IPCHILE SEDE LA SERENA 2015
CHANCADO DE MINERALES Docente: Karol Vega Saavedra.
1. Concepto de molienda.
La molienda es la última etapa del proceso de conminación, en esta esta etapa etapa las partículas se reducen de tamaño por una combinación de impacto y abrasión ya sea en seco o como una suspensión en agua pulpa.
El propósito de la operación operación de molienda es es ejercer un control control estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón, frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una bu una buena ena recupe recuperraci ación ón de la especie especie útil.
Consume cantidades cantidades extremadament extremadamente e elevadas elevadas de energía energía eléctrica. eléctrica.
Resulta de los choques y de los impactos de los cuerpos moledores ( bolas o barras ) sobre las partículas de mineral, al igual que el roce y la abrasión entre ellos.
La abrasión abrasión es preponderante cuando las partículas vienen finas.
En los chancadores, los cuerpos moledores son integrantes de la máquina
( muelas, conos, martillos, etc. ). En la molienda, la fragmentación es obtenida por cuerpos moledores libres
de la máquina ( bolas, barras, guijarros, etc. ).
En el procesamiento de minerales, el interés básico está dado en: 1)
Molienda justa y suficiente para liberar las partículas útiles a concentrar.
2)
Incrementar el área superficial por unidad de masa, de tal forma de acelerar algunos procesos físico-químicos.
El costo de molienda es elevado, luego, cualquier exceso de fineza ( sobremolienda ) produce pérdidas económicas y, si esta fuera excesiva, podría afectar la recuperación global del proceso.
2. Concepto de pulpa. En nuestro caso, será el mineral molido más agua, que está dentro del molino SAG o en los molinos de bolas. Tenemos entonces que:
Masa de pulpa = masa de sólido + masa de líquido Volumen de pulpa = Volumen de sólido + Volumen de líquido Luego densidad de pulpa = Masa de pulpa/ Volumen de pulpa
Un ejercicio sencillo para determinar la densidad de pulpa masa del mineral (ms)= 200 gr masa del agua (ml) = 500 gr
volumen de mineral (vs) = 75 cc volumen de agua (vl) = 500 cc
mp = ms + ml mp = 200 + 500 = 700gr
vp = vs + vl vp = 75 + 500 = 575 cc
luego, dp = mp/vp dp = 700 gr/575cc = 1.22 gr/cc
Tonelaje seco = ms = 160 ts/h Porcentaje de sólidos = %s = 75% Densidad del sólido = ds = 2,7 t/m3 Determinar: a) Masa de pulpa horaria:
mp = ms*100/%s mp = 160*100/75 = 213,33 t/h
b) Masa de agua horaria:
ml = mp – ms ml = 213,33 – 160 = 53,33 t/h
c) Volumen de pulpa:
vp = vs + vl = ms/ds + ml vp = 160/2,7 + 53,33 = 112,59 m3/h
d) %vs = vs*100/vp %vs = 59,26*100/112,59 = 52,63% e) %vl = vl*100/vp %vl = 53,33*100/112,59 = 47,37% f) dp = mp/vp dp = 213,33/112,59 = 1,895 t/m3
3. Tipos de molienda. MOLIENDA CONVENCIONAL Se realiza en dos etapas, utilizando molino de barras y molino de bolas,
respectivamente. Aunque en las plantas modernas sólo se utiliza el segundo. En ambos molinos, el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda
homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda, es llevada a la etapa siguiente que es la
flotación.
Molienda gruesa: producto 3 a 2 mm, hasta 0.5 mm Molienda media : producto 0.5 mm, hasta 0.1 mm Molienda fina
: producto inferior a 0.1 mm
Los molinos primarios utilizan como medio de molienda barras de acero y se denominan "MOLINOS DE BARRAS".
La molienda secundaria y terciaria utiliza bolas de acero como medio de molienda y se denominan "MOLINOS DE BOLAS".
Las razones de reducción son más altas en molinos que en chancadoras. En efecto, en los molinos primarios son del orden de 5:1; mientras que en molinos secundarios y terciarios aumenta a valores de hasta 30:1.
4. Medios de molienda. Molienda en seco: • • •
Genera granos más finos. Produce un menor desgaste de los revestimientos y medios de molienda. Adecuada cuando no se quiere alterar el mineral (ejemplo: sal).
