Clasificacion en Harneros

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Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om

Clasificación en Harneros Rodrigo A. Ormeño

http://slide pdf.c om/re a de r/full/c la sific a c ion-e n-ha r ne ros

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¿Qué es la Clasificación? Definiciones y Terminología

Clasificación en Harneros Harneros Estacionarios 

Grizzly Sieve Bend Harneros Móviles  Parrilla Vibratoria, Trommel, Alta Velocidad 



   

Harneros Vibratorios Harneado en Húmedo Eficiencia y Capacidad del Harnero Modelación de un Harnero (según V. K. Karra)


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¿Clasificación? 

Clasificación de Tamaños Operación de separación de partículas sólidas homogéneas de tamaño o peso, ya sea por separación directa o por sedimentación diferencial, a través de un fluido (magne).

El proceso de clasificación es asociado normalmente a la separación por tamaño, sin embargo, en la separación directa existen otros aspectos como la densidad y forma de las partículas que afectan al proceso.


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La clasificación se realiza por: Harneado

Sedimentación diferencial de un fluido: esta se demonima clasificación hidráulica o neumática, dependiendo del fluido utilizado.

En procesamiento de minerales normalmente se emplea la clasificación hidráulica, dejándose la clasificación neumática para casos muy específicos en la industria del cemento y de minerales no metálicos solubles.


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En el Harneado, las partículas se separan principalmente de acuerdo con su dimensión y forma.

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En la Clasificación Hidráulica, se separan por diferencias de tamaño, densidad y forma; ya que estas propiedades afectan velocidad relativas sus en el fluido.


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Definiciones y Terminología El proceso de Clasificación por tamaño se puede representar por el siguiente esquema:

Tal como se observa, además lo podemos representar por un flujo de alimentación (F), y un producto, que en la mayoría de los casos está constituida por dos fracciones.


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Una fracción integrada mayoritariamente por partículas finas (U), que recibe el nombre de “bajotamaño” (en hidrociclones “rebalse”). Otra fracción, integrada minoritariamente de partículas gruesas (C), que recibe el nombre de “sobretamaño” (en hidrociclones “descarga”).


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En una operación hipotética dónde la clasificación es perfecta, los productos U y C, quedarán clasificados de tal manera que C contenga todo el producto mayor que un cierto tamaño Es evidente que esto no se puede obtener en la realidad.


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Aunque en el harneado el material que atraviesa el harneado normalmente NO contiene partículas de tamaño mayor a la abertura utilizada.

Esta imperfección (existencia de material desclasificado) en los flujos de sobretamaño (descarga), permite establecer el concepto de eficiencia de clasificación (que se definirá más adelante).


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Generalmente un clasificador opera en conjunto con un equipo de reducción de tamaño, en dónde el clasificador cierra el circuito.



El material proveniente del equipo de reducción de tamaño es llevado al clasificador, en dónde se separa en dos fracciones:

La fracción gruesa es

La fracción fina continua a la

devuelta al equipo de reducción.

próxima operación.


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La finalidad de la combinación “equipos de reducción – clasificación” es eliminar de la etapa de conminución lo más rápidamente posible, todas aquellas partículas que posean un tamaño adecuado, evitando así la sobremolienda del material.


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Clasificación en Harneros 

El Harneado (cribado) es una operación de clasificación dimensional de granos sobre una superficie perforada que dejan pasar los granos de dimensiones inferiores a las dimensiones de la perforación, mientras que los granos de dimensiones superiores son rechazados y evacuados separadamente.



Idealmente las partículas mayores que las aberturas son retenidas sobre la superficie, mientras que las partículas menores pasan a través de las aberturas.


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Objetivos del Harneado 1.

Separar los fragmentos más gruesos contenidos en una mezcla de material, ya sea para eliminarlos o para ser enviados a una nueva etapa de chancado.

2.

Separar los fragmentos más pequeños, como un producto final o eliminarlos como desecho.

3.

Clasificar los productos fragmentados en dimensiones comerciales.

4.

