En un circuito cerrado de molienda, no todo el material que sale del molino se convierte inmediatamente en producto final. Un clasificador separa la descarga del molino en una fracción fina, que puede pasar a la siguiente etapa del proceso, y una fracción gruesa, que regresa al molino para continuar la molienda.
Este material retornado genera la carga circulante.
La carga circulante es un parámetro operativo importante porque relaciona la alimentación fresca, el retorno del clasificador y la alimentación total del molino. Sin embargo, una carga circulante alta no es necesariamente mala, y una carga circulante baja tampoco es automáticamente buena. El valor debe interpretarse dentro del contexto del circuito completo de molienda y clasificación.
Este artículo se centra específicamente en explicar qué significa la carga circulante, cómo se calcula y qué pueden indicar sus variaciones.
¿Qué es la carga circulante en un circuito de molienda?
La carga circulante es el caudal másico de material que regresa desde el clasificador al molino en relación con la alimentación fresca que entra en el circuito.
Una configuración típica de molienda en circuito cerrado que utiliza un molino de bolas puede representarse de forma simplificada de la siguiente manera:
Alimentación fresca → Molino de bolas → Clasificador → Producto fino
La fracción gruesa sigue una ruta de retorno:
Descarga inferior del clasificador → Molino de bolas
En un circuito con hidrociclón, la descarga inferior gruesa normalmente regresa al molino, mientras que el rebose más fino avanza hacia la siguiente etapa del proceso. Un clasificador de espiral cumple una función similar al devolver el material grueso sedimentado para continuar la molienda.
Tres caudales resultan especialmente útiles:
F = alimentación fresca
R = flujo circulante o de retorno
P = producto final del circuito
Por lo tanto, el caudal total de sólidos que entra en el molino es:
Alimentación total del molino = Alimentación fresca + Flujo circulante
Por ejemplo, si la alimentación fresca es de 100 t/h y regresan 250 t/h de material grueso desde el clasificador:
Alimentación total del molino = 100 + 250 = 350 t/h
Esto no significa que la planta esté produciendo 350 t/h de producto nuevo. De ese caudal, 250 t/h corresponden a material que ya está circulando dentro del circuito de molienda.
Cómo calcular la carga circulante
Cuando se conoce el caudal másico del material retornado, el porcentaje de carga circulante puede calcularse directamente:
Carga circulante (%) = R ÷ F × 100
Donde:
R = caudal másico que regresa al molino
F = alimentación fresca que entra en el circuito
Cálculo directo mediante caudal másico
Considere un circuito cerrado de molienda con:
Alimentación fresca = 100 t/h
Descarga inferior del clasificador = 250 t/h
La carga circulante es:
CL = 250 ÷ 100 × 100 = 250%
Una carga circulante del 250% significa que el caudal másico de retorno es 2,5 veces el caudal de alimentación fresca.
No significa que de alguna manera se esté generando un 250% más de mineral ni que la producción de la planta sea un 250% mayor. Es simplemente una relación entre dos caudales másicos.
La alimentación total del molino en este ejemplo es:
100 + 250 = 350 t/h
Esta diferencia es importante al evaluar el caudal del molino y las condiciones operativas del circuito.
¿Qué ocurre si el flujo de retorno no puede medirse directamente?
En una planta en funcionamiento, no siempre resulta práctico medir directamente el caudal de sólidos presente en la descarga inferior del clasificador.
En ese caso, la carga circulante puede estimarse mediante un balance de materia utilizando muestras representativas de las corrientes relevantes del circuito y una característica medible que pueda incluirse en el balance, como la proporción de una fracción granulométrica seleccionada. En determinadas aplicaciones también pueden emplearse análisis químicos adecuados o datos de trazadores.
El cálculo exacto depende de:
Las corrientes del circuito que se muestreen
Si el circuito se encuentra suficientemente cerca de un estado estacionario
Cómo se determina la concentración de sólidos
Qué característica medible se utiliza para el balance
La precisión del muestreo y del análisis
Por esta razón, la fórmula sencilla R ÷ F × 100 explica la definición de carga circulante, mientras que un cálculo completo de planta puede requerir un balance de materia más detallado del circuito de molienda.
¿Por qué existe carga circulante en los circuitos cerrados de molienda?
La finalidad de la clasificación es evitar que toda la descarga del molino se trate como producto final de molienda.
Después de la molienda, la descarga del molino contiene partículas de diferentes tamaños. El clasificador separa estas partículas de acuerdo con las condiciones operativas del circuito.
De forma simplificada:
Fracción fina → Sale del circuito de molienda
Fracción gruesa → Regresa al molino
Por lo tanto, el material grueso retornado genera la carga circulante.
La carga circulante no es por sí misma un fallo del proceso. Es una consecuencia natural del funcionamiento de un circuito cerrado de molienda.
Un circuito correctamente diseñado utiliza la clasificación para reducir el tratamiento innecesario de las partículas que ya son suficientemente finas, al mismo tiempo que devuelve el material que todavía necesita molienda adicional.
Si necesita conocer los equipos utilizados para realizar esta separación, consulte Hidrociclón vs clasificador en espiral, en lugar de ampliar la selección del clasificador dentro del cálculo de la carga circulante.
¿Qué significa una carga circulante alta?
Una carga circulante alta significa que un caudal másico relativamente grande está regresando al molino en comparación con la alimentación fresca.
