CRIBA O ZARANDA ZARANDA VIBRATORIA VIBRATORIA 1. OBJETIVOS
Comparar los distintos tipos de cribas y zarandas. Reconocer una zaranda, tipos de zaranda, selección por tamaño de material. Reconocer las dimensiones de las cribas.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
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La Zaranda Vibratoria se utiliza para filtrar los materiales después de la trituración. Tiene varias capas de tamaño variable, capaz de cribar muchos materiales de diferentes tamaños. Es ampliamente utilizada para la clasificación y selección de materiales en minera, construcción, transporte, ener!a, "umicos, etc.
2.1 PRINCIPIOS DE OPERACIÓN # través de cinta trian!ular, el motor de$a !irar r%pidamente el blo"ue e&céntrico, el cual consi!ue !ran fuerza centrfu!a, y lue!o e&cita la ca$a de filtro hacer movimiento circular. 'or el nivel o niveles de la ca$a pasan los materiales, en la cubierta inclinada hacen moción de lanzamiento y se caen los m%s finos "ue el tamiz de esta forma se realiza la clasificación.
2.2 APLICACIONES (e utilizan ampliamente en la industria minera, metal)r!ica y carbón para transferir material arenoso o bulto, o material de envasado. En muchas situaciones, es un componente muy importante de la ma"uinaria no est%ndar.
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2.3 CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS *. +ran fuerza de vibración. . -allas fabricadas en acero . (istema e&céntrico y contrapesas /. (istema de transmisión por fa$as y poleas 0. +ran capacidad de mane$o 1. Lar!a vida )til, ba$o consumo, poco ruido 2. 3one&ión de perno entre traviesa y ca$a de filtro, sin soldadura. 4. Estructura simple, f%cil mantenimiento. 5. #lta eficiencia, !ran capacidad y lar!a vida de traba$o.
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3. FUNDAMENTOS DE PROCESO 3.1 Definii!ne" # C!ne$%!" B&"i!" '()ne(*! 3.1.1 '()ne(*! 6arneado se denomina a la operación unitaria "ue permite separar un volumen de mineral en dos o m%s flu$os en base a su tamaño, mediante la formación de un lecho de partculas de mineral "ue se desplaza con movimiento vibratorio vertical sobre una superficie perforada. 7dealmente se supone "ue todas a"uellas partculas "ue ten!an un tamaño superior al de la superficie separadora "uedar%n retenidas, en tanto "ue las partculas menores pasar%n a través de dicha superficie. (in embar!o esto depender% de la eficiencia de clasificación 8ver concepto letra e9. El material retenido en la malla se denomina "!+)e %(,(-! 8oversize9 mientras "ue el material "ue pasa a través de las aberturas se denomina +(! %(,(-! 8undersize9. En el caso "ue e&istan dos superficies separadoras, el tamaño "ue pasa la primera superficie y "ueda retenida en la se!unda se denomina %(,(-! in%e),e*i! ALIMENTACIÓN
SOBRE TAMAÑO
TAMA O INTERMEDIO
BAJO TAMAÑO
El proceso de harneado se utiliza !eneralmente para separación de tamaño en con$unto con operaciones de chancado. (us ob$etivos pueden ser: 7mpedir "ue el material "ue no ha sido chancado lo suficiente pase a otra etapa de reducción 8sobre tamaño9 'reparar material con un ran!o estrecho de tamaño para alimentar ciertos procesos de concentración.
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-
-
E&traer desde la alimentación a un chancador a"uel material "ue ya cumple con las especificaciones del producto, de modo de aumentar la capacidad y eficiencia de la m%"uina. (eparar el material en una serie de productos finales de tamaño especfico.