Clasificar los productos con vista a obtener operaciones de tratamiento mecánico o físico-químico antes de llevarlos a dimensiones homogéneas.


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5.

Extraer desde la alimentación a una chancadora, aquel material que cumple con las especificaciones del producto, de modo de aumentar la capacidad y eficiencia de la maquina.

El harneado mecánico se basa en las oportunidades de paso de una partícula a través de la superficie clasificadora.

Estasgranos, “oportunidades” de la trayectoria la forma deson lasfunción partículas, el espesor del de los orificio, del número sucesivo de orificios que se puede encontrar una partícula determinada, etc.


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Condiciones de Harneado

En una condición de Harneado “ideal” (izquierda), las partículas llegan al harnero de “a una”, en una trayectoria normal a la superficie, con la menor dimensión centrada en la abertura y deben atravesar una superficie de espesor cero.

En una condición de Harneado “real” (derecha), las partículas llegan amontonadas, con velocidad apreciable, en una trayectoria paralela a la superficie…


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… con su sección de mayor dimensión presentada hacia la abertura y debiendo atravesar una superficie de algún espesor.

Y es de esta forma, que en una operación “real”, las partículas netamente más pequeñas que el orificio pasan sin dificultad, en cambio, las partículas cuya dimensión tiende a acercarse al tamaño de abertura, tienen menos posibilidades de pasar.


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Las oportunidades de pasar para una partícula de dimensión igual al 90% de la abertura, es aproximadamente del 1% para harnear la totalidad de las partículas de esta dimensión hace falta un mínimo de 100 aberturas sobre la trayectoria de una de estas partículas.

Se llaman “partículas difíciles” a aquellas cuya dimensión está comprendida entre 0.75 y 1.25 veces la abertura.

Con esta noción se puede definirde la capacidad del harneado: como el valor del tamaño alimentación, para el cual el harneado efectúa de forma satisfactoria la separación que ha sido prevista.


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Factores que afectan la capacidad del Harneado

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1.

El porcentaje de rechazos en el material a harnear.

2.

El porcentaje de granos difíciles.

3.

El contenido de humedad.

4.

La forma de los granos.


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¿Separación Perfecta? Con respecto a la eficiencia del Harneado, hay que tener presente que NO EXISTE separación industrial con resultados perfectos, esto debido a que: 1.

La longitud de los harneros se encuentra forzosamente limitada.

2.

Las superficies de harneado presentan tolerancias de fabricación que no hacen más que incrementarse con el desgaste.

3.

Su deterioro accidental puede conducir a perturbaciones sino son inmediatamente descubiertas.


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4.

Las trayectorias de los granos en las cercanías de las superficies del harneado son paralelas a la superficie, lejos de trayectorias normales, que son lo ideal.

5.

Los aparatos usados en laboratorios para verificación de las muestras harneadas no son de una perfección total.


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Los principios del harneado para cualquier aplicación industrial son básicamente LOS MISMOS.

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El material que se va a clasificar se deposita en la superficie del harnero en un flujo continuo, al caer sobre la superficie del harneado o sobre un chute, el material pierde gran parte de la componente vertical de la velocidad y cambia la dirección de su movimiento.


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¿Cómo se clasifican los Harneros? Harneros

Móviles

Estacionarios

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Grizzlies Sieve Bend

•

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Trommels Harneros Vibratorios

Los más utilizados en plantas de procesamiento de minerales


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…


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Tipos de Harneros Harneros Estacionarios.

Harneros de Barras o Grizzly. Harneros Curvos o Sieve Bend.

Harneros Móviles. Harneros Rotatorios. Trommel.

Harneros Vibratorios. Parrilla Vibratoria. Harnero vibratorio de doble bandeja.

Harneros de Alta Velocidad. http://slide pdf.c om/re a de r/full/c la sific a c ion-e n-ha r ne ros

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Harneros Estacionarios:

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Harneros de barras ``Grizzly``: 

Características:

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Se usa para harneado de material de tamaño muy grueso.



Consiste en una serie de barras paralelas con abertura de ancho constante en una marco montado.