Molienda en húmedo: Generalmente, se muele en húmedo, debido a que: • • •
Tiene menor consumo de energía por tonelada de mineral tratado. Logra una mejor capacidad del equipo. Elimina el problema del polvo y del ruido.
Molienda en húmedo: •
•
Hace posible el uso de hidrociclones, espirales, harneros para clasificar por tamaño y lograr un adecuado control del proceso. Hace posible el uso de técnicas simples de manejo y transporte de la corriente de interés en equipos como bombas, tuberías, canaletas, etc.
5. Tipos de molinos: molino de barras Casco cilíndrico cuya longitud fluctúa entre 1 a 3 veces su diámetro. Se utiliza, por lo general, cuando se desea un producto grueso con muy poco de lama (impurezas). Cargar, inicialmente, un molino con barras de diámetros seleccionados: 1 ½" a 4" (3.8 a 10.2 cm.) de diámetro.
Para el rango de molienda más gruesa ( P 8 0 > 2 m m ) se emplean normalmente molinos de barras con sistema de descarga periférica central , los cuales descargan por el centro de la carcaza.
Ejemplo: Codelco División Chuquicamata: cuatro molinos de barras de 8’ x 26’ y 5000 HP c/u.
Sistema de descarga periférica central
La molienda seca en molinos de barras no es aconsejable. Sin embargo, si
es necesario se emplean molinos de barras con sistema de descarga periférica por el extremo final.
Normalmente se usan en aplicaciones industriales de molienda húmeda. Para los rangos de aplicación de molienda más fina ( P80 entre 2 y 0.5 mm ), se acostumbra usar los molinos de barras con sistema de descarga por rebalse.
La alimentación que procesan es de un A80%: -20 mm a -4 mm. El producto que entregan es de un P80%:
-2 mm a -0.5 mm.
Trabajan en húmedo con pulpas entre:
60% y 80% de sólidos.
Largo de las barras: longitud del molino menos 6" a cada lado.
Las barras, generalmente, son de acero al carbono y su desgaste es alrededor de cinco veces mayor al de los revestimientos, en las mismas condiciones de trabajo.
Razón Li/ɸi: 1.4 - 1.6 es lo más recomendable Si Li/ɸi
es menor a 1.25, entonces aumenta la posibilidad que las barras se enreden.
Si Li/ɸi es mayor a 1.6, entonces las barras se deforman. Barras mayores a 6" tienden a doblarse. Nivel de llenado: 35% - 45%. Diámetros: 1” a 6” (2.5 – 15 cm).
5. Tipos de molinos: molino de bolas Se emplean, generalmente, en todas aquellas aplicaciones industriales en que se necesita obtener un producto de:
Granulometría intermedia: ( P80 entre 0.5 mm y 75 micrones ( 0.075 mm ))
Granulometría fina: ( P80 < 75 micrones )
El molino de bolas, análogamente al de barras, está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior tiene bolas libres. El cuerpo gira merced al accionamiento de un motor, el cual mueve un piñón que engrana con una corona que tiene el cuerpo cilíndrico.
Las bolas se mueven haciendo el efecto “de cascada” rompiendo el material que se encuentra en la cámara de molienda mediante fricción y percusión. El material a moler ingresa por un extremo y sale por el opuesto. Los sistemas de descarga más usados son descarga por rebalse y descarga por parrilla o diafragma. Los molinos de descarga por rebalse comprendidas entre 75 y 18.000 HP.
pueden desarrollar potencias
Molino de bolas minera Teck: descarga por rebalse
Molino de bolas Hardinge Enami Copiapó: descarga por rebalse (12,5’*18’)
Molinos de bolas descarga por rebalse
Molinos de bolas descarga por rebalse
Molino de bolas Marcy de 9’ x 9’ con sistema de descarga por parrilla
La alimentación que procesan es A80%: -5 mm a -2 mm. El producto que entregan es P80%:
-0.5 mm a -75 μ.
Trabajan en húmedo con pulpas entre:
65% y 80% de sólidos.
Minera Candelaria, posee dos molinos de bolas de 20’ x 29’ y 7.000 HP. Minera Escondida, posee tres molinos de bolas de 25’ x 40’ y 18.000 HP en su fase IV. Codelco El Teniente, posee dos molinos de bolas de 24’ x 36’ y 15.000 HP.
