223264978 Operacion y Mantenimiento de Molinos Sag PDF

Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLINOS SAG. INTRODUCCIÓN DISEÑO DEL MOLINO

Diseño del Cilindro Mecanismos de Descarga Levantadores y revestimientos SISTEMA DE LUBRICACIÓN OPERACIÓN DEL MOLINO SAG. Revisión Variables de operación Variables manipuladas Variables controladas INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE MOLINOS SAG. Objetivos del Control Definición de Variable Manipulados Controlados Perturbaciones Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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INTRODUCCIÓN La aplicación de circuitos de molienda semiautógena en los últimos años ha permitido ahorros sustanciales en los costos de capital y de operación con respecto a los circuitos convencionales, particularmente para operaciones en gran escala. La molienda SAG tiene sus ventajas operacionales que se incrementan mientras mayor sea la aptitud de moliendabilidad autógena (autofractura) del mineral y mientras mayor sea la atención que el personal de operaciones le preste al mantenimiento preventivo de los equipos y mejoramiento del diseño de estos. Operación / Mantenimiento ↕ Diseñador ↕ Fabricante Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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COMPARACIÓN ENTRE MOLIENDA CONVENCIONAL Y AUTOGENA ESTABILIDAD Y FLEXIBILIDAD OPERACIONAL Convencional FAG / SAG · Depende de la potencia con las variaciones del mineral + · Disponibilidad de sistemas de control probados + · Capacidad de fijar la potencial + · Facilidad de control del tamaño del producto + · Requerimiento de operadores instruidos y experimentados + · Facilidad para controlar la capacidad de tratamiento + · Importancia de capacidad de mezclar la alimentación + · Capacidad para ajustarse a variaciones del mineral + · Capacidad para procesar minerales húmedos y pegajosos + · Requerimiento de flexibilidad en la configuración del circuito. -


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ASPECTOS MECÁNICOS, DISPOSICIÓN FÍSICA Y SUMINISTROS Convencional FAG / SAG · Requerimiento de superficie para ubicación de equipos + · Número y tipo de equipos que requieren ser operados y mantenidos + · Efectos de la detención de un equipo de molienda en la disponibilidad global de la planta. + · Producción de Polvo + · Calidad requerida para los revestimientos y bolas de acero. + · Importancia de la mantención preventiva y alimentación + · Importancia de los procedimientos de instalación + · Area requerida para almacenamiento de mineral fresco + · Simplicidad del proceso + · Capacidad unitaria de los equipos + · Disponibilidad global de la planta + Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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ECONOMIA Convencional

FAG / SAG

· Inversión Inicial Requerida + · Consumo de Energía Específica · Consumo de acero + · Requerimiento de personal + · Costo global de operación + · Tiempo de aprendizaje una vez iniciada la operación + · Inversión en el Sistema de Almacenamiento y Alimentación de mineral Fresco -

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La molienda semiautógena se encuentra en el apogeo de su desarrollo con molinos cada vez mayores y de mayor potencia. Paralelamente el conocimiento operacional está aumentando a grandes pasos distanciándose de la molienda convencional, este nuevo conocimiento se sustenta en la comprensión de las variaciones de la composición y movimiento de la carga. Diseño del Molino Diseño del Cilindro Normalmente un molino es categorizado por su relación diámetro – largo. Existe tres grupos principales:

Alta relación D/L, llamados panqueques o molinos, platillo volador, donde el diámetro es 1.5 – 3 veces el largo de este. Molinos cuadrados donde el diámetro es aproximadamente igual al largo. Baja relación D/L, donde el largo es 1.5 – 3 veces el diámetro del molino. Los molinos con alta relación D/L cabe destacar la influencia que tienen el tipo de tapa, que pueden ser planas o cónicas, en el caso de tapas cónicas cuando esta en operación el molino las cargas de roca y bolas dependen del nivel ya que una pequeña variación del nivel cambia significativamente la carga en el molino. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Normalmente el factor D/L en los molinos de alta relación es 2. Variación en la longitud efectiva de molienda, EGL, con volumen de

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carga Llenado mínimo Llenado máximo EGL1 EGL2 Mecanismo de Descarga La molienda autógena en molinos con descarga por rebalse ha mostrado ser ineficiente, por esta razón los molinos autógenos y semiautógenos se caracterizan por el uso de una parrilla de descarga. Esta parrilla evita que el material grueso escape del molino. De este modo, el mineral alimentado al molino puede ser descargado sólo una vez que ha sido molino a un tamaño igual o menor que las aberturas de la parrilla. Una práctica que en la actualidad se está imponiendo, es buscar la abertura más adecuada para la parrilla una vez que el molino se encuentra en operación. Desde el punto de vista práctico puede aceptarse que la parrilla de descarga actúa como un clasificador del material que puede salir del molino. Esta operación no es perfecta, por esto siempre una fracción de mineral de tamaño más pequeño que el tamaño de la abertura de la parrilla será retenido en el molino. Los factores que afectan la descarga son principalmente dos: Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama La densidad de la pulpa. La distinción de tamaño de la carga del molino. Lo que conseguimos con la parrilla de descarga es acumular una carga moledora en el interior del molino y regulamos la descarga del molino llegando a establecer un límite en algunos casos. Parrilla de descarga Algunas características y rangos de las parrillas son: Área abierta: Más de 25% del área de la superficie seccional del plato de descarga. Abertura agujeros: 10 – 40 mm circuito abierto o circuito cerrado 40 – 100 mm circuito cerrado de Pebbles Formas de agujeros: cuadrado, redondo y ranurado agujeros. Posición del agujero: Radial, circular. Otro mecanismo que influye bastante en el trabajo del molino SAG dentro de sus mecanismos de descarga es el levantador de pulpa (pulpa lifter). Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Levantador de Pulpa

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CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Levantadores de Pulpa Pulp - lifter Para una operación óptima de un molino SAG el diseño de la parrilla debe asegurar una densidad adecuada de la carga interna, sin que la pulpa se torne excesivamente viscosa. Para ello, normalmente los agujeros de la parrilla se ubican en el anillo más externo de la tapa de descarga de modo que la pulpa y los pebbles salgan por la parte más baja de la carga. Figura de Parrillas Como se dijo la parrilla de descarga es definida inicialmente por el fabricante del molino. Posteriormente se realizan modificaciones Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama orientadas a reforzar zonas que sufran fracturas y/o aumentos de volúmenes en lugares que sufren mayor desgaste. No hay un criterio definido para calcular el tamaño de agujeros y el área total de agujeros. Banett menciona una recomendación de un fabricante de 1.04 Usgp,/in 2 como flujo de referencia para determinar el área de agujeros, considerando alimentación fresca y carga circulante. En molinos industriales es común encontrar un solo tamaño de agujero en las parrillas, cuya longitud se ajusta para permitir un flujo suficiente de pulpa. Otro criterio de diseño alternativo es asignar 27.5 in 2 /tph de probable recirculado, esperando que el área resultante es suficiente para que fluya además de la pulpa. Se debe recordar que el diseño de las parrillas afecta directamente el nivel de llenado del molino. Sin embargo, casi no existe material publicado que aborde en forma cuantitativa el diseño de parrilla en SAG. En el caso de los pulp-lifter, no existe acuerdo sobre su geometría más adecuada, aunque tienen cierta preferencia por el diseño recto (radial) frente al diseño curvo, porque dan la alternativa de girar el molino en ambos sentidos. Desde la perspectiva del transporte de masa la carga del molino, la parrilla y los pulp-lifter, conforman un sistema conectado en serie. Por lo tanto, el flujo está determinado por la etapa que resulte crítica. El diseño debe ser tal que en ningún momento los pulp-lifter sean paso crítico, y que la capacidad de flujo a través de la parrilla aproximadamente coincida con la del material a través de la carga. Un exceso de capacidad en la parrilla dificulta la mantención de un llenado estable en el molino, eleva el daño de revestimiento en general y a las propias parrillas en general. Un déficit por el contrario disminuye la capacidad del molino. El flujo a través de la parrilla depende principalmente del área efectiva de agujeros y puede verse afectado además por el tamaño, forma y orientación de los agujeros y por su ubicación en la tapa. Como ya se vio, estas mismas variables afectan la conducta de la parrilla como clasificador.


