CARATULA
1
INDICE INTRODUCCIÓN OBJETIVOS...............................................03 CONMINUCIÓN.............................................04 Introducción A La Conminución De Minerales..............04 Conminución De Minerales................................05 I Trituración...........................................05 1.1 Descripción Del Proceso.............................06 1.1.1 Tolva De Recepción................................07 1.1.2 Triturador Primario...............................07 Riesgos Y Su Prevención............................08 1.1.3 Trituración Secundaria............................09 II Molienda.............................................09 Practica Nº 1...........................................11 GRANULOMETRIA...........................................12 I Proceso Para El Análisis Granulométrico...............13 1.1 Diagrama De Bloques.................................13 1.2 Diagrama De Flujo...................................14 Granulometría Por Tamizado..............................20 Conocimientos Básicos De Un Análisis De Malla...........22 Practica Nº 2...........................................25
........................................................26 CONCLUSIONES............................................27 BIBLIOGRAFÍA............................................28
2
INTRODUCCIÓN Los fragmentos de roca procedentes de las operaciones de minado contienen dos componentes principales: Componente valioso
el
cual
contiene
compuestos
metálicos
o
no
metálicos de interés económico; o componente no valioso con muy poco
o nada de compuestos de interés económico y al
cual se le denomina ganga. En función de la naturaleza del yacimiento y el tipo de mineral podemos asumir el tratamiento adecuado permita la recuperación del mineral valioso, y producto
final
valiosa,
mencionándose
que
es
el
la
co ncentrado
especie
de
de
mayor
que nos obtener un
la
especie
importancia
económica. Previamente este mineral pasa por una operación
de preparación
mecánica
,
que tiene como objetivo reducir,
por acción mecánica externa y, a veces interna a un sólido de volumen dado en elementos de volumen más pequeños. Con ello se liberan los componentes con valor económico del estéril. En
esta
oportunidad
le
presentamos
finalidad de dar a conocer
el
minerales
con
el
fin
con
la
al público en general un poco
de los diferentes procesos y operaciones los
presente
de
recuperar
que se realizan a los
materiales
valiosos presentes. En
este
informe
encontrara:
la preparación mecánica de
minerales, granulometría de minerales.
3
OBJETIVO:
Dar a conocer la importancia que tiene la preparación mecánica y concentración de minerales.
Analizar cada proceso y cada operación que se realiza para la recuperación del material de valor económico del material estéril.
4
INTRODUCCIÓN A LA CONMINUCIÓN DE MINERALES La liberación de las especies minerales es el proceso unitario de mayor relevancia práctica en todo circuito de procesamiento de minerales; por cuanto demanda la principal inversión de capital, incide fuertemente en los costos unitarios del proceso metalúrgico, determina la capacidad máxima de tratamiento e influye en la rentabilidad de la operación.
A
pesar
de
su
reiteradamente
reconocida
ineficiencia energética, los molinos de bolas, que operan en circuito cerrado con clasificadores hidráulicos, ha sido la
alternativa
tecnológica
tradicionalmente
seleccionada
para la molienda fina de minerales; sea en etapas únicas o múltiples, integrados con molinos de barras o molinos SAG. La
principal
ventaja
para
el
uso
de
sistemas
convencionales de chancado-molienda reside en el menor consumo de energía respecto a los procedimientos no convencionales (molienda autógena, SAG., etc.). Esto debido a
que
las
eficiencia
operaciones en
de
aplicación
de
trituración energía
presentan
en
mayor
relación
a
su
aplicación en molienda que posee mecanismos que generan significativa pérdida de energía por acción entre medios moledores y los forros. Los procesos de reducción de tamaño se cuantifican en términos de la energía consumida durante la operación misma del equipo de conminución. Este enfoque resulta bastante lógico ya que tales operaciones son
ser los
responsables en gran medida del elevado costo, por consumo de
energía,
de
las
operaciones
involucradas
en
el
procesamiento de minerales. De esta manera, la información es
interpretada
casi
exclusivamente
en
términos
de
5
relaciones empíricas de energía versus reducción de tamaño o más conocidas como las "Leyes de la Conminución.
