MINERIA Y METALURGIA
EFECTOS DEL PORCENTAJE DE SOLIDOS EN MOLIENDA
LABORATORIO DE METALURGIA EXTRACTIVA
NOMBRE: Vanessa Espínola
Raúl Gatica Mitchel Beltrán Sebastián Rejas Christopher Ruiz CARRERA: Ingeniería en Minas ASIGNATURA: Laboratorio de Metalurgia extractiva PROFESOR: Angélica Cárcamo FECHA: 07/07/2016
1 Resumen El siguiente en ensayo de laboratorio ti como fin Evaluar el efecto de concentración de sólidos en peso en la etapa de molienda secundaria además de Determinar la concentración de sólidos óptima para un determinado grado de molienda. Existen dos tipos de molienda principalmente seco y húmedo, en el presente ensayo se utilizó molienda húmeda, su procedimiento consistió en chancar 6 kilos de mineral para luego ser enviado al rotap todo el mineral debe quedar bajo malla 10, luego se rolea y se dividen en 6 partes iguales, al primer kilogramo se le realiza un análisis granulométrico completo sin molienda, luego se calcula los kilogramos de bolas a utilizar en el ensayo para ingresar el mineral con los distintos CP y sus respectivos minutos al molino con la cantidad de agua calculada para cada ensayo. Luego de la molienda el material es llevado al filtro de aire el cual eliminaba el exceso de agua a través de la presión, el material resultante del filtrado era llevado alos hornos para conseguir la completa eliminación del agua, se le realiza un análisis granulométrico a 400 GR de cada muestra y se determina su razón de reducción el cual mientras es mayor más eficiente es ya que el tamaño de las partículas que buscamos tiene que ser el óptimo para la etapa de flotación. Al observar las diferentes tablas y resultados se concluye que la molienda ideal para este ensayo seria de CP 65% con 15minutos ya que nos entrega una razón de reducción igual a 7.5. Es importante destaca que la falta de agua en el molino afecta notoriamente ya que podría generar Molienda gruesa, Aumento de costo de producción además de una menor eficiencia del molino entre otros.
2
2 Índice
EFECTOS DEL PORCENTAJE DE SOLIDOS EN MOLIENDA .......................................................
1
LABORATORIO DE METALURGIA EXTRACTIVA.................................................. .......................... 1 1
Resumen .................................................................................................................................... 2
2
Índice ................................................. ...................................................... ................................... 3
3
Objetivos .................................................................................................................................... 5
4
5
6
3.1
Objetivos generales ............................................................................................................ 5
3.2
Objetivos específicos .......................................................................................................... 5
Introducción Teórica .................................................................................................................. 6 4.1
Molino de bolas .................................................................................................................. 6
4.2
Efecto del agua en el molino .............................................................................. ................ 7
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.............................................................................................. 8 5.1
Equipos y materiales....................................................... .................................................... 8
5.2
Procedimiento laboratorio ..................................................... .......................................... 10
Resultados .................................................. ...................................................... ........................ 11 6.1
Análisis Granulométrico de con tiempo de molienda 0 minutos ..................................... 11
6.2
Análisis Granulométrico de con Cp= 60% y 15 [min] ............................... ........................ 12
6.3
Análisis Granulométrico de con Cp= 60% y 25 [min] ............................... ........................ 13
6.4
Análisis Granulométrico de con Cp= 65% y 15 [min] ............................... ........................ 14
6.5
Análisis Granulométrico de con Cp= 70% y 15 [min] ............................... ........................ 15
6.6
Análisis Granulométrico de con Cp= 70% y 25 [min] ............................... ........................ 16
3
7
8
6.7
Comparación de las distintas P80 obtenidas de los diferentes Cp y tiempos de molienda 17
6.8
Razón de reducción para los diferentes Cp y tiempos de molienda. ............................... 18
6.9
Comparación de Pasantes acumulados a diferentes Cp a 15 minutos ............................ 18
6.10
Comparación de Pasantes acumulados a diferentes Cp a 25 minutos......................... 18
6.11
Comparación de Pasantes acumulados a diferentes minutos con Cp= 60% ................ 19
6.12
Comparación de Pasantes acumulados a diferentes minutos con Cp= 70% ................ 19
Discusiones................................................. ...................................................... ........................ 20 7.1
Raúl Gatica ................................................... ..................................................... ................ 20
7.2
Vanessa Espínola .............................................................................................................. 20
7.3
Mitchel Beltrán ................................................................................................................. 20
7.4
Sebastián Rejas ...................................................... .................................................... ....... 20
7.5
Cristopher Ruiz ................................................................................................................. 20
Conclusiones ............................................................................................................................ 22 8.1
Raúl Gatica ................................................... ..................................................... ................ 22
8.2
Vanessa Espínola .............................................................................................................. 22
8.3
Mitchel Beltrán ................................................................................................................. 22
8.4
Sebastián Rejas ...................................................... .................................................... ....... 22
8.5
Cristopher Ruiz ................................................................................................................. 22
4
3 Objetivos 3.1 Objetivos generales
Evaluar el efecto de la concentración de sólidos en peso en la etapa de molienda secundaria de minerales.