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Los criterios generales de diseño de sistemas de descarga han sido enunciados entre otros por Bonett. El área de agujeros debe ser suficiente para permitir el paso de la pulpa y cuando se requiera de pebbles. El volumen y área transversal de descarga debe permitir el libre paso de la pulpa hacia abajo, en dirección el cono de descarga. La selección del nivel de carga y el gradiente hidráulico en el molino deben permitir un flujo eficiente de pulpa y/o pebbles hacia la descarga. El diseño del conjunto parrilla y pulp-lifter debe ser tal que junto con la velocidad del molino impida el retorno de pulpa el molino desde los pulp-lifter. Se usa pulp-lifter radial cuando se desea operar el molino, también en reversa. Se usa pulp-lifter espiral cuando se desea favorecer la eficiencia de descarga. Durante los primeros días de operación, las parrillas recién instalados generan una reducción del flujo que pasa a través de ellos, y por lo tanto afectan la capacidad del equipo debido a su mayor espesor y a la aparición del “peening” en el borde, que reduce el área efectiva de los agujeros. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Levantadores y Revestimientos En la molienda autógena y semiautógena los revestimientos de acero son usados, un alto grado de dureza será seleccionado para resistir las altas energías de impacto que soportaban. También se instaban levantadores (lifter) que harán la acción de levantar la carga con la rotación del molino. Sin levantadores la carga tiende a deslizarse por los revestimientos y producirán una abrasión rápida. Similar experiencia se tendrá con levantadores gastados. Existen números diseños de levantadores y revestimientos. Rectangular Alto - Bajo Liso Bevel Shiplap Ondulado Tipo de revestimiento Un aspecto importante en el diseño de revestimientos y levantadores es el tener en cuenta el número y tiempo que se demorará en un cambio de estas piezas. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Ondulado Rectangular Shiplap Alto - Bajo Liso Bevel Tipos de revestimientos El diseño del revestimiento y levantadores es crítico en los molinos SAG, incrementándose este en circuitos lineales. Las variables que se consideran en el diseño son: Números de filas de levantadores. Velocidad del molino. Ángulo de ataque del levantador. Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Altura del Levantador Inicialmente el diseño es asistido por un programa de simulación para el primer set de revestimientos. Sobre el espaciamiento entre levantadores (lifter) se sabe que a comienzos de la década de los 60, Mac Pherson había investigado el efecto que produce el espaciamiento entre los lifters para diferentes alturas con la velocidad de molienda en un pequeño molino de laboratorio. Utilizando piedra caliza como carga de alimentación, descubrió que la velocidad de molienda era maximizada al utilizar una relación espacio altura de 4:1. A comienzo de la década de los 90 (Bigg y Ravalie, 1996 y Meckel, Adams, Clark y Mitchell, 1996), operadores de la mina de cobre Highland Valley de Canadá, realizaron pruebas con las relaciones espacio – altura de los lifter. Al permitir que los lifters se desgastan hasta alcanzar una altura determinada, el ratio espacio – altura podía ser manipulado y el tonelaje procesado en dichos ratios fueron medidos y comparados. Los resultados de las pruebas de Highland Volley demostraron que la capacidad de producción se maximizó al utilizar ratios espacio – altura entre 3.5 : 1, 4.5 : 1. Los resultados de la modificación de lifter en Morth-Parkes siguieron el mismo patrón de los descubrimientos de los equipos de trabajo de Mac Pherson y de highland Valley, de modo que se identificó un nuevo criterio para el nuevo diseño de lifter: el set de lifter debe incorporar un ratio espacio-altura que cumpla con el rango deseado para una mayor expectativa de vida de los lifter. Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Sistema de Lubricación En los años 90 fueron significativos por el alto consumo de los metales y en consecuencia la suba de precios de estos derivó en el desarrollo de varios megaproyectos. Los gran capacidad y mayor eficiencia de los procesos facilitó hacer proyectos de gran inversión lo que requería que los fabricantes desarrollen grandes unidades de chancado, molienda y equipos auxiliares. Con los precios de los

