UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE MINAS

Informe de Laboratorio N2

Eficiencia de caracterizacin en un Harnero piloto

ALUMNO: CAROL SHAND MORALES

PROFESOR: ALDO CASALI B.

PROFESOR AUXILIAR: EMILIO CASTILLO D.

AYUDANTE LABORATORIO: BASTIAN RUDLOFF S.

GRUPO LABORATORIO: GB1

1

ndice

A.- RESUMEN ...................................................................................................................................... 2

B.- INTRODUCCION ............................................................................................................................. 3

C.- ANTECEDENTES.............................................................................................................................. 4

D.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ................................................................................................ 5

Etapa I. ............................................................................................................................................. 5

Etapa II ............................................................................................................................................. 5

Etapa III ............................................................................................................................................ 6

E.- RESULTADOS EXPERIMENTALES ................................................................................................... 7

Etapa I. ............................................................................................................................................. 7

Etapa II ............................................................................................................................................. 7

Etapa III ............................................................................................................................................ 8

F.- CALCULOS ...................................................................................................................................... 9

Etapa I. ............................................................................................................................................. 9

Etapa II ........................................................................................................................................... 10

Etapa III .......................................................................................................................................... 11

G.- DISCUSION Y CONCLUSIONES ..................................................................................................... 14

H.- BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................................. 15

2

A.- RESUMEN

Se realiz 1 sesin en la que se completaron con xito las tres etapas en las que consista el

laboratorio, y las cuales permitieron cumplir los objetivos.

Las tres etapas se detallan a continuacin:

Etapa 1.- Anlisis Granulomtrico de Alimentacin

Etapa 2.- Harneo Continuo

Etapa 3.- Anlisis Granulomtrico de Productos

Se logr encontrar un modelo que representa con un alto grado de confiabilidad la distribucin

granulomtrica en el proceso de harneo manual con harneros de cajn, pero lamentablemente

este mtodo de anlisis no es confiable por la falta de datos de experiencia de laboratorio.

3

B.- INTRODUCCIO N

El siguiente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos tras la realizacin de las

diversas experiencias en el segundo Laboratorio de Procesos Mineralrgicos.

En este laboratorio se busca conocer la eficiencia de harneo, total y por mallas utilizando un

harnero piloto y empleando muestreo y anlisis granulomtrico tanto manual con cajones como en

Ro-Tap con tamices. El objetivo de este laboratorio es establecer los parmtros de operacin de un

harnero en rgimen continuo.

Teniendo en cuenta el objetivo de la experiencia en el laboratorio, se realiz una sesin en la que

se completaron con xito las tres etapas en las que consista el laboratorio, y las cuales

permitieron cumplir los objetivos.

Las tres etapas se detallan a continuacin:

Etapa 1.- Anlisis Granulomtrico de Alimentacin

Etapa 2.- Harneo Continuo

Etapa 3.- Anlisis Granulomtrico de Productos

Se espera comparar los resultados obtenidos mediante 2 tipos de harneo: Harneo Manual y

Harneo Continuo. El harneo manual consiste en obtener la granulometra de una muestra

(obtenida utilizando el cortador rotatorio) utilizando harneros de cajn y tamices. Por otra parte,

el harneo continuo utiliza un harnero piloto que es alimentado con una carga chancada

previamente, para luego realizar anlisis granulomtrico al sobre y bajo-tamao utilizando el

mismo procedimiento que en el harneo manual, cajones y tamices.

4

C.- ANTECEDENTES

La clasificacin de tamaos es la operacin de separacin de partculas slidas homogneas de

tamao o peso, el cual se puede realizar de diversas formas y a travs de distinta maquinaria, tales

como harneros o hidroclones.

Este proceso es asociado normalmente a la separacin por tamao, sin embargo, en la separacin

directa existen otros aspectos tales como la densidad, el factor de forma y el enceguecimiento los

cuales afectan el proceso

El proceso de clasificacin por tamao casi siempre entrega dos fracciones del producto distintas,

explcitamente:

- Una fraccin integrada mayoritariamente por partculas finas, que recibe el nombre de

bajo tamao.

