MOLIENDA Y CLASIFICACION
METALURGIA
• “La metalurgia extractiva es la CIENCIA y el ARTE el ARTE de de obtener por medios de tratamientos físicos y químicos un material valioso desde minerales”
ES POR ESO QUE…
La TEORIA que no se ajusta a la PRACTICA no es buena… … Así como tampoco lo es la PRACTICA
que no sigue a la buena TEORIA Dr. Jaime Sepulveda
Conminución COMINUCION
CONCEPTOS ¿Qué es la conminución? Conjunto de técnicas que tienen por finalidad reducir, por acción mecánica externa, un sólido de determinado tamaño en elementos de tamaño menor. menor. ¿Con qué objetivo? Para liberar la especie de valor que se encuentra asociada a la ganga. GANGA
¿Cómo se realiza la conminución? De tres formas: 1.
Compresión.
2.
Impacto.
3.
Cizalle.
ESPECIE DE VALOR
ESFUERZOS RELACIONADO A LA FRACTURA 1.
Compresión.
2.
Impacto.
3.
Cizalle.
TIPOS DE CONMINUCION ¿Cuántos tipos de conminución existen? Existen 3 tipos: 1. Prim Primar aria ia (Min (Mina) a) 2. Secu Secund ndar aria ia (Ch (Chan anca cado dor) r) 3. Terci erciar aria ia (Mol (Molie iend nda) a) ¿ y qué tipo de molienda existen? De forma global, existen 2 tipos: 1. Mol Molien ienda Se Seca. ca. 2. Moli Molien enda da Húme Húmeda da..
EQUIPOS DE CONMINUCIÓN Chancador Giratorio , usado para un chancado primario
EQUIPOS DE CONMINUCIÓN Ch anc ado r d e Man d í b u la, usado como chancado primario
EQUIPOS DE CONMINUCIÓN Chanc ado r de Cono ( MP), MP) , usados como chancadores secundarios,
terciarios y cuaternarios.
TIPOS DE MOLIENDA Los molinos también se clasifican según el cuerpo moledor . El cuerpo moledor, moledor, es aquel material que hará contacto con mineral, y por medio de los 3 tipos de conminución (impacto, abrasión cizalle), disminuirá al hasta el tamaño de liberación de la partícula útil. Según cuerpo moledor se clasifican en: •Molinos de Bolas. •Molinos de Barras.
(FAG). •Molinos Autógenos (FAG). •Molinos Semiautógenos (SAG).
EQUIPOS DE CONMINUCIÓN
Molino de Barras
Molino SAG, semiautogeno
Molino de Bolas
Molino verticales
MOLINO DE REMOLIENDA MHA
MARCA
: Outotec
CANTIDAD
:2
TIPO
: BOLAS (Mol. Húmeda)
Bolas
: 1 ½” (Forjadas y Fundidas)
DIMENSIONES: POTENCIA
15 x 36 [pies]
: 3750 [kw]
VELOCIDAD : 75 % velocidad crítica.
VELOCIDAD : 15.1 [r.p.m.]
CIRCUITOS DE MOLIENDA
Flujo
Circuito Directo
Circuito Inverso
Nombre
1
Alimentación Fresca
2
Alimentación Molino
3
Descarga de Molino
4
Agua
5
Alimentación Hidrociclon
6
Descarga de Hidrociclon
7
Rebalse de Hidrociclon
PARAMETRO DE MOLIENDA • Velocidad de Giro.
Velocidad Velocidad Crítica:
Nc
76 ,63
(RPM)
D D: Diámetro interno pies
Ejemplo 1: Calcular velocidad crítica para molino de Planta Magnetita (14,3’ x 35’)
La velocidad de giro de un molino para un determinado proceso, molienda primaria o remolienda, se define como un porcentaje de la velocidad crítica. Por ejemplo, Planta Magnetita, opera con 75% de la velocidad crítica. Ejemplo 2: Determinar velocidad de operación del molino de Planta Magnetita.
