UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS CURSO: METALURGIA EXTRACTIVA TEMA: DISEÑO CHANCADO Y MOLIENDA DOCENTE: MAG. ING. JUAN ALFONSO MOLINA VÁSQUEZ
OPERACIONES Y PROCESOS DE PREPARACIÓN Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES
1.- Preparación del mineral 2.- Concentración (separación sólido – sólido) 3.- Desaguado (separación sólido – líquido) 4.- Operaciones coadyuvantes de transporte y almacenamiento
PREPARACIÓN DEL MINERAL Consiste en operaciones de reducción de tamaño y separación de partículas: a. Trituración b. Tamizado c. Rangos gruesos d. molienda e. clasificación en rangos finos, para liberar los minerales valiosos de los estériles f. preparar en un rango de tamaños adecuados (malla 200).
OPERACIONES COADYUVANTES Se denomina así a: i. Las operaciones de almacenamiento de minerales ii. Relaves en tolvas iii. Canchas, iv. Al transporte de sólidos en fajas, v. Pulpas impulsadas por bombas vi. A través de tuberías. vii. Constituyen etapas intermedias, reguladores ò de alimentación.
PROCESO
DE CONMINUCIÓN
PROCESO DE CONMINUCIÓN ETAPA DE VOLADURA:
CHANCADO
CHANCADORA GIRATORIA • La chancadora giratoria se compone fundamentalmente de un tronco de cono recto, donde se coloca el “Mantle” (móvil) que es como una campana y se mueve excéntricamente en el interior de una cámara. Encima del mantle se coloca como una taza llamado Bowl Liner (fija), la trituración del mineral se efectúa en el espacio anular comprendido entre el mantle y el bowl liner. Para regular la salida del mineral se sube o se baja el bowl liner (taza). • La abertura anular de descarga, da lugar a la obtención de un producto más cúbico y homogéneo. • La forma de la abertura de recepción es favorable, para la alimentación de trozos delgados, lisos y llanos. • La longitud de la abertura de recepción combinada con el área grande, minimiza los campaneos o atoros. • La alimentación es mas simple, puede ser alimentada desde por lo menos dos puntos. • El bajo efecto de la volante, minimiza los picos de arranque. • El servicio de las grúas puente, es mas simple que para una chancadora de quijada; una giratoria se puede manipular mediante una sola grúa, mientras que una de quijada necesita una grúa con movimiento en dos direcciones. • La velocidad mayor del eje del piñón, permite el uso de motores de velocidades mayores. • El sistema de lubricación es forma continua, mediante una bomba. • La lubricación es continua y es mas simple y económica que en la chancadora de quijada. • La protección de seguridad es mucho mas fácil.
FACTORES QUE DETERMINAN EL RENDIMIENTO DE LAS CHANCADORAS La eficiencia o rendimiento de las chancadoras primaria, secundaria y terciaria se debe a los
siguientes factores: a) A la velocidad de alimentación b) Al tamaño del mineral que se alimenta c) A la dureza del mineral d) A la humedad del mineral e) Al tamaño del mineral que se reduce f) Al desgaste de los forros g) A la potencia de trabajo requerido h) Al control de operación i) Insuficiente zona de descarga del triturador j) Falta de control en la alimentación k) Controles de automatización
CÁLCULOS, BALANCES Y CONTROLES EN LA SECCIÓN CHANCADO CÀLCULOS, BALANCES Y CONTROLES EN LA SECCIÓN DE CHANCADO CONSUMO ENERGÉTICO POR TONELADA DE MINERAL TRITURADO Los costos de energía representan el gasto principal en trituración y molienda, por eso las variables que controlan estos costos son importantes. Para el cálculo del consumo de energía se emplean las siguientes relaciones: P = (Volts. x Amps. x √3 x cos Ф) / 1000 (1) W=P/Т (2) Donde: P = Energía realmente suministrada W = Consumo de energía (KW – hr / TC Volts = Voltaje suministrado al motor, se toma de la placa Amps = Amperaje realmente suministrado al motor. Se determina midiendo el amperaje de los tres conductores y obteniendo un promedio. √3 = Factor de corrección en estrella del motor trifásico Cos Ф = Factor de potencia 1000 = Factor de conversión de Watts a KW Т = Tonelaje de mineral alimentado (TC / hr)
