Triturabilidad y moliendabilidad del mineral: pruebas e índice de Bond

Lo que aprenderá en esta guía

La triturabilidad es la resistencia del mineral a romperse en tamaños gruesos dentro de las trituradoras, y la moliendabilidad es la energía que necesita para reducirse a tamaños finos en los molinos; se miden con pruebas distintas y no siempre ordenan los minerales igual. Esta guía explica las pruebas principales (UCS, índice de trituración de Bond, índices de trabajo en molino de barras y de bolas, caída de peso JK A×b e índice de abrasión), qué significa cada número y cómo se usan los resultados para elegir trituradoras y molinos para minería. Está pensada para ingenieros y compradores que deben planear pruebas o leer un reporte de laboratorio antes de pedir cotizaciones para un circuito de conminución.

Triturabilidad y moliendabilidad son dos propiedades distintas

Los dos términos describen qué tan difícil es romper un mineral, pero se aplican a rangos de tamaño y mecanismos diferentes. Las trituradoras rompen trozos grandes, sobre todo por compresión e impacto, desde el tamaño de mina hasta unos pocos milímetros. Los molinos reducen partículas de unos milímetros hasta micras, con muchos impactos repetidos, abrasión y desgaste. La diferencia entre las dos etapas se explica en trituración y molienda.

Como el mecanismo y el tamaño cambian, un solo número de “dureza” no describe ambas cosas. Un trozo grueso puede tener grietas, planos de estratificación o vetillas de arcilla que lo hacen débil al impacto, mientras sus partículas finas, ya sin esos defectos, resisten la molienda. También pasa lo contrario. En pruebas con nueve muestras de un mismo mineral de cobre, la muestra con el A×b más alto (la más blanda al impacto) tuvo también el índice de trabajo operativo más alto en molienda: cerca de 14.9 kWh/t, contra unos 9.1 kWh/t de la muestra más fácil. El índice de impacto y el de molienda no estaban correlacionados, y cada uno se tuvo que explicar por separado a partir de la mineralogía.

La figura muestra por qué las pruebas no son intercambiables: cada una trabaja en un rango de tamaño distinto, que corresponde a otra máquina. Una trituradora se elige con datos de tamaño grueso, y un molino de bolas con datos de tamaño fino. Las propiedades básicas de la roca para canteras se revisan en tipos de rocas.

Las pruebas principales de triturabilidad y moliendabilidad

La tabla resume las pruebas que aparecen más a menudo en los reportes de conminución. Los valores de ejemplo vienen de las referencias y muestran el rango de resultados reales; no son valores de diseño para ningún mineral.

Valores de ejemplo de las referencias listadas en Referencias y fuentes; no son datos de diseño.

Dos puntos ayudan a leer un reporte. Primero, el A×b va al revés que los índices de trabajo: un A×b bajo indica un mineral duro, mientras que un índice de trabajo bajo indica un mineral fácil. Segundo, la abrasión es otra propiedad. Un mineral puede pedir poca energía para romperse y aun así gastar rápido los revestimientos; por eso el índice de abrasión se reporta junto a los índices de trabajo y no se sustituye por ellos. El consumo de piezas de desgaste se trata en consumo unitario de bolas de acero.

Cuidado con las unidades: kWh/t o kWh/tc

Muchos reportes en Latinoamérica, sobre todo los que siguen formatos antiguos, dan el índice de trabajo en kWh por tonelada corta (kWh/tc). Una tonelada corta pesa 907 kg, así que un valor en kWh/tc debe multiplicarse por 1.102 para pasarlo a kWh por tonelada métrica. Por ejemplo, un mineral de cobre peruano con un índice de Bond de 16.05 kWh/tc equivale a unos 17.7 kWh/t. Si un reporte no dice qué tonelada usa, conviene preguntarlo antes de dimensionar el molino de bolas.

Cómo funciona la prueba de índice de trabajo de Bond en molino de bolas

El índice de Bond en molino de bolas es el número que más se usa para dimensionar un molino, así que vale la pena conocer su método y sus límites. La prueba se hace en un molino estándar de laboratorio, en seco, y su resultado alimenta la molienda en circuito cerrado que se diseñe después:

• Molino: 305 mm × 305 mm, a 70 r/min, con unos 20 kg de bolas de acero de varios tamaños.
• Alimentación: mineral triturado a 100% pasante 3.35 mm; en cada ciclo se muele un volumen fijo de 700 cm³.
• Malla de corte: una malla de prueba cercana al tamaño de producto de la planta, por ejemplo 75 µm (malla 200) o 106 µm (malla 150).
• Ciclos: tras cada ciclo se retira el fino y se agrega alimentación nueva, hasta llegar a un estado estable con 250% de carga circulante. Suele tomar de 7 a 10 ciclos, unos 10 kg de mineral y más de 8 horas.