Estas puede estar en sentido horizontal o inclinados, que mas común, alrededor de 35º a 45º sobre la horizontal.



El flujo de mineral va en la misma dirección de las barras ya sea para facilitar el flujo y reducir la obstrucción de las aberturas.


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Harneros de barras ``Grizzly``: 

Frecuentemente las barras forman parte del fondo de un canal de paredes laterales que debe ser lo bastante alto para evitar caen sobre ellas, reboten algunos trozos y caigan al exterior.

Aplicación: Preclasificar la alimentación a las chancadoras  primarias. Eficiencia de separación es baja, debido: 

La velocidad detamaños descensocríticos( de los trozos y a la agitación en los 3/4 a 3/2 delfalta de tamaño de la abertura).


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Harneros de barras ``Grizzly``: Ejemplos:

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Harneros de barras ``Grizzly``: Ejemplos:

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CMGF Alimentador Vibratorio Grizzly (Para

piedra del Rio).


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Harneros de curvos ``Sieve Bend``: Características: 

Se utiliza para harneado húmedo de material fino.



Son de alta capacidad que utilizan una superficie de harneado cóncava formada por barras en forma de cuña.



Consiste en una serie de barras paralelas con una abertura de ancho uniforme, en el rango de 100 μm(150 mallas) a 12000μm, y que están a una ángulo recto con el flujo de pulpa sobre superficie.


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Harneros de curvos ``Sieve Bend``: 

La distribución de la alimentación se dispone de tal manera que el flujo de pulpa se dispone uniformemente en forma tangencial sobre todo al ancho del harnero.



La clasificación de ``Sieve Bend`` es independiente de la gravedad hidráulicos.especifica de las partículas, por contrario de los

Aplicación: 

Principal, es en los circuitos de molienda donde es esencial evitar una sobremolienda.



En las plantas metalúrgicas, el rango es de 200 μm a 3000μm.


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Harneros de curvos ``Sieve Bend``: Ejemplos:

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Model CR/SB Sieve Bends.


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Derrick Stainless Steel Sieve Bend


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Derrick Stainless Steel Sieve Bend ( Vista lateral).


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Pantallas superficiales de Uretano.


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Harneros Móviles:

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Harnero rotatorio ``Trommel``. Características: • Es uno de los dispositivos para harneado mas antiguo. • Tiene una forma cilíndrica y gira este cuerpo entorno a un eje axial( 40% de laalrededor velocidadde critica) con pequeña inclinación( 18º c/r deluna eje horizontal). • Se alimenta con material en el extremo del tambor y el material bajotamaño para a través de las aberturas mientras que el sobretamaño descarga en el extremo opuesto. Este se puede procesar en seco o en húmedo.


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Harneros Móviles:

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Harnero rotatorio ``Trommel``. • Estos dispositivo pueden tener distintas secciones de tamaño de abertura, tratan materiales desde 55mm hasta 6 mm y aun menor tamaño si se procesa en húmedo.

Aplicaciones: • Tratamiento de gravas, de productos de canteras, de yacimientos aluvionales de oro y estaño. Desventaja: • Poca capacidad y se tapa o satura con facilidad.


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Harneros Móviles:

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Harnero rotatorio ``Trommel``. Ejemplos:

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Trommel Waste Recycle Plant And Sorting Materials.


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Harneros Móviles:

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8x30 Trommel


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Harneros Móviles:

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Modelo casero de harnero Small Trommel.


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Harneros Móviles:

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Harnero rotatorio ``Trommel``.

Ejemplos:

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Pantallas Trommel Uretano


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Harneros Móviles:

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Ejemplos:

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Harneros Móviles:

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Ejemplos:

•



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Harneros Móviles:

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Ejemplos:

•



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Harneros Móviles:

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Parrilla Vibratoria. Características: • Es similar a Grizzly, pero oscila en su totalidad por efecto de tipo eléctrico o mecánico con baja amplitud y alta frecuencia. • Esta vibración facilita el desplazamiento de la carga a lo largo de su superficie, por lo que trabajan con

inclinación menor.