EJEMPLO • Calcular el consumo de energía de una chancadora de quijada que trata 30 TC/hr. Los datos obtenidos del motor de la chancadora son los siguientes: • Potencia = 120 HP Intensidad = 96,8 Amp. (pràctico) Cos Ф = 0,8 • Voltaje = 440 Volts. I. nominal = 120 Amp. (placa) Solución: • Calculamos la energía total suministrada empleando la relación (1) •
P = (440 volt. x 96,8 Amp. x √3 x 0,8) / 1000 = 59,02 Kw
• Con la relación (2) se calcula el consumo de energía: •
W = 59,02 Kw / (30 TC/hr) = 1,967
Kw-hr / TC
• También podemos calcular, el tonelaje máximo que puede tratar la chancadora:
•
Т = (0,746 Kw/HP) x 120 HP / (1,967 Kw-hr) / TC
•
Т=
45, 51 TC / hr
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TOLVAS La capacidad de una tolva se determina teniendo en cuenta la forma geométrica de ésta, la granulometría y densidad aparente del mineral. Debemos tener presente que el material que se almacena en tolvas, no está compacto ya que existen espacios libres entre los trozos de mineral y éstos serán mayores cuanto mayor sea la granulometría del mismo. Además, las tolvas nunca se llenan completamente, quedando un espacio libre considerable en su parte superior; por estas consideraciones se debe estimar en cada caso específico, la proporción de espacios libres, que debe descontarse del volumen total de la tolva para obtener resultados mas reales
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TOLVAS De la fig. Adjunta, si la densidad aparente del mineral es 2,9 y su porcentaje de humedad de 5%. Considerar que la proporción de espacios libres es de 30% del volumen total de la tolva. Calculamos el volumen total de la Tolva V tolva = V paralelepípedo sup. + V paralelepípedo inf. / 2 V tolva = (4 x 6 x1, 5) m3 + 1/2 (4 x 6 x 3,5) m3 = 78 m3 V útil tolva = 78 x 0,7 = 54,6 m3 Capacidad tolva = 54,6 m3 x 2,9 TMH /m3 = 158,34 TMH Capacidad tolva = 158,34 TMH x 0,95 = 150,42 TMS Capacidad tolva = 150,42 TMS
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TOLVAS Ejemplo Calcular la capacidad de la tolva de finos de la fig. La densidad aparente del mineral es de 2,8 y el porcentaje de humedad es 4%.Considerar 10% de espacios libres Solución: V total tolva = V paralelepípedo + V tronco pirámide V total tolva = l x a x h + h1 (A1 +A2 + √A1 x A2) / 3 V paralelepípedo = 5,9 x 4,7 x 7,2 = 199,66 m3 A1 = 5,9 x 4,7 = 27,73 m2 A2 = 0,5 x 0,5 = 0,25 m2 h1 = 2,1 m V tronco pirámide = 2,1(27,73 + 0,25 + √27,73 x 0,25) / 3 V troco. Pirámide = 21,43 m3 V total tolva = 199,66 + 21,43 = 221,09 m3 Capacidad tolva = 221,09 m3 x 2,8 TMH / m3 = 619,05 TMH Capacidad tolva = 619,05 TMH x 0,96 = 594,29 TMS Capacidad tolva = 594,29 TMS
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS CÀLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS Cálculo Capacidad de la Chancadora de Quijada o Mandíbula Utilizando las relaciones empíricas de Taggart, podemos calcular la capacidad teórica aproximada. T = 0,6LS (*) T = Capacidad de la chancadora en TC/hr L = Longitud de la chancadora en pulgada S = Abertura de set de descarga en pulgadas Pero podemos obtener las siguientes Relaciones: • A = L x a de donde L = A / a • Reemplazando en (*) se obtiene: • Dónde: • R = Grado de reducción • A = Área de la abertura de la boca de la chancadora en pulg.2 • a = Ancho de la boca de la chancadora en pulgada Considerando condiciones de operación como: dureza, humedad, rugosidad. La fórmula se convierte en:
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TR = Kc x Km x Kf xCHANCADORAS T (**)
• • • •
TR = Capacidad en TC / hr
•
Kc = Factor de dureza:
• • • • • • •
Puede variar de 1,0 a 0,65 Ejemplo: Dolomita = 1,0 Andesita = 0,9 Granito = 0,9
Dónde:
cuarcita = 0,80 riolita = 0,80 basalto = 0,75 etc.
