los costos operativos, al
eliminar los elementos de molienda
La molienda autógena, utiliza como
medio de molienda los gruesos de la
misma mena del material. La molienda
semiautógena, se caracteriza como medio
para la molienda bolas de acero, que
ocupan el 15% del volumen del molino
(Procesamiento de minerales, 2013)
“El desarrollo de la molienda AG no ha
sido tan impetuoso, debido a que los
molinos
requieren
características
especiales de los minerales a moler1
Aunque tienen el mismo principio de
funcionamiento,
los
molinos
semiautógenos tienen la ventaja de
trabajar más fácil con materiales finos.
Estos molinos pueden llegar a tamaños de
75cm a 25 micrones en una etapa,
teniendo una reducción en el costo de
capital (Universidad de Buenos Aires,
2012)
Con respecto al producto, los molinos
autógenos tienen la ventaja de ser más
utilizada en el sentido de que no afecta ni
contamina el material, en comparación
con el semiautógeno.
Dentro de las dimensiones, estos molinos
tienen un diámetro de 12m, por otro lado,
trabajan a potencia de 20MW, con lo que
se alcanza una producción de 2.000
toneladas por hora, siendo los molinos
más grandes usados en la industria,
1

Molienda. Universidad de Buenos Aires , 2012 obtenido de
http://materias.fi.uba.ar/7202/MaterialAlumnos/06_Apunte%2
0Molienda.pdf

2013

especialmente la minera (Universidad de
Buenos Aires, 2012).
Dentro de los mecanismos de reducción
aplicados en los molinos semiautógenos
se tienen los siguientes:
 Impacto.
 Compresión.
 Abrasión.
Estos, se observan dentro del proceso de
reducción ocasionado por las bolas sobre
material, pues el impacto lo rompe
totalmente, la compresión lo fragmenta y
la abrasión se da en forma localizada
(Procesamiento de minerales, 2013).
Al compararlo con un molino de bolas, se
encuentra que estos molinos pueden
llevar a cabo la trituración y cribado
varias veces, además de su tamaño
(Tecnología minera, 2013).
Ventajas:
 Gran aceptación de material.
 Evita la contaminación del
material por parte de cuerpos
moledores
(Universidad
de
Buenos Aires, 2012)
 Reduce costos.
Desventajas:
 Mantenimiento.
 Calcules de potencia y diseño.
 No aptos para molienda de finos.
Aplicaciones
El campo principal de aplicación de la
molienda autógena es el tratamiento y
preparación de minerales (Cu, Pb, Zn, Fe,


baritina). También hay molinos de este
tipo trabajando en el tratamiento de
materias primas para la fabricación de
cemento, fabricación de arena artificial,
entre otros (Tecnología minera, 2013).
Este molino es utilizado para este tipo de
industria debido a que la moliendo con
estos equipos se hace sin presencia de
otros medios moledores y esto hará que el
material obtenido sea muy uniforme y se
mejore la estructura del mismo.

2013

datos que se relaciona en la siguiente
tabla 1.
Tipo de molino

Rango de precio
(Dólares)
Bolas
3000-900002
Rodillos
10000-3000003
Martillos
5000-120000
Raymond
15000-250000
Discos
29000-99000
Tabla 1. Relación de costos.
Estos costos según los proveedores están
expuestos al cambio del mercado.

MOLINOS PARA ULTRAFINOS:
Se utilizan en industrias que desean
obtener productos con un diámetro
comprendido entre 1 a 20µm (Mc Cabe,
1991). Se diferencia con respecto a otros
molinos, en que los medio moledores son
sustancias o fluidos que permiten llevar el
material, e incluso en su transporte, por
rozamiento de las partículas se produce la
reducción de tamaño. Algunos de los más
característicos son los molinos de
martillos clasificadores, que emplea
demás una corriente de aire para separar
las partículas finas de las gruesas, la
energía de fluidos, siendo el más común
vapor de agua o aire comprimido o los
molinos agitados que emplean algunos
sólidos para moler.
COSTOS
Los costos de los molinos varían según su
tipo y su capacidad. Para la información
de este proyecto se cotizaron molinos que
tuvieran una capacidad entre 5 y 100
ton/h, lo que nos arrojó los siguientes

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