CONMINUCIÓN DE MINERALES Las operaciones de concentración de minerales requieren en la mayoría de los casos de una preparación previa de los minerales que conllevan a la liberación de las partículas valiosas
de
su
ganga
acompañante.
Con
las
etapas
de
trituración y molienda se conseguirá completar el grado de liberación
necesario
para
la
etapa
de
concentración.
Dada la importancia que representan estas etapas en el proceso, se requerirá del conocimiento y los fundamentos de las
operaciones
involucradas
y
de
sus
parámetros
y
variables que influyen en el rendimiento óptimo de los equipos de reducción de tamaño de partícula. El módulo es teórico- práctico y se hará uso de prácticas de laboratorio de Procesamiento de minerales y planta concentradora piloto automatizada.
I TRITURACIÓN. La trituración del mineral no debe pasar inadvertida cuando se trata de preparación para lixiviación en caso de minerales que no se puedan tratar por métodos más económicos ya descritos. Las trituradoras o quebradoras se han usado por siglos, pero parece que se las ha aceptado tal como son, por mas tiempo del debido y sin estudiarlas mas detenidamente. El diseño correcto de una planta
de
trituración
merece
un
estudio
concienzudo
debido a que la mano de obra es costosa y a que los costos
de
operación
de
las
mismas,
así
como
sus
gravámenes por impuestos son cada día mayores.
6
En vista de esto, la tendencia actual es simplificar; eliminar etapas
las que
instalaciones se
veían
de
trituración
antiguamente.
Estos
en
varias
diagramas
complejos de tratamiento requieren mucho personal en su operación
y
minerales
de
mantenimiento.
Su
costo
mantenimiento
es
muy
por
concepto
elevado
se
de
tiende
también a construir las plantas de trituración a gran escala como para triturar en un solo turno , o cuando mucho , en no mas de dos , el mineral suficiente para mantener trabajando tres turnos el resto del molino. Se da mucha importancia a la sencillez de operación, como en la planta del magma Koper. En donde un solo hombre se hace cargo de la planta.
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO El esquema Tipo de grupo de trituración primaria, se presenta
en
la
figura
1.
De
forma
genérica
el
proceso es como sigue:
7
1.1.1 TOLVA DE RECEPCIÓN Es el receptáculo en el que se vierte el todo-uno procedentes de la zona de extracción. Para la retención de los grandes bloques suelen disponerse
elementos
suspendidos
a
modo
de
cortina en la zona de la boca de descarga. Estos elementos de retención acostumbran a ser gruesas cadenas,
o
cubiertas
de
ruedas,
de
palas
o
dumpers, suspendidas mediante cables o cadenas (Foto 1).
1.1.2 TRITURADOR PRIMARIO: Es el equipo en el que se realiza la primera etapa de la fragmentación. Existen diversos tipos de trituradores pero los más comúnmente utilizados son: las machacadoras de mandíbulas de simple
y
giratorios
doble y
los
efecto, molinos
los de
trituradores
impactos
y
de
martillos.
8
RIESGOS Y SU PREVENCIÓN: a.- Atrapamiento por volantes de inercia
MEDIDAS PREVENTIVAS: 1. Tanto los pasillos como las escaleras y demás zonas de circulación del personal deben establecerse
suficientemente
separadas
de
las
zonas de riesgo, para que no sean posibles los contactos y atrapamientos fortuitos. 2. Colocar pantallas o elementos de cerramiento, que
impidan
el
acceso
a
la
zona
en
que
se
sitúan los volantes. 3. Cubrir los volantes mediante carcasa metálica resistente,
de
chapa
o
rejilla.
Si
es
de
rejilla, ésta será armada y la luz de malla será de 1 cm de lado, como máximo (Foto 3).
Elementos de retención acostumbran a ser gruesas cadenas, o cubiertas de ruedas, de palas o mediante cables o cadenas (Foto 1).
dumpers,
suspendidas
9
1.1.3 TRITURACIÓN SECUNDARIA: Trituradoras
de
conos
con
sistema
de
ajuste
manual con desatascamiento por medio de resortes, equipado con
su tanque
de lubricación, tanque
para aceite hidráulico y bomba, motor eléctrico con juego de poleas y bandas en V.