Para una operación normal de dureza media, Kc = 0,90
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS Km = Factor de humedad : Para chancadora primaria no es afectada severamente por la humedad y Km = 1,0 Para chancadora secundaria, para una operación normal Km = 0,75 Kf = Factor de arreglo de la alimentación : Para una operación eficiente, un sistema de alimentación mecánica supervisado por un operador, Kf = 0,75 a 0,85
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS • Ejemplo: • Calcular la capacidad de una chancadora de quijada de 10” x 24”, la abertura de descarga es de 3/4”, el recorrido de la mandíbula móvil 1/2”, la velocidad de la mandíbula es de 300 rpm y el peso específico del mineral es de 2,8. • Solución: • Podemos aplicar la relación T = 0,6 x 24 x 3/4 = 10,8 TC / hr • Considerando condiciones de operación como: Kc = 0,90 ; Km = 1,0 y Kf = o,80 • La capacidad de la chancadora resulta:
TR = 10,8 x 0,90 x 1,0 x 0,80 =
7,78 TC / hr
TR = 7,78 TC / hr x 0,9072 TM / 1 TC = 7,06 TM / hr
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS Cálculo Capacidad de las chancadoras giratorias Las chancadoras giratorias se especifican por la abertura o ancho de la boca y la longitud de la circunferencia; es decir axL. Mayormente la denominación de estas chancadoras, es simplemente mencionando” L”, para calcular su capacidad puede emplearse la fórmula (2) Ejemplo: Calcular la capacidad de una chancadora giratoria de 4”x36” o simplemente de 3', si el set de descarga es de 1/2”. Solución: a = 4,0 pulg L = 36,0 pulg. S = 1/2” = 0,5 pulg.
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORAS • • • • • • • • • • • •
•
Determinamos el grado de reducción: R = a / S = 4,0 / 0,5 = 8 Calculamos el área de alimentación (A) Sabemos que la longitud de la circunferencia es : L = 2 π r r2 = L / 2x 3,1416 = 36 / 6,2832 = 5,73 pulg. r1 = r2 – a = 5,73 – 4,0 = 1,73 pulg. A1 = 3,1416 x r12 = 3,1416 (1,73)2 = 9,40 pulg.2 A2 = 3,1416 x r22 = 3,1416 (5,73)2 = 103,15 pulg.2 A = A2 - A1 = 103,15 – 9,40 = 93,75 pulg.2 T = 0,6 x A / R = 0,6x93,75 / 8 = 7,03 TC / hr Considerando las condiciones de operación y utilizando la fórmula (**), tenemos: TR = 7, 03 x 0, 9 x 0, 75 x 0, 80 = 3,80 TC / hr
TR = 3, 80 TC / hr x 0, 9072 TM / 1 TC = 3, 45 TM / hr
CÁLCULO DE LA RAZÓN DE REDUCCIÓN Y LA RAZÓN LÍMITE DE REDUCCIÓN • La Razón de Reducción (R) de una chancadora cualquiera, se determina comparando el tamaño del mineral alimentado con el del triturado. Si el tamaño del mineral alimentado es de 12”(tamaño máximo) y el del mineral triturado es de 2,5 “ (dimensión del set de descarga), la Razón de Reducción se calcula de la siguiente manera : • R =Tamaño de mineral alimentado/ tamaño de mineral triturado = 12,0”/ 2,5” = 4,8 • La Razón Límite de Reducción es el 85% de la Razón de Reducción, por lo tanto: Rl = 0,85 x 4,8 = 4,08
