Molienda de Minerales
Conminución
•
Se refiere a todas las etapas de reducción de tamaño necesarias para obtener un producto “manejable” (transportable).
•
El objetivo final es obtener obtener la liberación liberación de la especie de interés, de modo de maximiar maxi miar su recuperación ! ase"urar la calidad del pro pr o uc o na co conc ncen en ra o .
Luis Magne O.
Conminución
•
Se refiere a todas las etapas de reducción de tamaño necesarias para obtener un producto “manejable” (transportable).
•
El objetivo final es obtener obtener la liberación liberación de la especie de interés, de modo de maximiar maxi miar su recuperación ! ase"urar la calidad del pro pr o uc o na co conc ncen en ra o .
Luis Magne O.
Conminución
•
#a reducción reducción de tamaño ocurre ocurre por$ por$ – %ompresión
(c&ancadores) (c&ancadores)
– 'mpacto
(molienda) (molienda)
– brasión
(molienda remolienda) remolienda)
•
involucra un alto consumo de ener"+a 1 E = W i × P80
−
1
× FC F 80
Luis Magne O.
Definiciones Básicas Definiciones
Velocida d de Operación de Velocidad
Velocidad Crítica Fuerza centrífuga, F c
•
Es la velocidad de rotación a la cual la car"a interna empiea a centri u"ar en as paredes del molino ! no son pro!ectadas en su interior
•Peso, P
Luis Magne O.
Velocidad Crítica Fuerza centrífuga, F c
•Peso, P
c
=
76.6 D
rpm, D en pies
42.2 D
rpm, D en m
Luis Magne O.
Nivel de Llenado de Carga
Nivel de Llenado Volumétrico
•
Es la fracción de volumen efectivo total de la cmara de molienda ocupada por car"a interna
Volumen aparente de carga interna Volumen ef ectivo de cámara de molienda
Luis Magne O.
Nivel de Llenado Volumétrico
• -ivel
de llenado volumétrico de medios de molienda$ J b
=
100
volumen aparente de medios de molienda volumen efectivo del molino
volumen aparente de medios de molienda =
J b
=
100
masa de medios de molienda densidad aparente de medios de molienda
mb
ρ b (1 − ε )V m Luis Magne O.
Nivel de Llenado Volumétrico
• #a
fracción de intersticios del lec&o de bolas ocupados por mineral
U =
Volumen aparente del lecho de partículas de mineral Volumen de intersticios en el lecho de medios de molienda
Luis Magne O.
Nivel de Llenado Volumétrico
•
#a masa de medios de molienda al interior de un molino es$ mb • #a
=
J b V m ρ b (1 − ε )
masa de mineral al interior de un molino
es$ mm
=
U ε mb ρ m
ρ b
Luis Magne O.
Molinos de Barras
Molinos de Barras
Luis Magne O.
Barras de Molienda
• #as
barras deben tener una lon"itud de ,/ a ,0 veces el dimetro interno del molino
• %on
lon"itud menores a ,123, el ries"o de entrabamiento ad4uiere un carcter mu! importante.
• 0,5
m (16 pies) de lar"o es el tamaño l+mite de las barras de medios de molienda
• 3e
esta forma los molinos de barras de ma!or tamaño son de 2 x 17 pies, usando barras de 16 pies, con motores de 1.166 a 1.866 9:. Luis Magne O.
Nivel de Llenado de Barras
• El
nivel de llenado de barras es de 82 a /6; del volumen del molino, aun4ue se &a lle"ado &asta un valor de /2; en al"unas aplicaciones industriales.
• #os
l+mites del nivel de llenado volumétrico
–
cuidar 4ue la abertura de alimentación permita 4ue la alimentación entre al molino sin obstculos, !
–
cuidar 4ue la car"a de barras no obstru!a la abertura de descar"a.
Luis Magne O.
Recarga de Barras
• #a
recar"a de barras se realia a través de la boca de descar"a del molino, con el e4uipo detenido.