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Harneros Móviles:

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Parrilla Vibratoria. Aplicación: • Actualmente se utilizan como clasificadores de mineral de descarga de molinos semiautógenos. • Además, se utiliza para detener los „‟scrap`` de la descarga de los molinos de bolas.


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Harneros Móviles: Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om

Parrilla Vibratoria.


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Harneros Vibratorios 

Son los mas utilizados en plantas de procesamientos de minerales.

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La acción de un harnero vibratorio es presentar las partículas repetitivamente en su superficie, que consiste de un numero de aberturas de igual tamaño.


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Por la vibración , el lecho de material sobre la superficie del harnero tiende a desarrollar un lecho fluido permaneciendo las partículas mas gruesas en la parte superior , mientras que las mas pequeñas se separan a través de los intersticios de las de mayor tamaño, cajón. encontrando su trayectoria hacia el fondo del


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A esta característica de orientación particular se le denomina estratificación por escurrimiento.


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Para tomar la máxima ventaja de la estratificación , la profundidad del lecho de material desde la alimentación hasta el final de la descarga (para alimentación continua) debe ser razonable para la separación de tamaño a realizar.

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Para una alimentación dada el ancho del harnero es seleccionado para controlar esta profundidad del lecho y alcanzar la estratificación optima.


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Una regla empírica general indica que la profundidad del lecho en la descarga nunca debe ser mayor a cuatro veces la abertura de la superficie del harnero , para un material de densidad aparente 100 lb/pie^3 , o tres veces para un material de densidad 50 lb/pie^3.


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Tipos de lechos en harneros Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om


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Los harneros vibratorios pueden ser usados en forma continua o discontinua.

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Discontinuo: las partículas son ubicadas sobre el harnero y vibradas un periodo de tiempo , siendo el numero de oportunidades directamente proporcional al tiempo de harneado.

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Continuo: las partículas son continuamente alimentadas por la parte superior de un harnero inclinado y fluye a través de la malla influenciado por la gravedad. El numero de oportunidades es directamente proporcional a la longitud y ángulo de inclinación.


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Eficiencia de separación de un harnero a distintos flujos de alimentación Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om


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La probabilidad de que la partícula choque en la superficie del harnero o pase a través de las aberturas de este , es directamente afectada por la relación de tamaño de la partícula y el de dicha abertura.

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La mayor probabilidad de que la partícula pase a través de la abertura existe cuando la abertura es mucho mas grande que el tamaño de partícula.



La menor probabilidad de que la partícula pase a través de las existe cuando tamañode de la abertura en aberturas mas pequeño que el el tamaño partícula.


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La velocidad del flujo de material a través de las aberturas de la superficie del harnero variara dependiendo del grado de estratificación y de la probabilidad de paso.


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Estratificación y separación de partículas en el harneado Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om


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Harneros vibratorios

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Consisten básicamente en una bandeja rectangular de poco fondo , provista de fondos perforados y que se hacen vibrar por distintos procedimientos . Inclinaciones entre 0° a 35°. Frecuencia entre 700 a 1000 ciclos por minuto con amplitudes de 1,5 a 6 mm.


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El movimiento se efectúa en un ángulo con respecto del plano del piso , debido a lo cual el material rebota , en vez de resbalar sobre el piso. El movimiento sirve tanto como para estratificar el material como para trasladarlo.


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Principales componentes de un harnero vibratorio Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om


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Tipos de harneros vibratorios

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generado de Inclinados pordos unos descansos: pesos desequilibrados el movimiento ,vibratorio colocados es en el eje del vibrador.

Inclinados de cuatro descansos: el movimiento es creado por la excentricidad mecanizada del eje ,el que le proporciona una amplitud positiva. Los cuatro rodamientos están montados sobre el mismo eje en posición interna sujetos al cuerpo del harnero , y los externos cada uno montado en carcazas soportes y fijas rígidamente a la base estructural de apoyo o montadas sobre un conjunto de brazos laterales que flotan libremente sobre amortiguadores de goma.