metales históricamente altos los proyectos que involucraban bajas leyes de mineral (diseminado) fueron económicamente viables. En el orden de entender las prácticas de molienda actual, vamos a considerar la evolución de los diseños de molienda durante el periodo de 1950 al presente. En los 50 y 60 el mejor recuerdo fueron los molinos de barras y bolas como la tecnología del día en la molienda primaria. En estos tiempos el incremento de la producción simplemente significaba la adición de más líneas de proceso, cuando las dimensiones físicas del molino eran excedídas se obtenía una reducción en la eficiencia de la molienda. Durante ese periodo se empezaron a desarrollar los molinos AG y SAG como una adaptación del molino de bolas convencional. Los operadores de molienda empezaron a experimentar con la molienda autógena como un camino para reducir los costos operativos. Estos primeros esfuerzos establecieron que la molienda autógena podía reducir los costos de material usado, pero los tonelajes eran severamente restringidos y la utilización de energía era especialmente pobre. Los diseñadores empezaron a desarrollar configuraciones que optimicen la molienda autógena y se obtuvieron finalmente las primeras unidades grandes usándose la tecnología mecánica de esos días. La operación del molino autógeno no fue entendido y varios errores se cometieron, la industria ganó bastante experiencia de los éxitos y errores. Los años 70 trajeron varias innovaciones. Estos incluían los exitosos arranques y económicas operaciones de molinos de bolas grandes con 5.5m de diámetro y la introducción comercial Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama de los molinos AG/SAG como una alternativa del empleo tradicional del chancado multietapa o multilínea que prepara la alimentación a molienda. El diseño estructural fue enteramente convencional, evolucionado y siguiendo la práctica demostrada de esos días para diseño de molinos de bolas: cilindro del molino fabricado con acero y tapas de acero fundido, muñón de soporte con boca y chumacera hidrodinámica. Por el año 1980, la configuración estándar universal de los molinos tenían desarrollos similares a los vistos con una mínima diferencia entre las unidades ofrecidas por los proveedores de esa época. La misma tecnología del sistema de lubricación y soporte fue empleado en los molinos SAG. Unos pocos de los pequeños especialistas de los fabricantes continuaron la innovación, sin embargo y por varias razones continuaron la investigación de nuevas formas de diseño de estructura del molino. En un intento de mejorar las características del flujo de aire, algunos fabricantes de molinos para procesos en seco, empezaron a ofrecer molinos con chumaceras montados directamente en el cilindro del molino. Esto permitía una alimentación y descarga tubular que puedan ser diseñados para desarrollar una óptima velocidad del aire a través del molino resultando en el circuito de molienda una mejora de eficiencia y mejor utilización de las energía. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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En 1981, un especialista de un proveedor noruego, Seanmez encargada por la mina de hierro Sydvarenger para desarrollar una gran unidad de molienda simple el cual fue requerido para incrementar la capacidad en su planta existente. Este contrato fue particularmente un desafío porque el nuevo molino de bolas de 8 Mw, que fue el más grande en su tiempo, fue solicitado para ocupar el espacio físico ocupado por una unidad existente de 1.1 Mw. Scanmec diseñó un soporte del molino múltiple no convencional, con rodamientos fluctuantes tipo chumaceras para uso pesado y anillos montados en el diámetro del molino. El resultado fue un arreglo compacto que ocupó el espacio disponible que existía en la línea de molienda. El molino Sydvarenger con su segunda generación de soporte probó que los grandes molinos de Posteriormente la innovación continua con la instalación del rotor del motor sobre el cilindro del molino. El molino de Syvaranger incorporado contó con otro interesante desarrollo bueno. En contra las predicciones de los competidores de que la estructura del molino fallaría prematuramente, este molino demostró confiabilidad y servicio económico hasta su cierre de la planta en 1997. bolas podían ser fabricados con confiabilidad y operación económica. Actualmente con circuitos de conminución de gran capacidad con planes de expansión, los molinos AG, SAG y bolas deberán ser de grandes dimensiones para a su vez poder procesar altos volúmenes de mineral. El diseño de las chumaceras se facilitó con el uso de lineamientos como CAD y sofisticados métodos de modelamiento de elementos finitos. Lo que permitió desarrollar rápidamente desde mediados de las 90 unidades de dimensiones record. Pero con el incremento de la demanda surgieron problemas de logística, despachos y puesta en marcha de equipos de gran capacidad. También se presentaron inconvenientes de operación ya Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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sea por oscilaciones u otros fenómenos que pusieron fuera de servicio las unidades por semanas o meses. Las dificultades se fueron superando hasta llegar el diseño de soportes múltiples (multipad) en los cuellos de las tapas de alimentación descarga

Pad Mixto Pad Hidrostático Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

Pad Hidrostático

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Operación del molino SAG evisión: La acción del molino está regulada por dos fenómenos principalmente: 1) El proceso de molienda. 2) El transporte del material a través del molino y de la parrilla. Dentro del proceso de molienda podemos decir que existen dos parámetros que la definen: a. La velocidad con que se muelen las partículas. b. La distribución de tamaño de los productos que se obtienen. Para ello hay que tener en cuenta los mecanismos que actúan en la reducción de tamaño: impacto, reducción y abrasión, los tres tipos de mecanismo actúan simultáneamente. R Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama La molienda por impacto ocurre cuando la energía es aplicada rápidamente y es mayor que la que se necesita para romper la partícula, bajo estas condiciones la partícula se rompe en muchos pedazos con un amplio rango de tamaños. Esto sucede cuando las bolas de gran tamaño son levantadas con suficiente energía como para que se separen de la carga y caigan golpeando violentamente el mineral que se encuentra al pie del molino. Lo mismo ocurre con las rocas grandes (autofractura). La molienda por compresión ocurre cuando la energía es aplicada lentamente y es la necesaria para llevar la partícula justo a su punto de fractura, rompiéndola en unos pocos pedazos. Esta situación ocurre por ejemplo, por la acción de las bolas y rocas de gran tamaño, al rodar hacia el pie de la carga sobre las partículas de tamaño intermedio y fino. La molienda por abrasión ocurre cuando la energía aplicada es insuficiente para producir un quiebre de la partícula y más bien se produce una fractura localizada. Este tipo de molienda ocurre re contacto, las cuales se desgastan ta acturadas por bolas o partículas mayores. A todo esto tenemos que mencionar el término astillamiento o a específica la te ecanismo de fractura entrega un producto de una distribución ent las rocas que están en has que son suficientemente pequeñas como para ser fr chipping, que se usa para nombrar en form remoción de puntas y asperezas de una roca fresca. Es m granulométrica similar a la que se obtiene por abrasión, es decir, un núcleo redondeado y una fracción fina con pocas partículas en el rango intermedio.

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Zona Zona Zona Zona

en de de de

la cual la fuerza centrífuga es neutraliza Catarata Cascadas Abrasión

lustración del movimiento de la carga de un molino operando a velocidad normal. Zona de Impacto (Pie de la carga) da por el peso de los medios moledores Zona muerta I

Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Compresión Impacto Abrasión ( producto fino) Tamaño de alimentación Abrasión ( producto grueso) CANTIDAD Representación de los mecanismos de molienda de las partículas y la distribución de tamaños de producto

Gráfico interior de un molino Los mecanismos de molienda que actúan sobre las partículas son determinados en gran medida por el movimiento de la carga y por composición de los medios moledores. l tipo de movimiento de la carga depende de la velocidad con que se rota el molino y de los levantadores de carga que tenga la coraza. De acuerdo a los movimientos se distinguen varias zonas:

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la E Producto Masa de Mineral retenido Productos de molienda Parrilla de descarga Clasificación de salida Acción de lo Medios moledores Impacto Compresión Abrasión Alimentación s Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama a) Zona de cascada.Los medios moledores tienden a rodar suavemente produciéndose una cascada. Esta cascada favorece la abrasión generando gran cantidad de finos. Se produce también un mayor desgaste de corazas. b) Zona de catarata.- Los medios moledores se separan de la carga en el punto más alto y al caer desarrollan una trayectoria parabólica. Conduce a la conminución por impacto y menor desgaste de las corazas. Debe notarse que en la zona de catarata los medios moledores caen libremente y no ocurre fractura sino hasta que ellos impactan contra la carga o contra el cilindro. Cuando el nivel de carga en el molino es bajo o el impacto de las bolas se puede producir directamente sobre el cilindro generando ruptura de los medios moledores y dañando seriamente los revestimientos. c) ona de compresió ga tiende a pegarse a la coraza, en este caso se reduce drásticamente la ruptura por impacto y sólo actúan los mecanismos de abrasión y compresión por la fuerza centrífuga y presión de la carga. Consecuentemente, en la molienda tradicional por bolas conviene tener el mínimo de catarata, en la molienda por barras también conviene tener el mínimo de catarata para evitar el entrecruzamiento de las barras, sin embargo, en la molienda SAG conviene tener una fracción de la carga en catarata para promover más adecuadamente el fracturamiento del mineral fino e intermedio causado por la fracción gruesa. A su vez el mineral grueso, con los golpes que aplica se va desgastando hasta que alcanza un tamaño en el cual puede ser fra Aunque la descripción de los mecanismos de molienda es útil para explicar porque ocurre la fractura, no ha servido para desarrollar un an deb

