LA MOLIENDA
La Molienda
ÍNDICE 1. Introducción
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2. Objetivos
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3. Generalidades
2
4. ¿Qué es un molino?
2
5. ¿Cuáles son los medios de molienda?
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6. Clasificación de los molinos
4
6.1. Molinos de barras
4
6.2. Molinos de bolas
5
6.2.1. Partes de un molino de bolas
5
6.2.2. Mecanismo de molienda
9
6.2.3. Velocidad de los molinos
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7. Variables de un molino
11
7.1. Carga de mineral
11
7.2. Alimentación de Agua
12
7.3. Carga moledora
14
8. Control durante la molienda
15
8.1. El sonido de las barras o bolas en el molino
15
8.2. La densidad de la descarga del molino
15
8.3. La potencia requerida
15
8.4. La granulometría
15
9. Circuitos de molienda
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9.1. Circuitos abierto
16
9.2. Circuitos cerrados
16
9.3. Carga circulante
17
10. Densidad de pulpa
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10.1. ¿Qué es una pulpa mineral?
17
10.2. Formas de expresar la concentración de sólidos en una pulpa
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10.3. Medición de la densidad de pulpa
19
10.4. Porcen Porcentaje taje de sólidos
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11. Molienda SAG
22
11.1. ¿En qué consiste la molienda SAG?
22
11.2. ¿Cómo opera un molino SAG?
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11.2.1. Accionamiento en los molinos SAG 11.3. Principales variables en molino SAG
23 24
11.3.1. Control de la densidad de pulpa del molino SAG
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11.3.2. Control del flujo de agua al trommel del molino SAG
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11.3.3. Control de régimen de alimentación de bolas al molino SAG
27
11.3.4. Control del sonido del molino SAG
27
11.3.5. Control de la velocidad del molino
27
11.3.6. Control de consumo de potencia del molino
27
11.4. Comparación entre molienda SAG y convencion convencional al
28
11.5. Configuración con molienda SAG
28
12. Mapa conceptual
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13. Cuestionario desarrollado
31
14. Glosario
34
15. Bilbliografía
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LA MOLIENDA 1. INTRODUCCIÓN Una vez terminada la primera etapa de trituración de minerales, se requiere que se consiga el grado de liberación óptimo de la partícula para lo cual se somete a operaciones de molienda. En esta etapa se logrará la liberación total o parcial de las partículas que se requiere a fin de que puedan flotar y concentrarse por flotación. Esta etapa constituye un punto crítico en el procesamiento de los minerales debido a que los procesos de molienda requieren de una mayor demanda energética. Es una razón más que suficiente para que el operador sea consciente del rol que desempeñará en las operaciones de molienda. Dada la importancia que representa esta etapa en el proceso de la concentración de minerales, se requiere del conocimiento y los fundamentos de las operaciones involucradas y de sus parámetros y variables que influyen en el rendimiento óptimo de los equipos del proceso de molienda para la liberación del metal de interés mediante la reducción de tamaño de partícula. El curso comprende aspectos fundamentales para operar los circuitos de molienda convencional de molinos de bolas, barras y finalmente los molinos semi-autógenos “SAG”. La evolución de los circuitos de molienda, hasta llegar a los actuales, ha sido relativamente rápida durante los últimos 50 años, y ahora posiblemente estamos llegando al final de la escalada de tamaño de los molinos y sus equipos auxiliares como bombas centrífugas, hidrociclones y en los circuitos SAG incluyéndose la trituración de los pebbles. El trabajo que se presenta a continuación da un enfoque de la operación de los molinos y sus respectivos circuitos de molienda.
2. OBJETIVOS •
Reconocer los fundamentos de la operación de molienda de los minerales.
•
Identificar las partes de los molinos de barras, bolas y molinos semi-autógenos.
•
Reconocer los efectos que las variables ejercen sobre las operaciones de molienda. 1
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3. GENERALIDADES
Figura 1: Molino de bolas.
La molienda es una operación unitaria que permite la reducción del tamaño del material hasta tener una granulometría final deseada, mediante los diversos equipos denominados molinos figura 3.1 mediante impacto (por choques y aplastamiento) y atracción (rozamiento). En esta operación es donde se completa la liberación de los minerales valiosos de la materia inerte que se denomina ganga (no valioso). Por lo general, la molienda está precedida de una sección de trituración y por lo tanto, la granulometría de los minerales que entran a la sección molienda es casi uniforme. Los tamaños de material que se pueden manejar en la operación de molienda pueden variar desde tamaños promedio de 20 mm. (20000 micras) a unos 5 mm. (5000 micras), hasta obtener un producto molido fino cuyo tamaño varía normalmente entre 75 micras hasta 147 micras.
4. �QUÉ ES UN MOLINO? •
Son cilindros metálicos rotatorios forrados interiormente con materiales resistentes y cargados en una fracción de su volumen con el mineral y el medio de molienda.
•
Al girar el molino ejercerá fuerzas de desgaste y/o impacto sobre el mineral reduciendo su tamaño.
•
Se realiza generalmente en húmedo con pulpas (mineral fino molido y agua) entre 60 – 70 % de sólidos.
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Figura 2: Esquema de un molino.