3.1.2 C!n*ii!ne" $()( /0e ei"%( ()ne(*! (
E"%)(%ifi(i4n
'ara "ue e&ista harneado es preciso "ue e&ista ,!5i,ien%! )e6(%i5! de las partculas y la superficie de harneado de modo "ue se produzca a!itación en el lecho del material !enerando un fenómeno denominado estratificación, se!)n el cual las partculas m%s !ruesas se trasladan a la parte superior del lecho y las m%s finas a la parte inferior. Este fenómeno se muestra en la fi!ura si!uiente: A!"#$%AC! $
'AR% C)A* +R)#*A*
'AR% C)A* !$A*
A
B
C
D
En la fi!ura se distin!ue tres zonas: #;<: La vibración de la superficie de harneado provoca el comienzo de la estratificación <: -%&ima estratificación <;3: -%&ima remoción de finos por el alto porcenta$e de finos en la superficie de harneado 3;=: >emoción de tamaños cercanos a la abertura !racias a la mayor frecuencia de contacto con la superficie de harneado
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Los factores "ue influyen en el proceso de estratificación se muestran en la tabla si!uiente:
P()&,e%)! ?lu$o alimentación #ltura lecho mineral @n!ulo inclinación 6arnero #mplitud vibración ?recuencia vibración Tipo harneado +
7 E"%)(%ifi(i4n # menor flu$o # menor altura lecho # menor %n!ulo inclinación # mayor amplitud # mayor frecuencia 6arneado en h)medo
8 E"%)(%ifi(i4n # mayor flu$o # mayor altura lecho # mayor %n!ulo inclinación # menor amplitud # menor frecuencia 6arneado en seco
P)!+(+i6i*(* *e '()ne(*!
La probabilidad de harneado es la posibilidad "ue tienen las partculas de ser clasificadas. (in embar!o, no basta con "ue las partculas sean m%s pe"ueñas "ue las aberturas de la superficie de harneado, en !eneral depende de varios factores:
F(%!) Tamaño partcula @rea abierta
?recuencia ?orma partculas
Estratificación
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Las partculas de tamaño menor "ue las aberturas tendr%n mayor posibilidad de pasar a través de ellas Las superficies de harneado "ue presenten mayor %rea abierta, dada por el tamaño y forma de las aberturas, brindar%n mayor posibilidad para "ue las partculas enfrenten la abertura y no los alambres o paneles de la malla 8%rea cerrada9 Las partculas "ue enfrenten la superficie de harneado una mayor cantidad de veces tendr%n mayor posibilidad de ser clasificadas. 'ara partculas elon!adas o la$adas, la posibilidad de pasar a través de las aberturas de la superficie de clasificación depende de la orientación con "ue enfrenten dicha superficie (i la estratificación es deficiente las partculas de tamaño menor "ue las aberturas tendr%n menor posibilidad de enfrentar la superficie de harneado y, por ende, pasar a través de ella.
A1 B1 C1
C3 B1 B2
A3
A2 C2
A2
'robabilidad 6arneado de acuerdo a orden de factor 'artcula Tamaño @rea Arientación Estratificación +lobal 'artcula Enfrentada partcula #* #lta ;; ;; B(( B(( # #lta #lta #lta #lta A6%( # #lta #lta #lta B(( B(( <* ;; ;; ;; B(( B(( < ;; ;; ;; B(( B(( 3* -ediana #lta B(( B(( B(( 3 -ediana #lta #lta #lta A6%( 3 -ediana ;; ;; B(( B(( 'or lo tanto, la lon!itud de la superficie en la dirección del movimiento relativo debe ser lo suficiente para dar tiempo a "ue todas las partculas entren en contacto con la superficie de separación un !ran n)mero de veces.
3.1.3 A6%0)( *e Le! La altura de lecho es el espesor "ue alcanza el volumen de mineral a lo lar!o del harnero. 'ara "ue el proceso de harneado sea eficiente la altura del lecho en el e&tremo de descar!a del harnero no debe superar cuatro veces la abertura de la malla.
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Altura Lecho
3.1.9 :n;06! *e In6in(i4n El %n!ulo de inclinación del harnero es el %n!ulo formado por la superficie de harneado y la lnea del horizonte.