• Esto
si"nifica 4ue por el &ec&o de detener el
producción. • En
"eneral, se opta por &acer recar"as cada tres o cuatro d+as para reducir pérdidas.
Luis Magne O.
plicaciones de Molienda de Barras en C!ile
• #a
planta ms importante (por tamaño) es la :lanta <6 de 3ivisión %&u4uicamata.
Luis Magne O.
plicaciones de Molienda de Barras en C!ile
• ndina
Luis Magne O.
Molinos de Bolas
Molinos de Bolas
• -o
tienen las mismas restricciones de diseño 4ue los molinos de barras, debido a 4ue no tienen los problemas asociados a las lon"itudes de los medios de molienda. • :ueden tener una ma!or variación en la raón entre el lar"o ! el dimetro (#=3) desde $ as a a ores super ores a $ . • -o existe una re"la fija para ele"ir la raón #=3. >ar+a en "eneral con$ – el
circuito usado – el tipo de mineral – el tamaño de alimentación ! – los re4uerimientos de molienda, en "eneral. Luis Magne O.
Molinos de Bolas Descarga por "arrillas
Luis Magne O.
Molino de Bolas Descarga por Re#alse
Luis Magne O.
Recarga de Bolas
• 3ebido
al des"aste 4ue sufren los medios de molienda, se debe reponer una masa de bolas cada cierto tiempo (recar"a). • #as tasas de des"aste var+an de 156 a 666 "=t, dependiendo principalmente de la abrasividad del mineral. e e n ro uc rse a mo no • a recar"a estando en marc&a. •
#a forma ideal de &acer la recar"a es la continua durante la operación. #o ms usado es la recar"a diaria de bolas, acumulndose durante 1/ &oras el des"aste de medios de molienda ! reponiéndolas en una acción. Luis Magne O.
$cuaciones de "otencia
2.3
2
c
ap
P(kW ) = 7.357 ρ b LD J (1 − 0.9375 J )φ c 1 −
=
3. 5
L D
c
−
2 .5
0.1 9 −10φ c
c
0.461
P ( HP ) = 0.00004912 D LJ
φ c1.505
Luis Magne O.
Molino %emiautógeno Cajón Alimentación
Estator Rotor
Descanso Alimentación
Parrilla Interna Tapa Descarga Descanso Descarga Protección Motor
Luis Magne O.
$l Nivel de Llenado de Bolas •
3écada de ?56$
0 a 5;
•
3esde ??2$
•
ctualmente$
•
umentan las solicitaciones sobre el molino, los descansos, el sistema de lubricación, los revestimientos del cilindro !
•
umenta el consumo de potencia
•
3ebe diseñarse un adecuado perfil de revestimientos del cilindro
•
#a velocidad de operación estar estrec&amente relacionado con el nivel de llenado de bolas, el nivel de llenado de car"a total ! el perfil de los levantadores
6 a 1; El mximo posible (&asta 16;)
Luis Magne O.
$l &ama'o de Bolas de Recarga •
ctualmente &a! capacidad de fabricación de bolas de &asta 0 pl"
•
El tamaño de bola de recar"a evolucionó de$ o 'nicialmente de / a 2 pl" o comienos del 1666 se uso bolas de 0 pl" ctualmente se usa ma!ormente bolas de 2 o ! 2@ pl"
disminu!e el nAmero de medios de molienda ! el nAmero de contactos bola mineral aumenta la ener"+a de contactos bola mineral ! bola < revestimiento Diámetro plg 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
Volumen cc 231.7 367.9 549.1 781.9 1,072.5 1,427.5 1,853.3
Peso kg 1.8 2.9 4.3 6.1 8.4 11.1 14.5
Número bolas, 1 t 553 348 233 164 120 90 69
Luis Magne O.
Circuitos de Molienda %emiautógena
Circuitos de Molienda %emiautógena
Producto
Batería Hidrociclones
Agua Pebbles Alimentación Fresca
Agua
Circuito A!
Luis Magne O.