5. �CUÁLES SON LOS MEDIOS DE MOLIENDA? Los materiales que tienen la misión de ejecutar la fractura del mineral en el interior de un molino son: •
Barras de acero.
•
Bolas de acero.
•
Trozos grandes del mismo mineral (molienda autógena).
•
Mezcla de trozos grandes del mismo material y bolas de acero (molienda semiautógena SAG).
La importancia de la molienda queda demostrada por el hecho que gran parte de la energía gastada en el procesamiento de un mineral es ocupada por la molienda algunas veces el 50%. En consecuencia esta parte del proceso es de fundamental incidencia en el costo del producto. Cualquier mejoramiento en la eficiencia de esta operación, se reflejará como una importante economía en el proceso.
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6. CLASIFICACIÓN DE LOS MOLINOS Según su aplicación y el tipo de medios de molienda empleados, podemos catalogar a los molinos de la siguiente manera. MOLINOS
BARRAS
BOLAS
AUTOGENOS Y SEMI-AUTOGENOS
6.1. Molinos de barras Se utilizan para moler productos de circuitos de trituración y en algunos casos pueden reemplazar a las etapas de trituración terciaria. Estos molinos aceptan alimentos tan gruesos hasta de 2” y producen descargas constituidos por partículas que pasan generalmente la malla 4. La molienda es producida por barras que originan abrasión y impacto sobre el mineral.
Figura 3: Acción moledora en un molino de bolas.
Tapa de Entrada Alimentación del material
Revestimiento
Muñón y cabezal
Trunnión Trunnión Liner Piñón y Catalina Casco Contraeje Rueda Dentada
Chumacera
Salida de Material
Barras
Figura 4: Corte esquemático de un molino de barras.
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6.2. Molinos de bolas Los molinos de bolas son usados para la molienda fina de minerales, como una etapa previa a la concentración por flotación o también para otros procesos como la concentración gravimétrica o Cianuración por agitación. La molienda se efectúa por golpes, fricción o desgaste de las partículas, en forma tal que produzca un fraccionamiento múltiple de ellas.
Figura 5: Corte esquemático de un molino de bolas.
Como el producto deseado es prácticamente polvo fino, las bolas deben golpearse unos a otros para aplicar la necesaria fuerza de ruptura a las partículas que se encuentran entre ellos. Estos principios se aplican en los molinos de bolas, en los que, dentro de un tambor giratorio, se carga un gran número de bolas de acero duras y pesadas, las que al girar el tambor ruedan y caen golpeando y friccionando el mineral en forma continua contra las paredes interiores del molino. 6.2.1. Partes de un molino de bolas Las partes de un molino son: Catalina Tapa de Descarga Casco Trunnion Liners
Contraeje
Motor reductor y accesorios del piñón de ataque
Figura 6: Partes de un molino.
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•
Casco del molino
Es la parte más grande del molino, construido generalmente de acero rolado para obtener la forma de un cilindro; luego se suelda o se remacha. En los extremos del casco se sueldan anillos de fierro fundido o de acero para la fijación de las tapas del cilindro del molino mediante pernos. En las extremidades del molino, se fijan por medio de soldaduras remaches o pernos , unos cuellos que sobresalen y dentro llevan unos conductos circulares llamados trunnion o muñones que desempeñan la función de apoyo y conducto, para la entrada del mineral o para la descarga por el otro lado. El casco de los molinos está instalado sobre dos chumaceras o dos cojinetes macizos esféricos. •
Chaquetas o forros
El interior del molino está revestido por planchas de acero especial muy duro que tienen la finalidad proteger el casco contra el desgaste que se produce por la fricción de las bolas y mineral y el golpe continuo de las bolas. Estas planchas tienen forma ondulada que permite además facilitar el levantamiento de la carga y que esta no resbale al girar el molino.
Figura 7: Levantamiento de carga de las chaquetas de molinos.
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•
Las bolas de molino
Las bolas de molino son de acero forjado al manganeso de tamaños comunes generalmente entre dos a seis pulgadas de diámetro. Las bolas tienden a desgastarse por los efectos que ocurren al interior del molino tales como abrasión e impacto. Será necesario que las bolas sean tenaces para resistir los diferentes efectos a los que es sometido durante la molienda. Las bolas que se agregan para reemplazar a las que se gastan son siempre las de mayor tamaño.
Figura 8: Bola de molino fabricado de manganeso.
Es conveniente usar bolas de distinto tamaño, a fin de fracturar partículas finas y mejorar el efecto de abrasión.
¿Qué ocurre en el molino si hay exceso de bolas?
Si esto ocurre, entonces éstas están ocupando el espacio que corresponde al mineral, disminuyendo la capacidad del molino y por tanto el tonelaje.
¿Qué ocurre si no se cargan bolas con la frecuencia deseada?
En este caso, el nivel y el peso de la carga moledora bajará y el molino perderá su capacidad. Se debe cargar bolas diariamente.
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•
Sistema de Lubricación
La finalidad de la lubricación es evitar el contacto de metal a metal, que traería como consecuencia la formación de limaduras y finalmente la ruptura, o en ciertos casos, llegar a fundirse ciertas piezas del molino, como son las chumaceras. Estas son algunas razones por las cuales se lubrica constantemente el piñón y la catalina que son los engranajes dentados de la transmisión del molino. Para que esta lubricación sea la adecuada, debe ser instalado un sistema automático, que en caso de averiarse está provisto de un sistema de alarma que nos indique las siguientes condiciones: •
Falta de presión de aire.