CÁLCULO DE LA FAJA TRANSPORTADORA • Ejemplo: • Calcular la capacidad de una faja transportadora que tiene una longitud de 194 pies, ancho de 3 pies y tiempo que da una revolución es de 55 segundos. El peso promedio corte de la correa del mineral es 4,56 Kg / ft , con un porcentaje de humedad de 5 %
• • • • • • • •
Solución: Longitud = 194 ft Peso promedio corte correa = 4,56 Kg / ft Ancho = 3 ft Porcentaje de humedad = 5 % Tiempo de Rev. = 55 seg. Calculamos la velocidad de la correa Veloc. Correa = 194 ft / 55 seg.x 60 seg. / 1min = 211, 64 ft / min Cap. correa = 211,64 ft/min x 4,56 Kg/ft x 60 min/1hr x1TMS/1000 Kg x 0,95 = 55,01TMS / hr
DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DEL CEDAZO • Deducción de la Fórmula para el Cálculo de la Eficiencia del Cedazo • Es importante realizar el cálculo de eficiencia, para saber en qué medida se está efectuando la clasificación granulométrica del mineral, con qué eficiencia y cuàles son los tonelajes de Rechazo y Tamizado. De igual forma nos permite determinar si la zaranda es apropiada para el tonelaje de mineral tratado. •
Aplicando el balance de materia:
•
F=R+ T
•
Ff = Rr + Tt
•
Por definición, la eficiencia es :
•
E = Tt / Ff x 100
•
De (a) obtenemos:
(a) (b) (c)
•
R = F–T
•
Reemplazando en (b):
•
Ff = (F – T)r + Tt
•
Ff = Fr – Tr + Tt
•
F (f – r) = T ( t – r )
•
T / F = (f – r ) / ( t – r )
•
Reemplazando en (c)
•
E = ( f – r )t / (t – r )f x 100
•
Como t = 100 % siempre, la eficiencia resulta:
•
E = ( f – r ) 100 / f( 100 – r) x 100
(***)
DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DEL CEDAZO Dónde: F = Tonelaje de mineral fresco alimentado T = Tonelaje de mineral tamizado R = Tonelaje de mineral rechazado d = Abertura de malla de la criba o zaranda f = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en la alimentación r = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en el rechazo t = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en el pasante
DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DEL CEDAZO Ejemplo Calcular la eficiencia de una zaranda, cuya malla tiene una abertura de 3/4”. El análisis granulométrico de la alimentación, tamizado y rechazo arroja los siguientes resultados: De la fila correspondiente a la malla 3/4”, ya que es la abertura de la malla del cedazo, extraemos los siguientes valores; que corresponden a los % Ac(-) en cada caso: f = 67, 51 r = 39, 29 t = 100, 0 Aplicando la fórmula (***) tenemos: E = (67,51 – 39,29) 100 / 67,51 (100 – 39,29) x 100 = 68,85 % E = 68,85 %
DEDUCCIÓN DE LA FÓRMULA PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DEL CEDAZO MALLA
ALIMENTACIÓN (F)
Pulg.
Kg.
%P
% Ac(-)
Kg.
%P
% Ac(-)
Kg.
