CONMINUCION DE MINERALES ING. Edwin Alvardo
CONMINUCIÓN Proceso a través del 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. •Facilitar el manejo de los sólidos. •btener un material de tamaño apropiado y
!l Rr =
resultado medido a
de la través de
Tamaño del a lim ento
Tamaño del
producto
=
controlado.
conminución es la ra"ón de #educción:
d 80a lim ento
d80 producto
CONMINUCIÓN Proceso a través del 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. •Facilitar el manejo de los sólidos. •btener un material de tamaño apropiado y
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controlado.
conminución es la ra"ón de #educción:
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PRINCIPIOS DE LA CONMINUCIÓN
La mayor parte de los minerales son materiales cristalinos $ue se unen por enlaces $uímicos o fuer"as físicas y $ue poseen %ran cantidad de defectos en su estructura. &nte la aplicación de fuer"as de compresión o de tracción, el material debería distribuir de manera uniforme estas fuer"as y fallar una ve" se 'alla aplicado una fuer"a i%ual o superior a la resistencia de los enlaces $ue unen a los (tomos $ue constituyen al mineral, sin embar%o, este %eneralmente se fractura a fuer"as muc'o menores debido a:
PRINCIPIOS DE LA CONMINUCIÓN Los defectos $ue éste posee. )urante el proceso de formación, minado y manejo previo en el mineral se pueden formar %rietas. • !l mineral est( constituido por especies dise disemi mina nada dass de dife difere rent nte e comp compor orta tami mien ento to mec(nico. • •
*odas estas 'etero%eneidades en el mineral, act+an como concentradores de esfuer"o, $ue conllevan a $ue éste se comporte como un material completamente fr(%il, cuya resistencia mec(nica es función de las características de las 'etero%eneidades.
PRINCIPIOS DE LA CONMINUCIÓN &ntes de la fractura, los minerales acumulan parte de la ener%ía aplicada, la cual se transforma en ener%ía libre superficial a medida $ue las partículas se van fracturando. !sta ener%ía libre superficial no es m(s $ue el resultado de los enlaces insatisfec'os para cada uno de los (tomos de la nueva superficie formada por la fractura del mineral. & mayor ener%ía libre superficial m(s activa ser( la superficie de la partícula para reaccionar con a%entes eternos, lo $ue facilitar( en al%unos casos el proceso de separación de las diferentes especies $ue constituyen al mineral.
PRINCIPIOS DE LA CONMINUCIÓN La ener%ía re$uerida para fracturar una partícula disminuye ante la presencia de a%ua u otro lí$uido, ya $ue este puede ser absorbido por las partículas 'asta llenar las %rietas u otros macrodefectos. La fuer"a aplicada sobre el lí$uido aumenta considerablemente su presión y esta se concentra en los defectos y puntas de %rieta.
)ependiendo de la forma de aplicación de la car%a y de la mec(nica de la fractura de las partículas, se obtendr( un mecanismo de falla característico y una distribución %ranulométrica propia así:
PRINCIPIOS DE LA CONMINUCIÓN TIPO DE CARGA APLICADA
MECANISMO DE FRACTURA
-P&*
!0*&LL-) P#
DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTÍCULA 67!4!
F1!#2&0 )! *#&-34 &PL-&)&0 & &L*& 5!L-)&)
P#!0-34
P#!0-34
F#--34
&#&0-34 P# !0F1!#2 #*&4*! 01P!#F--&L
P&#*81L&0 7#1!0&0 9 &L7140 F-40 F-40 9 7#1!00
TEORÍA DE LA CONMINUCIÓN
TEORÍA DE LA CONMINUCIÓN
TEORÍA DE LA CONMINUCIÓN -4)!P!4)-!4*!
)!L *-P )! & &PL-&)&, L& F#&*1#& )! L&0 P&#*81L&0 0! ); P# L&0 F1!#2&0 )! *#&-34 )-#!*& -4)-#!*&<1! *-!4)!4 & 0!P&#&# L0 ;*0 <1! L& 40*-*19!4.
TEORÍA DE LA CONMINUCIÓN
OPERACIONES UNITARIAS TRITURACION
MOLIENDA
CONMINUCIÓN Reducción de rocas grandes a fragmentos pequeños
Rango grueso Equipos pesados Movimiento lento Superficies no entran en contacto Fuerza de compresión o impacto • • • •
•
.
Rango fino contacto entre los medios (material molido) Magnitud de fuerzas menores unidades de presión pueden ser mayores o menores que las trituradoras dispersan energía sobre una gran rea! • •
•
•
•
OPERACIONES UNITARIAS
Clasificación
primaria secndaria
TRITURACION
#orma de aplicar la $er%a
!erciaria ca!ernaria
Tama"o del ma!erial !ra!ado
Chancadoras
Mandíbula
Giratoria Cono
Dobl
!im"l
TRITURACIÓN !s la primera etapa mec(nica en el proceso de conminución, cuyo principal objetivo es la liberación de las especies valiosas. 7eneralmente se utili"a para reducir rocas cuyo tamaño puede ser de =.> m, 'asta obtener partículas 'asta de ?.> cm, lo $ue se puede reali"ar en m+ltiples etapas a las $ue se les denomina: •
• •
*rituración primaria *rituración secundaria *rituración terciaria 0e%+n sea el caso.