El resultado es la moliendabilidad (gramos netos de fino por revolución), que se convierte en índice de trabajo con la ecuación de Bond:

Wi = 1.1 × 44.5 / [P1^0.23 × Gbp^0.82 × (10/√P80 − 10/√F80)], en kWh/t, donde P1 es la abertura de la malla de corte (µm), Gbp la moliendabilidad (g/rev), y P80 y F80 los tamaños 80% pasante del producto y la alimentación (µm).

Tres condiciones cambian el resultado y se deben revisar en todo reporte:

1. Malla de corte. El índice cambia con la malla de prueba, así que debe medirse cerca del tamaño objetivo de la planta.
2. Finos naturales en la alimentación. Los minerales friables traen muchos finos tras triturar a 3.35 mm. En pruebas con minerales de hierro de Brasil, los índices medidos sin retirar esos finos fueron en promedio cerca de 35% más altos que los medidos con muestras sin finos.
3. Alimentación fuera de norma. Si hay poca muestra o la granulometría de alimentación es distinta, el índice cambia; sube cuando la alimentación es más fina. Hay métodos de corrección, pero solo valen en las condiciones probadas.

La prueba también supone un circuito eficiente. En cuatro molinos de bolas de una planta de cemento en Colombia, el índice de laboratorio fue de 11.22 kWh/t, pero la energía real superó la predicción de Bond entre 126% y 229%, sobre todo porque una mala clasificación regresaba finos al molino. El índice fija la energía que un circuito eficiente debería necesitar; la clasificación decide qué tanto se acerca la planta a ese valor. Para leer bien F80 y P80, vea los términos de granulometría.

De los resultados de prueba a la elección de trituradoras y molinos

Cada resultado respalda una decisión distinta sobre el equipo. La figura resume las relaciones principales, y los párrafos siguientes dan ejemplos con las etapas de trituración y los molinos que intervienen.

Trituradoras: primero resistencia y abrasión. La resistencia a la compresión decide si una trituradora puede romper la roca y con qué fuerza. La C Trituradora de Mandíbulas está diseñada para roca de hasta 320 MPa de resistencia a la compresión, lo que cubre la mayoría de los minerales duros y agregados en la etapa primaria. La abrasión decide la ruta secundaria y terciaria. La PF Trituradora de Impacto está pensada para materiales semiduros y blandos como la caliza; en minerales duros con mucho cuarzo, el desgaste de los martillos sube rápido, así que lo usual son trituradoras de compresión como la HST Trituradora Cónica Hidráulica Monocilíndrica. Luego, el índice de trituración fija la potencia para la relación de reducción elegida.

Molinos: del índice de trabajo a la potencia y el tamaño. El índice de Bond en molino de bolas se convierte en energía específica con la ecuación W = 10 × Wi × (1/√P80 − 1/√F80). Un cálculo ilustrativo, no un diseño:

Cálculo ilustrativo con la ecuación de Bond, no es un diseño para ningún mineral.

La ficha técnica del MQ Molino de Bolas lista varios cascos con motor instalado de 245 kW, por ejemplo Ф1830×7000 mm, Ф2100×4500 mm y Ф2400×3000 mm, y cascos más grandes por encima. Cuál conviene depende de los factores de eficiencia, la velocidad, la carga de bolas y el circuito; el proveedor debe revisar la selección final contra el reporte de pruebas. Si el índice fuera 18 kWh/t en vez de 15, el mismo servicio pediría 20% más potencia, lo que puede subir un tamaño de molino. La selección de bolas para el molino elegido se trata en la guía completa de los medios de molienda.

Ruta de molienda gruesa. El A×b y el índice en molino de barras importan cuando el circuito incluye un molino SAG, AG o de barras. En un circuito de trituración más molino de bolas, un arreglo frecuente en plantas medianas de México, las pruebas de trituración, el Ai y el índice en molino de bolas suelen definir la decisión; los modelos y datos están en la página del MQ Molino de Bolas.

Variabilidad del mineral: por qué una sola prueba no basta

Una sola muestra casi nunca representa un yacimiento. La triturabilidad y la moliendabilidad cambian con el tipo de roca, la alteración y el intemperismo, igual que el tamaño de grano y la textura de los minerales. En los yacimientos polimetálicos de México, por ejemplo, zonas oxidadas, de sulfuros y de skarn pueden convivir en una misma mina. Un ejemplo medido muestra la escala del efecto:

• En un yacimiento de cobre-oro de Brasil, el índice de abrasión de Bond de 40 muestras fue de 0.006 g a 0.770 g. Los promedios por litología fueron desde unos 0.013 g en un esquisto de talco-tremolita hasta unos 0.573 g en una roca metavolcánica. Cuando la alimentación de la planta se cargó hacia la roca más abrasiva, el consumo de materiales de desgaste subió cerca de 7%.

Por eso los programas de prueba muestrean cada tipo de mineral que llegará a la planta, en proporción al plan de minado, y diseñan para el extremo más duro del rango con un margen. Si la variación es grande, un circuito con potencia de reserva o con una segunda etapa da un tonelaje más estable. Controlar el tamaño de alimentación al molino también limita el efecto del mineral duro; vea qué es la relación de reducción.