%P
% Ac(-)
+ 1”
4,4
16,27
83,73
4,25
37,61
62,39
-.-
-.-
-.-
+3/4 “
4,3
16,22
67,51
2,61
23,10
39,29
-.-
-.-
100,0
+1/2”
3,8
14,44
53,07
3,00
26,55
12,74
1,76
11,01
88,99
+3/8”
5,1
19,24
33,83
1,08
9,56
3,18
3,18
20,04
68,95
+4
1,7
6,56
27,37
0,36
3,18
0,00
4,27
27,53
41,42
-4
7,2
27,27
0,00
-.-
0,00
0,00
6,59
41,42
0,00
26,5
100,0
11,3
100,0
15,80
100,0
Total
RECHAZO (R)
TAMIZADO (T)
MOLIENDA
CIRCUITO MOLIENDA Y CLASIFICACIÓN a) b) c) d) e) f) g) h) i)
Conminución F80, P80 Work Index Carga circulante Velocidad Crítica Tipos de molienda Medios de molienda Mecanismos de molienda Revestimientos de los molinos
CONMINUCIÓN CONMINUCIÓN: Proceso por el cual se produce una reducción de tamaño de las partículas de mineral mediante trituración y/o molienda, con el fin de: Liberar las especies diseminadas a) Facilitar el manejo de los sólidos b) Obtener un material de tamaño apropiado y controlado El resultado de la conminución es medido a través de la razón de reducción: c) F80, P80 d) F80: Tamaño del 80% acumulado pasante en la alimentación e) P80. Tamaño del 80% acumulado pasante en el producto
TAMAÑO DE PARTÍCULA
CÁLCULO DEL WORK INDEX WORK INDEX Es la relación entre la facilidad con que una partícula es reducida de tamaño y la resistencia de la partícula misma Su concepto es clave para la determinación de la energía de molienda (Kw-h/ton)
CARGA CIRCULANTE CARGA CIRCULANTE: Se define como la razón entre el flujo de material que recircula y la alimentación fresca que llega al circuito
VELOCIDAD CRÍTICA VELOCIDAD CRÍTICA: Es aquella que hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los elementos moledores (bolas) equilibre el peso de los mismos en cada instante. Cuando esto ocurre, los elementos moledores se pegan a las paredes y no ejercen ninguna acción moledora
VELOCIDAD CRÍTICA
TIPOS DE MOLIENDA TIPOS DE MOLIENDA La molienda se puede hacer a materiales secos (molienda seca) o a suspensiones de sólidos en líquido (agua) llamada molienda húmeda. La molienda seca es común en la industria del cemento, mientras que la húmeda se emplea en la preparación de minerales para concentración.
VELOCIDAD CRÍTICA
MOLINO DE BOLAS
MÁXIMO NIVEL DE CARGA
VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL MOLINO
INCREMENTO DE LA FINEZA EN LA ALIMENTACIÓN FRESCA DEL MOLINO
REDUCIR LA FINEZA DEL PRODUCTO AL MÍNIMO PERMITIDO
TAMAÑO ÓPTIMO DE BOLAS A RECARGAR
MÁXIMO CONTENIDO DE SÓLIDOS EN EL RETORNO DE HIDROCICLONES
LA MOLIENDA La molienda es la operación final de reducción de tamaño o la liberación de las partículas valiosas del mineral, para proceder a su concentración. En ésta etapa es necesario reducir su tamaño de 1”, 3/4”, 1/2”, 3/8”, 1/4”, hasta un producto de 40 a 80 % -200 mallas. La molienda se produce normalmente en tambores rotativos, los mismos que pueden utilizar los siguientes medios de molienda: El propio mineral (molienda autógena) y medios metálicos(barra o bolas de acero). Los medios de molienda o elementos triturantes deben golpearse entre sì, en esto se diferencia éstas máquinas de las de chancado, en los cuales las superficies triturantes por el mecanismo que las mueve nunca llegan a tocarse. El producto del chancado del mineral, se almacena en la tolva de finos de donde cae por un shute a la faja transportadora que alimenta al molino de barras o bolas. Entre el shute y la faja hay una compuerta para medir la cantidad de mineral que se va tratar en la planta.
MEDIOS DE MOLIENDA Llamado también elementos de molienda, el molino cilíndrico emplea como medios de molienda las barras o bolas, cayendo en forma de cascada para suministrar la enorme área superficial que se requiere para producir capacidad de molienda. Estos cuerpos en movimiento y libres, los cuales son relativamente grandes y pesados comparadas con las partículas minerales, son recogidos y elevados hasta un ángulo tal, que la gravedad vence a las fuerzas centrífugas y de fricción. La carga luego efectúa cataratas y cascadas hacia abajo rompiendo de esta manera las partículas minerales, mediante impactos repetidos y continuados, así como por flotamiento.