TRITURACIÓN !n la trituración la fractura de las partículas se da principalmente por la aplicación de fuer"as de compresión:
TRITURACIÓN )urante la trituración, las fuer"as de compresión $ue act+an sobre las partículas pueden lle%ar a producir a%lomerados $ue reducen la capacidad del e$uipo, por lo tanto este proceso %eneralmente se reali"a en seco y evitando la presencia de cual$uier a%lomerante.
TIPOS DE QUEBRADORAS
ELECTROENERGÉTICAS
1tili"ada como mecanismo previo a la trituración primaria, para la fractura de rocas de sobremedida. 1tili"a potencia de 'asta @>? AB.
TRITURADORAS DE QUIADAS DOBLE CONE!IÓN ARTICULADA
1tili"ada para la "#i"$#ación %#i&a#ia ' s(c$n)a#ia )( #*cas )$#as, tenaces y abrasivas, así como para &a"(#ial(s %(+a,*s*s, con planos de fractura definidos, el alimento debe ser relativamente %rueso y con baja cantidad de finos. 0e aplican potencias de - a --. /0, para obtener #a1*n(s )( #()$cción (n"#( 2 ' 3.
TRITURADORAS DE QUIADAS PI4OTE ELE4ADO
aracterísticas similares a la de doble coneión articulada, sin embar%o su )is(5* #()$c( (l #*1a&i(n"* c*n"#a las ca#as )( la 6$(7#a)*#a ' (l a"asca&i(n"*, por lo $ue la velocidad de trituración es mayor y la eficiencia de la ener%ía aplicada para la desinte%ración es mayor. La #a1ón )( #()$cción $ue se puede lo%rar est( (n"#( 2 ' 3, la %*"(ncia aplicada para la fractura es del orden de 88 a 8.9 /0.
TRITURADORAS DE QUIADAS E!CENTRICO ELE4ADO
0u diseño )is&in$'( (l a"asca&i(n"* tanto a la entrada como a la salida de material, por lo tanto la :(l*ci)a) a la cual se lleva a cabo el proceso )( )(sin"(+#ación (s &a'*# . !l )(s+as"( )( las ca#as )( "#i"$#ación (s al"*; as< c*&* l*s )a5*s %*# fa"i+a del material. *iene bajo aprovec'amiento de la ener%ía aplicada y no es muy +til para la desinte%ración de rocas duras y abrasivas. La potencia aplicada oscila entre - ' 299 /0, para obtener #a1ón )( #()$cción (n"#( 2 ' 3.
TRITURADORAS DE QUIADAS TRITURADORA DODGE
0u $s* se limita a la7*#a"*#i*, por cuanto no es muy +til para la desinte%ración de rocas de %ran tamaño, por el atascamiento $ue presenta. 0e re$uiere de la aplicación de potencias de - a 88 /0; %a#a l*+#a# #a1ón )( #()$cción (n"#( 2 ' 3.
TRITURADORAS GIRATORIAS
QUEBRADORAS DE CAMPANA
0e utili"a para trituración primaria y secundaria con mínimo de finos, poseen una mayor capacidad $ue las $uebradoras de $uijadas, adicionalmente son m(s eficientes en la trituración de materiales con planos de fractura bien definidos. #e$uieren de una potencia de > a C>? AB, para obtener ra"ón de reducción entre D y =?.
TRITURADORAS GIRATORIAS
TRITURADORAS DE CONO
S( (&%l(an %a#a "#i"$#ación s(c$n)a#ia ' "(#cia#ia= S( $"ili1a )( - a >99 /0; %a#a *7"(n(# #a1ón )( #()$cción )( > a ? (n "#i"$#ación s(c$n)a#ia ' )( 2 a > (n "#i"$#ación "(#cia#ia=
TRITURADORAS GIRATORIAS
DE DISCO GIRATORIO
0e utili"a para trituración 'asta tamaño de partícula muy fino o trituración cuaternaria. 0e re$uiere potencia entre =?? y E?? AB, para lo%rar ra"ón de reducción de @ a E.
TRITURADORAS DE RODILLOS TRITURADORA DE DOS RODILLOS
0u aplicación 'a sido rempla"ada por las $uebradoras de cono, a bajas relaciones de reducción el contenido de finos obtenido es relativamente bajo. R(6$i(#( )( %*"(ncia )( -@ a 88- /0; %a#a l*+#a #a1ón )( #()$cción )( =
TRITURADORAS DE IMPACTO
OPERACIONES UNITARIAS #$mda
&arras
Menos potencia por tonelada de material que la molienda en seco! Menos espacio que la moliendo en seco y en general los costos de instalación son menores para un circuito cerrado de operación! "o requiere equipos de control de polvos! #tiliza grandes cantidades de agua y la manutención de bombas puede ser alta! •
•
•
•
!ca
MOLIENDA
&olas C'pe( Pe))les
Tambores cilíndricos cónicos giran en torno a un eje horizontal
Material alimentado ba$o en contenido de %umedad o artificialmente seco! Menos medios de molienda y liners por tonelada de material molido que la molienda en %&medo! "o se gasta en filtrado y secado de material! Se obtiene simple para almacenar' sin embargo en algunos casos los productos deben ser enfriados antes de •
•
•
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MOLIENDA L & L-!4)& !0 L& L*-& !*&P& )!L P#!0 )! 4-41-34 , !4 L& <1! L&0 P&#*81L&0 04 F#&*1#&)&0 P# !F!* )! L&0 F1!#2&0 )! -P&* 9 !4 !4# P#P#-34 P# F1!#2&0 )! F#--34 9 P#!0-34, L <1! P#)1! F#&*1#&0 P# !0*&LL-), &#&0-34 9 #1!#, -!4 0!& !4 !)- 0! 6!) .