Determinar la concentración de sólidos óptima para un determinado grado de molienda
3.2 Objetivos específicos
Determinar el P80 y F80 para cada análisis granulométrico
5
4 Introducción Teórica En los procesos de reducción de tamaño de minerales, el objetivo principal es liberar las especies minerales útiles que se encuentran dispersos en una gran masa, la que generalmente carece de valor comercial. La molienda en particular, genera un material fino como producto, requiere de una gran inversión de capital y es el área de mayor consumo de energía y materiales resistentes a la abrasión. La molienda de minerales es una de las últimas etapas de trituración de material, ésta se puede realizar en seco o en húmedo, dependiendo a que etapa posterior va a alimentar la descarga del molino. La molienda se realiza habitualmente en cilindros rotatorios que utilizan diferentes medios moledores, los que son levantados por la rotación de cilindro, para fracturar las partículas del mineral por medio de la combinación de diferentes mecanismos de fractura, como son el impacto y la abrasión principalmente. Los medios de molienda pueden ser el mismo mineral, molinos autógenos, medios no metálicos naturales o manufacturados, molinos de barras o molinos de bolas. En general el término molino rotatorio incluye molinos de barras, molinos de bolas, molinos de guijarros y molinos autógenos. El molino rotatorio posee una forma cilíndrica o cónica cilíndrica, que rota en torno a un eje horizontal. La velocidad de rotación el tipo de revestimientos, la forma y tamaño de los medios de molienda son seleccionados para proveer las condiciones deseadas de operación para cada aplicación específica de molienda. Según los medios de molienda empleados se conocen los tipos de molienda de:
Barras.
Bolas.
4.1 Molino de bolas La molienda de bolas se considera como etapa de molienda secundaria, la cual puede alimentada con la descarga de la molienda de barras o con la descarga de una chancadora terciaria 6
(producto < 1/4"). Los molinos de bolas no tienen las mismas restricciones de diseño que los molinos de barras, porque no tienen los problemas asociados a las longitudes de los medios de molienda. Es por esta razón que los molinos de bolas pueden tener una mayor variación en la razón entre el largo y el diámetro (L/D) desde 1:1 hasta valores superiores a 2:1. En realidad no existe una regla fija para elegir la razón L/D, depende de:
Circuito usado.
Tipo de mineral.
Tamaño de alimentación.
Requerimientos de molienda, en general.
Los molinos de bolas tienen una carga de bolas que ocupa desde un 35% a un 45% del volumen útil del molino.
4.2 Efecto del agua en el molino Un exceso lavara 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 una molienda excesivamente gruesa, consumo exagerado de bolas aumento de costo de producción y una 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
7
En cambio, la falta de agua en el molino produce que la pulpa del mineral avance lentamente y se hace cada vez más densa, las bolas no muelen, por que el barro 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 por que el barro se pega a las bolas amortiguando los golpes
Perdidas de tonelaje en el molino
5 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 5.1 Equipos y materiales
Molino de bolas de laboratorio.
Filtro de aire
8
Mufla u horno de secado
Ro-Tap y set de tamices Tyler
9
Balanzas digitales
Brochas y espátulas.
Paños Roleadores.
Mineral de granulometría fina (100% bajo 10 mallas Tyler).
5.2 Procedimiento laboratorio 1. Preparar 6 muestras de mineral 100% bajo 10 mallas Tyler de aproximadamente 1000 gramos cada una. 2. Realizar, a una de las muestras, un análisis granulométrico completo (mallas 10 a la 270). 3. Determinar la masa de bolas a emplear considerando un nivel de llenado volumétrico de 38% y una porosidad del lecho en reposo de 0.4. 4. Realizar los siguientes ensayos de molienda:
10
5. Cada producto de molienda deberá ser filtrado, secado y pesado. 6. Obtener una muestra representativa de aproximadamente 400[g] por cada ensayo y realizar un análisis granulométrico completo. 7. Obtener los porcentajes bajo malla 65 y 200 Tyler para cada uno de los ensayos de molienda.