Tamaño de bolas: 1" - 3" y, en la etapa de remolienda, entre 1" – 2" . Razón Li/ɸi : 1 - 2 (cuando Li/ɸi varía entre 3 - 5, corresponde a
molino de tubo, en ese caso se pueden dividir en varios compartimientos con distintos medios de molienda). Nivel de llenado con bolas: 40% - 45%.
Las bolas se fabrican de acero moldeado, fundido, laminado o forjado, normalmente se emplea acero al manganeso o al cromo.
Las variables de molienda se controlan por: Sonido de las bolas Densidad de la pulpa Amperímetro del motor
El sonido de las bolas nos indica la cantidad de carga dentro del molino. El sonido deberá ser claro. Si las bolas producen un ruido muy sordo u opaco, es por que el molino está sobrecargado por exceso de carga o falta de agua. Si el ruido de las bolas es excesivo, es por que el molino está descargado o vacío, por falta de carga o mucha agua.
El grado de densidad en la salida del molino, debe ser tal que la pulpa sea espesa y avance por su muñón de descarga con facilidad, sin atorarse. La pulpa no debe ser de densidad muy baja.
Su función es de determinar y medir el consumo de amperios de la intensidad de la corriente que hace el motor eléctrico. Generalmente, el amperímetro del motor eléctrico del molino, debe marcar entre ciertos limites normales en cada planta concentradora.
Bolas para molinos
Interior de un molino de bolas
Desgaste y flujo plástico corona
Desgaste y flujo plástico piñón
Fatiga superficial, abrasión piñón
D
t
iñó
Fatiga superficial, abrasión piñón
D
t
f
t
6. Circuitos de molienda
7. Cálculo de carga circulante
Carga circulante usando densidades de pulpa Análisis del circuito 6.1 Donde ( en ton secas de mineral en 24 horas )
F : tonelaje de mineral fresco alimentando al molino ( ts/d ) M: tonelaje de mineral en la descarga del molino ( alimentación hidrociclón ) O : tonelaje de mineral en el rebalse del hidrociclón S : tonelaje de mineral que retorna al molino m: % acumulativo en cualquier malla en la descarga del molino ( alimentación al hidrociclón ) o: % acumulativo en la misma malla en el rebalse del hidrociclón s: % acumulativo en la misma malla en la descarga del hidrociclón
8. Tipos de molinos: molino SAG La molienda SAG o semiautógena, recibe el mineral directamente del chancador primario ( no del terciario como en la molienda convencional ) con tamaños iguales o menores a 8 pulgadas), el que se mezcla con agua y cal. Este material es reducido gracias a la acción del mismo material mineralizado presente en partículas de variados tamaños (de ahí su nombre de molienda semi autógena) y por la acción de numerosas bolas de acero, de 5 pulgadas de diámetro.
Nivel de bolas: 10 a 15% de la capacidad total del molino. Nivel de carga: 20 a 28%
La carga del molino SAG está compuesta por mineral nuevo, bolas de molienda de acero, partículas de mayor tamaño de descarga del trommel recicladas del molino SAG y agua. La carga total del molino (bolas de molienda, partículas de mineral, agua y lechada de cal) ocupa alrededor del 27% del volumen interior del molino.
Ejemplo: minera Escondida carga con 19% de bolas y 6% con pulpa.
RAZON JC/JB OPTIMO JC/JB =2.2
JC/JB =2.4
NIVEL DE
NIVEL DE
NIVEL DE
NIVEL DE
BOLAS
CARGA
BOLAS
CARGA
10 11 12 13
22.0 24.2 26.4 28.6
10 11 12 13
24.0 26.4 28.8 31.2
Interior molino SAG
Dados el tamaño y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en caída libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y molienda más efectivo y con menor consumo de energía por lo que, al utilizar este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario ni terciario.
Los molinos SAG pueden alcanzar una relación de reducción (RR) dado por un tamaño inicial de 25 cm de alimentación al molino, hasta un tamaño final de salida del molino de 0.1 mm, de RR=2500/1.