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exp Z n.La car cturado por las bolas o fracción gruesa de la carga fresca. álisis cuantitativo de los sistemas de reducción de tamaño. Esto se e a que es muy difícil aislar los tres mecanismos teórica o erimentalmente. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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A pesar de esta dificultad, ya se han realizado algunos avances en el estudio del proceso y es posible medir tasas de abrasión y tasas de fractura. Para cuantificar la tasa neta de producción de un cierto tamaño de 2.- La tasa de generación de partículas de tamaño i a partir de la fractura de partículas de tamaños superiores. Tasa de desaparición de las partículas de tamaño i = -Si.mi.M mo tamaño. ura. Los partícula i es necesario conocer dos magnitudes: 1.- La tasa de desaparición de la partícula del tamaño i. La tasa de desaparición de las partículas de un cierto tamaño i es proporcional a la masa de esas partículas en el molino, es decir: En donde M es la masa de mineral en el molino, mi es la fracción en peso de las partículas de tamaño i en el molino y Si es la velocidad específica de molienda de ese mis La tasa de generación de partículas de tamaño i, a partir de la fractura de una de tamaño mayor j, es proporcional a la masa fracturada de tamaño j, es decir: Tasa de generación de generación de partícula i a partir de la fracturación de la partícula j En donde bij es la fracción de los productos de molienda de tamaño j que aparecen en el tamaño i. Al conjunto de valores bij se le llama función distribución de fractura primaria o hábito de fract = bij.Sj.mj.M valores bij se usan en forma acumulada bajo el tamaño como se muestra en la siguiente tabla: Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Tabla de distribución de los productos de fractura del tamaño i Tamaño Fracción retenida Fracción acumulada bajo el tamaño 2 b21 B21 = b21+b31+ b41+ b51+…+bn1 = 1,0 b51+…+bn1 “ “ “ Los valores b que se obtienen en molienda autógena y semiautógena son bimodales lo que es indicativo de la existencia de más de un mecanismo de molienda. La forma típica de la distribución de fractura acumulada B y de los valores S se muestran en las

siguientes figuras respectivas: Factores de B y S 3 b31 B31 = b31+b41+ 4 b41 B41 = b41+b51+…+bn1 5 b51 B51 = b51+…+bn1 “ “ “ N bn1 Bn1 = bn1 Forma típica de los valores de la velocidad especifica de molienda (S), en función d el tamaño Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Forma típica de la distribución de fractura acumulada (B), en función de tamaño Los valores B y S son muy útiles para desarrollar un balance de Es importante notar que es un molino semiautógeno la carga moledora está compuesta por dos componentes: las rocas de mineral y las bolas de acero. En este caso las tasas de fractura (velocidad específica de fractura) y la distribución de los fragmentos va a ser la resultante de la acción de ambos medios de molienda. La adición de bolas es una forma de controlar el balance entre los distintos mecanismos de molienda y favorece la ruptura por impacto y compresión. Por otra parte, en términos generales la dureza puede ser definida como la resistencia a la fractura, es decir, la resistencia a la propagación de grietas que dividen la roca en fragmentos de menor tamaño. Por la naturaleza heterogénea de los yacimientos, los minerales no poseen una sola dureza, sino que más bien, presentan un rango entre un valor alto que dará origen a un “mineral duro” y un valor bajo que dará origen a un “mineral blando”. La existencia de masas en el interior del molino y un modelo matemático del mismo. Sin embargo S y B dependen de las condiciones y de las características del mineral, por lo que se necesita tener relaciones matemáticas que representen esas dependencias. Segunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama esta variabilidad hace que la operación de los molinos SAG tenga fluctuaciones, pasando de una alta capacidad de procesamiento para minerales de una dureza adecuada, a una baja capacidad de procesamiento para minerales, muy duros. Normalmente esta dureza se refleja en la distribución de tamaños del flujo de alimentación. La mejor forma de minimizar este problema es suministrando al molino una mezcla de alimentación de dureza promedio y constante. En la práctica es muy difícil poder implementar esto ya que se requiere de una programación de la explotación del yacimiento y un control de inventario de los acopios de mineral detallada. En resumen podemos decir que los factores que afectan la molienda on: • Composición de los medios de molienda (bolas-rocas). s • Dureza del mineral. • Distribución de tamaño de los medios de molienda.

• Nivel de llenado del molino. • Densidad de la pulpa. Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Carga Alimentación producto

carga Velocidad especifica de fra Función distribución gía ) Función transferencia Función clasificación Fractura Transferencia de masa y des ctura de fractura de masa Alta Energía (impacto) Baja ener (abrasión Un balance de masa del molino SAG sería: {acumulación}={entradas}–{salidas}+{generación neta} Segunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Este balance global aplicado a las partículas del intervalo de tamaño i e transforma en: Acumulación de

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masa del tamaño i en el molino = Flujo de mineral de tamaño i que entra al molino Flujo de mineral de tamaño i que sale del molino + Tasa de transfor mación al tamaño i desde tamaños mayores Tasa de transforma ción desde tamaño i a tamaños menores s i se asume que el apar cula año i onal a la masa balance de masa tamaño co dmi/dt = GsaFia –

molino es un reactor de mezcla perfecto y que la de esas partícu l molino, entonce anterior puede ser escrito para cada intervalo de GspFip - Σbij jmj – imi

i = 1,2,3,...,n

En donde Gsa y Gsp son los flujos másicos del mineral en la limentación y en el producto respectivamente y mi es la masa de ubíndices s, a y indican sólido, alimentación y producto. Otro elemento importante en el desarrollo de un modelo para los molinos AG es la incorporación de la parrilla de descarga. Para ello, es razonable asumir que la parrilla actúa como un clasificador de salida y que permite evacuar un flujo másico de la descarga proporcional a la masa de mineral en el interior del molino. GspFip = βimi i = ip,...,n Como para los tamaños mayores que la aertura de la parrilla de descarga es cero. S tasa de des ición de las partí s de un cierto tam es proporci las en e s el n: a partículas de tamaño i en el interior del molino. Los s p


