CONMINUCIÓN ETAPA PREVIA A LA CONCENTRACIÓN DE MINERALES Pía Moreno Rodríguez Ingeniero en Minas.
Introducción Las operaciones mecánicas o preparación mecánica de minerales abarca operaciones de reducción reducción de tamaño conminución y la separación por tamaños o clasificación, encargadas de preparar la mena mineral para un posterior proceso de extracción , separación y/o y/o concentración.
Estas operaciones son necesarias, debido a que los elementos que conforman la corteza terrestre no se encuentran distribuidos en forma uniforme, si no que existen en forma de compuestos minerales, minerales, con composiciones mas mas o menos fijas.
Entenderemos por :
Yacimiento: cuando las especies de interés pueden ser explotadas económicamente.
Ganga: especies sin valor comercial al momento de la explotación, que están mezclados con las especies de interés. Son generalmente silicatos, que forman la roca y su alteración(cuarzo, feldespato, micas, arcillas, etc)
Mena Mineral : al conjunto de asociaciones mineralógicas entre la especie de interés y la ganga. Ley mineral: se refiere a la concentración de Oro, plata, cobre, estaño, etc presente en las rocas y en el material mineralizado de un yacimiento.
Ley de Cu, es el porcentaje de cobre que encierra una determinada muestra. Cuando se habla de una ley del 1%, significa que por cada 100 kilogramos de roca hay un kilogramo de Cu fino.
Ley de corte( Cut-off): es la concentración mínima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable, es decir, la concentración que hace posible pagar los costos de su extracción, tratamiento y comercialización. Todo el material que tiene contenido de cobre sobre la ley de corte se clasifica como mineral y es enviado a la planta para ser procesado, en tanto el resto, que tiene un contenido de cobre mas bajo, se considera como estéril o lastre y debe ser enviado a botaderos.
Grado de liberación: se refiere al porcentaje de mineral que existe como partículas libres en la mena en relación al contenido total
Para poder explotar estos yacimientos, es necesario realizar una serie de operaciones agrupadas en operaciones mineras, de procesamiento de minerales y metalurgia extractiva, hasta llegar a obtener el metal de pureza comercial. De este modo, un cuadro esquemático de las actividades involucradas en la industria minera se muestra a continuación.
Las operaciones mineras comprenden las operaciones que extraen la mena mineral desde el yacimiento y que pueden será C.A o SB . La elección de un método u otro depende de la magnitud del yacimiento, del contenido de la especie útil, y de la posición respecto de la superficie de la
tierra.
En la actualidad ninguna mena mineral esta en condiciones de ser convertida a producto final sin una preparación previa. Esta preparación de la mena por métodos físicos reciben el nombre de Procesamiento de Minerales o mineralurgia y son factores importantes en la preparación conocer la ley de la mena, la composición mineralógica, las asociaciones de especies minerales, su desimanación en la ganga, la presencia de otras especies de interés.
La reducción de tamaño, desde que es extraído desde la mina, hasta el tamaño apto para el proceso posterior(lixiviación , concentración), es la que consume mayor cantidad de energía, y por lo tanto, involucra los mayores costos de operación, y de capital.
CONMINUCIÓN
CHANCADO Y MOLIENDA
DEFINICIÓN : Desintegración de trozos mayores para obtener trozos menores mediante la aplicación de una fuerza mecánica externa con la intensidad suficiente como para vencer la fuerza de cohesión del sólido .
* Es la etapa previa a la separación de los minerales : Rompimientos de enlaces químicos que mantienen la estructura cristalina del mineral. (Químicos y físicos ).
CONSECUENCIA
Objetivos de la conminución
•
Liberar minerales o metales útiles de los minerales de ganga contenidos en la mena. Obtener productos que cumplan con las condiciones de uso y requisitos de comercialización. - Minerales para percolar . - Áridos usados en obras civiles. - Granzas de Fe para cargas de altos hornos - Terraplén para bases de vías ferroviarias. Obtener productos de gran desarrollo superficial. (Uso en la industria química). Clasificación : chancado, trituración y molienda.
•
•
•
Molienda: ¼ pulg. - Arenas finas a impalpables. Máquinas empleadas : chancadores, trituradores impactores molinos SAG, de barras y bolas . Esfuerzos empleados: compresión , flexión, impacto, fricción, cizalle. Combinaciones :
•
Compresión- Flexión- Fricción. Compresión, Cizalle, Fricción. Impacto- Atricción.
Selección del equipo depende de: propiedades físicas del sólido y de las características del proceso posterior.