Molino SAG
La mayor parte del material molido en el SAG va directamente a la etapa siguiente, la flotación, es decir, tiene la granulometría requerida bajo los 180 micrones ( P80 = 0,18 mm, la que permite finalmente la liberación de la mayor parte de los minerales de cobre en forma de partículas individuales ), y una pequeña proporción debe ser enviado a un molino de bolas.
El molino SAG y los molinos de bolas están diseñados como un sistemas de molienda en circuito cerrado. Las partículas de mineral no pueden salir de un molino SAG hasta que su tamaño no se ha reducido lo suficiente como para permitirles pasar por la malla de un trommel corto conectado al final del molino y por un harnero vibratorio.
Para los molinos de bolas, esto significa que las partículas de mineral no pueden dejar un circuito de molino de bolas hasta que el tamaño de la partícula ha sido reducido lo suficiente como para permitirle pasar por el rebose (overflow) de un sistema de clasificación por hidrociclón. El mineral chancado, es descargado al molino SAG mediante la correa de alimentación del molino SAG. Junto con el mineral se agrega un colector primario y una lechada de cal al chute de alimentación. El mineral se muele dentro del Molino SAG hasta que se descarga dentro del trommel a través de parrillas.
El sobre tamaño (oversize) del harnero del molino SAG es enviado a un circuito de chancado de pebbles por dos correas que transportan el material a un silo de almacenamiento de dos secciones. Una correa electromagnética es usada para remover el metal desde la correa de pebbles. Un detector de metal está ubicado al final de la descarga de la correa transportadora que alimenta al Silo. Un chancador de cono de cabeza corta, se usa para chancar los pebbles a un tamaño aceptable antes que el material chancado sea enviado de vuelta al molino SAG. Los pebbles pueden también bypasear el chancado y regresar a la alimentación del SAG.
El sobretamaño del trommel, cae a un harnero vibratorio para una separación posterior de partículas. El sobretamaño del harnero vibratorio es enviado al circuito de pebbles, mientras que el bajo tamaño se va a un tacho o cuba receptora de pulpas.
Harnero vibatorio
Planta de Pebbles
El proceso de molienda comienza cuando el mineral chancado, que está en el acopio, es enviado al molino SAG. Existen n chutes de descarga bajo el acopio de mineral, cada uno de ellos descargando a un alimentador que alimenta a una correa transportadora general, la que transporta el mineral, al molino SAG.
En la descarga de los alimentadores, hay un sistema de eliminación de polvo de neblina (ó de aglomeración) que utiliza rociadores de agua, atomizados por aire, del tipo nebulizadores. Una neblina usa poco volumen de agua y abarca una superficie grande. Este sistema de eliminación de polvo por aglomeración produce una neblina fina de gotas de agua que atrapa y elimina el polvo.
Numerosos pullcord están ubicadas a lo largo de la correa. Los dispositivos de seguridad instalados para la protección de la correa incluyen sensores de desalineamiento (desplazamiento lateral), sensores de corte en la correa, y detectores de velocidad cero. Otros instrumentos de seguridad tal como switches de nivel alto que detienen la correa si el chute de alimentación del molino SAG está tapado, están considerados como enclavamientos de equipos en condiciones de proceso específicas.
En su trayectoria hacia el Molino SAG, el mineral chancado pasa sobre un pesómetro instalado en la correa de alimentación del molino SAG. El Pesómetro, es importante no sólo por el fin de los balances metalúrgicos, sino que también porque controla el tonelaje de alimentación hacia los molinos. La señal del tonelaje de pesaje de este pesómetro, es usada por el controlador de peso, para determinar la velocidad de los feeders de alimentación del stockpile.
Hasta los años 80 los molinos SAG, eran entre 32 a 36’ de diámetro. En la actualidad llegan a 42’. Un molino SAG con 2 ó 3 molinos de bolas puede sustituir de 30 a 40 molinos pequeños. Las potencias han llegado hasta los 26000 HP.
Las bolas de molienda son periódicamente agregadas sobre el material en la correa de alimentación del molino SAG por el alimentador de bolas. El mineral y las bolas de molienda se descargan en el chute de alimentación del molino SAG, donde además se agrega agua de proceso, lechada de cal, y colector primario.