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GspFip = 0 Entonces: dmi/dt = GsaFia + Σbij jmj – imi i = 1,...,ip-1 Los balances globales para el mineral y el agua pueden expresarse como: dMs/dt = Gsa – Gsp dMl/dt = Gla – Glp la y G os flu cos do alimentación y en el producto. El subíndice l indica líquido. Del mismo modo que para el sólido, se puede asumir: Glp = βlMl Bajo condiciones de régimen permanente el modelo presentado se mi = (GsaFia+Σbij jmj)/( i+bi) lo e aci ajo condiciones de cambio el modelo puede expresarse como: es posible generar el valor en t2. ir que los principales factores que afectan el transporte de mineral a través del molino son: En donde G lp son l jos mási reduce a: Fip = βimi/Gsp

de líqui s en la

= ≠ n i i si p,..., , , 0 (mode st onario) − = = i i i si p i 1 ,..., , , 0 β B mi(t2)=mi(t1)+[Gsa(t1)Fia(t1)Gsp(t1)Fsp(t1)+Σbij jmj(t1)](t2-t1) (modelo dinámico) Es decir a partir de un valor conocido en t1 Esto es una muestra de cómo a partir de los parámetros si y bij es posible formular modelos que permiten representar la conducta del molino frente a cambios de granulometría de alimentación, dureza, flujo de sólidos y de líquidos entre otros. Ahora se puede dec egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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idad de la pulpa. • Distribución del tamaño de la carga, que depende mucho de la Variables de Operación del Antes de analizar cada • Utilizar una parrilla • El flujo del mineral • La tasa de alimentación

Molino AG: variable vamos a enumerar las de descarga que evite que las partículas a través de la parrilla es proporcional a la no afecta mayormente el tamaño de la

descarg • El mineral de llenado aumenta con el flujo de alimentación. • Existe un flujo máximo que permite una operación estable. • La distribución de tamaño del mineral retenido define las tasas da y como material sometido a molienda. • Dens distribución de tamaño de la alimentación. características y modo de operación de un molino AG: gruesas dejen el molino. masa de mineral fino en el interior del molino. a. de molienda. • El mineral actúa simultáneamente como agente de molien • La carga del molino y el flujo máximo de procesamiento quedan determinados principalmente por las características del mineral y no por el operador. • Puede ocurrir una acumulación de partículas de un cierto tamaño, problema conocido como la existencia de un tamaño crítico. egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Va b Flu El grado de llenado de un molino AG depende del flujo de alimentación del mineral fresco con que opera, mientras mayor sea el men de la carga con que trabaja el molino. Esto se debe a que la molienda y la descarga de mi operacionales permanecen constantes, las masas de mineral molido y des presente en el molino. En consecuencia para igualar (balancear) un au n molino debe necesariamente aumentar, esto ocurre así hasta un cierto valor de llenado del molino por sobre el cual el proceso se revierte. Debido a que el volumen de la carga está relacionado con el flujo de alimentación, como se indica en la figura, en la práctica el nivel de la des

Relación entre el flujo de alimentación y el volumen de la carga de un volumen Además de la relación mencionada, el volumen de la carga tiene un efecto directo en la potencia, de tal manera que el flujo de limentación y la potencia quedan relacionados como se indica en la gura. ria les Manipuladas: jo de Alimentación Fresca:

flujo de alimentación, mayor será el volu neral son procesos cinéticos, en los cuales, si las condiciones cargado por unidad de tiempo, son proporcionales a la masa me to de flujo de entrada, la cantidad de mineral presente en el carga se controla ajustando el flujo de alimentación. alimentación Volumen de la carga Flujo de a fi egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Efecto del flujo de alimentación en la potencia neta consumida por el volumen e observa que la potencia aumenta con el flujo, comenzando desde un valor c Flujo de Alimentación molino ero, a medida que el flujo de alimentación crece ,la potencia n esta condición de sobrecarga, la intensidad de la acción de olienda se reduce y la capacidad de procesamiento del molino disminuye. Frente a esta situación el operador parará la alimentación e sólidos o y permitirá que se vacíe, luego reanudará la limentación a una tasa más baja hasta estabilizar la operación uevamente. La siguiente figura muestra la variación de la potencia consumida uando un molino AG es alimentado con mineral fresco hasta que Zona estable Zona inestable Potencia neta del consumida se incrementa hasta llegar a un valor máximo. Un flujo de alimentación aun mayor provocará una sobrecarga y la potencia comenzará a caer rápidamente. E m d al molin a n c se sobrecargue y luego se le permite vaciarse. egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Potencia neta consumida Fracción del llenado J

Efecto de la carga fresca y vaciado de una sobrecarga sobre la demanda de potenc ia del molino Es importante destacar que el máximo de la potencia cuando se está cargando el molino con “roca fresca” es mayor que el máximo cuando se encuentra vaciándose. Este efecto es el resultado del estado (o n ángulo de reposo menor y en Distribución Granulométrica en la Alimentación: de tamaño en la alimentación. La experiencia operacional ha mostrado que para un flujo de alimentación fijo, el volumen de la carga en el molino es menor, mientras mayor es la e alimentación es más rueso. o anterior se debe a que la capacidad moledora del molino está determinada por los medios de molienda, los cuales se forman a partir de las rocas de mayor tamaño en la alimentación. i la forma) de las rocas, cuando se agrega alimentación fresca, las rocas tienen formas irregulares y presentan un ángulo de reposo mayor. Durante la fase de vaciado los guijarros (pebbles ) formados a partir de la alimentación se habrán redondeado y rodarán más fácilmente sobre la carga, presentando u consecuencia demandarán menos energía. Otro factor que afecta al volumen de la carga en un molino AG, es la distribución proporción del mineral grueso en la alimentación; visto de otra forma, para un volumen de carga constante, una mayor capacidad de procesamiento se logra cuando el mineral d g L egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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cantidad de gruesos alimentada no es suficiente, la intensidad de la olienda en el molino será reducida y la capacidad del molino decrecerá. Este efecto se muestra en la siguiente figura.

El análisis anterior sólo es válido en el caso que la dureza del mineral del molino disminuirá ya ue estaría faltando la fracción fina que principalmente se muele, es decir el mineral se comportaría como si fuera más duro y la ién será así si el

m

sea normal y permanezca constante y los cambios de granulometría corresponda a problemas de segregación natural en el mineral. i la cantidad o segregación de gruesos en la alimentación aumenta demasiado, la capacidad de procesamiento Flujo de alimentación Aumento de la dureza relativa Aumento de gruesos con dureza constante Potencia neta del molino q capacidad de molienda del molino bajaría. Esto tamb mineral se vuelve completamente fino. Es importante notar que en estos dos casos (granulometría muy gruesa y muy fina) el mineral tendrá un alto consumo de energía específica, aparentando ser más duro (menor aptitud para ser molido en forma semiautógena).