Cómo planear un programa de pruebas

Un programa práctico sigue la etapa del proyecto. La lista sirve para pedir pruebas a un laboratorio y revisar que los resultados cubran los rangos de tamaño que manejarán los equipos, del primario a la molienda.

1. Definir tipos de mineral. Dividir el yacimiento en tipos de roca o dominios geometalúrgicos y planear muestras de cada uno según el plan de minado.
2. Probar resistencia y abrasión. Pedir UCS o carga puntual en núcleos y un índice de abrasión de Bond (1.6 kg de material de 12.7–19.05 mm por prueba). Estos datos orientan el tipo de trituradora y las piezas de desgaste.
3. Probar energía de trituración. Agregar un índice de trituración de Bond o una prueba de caída de peso (A×b) cuando haya que definir potencia de trituradora o una ruta SAG/AG.
4. Probar energía de molienda. Pedir el índice de Bond en molino de bolas con malla de corte cercana al objetivo de la planta; agregar la prueba de barras si se planea un molino de barras.
5. Revisar la preparación de la muestra. Pedir que el laboratorio reporte cómo trató los finos, la malla de corte usada, el F80 y si las unidades son kWh/t o kWh/tc.
6. Enviar resultados junto con el servicio. Al pedir propuestas de equipo, dar tonelaje, tamaño de alimentación, P80 objetivo y el rango de resultados, no solo el promedio.

La última etapa de trituración en estos programas a menudo se decide entre tipos de cono; vea trituradora cónica monocilíndrica vs multicilíndrica.

Preguntas frecuentes

¿Una dureza Mohs alta significa mala moliendabilidad?

No siempre. La dureza Mohs describe la resistencia al rayado de un mineral, mientras que la moliendabilidad depende de toda la roca: tamaño de grano, grietas, cementación y arcillas. La dureza Mohs predice mejor la abrasión que la energía de molienda. Las propiedades de cada roca se comparan en tipos de rocas.

¿Se puede usar el índice de Bond en molino de bolas para elegir una trituradora?

No. Se mide con alimentación de −3.35 mm y describe la molienda fina. Las trituradoras se eligen con datos de resistencia, índice de trituración o caída de peso tomados en trozos gruesos.

¿Por qué mi planta gasta más energía que el cálculo de Bond?

El valor de Bond supone un circuito cerrado eficiente. Una mala clasificación, bolas del tamaño equivocado, poca carga circulante o una alimentación más gruesa de lo previsto suben el consumo real. Revise primero la clasificación y después las bolas, como en el diseño de granulometría de bolas de acero.

¿Qué es un mineral “duro” según el A×b?

Un A×b más bajo indica más resistencia a la rotura por impacto. Cada laboratorio usa sus propias clases, así que el valor se debe leer contra la escala del laboratorio y contra otros minerales de la misma zona.

¿Qué equipos de MR corresponden a cada dureza?

La C Trituradora de Mandíbulas trabaja roca de hasta 320 MPa de resistencia a la compresión; la PF Trituradora de Impacto conviene para materiales semiduros y blandos; y el índice de Bond y el tonelaje requerido fijan el tamaño del MQ Molino de Bolas.

Referencias y fuentes

Las fuentes siguientes respaldan los métodos, valores y observaciones de planta de esta guía. Para el contexto general de la reducción de tamaño, vea qué es la conminución.

1. Nikolić, V. et al. (2025). Proposal of a method for calculating the Bond work index for samples with non-standard feed particle size distribution. Minerals 15(4), 358
2. Gharehgheshlagh, H. H. (2016). Kinetic grinding test approach to estimate the ball mill work index. Physicochemical Problems of Mineral Processing 52(1), 342–352
3. Rincon, J., Gaydardzhiev, S. y Stamenov, L. (2019). Coupling comminution indices and mineralogical features as an approach to a geometallurgical characterization of a copper ore. Minerals Engineering 130, 57–66
4. Barbosa, P. A. et al. (2021). Determination of abrasiveness in copper-gold sulfide ores: a contribution to the geometallurgical model of the Sossego deposit. Minerals 11(12), 1427
5. Yang, J. et al. (2025). Study on impact and abrasion resistance of minerals based on JK drop weight test and grinding test. Minerals 15(4), 407
6. Colorado-Arango, L. et al. (2023). Evaluación de la eficiencia de molienda y clasificación de materias primas. DYNA 90(229), 148–158
7. Osorio Galarza, M. F. y Saavedra Veramendi, J. C. (2025). Molienda de minerales de cobre para determinar el índice de trabajo. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión
8. Ferreira, K. C. et al. (2015). Efeito do escalpe no Work Index de Bond. HOLOS 7, 59–64

Lectura relacionada: diferencia entre trituración y molienda.