•
Falta de grasa en el cilindro.
•
Falta de presión en la tubería de grasa.
•
Mecanismo de inyección de grasa al piñón y la catalina. Baja Presión Aceite
Alta Presión Aceite
Figura 9: El sistema de lubricación en un molino es de alta importancia.
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6.2.2. Mecanismo de molienda Los mecanismos de molienda que actúan sobre las partículas de mineral son determinados en función del mecanismo del movimiento del molino. Debido a la rotación y el roce existente, los medios moledores son levantados hasta alcanzar una altura máxima pre establecida por la velocidad de giro del molino, desde la cual caen a la parte inferior de éste. La carga del molino presenta una superficie inclinada en cuyo punto más alto emergen los medios de molienda y caen rodando hasta el punto más bajo en donde vuelven a entrar a la carga del molino. Cascada
Catarata
Figura 10: Mecanismos de fractura del mineral.
Con el movimiento, la carga se expande, permitiendo que la pulpa (mineral fino y agua) penetre entre los medios de molienda a medida que caen rodando, generándose de este modo los dos mecanismos de molienda en el interior del molino. A velocidades de rotación bajas, los medios moledores tienden a rodar suavemente produciéndose una cascada. Esta cascada favorece la abrasión, generando gran cantidad de finos y produciendo el desgaste de las chaquetas. A medida que la velocidad aumenta, algunos de los medios se separan de la carga en el punto más alto y al caer desarrollan una trayectoria parabólica. Este movimiento se denomina catarata y conduce al fracturamiento por impacto y produciendo partículas más gruesas. Giro
Carga más gruesa Carga más fina
Pie
Catarata
Motor Casacada Centro de Gravedad de una Carga Fina Centro de Gravedad de una Carga Gruesa
Figura 11: Movimientos al interior del molino.
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6.2.3. Velocidad de los molinos La compañía sueca sala internacional, mediante sus investigaciones determino que la velocidad de los molinos es generalmente referida a un porcentaje de la velocidad crítica, la cual es definida como la velocidad en la cual una partícula infinitamente pequeña, sigue al movimiento del molino al lado del forro interior. La velocidad crítica del molino Nc se puede medir con la siguiente relación:
Donde: Nc = % de velocidad crítica D = Diámetro interior del molino en Pies.
La velocidad crítica para molinos de bolas está entre 65% a 75% y para los molinos de barras de 60 a 68%.
Velocidad de rotación es relativa lenta
Las bolas rozan sobre el recubrimiento del molino; rodando unos sobres otras siguiendo una trayectoria circular concéntrica alrededor de una zona más o menos estacionaria llamada “zona muerta”. La molienda se realiza por fricción y se le llama “marcha en cascada”.
Velocidad de rotación es relativa rápida
Las bolas siguen una trayectoria que comprende parte en caída libre, donde poseen una energía cinética elevada. La molienda se realiza por choques y el régimen se llama “marcha en catarata”.
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7. VARIABLES DE UN MOLINO Los factores que influyen en una mayor capacidad de los molinos son las siguientes: 7.1. Carga de mineral Se debe graduar de tal manera que se introduzca la cantidad más conveniente, debido a que la carga del mineral varía con la naturaleza del mineral y con la granulometría. Sabemos por la practica metalúrgica que un aumento excesivo de la alimentación puede producir el atoro del molino y producirá granulometría gruesa en la descarga, generando una alta carga circulante, una forma de controlar el tonelaje en la alimentación es mediante el empleo de una balanza en la faja de alimentación al molino como se puede observar en la figura 12.
Razón
FIC
Pesómetro
Figura 12: Movimientos al interior del molino.
¿Cómo debe ser la carga de mineral que se alimenta al molino?
La carga de mineral que se alimenta al molino debe reunir ciertos requisitos: • Flujo uniforme y continuo. • Cantidad de carga apropiada, de acuerdo a lo especificado. • Tamaño de mineral apropiado que dependerá de la sección de chancado. • Debe estar limpia, libre de maderas, trapos, planchas o piezas metálicas por los problemas de atoros que puedan ocasionar en la descarga del molino.
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7.2. Alimentación de Agua Esta variable se controla tomando la densidad de descarga de los molinos, esta densidad debe de estar entre ciertos límites y está en función del porcentaje de sólidos. El porcentaje de sólidos en la molienda es variable y oscila entre 60 a 70% dependiendo las características del mineral.
Figura 13: Operador controlando elporcentaje de sólidos.
¿Cuál es la función del agua en la molienda?
En la molienda, el agua y el mineral ingresan formando un barro liviano (pulpa espesa) que es la encargada de hacer avanzar la carga molida hasta la descarga además de preparar a la pulpa para el siguiente proceso de flotación. ¿Qué ocasiona un exceso de agua en la molienda?
Si en el molino hay un exceso de agua quiere decir que la pulpa está muy diluida es decir la densidad de descarga del molino es baja ejemplo 1500 gr/lt. ¿Qué pasa cuando hay poca agua en la molienda?