6 Resultados 6.1 Análisis Granulométrico de con tiempo de molienda 0 minutos Malla
Abert.
#
Peso Retenido
Masa del Mineral +
Retenido
Retenido
Pasante
Parcial
Acumulado
Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
35,8
391,5
9,11
9,11
90,89
18
1000
92,7
421,6
23,60
32,71
67,29
20
850
23,5
342,4
5,98
38,70
61,30
40
425
36,6
337,8
9,32
48,01
51,99
50
300
62,5
344,3
15,91
63,93
36,07
70
212
23,4
284,2
5,96
69,88
30,12
100
150
19,7
285,4
5,02
74,90
25,10
140
106
20,4
269
5,19
80,09
19,91
200
75
17,7
256
4,51
84,60
15,40
270
53
14,3
238
3,64
88,24
11,76
325
45
6,5
243,7
1,65
89,89
10,11
39,7
39,7
10,11
100,00
0,00
FONDO
392,8
11
P80 F80
1363 1356
RR
1
P A 100 S 90 A N 80 T 70 E 60 A 50 C 40 U 30 M U 20 L 10 A 0 D 0 O
A.G. tiempo de Molienda 0 minutos
500
1000
1500
2000
ABERTURA DE MALLA (µm)
6.2 Análisis Granulométrico de con Cp= 60% y 15 [min] Malla
Abert.
#
Peso
Masa del Mineral
Retenido
Retenido
Pasante
Retenido
+
Parcial
Acumulado
Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
39,1
394,8
9,93
9,93
90,07
18
1000
65,7
394,6
16,69
26,62
73,38
20
850
28,1
347
7,14
33,76
66,24
40
425
55,9
357,1
14,20
47,96
52,04
50
300
19,9
301,7
5,05
53,01
46,99
70
212
20,6
281,4
5,23
58,24
41,76
100
150
2,1
267,8
0,53
58,78
41,22
140
106
16,3
264,9
4,14
62,92
37,08
200
75
22,2
260,5
5,64
68,55
31,45
270
53
15,2
238,9
3,86
72,42
27,58
325
45
9,8
247
2,49
74,90
25,10
98,8
98,8
25,10
100,00
0,00
FONDO
393,7
12
P80 F80
1303,0 1356
RR
1,0
P A S A N T E A C U M U L A D
Cp = 60% y 15 [min]
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
500
1000
1500
2000
ABERTURA DE MALLA
6.3 Análisis Granulométrico de con Cp= 60% y 25 [min] Malla
Abert.
#
Peso
Masa del Mineral
Retenido
Retenido
Pasante
Retenido
+
Parcial
Acumulado
Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
1,7
357,4
0,43
0,43
99,57
18
1000
17,8
346,7
4,51
4,94
95,06
20
850
13,8
332,7
3,50
8,44
91,56
40
425
65,9
367,1
16,70
25,13
74,87
50
300
33,5
315,3
8,49
33,62
66,38
70
212
33,6
294,4
8,51
42,13
57,87
100
150
13,5
279,2
3,42
45,55
54,45
140
106
22,8
271,4
5,78
51,33
48,67
200
75
32,9
271,2
8,34
59,67
40,33
270
53
25,3
249
6,41
66,08
33,92
325
45
12,4
249,6
3,14
69,22
30,78
121,5
121,5
30,78
100,00
0,00
FONDO
394,7 P80 F80 RR
536,0 1356 2,52985
13
P A 120 S A 100 N T E 80 A C U M U L A D O
Cp = 60% y 25 [min]
60 40 20 0 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
ABERTURA DE MALLA (µm)
6.4 Análisis Granulométrico de con Cp= 65% y 15 [min] Malla
Abert.