II MOLIENDA: La
molienda
al
igual
que
la
trituración,
no
puede
aceptarse a preori; merece cuidadoso estudio a pesar de que hay innumerable instalaciones de molinos, en que se dice que han aplicado métodos modernos, los mismos que se han usado por décadas. La realidad es que falta mucho por aprender sobre molienda. El diagrama de flujo del molino
debe
proyectarse
especialmente
para
cada
instalación en particular, a fin de obtener el menor costo posible a la vez que los resultados metalúrgicos sean los que se desean. No se debe en forma de paquete ni elegir solamente porque trabajo en bien en cualquier otra planta.
10
J.F. MIERS Superintendente del molino de la tenéis Koper ha
sugerido
en
numerosas
ocasiones
el
criterio
que
debería regir el diseño de todo diagrama de flujo en los molinos.
En
esencia,
su
idea
es
que
un
circuito
de
molienda no se debe considerar solamente como medio para producir molido
diariamente
hasta
estar
determinada formado
por
Cantidad
de
partículas
material
de
tamaño
dado, si no más bien como el medio y el condicionar el producto mineral de tal manera que se consiga obtener resultados
metalúrgicos
tratamiento
final.
óptimos
Esta
idea
cuando
se
equilibra
el
someta exceso
a de
molienda contra el aumento de recuperación, o bien el aumento pérdidas
del en
costo las
de
molienda
colas.
contra
Implica
el
también
aumento
de
reacciones
químicas posibles en el molino y probabilidad de moler en exceso los minerales más suaves, aunque más valiosos de
material.
Solo
en
esa
forma
se
pueden
obtener
resultados óptimos.
11
CONMINUCIÓN DE MINERALES
PRACTICA Nº 1 Mineral de 2 kg. Chancado primario
Chancado secundario Chancado terciario Molienda durante 10 minutos Conservar la descarga del molino.
12
GRANULOMETRIA La granulometría o análisis del tamaño de los granos es el método que consiste en tomar un peso determinado de muestra de suelo seco y hacerlo pasar por una serie de tamices con aberturas determinadas, reportando la cantidad total que paso retiene cada tamiz. Los resultados de los análisis se presentan generalmente en forma de curva. La operación mecánica de tamizar consiste en hacer pasar una cantidad determinada de peso de arena seca (para el
caso
de
la
TMC)
por
los
tamices
escogidos;
esta
operación se hace agitando con las manos o mecánicamente los tamices colocados uno sobre otro, con una tapa sobre el superior
y
una
bandeja
bajo
el
inferior.
Se
da
por
terminada la operación cuando pasa menos del 1% del peso de un residuo por cualquier tamiz durante un minuto. Para la TMC, los tamices a utilizar en un análisis de granulometría son: #4, (4.76mm.); #8, (2.38mm.); #16, (1.19mm.); #30, (0.590mm.);
#50,
(0.297mm.)
y
#100,
(0.149mm.).
En
la
práctica sólo es necesario utilizar los tamices #4, #8 y #16, ya que comercialmente son los más fáciles de adquirir. Para la TMC la prueba de granulometría de la arena debe cumplir con los valores establecidos por las normas de calidad. La arena para utilizar en la fabricación de la TMC debe ser del tamaño máximo posible, de acuerdo al espesor de la teja; pero nunca debe pasar de 5 mm. La composición granulométrica
debe
estar
compuesta
por
partículas
de
diferentes tamaños pero con la menor cantidad posible de partículas muy finas (limo y arcilla). Equipo de campo para ensayo granulométrico.
13
I PROCESO PARA EL ANALISIS GRANULOMETRICO: 1.1 DIAGRAMA DE BLOQUES En el diagrama de bloques de la Figura nº 3 se pueden distinguir las etapas que conforman el proceso y que son las que se relacionan a continuación:
Trituración del mineral (primaria y secundaria).
Clasificación mineral
granulométrica
triturado
para
en
obtener
medio tres
húmedo
fracciones
del de
diferentes riquezas.
Lixiviación en eras (estática) con ácido sulfúrico, de la fracción intermedia obtenida en la clasificación húmeda.
Lixiviación en tanques agitados (dinámica) con ácido sulfúrico, de la pulpa obtenida en la clasificación húmeda, es decir, la fracción más fina.
Lavado en contra corriente de los sólidos estériles en clasificadores de rastrillo y espesadores.