Cuando la adición de agua es la inadecuada, la densidad de pulpa se incrementará (ejemplo: 2700 grs/lt.), de tal manera que la pulpa será muy espesa y amortiguará el impacto de las bolas disminuyendo la fragmentación de las partículas. • • • Resultados cuando hay un exceso de agua
• •
Molienda gruesa. Densidad de pulpa baja. Aumento en el costo de operación. Menor eficiencia del molino. Excesivo desgaste de bolas y chaquetas.
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• • Resultados cuando hay poca agua
• •
Molienda gruesa y mala Paradas obligadas del molino por sobrecarga Densidad de pulpa elevada Pérdida de tonelaje en el molino.
El control de la cantidad de agua al molino se regula midiendo la densidad de pulpa. El control de la densidad de pulpa se efectúa en la descarga del molino (aprox. 2000-2500 g/l de pulpa) y se realiza mediante el densímetro Marcy. Dicho densímetro nos permite determinar no solo la densidad de pulpa sino también el porcentaje de sólidos conociendo la gravedad específica del mineral.
Figura 14: Molinos en planta concentradora.
¿Qué se debe hacer si se sobrecarga el molino?
• • • • •
Cortar inmediatamente la carga al molino. Agregar agua al molino para soltar la carga y obligarla a salir. Controlar la descarga del molino, hasta que la densidad se normalice. Cuidado minucioso en la operación del hidrociclón. Verificar la correcta alimentación del mineral.
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7.3. Carga moledora El aumento de la carga de bolas o barras en un molino, hace incrementar el gasto de energía hasta alcanzar un valor máximo, por encima del cual la energía necesaria disminuye al aumentar la carga, por acercarse el centro de gravedad del eje de rotación. Normalmente la carga de bolas se debe determinarla mediante ensayos metalúrgicos. La carga moledora ocupa alrededor del 45% del espacio vacío al interior del molino, recordando que los molino de bolas trabajan por rebose de manera que el 55% está prácticamente vacío.
Figura 15: Espacio ocupado por las b olas.
Figura 16: Bolas para molinos.
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8. CONTROL DURANTE LA MOLIENDA Durante el proceso de molienda se puede controlar por: 8.1. El sonido de las barras o bolas en el molino El sonido al interior de los molinos es una señal de la cantidad de carga dentro del molino. Si las bolas hacen un ruido fuerte es porque el molino tiene poca carga dentro o la alimentación al molino está fallando. Y si no hay un sonido normal es debido a que esta sobrecargado, por exceso de carga o poco agua. 8.2. La densidad de la descarga del molino Mediante la medición de la densidad es otra forma de controlar la adición de agua y carga. La densidad de descarga de los molinos cilíndricos debe estar entre 2000 – 2500 gr./Lt. 8.3. La potencia requerida La energía específica (KWh/TM), necesaria para reducir un mineral entre dos tamaños determinados de una muestra representativa de mineral, es el parámetro global de mayor importancia del proceso de molienda SAG, en vista de que nos indica el consumo de energía. 8.4. La granulometría El control de la descarga del molino se realiza teniendo en cuenta un factor muy importante como lo es la granulometría. Teniendo en cuenta que un molino trabaja por rebose, el tamaño de partícula depende de varios factores ya mencionados. Es usual tener una malla de referencia de finos y esa malla es la numero 200 (55-70 % menor a la malla 200). Para el control de partículas gruesas se utiliza la malla 65 (máximo de 15-25 % mayor a la malla 65).
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9. CIRCUITOS DE MOLIENDA La molienda de los minerales involucra empleos de molinos de barras, bolas, autógenos y semi-autógenos “SAG” en algunos casos. Sin embargo las plantas de molienda se configuran como: 9.1. Circuitos abierto Cuando el mineral es alimentado y pasa a través de los molinos obteniéndose una descarga sin una etapa de clasificación. CIRCUITO ABIERTO Agua Alimentación
Agua
Figura 17: Molino en circuito abierto.
9.2. Circuitos cerrados Cuando el molino trabaja con un clasificador cuyo producto grueso retorna de nuevo al molino, mientras que el fino pasa directamente a la etapa siguiente de denomina circuitos cerrados Figura 18. Overflow Producto
CIRCUITO DIRECTO Agua
Underflow
Alimentación
Agua
Figura 18: Molino en circuito cerrado.
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9.3. Carga circulante Es la resultante del proceso de clasificación correspondiente a la par te gruesa que es retornado al molino según Fred C. Bond esta carga debe estar en el rango de 250% respecto al alimento fresco del circuito de molienda. Producto final Carga circulante Alimentación
Directo CIRCUITO CERRADO DE MOLIENDA BOLAS
Figura 19: La descarga del hidrociclón al molino es la carga circulante.
El valor de la carga circulante oscila, por lo general entre 100 – 350% aunque puede ser tan alta como 600%.
10.DENSIDAD DE PULPA 10.1. ¿Qué es una pulpa mineral? Para estudiar la densidad de pulpas será necesario en primer lugar conocer acerca de lo que es una pulpa mineral.