L & L-!4)& 0! #!&L-2& !4 #!-P-!4*!0 -L84)#-0 #*&*#-0 40*#1-)0 7!4!#&L!4*! )! &!# )! 14 &*!#-&L #!0-0*!4*! &L )!07&0*! 9 !4 01 -4*!#-# 04 &)0 4 1!#P0 L!)#!0 )! L-#! 5--!4*, L0 1&L!0 P1!)!4 *!4!# F#& )! L& )! &##& 9 !0*;4 40*#1-)0 )! &!# , &*!#-&L !#;- G&L@D, 0-, 2r@, !4*#! *#0H 9 !4 *#0 &00 , )!L -0 -4!#&L & L!# GL-!4)& &1*37!4&H, )! !2L&0 )!L -4!#&L & L!# 9 *# &*!#-&L GL-!4)& 0!-&1*37!4& H.
MOLIENDA !n la molienda se puede obtener una mayor ra"ón de reducción $ue en el proceso de trituración, especialmente si se trabaja en medio '+medo, no obstante la forma de aplicación de la car%a sobre las partículas y los factores $ue controlan este proceso limitan su uso a partículas con tamaño inferior al $ue se puede triturar. !l resultado de la molienda es influenciado por: *amaño del alimento Gpartículas a moler y medios de moliendaH. ovimiento de la car%a dentro del molino Gmecanismo de moliendaH. !spacios vacíos eistentes entre la car%a del molino. Por lo anterior la molienda es un proceso sujeto a las leyes de la probabilidad $ue tiene una partícula de encontrarse en un punto en el $ue prevalece un tipo de fuer"a en un momento determinado.
MECANISMO DE MOLIENDA
MECANISMO DE MOLIENDA
M*li(n)a n$la F$(#1a )( i&%ac" * F$(#1as )( c*#"( ' c*&%#(sión Al"* I&%ac"*
FACTORES DE MOLIENDA
& P!0&# )! <1! L& !4!#78& #!<1!#-)& P&#& L& F#&*1#&, )!P!4)! !IL10-5&!4*! )!: 4 &*1#&L!2& )! L&0 P&#*81L&0 & L!# G)1#!2&, #!0-0*!4-& !;4-&, )!F!*0, !*H • &&J -4--&L )! L&0 P&#*81L&0 & L!# * •* &&J F-4&L )! L&0 P&#*81LJ&0 & L!# •!)- )! L-!4)& G6!), 0!H •
L &
!F!*-5-)&) 4 L& <1! !0*& !4!#78& #!&L!4*! !0 &PL-&)& 0#! L&0 P&#*81L&0 P&#& <1! 0! LL!5! & & 01 F#&*1#& )!P!4)! )!: •* &&J )!L &L-!4* 5L1!4 )! L& & * &&J )! L0 1!#P0 L!)#!0
TAMAÑO DEL ALIMENTO
4OLUMEN DE LA CARGA !L
5L1!4 )! L& & !0*; 40*-*1-) P# L& &4*-)&) )! P&#*81L&0 &L-!4*&)&0 &L L-4, 1!#P0 L!)#!0 9 &71& G1&4) L& L-!4)& 0! #!&L-2& !4 6!)H 9 )! KL )!P!4)! L& F#&-34 )! !4!#78& #!&L!4*! 1*-L-2&)& !4 !L P#!0 )! L-!4)&, 9& <1! 4 *)& L& !4!#78& P#)1-)& P# L& & -4*!#4& )!L L-4 0! -45-!#*! !4 !L P#!0 )! F#&*1#& )! L&0 P&#*81L&0.
14&
1!4& P&#*! )! L& !4!#78& 0! )-0-P& !4 F#& )! &L# 9 #1-).
TAMA*O DE ALIMENTO
OPERACIONES UNITARIAS CLASIFICACION DE EQUIPOS EN MOLIENDA
M*lin* )( Ba##as M*lin* )( B*las
!$uipos S(&ia$"ó+(na A$"ó+(na
Molino de &arras
Molino de &olas
Molino SAG
CIRCUITOS DE CONMINUCIÓN
CIRCUITOS DE CONMINUCIÓN
CIRCUITOS DE CONMINUCIÓN
CIRCUITOS DE CONMINUCIÓN
RRC RR8RR-RR=RR!
wC = ∑W X