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Dureza del mineral: La dureza del mineral que se alimenta al molino, es algo sobre lo cual el operador no tiene control. Mientras más duro es el mineral, mayor erá el tiempo que toma su reducción de tamaño, por esto para un ujo de alimentación constante, el volumen de la carga aumentará junto con la dureza del mineral. i el molino está operado con un tonelaje inferior a su capacidad máxima, al aumentar el volumen de u carga mirá más potencia y el cambio en la dureza se ompensará con un aumento del consumo de energía por tonelada de mineral fresco, sin embargo si el molino está siendo operado a su máxima capacidad un aumento de la dureza producirá un obrellenado que solo podrá s con una disminución el tonelaje tratado. Densidad y viscosidad de la pulpa: Densidad y viscosidad de la pulpa, están muy ligadas, desafortunadamente la densidad de la pulpa dentro del molino no puede ser medida directamente, de modo que lo que se mide y controla es la densidad de la pulpa en la descarga del molino. Es importante notar que ambas densidades, en la descarga y en el interior del molino, no son las mismas. La retención de agua en el A través de la densidad de la pulpa en la descarga, es posible controlar el nivel de pulpa en el molino. i se aumenta el agua de limentación es posible descargar todos los finos con mayor rapidez. n términos de tasas de descarga, lo que ocurre es que aumentando densidad, se incrementa la viscosidad y se reducen las tasas de escarga, provocando un aumento del volumen de pulpa y de la s

fl s consu c s er compensado d Variables controladas: molino es generalmente menor que la de sólidos finos, de allí que la densidad de la pulpa al interior sea mayor que en la descarga. a E la d egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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potencia, además de una disminución de la capacidad de y 14% procesamiento del mineral. El aumento de la potencia se debe a un leve crecimiento de la masa en el molino y del ángulo de apoyo de la carga. Una pulpa más densa y viscosa favorecerá un ángulo de apoyo mayor que significa mayor demanda de potencia. La figura muestra el aumento de la potencia relativa que se puede esperar al variar el porcentaje de sólidos de la pulpa al interior del molino, considerando que el ángulo de la carga permanece constante. Potencia relativa 85 75 65

Carga de bolas: Un factor que influya mucho en la operación de un molino AG es volumen de la carga de bolas. Este volumen se expresa fracción del volumen total del molino y puede variar entre 4% Nivel de llenado ( % ) Demanda de Potencia del molino en formación de llenado (J) para de distintos % de sólidos siendo el valor más usado un 8%. Existen dos casos generales en cuales es deseable agrupar bolas en un molino AG: 1. Cuando se tiene una excesiva acumulación de mineral fino e intermedio, debido a una falta de rocas grandes en

el como una pulpas los

alimentación al molino, que permita formar una carga apta para moler esos tamaños. egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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2. Cuando existe una acumulación de rocas grandes debido a la ibución de bolas relativamente finas, con sas de molienda de los tamaños críticos y la gura, la cual se obtuvo para valores fijos de la carga de bolas, aumentando el nivel del molino a través de una mayor carga de mineral. Esto tiene como consecuencia que la densidad media de la arga dism a medida que aumenta el llenado del mo . incapacidad de la carga para romper esos tamaños. En el primer caso una distr un máximo de 3 pulgadas (75 mm) es preferible. Para el segundo caso una distribución más gruesa con bolas de tamaño máximo es más adecuada. En ambos casos el uso de las bolas incrementa las ta capacidad de molienda se verá favorecida. El uso de las bolas eleva la densidad media de la carga y hace que la potencia demandada por el molino sea mayor como se muestra en la fi c inuye lino JB(%) Potencia Relativa Nivel de llenado J(%) 16 12 8 4 0

Variación de la potencia en función del llenado del molino para distintas cargas de bolas i por el contrario, mantenemos la densidad media de la carga fija, entonces al llenar el molino, la carga de bolas aumenta y la potencia relativa varía como se indica en la figura. egunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

rga de bolas en el molino.

Efecto de la carga de bolas en la potencia para un nivel de llenado de molino co nstante esenta aproximadamente el 45% de la masa total del molino. El aumento del peso de la carga es la razón por la que el uso de bolas de acero produce un gran aumento del consumo de potencia en los molinos AG. La carga máxima de bolas es de un 12% a 14% del volumen del molino. Este es un límite impuesto por el desgaste excesivo de las bolas y relativa 4.0 3.5 3.0 Nivel de llenado J(%) Potencia Demanda de potencial del molino en función del llenado para distintas densidades d e carga El efecto de un aumento de bolas en el molino, para nivel de llenado constante de 35% se puede notar en la figura. En ella se aprecia que el aumento de potencia es directamente proporcional a la ca Potencia Relativa J B Un simple cálculo permite demostrar que para una fracción de llenado de un 25%, un 8% de bolas repr egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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revestimientos por problemas mecánicos al usar cargas mayores. l uso de bolas de acero en el molino hace que este entregue un producto más grueso y tenga una mayor capacidad por unidad de volumen. in embargo, se ha encontrado que para la mayoría de los inerales existe una carga de bolas óptima, que minimiza la energía specífica consumida por el molino como se muestra en la figura. Esquema del efecto de la carga de Bolas J B en la energía especifica a determinación de la carga de bolas óptima es finalmente un problema de carácter económico pues una de las principales ventajas de costos para los sistemas autógenos es el bajo consumo de acero. Distribución de tamaño de la carga: Ya se indico que la distribución de tamaño de al carga en el molino está determinada principalmente por la distribución de tamaño en la E m

e Carga de Bolas J B

Energía Especifica

L alimentación, mientras más gruesa es la alimentación, más gruesa es la carga. Esta afecta la retención de pulpa en el molino, debido a que las tasas de descarga a través de la parrilla dependen de la permeabilidad de la carga, que es función de su distribución de tamaños. En términos generales, mientras más gruesa es la carga, más permeable será y mayor serán las tasas de descarga. Variaciones en la tasa de descarga debido a la distribución de tamaños de la egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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carga, pueden ser compensadas mediante el ajuste de densidad de la es probable que se obtengan beneficios adicionales al aumentar la densidad de la pulpa frente a una carga más gruesa. Esto debido rincipalmente a que para aumentar el fracturamiento necesitamos umentar la altura de caída (o ángulo de la carga) lo que es posible lograr a través de una mayor densidad de la pulpa. También puede darse el caso que para una carga gruesa y dura convenga más diluir al máximo la alimentación al molino, ya que con so promovemos el desgaste de las rocas. Contradictoriamente, uando el mineral de alimentación viene muy fino, también podría onvenir disminuir la densidad de la pulpa con el objeto de evacuar el mineral en un estado más grueso de manera de compensar, por las falta de capacidad de molienda. El planteamiento anterior no es álido para todos los minerales ya que cada mineral presenta un y fijación del material fino e intermedio entre los levantadores de carga del molino y puede pulpa del molino, de tal manera que, a medida que la alimentación se torna más gruesa, uno podría incrementar la capacidad de descarga. in embargo, la alimentación más gruesa tiende a aumentar la carga circulante, lo cual implica aumentar la densidad de la carga automáticamente sin la intervención del operador. En todo caso p a e c c v comportamiento específico distinto de los demás. Puede darse ciertos niveles de granulometría y porcentaje de sólidos que permitan la existencia del fenómeno de empaquetamiento del molino. Este problema consiste en una depositación