Se denomina pulpa al mineral que ha sido triturado, molido y que ha sido mezclado con agua en determinadas proporciones.
o 100 agua 0 mineral
50 agua 50 mineral o
o 100 mineral 0 agua
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La densidad de pulpa representa el peso de una determinada cantidad de pulpa respecto a su volumen. Se expresa en general en gr/Lt o en Kg/Lt. A continuación, con el fin de poder describir procesos de tratamiento de minerales, se definen ciertas características de las pulpas metalúrgicas y de sus fases sólidas y líquidas, se fija una notación y se mencionan en forma breve algunos métodos de medición de estas características, considerando un volumen fijo de una suspensión, éste puede estar contenido en un recipiente o estar contenido en un sistema en movimiento. Se utilizan los subíndices s, l y p para referirse a la fase sólida, líquida y a la pulpa respectivamente, y se usan los símbolos V para volumen, M para masa y P para peso. Así, se deben cumplir las siguientes relaciones: Volumen de la pulpa (VP) Masa de la pulpa (MP) Peso de la pulpa (PP)
= Volumen de sólido + Volumen de líquido = Masa de sólido + Masa de líquido = Peso de sólido + Peso de líquido
10.2. Formas de expresar la concentración de sólidos en una pulpa Las siguientes formas se usan para indicar la concentración, fracción o contenido de sólido en una pulpa: •
Concentración de sólido en volumen C v : Es la razón entre el volumen de
sólido y el volumen total de pulpa. Es decir, CV
=
Vs Vp
=
Vs Vs
+
Vl
Claramente Cv es mayor que cero y menor que 1. •
Concentración de sólido en peso C p: Es la razón entre el peso (masa) de sólido
y el peso (masa) total de la pulpa. CP
=
Ms Mp
=
Ms Ms
+
M1
En este caso también se tiene que Cp es mayor que cero y menor que 1. Se acostumbra expresar Cv y Cp en forma porcentual, es decir, se expresa 100Cv ó 100 Cp y se designan por porcentaje de sólido en volumen o en peso, respectivamente. Es costumbre también decir que, por ejemplo, una pulpa tiene 60% de sólido, sin especificar si éste es en volumen o en peso. Cv
=
P1 C P s (1 − C p ) + P1 C p
Cp
y
=
Ps Cv Ps Cv + P1 (1− Cv )
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•
Dilución (D): Se define como la razón entre el peso de líquido y el peso de
sólido que forma la pulpa. En símbolos, D
=
Ml Ms
D puede tomar cualquier valor positivo. Normalmente D se expresa en forma fraccionada con denominador uno, por ejemplo, 3:1 ó 1.8:1. 10.3. Medición de la densidad de pulpa La densidad de una pulpa mineral se puede calcular, pesando una determinada cantidad de pulpa y luego dividiéndola entre su volumen ocupado, es decir:
El método más práctico y ampliamente usado, aunque no tan exacto, implica el muestreo de la corriente de pulpa, en un recipiente especial. Este método se basa en la medición de la masa total de una muestra de pulpa que tiene un volumen fijo conocido (normalmente de 1000 cm3). El resultado de la densidad se obtiene directamente, por lo cual la balanza Marcy es muy usada en análisis industrial rutinario. Las balanzas tipo Marcy traen un disco graduado con escalas para distintas gravedades específicas de sólidos. Puede leerse la densidad de pulpa (D p ó Cp), porcentaje de sólidos e inclusive determinar la gravedad específica del sólido.
Se asume que la densidad del agua es igual a 1. Por tanto el peso de agua es igual a su volumen, es decir: 1 gr. de agua = 1 ml agua = 1 cm3 1 kg. de agua = 1 litro agua 1 tonelada agua = 1 m3 agua
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MARCY
Figura 20: Medición de densidad d e pulpa con lata de densidad.
10.4. Porcentaje de sólidos El porcentaje de sólidos en peso en una pulpa representa el peso del mineral respecto al peso de la pulpa expresado en porcentaje.
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La Molienda
•
Fórmulas básicas
Donde: X
= Fracción de porcentaje de sólidos (en peso)
Dp = Densidad de pulpa (Kg/Lt) Ds = Densidad del sòlido (mineral) D
= Diluciòn (Peso lìquido a peso de sòlidos)
L,S = Pesos de lìquido y sòlidos •
Formulas deducidas
•
Formulas adicionales
Donde: Wp Vp Wm Wagua Vm Vagua
= Peso de pulpa = Volumen de pulpa = Peso de mineral = Peso de agua = Volumen de mineral = Volumen agua
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La Molienda
11.MOLIENDA SAG Los molinos SAG (semi-autógenos) son equipos de mayores dimensiones y más eficientes que los molinos convencionales. Gracias a su gran capacidad y eficiencia, acortan el proceso de chancado y molienda, reduciendo costos de operación.
Molino SAG Este es un molino de gran capacidad que recibe material directamente del chancador primario. El molino tiene en su interior bolas de acero que giran hasta una determinada altura desde donde caen y muelen el material por efecto del impacto.
Figura 21: El Molino SAG tiene un diámetro mayor que su largo.
La instalación de un molino SAG constituye una innovación reciente en algunas plantas. Son equipos de mayores dimensiones y alcanzan dimensiones hasta de 38 pies de diámetro. 11.1. ¿En qué consiste la molienda SAG? La alimentación del mineral a los Molinos SAG son el producto del chancado primario partículas con un tamaño cercano a 8 pulgadas (20 cm, aproximadamente) y se mezcla con agua durante la alimentación. Este material es reducido gracias a la acción del mismo material mineralizado presente en partículas de variados tamaños además la carga moledora del molino consiste en 10% de bolas del volumen del molino (de ahí su nombre de molienda semi- autógena). Dados el tamaño y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en caída libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y molienda más efectivo y con menor consumo de energía por lo que, al utilizar este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario ni terciario.