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Horizontales: el movimiento del material solo se desarrolla por la vibración del sistema . La vibración se efectúa por la acción de dos ejes excéntricos rotando en direcciones opuestas y montados de tal manera que la línea de acción entre

ellos pasen por los centros de gravedad del montaje del harnero.


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Harneros de alta velocidad

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 

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Clasificación de materiales finos. Velocidades de 1500 a 3000 ciclos por minuto, con amplitudes de 4,8 mm y menores. Tipo: inclinado de 2 o 4 rodamientos. Los mecanismo vibratorios pueden ser electromecánicos o electromagnéticos.


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Harneado en húmedo

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En el harneado en húmedo existe un fluido que agregado a los sólidos forma una pulpa.

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El fluido hace el trabajo , arrastrando o percolando los finos a través de la superficie de la malla .


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Eficiencia en Harneros

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La eficiencia de un harnero esta determinado por el grado de perfección de la separación del material en dos fracciones: material grueso y material fino.

Existen dos métodos para determinar la eficiencia de un Harnero 1 – Eficiencia de recuperación de Bajotamaño,“E”. 2 – Eficiencia de eliminación de Bajotamaño, “e”. •

•


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Para efectos de calculo:


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Se alimenta F (ton/h) de material y se obtiene C (ton/h) de material en la corriente de gruesos y U(ton/h) de material en la corriente de finos. Llamemos f la fracción de material sobretamaño en la alimentación, c la fracción sobretamaño en la corriente de gruesos y u el sobretamaño de la corriente de finos. f, c y u se pueden determinar tamizando, suponiendo el tamiz 100% eficiente en laboratorio.


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1- Eficiencia de Recuperación de Bajotamaño. Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om

Es decir: E(%)=100*(U(1-u)/F(1-f)) Suponiendo que el material grueso en la corriente de bajotamaño es muy pequeña, entonces suponemos u=0 Luego E se reduce a: E=100*(c-f)/(c(1-f)) Asociación de Fabricantes de Harneros Vibratorios (VSMA).


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2- Eficiencia de Eliminación de Bajotamaño. Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om

e(%)= 100*(F*f)/C = 100*(u-c)*f/ (u-f)


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Factores que afectan la eficiencia de un harnero.

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1.

2. 3. 4.

5. 6.

Velocidad de alimentación: Velocidad del flujo sobre el harnero y profundidad del lecho de material Características del movimiento y pendiente Humedad superficial del harnero. Tipo de superficie de harneado y área y forma de las aberturas Naturaleza del material a harnear. Porcentaje de material fino y porcentaje de material de tamaño critico ( ¾ a 1.5 veces el tamaño de la abertura) en la alimentación del harnero.


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Capacidad del harnero


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Hay dos enfoques básicos al calculo del tamaño de un harnero necesarios para una determinada tarea de separación: los métodos empíricos que se basan en gráficos o tablas y los métodos basados en ensayos realizados con el material real a tratar.

Método Empírico para la selección de


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harneros

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Formula Básica para calcular el área de harneado:

donde A es el área de la superficie de harneado, pie^2 T es la alimentación, ton cortas por horas C es la capacidad empírica o en ton/h por pie^2 de sup. F representa varios factores de corrección.


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La capacidad empírica, C , está basada en: 5/17/2018


1. 2. 3. 4.

Alimentación con un 25% de material sobretamaño Alimentación con 40% de material medio tamaño Densidad del material 100 lb/pie^3 50% del área abierta en la superficie de harneado para material de 51-100 lb/pie^3 , y 60%de área

5.

abierta para material de menos 50 lb/pie^3 Material seco que puede fluir libremente, de forma relativamente cubica.

6.