Clarificación de los líquidos fértiles provenientes de lavado y de lixiviación estática.
Recuperación, concentración y purificación del uranio contenido en
las soluciones fértiles de
lixiviación
estática y dinámica, por un proceso de extracción con un
disolvente
orgánico
que
contiene
una
amina
terciaria, y reextracción a pH controlado con sulfato amónico.
Precipitación acuoso,
como
del
uranio
diuranato
caustificación
de
las
contenido amónico. aguas
en Se
el
extracto
incluye
madres
para
una su
reprocesamiento.
14
Secado del concentrado húmedo obtenido en el curso de la etapa anterior.
Neutralización de los efluentes estériles de la etapa de lavado y extracción. Envío de estas soluciones y las pulpas neutralizadas al dique de estériles.
Acondicionamiento de los efluentes.
1.2 DIAGRAMA DE FLUJO En
este
apartado
se
describen
cada
una
de
las
principales secciones que constituyen el proceso. En la figura nº 5 se ha representado un diagrama de flujo del conjunto de la planta.
a) Sección de Trituración y Parque de Almacenamiento En esta primera etapa del tratamiento, la granulometría de los minerales procedentes de la explotación minera (corta) será reducida desde unas dimensiones máximas del orden de 1200 mm a una inferior a 100 mm, con objeto de proceder
posteriormente
a
su
clasificación
en
tres
15
fracciones granulométricas de contenidos diferentes en uranio y que serán tratadas en función de éste.
La trituración se efectúa en dos etapas, una primaria y otra
secundaria,
mediante
dos
líneas
en
paralelo
de
capacidad cada una mitad del total tratado. El mineral 0-1200 mm es primeramente reducido en dos trituradoras de
impacto,
una
por
línea,
que
permiten
obtener
un
producto de granulometría inferior a 400mm. A la salida sendas
cribas,
una
por
línea,
permiten
separar
el
mineral de granulometría inferior a 400 mm. Los tamaños de 100 a 400 mm son reducidos en una segunda etapa mediante dos trituradoras de impacto, una por línea, a fin de obtener una producción final de granulometría inferior a 100 mm. La operación de trituración se realiza durante 250 días año en 2 turnos de 8 horas cada uno.
16
La capacidad de trituración prevista es de 3.300.000 t/año (mineral base seca) es decir 13.200 t/día (mineral base seca).
A
fin
de
disponer
en
todo
momento
de
producto
para
alimentar la etapa de clasificación, se ha dispuesto a la salida de trituración de un parque de almacenamiento de mineral, que permita la homogeneización del mineral y la alimentación en continuo a clasificación. Este parque de almacenamiento tiene una capacidad de 4 días, lo que implica un stock de mineral (base seca) de 54.000t.
b) Sección de Clasificación El
mineral
triturado
con
granulometría
0-100
mm
procedente del parque de almacenamiento es sometido a un proceso de clasificación por vía húmeda con objeto de obtener tres fracciones granulométricas con diferentes leyes
en
U 3O8.
La
fracción
de
mayor
granulometría
(comprendida entre 10 y 100 mm) y la ley más pobre (0.149 kg U 3O8/t) se envía a escombrera. La fracción de granulometría intermedia (comprendida entre 1 y 10 mm) y la
ley
intermedia
lixiviación
estática
(0.568 en
kg
eras.
U 3O8/t) La
se
fracción
destina de
a
menor
17
tamaño inferior a 1 mm y de mayor ley (2.5 kg U 3O8/t) se conduce en forma de pulpa a lixiviación dinámica. La operación de clasificación se realiza mediante cribas vibrantes provistas de mallas de diferentes luces de paso
que
llevan
incorporados
los
correspondientes
sistemas de riego. Previamente al cribado se efectúa un deslamado del mineral mediante tromel lavador. La fracción más fina (inferior a 1 mm) se obtiene mediante la
utilización
de
hidroclasificador,
paneles
tamizadores, y espesador, lo que posibilita obtener una pulpa con un contenido en sólidos del orden del 35% p/p que, una vez acondicionado, se envía mediante bombeo a lixiviación dinámica. Previamente a su espesamiento la fracción se muele hasta un tamaño máximo de 0.5 mm.