•
Características de una máquina ideal : - Gran capacidad. - Alto grado de reducción. - Mínimo consumo de energía. - Mínimo desgaste de aceros. - Seguridad de trabajo. - Entregar en el producto la distribución granulométrica requerida por la etapa posterior.
Etapa de Chancado
Básicamente existen cuatro tipos de máquinas para llevar los trozos rom hasta aproximadamente ¼”.
Chancadores giratorios y de mandíbulas usados en la desintegración primaria.
Chancadores de cono usados en la desintegración secundaria, terciaria y cuaternaria. Entre otros.
FLOW SHEET CIRCUITO DE CHANCADO
FLOW SHEET CONVENCIONAL
FLOW SHEET MODERNO SAG
ALIMENTADOR DE ORUGAS
Con la instalación de una tolva secundaria o pila almacenadora se asegura la alimentación constante , durante 24 hrs. , A la etapa de molienda.
* Los tipos y número de máquinas que deberán emplearse en cada sub- etapa depende de: - volumen o tonelaje de menas a desintegrar. - Tamaños máximos de los trozos mayores rom. - Tenacidad o friabilidad de la mena. - Tamaño requerido para el producto final. •
•
Los open pit entregan tamaño menores a 5 o 6`, por lo que es general el uso de chancadores giratorios. Las minas subterraneas generalmente entregan trozos menores a 1 o 1,5 pies. (30 a 45 cms).
CHANCADORA GIRATORIA
DESIGNACIÓN DEL CHANC. GIRATORIO
Designado por el ancho de la boca de alimentación y el diámetro de la base del cono quebrador. Ej. A = 42 “ Y D = 70” CHANCADOR 42 70
CHANCADOR GIRATORIO
ARAÑA : CUERPO BRAZOS
CÁMARA DE CHANCADO.
CHANCADO POR FLEXIÓN Y COMPRESIÓN
DESPLAZAMIENTO DEL CONO QUEBRADOR.
DESPLAZAMIENTO DEL CONO QUEBRADOR.
CHANCADORES DE MANDÍBULAS Tipos: De doble efecto o de movimiento de mandíbulas simple, o de dos ejes. Chancadores : blake y keu ken.
De simple efecto, de movimiento de mandíbulas combinado, de un eje, o de un puente. Chancador de alimentación forzada, universal.
Chancador de Mandíbulas de un Eje
CHANCADOR TIPO BLAKE
CHANCADOR DE MANDÍBULAS BLAKE.
Estructura exterior principal Mandíbula fija Mandíbula móvil Corazas , platos o placas protectoras. Eje de suspensión de la mandíbula móvil. Biela o pendulón (pitman). Eje excéntrico . Puentes de seguridad (toggles) Sufrideras Volantes. Cuñas de ajuste. Barra tensora y resorte. Cámara de chancado : formada por el Gates, ángulo de Nip y el Setting o reglaje.
CHANCADOR BLAKE.
Angulo de nip, de pellizco o apriete de ≈ 20º, para obtener mayor capacidad varia entre 18 a 24 º, según ajuste del setting. sobre 24º , en el chancado, se produce mucho resbalamiento y pérdida de capacidad. Throw : desplazamiento horizontal o avance de la mandíbula móvil desde su posición abierta a su posición cerrada. Funcionamiento: motor correas volantes eje excéntrico sube biela puentes en posición horizontal empuje de la mandíbula apriete de las menas ubicadas en la cámara de chancado desintegración trozos bajada biela retroceso mandíbula caída y salida de trozos de menor tamaño.
Rendimiento del ciclo de trabajo igual a 50 %. Velocidad de giro igual a 250 a 300 rpm según tamaño de la máquina. Abertura de la boca de alimentación activa es igual a 0,8 % de la abertura real.
OBJETIVOS DE PUENTES Y CORAZAS
Puentes constituyen las piezas de seguridad de la máquina, deben romperse o desarmarse si caen trozos extraños o vagabundos al interior de la cámara de chancado (aceros). Los puentes son un eslabón del mecanismo de trasmisión de movimiento desde el eje excéntrico a la mandíbula móvil. Las corazas protegen a las mandíbulas del desgaste. Piezas fácilmente recambiables. Las sufrideras son piezas ubicadas en los extremos de los puentes para absorber el desgaste producidos.
CORAZAS DE MANDÍBULAS DE UN CHANCADOR
CORAZAS DE MANDÍBULAS
OBJETIVOS DE LOS VOLANTES.
Almacenar la energía sobrante durante el retroceso de la mandíbula móvil y bajada de la biela. La energía suministrada a la máquina se consume en mover los volantes, levantar la biela y puentes , empujar la mandíbula móvil y producir la desintegración de los trozos de menas. Durante el retroceso de la mandíbula y bajada de puentes y biela queda una cantidad de energía sin consumir la cual es almacenada por los volantes. En los grandes chancadores se instalan contrapesos con el objeto de equilibrar el consumo de energía.