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La Molienda
Figura 22: Molino SAG en una planta concentradora.
11.2. ¿Cómo opera un molino SAG? Los molinos Semi-autógenos operan con parrillas de descarga para evitar la salida del material grueso del molino el cual es una alternativa más eficiente que la descarga por rebose en molienda convencional. Por otro lado cuando el molino SAG no cuenta con parrillas de descarga. Lo usual es que se instalan zarandas vibratorias para la clasificación de los pebbles que retornaran a los luego de ser triturados. La alimentación típica a molino SAG es mediante una faja transportadora que descarga al chute de alimentación del molino SAG. Este molino es accionado por un motor de velocidad variable sin engranajes de aproximadamente 20,100 KW. Para la descarga de la pulpa del molino SAG se realiza a través del trommel descargando hacia un distribuidor que alimenta a bombas de alimentación. Estas bombas alimentan a los nidos de ciclones para su clasificación respectiva. Los finos de los nidos de ciclones pasan a la flotación, retornando los gruesos del ciclón hacia los molinos de bolas que operan en circuito cerrado. 11.2.1. Accionamiento en los molinos SAG El molino SAG y los molinos de bolas cuentan con sistemas de lubricación, los cuales están incorporados y cuentan con depósitos de aceite y filtros, intercambiadores de calor, bombas circulantes y demás accesorios. Cada uno de los sistemas de lubricación cuenta con un sistema de elevación hidráulica que proporciona aceite con presión suficientemente alta para hacer flotar al molino con toda su carga antes de su arranque y después de una breve parada.
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La Molienda
Los molinos SAG son accionados engranaje) de velocidad variable.
con motores Gearless (sin
Figura 23: Accionamiento de molino SAG sin engranaje.
El accionamiento sin engranajes elimina todos los componentes mecánicos de un sistema de accionamiento convencional, tales como la corona, piñones, cajas reductoras, acoplamientos, eje de motor y rodamientos de motor: el molino se convierte en el rotor del motor sin engranajes al instalar los polos del rotor directamente en el cuerpo del molino. La solución sin engranajes elimina toda necesidad de una corona, piñones, acoplamientos, etc. 11.3. Principales variables en molino SAG Los siguientes parámetros son importantes durante la molienda en el molino SAG figura 3.23 y 3.23A: •
Densidad de la pulpa del molino SAG.
•
Flujo de agua del trommel del molino.
•
Régimen de adición de lechada de cal al chute de alimentación.
•
Alimentación de bolas al molino SAG.
•
Sonido del molino SAG.
•
Consumo de potencia.
•
Velocidad del molino.
•
Presión en los descansos y peso total del molino.
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La Molienda
11.3.1. Control de la densidad de pulpa del molino SAG El objetivo de este lazo de control es mantener el porcentaje de sólidos deseados en el molino. La eficiencia de molienda es una función de la densidad de pulpa en el molino. Para controlar la densidad de la pulpa en el molino, se agrega agua en proporción a la carga de mineral que ingresa al molino. Al mismo tiempo, se agrega también agua en la descarga del molino, donde el material de tamaño excesivo es retornado con agua al molino SAG. Ambas adiciones son consideradas en el cálculo de densidad.
e z r i s e z e l y l c a i t r n a a P
E D O Ñ A A M L A U T C E Í D T R L A O P R T N O C
O S S E N E E R O D G L L N C O I I R D C T A O N D R D I O I C S N H E E D D
I S P
y r e t t a b e n o l c y C
l o r t n o C y t i s n e D
C I D
r e d e e F l l a B
l l i m l l a B
r e w o P T J
C B C I F
S A L O B E D L O R T N O C
E D O J U L F A E U D G L A O R T N O C
p m u s p m u P
r e t a W l e m m o r T
r e h s u r C e l b b e P
l l i m G A S
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C I L
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L O L A D O R A R E T T N N N I E M O M C E I D L A
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C I S
l o r t n o C d e e p S
S M r e z y l a n a e g r a h c e s n e S l l i M
S O G L A N S E A S D E N L E B I L A I O R M A V E S D E S L O A T I P I U C C N I R I R C P
Figura 24: Molino SAG en operación.
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La Molienda
N Ó I S S A E E N R O O P S L E E C I D R C G L N O O I R A A R E D S S T D I P P N H O C
S O T I U C R I C S O G L A N S E A S D E N L E B I L A I O R M A V E S D E L A P I C N I R P
E V I T C S A E F N O O R L E C B Y C M U N
E E D D S L D A O A B D R I M T C N O O B O L C E V
E T R E U L S S N I E R P
R D E E E W P O S P
E T R E U L S S N I E R P
r e t e m a r a P d e t a l u p i n a M
G E R N I U R S A S E E B R P R D E E E W P O S P
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R D E E E W P O S P
S T C A P M I D A O L
R D E E E W P O S P
d e e F h s e r F O 2 H
L E V E L
G E R N I U R S A S E E B R P
Figura 25: Molino SAG en operación.
