Trituración-Clasificación en el Procesamiento de Minerales
Colegio de Ingenieros del Perú Capitulo Ingenieros Metalurgistas Ing. José Arango Ortiz
Temario Parte II - Clasificación 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Control de Tamaño El control de Tamaño como un Deber Métodos de Control de Tamaño Zarandas Zarandeo por estratificación Zarandeo por Caída Libre Tipos de Zaranda Capacidades de Zarandas Selección de medios de zarandeo Tamaño de Partículas
Temario Parte II - Clasificación 11. 12. 13. 14.
Factores que afectan al zarandeo Medidas del rendimiento de una zaranda Calculo y diseño de superficies de zarandeo Elementos de control de zarandas.
Control de Tamaño- Introducción
Con el control de tamaño entendemos el proceso de separación de sólidos de un mineral en dos o mas productos en base a los tamaños requeridos, esta puede ser en seco o en húmedo. Como lo mencionáramos anteriormente ninguna Chancadora o Molino puede ser preciso en el trabajo de reducción de tamaño y una buena porción de fracciones pueden perderse Mediante el uso optimo del control de tamaño el resultado puede mejorarse, con respecto a Capacidad y Tamaño de partícula.
El Control de tamaño como una Obligación
Evitar el bajo tamaño en la alimentación de la próxima fase de la reducción (Scalping) CT RT
Evitar al sobre tamaño pasar a la próxima reducción de tamaño o etapa de operación CT RT CT
OP
El Control de tamaño como una Obligación
Preparar un producto clasificado según tamaño (producto clasificado por tamaño)
RT CT
Métodos de Control de tamaño
En las practicas de procesamiento de minerales tenemos dos métodos dinámicos de procesos de control de tamaño Zarandeo: Usa patrones geométricos para control
Barras
Cuadrado
Alambre
Rectangular
Círculos
Rectangular
Métodos de Control de tamaño
Clasificación : usan el movimiento circular de las partículas para control de tamaño
Zarandas La perfomance de las zarandas tiene tres parámetros importantes: Movimiento, inclinación y medios de zarandeo.
Zarandeo por Estratificación Por construcción el material forma una cama encima del piso de la Zaranda, el material puede estratificarse cuando el movimiento de la zaranda reduce la fricción interna en el material. Esto significa que las Partículas finas pueden pasar entre las mas grandes produciendo una forma de Separación.
Zarandeo por caída libre Su usamos doble inclinación propiciamos estratificación (desde 10° a 15° hasta 20° a 30°) generamos una caída libre, esto quiere decir que no hay capas que se forman encima de la zaranda. Las partículas pueden ser clasificadas directamente por los medios de zarandeo, llevando a una alta capacidad o una instalacion mas compacta El optimo uso es cuando hay gran cantidad de finos
Principios básicos de zarandeo
La posibilidad de separación de una partícula, es función, entre otros, de su tamaño con respecto a la abertura de la malla; cuanto mayor sea la diferencia de tamaño entre ambos, la partícula pasará o será rechazada mas fácilmente.
Las partículas que poseen un tamaño 1.5 veces mayor a la abertura de la malla, serán rechazadas fácilmente.
Las partículas con tamaño menor a 0.5 veces la abertura de la malla pasarán fácilmente.
Cama de Clasificación
La cama de clasificación es el lecho fluido de material que se desplaza sobre la superficie perforada. En ella podemos distinguir ancho, espesor, velocidad y eventualmente segregación así como sectorización del material alimentado.
Los espesores de cama son muy importantes en la clasificación, estas van usualmente desde espesores de 2.5 veces la abertura de malla hasta espesores de 4 veces la abertura de malla. Estos rangos están determinados por el peso específico del material así como el efecto de rebote de las partículas sobre la superficie de clasificación.
Tipos de Zaranda Existen muchos tipos de zarandas, pero se pueden reducir a los cuatro tipos mostrados abajo. aprox. el 80% usado a nivel mundial son de inclinación simple, y de zarandeo por estratificación. Otros tipos de doble, triple o inclinación múltiple dónde se zarandea por estratificación y por caída libre o combinándolas para diferentes aplicaciones. Simple Inclinación Zarandeo estratificación Movimiento circular 15º Movimiento lineal 0º-5º Aun líder en zarandeo selectivo Doble Inclinación De caída libre Compacta–Alta capac. Pero baja selectividad Típica en circuitos de zarandeo.
