Marzo 2013

NOMBRE FECHA

Preparado por RCR Marzo 2013

Revisado por RGG Marzo 2013

Aprobado por JHG Marzo 2013

Nº DOCUMENTO: CC4392 – SCG001 Rev. A

CAPACITACIÓN MOLINO DE BOLAS

Capacitación en conceptos básicos, control de procesos y lazos de control Molino ECL.

CLASES AULA

Marzo 2013

ÍNDICE

ÍNDICE DEL CURSO:

1. Conceptos básicos

─ Introducción.

─ Conminución.

─ Granulometría.

─ Densidad de pulpa y porcentaje de sólidos.

─ Gravedad específica.

─ pH.

─ Índice de Bond y Work index.

─ Control de procesos y lazos de control.

─ Ejercicios.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Área 180: Planta de caliza.

La caliza cumple un rol muy importante en el proceso de abatimiento de Arsénico y Antimonio,

ya que permite aumentar el pH a valores de 1,5, permitiendo con esto la precipitación del As+5

como escorodita estable.

El área de caliza se ha dividido en 3 etapas que son: recepción y almacenamiento, molienda y

clasificación, y almacenamiento y distribución de lechada.

En la siguiente figura se muestra el área de manera esquemática:

1.1 Introducción

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Conminución es un término genérico que se utiliza para designar procesos de reducción de tamaños de minerales. La gran mayoría de las especies minerales se encuentran al interior de una roca que las contiene, para recuperarlas se debe moler la piedra hasta liberar el mineral.

1.2 Conminución

Esto se logra mediante los procesos de conminución, en la cual el mineral es paulatinamente reducido de tamaño hasta que cada una de las partículas de mineral quede separada de otras, para que puedan ser separadas en los procesos de concentración. Una vez que el mineral es extraído se somete a las siguientes etapas de la conminución que son la trituración o chancado y la molienda, la etapa que es de interés es la molienda. La molienda es un proceso de conminución que generalmente se realiza en húmedo, y su principal propósito es reducir de tamaño las partículas a los requeridos según la operación.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Granulometría es el término que se asocia a la medición y clasificación del tamaño de diferentes partículas que constituyen un árido o un polvo. El análisis granulométrico en molienda es fundamental dado que se utiliza para observar la eficiencia de la clasificación y como control de calidad de los productos de este proceso antes de su ingreso a la etapa de precipitación.

1.3 Granulometría

Para la determinación de la granulometría de un material se utilizan tamices. El tamiz consiste en una superficie con perforaciones uniformes (malla) por donde pasará el material de tamaño menor que dichas perforaciones y el resto será retenido en su superficie. Para poder realizar el tamizado es necesario que exista vibración, la que permite que el material más fino traspase el tamiz.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, las gruesas y las finas. Por ejemplo para la malla Tyler +200 indica los gruesos y -200 indica los finos.

1.3 Granulometría

En la tabla se ve representado que la malla 200 Tyler o ASTM, corresponde a granulometrías de 74[µm].

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

El primer paso para determinar la granulometría de una muestra es pesarla; luego se tamiza y finalmente se pesa por fracciones para asegurarse que el análisis esté bien hecho, aceptándose una perdida cercana al 2%.

1.3 Granulometría

Los tamices tienen diferente grosores de rejilla o malla y se ordenan de la siguiente manera: El más grueso arriba y las más finas abajo, en orden decreciente, terminando en una sin rejilla. La masa de las partículas retenidas en los diferentes tamices se expresa como porcentaje respecto de la masa seca total del material. Los porcentajes acumulados que pasan por cada tamiz se presentan en forma numérica y, si es necesario, en forma gráfica.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Parámetros Granulométricos: Dentro del proceso de conminución de minerales existen ciertos parámetros característicos usados para definir tamaño de las diferentes partículas que pasan un tamiz o tamices determinados. F80: Este parámetro indica un tamaño de partícula y se refiere a que el 80% del mineral con que se alimenta la molienda, tiene un tamaño menor al indicado por el F80. Por ejemplo, si F80 es igual a 6 [mm], entonces sabemos que el 80% del mineral con que se alimenta al molino tiene un tamaño menor a 6 [mm]. P80: Este parámetro, al igual que el F80, indica un tamaño de partícula, pero se refiere al tamaño del material que abandona el proceso de molienda, es decir, medido en el overflow de hidrociclones. Por lo tanto, si P80 es igual a 75 [µm] entonces el 80% del mineral que sale hacia almacenamiento tendrá un tamaño menor a 75 [µm].

1.3 Granulometría

En la operación habitual del molino de bolas se alimentan en 1 hora 3,2 Toneladas. Según el proveedor el F80 es 6 [mm]. ¿Qué cantidad de material mide mas de 6 [mm]?

Respuesta: 0,2 x 3,2 = 0,64 Toneladas.

Se concluye que el porcentaje restante de material posee un tamaño menor a 6 [mm] o lo que es igual a 0,8 x 3,2 = 2,56 Toneladas. Donde 2,56 + 0,64 = 3,2 Toneladas.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Se le denomina pulpa a una mezcla homogénea de sólidos y líquido, en la que la fase solida está formada por partículas finas de mineral disgregadas y la fase liquida es agua o soluciones acuosas.