El flujo de descarga del molino SAG se junta con la descarga de dos o tres molinos de bolas. Los tres flujos juntos se diluyen con agua y luego son bombeados a la batería de hidrociclones. El overflow de los hidrociclones (rebose), pasa a través de un sistema
de muestreo en su camino hacia el cajón distribuidor de alimentación a la flotación. La descarga (underflow) de los hidrociclones cae dentro del molino de
bolas.
Dos o tres molinos de bolas son usados, en circuito cerrado, para moler la descarga de loshidrociclones. A la descarga de los hidrociclones, se le agrega lechada de cal para control de pH. La pulpa de rebose de los hidrociclones es muestreada y analizada antes de ser enviada al circuito de flotación.
Un análisis en línea del rebose (overflow) de los hidrociclones se efectúa antes de que alimente al circuito de flotación. Además, muestras metalúrgicas son recogidas automáticamente en el flujo de pulpa. El analizador en línea es de tipo rayos X, que mide automáticamente el contenido de cobre, hierro y el porcentaje de sólidos en el flujo, y despliega el resultado en forma continua en la sala de control. Además, del analizador en línea instalado en la canaleta del overflow que lleva los flujos unidos de las 2 ó 3 baterías de hidrociclones ( cada batería tiene un analizador independiente indicador de tamaño de partícula (PSI), que indica el porcentaje de malla +65 y de malla +100 ).
Diagrama de Flujo Minera Los Pelambres Chancado Primario
Acopio Planta Cap.560000 Ton 80000 Ton vivas
2 Bomba GEHO 120 Kms de Tubería de 7”
A Punta Chungo
Concentraducto
10 Celdas Columnas 4m x 14m
2 Chancadores 4 ¼ pies
Concentrado Cobre
Concentrado Molibdenita
Planta Molibdeno
2 Molino SAG 36`x17` 17000HP
3 Espesadores Cu – Mo 140`.
12 Celdas Scavenger Wemco, 4500 pies3.
4 Bat. Ciclones Krebs D-26 ,15 un. por batería
36 Celdas Rougher Wemco, 4500 pies3.
21 Ciclones Krebs D-20
4 Molino Bolas 21`x33` 9500HP
2 Vertimill 1000 HP
Tranque Quillayes Cap. 250 millones Ton 2 Espesadores Relaves Eimco 420`.
4
1
MURO
Arreglo típico para parrillas de descarga
Coraza de cilindro
Revestimiento de molino Vulco típico con levantadores
Levantador con insertos metálicos
Parrilla de descarga con arreglo de diferentes aberturas
9. Mecanismos de la molienda • Efectos de la densidad de pulpa en el molino
En un proceso de molienda húmeda existe, evidentemente, una densidad de pulpa o mejor dicho, un pequeño rango de densidades de pulpa, fuera del cual la eficiencia de molienda disminuye clara y rápidamente. Este es el concepto denominado “ densidad óptima “, por algunos autores y “ densidad crítica “ por otros.
• Efectos de la densidad de pulpa en el molino Cuando se opera con una alta densidad de pulpa o concentración de sólidos, la excesiva viscosidad de la pulpa dificulta la fácil y rápida descarga de la misma desde el molino y, particularmente, el buen escurrimiento hacia los intersticios de la carga moledora.
Muchas veces, no es suficientemente apreciada esta situación, por los operadores de molienda.
La máxima disponibilidad de sólidos, susceptibles de ser molidos en las zonas de molienda activa del molino, se produce cuando los intersticios, entre los elementos moledores ( bolas ), están completamente llenos de pulpa tan densa como sea posible, pero con una adecuada fluidez.
Un excesivo porcentaje de sólidos aumenta el efecto amortiguante de la pulpa en los contactos bola-bola y disminuye el efecto de molienda. Dicho en forma vulgar, esto equivale a colocar colchones de pulpa espesa entre las bolas.
De manera análoga, una dilución exagerada es perjudicial para conseguir un trabajo efectivo de molienda ( sólo sentirá un ruido metálico por falta de carga en el molino ).
Un volumen excesivo de agua agregado al molino:
Disminuye el tiempo de residencia de la pulpa. Aumenta el cortocircuitaje de producto no molido por efecto de la descarga más rápida. Aumenta la segregación de gruesos y finos en el interior del molino.