- Otra fraccin, integrada minoritariamente de partculas gruesas, que recibe el nombre

de sobre tamao.

El harneo es una operacin de clasificacin dimensional de granos sobre una superficie perforada

que dejan pasar los granos de dimensiones inferiores a las dimensiones de la perforacin,

mientras que los granos de dimensiones superiores son rechazados y evacuados separadamente.

Idealmente las partculas mayores que las aberturas son retenidas sobre la superficie, mientras

que las partculas menores pasan a travs de las aberturas.

En el caso del harneado se obtienen dos fracciones una que contiene las partculas mayores a un

cierto tamao (gruesos), denominado tamao de corte, y otra que contiene a las partculas de

tamao menor (finos). Para lo anterior, el harneado se realiza sobre una superficie perforada

(malla) de tal manera que las partculas cuyo tamao es inferior al de la abertura pasan a travs de

ella, mientras que los de tamao mayor son rechazados y evacuados, hacindolos ingresar

nuevamente al circuito de chancado.

5

D.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Etapa I. Anlisis Granulomtrico de alimentacin

1. Se alimenta al cortador giratorio todo el material chancado. Despus que la muestra

se ha dividido, se eligen 3 recipientes del cortador al azar. Se pesan las muestras.

2. Se ordenan los harneros de cajn de forma decreciente, colocando un fondo.

3. Se echan las muestras pesadas sobre los harneros. El sistema se agita por unos

minutos para clasificar por tamao.

4. Se vierten la cantidad de mineral de cada harnero sobre un recipiente, revisando que

aquellos fragmentos que estn atrapados en las aberturas pasan o no por la red. Luego

cada peso retenido por los harneros se pesa.

Equipo:

Mineral Chancado -

aproximadamente

Set de harneros de cajn:

,

,

,

,

y fondo

Recipientes para muestrear

Cortador rotatorio

Balanza

Etapa II. Harneo Continuo

1. Se pesan 6 bandejas y se marcan para identificarlas.

2. Se eligen 6 recipientes del cortador al azar, para alimentar al harnero piloto.

3. Despus de unos minutos que se hace funcionar el harnero, se toman 2 recipientes,

recibiendo en uno el sobre-tamao de la malla y en el otro el bajo-tamao.

4. Por 20 segundos se recibe mineral en las bandejas. Luego se repite el procedimiento para

los 2 pares de bandejas restantes.

5. Cada par de bandejas que hayan sido usadas al mismo tiempo se pesan con el mineral en

ellas. Se juntan los 3 sobre-tamaos y los 3 bajo-tamaos entre ellos.

6. Se debe calcular el flujo promedio (de los 3 muestreos) de sobre-tamao y de bajo-tamao

(la alimentacin sale de la suma de ambos), como

en unidades apropiadas.

6

Equipo:

Cortador giratorio

Harnero piloto con malla de

Balanza

Cronmetro

Bandejas

Etapa III. Anlisis Granulomtrico de Productos

1. Se pesa todo el sobre-tamao combinado de las 3 bandejas.

2. La muestra del sobre-tamao se dispone sobre los harneros de cajn ya ordenados. Luego,

estos se agitan por unos minutos para clasificar por tamao.

3. Se repite el mismo procedimiento de anlisis detallado en la etapa I, con los harneros de

cajn.

4. Se pesan todos los tamices y el fondo.

5. Se agrega la muestra que queda en el fondo en el tamiz superior y se agitan por 12

minutos en el Ro-Tap.

6. Se pesan los tamices con el mineral que qued en cada uno.

7. Se pesa todo el bajo-tamao combinado de las 3 bandejas.

8. La muestra del bajo-tamao se dispone sobre los harneros de cajn ya ordenados. Luego,

estos se agitan por unos minutos para clasificar por tamao.

9. Se repiten los pasos del 5 al 6.

10. Con los pesos de sobre-tamao y bajo-tamao y ambos pesos sumados, junto con las

distribuciones granulomtricas de ambos productos, se debe calcular la granulometra de

la alimentacin a la prueba, para luego compararla con la determinada

experimentalmente en la etapa I.

7

E.- RESULTADOS EXPERIMENTALES

Etapa I.

