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Liming Molinos para Molienda del cemento

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El cemento es un material básico para la construcción y la ingeniería civil. El consumo y la producción de cemento están ligados directamente al incremento poblacional en nuestro país. La producción de cemento en México alcanzó en el año 2004 las 35 millones de toneladas, aproximadamente el 2.0 % de la producción mundial; y la demanda del producto sigue en aumento. Sin embargo, la fabricación de cemento es una actividad industrial intensiva en energía; energía térmica para la cocción de las materias primas; y energía eléctrica para las operaciones de molienda, manipulación de materiales e impulsión de gases. El consumo total de energía eléctrica varía entre 90 y 130 kWh/ton de cemento, de los cuales aproximadamente el 30% (27 a 39 kWh/ton) de esta energía es usado para la preparación del material crudo y cerca del 40% (36 a 52 kWh/ton) para la producción final del cemento por la molienda del clínker de cemento. De ahí la importancia de aplicar la modelación y simulación matemática para optimizar el proceso de molienda de cemento y reducir el consumo de energía.

En el presente estudio, se llevó a cabo el análisis de datos de muestreo de planta los cuales muestran una clara relación entre los parámetros del modelo matemático y la carga circulante del circuito de molienda y clasificación del cemento. El aumento de la carga circulante mejora el proceso de clasificación de partículas. Sin embargo, el aumento de la carga circulante favorece la velocidad de rompimiento de las partículas finas (< 0.015 mm) comparada con las partículas gruesas (> 1.0 mm). Es decir, la mayor parte de la energía disponible para la reducción de tamaños se utiliza en la sobre molienda de partículas finas más que en la reducción de las partículas gruesas.

La fabricación de cemento es una actividad industrial de procesado de minerales, la cual se representa esquemáticamente en la Figura 2. En el proceso de fabricación de cemento pueden diferenciarse tres etapas básicas:
1. Obtención y preparación de materias primas provenientes de las canteras (caliza, arcilla, etc.) que son finamente molidas para obtener el crudo.
2. Cocción del crudo en un horno rotatorio hasta temperaturas de 1450 ºC para la obtención de un producto semielaborado denominado clínker de cemento.
3. Molienda conjunta del clínker con otros componentes (cenizas volantes, escoria, puzolana, yeso) para obtener el cemento.

Existe una gran variedad de tipos de cementos, los cuales están en función de las características de los agregados y de la finura del producto. De acuerdo a su composición, estos pueden ser: cemento Pórtland ordinario (CPO), cemento Pórtland puzolánico (CPP), cemento Pórtland con escoria granulada de alto horno (TPEG), cemento Pórtland compuesto (CPC), cemento Pórtland con humo de sílice (CPS), y cemento con escoria granulada de alto horno (CEG). De acuerdo a su resistencia mínima mecánica a la compresión a 28 días, estos pueden ser clasificados como 20, 30 y 40 N/mm2

Molienda del cemento

Debido a la variedad de tipos de cemento requeridos por el mercado, predominan los sistemas de molienda de última generación equipados con separador dinámico de aire. Los sistemas de molienda más empleados son:
1. molino de bolas en circuito cerrado (el porcentaje de adiciones es bastante limitado, si no son secas o presecadas).
2. molino vertical de rodillos (mejor adaptado para porcentajes de adición altos, debido a su capacidad de secado, mejor adaptado para la molienda separada de las adiciones).
3. prensa de rodillos (el porcentaje de adiciones es bastante limitado, si no son secas o presecadas).

Uno de los sistemas que más se han estudiado en los circuitos de molienda en seco, contemplan el uso de molinos de bolas de dos compartimentos, conocidos también como molinos tubulares, y los separadores de aire. El avance de la tecnología sobre la molienda de cementos es lento y estos avances están limitados principalmente a los países de mayor desarrollo. La alimentación al circuito de molienda del cemento es aproximadamente 95% clínker y el resto son agregados, los cuales incluyen aditivos de molienda. La calidad del cemento es medida por el área superficial de las partículas de cemento, conocido como el índice de Blaine (m 2 /kg), el cual es determinado por pruebas de permeabilidad de aire.

La reducción de tamaños se lleva a cabo en un molino de bolas de dos compartimentos. El primer compartimiento es mucho más corto que el segundo. El material de clínker más grueso es molino en el primer compartimiento donde se utiliza un tamaño de bolas más grande (80, 60, 50 mm). La molienda fina se lleva a cabo en el segundo compartimiento donde bolas pequeñas son usadas (30, 25, 20 mm). La separación entre el primer y el segundo compartimiento se realiza a través de un diafragma, el cual permite el paso únicamente de ciertos tamaños de partículas al segundo compartimiento. El producto del segundo compartimiento es a través de una rejilla de separación para retener el medio de molienda (bolas de acero). Generalmente, los finos del cemento en la descarga del molino son separados con aire. El producto final es la fracción fina del separador mientras que los gruesos son regresados al molino.

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