= Ángulo Inclinación
La operación del harnero puede ser horizontal o inclinado, e&istiendo e"uipos "ue varan su %n!ulo de inclinación a lo lar!o de la superficie de harneado como es el caso del Bharnero bananaC 8ver letra !9. En !eneral, la capacidad del harnero aumenta con el !rado de inclinación pero disminuye la eficiencia de clasificación. HARNERO HORIZONAL !"enor Ca#aci$a$ !"a%or E&iciencia
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HARNERO INCLINADO ! "a%or Ca#aci$a$ ! "enor E&iciencia
3.1.< Efiieni( *e C6("ifi(i4n La eficiencia de clasificación es el porcenta$e de la alimentación de partculas de tamaño menor "ue la abertura de harnero "ue pasan a través de él.
1-
Alimentación Total = 100 tph < 1" = 70 t h
Sobre tamaño Total = 37 t h
Bajo tamaño Total = 63 tph (< 1")
E&iciencia E = '3()* = +*,
Dna ba$a eficiencia es el resultado de una pobre estratificación del mineral sobre el harnero y de una ba$a probabilidad de harneado. Los factores "ue influyen en la eficiencia de clasificación son:
P()&,e%)! ?lu$o alimentación #ltura lecho mineral @n!ulo inclinación 6arnero #rea #bierta ?recuencia vibración Tipo harneado
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7 Efiieni( # menor flu$o # menor altura lecho # menor %n!ulo inclinación # mayor %rea abierta # mayor frecuencia 6arneado en h)medo
8 Efiieni( # mayor flu$o # mayor altura lecho # mayor %n!ulo inclinación # menor %rea abierta # menor frecuencia 6arneado en seco
3.1.= Ti$!" *e M(66(" # C!ne$%!" *e :)e( A+ie)%( # Vi*( >%i6 Tipos de -allas: Los tres tipos b%sicos de mallas son: mallas entrete$idas, placas perforadas y barras de diferente perfil:
T! # $A%%AS &'T&T&*AS
T! # !%A+AS !&,A*AS ($etal- .oma- !oli/retano)
T! # BAAS *& *,&&'T& !&,%
En !eneral, las barras son utilizadas en etapas de harneado primarias, esto es, para material !rueso, mientras "ue las placas y mallas de acero son utilizados para etapas intermedias y harneado fino. #rea #bierta: 3orresponde a la superficie libre del harnero, esto es, el %rea de la superficie menos el %rea ocupada por los alambres, perfiles o placas. En !eneral los mayores valores de %rea abierta la presentan las mallas de alambre puesto "ue en este caso el !rosor de los alambres permite "ue !ran parte del %rea del harnero sea libre. El %rea abierta es un concepto "ue est% fuertemente relacionado con la capacidad del harnero debido a "ue una misma superficie presenta distintas capacidades de procesamiento para un mismo mineral, en función del %rea "ue efectivamente tendr%n las partculas para pasar a través del harnero.
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Vida til -alla: 3orresponde a la duración estimada de la superficie de harneado. En !eneral, las placas perforadas tienen una vida )til muy superior a las mallas de acero. Elección de -aterial de (uperficie de 6arneado: =epende de +ranulometra de alimentación. 3aractersticas de mineral: #brasividad, forma, dureza, humedad. 3apacidad re"uerida 8%rea abierta9. 3ostos de Aperación: vida )til malla. -
3.1.? Ti$!" *e ()ne)!" En !eneral los harneros comerciales se dividen en harneros planos y harneros de %n!ulo variable o harneros tipo banana. En el primer caso, puede variar la inclinación desde FG hasta alrededor de /0G, en el caso de los harneros de alta frecuencia. En el se!undo caso, la inclinación vara a lo lar!o del harnero e&istiendo una primera zona de alta pendiente "ue puede lle!ar a los 0G y una zona final "ue puede ser horizontal. #mbos tipos de e"uipos se confeccionan en una o m%s bande$as.