#
Peso
Masa del Mineral
Retenido
Retenido
+
Parcial
Retenido
Pasante
Acumulado Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
0,6
356,3
0,15
0,15
99,85
18
1000
0,4
329,3
0,10
0,25
99,75
20
850
2,3
321,2
0,59
0,84
99,16
40
425
14,4
315,6
3,66
4,50
95,50
50
300
11,3
293,1
2,87
7,38
92,62
70
212
14,6
275,4
3,71
11,09
88,91
100
150
13,3
279
3,38
14,47
85,53
140
106
48,8
297,4
12,41
26,89
73,11
200
75
83,1
321,4
21,14
48,03
51,97
270
53
50,8
274,5
12,92
60,95
39,05
325
45
24,4
261,6
6,21
67,16
32,84
129,1
129,1
32,84
100,00
0,00
FONDO
393,1
14
P80 F80
180,0 1356
RR
7,53333
Cp = 66% y 15 [min]
P A 120 S A 100 N T 80 E A 60 C U 40 M U 20 L A 0 D 0 O
500
1000
1500
2000
ABERTURA DE MALLA (µm)
6.5 Análisis Granulométrico de con Cp= 70% y 15 [min] Malla
Abert.
#
Retenido
Masa del Mineral +
Peso
Retenido Parcial
Retenido
Pasante
Acumulado Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
5,3
361
1,35
1,35
98,65
18
1000
23,2
352,1
5,89
7,23
92,77
20
850
10,3
329,2
2,61
9,85
90,15
40
425
35,7
336,9
9,06
18,91
81,09
50
300
31,7
313,5
8,05
26,95
73,05
70
212
35,8
296,6
9,09
36,04
63,96
100
150
8,4
274,1
2,13
38,17
61,83
140
106
31,7
280,3
8,05
46,22
53,78
200
75
36,8
275,1
9,34
55,56
44,44
270
53
27,4
251,1
6,95
62,51
37,49
325
45
14,5
251,7
3,68
66,19
33,81
133,2
133,2
33,81
100,00
0,00
FONDO
394
15
P80 F80
407,0 1356
RR
3,3
P A S 120 A N 100 T 80 E A C 60 U 40 M U 20 L A 0 D 0 O
Cp = 70% y 15 [min]
500
1000
1500
2000
ABERTURA DE MALLA
6.6 Análisis Granulométrico de con Cp= 70% y 25 [min] Malla
Abert.
#
Peso
Masa del Mineral
Retenido
Retenido
+
Parcial
Retenido
Pasante
Acumulado Acumulado
Tyler
µm
g
Tamiz
%
%
%
12
1700
5,8
361,5
1,47
1,47
98,53
18
1000
8,7
337,6
2,21
3,68
96,32
20
850
11,7
330,6
2,97
6,65
93,35
40
425
30,4
331,6
7,71
14,36
85,64
50
300
32,6
314,4
8,27
22,63
77,37
70
212
34,8
295,6
8,83
31,46
68,54
100
150
31,6
297,3
8,02
39,48
60,52
140
106
39,6
288,2
10,05
49,53
50,47
200
75
38,7
277
9,82
59,35
40,65
270
53
35,6
259,3
9,03
68,38
31,62
325
45
25,4
262,6
6,45
74,83
25,17
99,2
99,2
25,17
100,00
0,00
FONDO
394,1
16
P80 F80
337,0 1356
RR
4,02
P A S A N T E
Cp = 70% y 25 [min] 120 100 80
A C U M U L A D O
60 40 20 0 0
500
1000
1500
2000
ABERTURA DE MALLA (µm)
6.7 Comparación de las distintas P80 obtenidas de los diferentes Cp y tiempos de molienda Cp 60% 15 min
Cp 70 % 15 min
1303,0
Cp 60 % 25 min
407,0
Cp 70 % 25 min
536,0
337,0
180,0
Comparaciones de P80 1303
1400 1200 1000 0 8 P
800 536
600
407
337
400
180
200 0 0
1
2
3
4
Columna
17
5
Cp 65 % 15 min
6
6.8 Razón de reducción para los diferentes Cp y tiempos de molienda. Muestra
Rr
Cp 60% 15 min
1,04
Cp 60% 25 min
2,53
Cp 65% 15 min
7,5
Cp 70% 15 min
3,3
Cp 70% 25 min
4,02
6.9 Comparación de Pasantes acumulados a diferentes Cp a 15 minutos
PASANTE ACUMULADO [%] Cp
Malla 70 Tyler
Malla 200 Tyler
60
41,76
31,45
65
88,91
51,97
70
44,44
63,96
6.10 Comparación de Pasantes acumulados a diferentes Cp a 25 minutos
PASANTE ACUMULADO [%] Cp
Malla 70 Tyler
Malla 200 Tyler
60
57,87
40,33
70
68,54
40,67
18
6.11 Comparación de Pasantes acumulados a diferentes minutos con Cp= 60%
PASANTE ACUMULADO [%]
Tiempo [min]
Malla 70 Tyler
Malla 200 Tyler
15
41,76
31,45
25
40,33
57,87
70 60 50 40 30 20 10 0
Series1 Series2
0
10
20
30
6.12 Comparación de Pasantes acumulados a diferentes minutos con Cp= 70%
PASANTE ACUMULADO [%]
Tiempo [min]
Malla 70 Tyler
Malla 200 Tyler
15
63,96
44,44
25
68,54
40,65
80 60 Series1
40
Series2 20 0 0
10
20
30
19