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La Molienda
11.3.2. Control del flujo de agua al trommel del molino SAG El objetivo primario de adición de agua al trommel es retornar el material de tamaño excesivo con agua al molino SAG para su molienda. Si no se usa el volumen de agua adecuado, se puede acumular este material en el trommel, lo que podría parar el circuito por atoro. 11.3.3. Control de régimen de alimentación de bolas al molino SAG El objetivo de este lazo de control es asegurarse que el peso de alimentación sea entre 6 a 12 % del volumen del molino en todo momento, dependiendo del tipo de mineral que está siendo tratado. 11.3.4. Control del sonido del molino SAG El objetivo de este parámetro es optimizar la velocidad del molino y proporcionar el nivel de sonido adecuado en el área alrededor del casco. Los medidores de impacto alrededor del casco miden el flujo de impacto de material libre que cae (bolas y rocas) en el molino. Un molino sobrecargado casi no suena mientras que un molino vacío tiende a ser ruidoso. 11.3.5. Control de la velocidad del molino La variable que más impacto tiene sobre los demás indicativos es la velocidad del molino, con la cual se puede controlar los otros parámetros tales como el sonido y la presión en los descansos. 11.3.6. Control de consumo de potencia del molino Este parámetro de operación es de importancia ya que nos permite decidir cuando se llega a puntos de sobrecarga del molino con respecto a la presión en los descansos.
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La Molienda
11.4. Comparación entre molienda SAG y convencional De acuerdo con la tecnología actual de la molienda, y considerando los criterios debidos durante el diseño, la mayoría de los minerales de las diferentes menas se adaptan al procesamiento de conminución con moliendas SAG seguida por molienda convencional. Recordemos que el circuito de conminución clásico es el de usar trituradoras seguidas por la molienda convencional. La selección de una u otra configuración, en la mayoría de los casos, depende de consideraciones más bien económicas que técnicas. En todo caso, se puede identificar las siguientes ventajas y desventajas de la molienda SAG seguida por la molienda convencional de los circuitos clásicos: a.- Ventajas técnicas de la molienda SAG seguida por la molienda convencional: •
Menor número de etapas en el proceso por la eliminación del chancado secundario y terciario de las operaciones anexas.
•
Menor consumo de acero de desgaste para revestimientos y medios de la molienda en general.
•
Mayor capacidad específica en TPH por M2 de terreno ocupado (ventaja importante en faenas de cordillera).
•
Mejor comportamiento operacional frente a minerales que presentan contenido de arcillas.
•
Mayor cinética de adecuación de parámetros de molienda frente a cambios de dureza.
•
Disminución en el requerimiento de recursos humanos.
•
Facilidad para manejar minerales húmedos o difíciles de chancar.
b.- Desventajas de la molienda SAG : •
Menor tiempo de disponibilidad de la planta de molienda (90% vs 95%).
•
Mayor inestabilidad operacional (altas fluctuaciones) .
•
Mayor consumo de energía.
•
Requiere personal de mayor nivel educacional.
11.5. Configuración con molienda SAG Son los arreglos que incluyen todos los equipos asociados a los molinos autógenos o semi-autógenos y que permiten su funcionamiento en forma eficiente. Entre estos tenemos los molinos primarios; equipos que se organizan para lograr la reducción de tamaño deseado del mineral en forma económica. Los equipos de un circuito de molienda autógena o semi-autógena incluyen, además del molino secundarios (Pebles), chancadoras, molinos de bolas, zarandas, bombas, hidrociclones, etc. Se presentan algunas configuraciones en las gráficas siguientes:
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La Molienda
MINERAL AGUA
Figura 26: Molino SAG.
MINERAL
AGUA
Figura 27: Molino SAG con chancador Pebles 1.
MINERAL
AGUA
Figura 28: Molino SAG con chancador de Pebles 2.
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La Molienda
12.MAPA CONCEPTUAL
’ 7 <
O D A C N A H C E D O S E C O R P
’ 4 / 3 <
’ 2 <
e d n a ó í r t i e c a m t o n e l u i m n l a r a G
s o n e g ó t u A i m e S s o n i l o M
s a l o B e d s o n i l o M
y s o t r s e o i b d a a s r r e o t i c u c i r C
a a u p g l A u p a s e í j o e r a t d l e i d e l d o a n m o o S d T l i s u % n n a e r G D
s a r r a B e d s o n i l o M
o r o e c r e a a e c í a g e r d e s d e n s E j a a d l n o i l B B
s e l o r t n o C
e r p m e i S
s a l l a m 0 0 1 a <
y s o t r s e o i b d a a s r r e o t i c u c i r C
e r p m e i S
s a l l a m 0 0 1 a <
s o t r e i b a s o t i u c i r C
s e c e v s a n u g l A
s a l l a m 5 6 a <
: n e a r e p O
o n i e l a l d o n n m e l ó i s e c l d a a c u c a fi í g i s t r r a l a a c C p s e d
e d l a a i n í r t F e o m t o c u l u d n o r a r P G
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La Molienda
13.CUESTIONARIO DESARROLLADO •
¿ En los molinos de bolas a que se debe que emplean las rejillas metálicas en el lado de descarga?