La operación de clasificación se efectúa durante 330 días/año en 3 turnos/día de 8 horas cada uno. La
capacidad
de
tratamiento
de
esta
instalación
de
clasificación es de 10.000 t/día (mineral base seca).
c) Sección de Lixiviación Dinámica La fracción fina del mineral procedente de la sección de trituración, con una concentración en sólidos del orden
18
del 35% en peso, se somete a un proceso de lixiviación ácida a pH constante en tanques agitados. Previamente es de nuevo espesada hasta alcanzar una concentración de sólidos del 60% en peso. Los
líquidos
de
la
operación
de
espesamiento
son
reenviados a la sección de Trituración Clasificación. La
operación
de
lixiviación
ataque con ácido sulfúrico mineral
y
tiene
lugar,
a
se
realiza
de la
pulpa
temperatura
mediante espesada
ambiente
y
el del pH
constante, en una instalación formada por una línea de ocho tanques agitados dispuestos en cascada. La capacidad de cada tanque es la adecuada para que la pulpa de mineral permanezca en él 1.5 horas.
Con
este
tiempo
de
residencia
se
espera
que
el
rendimiento de la operación sea del 93%. Aunque inicialmente no se considera necesario, en el diagrama
de
flujo
de
la
sección
se
contempla
la
existencia de una instalación de preparación y adición
19
de oxidante en previsión de las posibles fluctuaciones de las características del mineral.
d) Sección de Lixiviación Estática La
fracción
de
mineral
de
granulometría
comprendida
entre 1 y 10 mm obtenida en clasificación y cuya humedad es del orden del 20% en peso y con un contenido del orden de 0.5 kg de U lixiviación
O8/t, es enviada a la sección de
3
estática,
a
fin
de
recuperar
el
uranio
contenido en ella. En esta sección y mediante el riego con soluciones ácidas del mineral apilado, se obtiene una solución fértil de una concentración aproximada de 0.32 kg de U 3O8/m3 que es mezcladala etapa de lavado en contracorriente. Esta mezcla constituye la alimentación, tras
ser
filtrada,
de
la
unidad
de
extracción
con
disolventes. Estos procedimientos son principales luego vendrán ya los procedimientos ya conocidos pata separar el mineral Pero hay procedimientos que se aplican para
muestras
como los siguientes Los
ensayos
de
granulometría
tienen
por
finalidad
determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas del suelo de acuerdo a su tamaño. La distribución de las partículas con tamaño superior a 0.075 se determina mediante tamizado, con una serie de mallas normalizadas.
20
Para
partículas
menores
que
0.075
mm,
su
tamaño
se
determina observando la velocidad de sedimentación de las
partículas
en
una
suspensión
de
densidad
y
viscosidad conocidas.
GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO Muestra srcinal de suelo conteniendo partículas de varios tamaños. Esta muestra se seca al horno y se determina su masa total seca.
Porción A: Porción de la muestra que queda retenida en el tamiz de diámetro 4.75 mm
Porción B: Porción de la muestra que pasa el tamiz 4.75 mm. Esta porción incluye partículas finas.
La porción A, después de lavarla en el tamiz #4, para eliminar las part ículas de arena y las más finas
La porción B, después de lavarla en el tamiz #200 para eliminar las partículas finas
Algunas mallas utilizadas en el proceso de tamizado
21
Tamizado del suelo en una serie de mallas
Determinación mallas
del
peso
retenido
en
una
de
las
De esta manera se tiene ya elaborado la muestra a analizar para lo cual el material tendrá que estar bien concentrado de donde se saque la muestra
22
CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE UN ANÁLISIS DE MALLA TYLER
Sistema o SERIE
Mesh Nº 100
Nº de Malla
Opening: 0.149mm
Tamaño de la Abertura
Indica el número de aberturas equidistantes que existen por pulgada lineal. La malla o tamiz Nºpor100 tienelineal 100o aberturas pulgada 10000 aberturas cuadradas por pulgada cuadrada.
PRODUCTO DEL TAMIZADO a) Análisis con una sola malla:
Mesh 200 Abertura: 0.074 mm.