controlarse con un adecuado manejo del porcentaje de sólidos en el molino. egunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama Angulo de la carga: Después de analizar las variables operativas del molino AG se concluye: • No es posible generalizar el comportamiento de los circuitos de molienda AG. Instrumentación y control del molino AG: Objetivos del control: El objetivo final de un sistema de control se define de acuerdo a u n criterio técnico económico, que siempre busca obtener el máximo beneficio económico de la inversión que se ha realizado. in embargo, los objetivos técnicos pueden variar considerablemente de El ángulo de la carga es un factor determinante del consumo de potencia del molino. Hasta la fecha no se ha desarrollado estudios que permitan establecer la forma en que el ángulo de la carga se ve afectado por las condiciones de operación. in embargo, es posible establecer términos cualitativos, que la densidad de la pulpa, el tamaño y la proporción de las rocas de mineral retenido, la velocidad de rotación del molino y el buen diseño y estado de los lifters tienden a aumentar el valor del ángulo de la carga. Valores típicos del ángulo de la carga son 35° a 40° para molinos industriales y 30° a 35° para molinos de escala piloto. • Es un proceso complejo con muchas interacciones entre sus variables. • El operador no fija los medios moledores del molino. • El número de variables que afectan la molienda AG es elevado. • Un mismo cambio en la conducta del molino puede ser explicado por más de una causa. egunda Especialización en Plantas Industriales de OPERA CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama una planta a otra y dentro de una misma planta puede variar con el tiempo, por ejemplo, en una planta concentradora de cobre, cuando la demanda de este metal en el mercado es alta, el objetivo principal puede ser maximizar la producción, mientras que si la demanda es baja, el objetivo principal puede ser mejorar la recuperación y disminuir los costos de operación. Los objetivos del control en la molienda AG deben ser claramente especificados, se pueden mencionar: a) Maximizar la producción. b) Mejorar la recuperación y disminución de costos. c) Granulometría constante in embargo tal vez el primer objetivo que deben lograr cualquier esquema de control es hacer que la operación del molino AG sea estable, Para una operación estable de un molino se requiere tres

con ic a) Una adecuada proporción de las fracciones fresca que le permite al molino suponer los medios tación fresca que permita igualar la tasa de ingreso de mineral grueso, con una tasa de molienda hacia tamaños más pequeños. c) Una tasa de descarga a través de la parrilla del d iones gruesas, intermedio y fino en la alimentación moledores. b) Un flujo de alimen mollino que permita evacuar el mineral fino, a la misma tasa que ingresa y que se genera por fracturamiento de los tamaños superiores. egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Aplicando la definición de variables de control a las principales variables que afectan la molienda semiautógena se tiene la siguiente lista. 1) Variables Manipuladas. • Flujo de agua al pozo de descarga del molino • Ta • Número de alimentadores de mineral fresco en operación. 2) Variables Controladas. ivel del pozo de descarga • Ta • Intens • Presión en los descansos del molino • N • Carga • Carga 3) Perturbacion • Dureza • Distribución granulométrica de la alimentación fresca. • Flujo de mineral fresco • Flujo de agua al molino sa de adición de bolas • Potencia consumida • Densidad de la pulpa de descarga • N maño del producto final del circuito idad del sonido del molino ivel de llenado del molino de bolas en el molino circulante es. del mineral egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración

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Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama • Desgaste de las bolas • Desgaste de la parrilla de descarga • Densidad del mineral • Variaciones descontroladas del agua • Variaciones descontroladas del mineral • Viscosidad de la pulpa. • Mineralogía de la mena • Desgaste de los lifters egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Como se indica la acción de control es particular para cada situación o planta, pero analizaremos las variables más comunes en el control y operación del molino AG. Potencia Consumida La potencia (P) necesaria para rotar un molino es una de las variables de mayor importancia en molienda AG. Vamos a analizar de que manera las variables operacionales afectan su valor, para ello haremos uso de la siguiente figura. Instrumentación del AG egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Representación idealizada de la carga de un molino en operación La figura muestra un molino de diámetro interno D rotando a una velocidad de N revoluciones por minuto (rpm) con una descarga de mineral, bolas de un peso de Mt toneladas. Para mantener el molino en rotación debemos ejercer un torque es proporcional al producto entre el peso Mt y la distancia o brazo b. Torque = Mt x b masas de la carga. El brazo b es la distancia entre el centro de masas G y el eje vertical de simetría de l olino. Conociendo como varían estas cantidades con las ión, podremos saber como se ve afectada la El punto G es el centro de m condiciones de operac potencia porque también sabremos que: Potencia = Torque x Velocidad de rotación egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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El brazo b se ve afectado por: • El nivel de llenado a) i el nivel de llenado tiende a cero b, tiende el valor máximo que puede alcanzar. b) i el nivel de llenado tiende a 100%, b tiende al valor cero. • El ángulo de la carga a) Mientras mayor es el ángulo de la carga (x) mayor es el brazo b. Analizando el torque: a) El producto Mt x b entrega, el torque que se necesita ejercer para mantener el molino en movimiento. lquier factor que afecte se incrementa y b disminuye. i el molino se encuentra vacío el factor Mt es cero y si esta completamente lleno b es cero, es decir en ambos casos el torque es cero. Por lo tanto debe existir entre estos dos extremos un valor d) Para un peso (Mt) constante, si la carga tiene una mayor densidad b se incrementará con lo cual la potencia se hace mayor. e) Para un volumen de llenado constante, si la carga tiene (Mt) y la potencia crece. b) El brazo aumenta con el ángulo de reposo. En consecuencia cualquier factor que afecte este ángulo de reposo. En consecuencia cua este ángulo afectará del mismo modo a la potencia. c) A medida que el nivel del molino aumenta, Mt máximo para cada molino. una mayor densidad aumenta su peso egunda Especialización en Plantas Industriales de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA AG Conminuación y Concentración Ing. Ezequiel Cárdenas Valderrama

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Entonces la potencia del molino se ve afectada por: al b) l grueso • Angulo de la carga a) Nivel de llenado b) Densidad (viscosidad) de la pulpa c) Distribución de tamaño de la carga. d) Forma de las rocas Un gráfico importante para la operación es el de la potencia versus nivel de llenado.

Es importante notar que pequeñas variaciones en la capacidad de levantar

de este. Por e un 10%, si el resto de las condiciones permanecen constantes. De esto se ve la importancia de la densidad de la descarga para determinar la • Peso de la carga tot a) Nivel de llenado por bolas Nivel de llenado por minera c) Densidad de la pulpa estable inestable Potencia Nivel de llenado su carga el molino, afectara considerablemente la potencia jemplo si α ps de 40 45º l potenci umentrá en potenci demndd por el molino. Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm

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Presión e Se puede sumir que l presión del ceite en los descnsos del molino vrí proporcionlmente con el peso del molino y su crg, es decir: l

Presión = c {P del rueso + Peso de l pulp

+ Peso

C es un co nt Se debe tener presente que el vlor de l presión del ceite vrí con su tempertur, normlmente se reliz un corrección por este rm más rápid es el peso o volumen de l crg de inerl, entonces; Presión = Po + C {Peso de l crg del minerl} n el gráfico, est relción qued representd por

n los descnsos del molino. eso molino + Peso del minerl g de s bols} nst e de proporcionlidd. efecto internmente en el sistem que fluctú en fo m E

Peso de l crg del miner Po

de medid

y lectur. L

vrible

l Presión de Aceite en los descnsos Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm

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fectn el Peso del Molino o • Ms de bols en el molino • Ms de gu en el molino cilindro del molino (constnte) • Peso de los revestimientos del molino descnsos • Momento mgnético copldo (deformciones trunnion y ue ún se est optimizndo su medición es importnte en el control del molino y de grn yud pr determinr l operción de este. De grn importnci en l protección de los revestimientos. por: 1) 2) 3) 4) 5)