PARAMETRO DE MOLIENDA • Consumo Específico de Energía
EE ( k Wh / tm)
Potencia( k W )
Tratamient o(tm / h)
Ejemplo 3: Calcular consumo específico de energía para el molino de Planta Magentita. -Tratamiento: -Tratamiento: 270 tm/h - Potencia: 3.750 kW
Índice de Bond (Índice de trabajo ó Work Index): XX (kWh/tc)
PARAMETRO DE MOLIENDA •Razón de reducción
T am am añ añ o
% Pa Pa s. s. Ac u um m ul ul ad ado
#
µm
6
3350
8
2360
67,7
96,8
10
1700
57,1
91,9
14
1180
45,0
84,5
A lilim.
Prod.
100,0
100,0
X
Curvas Granulométricas
100 90
80
X
80 70
o d a l 60 u m u c 50 A . s a 40 P %
30 20 10 0 10
100
1000
10000
80
20
850
35,6
77,6
28
600
29,9
70,8
35
425
24,6
64,9
48
300
21,3
58,7
65
212
18,9
52,2
100
150
16,8
46,2
150
106
14,9
38,7
200
75
13,0
31,2
270
53
10,5
23,6
325
45
8,5
20,2
Tamaño (µm) Pr od oduc to to
A lilimentac ión
Razón de Reducción (RR): Rr R r
F 80
P 80
3.350 2.360
100 67,7
3.350
x
100 80
PARAMETRO DE MOLIENDA Nivel de bolas: Es el nivel porcentual del volumen ocupado por el cuerpo moledor . ¿Porqué cargar bolas? El objetivo de cargar bolas es mantener un un nivel de llenado de bolas al interior del molino. Los molinos de MHA tienen un nivel nivel de llenado llenado de: Diseño
= 40% correspondiente a 305 ton DE ACERO. ACERO.
Nominal
= 34 - 36% (para no dañar la boca de trunnion). Esto corresponde entre 252 - 267 ton de acero.
¿Cómo medir el nivel de bolas? Se debe registrar la distancia entre la superficie de bolas y lifter/corazas del nivel superior.
CUERPO MOLEDOR ¿y qué tamaño de bolas es el ideal? Para calcular nuestro tamaño de bolas óptimo debemos tener algunos datos, tales como: Diámetro interno molino. Largo interno de molino. Tamaño de descarte de bolas. % de velocidad crítica de molino. Porcentaje de llenado de bolas aparente. Wi de mineral. F80 de molienda
14,3 35 0,5 75 34 20 190
Luego se ingresa a nuestra formula y….
dB = 4,5 F800,263(ds Wi)0,4 / (N D)0,25
pies pies pulg % % kwh/t um
CUERPO MOLEDOR Por ejemplo, realizando el cálculo tenemos que: dB = 1,33” = 34 mm, pero industrialmente no encontramos de esta medida, es por eso que utilizamos bolas de 1,5” ó de 40mm.
¿Y de qué tipos de bolas tenemos? Aquí en MHA tenemos dos tipos de bolas, Fundidas y Forjadas. Fundidas
: Magoteaux (40mm)
Forjadas
: Molycop (1,5”)
CUERPO MOLEDOR A ver… si una bola de 1,5” y de 40mm es lo mismo, entonces
¿PORQUÉ
DOS MARCAS DISTINTAS?!! Se realizó un estudio en Huasco Huasco donde se comprobó comprobó que: - Las bolas fundidas con un contenido de ± 30% en Cr resistían mejor el desgate por acción del tipo de pulpa (abrasiva). - Técnica y económicamente factible, la distribución entre bolas fundidas (Magoteaux 40mm) 40mm) y forjadas (Molycop 1.5”) fue entre 30 a 50% de bolas fundidas. ¿Y qué distribución tenemos nosotros? Nuestro carguío tiene la siguiente distribución: Fundidas
: 35%
Forjadas
: 65%
CARGUÍO DE BOLAS ¿Cómo se calcula el carguío de bolas? Por medio de un estudio, se ha determinado que la tasa de consumo de acero es de 280 280 g/ton g/ton (gramos (gramos de acero por cada tonelada alimentada al sistema de molienda). molienda ). Entonces el acero consumido por día es: Ton día acero consumido = 280 g/ton * tms día alimentadas a molienda*1x106 Así, si hemos alimentado al sistema de molienda 6.480 tms/día, habremos consumidos 1,81 ton de acero.