Circuitos de Molienda %emiautógena
Batería Hidrociclones
Chancador de Pebbles
Agua
Pebbles Harnero
Molino SAG Agua
Circuito AC
Luis Magne O.
Circuitos de Molienda %emiautógena Producto
Agua Alimentación
Pebbles
Fresca
Batería Hidrociclones
Molino SAG Molino de bolas
Agua
Circuito DA!
Luis Magne O.
Circuitos de Molienda %emiautógena
Triturador Chancador de de Pebbles Pebbles Producto
Agua
Batería Hidrociclones
Alimentación Fresca Pebbles
Agua
Molino de bolas
Circuito A"C A"C## A
• Aumenta caacidad de tratamiento en !"#$
Luis Magne O.
Circuitos de Molienda %emiautógena
Producto
Agua
Chancador
Alimentación
de Pebbles
Fresca
Pebbles
Batería Hidrociclones
Agua
Molino de bolas
Circuito A"C A"C##"
• Aumenta caacidad de tratamiento en !"%$ • Permite &administrar' la energía disonible
Luis Magne O.
$l Consumo de "otencia
Consumo de "otencia
Curvas de Potencia v/s Llenado a Velocidad 9.7 r.p.m. 13
12
11
10
W M , a 9 i c n e o 8 P
=
7
6
5 10
15
20
25
30
35
40
Nivel de Llenado Total, Jc, %
Consumo de otencia ( ni)el de llenado )olum*trico de carga Luis Magne O.
Consumo de "otencia Curvas de Potencia v/s Llenado a Velocidad 9.7 r.p.m. 13
12
11
10
W M , a 9 i c e t o 8 P
Jb=8 Jb=9 Jb=10 Jb=11 Jb=12 Jb=13 Jb=14 Jb=15
7
6
5 10
15
20
25
30
35
40
Nivel de Llenado Total, Jc, %
Consumo de otencia ( ni)el de llenado )olum*trico de carga ( +i)el de llenado de bolas Luis Magne O.
Consumo de "otencia
Curvas de Potencia v/s Llenado a Velocidad 9 r.p.m.
Curvas de Potencia v/s Llenado a Velocidad 9.7 r.p.m.
13
13
12
12
11
11
10
10
W M , i c n e t o 8 P
Jb=8 Jb=9 Jb=10 Jb=11 Jb=12 Jb=13 Jb=14 Jb=15
7
6
W M , 9 i c n e t o 8 P
Jb=8 Jb=9 Jb=10 Jb=11 Jb=12 Jb=13 Jb=14 Jb=15
7
6
5
5 10
15
20
25
30
Nivel de Llenado Total, Jc, %
35
40
10
15
20
25
30
35
40
Nivel de Llenado Total, Jc, %
Consumo de otencia ( ni)el de llenado )olum*trico de carga ( +i)el de llenado de bolas ( ,elocidad del molino Luis Magne O.
Clasificación de &ama'os en (idrociclones
9idrociclón
Luis Magne O.
9idrociclón Descarga de finos y agua
2. Rotación de la pulpa genera altas fuerzas centrífugas en el ciclón 1. Entrada tangencial de pulpa a alta presión
4. El líquido se mueve hacia el centro y hacia arriba en un movimiento de vórtice
3. Los sólidos en suspensión son conducidos hacia la pared y hacia abajo en una espiral acelerada
Descarga de sólidos gruesos
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
$ Cortocircuito %e Finos & Partículas finas 'ue aparecen en la %escarga
$ Cortocircuito %e !ruesos & Partículas gruesas 'ue aparecen en el re(alse
Luis Magne O.
Bater+a de 9idrociclones
Luis Magne O.
Bater+a de 9idrociclones >ortex
'nlet feed %ilindro
%ono n"ulo cono
pex (spi"ot) spi"ot) Luis Magne O.
Bater+a de 9idrociclones
Luis Magne O.
Bater+a de 9idrociclones
Luis Magne O.
Clasificación de "artículas por &ama'o en (idrociclones
Es la operación de separación de part+culas sólidas en fracciones &omo"éneas de tamaño o peso por sedimentación diferencial a través de un fluido. Rebalse (finos) Alimentación
Descarga (gruesos)
Luis Magne O.