• Exceso de agua en el molino Un exceso lavará las bolas y cuando se hace funcionar el molino no se obtiene una buena acción de molienda pues el mineral no está pegado a las bolas, haciendo una pulpa demasiado fluida que saca la carga de mineral demasiado rápida, no dando tiempo a moler disminuyendo el tiempo de molienda, dando como resultado: Molienda excesivamente gruesa Consumo exagerado de bolas Aumento de costo de producción y Baja eficiencia de molienda.
• El exceso de agua en la molienda da como resultado: Molienda gruesa Aumento de costo de producción Densidad baja Menor eficiencia del molino Bajo tonelaje del molino Excesivo consumo de bolas y chaquetas o revestimiento Paradas obligadas del molino por pernos flojos, rupturas de pernos,
caída de chaquetas o revestimiento interiores del molino. Costo de molienda altos
• Falta de agua en el molino
La pulpa del mineral avanza lentamente y se hace cada vez más densa, las bolas no muelen, porque el barro de mineral se muele muy espeso alrededor de las bolas, impidiendo buenos golpes por que el barro amortigua todos los golpes.
En estas condiciones de operación las bolas pueden salir junto con la pulpa de mineral.
La falta de agua en un molino ocasiona: Molienda gruesa y mala Paradas obligatorias del molino Densidad elevada Molienda deficiente porque el barro se pega a las bolas amortiguando
los golpes Pérdidas de tonelaje en el molino
La sobrecarga del molino puede ser debida por las causas siguientes:
Falta de agua en un molino Mala regulación del tonelaje Exceso de carga en el molino La densidad muy baja en la descarga del molino puede ser debido a:
Falta de agua en molino Tonelaje elevado en el molino Mala regulación de agua en molino
Las pérdidas de tonelaje en el molino son ocasionadas por:
Paradas innecesarias del molino Mal funcionamiento de las cintas de alimentación Cintas de alimentación descentradas Polines trabados en fajas de alimentación Switchs electrónicos flojos en las fajas de alimentación Deficiente alimentación debido a continuos atoros en los chutes
• Porcentaje de sólidos
Se estima que el máximo porcentaje de sólidos permisibles de molienda de minerales silíceos ( valores muy generales ), se aproxima al 78% u 80% en etapas de molienda primaria en molinos de barras y fluctúa entre 70% y 78% para un proceso de molienda secundaria con molinos de bolas.
La cantidad de mineral que se puede cargar en un molino de bolas oscila de 0.45 toneladas por m3 de capacidad
La ma mayo yorí ría a de lo loss mo moli lino noss SA SAG, G, oper operan an en entr tre e 62 a 66% de sólidos, aunqu au nque e pue puede den n ope operrar ce cerc rcan anos os a lo loss por porce cent ntaj ajes es de sól sólid idos os de lo loss molinos de bolas. Siendo entre 60% entre 60% y 65% para 65% para una molienda secundaria muy fina también con mo mollin inos os de bo bola las, s, com omo o se serí ría a el cas aso o de la pr prác ácti ticca us usua uall de remolienda de concentrados de concentrados de cobre después de una etapa de flotación “ rougher y scaveng scavenger er “.
Ejercicio: Supongamos los siguientes datos de un molino de bolas: Densidad Densi dad re real al de dell mi miner neral al ( ds ) = 3,5 t/m3 t/m3 Den enssid ida ad de la pul ulpa pa ( dp ) = 1,97 1,972 2 t/m /m3 3 ¿ Cuál es el porcentaje de sólidos en la pulpa ?
% s
ds * (dp 1) *100 10 0
dp * (ds 1)
• Velocidad crítica
Es la velocidad del molino en el que la fuerza centrífuga mantiene todo el material apegado a las paredes del molino e impide la acción de catarata requerida por la molienda. El uso de alrededor del 68 al 77% de la velocidad crítica es, generalmente, lo más deseable para molinos de bolas.
• Velocidad crítica
¿ Cuál es la velocidad crítica de un molino SAG de 30’ de diámetro ?
¿ Cuál es la velocidad de rotación del molino si consideramos un 77% de la velocidad crítica ?
Velocidad óptima = 57 – 40*log(Øi)
Øi ( pies ) ( molinos de bolas )
Se puede decir que, a medida que un molino de bolas rota en torno a su eje, se producirá el siguiente fenómeno: A
velocidad baja, solamente un deslizamiento, produciéndose molienda sólo por fricción.