Triple inclinación Combina capacidad y selectividad. Típica para zarandeo controlado. Inclinación Múltiple Banana Screen. Efectivas zarandeo en camas delgadas Popular en Carbón Y Minería Metálica
Tipos de Zaranda Zarandas Ondulantes Tipo Flip-Flow
Capacidad de Zarandas El tamaño de las zarandas para clasificación, es una especialidad del proceso y debe ser hecho por un especialista, para tener una idea sobre capacidades podemos usar la tabla mostrada. Ella se refiere a zarandeo por estratificación usando mallas de alambre como medios de clasificación. Alimentación a través del piso de la Zaranda t/h Separación 3x1.3m 4.2x1.8 m 4.8x2.1m 6.0x2.4m 7.6 m2 10.0 m2 14.4 m2 mm 5.4m2 2 5 8 12 16 25 32 50 90
20 50 75 100 125 175 200 270 370
30 70 105 145 180 250 290 370 460
45 95 140 200 230 300 350 430 550
65 135 180 230 270 350 400 500 640
Ejemplo: Zaranda de simple deck Tamaño alimentación: 50%-2mm Capacidad : 90 t/h Corte : 2mm
Selección: 2 zarandas de un piso de 10 m2
Capacidad de Zaranda FORMULA PARA DETERMINAR EL TAMAÑO DE UNA ZARANDA VIBRATORIA La formula mas aceptada para el cálculo de la dimensión de una zaranda vibratoria, es la que proviene de la asociación de fabricantes de estos equipos. Área requerida en p2 = Ar Ar =
________________U________________ A x B x C x D x E x F x G x HxJ
Capacidad de Zaranda U : Es la cantidad, o toneladas cortas por hora de material en la alimentación que es menor a la abertura de corte. A : Valor predeterminado de material en toneladas cortas por hora, que atraviesan un pie cuadrado de malla, cuando la alimentación al deck contiene 25% de sobre tamaño ( factor B) y 40 % de partículas menores a la mitad del corte (factor C ). B : Porcentaje actual de material en la alimentación que es mayor que la abertura seleccionada. C : Porcentaje actual de material en la alimentación que tiene un tamaño menor a la mitad de la abertura seleccionada. D : Este factor se aplica a máquina de mas de un deck y es un factor de corrección que toma en cuenta la pérdida de tiempo al pasar de un deck a otro. Este factor corresponde a un porcentaje del piso superior E : Se aplica en el caso de tamizados con suministro de agua. F : Corresponde al peso específico de material que se está clasificando. G : Es el factor que se emplea cuando el área libre del tamiz seleccionado difiere del señalado en la señalada en el factor A. H : Se aplica cuando se emplean mallas de abertura rectangular. J : Se aplica cuando la eficiencia de clasificación es menor a 95%
Medios de Zarandeo
Clasificar esta definido por el hecho de separar partículas de diferente tamaño y generalmente lo hacemos a través de superficies perforadas por la que el mineral pasa o es rechazado. Estas superficies son denominados tamices o mallas de clasificación. Estos pueden ser agrupados de distinta forma ya sea por el material con lo que se fabrican, por su forma, por su forma de fijación, etc, etc. Por el material del cual están hechos:
Tamices de acero Tamices de acero – Poliuretano Tamices de goma Tamices de poliuretano
Medios de Zarandeo Mallas de Acero Son tejidos metálicos que se fabrican con diversas aberturas así como con diferente tipo y espesor de alambre, en este tipo de fabricación el principal parámetro es la determinación de área libre. Mallas de Acero con Poliuretano Son tejidos metálicos asociados con poliuretano que permiten a los alambres oscilar libremente, multiplicando la frecuencia de vibración de la zaranda logrando un importante efecto de auto limpieza con gran eficiencia. Mallas de Caucho Son superficies perforadas o vaciadas, fabricadas con compuestos de goma que ofrecen mayor resistencia que los tamices de acero.
Medios de Zarandeo Mallas de Poliuretano Son superficies de poliuretano perforadas las cuales pueden fabricarse de diferente dureza, forma, tipo de fabricación y en una variable cantidad de diseños, dependiendo del objetivo a lograr.
Selección de medios de zarandeo La selección de un tipo de zaranda es importante, igualmente de importante es la selección de los medios de zarandeo. Esto no sólo se refiere a una abertura correcta relacionada al " tamaño de corte", sino también a la operación misma de estas zarandas.
Selección de medios de zarandeo
Caucho o Poliuretano? Tamaño Alim. Selección
Causa
> 35 mm-seco
Absorbe impacto
Caucho 60 sh
Resbaloso-resiste abrasión <0-50 mm Húmedo Poliuretano Muy bueno resbaloso Muy resistente abrasión < 40 mm húmedo Caucho/poliuretano Muy flexible previene 40 sh- suave obturación El uso del caucho en aplicaciones de material con petróleo o aceite, en medios ácidos y aplicaciones con alta temperatura no es bueno, preferible usar poliuretano o alambre.
Selección de medios de zarandeo Que espesor??? Hay una regla General para determinar espesor mínimo:
Máximo Tamaño de Alimentación 4
= Espesor del Panel
Que pasa si vamos a.....???? Delgado
Grueso
+ Capacidad + Precisión - Tiempo de vida + Tendencia a - pegado o bloqueado +
El espesor no debería exceder al tamaño del producto
Selección de Medios de Zarandeo • Que tipo de Panel? Tapas de tensión con ganchos diseño del piso arqueado con rieles de tensionamiento Paneles de alambre, Ofrecen gran área Abierta, son fácilmente Disponibles.