BLINDAJES DE MOLINO Llamado también forros o chaquetas, que afectan las características de molienda de un molino en dos maneras: a) Por el espacio muerto que ellos ocupan dentro del casco del molino; este espacio podría ser ocupado por mineral y medios de molienda. Es decir le resta capacidad de molienda. b) Los forros controlan la acción de molienda de los propios medios de molienda. Desde el punto de vista mecánico, los forros de molino funcionan para voltear la carga de los medios de molienda a lo largo de las líneas del piñón y catalina.
VARIABLES DE MOLIENDA Para que la molienda sea racional y económica hay considerar las siguientes variables o factores :
1.- Carga de mineral. La cantidad de carga que se alimenta al molino debe ser controlada, procurando que la carga sea lo máximo posible. Si se alimenta poca carga se perderá capacidad de molienda y se gastará inútilmente bolas y chaquetas. Si se alimenta demasiada carga se sobrecargará el molino y al descargarlo se perderá tiempo y capacidad de molienda. 2.- Suministro de agua. Cuando el mineral y el agua ingresan al molino forman un barro liviano llamadopulpa, que tiene la tendencia de pegarse a las bolas o barras, por otro lado el agua ayuda avanzar carga molida. Cuando se tiene en exceso la cantidad de agua lava la barras o bolas, y cuando estás caen se golpean entre ellas y no muelen nada. Además el exceso de agua , saca demasiado rápido la carga y no da tiempo a moler, saliendo la carga gruesa. Cuando hay poco agua la carga avanza lentamente y la pulpa se vuelve espeso alrededor de las barras o bolas, impidiendo buenos golpes porque la pulpa amortigua dichos golpes. 3.- Carga de bolas o barras. Es necesario que el molino siempre tenga su carga normal de medios moledores, porque las barras y bolas se gastan y es necesario reponerlas. El consumo de las barras y bolas dependen del tonelaje tratado, dureza del mineral, tamaño del mineral alimentado y la finura que se desea obtener en la molienda. Diariamente, en la primera guardia debe reponerse el peso de bolas consumidas del día anterior. Cuando el molino tiene exceso de bolas, se disminuye la capacidad del molino, ya que éstas ocupan el espacio que corresponde a la carga. Cuando la carga de bolas está por debajo de lo normal, se pierde capacidad moledora por que habrá dificultad para llevar al mineral a la granulometría adecuada.
4.- Condiciones de los blindajes. Es conveniente revisar periódicamente la condición en que se encuentran los blindajes, si están muy gastados ya no podrán elevar las bolas a la altura suficiente para que puedan trozar al mineral grueso. La carga de bolas y la condición de los blindajes se puede controlar directamente por observación o indirectamente por la disminución de la capacidad de molienda y por análisis de mallas del producto de la molienda. 5.- Tiempo de molienda. La permanencia del mineral dentro del molino determina el grado de finura de las partículas liberadas. El grado de finura está en relación directa con el tiempo de permanencia en el interior del molino. El tiempo de permanencia se regula por medio de la cantidad de agua añadida al molino.
CONTROL DE LAS VARIABLES EN LA MOLIENDA Toda molienda se reduce a administrar y controlar correctamente las variables 1.- Sonido de las barras o bolas. El sonido de las barras o bolas señalan la cantidad de carga que hay dentro del molino, y debe ser ligeramente claro. Si las barras o bolas hacen un ruido sordo es porque el molino está sobre cargado, por el exceso de carga o poco agua. Si el ruido es excesivo es porque el molino está descargado o vacío, falta de carga o mucho agua. 2.- La densidad de pulpa. La densidad de la pulpa de la carga del molino es también una manera de controlar las variables, agua y carga. La densidad de pulpa en la molienda debe mantenerse constante. 3.- El amperímetro. Es un aparato eléctrico que está conectado con el motor del molino. Su misión es señalar cuál es el amperaje o consumo de corriente eléctrica que hace el motor. El amperímetro de marcar entre determinados límites, por lo general una subida del amperaje indica exceso de carga, una bajada señala la falta de carga. Para cada molino está instalado su respectivo amperímetro, los amperímetros de los molinos de bolas no tienen mucha variación
PARTES DEL MOLINO Mencionamos las partes principales del molino: •
Muñón de alimentación. Es el conducto para la entrada de carga impulsada por la cuchara de alimentación.