Tabla E.1. Pesos 3 muestras de cortador rotatorio.

Muestra Peso Recipiente [kg] Peso muestra +

Recipiente [kg]

Peso muestra

[kg]

1 2,25 7,26 5,01

2 2,245 7,2 4,955

3 2,25 7,37 5,12

Tabla E.2. Pesos Retenidos por Harneo Manual

Cajn [N] Abertura [mm] Peso + Bandeja * [kg] Peso muestra [kg]

5/8 15,88 7,335 6,77

9/16 14,29 1,72 1,155

1/2 12,70 1,2 0,635

3/8 9,53 2,135 1,57

1/4 6,35 2,205 1,64

Fondo -6,35 3,703 3,138

Etapa II.

Tabla E.3. Pesos Bandejas

Bandeja [N] Peso [gr]

1 0,525

2 0,530

3 0,505

4 0,545

5 0,520

6 0,525

* 0,565

8

Tabla E.4. Pesos Sobre y Bajo-Tamao de Harneo Continuo.

Medida Bajo-Tamao [kg] Sobre-Tamao [kg] Bandeja

1 1,215 2,525 6 5

2 1,075 2,645 4 3

3 1,18 2,04 2 1

Etapa III.

Tabla E.5. Pesos retenidos por Harneo Manual.

Cajn [N] Abertura [mm] Peso + Bandeja Medicin[kg] Peso muestra [kg]

5/8 15,88 3,32 2,755

9/16 14,29 1,15 0,585

1/2 12,70 0,82 0,255

3/8 9,53 1,275 0,71

1/4 6,35 1,6 1,035

Fondo -6,35 0,865 0,3

Tabla E.6. Pesos retenidos Sobre-Tamao y Bajo-Tamao en tamices

Tamiz [#] Abertura

[m]

Peso Bajo-Tamao

+ Tamiz[gr]

Peso Sobre-Tamao

+ Tamiz [gr]

Peso

Tamiz [gr]

4 4760 631,5 952,5 357,9

6 3350 528 1070,1 503,9

8 2360 745,4 1117,2 744

12 1700 665,5 926,6 664,9

16 1180 662,8 854,1 662,4

20 850 406,1 592,9 405,8

30 600 602,5 760,6 602,2

-30 (Fondo) -600 371,2 1186,1 367,1

9

F.- CA LCULOS Y RESULTADOS FINALES

Etapa I.

Tabla F.1 Granulometra del mineral1

Abertura [m] [ ] [ ]

15880 54,52% 45,48%

14290 9,30% 36,18%

12700 5,11% 31,07%

9530 12,64% 18,43%

6350 13,21% 5,22%

4760 4,70% 0,52%

3350 0,48% 0,03%

2360 0,01% 0,02%

1700 0,00% 0,02%

1180 0,00% 0,02%

850 0,00% 0,02%

600 0,01% 0,01%

0 0,01% 0,00%

Figura F.1 Granulometra Harneo Manual

1 Se utilizaron datos de laboratorios pasados para completar esta tabla, ya que en el laboratorio no se realiz

el tamizaje del fondo del harnero de cajones.

0,00%

0,01%

0,10%

1,00%

10,00%

100,00%

1 10 100 1000 10000 100000

Fu[%

]

Apertura [m]

Granulometra Harneo Manual

Series1

10

Observando el grfico de granulometra de harneo manual, se espera que el modelo que mejor lo

represente es el de Rosin-Rammler.

Modelo Rosin-Rammler

( ) ( ( (

)

))

Figura F.2 Modelo Rosin-Rammler

Etapa II.

Tabla F.2 Mineral Bajo y Sobre-Tamao y Flujos

Medida Bajo-Tamao [kg] Sobre-Tamao [kg] Flujo [gr/seg]

1 0,69 2,005 34,5 100,25

2 0,53 2,14 26,5 107

3 0,65 1,515 32,5 75,75

Total 1,87 5,66 93,5 283

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000

Fu[%

]

Apertura [m]

Modelo Rosin Rammler

11

Luego tenemos los flujos siguientes:

[

] [

] [

]

Etapa III.