Paneles auto soportables para zaranda con diseño de marco abierto para aplicaciones duras.
Paneles ajustados con pernos (bolt down), pre-tensionados para fácil instalación y garantizar buena perfomance de zarandeo
El sistema modular proporciona flexibilidad en material de desgaste/ pueden haber combinación de huecos
Selección medios de Zarandeo
Que tamaño de hueco? Regla General para mallas De alambre: Tamaño del producto + 5 a 10%
Regla general para Paneles de Poliuretano : Tamaño + 15 a 20% Regla General para Paneles de Caucho: Tamaño + 25 a 30%
Selección medios de Zarandeo Que tipo de Hueco? Para trabajo estándar Para mejorar tiempo de Vida, Zarandeo grueso Para incrementar capacidad Para mejorar precisión y desaguar
Tamaño de Partícula- Número de Malla o Micrón? Malla
Micron
Malla
Micron
Malla
Micron
2.1/2 3 3.1/2 4 5 6 7 8 9 10 12
8000 6700 5600 4750 4000 3350 2800 2360 2000 1700 1400
14 16 20 24 28 32 35 42 48 60 65
1180 1000 850 710 600 500 425 355 300 250 212
80 100 115 150 170 200 250 270 325 400 500
180 150 125 106 90 75 63 53 45 38 25
1 2 3
# MALLA = NUMERO DE ALAMBRES POR PULGADA O EL NÚMERO DE ABERTURAS CUADRADAS POR PULGADA
4 5
4000 Micrones 1”
Factores que afectan a la clasificación
La correcta alimentación al equipo Volumen de alimentación Análisis granulométrico del producto alimentado, partículas mayores al corte y al 50% de corte Humedad del material alimentado Peso especifico del material Velocidad del desplazamiento del material Piso de trabajo o medios de zarandeo Área libre de la superficie perforada Forma de la superficie perforada Forma del piso de clasificación Eficiencia requerida
Eficiencia de Clasificación La eficiencia de un equipo de clasificación; es un valor determinante en la capacidad del mismo. Esta dependerá de un numero importante de factores; en la actualidad es aceptado que eficiencias de equipo por encima del 90% se consideran convenientes. Es necesario puntualizar que en algunos sistemas de clasificación, eficiencias del orden del 80 % pueden ser consideradas como ideales; debido a las condiciones del producto que se clasifica. No hay que olvidarse que el material a ser clasificado está solo algunos segundos en el deck; a diferencia de la clasificación a nivel de laboratorio en la que puede estar varios minutos.
Efic. % = 100 -
% del material de un corte en producto X % del material de un corte en alimentación
100
Área Libre de Zarandeo
Se define Como la relación porcentual entre la suma de todas las perforaciones de la malla, referidas al area total de la misma, esta es el area libre efectiva.
La apertura actual comparada con la superficie de la apertura considerando la mitad del espesor entre agujeros, se llama area libre relativa.
Fuerzas que actúan en el Zarandeo Las fuerzas que crean la estratificación en el material que esta clasificándose, en el caso de las máquinas de accionamiento circular, son los mecanismos de des-balance, los mismos que transmiten energía al material tratado. A estas fuerzas se les llaman “Fuerzas G” (aceleración de la gravedad). En una máquina de movimiento circular y lineal, las fuerzas G, de conformidad al cálculo de resistencia del equipo efectuado por el fabricante, podrían llegar hasta valores tan altos como 4.4. Valores mayores podrían llevar a que partes o el equipo en general tenga importante deterioro o su eventual destrucción.
Fuerzas “G” La magnitud de las “ Fuerzas G” es función de la amplitud de oscilación y de las revoluciones del equipo, medidas en el eje. Usualmente para la clasificación de partículas mayores se emplea una amplitud mayor con menos revoluciones. Para la clasificación de partículas menores se emplea una amplitud menor con mayores revoluciones. FUERZA G =
RPM 30
2
x RADIO DE CARRERA mm. 1000
Zarandas de Movimiento Circular Así se denominan a las zarandas que en su oscilación describen una elipse. Método de medición: Se usa esta zona : Usted vera círculos imperfectos en torno a Cada Circulo mostrado, donde vea el circulo mas perfecto, esta será la medida de la amplitud Expresada en milímetros RECOMENDABLE: MEDIR LAS CUATRO ESQUINAS
Zarandas de movimiento lineal Así se denominan a las zarandas que en su oscilación describen una línea. Zarandas Método de medición: Se usa esta zona : Usted moverá el osciloscopio Hasta ver esta flecha Como una línea. Luego observe en que punto Se cruzan estas líneas El punto en que se crucen Este será la medida de la Amplitud, expresada en milímetros RECOMENDABLE: MEDIR LAS CUATRO ESQUINAS