Las rejillas metálicas que se emplean en el lado de descarga de los molinos de bolas son para retener los cuerpos moledores (bolas de acero) y los trozos gruesos de mineral. Al momento que descarga la pulpa el molino. Además utilizando este sistema se puede dar mayor capacidad al molino y también se puede producir granulometrías finas.
•
¿ Qué factores influye en el desgaste de los revestimientos de caucho en las tapas de los molinos?
Los factores son: Corrosión, Impacto y Roce.
•
•
Corrosión. La corrosión química ordinaria no se produce con el molino en condiciones de uso norma. Pero si a temperaturas de más de 80°C. y cuando sucede esto cuando algunas veces al molino no ingresa la carga, entonces el rozamiento entre bolas empieza a desprender alta cantidad de energía elevando la temperatura al interior de los molinos.
•
Impacto: Cuando el impacto ocurre a velocidades bajas, la deformación es completamente elástica, pero puede dañar la superficie un impacto a velocidades superiores a 9m/seg, aproximadamente a 4 mts de caída libre. Este escenario se presenta generalmente en la molienda SAG.
•
Roce. Se ha probado mientras más duro es el mineral por moler, mas económico es un revestimiento de caucho en comparación en comparación con uno de acero al manganeso. A mayor grado de dureza de un mineral, un molino con revestimiento interior de caucho sufre mayor desgaste que el revestimiento de acero.
¿Qué condiciones de molienda influye en el desgaste de los revestimientos de caucho en las tapas?
Las variables de molienda que más influyen en el desgaste de los revestimientos de cauchos son: -
La granulometría de la carga y el tamaño de los elementos molturadores: Se sabe que si se incrementa el tamaño de la granulometría de la carga en otras palabras si se tiene un producto de chancado grueso y se incrementa el diámetro de recarga de las bolas, el desgaste del revestimiento interior se intensifica. Por otro lado se ha probado en molinos de gran diámetro de 4.0 a 9.0 mts. Las bolas demasiados pequeñas dan origen a un lomo inactivo en la carga. Según Chester Rowland para los molinos de gran diámetro recomienda el diámetro máximo de bola debe ser por lo menos 1/80 del diámetro del molino.
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La Molienda
-
Velocidad de rotación del molino: Diversos trabajos de investigación señalan que el desgaste del revestimiento es por lo menos proporcional al cuadrado de la velocidad del molino. En los molinos secundarios con revestimientos de caucho, la velocidad mas adecuada debe ser de 77% a 78% de la velocidad critica.
-
Diámetro del molino: En molienda se reconoce que la capacidad es proporcional al diámetro del molino elevado a la potencia de volor 2.6 osea que: C= K x D2.6
•
Configurar un circuito de molienda primario abierto utilizando un molino de barras con doble clasificación y empleando un dos molinos de bolas como molinos secundarios. La descarga del molino de barras es clasificado en un nido de hidrociclones D15; el overflow del hidrociclón es enviado a una bomba para una segunda clasificación en un nido de hidrociclones D10. Los underflow de los dos hidrociclones son retornados a los dos molinos de bolas a través de un distribuidor que descargan a la misma bomba de descarga del molino de barras. El overflow del nido de hidrociclones D10 es el producto final del circuito de molienda. El circuito debe considerar la adiciones de agua y las bombas respectivas.
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La Molienda
e s d o s a e u c g o r A p
s o m h u c 0 e 0 s e 6 D + s a o d h n e c a r d e s a e Z d
s e e n o d l c 0 o i 1 d D i c o r N d i h
e s d o s a e u c r o a g o r d i l p A p u u b i p r t e s d i D
e s d o s a e u c s ’ o l a 2 g o n o 1 A r i p l b x o ’ 2 e M d 1
e s d o s a e u c g o r A p
s ’ o l a 2 n o 1 i l b x o ’ e 2 M d 1
e s d o s a e u c g o r A p
e s d o s a e u c g o r A p e s d o s a e u c g o r A p
s e e n o d l c 5 o i c 1 d i o D r N d i h
e ’ d 0 1 4 o s 1 x n a ’ i l r r / o a 2 B 1 M
s e r o a d j a a t f n e e d m i l A
a z n a l a B
e s d o s a e u c o g r A p
e s d o s a e u c g o r A p
e d s a o v n l o fi T
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14.GLOSARIO •
Piñón : Unidad dentada que está instalado en el contra eje del molino que impulsara girar el molino.
•
Catalina: Unidad dentada instalado en el contorno del lado de descarga del molino que trabaja con el piñón
•
Análisis Granulométrico: Clasificación de partículas en diferentes tamaños.
•
Liberación: Es cuando la superficie del mineral de interés se esta preparado para recuperación de un proceso químico.
•
Sistema de lubricación. Es la adición del liquido lubricante para evitar desgaste de las partes en movimiento de los molinos.
•
Trunnion ó Muñones: Es la parte del molino que desempeñan la función de apoyos y conductos, para la entrada y descarga del mineral.
•
Chaquetas o forros: Son planchas de acero especial que tienen la finalidad proteger el casco contra el desgaste que se produce por la fricción de las bolas y mineral y el golpe continuo de las bolas. Estas planchas tienen forma ondulada que permite además facilitar el levantamiento de la carga.
•
Cascada: Se refiere al movimiento de las bolas en el interior del molino cuando la molienda es por impacto.
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