7 Discusiones 7.1 Raúl Gatica Este laboratorio dio como resultado que el Cp. mas optimo es el de 65% con 15 minutos de molienda ya que el P80 obtenido en este procedimiento es el que más se aproxima al tamaño óptimo (200 micrones) cabe mencionar que el tamaño (granulometría) de la muestra no debe ser ni muy grande ni tampoco muy pequeña para que la flotación capte los minerales en su totalidad
7.2 Vanessa Espínola Se puede observar en el informe que si se tiene un tamaño muy fino de partículas o muy grueso se presentan dificultades para el proceso de flotación Se obtuvo como resultado que el más eficiente Cp fue de 65% 15min con una razón de reducción de 7,5. También se puede decir que a mayor Cp menor cantidad de agua. Se puede observar que el P80 en las distintas tablas de los Cp va descendiendo fuertemente como se ve en grafico comparativo de los P80.
7.3 Mitchel Beltrán Los resultados que entrega esta experiencia están netamente relacionados al tamaño que debe tener el mineral para que se obtenga una buena flotación y se recupere la mayor cantidad de mineral. Se obtuvo como resultado que el Cp más eficiente fue de 65% con 15 minutos y entrega una razón de reducción de 7,5
7.4 Sebastián Rejas Los resultados que entregó la experiencia en el presente laboratorio están vinculados al tamaño óptimo que debe tener el material en la flotación, para que el proceso no se vea afectado por el tamaño de las partículas, tal como lo muestra la tabla y gráfico el CP ideal para este caso sería CP65% con 15minutos el que obtuvo una razón de reducción igual a 7,5.
7.5 Cristopher Ruiz En este proceso se puede asegurar que la variable de Cp. (% de sólidos en peso) es una de las más importantes y repercute directamente el momento de realizar el proceso de molienda, y que a su vez afecta al siguiente proceso de flotación. Se realizaron varios procedimientos para así analizar cómo se comportan las partículas a diferentes porcentajes de agua y determinados tiempos de molienda (periodos de 15 y 25 20
minutos), y gracias a los resultados obtenidos y analizados se puede determinar cuál es el periodo más conveniente. Con los datos en consideración se puede aseverar que el periodo más conveniente corresponde a 15 minutos y con porcentaje de sólidos en peso (Cp) equivalente a un 65%, y así no tener una pérdida de tiempo, sin dejar de mencionar la energía innecesaria utilizada al igual que el agua, que es un factor muy importante. Todo lo anterior se puede observar en la tabla 6.3 (análisis granulométrico Cp=65% - 15min) que presenta diferencia significativas en el pasante acumulado con respecto a las otras tablas.
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8 Conclusiones 8.1 Raúl Gatica Como conclusión se puede decir que dentro de todos los procesos realizados, el más óptimo fue el que se acercó mas a 200 micrones que fue el C.P. 65% 15 min dando como resultado ( P80: 180, F80:1356, RR: 7,53333).
8.2 Vanessa Espínola Como conclusión se llegó al resultado de la granulometría ideal que fue con un Cp. 65% y 15minutos obteniendo una razón de reducción de 7,5.
8.3 Mitchel Beltrán El Cp. más eficiente es el de 65% con 15 minutos ya que se asemeja al tamaño óptimo de partículas para la flotación (cercano a los 200 micrones)
8.4 Sebastián Rejas Al observar las diferentes tablas y resultados se concluye que la molienda ideal para este ensayo seria de CP 65%15minutos ya que nos entrega una razón de reducción igual a 7,5.
8.5 Cristopher Ruiz Se decreta que el Cp mas optimo corresponde a 65%, por otro lado el tiempo ideal equivale a 15 min
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