A media velocidad, además de fricción, se produce impacto por
cascada. A velocidad más alta se produce fricción e impacto por catarata.
Efecto cascada y catarata dentro de un molino
10. Indice de trabajo ( Work Index ) ( Wi) El índice de trabajo es un parámetro de conminución, expresa la resistencia de un material a ser triturado y molido. Numéricamente son los kilowatts-hora por tonelada corta requerido para reducir un material desde un tamaño teóricamente infinito a un producto de 80% -100 micrones, lo que equivale aproximadamente a un 67% pasante a la malla 200.
Aplicaciones del Indice de Fred C. Bond:
a)
En simulación: Cuando se tiene que predecir el funcionamiento de un molino a partir de datos obtenidos de otro modo de funcionamiento, teniendo como variable respuesta el Wi, o como parámetro de escalamiento, etc.
b) Como parámetro de diseño: Conociendo el Wi, puede determinarse la potencia del motor que accionará el equipo (molino) y dimensiones del molino.
Valores de k molino de bolas
Molienda húmeda, circuito abierto o cerrado por rebalse k = 350 Molienda húmeda, circuito abierto o cerrado por diafragma k = 330 Molienda seca, circuito abierto o cerrado por diafragma k = 335
Ecuación que permite determinar el diámetro máximo en carga inicial o recarga de un molino de bolas
ɸmáx = (A80/k)0.5 *(Wi*ds/(%Vc*ɸi 0.5))0.34
ɸmáx : diámetro máximo de bolas (pulg) A80: alimentación pasante del 80% (micrones) Wi : índice de trabajo ( kwh/tc) ds : densidad de sólido ( g/cc) %Vc: porcentaje de la velocidad crítica ɸi : diámetro interior del molino (pies)
Ejercicio de aplicación ɸmáx : diámetro máximo de bolas (pulg) A80: 6350 (micrones) Wi : 12 ( kwh/tc) ds : 2,8 ( g/cc) %Vc: 75 ɸi : 9 (pies)
R = (6350/350) 0.5 (12*2,8/(75*90.5))0.34
R = 2,23 pulg = 2,5 pulg
18. Potencia eléctrica
Como se sabe, la potencia del molino, como se mide en muchas plantas, es la POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR, es decir, corresponde a la potencia eléctrica aplicada al motor. Este valor deberá ser convertido en potencia mecánica en el eje del piñón del molino. Lo anterior, puede lograrse aplicando el factor de eficiencia del motor ( pérdidas eléctricas y mecánicas ), para obtener la POTENCIA DE SALIDA DEL MOTOR.
NOTA: cuando el motor está acoplado directamente al eje del piñón, la potencia de salida del motor corresponderá a la potencia medida en el eje del piñón del molino.
Aplicación de factores
NOTA: si se usan reductores de velocidad o cualquier otro elemento accesorio entre el motor y el eje del piñón, entonces se deben considerar todas las eficiencias a cada uno de estos elementos, aplicando los factores correspondientes sobre la potencia de salida del motor, para obtener la potencia mecánica requerida en el eje del piñón del molino. POTENCIA ELECTRICA (HP) = WHPcorregida*100/(%eficiencia del motor) A LA ENTRADA DEL MOTOR
19. Dimensionamiento de molinos de bolas
El Wi que se determinó es para un molino de 8 ’ de diámetro interior, con descarga por rebalse y en circuito cerrado. Si las condiciones de operación estándar establecidas por Bond no se cumplen, se deben aplicar los siguientes factores de corrección: f1: molienda en seco f2: molienda en circuito abierto f3: factor eficiencia por diámetro del molino f4: alimentación demasiado gruesa f5: sobremolienda de finos P80 ≤ 75 micrones f6: baja razón de reducción en el molino
Factor f1: para el mismo rango de trabajo de molienda húmeda, la molienda seca requiere 1,3 veces más de potencia, comparada con la molienda húmeda ( molienda en seco: industria del cemento ). Factor f2:
TAMAÑO DE CONTROL DEL PRODUCTO (REFERENCIA A % PASANTE) 50 60 70 80 90 92 95 98
FACTOR f2 1,035 1,050 1,100 1,200 1,400 1,460 1,570 1,700
Factor f5: cu cuan ando do el ta tama maño ño 80 80% % pas pasan ante te del produ product cto o es me menor nor que 75 micrones, debe aplicarse este factor, correspondiente a sobremolienda de finos (sólo molino bolas).
f5 = (P80 + 10,3)/(1,145*P80) Factor f6: cuando f6: cuando la razón de reducción del material en el molino de bolas es menor a 6, se debe aplicar este factor, lo que se encuentra durante la remolienda de concentrados y relaves.