CARGUÍO DE BOLAS ¿Porqué no cargamos todos los días? Tenemos como limitante, el tipo de almacenamiento de las bolas, tambores tambores.. Tomando en cuenta que…
Fundidas
: ± 0,95 ton
Forjadas
: ± 0,90 ton Programa carguío de bolas
Tasa consumo
Fecha 1 2 3 4 5 6 7
280
g acero/ ton mineral
TMS Frescas alimentadas Molino #1 Día Acum 5.548 5.548 5.668 11.216 5.576 16.792 6.196 22.988 5.312 28.300 4.903 33.203 5.704 38.907
TMS Frescas alimentadas Molino #2 Día Acum 0 0 3.057 3.057 3.136 6.193 0 6.193 4.828 11.021 4.714 15.735 3.090 18.825
TON Acero Consumido Molino #1 Molino #2 Día Acum Día Acum 1,55 1,55 0,00 0,00 1,59 3,14 0,86 0,86 1,56 4,70 0,88 1,73 1,73 6,44 0,00 1,73 1,49 7,92 1,35 3,09 1,37 9,30 1,32 4,41 1,60 10,89 0,87 5,27
Tambores reponer Tambores reponer Molino #1 Molino #2 1.5” 40 mm 1.5” 40 mm 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 2 1 0 0 2 1 0 0 2 1 2 1
CARGUÍO POR NIVELACION ¿Cómo medimos el nivel de bolas? 1. Se debe tomar la medida medida entre lifter y nivel superior de bolas. 2. Se debe tomar la medida entre coraza y nivel superior de bolas. 3. Se debe repetir las medidas en los anillos 2, 3, 5, 7 y 8, del molino. 4. Obtenemos un promedio de las mediciones. 5. Luego con un pequeño cálculo… α =
(360/π) arcsen [ 2 (h/D) (D/h-1)0.5]
J = (α /360) - (4/π) (h/D) (h/D-0.5) (D/h-1) 0.5 Donde : Angulo de reposo de bolas, respecto al centro del molino. α : Angulo J : Nivel de llenado. D : Diámetro efectivo de molino. h : Altura libre sobre bolas.
D = 14.3’
CARGUÍO POR NIVELACION Por ejemplo, si la altura promedio libre sobre las bolas fue de 9,27’ (2,82m 2,82m). ). Tenemos que: α = 148.63°
J = 33 % Esto nos indica que el nivel de llenado de bolas, esta 1% por DEBAJO DEBAJO de lo requerido. Recordando que un 34% corresponde a 260 ton de acero, para NIVELAR debemos cargar 7.65 ton. El carguío por nivelación será : Molycop 1,5" 4,97 5
Magoteaux 40 mm 2,68 3
TRAYECTORIA MA TRAYECTORIA MATERIAL TERIAL AL INTERI INTERIOR OR DE UN MOLINO ¿Cómo es el movimiento interno de bolas?
Velocidad baja (deslizamiento)
Centrifugación
Velocidad media (deslizamiento y casacada)
Sobre velocidad crítica.
Velocidad Velocidad mas alta (deslizamiento e impacto por catarata)
TRAYECTORIA MA TRAYECTORIA MATERIAL TERIAL AL INTERI INTERIOR OR DE UN MOLINO ¿Y qué trayectoria deberíamos tener? Zona en el cual la fuerza centrífuga es neutralizada por el peso de los medios moledores.
Zona de cascada
Zona de cataratas
Zona de abrasión
Zona muerta
Zona de impacto (pie de la carga)
Ilustración del movimiento de la carga de un molino operando a una velocidad normal.
TRAYECTORIA MA TRAYECTORIA MATERIAL TERIAL AL INTERI INTERIOR OR DE UN MOLINO ¿Y qué trayectoria deberíamos tener?
Ilustración del movimiento de la carga de un molino operando a una velocidad normal.