Eficiencia máxima de harneado de 90%


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Factores de Corrección (F=M K Q): M esta expresado como un porcentaje de la alimentación al deck del harneado que es mayor de que tamaño de la abertura del harnero. Este factor equilibra la diferencia de porcentaje de sobretamaño •

•

•

entre el valor al cual se establece el valor C K representa el porcentaje de alimentación al deck que es la mitad del tamaño de la abertura de la superficie de harneado. Compensa la diferencia en el % de tamaño medio al cual es determinado el factor C. Q factor de corrección para la diferencia de C debido a variaciones en que éste es obtenido y la aplicación que se desea hacer.


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Q es el producto de los siguientes factores: •

•

Q1: corrección por cambios en la densidad global del material. Q2: Corrección por la forma de las aberturas.

•

•

•

•

Q3: Corrección por forma de las Q4: Corrección por variación delpartículas área abierta del harnero Q5: Corrección por harneado en húmedo Q6: Corrección por humedad en harneado en seco Cada uno de estos valores se obtiene desde gráficos y tablas construidas para el efecto.


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Para calcular profundidad del lecho, D se utiliza la siguiente ecuación:

D: profundidad del lecho en el punto de descarga, en plg. Ts: Flujo de material sobretamaño, ton/h K: Son los pies^3/ton de material (determinada al dividir 2000 lbs por la densidad aparente)

S: Velocidad de viaje del material, pie/min W: Pies de ancho efectivo del harnero (ancho nominal menos 6 plg)


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Se debe chequear el espesor del material en el extremo de descarga del harnero.

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Este espesor no debe ser más de 4 veces la abertura del harnero para un material que pesa 100 lb/pie^3. si este

valor se sobrepasa el material no podrá estratificar lo suficiente. 

Fijando un espesor máximo del lecho permite calcular el

ancho mínimo del harnero requerido para efectuar la separación.


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Este método calcula el área requerida de harneado para una eficiencia de 90%. Para obtener máxima eficiencia comercial ( 95%) en necesario agregar un 20 % al área de harneado. Esto hará funcionar al harnero en el tope de la curva de eficiencia. . Efecto del porcentaje de la capacidad de procesamiento en la eficiencia de clasificación del harnero.


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Modelos Matemáticos

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a) Modelos probabilísticos, que se basan en predecir la probabilidad de paso de una partícula a través de la abertura de la malla. b) Modelos cinéticos, que consideran la velocidad de transporte de las partículas sobre el harnero. c) Modelos empíricos basados en la capacidad, normalmente usados por los proveedores de harneros para una aplicación especifica.

Modelos Probabilísticos:


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La base de los modelos probabilísticos es el modelo de Gaudin, que describe la probabilidad de paso a través de la malla, de una partícula en un intento. Para una partícula esférica de diámetro x, una abertura h y un diámetro del alambre d, la probabilidad de paso p queda: Cla sific a c ion e n Ha r ne ros - slide pdf.c om

La ecuación para la fracción de partículas de tamaño x de la alimentación que son enviadas al flujo de sobre-

tamaño (no valida para finos ni gruesos) es:


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donde f 0 es el área de los huecos, N es un parámetro de eficiencia proporcional al número de intentos (veces que la partícula se presenta a la malla) y k es un parámetro de ajuste. Este es el modelo que utiliza el simulador JKSimMet.

Modelos cinéticos W(dp,l) es el flujo másico de material de tamaño dp a la distancia de laes alimentación de ancho harnero y lr(dp) la velocidadpor deunidad transmisión de esedel tamaño.


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Modelos basados en la capacidad

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Los modelos basados en la capacidad calculan ésta suponiendo que es directamente proporcional al área del harnero. El modelo de capacidad se usa principalmente para dimensionar harneros. Un ejemplo de modelo de capacidad es el modelo de Karra. 

El modelo de Karra se basa en el concepto de abertura efectiva de la malla para calcular el rendimiento del harnero.


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Referencias

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Diseño

y

Simulación

de

circuitos

de

Molienda

y

Clasificación, Fernando Concha y Leonard Austin 

Procesos de Conminución, Luís Magne y Gilda Titichoca



Modelación Matemática de Harnero Vibratorio de la empresa SQM Salar, memoría de título de Christian Gross


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fin


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Clasificacion en Harneros

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