Tabla F.3 Peso Mineral Bajo-Tamao

Tamiz [#] Abertura [m] Peso Bajo-Tamao [gr]

4 4760 594,6

6 3350 566,2

8 2360 373,2

12 1700 261,7

16 1180 191,7

20 850 187,1

30 600 158,4

-30 (Fondo) -600 819

Tabla F.4 Granulometra del mineral sobre-tamao

Abertura [m] [ ]

[ ]

15880 28,55% 71,45%

14290 6,06% 65,38%

12700 2,64% 62,74%

9530 7,36% 55,38%

6350 10,73% 44,65%

4760 3,71% 40,94%

3350 5,22% 35,72%

2360 7,71% 28,01%

1700 6,89% 21,12%

1180 6,87% 14,25%

850 4,21% 10,05%

600 6,24% 3,80%

-600 3,80% 0,00%

12

Tabla F.5 Granulometra del mineral bajo-tamao

Abertura [mm] [ ]

[ ]

15,88 0% 0%

14,29 0% 0%

12,70 0% 0%

9,53 0% 0%

6,35 0% 0%

4,76 89,76% 10,24%

3,35 7,91% 2,33%

2,36 0,46% 1,87%

1,7 0,20% 1,67%

1,18 0,13% 1,54%

0,85 0,10% 1,44%

0,6 0,10% 1,35%

-0,6 1,35% 0,00%

Utilizando ahora la relacin:

(

)

Tabla F.6 Granulometra de la alimentacin

Abertura [mm] [ ]

[ ]

15,88 21,46% 78,54%

14,29 4,56% 73,98%

12,70 1,98% 72,00%

9,53 5,53% 66,47%

6,35 8,07% 58,40%

4,76 25,08% 33,32%

3,35 5,89% 27,44%

2,36 5,91% 21,53%

1,7 5,23% 16,30%

1,18 5,20% 11,10%

0,85 3,19% 7,91%

0,6 4,72% 3,20%

-0,6 3,19% 0,00%

13

Con los datos de los flujos la eficiencia global del harnero es:

( )

Y por ltimo la eficiencia por tamao se calcula con la siguiente frmula:

Tabla F.7 Granulometra de la alimentacin

Abertura [mm] [ ]

15,88 0,00%

14,29 0,00%

12,70 0,00%

9,53 0,00%

6,35 0,00%

4,76 5,59%

3,35 0,12%

2,36 0,01%

1,7 0,00%

1,18 0,00%

0,85 0,00%

0,6 0,00%

-0,6 0,01%

14

G.- DISCUSIO N Y CONCLUSIONES

Se concluye que el harneo continuo es menos eficiente que el manual, pero es ms rpido porque

solamente mueve el mineral.

Adems es importante considerar los errores relacionados a los datos. Los principales debido a

perdidas de finos y por trasvasije de mineral para ser pesado.

La principal diferencia entre harneros, se da principalmente para el tamao , que corresponde

al tamao de abertura del harnero. Este valor es importante, ya que la fraccin retenida

acumulada para este tamao es el que influye en la eficiencia del harnero.

Para el caso en que se hace manualmente se debe buscar el ajuste en cada mineral para

comprobar que realmente no pase por la malla, probando con distintas posiciones segn la forma

del mineral lo que hace este procedimiento largo y tedioso pero sumamente efectivo. En cambio,

para el caso del harneo continuo si bien es cierto es menos eficiente, pero es ms rpido porque

slo mueve el mineral y puede que por azar encuentre la posicin preferencial para atravesar la

malla lo que en la realidad muy pocas veces ocurre.

15

H.- BIBLIOGRAFI A

1. CRCAMO, Hugo. Operaciones Mecnicas-Apunte para alumnos de Ingeniera Metalrgica.

Universidad Catlica del Norte; 2003.

2. CASALI, Aldo. Apunte de Fundamentos de Procesos Mineralrgicos. Universidad de Chile;

2012.

3. WILLS, Barry. Mineral Processing Technology. Pergamon Press; 1997.

4. MULAR, A. et al. Mineral Processing Plant Design. SME-AIME; 2002.