TIPOS DE REVESTIMIENTOS
ONDULADO
RECTANGULAR
SHIPLAP
ALTO-BAJO
LISO
BEVEL
REVESTIMIENTO INTERNO DE MOLINO Revestimiento de Gomas Revestimiento Anillos 1 y 2: Material : Goma Espesor : 80 mm
Revestimiento Anillos 3 al 9: Material : Goma Espesor : 60 mm
REVESTIMIENTO INTERNO DE MOLINO
3 lifter conforman cada anillo de molino. N° de Anillos : 9 Material : Acero Altura : 137 mm Ancho : 210 mm
REVESTIMIENTO INTERNO DE MOLINO 3 lifter conforman cada revestiento de tapas alimentación y descarga. N° de Anillos : 9 Material : Acero Altura : 137 mm Ancho : 210 mm
Clasificación CLASIFICACION
CONCEPTOS BASICOS ¿Qué es la clasificación? La clasificación es un proceso físico de separación de tamaños de partículas, en dos o más fracciones. En general, esta etapa trabaja en comunión con Molienda, y su principal función es separar material que cuenta con el tamaño para continuar con el proceso. ¿En qué medio se realiza la clasificación? Similar a la molienda, la clasificación clasificación se puede realizar realizar en húmedo húmedo o en seco. ¿Qué equipos utilizamos en la clasificación? 1. Harn Harner eros os.. 2. Hidroc Hidrocicl iclone ones. s. 3. Hidros Hidrosepa eparad radore ores. s.
EQUIPOS DE CLASIFICACION
Harnero vibratorio
Trommel
tamices
EQUIPOS DE CLASIFICACION
HIDROCICLON
El HIDROCICLÓN HIDROCICLÓN consiste de una parte cónica seguida por una cámara cilíndrica, en la cual existen una entrada tangencial para la suspensión de la alimentación (Feed). La parte superior del hidrociclón presenta un tubo para la salida de la suspensión diluida (overflow) y en la parte inferior existe un orificio de salida de la suspensión concentrada (underflow). El ducto de alimentación se denomina inlet, el tubo de salida de la suspensión diluida se denomina vortex, y el orificio de salida del concentrado se denomina apex .
PARTES DE UN HIDROCICLON
Partes Hidrociclón
Partes internas Hidrociclón
CIRCUITO INVERSO MOLIENDA CLASIFICACIÓN OverFlow
UnderFlow (CC) Alimentación Fresca Agua Agua
OPERACION HIDROCICLON
Alimentación Participa de la clasificación
By Pass
OPERACION HIDROCICLON
Participa de la clasificación
By Pass
OPERACION HIDROCICLON
Finos
Gruesos
By Pass
OPERACION HIDROCICLON
Fino
By Pass Grueso
DIAGRAMA DE CLASIFICACIÓN DE UN HIDROCICLÓN EJEMPLO DE CONDICIÓN IDEAL OverFlow
(Partículas Menores a 1,5 micrones)
Alimentación
(Tamaño De Corte 1,5 micrones)
UnderFlow
(Partículas Mayores a 1,5 micrones) Recuperación De Partículas Alimentadas En Underflow (%)
Curva Ideal
Tamaño partícula (micrones)
DIAGRAMA DE CLASIFICACIÓN DE UN HIDROCICLÓN EJEMPLO DE CONDICIÓN REAL OverFlow
Alimentación
(Tamaño De Corte 1,5 micrones)
UnderFlow
Curva Real Recuperación De Partículas Alimentadas En Underflow (%)
Curva Ajustada Curva Ideal
Tamaño partícula (micrones)
CURVA DE CLASIFICACIÓN REAL
0.90
Sin Clasificar
Curva real
Clasificado
Recuperación De Partículas Alimentadas En Underflow (%)
Curva Ajustada Sin Clasificar 0.2
50, A d50, d R
Tamaño partícula (micrones)
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN Las variables de clasificación de un Hidrociclón son dos, las cuales, se definen a continuación:
1.Variables De Diseño: son todas aquellas que caracterizan el diseño del equipo (dimensiones, formas, ángulos, etc.) y que no son posibles de modificar durante la operación misma.
2.Variables De Operación: son todas aquellas condiciones que caracterizan al flujo de alimentación y que son posibles de modificar durante la operación misma del equipo.
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN Variables De Operación
Variables De Diseño 1.
Diámetro Del ciclón
2.
Altura Del ci cilindro
3.
1.