VOLANTES Y CONTRAPESOS
CHANCADOR DE MANDÍBULAS KEU KEN.
CARACTERÍSTICAS CHANCADOR KEU KEN
Ubicación del eje de suspensión de la mandíbula móvil mas arriba y centro de la boca de alimentación, con ello se produce:
* La mandíbula móvil queda balanceada produciendo aprietes más perpendiculares, por lo tanto, predomina el chancado por compresión disminuyendo el desgaste de corazas. * Tamaño de la biela más pequeño, de menor peso, lo que implica un menor consumo de energía, menos vibraciones y fricción en la máquina.
* Además, puede girar a mayor velocidad (350 a 425 rpm) lo que produce mayor capacidad. * Puede operar con un solo volante o 2 pequeños. * Posee una mandíbula semi fija y diferente sistema de ajuste del setting.
CHANCADOR DE UN PUENTE.
CHANCADOR DE MANDÍBULAS SANDVIK
CHANCADOR DE UN PUENTE O UN EJE
•
Diferencias con los chancadores de 2 ejes : - Mandíbula móvil montada directamente sobre eje excéntrico. Esto origina un movimiento combinado de subida-bajada y avance- retroceso - El aprovechamiento del ciclo de trabajo es de 4/5 (80 %) comparado con el blake que es de 50 % - posee un sólo puente o toggle. - Carece de biela, lo que implica trabajo más uniforme, por lo que puede girar a mayor velocidad (350 a 425 rpm), además menor peso de la máquina. Las ventajas de mayor rendimiento del ciclo de trabajo, velocidad, menor peso originan mayor capacidad de chancado a igualdad de boca de alimentación y tratando la misma mena.
GRADO O RAZÓN DE REDUCCIÓN.
Definición: razón entre un tamaño o dimensión escogida en la alimentación al correspondiente tamaño o dimensión en el producto. La razón de reducción es una medida de la eficiencia del equipo para reducir de tamaño una mena particular cuando se relaciona con la capacidad de ella . Aplicaciones: a) control del trabajo que realiza la chancadora. B) como un factor en la determinación del rendimiento y c) como un elemento en la determinación de la capacidad.
CAPACIDAD DE UN CHANCADOR
La capacidad depende de: - volumen de la zona o cámara de chancado. - Velocidad de la chancadora. - Método de alimentación. - Características de la mena o roca a chancar. + Densidad de la mena. + Razón de reducción. + Tenacidad o friabilidad de la mena. + Humedad de la mena ( afecta al chac. 2 y 3º)
Capacidad de catálogo . está dada en base a : - piedra caliza compacta. - Exenta de sílice y arcilla. - Exenta de partículas finas (scalpada) - Alimentación a plena capacidad. - Alimentación con tamaños máximos chancables
CHANCADO SEGUNDARIO. Trituradoras de cono standard. - Se alimentan con el producto de la chancadora de mandíbulas o de la giratoria. Tamaños menores a 7 pulgs. Es una chancadora giratoria modificada. Las diferencia principales son : tamaño menor ; forma de la cámara de chancado y conjunto árbol principal – cabeza quebradora soportado en lugar de estar suspendido. - Se identifican por el diámetro basal de la cabeza quebradora : ej. 3, 4, 5, 7 pies. - Razón de reducción 3 a 7 : 1, debido a su rápida descarga y características de no ahogamiento. - Tipos más importantes : symonds standard (metso) y hidrocono (sandvick). - Zona de trituración: de forma anular convergente hacia abajo comprendida entre el concavo protector y el manto del cono quebrador.
CHANCADORA DE CONO SYMONS STANDARD
Cóncavo: protección de una pieza llamada taza que se atornilla a otro anillo unido por pernos y resortes a un reborde de la estructura principal exterior. - El cono triturador es accionado por la manga excéntrica conectada mediante engranajes (corona – piñon) al eje impulsor. - La abertura de salida (setting ) se ajusta atornillando o desatornillando la taza. - El cono presenta una relación h/d menor que la giratoria (ángulo superior ≈ 100°). Cámara de trituración convergente hacia abajo con sección transversal creciente de arriba hacia abajo lo que facilita el aumento de volumen que acompaña la reducción de tamaños. En la descarga la cámara de trituración presenta zona paralela. Su objetivo es mantener control sobre el tamaño del producto. Su longitud es 2 a 3 veces el desplazamiento.
TRITURADORA HIDROCONO SANDVIK
CHANCADO TERCIARIO
IMPACTOR DE RODILLO