Por ejemplo:
Alimentación fresca = 100 t/h
Flujo de retorno = 400 t/h
El resultado es:
Carga circulante = 400 ÷ 100 × 100 = 400%
Este valor por sí solo no demuestra que el circuito esté funcionando de manera deficiente.
Una carga circulante más alta puede estar relacionada con cambios en la distribución del clasificador, las características de la alimentación, las condiciones de molienda, el balance de agua u otras variables operativas.
La pregunta importante no es simplemente:
¿Es alta la carga circulante?
Una pregunta más útil sería:
¿Se ha alejado significativamente la carga circulante del rango normal y estable de este circuito de molienda en particular?
Diferentes circuitos pueden operar con cargas circulantes distintas porque el diseño del molino, el tipo de clasificador, las propiedades del mineral, la granulometría objetivo y la estrategia operativa no son idénticos.
Por lo tanto, no debe aplicarse un único “porcentaje ideal de carga circulante” a todas las plantas.
¿Qué significa una carga circulante baja?
Una carga circulante baja significa que regresa menos material al molino en relación con la alimentación fresca.
Esto puede ocurrir cuando una menor cantidad de material grueso pasa a la corriente de retorno del clasificador o cuando las condiciones operativas modifican la distribución entre el producto final y el flujo de retorno.
Una vez más:
Una carga circulante baja no significa automáticamente un mejor rendimiento de molienda.
Una disminución puede ser consecuencia de un cambio legítimo del proceso, pero también puede indicar que han cambiado las condiciones de alimentación, el comportamiento de la clasificación o el equilibrio del circuito.
Por lo tanto, la tendencia de la carga circulante debe interpretarse junto con:
El caudal de alimentación fresca
La distribución granulométrica del producto
El rendimiento del clasificador
Las condiciones operativas del molino
El balance de pulpa y agua
El objetivo es conseguir un funcionamiento estable y adecuado del circuito, no simplemente minimizar el porcentaje de carga circulante.
¿Por qué cambia la carga circulante?
La carga circulante es el resultado de la interacción entre la molienda y la clasificación. Por ello, puede cambiar incluso cuando el tonelaje de alimentación fresca permanece constante.
| Cambio operativo | Posible influencia |
|---|---|
| Cambios en el tamaño de alimentación | Modifican la cantidad de material que requiere molienda adicional |
| Cambios en la dureza del mineral | Modifican la rapidez con la que las partículas reducen su tamaño en el molino |
| Cambios en la distribución del clasificador | Modifican la proporción de material que regresa al molino |
| Cambios en el balance de agua | Pueden afectar las propiedades de la pulpa y el comportamiento de la clasificación |
| Cambios en las condiciones de molienda | Pueden modificar la distribución granulométrica que llega al clasificador |
Estas relaciones no deben interpretarse como reglas fijas de causa y efecto.
Por ejemplo, un cambio en las condiciones operativas del hidrociclón puede modificar el comportamiento del rebose y de la descarga inferior, pero la carga circulante no puede diagnosticarse de forma fiable a partir de un solo parámetro.
Por ello, la presión del hidrociclón, el tamaño de corte y un comportamiento anormal de la descarga deben tratarse como temas operativos independientes, en lugar de incorporarlos a la definición de carga circulante.
Carga circulante y carga del molino: ¿cuál es la diferencia?
En ocasiones, la carga circulante se confunde con la alimentación total del molino o con la cantidad de material físicamente contenida en su interior.
Son conceptos diferentes.
| Término | Significado |
|---|---|
| Alimentación fresca | Material nuevo que entra en el circuito |
| Carga circulante | Material retornado por el clasificador |
| Alimentación total del molino | Alimentación fresca más material circulante |
| Carga interna del molino | Material físicamente contenido dentro del molino en un momento determinado |
Utilizando el ejemplo anterior:
Alimentación fresca = 100 t/h
Flujo de retorno = 250 t/h
Alimentación total del molino = 350 t/h
El valor de 350 t/h es un caudal másico.
No significa que haya 350 toneladas de mineral físicamente contenidas dentro del molino.
Esta diferencia también es importante al realizar el dimensionamiento de un molino de bolas. La selección del molino considera el caudal, F80, P80, la molturabilidad, la configuración del circuito y otros factores operativos. La carga circulante es una consideración del circuito, no un sustituto del cálculo de dimensionamiento.
La carga circulante es un indicador del equilibrio del circuito
La carga circulante no debe tratarse como un objetivo de rendimiento independiente en el que un valor más alto o más bajo sea automáticamente mejor.
En cambio, constituye un indicador útil de cómo se mueve el material entre el molino y el clasificador.
Una carga circulante estable puede ayudar a los operadores a comprender la relación entre:
Alimentación fresca → Molienda → Clasificación → Flujo de retorno → Producto final
Cuando la carga circulante cambia de forma significativa, el siguiente paso consiste en determinar qué ha cambiado en otras partes del circuito, en lugar de intentar inmediatamente aumentar o reducir el porcentaje.
Las características de la alimentación, las condiciones de molienda, el comportamiento de la clasificación y el balance de agua deben evaluarse conjuntamente.
Para las plantas que necesitan evaluar la optimización general del circuito, y no solamente un problema existente en el flujo de retorno, la guía sobre cómo mejorar la eficiencia del molino de bolas explica los principales factores que afectan al rendimiento de molienda.