•
Chumaceras. Se comporta como soporte del molino y es a la vez la base sobre la que gira el molino.
• Piñón y Catalina. Son los mecanismos de transmisión de movimiento. El motor de molino acciona un contra eje al que está acoplado el piñón. Este es el encargado de accionar la catalina la que proporciona el movimiento al molino. • Cuerpo o Casco. Es de forma cilíndrica y está en posición horizontal, dicha posición permite la carga y descarga continúa. En su interior se encuentran las chaquetas o blindajes, que van empernadas al casco del molino, que proporcionan protección al casco. •
Tapas. Soportan los cascos y están unidos al muñón
• Forros, Blindajes o Chaquetas. Sirven de protección del casco del molino que resiste el impacto de las barras y bolas, así como de la misma carga. • bolas.
Muñón de descarga. Es la parte por donde se realiza la descarga de la pulpa. Por esta parte se alimentan barras y
• Trommel. Desempeña un trabajo de retención de bolas, especialmente de aquellos que por excesivo trabajo han sufrido demasiado desgaste. De igual modo sucede con el mineral o rocas muy duros que no pueden ser molidos completamente, por tener una granulometría gruesa quedan retenidos en el trommel. De esta forma se impiden que tanto bolas como partículas minerales muy gruesas ingresen a las bombas. El trommel se instala solamente en los molinos de bolas. • Ventana de Inspección. Está instalado en el casco del molino, tiene una dimensión suficiente como para permitir el ingreso de una persona. Por ella ingresa el personal a efectuar cualquier reparación en el interior del molino. Sirve para cargar bolas nuevas (carga completa) asi como para descargarlas para inspeccionar las condiciones en las que se encuentran las bolas y blindajes
MOLIENDA AUTÒGENA En los años recientes se ha centrado la atención en la molienda autógena o automolienda. La molienda autógena se describe como aquella molienda en la que no se usan medios de molienda de acero (bolas o barras), sino el mismo material que está siendo molido. La atracción de la molienda autógena es que reduce los costos de operación que proviene principalmente del rebajado consumo de acero, eliminación de la contaminación química por el hierro desgastado, disminución en el uso de reactivos químicos. Así mismo se ha detectado un consumo de potencia de 5 a 25% mayor por tonelada de mineral molido en molienda autógena, comparada con la molienda clásica.
Se denomina clasificación, a la separación de un conjunto de partículas de tamaños heterogéneos en dos porciones; es decir finos y gruesos. La clasificación se realiza por diferencias de tamaño y de gravedad específica, que originan diferentes velocidades de sedimentación entre las partículas en un fluido (agua). Las operaciones de clasificación se efectúan en diferentes tipos de aparatos, tales como los clasificadores mecánicos (clasificadores helicoidales y de rastrillos) y los hidrociclones. Comúnmente en las plantas concentradoras se denomina al rebose del clasificador o finos con expresión inglesa overflow (O/F) y a la descarga o gruesos como underflow (U/F).
CONTROL DE OPERACIÓN EN LA MOLIENDA
Entre los principales controles que se realiza en la sección de molienda son .los siguientes: • Se controla la carga de alimentación al molino. • Se controla la densidad de pulpa en la descarga del molino, en el overflow y underflow del hidrociclòn o clasificador. • El número de barras y bolas que se cargan a los molinos. • Horas de funcionamiento, horas de parada y el total de horas trabajadas por cada molino.