(
'()ne)!" P6(n!"
+
'()ne)!" B(n(n("
Los harneros banana tienen la particularidad de variar el %n!ulo de inclinación a lo lar!o de la superficie de harneado comenzando con alta inclinación en la zona de alimentación para lle!ar a una ba$a inclinación en la zona de descar!a.
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En !eneral, los harneros banana presentan una capacidad superior a la de un harnero plano de i!ual %rea. (in embar!o, si se observa la fi!ura si!uiente se puede verificar esta situación para operaciones "ue presenten sobre FH de producto ba$o el tamaño de corte del harnero. La fi!ura muestra adem%s "ue a medida "ue aumenta el contenido de ba$o tamaño en la alimentación se hace mayor la diferencia de capacidad entre el harnero banana y el de superficie plana pudiendo lle!ar hasta un 2FH m%s de capacidad, considerando e"uipos de i!ual %rea. CAPACIDAD 'ARNERO BANANA 5@" CONVENCIONAL 6 ( n ! i n e 5 n ! C @ ( n ( n ( B ) ! % ( F
*,4 *,1 *,/ *, * F
/F
0F
1F
2F
4F
5F
*FF
B(! %(,(-! en A6i,en%(i4n
La mayor capacidad del e"uipo es lo!rada !racias al retiro r%pido del material fino de la superficie de harneado. En efecto, la primera zona de la superficie 8mayor inclinación9 verifica la mayor e&tracción de finos "uedando !ran parte del %rea de harneado disponible para el procesamiento del resto de mineral alimentado. 'or otro lado, la disminución !radual del %n!ulo de inclinación permite mantener una adecuada altura del lecho de mineral para el desarrollo de un proceso eficiente.
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9. MTODO DE C:LCULO ALLIS C'ALMERS El %rea de harneado re"uerida para efectuar la separación de tamaños del mineral de alimentación se determina de acuerdo a la si!uiente e&presión: #rea 8ft , 9
donde: # : T : 3 :
:
3 × - × I × ΠJn
3 8tpdKft 9 *4.1 *2.1 *1.1 *0.1 */.4 *.2 * * ** *F. 5. 4.* 2 1 0.0
#bertura 8pul!9 2K4 K/ 0K4 *K K4 *K/ *K0 *K4 /K/ 0K22 /K42 K5* K42 *K1*
3 8tpdKft 9 0.0 0 /.2 /. .4 . .0 *.5 *./ *.* F.5 F.20 F.10 F.00 F./0
?actor de corrección por sobretamaño en la alimentación 8referida a la abertura del harnero9 H #bertura F 0 *F *0 F 0 F 0 /F /0
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T
#rea re"uerida 8ft9 #limentación en T'6 capacidad emprica en T'6Kft, dada en función de abertura de malla de harnero 8ver tabla9 #bertura 8pul!9 4 2 *K 2 1 *K 1 0 *K 0 / *K / *K *K * *K *
-
=
- 8GK*9 F.5 F.5 F.5/ F.51 F.52 *.FF *.F *.F1 *.F5 *.*
H #bertura 0F 00 1F 10 2F 20 4F 40 5F
- 8GK*9 *.*4 *./ *.F *./ *.0/ *.21 .FF .1F .2F
I
:
?actor de corrección por ba$otamaño en la alimentación 8referido al 0FH de la abertura del harnero9. H ;M #bertura F 0 *F *0 F 0 F 0 /F /0
J*
:
I 8GK*9 F./F F./0 F.0F F.10 F.1F F.2F F.4F F.5F *.FF *.*F
:
I 8GK*9 *.F *.F *./F *.0F *.1F *.2F *.4F *.5F .FF
3orrección por densidad aparente del mineral. =ensidad aparente TKm 8lbKft9 *,1 8*FF9 ,* 8*F9 F,4 80F9 F,/ 809
J
H ;M #bertura 0F 00 1F 10 2F 20 4F 40 5F
J* *,FF *,F F,0F F,0
3orrección por forma de la malla. Tipo abertura 3uadrada >edonda >ectan!ular :* :* /:*
J *,FF F,4F *,*0 *,F *,0
J
:
3orrección por forma de las partculas 8JN* para partculas c)bicasO JNF.5 para partculas elon!adas9
J/
:
3orrección por %rea abierta del e"uipo. (e!)n e&presión si!uiente: J/ =
H area abierta 0F
El %rea abierta depende del tipo de malla a utilizar. En !eneral, las mallas de !oma o poliuretano alcanzan valores m%&imos de /F a /0H en circuitos secundarios, valor "ue disminuye a medida "ue disminuye el tamaño de corteO en efecto, en circuitos terciarios este valor no supera el FH. 'ara mallas de alambre, en cambio, el %rea abierta puede alcanzar valores de hasta 20H en circuitos secundarios y 0FH en circuitos terciarios.