Crg de bols Crg de minerl retenido en el molino Distribución de tmños de los medios moledores Empquetmiento del minerl entre los liftus

Hciendo un list de vribles que Presión de ceite en los descnsos: • Ms del minerl en el molino • Peso del • Tempertur del ceite en los excentricidd del molino Intensidd del sonido del molino: Es un vrible q L intensidd del sonido del molino se verá fectdo Densidd de l pulp Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm En moliend SAG es usul que se desee operr el molino de mner que consum l potenci máxim instld. Esto permite obtener l máxim cpcidd de procesmiento. Sin embrgo es posible firmr que el consumo máximo de potenci está en el borde de un situción inestble, un umento del llendo del molino más llá del vlor que corresponde l consumo de potenci máximo, conduce un sob c Por otro ldo, el vlor de l potenci máxim que puede consumir un molino no es constnte sino que depende de vribles como l densidd de l crg, l distribución de tmños del minerl limentdo, densidd de l pulp, crg s y muchs otrs. Del mismo

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En consecuenci esto permite concluir que l demnd de potenci máxim l molino, el nivel de llendo pr es potenci y su correspondiente flujo de limentción cmbiron durnte l operción en form muy dinámic. Desde un punto de vist de estbilidd de l operción es muy necesrio sber en todo momento, si el molino está siendo operdo en l región estble (es decir l izquierd del máximo de l curv potenci versus nivel de llendo) o bjo condiciones estbles ( l derech del máximo de l curv). Ddo que se puede relcionr el nivel de llendo de molino con l presión en s descnsos, es posible predecir lguns situciones de sobrecrg del molino observndo l tendenci del registro de es vrible junto con el de potenci, como lo muestrn ls siguientes figurs: Sobrecrg del molino: re rg del molino que debe ser prevenido. de bols, estdo de ls crg modo el llendo del molino que corresponde l potenci máxim no es constnte, sino que está relciondo con el llendo de bols, ángulo de l crg y posiblemente otrs vribles. lo Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm

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Potenci VS Presión en los descnsos nsecuenci el operdor puede controlr mnulmente el flujo mentción, trtndo de optimizr l potenci y evitndo un ión de sobrecrg. Ls cciones de control se pueden deducir superposición de los gráficos nteriores y se resumen en l nte tbl: En co de li situc de l siguie Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm Tbl 20 Acciones potenci Cso Nro. Comportmiento de l potenci Comportmiento de l presión en los descnsos Acción tomr en el flujo de limentción Comentrio 1 Aument Aument Ningun nivel de equilibrio.

El molino est buscndo su

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2 Aument Constnte Ningun Algun vrible como por ejemplo grnulometrí grues umentó el ángulo de l crg 3 Aument Disminuye Ningun El molino está sliendo de un situción de sobrecrg 4 Constnte Aument Ningun El molino se encuentr operndo en l región de máxim potenci; existe tendenci sobrecrg 5 Constnte Constnte Aumentr El molino est en un punto de equilibrio, se debe probr el tonelje si es posible umentr 6 ólidos grnulométric) compens el de inventrio que está ocurriendo Constnte Disminuye Disminuir Algun vrible(% de s efecto de disminución 7 Disminuye Aument Disminuir El molino está sobrecrgdo. Se debe prr l limentción y luego relimentr un flujo más bjo 8 Disminuye Constte Ningun Opuesto l cso 2 9 Disminuye Disminuye Aumentr El molino se está vcindo. Se debe umentr el flujo de l limentción. Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm

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Se concluye que el molino puede llegr sobrecrgrse por: n e Cmbio en l grnulometrí de limentción mento d idd de • Aumento en el flujo de minerl de limentción. • Aume to de l durez d l minerl • • Au e l dens l pulp Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm Optimizción Dependiendo de los requerimientos del proceso económico de l plnt, el criterio de optimizción será diverso y cuiddosmente definido, l definición de eficienci tmbién dependerá de ls necesiddes de l plnt. Conociendo todo lo referente ls crcterístics mecánics / eléctrics de nuestro molino podrímos enumerr ls regls que se siguieron pr segurr que nuestro equipo se operdo óptimmente junto con todo lo hecho podemos

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vlernos de ls siguientes lists resumen de ls vribles que fecten los principles fctores de operción del molino. ) Vribles que fecten l potenci 1) Ms del minerl • Densidd del minerl • Volumen rel del minerl en el molino • Flujo de limentción fresc • Porcentje de sólidos en l limentción • Flujo de crg circulnte • Velocidd net de generción de prtículs fins • Cpcidd de trnsporte y de evcución del minerl 2) Ms de bols - Densidd de ls bols - Volumen rel de bols en el molino • Ts de limentción de bols en el molino • Ts de desgste de bols • Flujo de bols purgds

Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm

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3) Ms de gu Porcentje de sólidos en el interior del molino • Viscosidd de l pulp en el interior del molino • Diseño y estdo de los revestimientos • Velocidd de rotción del molino • Grnulometrí de l crg intern del molino 5) Velocidd de rotción del molino b) Vribles que fectn l cpcidd de moliend 1) Crcterístics del minerl Durez, frgilidd, hábito de frctur, densidd, g es lume olino - eso en l limentción l frcción grues limentd - Durez de ls rocs - Flujo de rocs purgds • Volumen de gu en el molino • Volumen de l pulp en el molino • 4) Brzo de l crg • Volumen prente de l crg en movimiento • Angulo de levntmiento de l crg rnulometrí. 2) Composición de los medios moledor Vo n y grnulometrí de minerl grueso en el m Proporción de minerl gru Tmño máximo en Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG

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Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm Volumen y distribución de tmño de bols en el molino ls ols de reposición 3) - Acumulción de finos en el molino moledores - Distribución de tmños de los medios bols en el molino c) de • • • •

i

Vribles que fectn l cpcidd de trnsporte y evcución

o permebilidd de l crg ino Ts de limentción de bo Ts de desgste de ls bols Flujo de bols purgds Tmño de b

Eficienci de los eventos de Moliend - Durez del minerl - Densidd de ls rocs - Durez de ls bols - Ángulo de levntmiento - Volumen de los medios moledores - Rzón minerl / - Velocidd del molino l m nerl desde el molino - Dimensiones de l bertur de l prrill Are libre de l prrill Viscosidd de l pulp Porosidd Velocidd del mol Segund Especilizción en Plnts Industriles de CIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOLIENDA SAG Conminución y Concentrción Ing. Ezequiel Cárdens Vlderrm pulp y el áre o y gu en el interior del Diseño y estdo de los levntdores de ls s cjones levntdores En ests lists revismos tods ls vribles que nos permitín llegr niveles óptimos de operción del molino, trvés de ells podremos lcnzr ls mets requerids pr nuestro molino y consecuenteme e ls d - Are de contcto entre l libre de l prrill - Ms de minerl fin

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molino tps y cilindro - Diseño y estdo de lo de pulp. nt el circuito.

223264978 Operacion y Mantenimiento de Molinos Sag PDF

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