Malla ciega
El producto que no pasa por la malla se denomina: Mas malla 200 (+200)
El producto que pasa por la malla se denomina: Menos malla 200 (-200)
b) Análisis con 2 o mas mallas: Mesh Nº 65
Producto retenido en la malla 65
+65
Mesh Nº 100
Producto pasante de la malla 65 y retenido en la malla100
+100 23
Mesh Nº 200
Malla ciega
Preacto pasante de la malla 100 y retenido en la malla 200
+200 -200
Producto pasante de la malla 200.
¿QUÉ MALLAS DEBO EMPLEAR?
Para
muestras
de
Molienda-Clasificación,
Chancado
y
Flotación se debe emplear básicamente las mallas, Tyler o sus equivalentes, dependiendo de la procedencia de la muestra.
SERIE “C” SERIE “A”
SERIE “B”
Mallas:
Mallas:
Mallas:
1” ¾” ½” ¼” 10
10 14 20 28 35 48
65 100 150 200 270 400 635
Muestra: Productos de chancado
→ Mallas de la serie “A”
24
Muestra: Productos de molienda → Mallas de las series “B” + Serie “C” Muestra: Productos de flotación → Mallas de la serie “C”
Respecto a los tamices de la serie “C”, de no disponer de las mallas 635 y 400 se puede cerrar la serie con la malla 325, de no ser así queda como alternativa cerrar la serie con el tamiz 200.
ultima
Por otra parte, las series de mallas indicadas pueden ser incrementadas o reducidas de acuerdo al criterio del
metalurgista,
al
objeto
del
análisis,
granulometría de la muestra y a la disponibilidad de las mallas.
Debido a la granulometría bastante gruesa que se maneja en la sección chancado, se utilizan generalmente las mallas cuyas aberturas son: En este caso se realiza el análisis con 5 a 100 Kg. de muestra.
12” 11” 10” 9” 8” 7” 6” 5” 4” 3”
2 1 ¾” ½” ¼” malla10.
25
PRACTICA Nº 2 DE UNA MUESTRA DE 500 GRAMOS:
TAMAÑO DE PARTICULA MALLAS MICRONES 25 710 50 300 100 150 140 106 200 75 -200 -75 TOTAL
PESO gr. 345.4 60.2 34.3 15.7 14.4 30.5 500.5
%Parcial Retenido %Pr 69.01 12.03 6.85 3.14 2.88 6.09 100.00
% Acumulado Retenido%Ac(+) Pasante%Ac(-) 69.01 30.99 81.04 18.96 87.89 12.11 91.03 8.97 93.91 6.09 100.00 0.00
26
GRAFICO DE GAUDIN SC HU HMANN 40 e t n 30 a s a P 20 o v ti la u m10 u c A %0
10
100
1000
Tamaño de Particula: Micrones
CONCLUSIONES
Es
posible
concluir
que
la
energía
es
más
eficientemente empleada en las etapas de trituración respecto
a
la
subsiguiente
etapa
de
molienda.
La eficiencia del empleo de energía en los circuitos de chancado y su comparación respecto a la etapa de molienda
demuestra
condiciones
la
operativas
y/o
necesidad modificar
de el
reajustar diseño
de
instalación, en las que la utilización efectiva de energía resulte inferior respecto a la correspondiente etapa
de
molienda.
27
Un rubro significativo en los costos de reducción de conminución es el correspondiente al consumo de acero en medios de molienda y blindajes como consecuencia directa de la energía aplicada en la molienda, y que es
a
su
vez
directa
consecuencia
de
la
calidad
granulométrica del mineral que entrega la etapa de chancado.
Es preferible conocer la dureza del material a tratar con la finalidad de reducir el consumo de energia durante la operación de chancado.
En la sección molienda liberado
del
material
el mineral se encuentra mas estéril
y
presenta
una
granulometría homogénea.
Un mineral es mas fácil flotar cuando prese nta una granulometría fina.
BIBLIOGRAFÍA 28
BOND F. C.
“The Third Theory of Comminution”
Ing. BUENO BULLON
“Flotación de minerales
poli
metálicos” “CETEMIN”
JOHN BARROILHET, VICTOR CARRION – “II Simposium sobre molienda” ARMCO CHILE
p. 15
J. TOVAR P. Seminario Taller De Concentradoras “Chancado”.
APENDICE
29
30