CALCULOS, BALANCES Y CONTROLES EN LA SECCIÓN DE MOLIENDA
Cálculo del peso total de bolas y la carga diaria Se calcula el peso total de bolas, utilizando la expresión: W = 80 x D2 x L (7) Dónde: W = Peso total de bolas en libras (lb) D = Diámetro al interior de revestimientos en pies (ft) L = Longitud del molino en pies (ft)
Ejemplo Calcular el peso total de bolas de un molino 7’ x 6’
Solución: Los molinos se designan mencionando el diámetro y la longitud (Dx L) D = 7 ft L = 6 ft Remplazando en (6) W = 80 x (7)2 x 6 = 23520 lbs Para la carga inicial de bolas: Suponiendo que empleamos bolas de 3” de diámetro (Ф) 1 bola de 3”Ф = 1,817 Kg 23520 lbs x (1 bola 3” Ф / 1,817 Kg ) x (1 Kg / 2,2 lbs) = 5883,8 bolas
Aproximando Nº de bolas iniciales = 5884 bolas Para la carga diaria de bolas al molino, se tiene que tener los siguientes datos: § Mineral tratado en planta = 500 TMS / dìa § Factor de consumo de bolas = 0,84 Kg /TMS § Peso promedio de 1 bola de 3” Ф = 1,817 Kg (500TMS/día) x (0,84 Kg /TMS) x (1 bola 3”Ф / 1,817 Kg) = 231,15 bolas/dìa Aproximando la carga diaria de bolas de 3” Ф = 231 bolas / día
Determinación de la velocidad crítica (Vc)
En un molino a una velocidad angular baja, los medios de molienda, se elevan a una cierta altura, junto con el tambor, y luego resbalan o ruedan hacia abajo. Al aumentar la velocidad de rotación a partir de una velocidad llamada crítica, las bolas bajo el efecto de una fuerza centrífuga se adhieren a las paredes internas del molino y giran junto con él sin realizar ningún trabajo de molienda. La velocidad crítica se calcula con la siguiente expresión: Vc = 76,8 / √D (8) Donde : Vc = Velocidad crítica en RPM D = Diámetro entre revestimientos en ft
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Ejemplo Calcular la velocidad crítica del molino de bolas 7’ x 6’ Solución: Reemplazando en la relación (8) Vc = 76,8 / √7 = 76,8 / 2,646 = 29,02 RPM
Determinación de la velocidad de operación (Vo) La velocidad de operación se determina en función de la velocidad crítica Para molino de bolas: Vo = 70 - 85 % de la Vc Para molino de barras: Vo = 60 - 75 % de la Vc Para molino autógena: Vo = 75 - 95 % de la Vc
• Ejemplo •
Calcular la velocidad de operación del molino de bolas 7’ x 6’
• Solución: •
Vo = 0,85 x 29,02 = 24,67 RPM
25 RPM
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Vo = 0,70 x 29,02 = 20,31 RPM
20 RPM
• La velocidad de operación oscila entre 20 a 25 RPM • La velocidad de operación es de 22
RPM
• Determinación de la carga circulante del molino • En el circuito de molienda es de particular importancia la determinación de la carga circulante (cc), porque sirve para la selección del equipo y el cálculo de eficiencia de la molienda. La carga circulante, es el tonelaje de arena que regresa al molino de bolas. La relación o razòn de carga circulante (Rcc), es aquella relación entre el tonelaje de cc y tonelaje de alimentación. El cálculo se hará para un sólo molino y se basa en el análisis granulométrico, dilución, porcentaje de sólidos, y densidad de pulpa. • Reducción de la carga circulante: • F = Alimentación al molino • U = Underflow o Arenas o Carga circulante • D = Descarga del molino • O = Overflow o Rebose clasificador • Balance en el molino
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U+F=D (a) Para una malla determinada Uu + Ff = Dd (b) (a) en (b) Uu + Ff = (U + F) d Uu + Ff = Ud + Fd U(u - d) = F(d – f) U / F = (d – f) / (u – d) (c) Balance global del circuito F = O
• Para una malla determinada • Ff = Oo, f=o • Reemplazando en (c) • U / F = (d – o) / (u – d) • Relación de carga circulante (Rcc) • Por definición: Rcc = U / F (d) • U = Rcc x F • Remplazando (d) en (9) • Rcc = (d – o) / (u – d)
(9)
(10)
(11)