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J0
:
3orrección por harneado en h)medo 8J0N* para harneado en seco9.
J1
:
3orrección por humedad del mineral. 6umedad 6asta H Entre P 1H Entre 1 P 5H 6arneado en h)medo
J1 *,FF F,40 F,20 *,FF
#dicionalmente, a los factores considerados normalmente por el -étodo de #llis 3halmers, se a!re!a un séptimo factor "ue intenta medir el efecto sobre la capacidad del harnero de un e"uipo tipo banana. Este factor ha sido entre!ado por proveedores en función del contenido de mineral ba$o el tamaño de la abertura del harnero en la alimentación al e"uipo, tal como se muestra en la tabla si!uiente: H
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J2 * *.* *. *. *.0 *./ *./0 *./0 *.0 *.00 *.1 *.10 *.10 *.2
A.
EJEMPLO DE C:LCULO
: : :
*FFF tonKhr 0H Tamaño 8pul!9 1C C *,0C
3aractersticas 'roducto Tamaño Tamaño 3orte
: :
H #cumulado 'asante 5F 2F 0
*FFH ba$o C C
3%lculo ?actor T 8T'69 3 8TKhrKft9 I J* J J J/ J0 J1 J2 8?actor
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6arnero 'lano
6arnero
*FFF 5, *,F F,5 *.FF *.*0 F.5F F,4/
*FFF 5, *,F F,5 *.FF *.*0 F.5F
*.FF F.40 *1F
*.FF F.40 *./0 **F
2
=2
F,4/
Abservaciones 'ara abertura de C 'ara FH sobre C en alimentación a bande$a 'ara 0H ba$o *,0C en alimentación a bande$a 'ara sólido con densidad aparente de *,1 tKm 'ara malla rectan!ular :* 'ara partculas elon!adas 'ara un %rea abierta de la malla de /H 8!oma o poliuretano9 'ara harneado en seco 'ara humedad del mineral i!ual a 0H 'ara 2FH ba$o C en alimentación a bande$a
<. DESCRIPCIÓN DE LAS MEDIDAS TOMADAS $eia tomaa con el 2ernier la arana e e /n pie c/arao
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CONCLUSIONES -
Se concl/4e 5 la criba /tiliaa e /na c/araa e tamaño etnar con / repecti2a ijacione &l material trabajao e h/le para poer e2itar /erte impacto en la 2ibracione8 &l n9mero e criba el 10 : ;
BIBLIOGRAFIA &lementoenenier>a?/>mica@8ian4"con +oncentraciónemineraleporelmtooelotaciónporep/ma@8'8A8+inat8(./>a 0e Trabajo!rctico)8 +8&88 $an/aletratamientoeminerale@8Taart 0el $an/al neniero ?/>mico8!err4-.reenperacioneBica elanenier>a?/>micaC BroDnperacioneEnitaria DDD8a/ rin8com
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