Clasificación de "artículas por &ama'o
Rebalse (finos)
-. t/h Alimentación
ri. o/"
A, t/h
Cr. o/"
ai, o/1 Cpa, o/1
• Balance
de masa "lobal$
A = D + R • Balance
Aai Descarga (gruesos)
0. t/h di. o/" Cd. o/"
=
Dd i + Rr i
• Balance
(1 A
−
Cp
Cp
de masa por tamaños$
a
de a"ua$ a
)
=
(1 D
−
Cp
Cp
d
d
)
(1 R
+
−
Cp
Cp
r
)
r
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
Se determina evaluando la cantidad de part+culas de tamaño "rueso 4ue reportan en la descar"a del clasificador, en relación a las 4ue entran en la alimentación. #as anomal+as de la clasificación son$ – %ortocircuito •
:art+culas finas 4ue aparecen en la descar"a
– %ortocircuito •
de Cinos de Druesos
:art+culas "ruesas 4ue aparecen en el rebalse
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
Eficiencia de clasificación, s i si
=
si
=
Flujo de partículas en la descarga, tph Flujo de partículas en la alimentación, tph
Dd i Aai
1.0 . 0.8
1 / o , n 0.7 ó i c a 0.6 c i f i s 0.5 a l C e 0.4 d a i c 0.3 n e i c 0.2 i f E
0.1 0.0 10
100
1000
10000
100000
Tamaño de Partícula, µm
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación -ri
-ri
Aai(1 i Aai
Proceso de Clasificación
si
=
Dd i Aai
0di(1 i 0di
1 i
En el clasificador: si
=
Dd i Aai
Cortocircuito
1 i
En el proceso de clasificación: ci
=
Dd i − f i Aai
−
f i
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
Eficiencia de clasificación (descontando el cortocircuito)$ ci
=
corre"ida,
ci
Dd i − f i Aai
−
f i
cada tamaño es proporcional a la cantidad de part+culas 4ue &a! en la alimentación al clasificador$ f i
=
a ( Aai )
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
Eficiencia de clasificación corre"ida, c i ci
=
Dd i − f i Aai
f i
−
3ividiendo cada término por a i Dd i ci
=
Aai Aai Aai
ci
=
si
−
−
−
a
1− a
f i Aai f i Aai
1.0 0.9 0.8
1 / o , n 0.7 ó i c a 0.6 c i f i s 0.5 a l C e 0.4 d a i c 0.3 n e i c i f 0.2 E
0.1 0.0 10
100
1000
10000
100000
Tamaño de Partícula, µm
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
1.0 0.9 0.8
1 / o , n 0.7 ó i c a 0.6 c i f i s 0.5 a l C e 0.4 d a i c 0.3 n e i c i f 0.2 E
c
d50
0.1 0.0 10
100
1000
10000
100000
Tamaño de Partícula, µm
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
1.0 0.9 0.8
1 / o , n 0.7 ó i c a 0.6 c i f i s 0.5 a l C e 0.4 d a i c 0.3 n e i c i f 0.2 E
S.I.
S . I . =
25
d 75
c
d50
0.1 0.0 10
100
1000
10000
100000
Tamaño de Partícula, µm
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
ndice de -itide$ . .= S I
d 25 d 75
S.'. F
%lasificador perfecto
S.'. indeterminado
Separador de flujos
Luis Magne O.
$ficiencia de Clasificación
Godelos de %lasificación •
#!nc& Hao (?05) E o(
d
)
d 50 c
(e
=
d d 50 C
a
d d 50 c
a
(e
− d
J&iten (?56s) E o(
d 50 c
)
= C (e
αβ ∗
) + ea
d
*
( 1+ ββ d
1) 2
−
m d d 50C
E o( d 50c ) = 1-e •
−
d 50 c
)(e
α
−
1)
d d 50 c
) + eα
−
2
Luis Magne O.