20. El hidrociclón El hidrociclón es un equipo desprovisto de partes móviles y está compuesto, básicamente, por dos piezas: una cilíndrica y una cónica, cuyo ángulo varía de 10 a 20 grados.
Overflow
Manómetro
Inyector Vortex-finder
Sección cilíndrica
Sección Cónica
Apex
Underflow
El flujo que sale por el “ apex “ se denomina “ underflow “ y el flujo que sale por el “ vortex “ se denomina “ overflow “.
El flujo que sale por el apex, es el material que debe volver a ser clasificado, para lograr su granulometría deseada.
El flujo que sale por el vortex, es el material que ya cumple con la granulometría deseada.
Nihard, es una aleación de Níquel, Cromo, y Hierro martensítico altamente resistente a la abrasión. Se utiliza ampliamente en la fabricación de vortex para hidrociclones de procesamiento de minerales
a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)
Las principales variables ligadas al proceso son: Densidad de los sólidos Porcentaje de sólidos en la alimentación del hidrociclón Presión de alimentación Flujo de alimentación Porcentaje de sólidos en el “ underflow “ Porcentaje de sólidos en el “ overflow “ Flujo de sólidos Distribución granulométrica Cantidad de finos en la pulpa Viscosidad de la pulpa
Se debe vigilar constantemente la descarga del hidrociclón:
Una abertura de “ apex “ de descarga demasiado grande da como resultado la situación ( c ) mostrada en la figura. En ese caso la descarga es del tipo “ paragua “ y presenta una alta dilución. La situación ( b ) de la figura, muestra el tipo de descarga conocido como “ cordel “ o “ soga “ y ocurre porque la abertura del “ apex “ de descarga es demasiado pequeña.
La situación ( a ) muestra el ángulo de descarga de descarga adecuado que adecuado que permite la clasificación del hidrociclón sea eficiente. Bajo condiciones de operación correcta la descarga debe formar un chorro cónico hueco con un ángulo comprendido entre 20 y 30º.
21. Harneado
a)
Conceptos
Industrialmente se define el harneo como un proceso de clasificación por tamaño de un material, en dos o más fracciones, mediante una o más superficies perforadas. Se da el nombre de “ undersize “ o bajo tamaño, a la fracción de material constituida por partículas de dimensiones inferiores a la malla de separación. A la fracción que no pasa la malla del harnero se le da el nombre de “ oversize “ o “ sobre tamaño “.
b) Principios y variables En los harneros vibratorios, el transporte del material depende de la forma de vibración, que puede ser circular, elíptica o lineal. Diversos son los factores que influyen en el comportamiento de las partículas sobre la superficie de tamizado y, consecuentemente, en la eficiencia de harneo, estos factores son:
a) b) c) d) e)
área y forma de la malla tipo de superficie inclinación de la superficie tipo de equipamiento humedad del material
c) Tipos de harneros
Harneros vibratorios: Los harneros vibratorios son los equipamientos de harneado más conocidos y de uso más frecuente en la minería. Son muy empleados en las operaciones de chancado y en la preparación de la mena para los procesos de concentración.
Harneros vibratorios: Los harneros vibratorios pueden ser: inclinados, horizontales, de alta frecuencia ( “ sonic screen “ y “ high speed “ ).
d) Capacidad de harneros La capacidad de harneado depende de diversos factores: granulometría, humedad, forma predominante de las partículas, etc. y el flujo de material, el tipo de equipamiento y de superficie más adecuada y el área de harneado necesaria, para una eficiencia dada.
e) Concepto de pebbles
El material con tamaño superior a 1/2” (Pebbles), que descarga del harnero que está después del molino SAG, debe ser conducido hacia la etapa de chancado de Pebbles. Los chancadores de pebbles, son generalmente, de cono de cabeza corta. El material descargado de éstos, vuelve al molino SAG.