1.4 Densidad de pulpa y porcentaje de sólidos

En el procesamiento de caliza se trabaja con pulpas desde la etapa de molienda hasta el final del proceso (precipitación), donde la pulpa pasa por etapas de clasificación almacenamiento y distribución. - En las ventajas de trabajar con pulpas en el proceso de molienda se cuentan: - Mejora la eficiencia de los procesos de molienda de minerales (disminuye el consumo de energía por tonelada de mineral tratado). - Elimina problemas de polución (contaminación por polvo en suspensión). - Disminuye la contaminación acústica. - Posibilidad de usar hidrociclones para hacer la clasificación por tamaños. - Posibilidad de usar técnicas simples de manejo y transporte del material a través de bombas, cañerías, canaletas, etc...

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS

Al ser la pulpa una mezcla homogénea de dos componentes, sus características de masa y volumen se determinan directamente de la suma de las características del mineral y el agua:

1.4 Densidad de pulpa y porcentaje de sólidos

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑙𝑝𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 + 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑀𝑝 = 𝑀𝑚 + 𝑀𝑎

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑢𝑙𝑝𝑎 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 + 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑉𝑝 = 𝑉𝑚 + 𝑉𝑎

Composición de una pulpa: La caracterización de una pulpa se realiza mediante la definición

métodos de medición de la concentración de sólidos en la mezcla. Entre ellas se tiene:

a) Concentración de sólidos en peso (Cp): Corresponde a la masa (peso) de mineral que

hay en la masa total de la pulpa, expresado como porcentaje:

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.4 Densidad de pulpa y porcentaje de sólidos

a) Concentración de sólidos en volumen (Cv): Corresponde al volumen de mineral que

hay en el volumen total de pulpa, expresado en porcentaje:

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.5 Gravedad específica

Donde: Ρr = densidad relativa. Ρ = densidad de sustancia patrón. Ρo = densidad de sustancia (caliza)

La densidad relativa o gravedad específica, no es mas que el cociente o la división entre la densidad de una sustancia y la densidad de una sustancia patrón. Generalmente para sólidos se usa como patrón el agua destilada a 4 °C y 1 atm y para gases, la densidad del aire a 0 °C y 1 atm.

Para el caso de la caliza que llega a Ecometales tenemos que la gravedad específica es de 2,7 y es un numero adimensional, usado en múltiples cálculos.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.6 pH

El pH es una forma de medir el grado de acidez. Más técnicamente el pH es una forma de expresar la concentración del ión hidrógeno H+ a ión hidróxido OH- en los líquidos, lo que permite clasificarlos en sustancias ácidas o básicas.

El pH normalmente oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más básico), mientras el valor 7 es de pH neutro, que no es acido ni base. Cabe destacar que cuando existe una alta concentración de ácidos o bases en los líquidos, ya no se habla de pH, sino de concentraciones propiamente tal, ya sea en g/L, mol/l o porcentaje másico. Esto es lo que generalmente sucede en la industria. Las sustancias ácidas y básicas se pueden caracterizar sencillamente por las propiedades que manifiestan. Las acidas: - Tienen un sabor agrio. - Conducen electricidad. - Desprenden hidrógeno cuando reaccionan en disoluciones con algunos metales.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.6 pH

Las básicas: - Tienen un sabor amargo. - Son jabonosas al tacto. - En solución acuosa también conducen electricidad.

Tanto el ácido sulfúrico como la cal (básico) en altas concentraciones no se pueden poner en contacto con la piel pues ocasionarían graves lesiones, por esto las estrictas medidas de seguridad que se aplican para quienes trabajan con ellos.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.7 Índice de Bond y Work index

La teoría mas usada para determinar la energía de conminución del material es el Índice de Bond.

Dicho de otra forma, la energía en kWh requerida para reducir de tamaño una tonelada de mineral desde un F80 dado hasta un P80 es la siguiente:

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.7 Índice de Bond y Work index

El Work índex (Wi) de un material es la energía necesaria para reducir una tonelada de mineral desde un tamaño teóricamente infinito hasta partículas con un 80% bajo 100 µm. El Wi del material también se conoce como: Índice de dureza, de trabajo, de Bond.

Aplicaciones del índice de bond: a) Para diseño de un molino: conociendo el Wi y las condiciones de operación de la planta, se

determina el tamaño del molino (diámetro, largo y potencia).

b) Para predicción de capacidad de tratamiento o tamaño de producto: En este caso se proyecta el funcionamiento de un molino, aplicando factores de escalamiento, manteniendo un P80 definido o bien, para una capacidad de tratamiento determinada se estima el P80.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.7 Índice de Bond y Work index

Aplicaciones del índice de bond: c) Para control operacional: Se determina el Wi de laboratorio escalado a las condiciones operacionales

existentes y se compara con el Wi operacional determinado directamente de las condiciones de operación de la planta.

Donde E se determina de la potencia consumida por el molino. P en kW y del flujo de mineral de alimentación fresca al circuito de molienda. Q en ton/h.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

En este diagrama el operador de DCS recibe valor de flujo y desde DCS se regula a través de Controlador de flujo que abre o cierra la válvula al reactor. El lazo es cerrado por el operador por lo que sería un lazo abierto.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Enclavamiento

El enclavamiento esta asociado a la alarme de nivel alto – alto y detiene las bombas instantáneamente sin pasar por la decisión del DCS.

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control

Marzo 2013

1. CONCEPTOS BÁSICOS 1.8 Control de procesos y lazos de control