Flujo De De Ali Alime men ntaci ció ón y Presi sió ón De De Entrada
2.
% Só Sólilido dos/ s/De Dens nsid idad ad De Al Alim imen enta taci ció ón
Diámetro Del Apex
3.
Granulometría Ali Alimentación
4.
Diámetro Vortex Finder
4.
Material
5.
Diámetro En Entra trada Al Alimentaci tació ón
6.
Ángulo Sección Cónica
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN
Principales Variables Variables Ordenadas Según Frecuencia De Manejo 1. Flujo De Alimentación y presión de entrada. 2. % Sólidos Y Densidad De Alimentación. 3. Diámetro Apex 4. Diámetro Vortex Finder
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN 1. Flujo de aalime limentació ntación n y presión presión de de entrada. entrada. •
Un aumento del flujo volumétrico de alimentación aumentará la presión de entrada, por lo que mejorará la eficiencia de clasificación. En consecuencia, ambas variables están directamente relacionadas y afectan en el mismo sentido su operación.
•
Se ha encontrado que en ciertos limites, un aumento de flujo volumétrico mejorara l a eficiencia de clasificación.
•
Un aumento de la presión de entrada aumentara la velocidad angular de las partículas y con ello, el efecto de la fuerza centrifuga. Dado que la fuerza centrifuga aumenta, las partículas serán empujadas con mas fuerza hacia las paredes del Hidrocicl ón y aparecerán en la descarga por lo que el tamaño de corte d 50c disminuirá.
Variables De Un Hidrociclón 2. % Sólido Sólidos s y densid densidad ad de alim aliment entaci ación ón •
El ideal es tener una baja densidad de pulpa lo que equivale a tener un bajo porcentaje de sólidos en peso, dado que el proceso de clasificación es más óptimo y se efectúa en forma más adecuada.
•
Un elevado porcentaje de sólidos al hidrociclón más una alta presión de alimentación origina una descarga demasiado gruesa, la cual retorna nuevamente al molino como carga circulante.
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN 3. Di Diám ámet etro ro del del Apex Apex •
Este orificio tiene gran influencia sobre el caudal y granulometría del Overflow.
•
Una disminución del diámetro del apex produce:
Aumento del d50 debido a que, al restringirse la abertura de descarga, cierta cantidad de material grueso tenderá a salir por el Overflow, produciendo un aumento del d 50.
Aumento de la presión dentro del hidrociclón
•
Un aumento del diámetro del apex produce:
Una descarga más líquida.
Aumento de la carga circulante Disminución de la eficiencia de clasificación.
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN 3. Diá Diámet metro ro Vortex ortex Finder Finder •
Un aumento del diámetro de vortex produce:
Un aumento del tamaño d 50
Un aumento de la capacidad de hidrociclón
•
Una disminución del diámetro del vortex produce:
Una disminución del tamaño d 50
Una disminución de la capacidad del hidrociclón.
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN
¿Cómo variar el flujo de alimentación y presión de entrada? •
Variando el número de hidrociclones operativos
•
Variando la velocidad de la bomba de alimentación.
VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN
¿Cómo variar el % sólidos y densidad de alimentación? • Aumentando el agua agua de dilución del cajón de descarga del molino
PRINCIPALES VARIABLES EN UN HIDROCICLÓN ORDENADAS SEGÚN FRECUENCIA DE MANEJO ¿Como variar el diámetro del apex? •
Durante la detención de un equipo se debe instalar el nuevo apex.
•
Consideraciones del diámetro:
•
B) Diámetro apex = 0,25 a 0,75 veces el diámetro del vortex
PRINCIPALES VARIABLES EN UN HIDROCICLÓN ORDENADAS SEGÚN FRECUENCIA DE MANEJO ¿Como variar el diámetro del vortex? •
Durante la detención de un equipo se debe instalar el nuevo vortex.
•
Consideraciones del vortex:
•
Diámetro Vortex Vortex = 0,125 a 0,37 veces el diámetro de hidrociclón.
Apex
Apex
Tamaño de partícul a d d
1
02 X X Distancia 1 2 desde la
TIPOS DE DESCARGAS
Spray
Semi Acordonamiento
Acordonamiento
TIPOS DE DESCARGAS
