molienda y clasificación

MOLIENDA Y CLASIFICACION

METALURGIA

• “La metalurgia extractiva es la CIENCIA y el ARTE de obtener por medios de tratamientos físicos y químicos un material valioso desde minerales”

La TEORIA que no se ajusta a la PRACTICA no es buena…

… Así como tampoco lo es la PRACTICA que no sigue a la buena TEORIA

ES POR ESO QUE…

Dr. Jaime Sepulveda

Conminución

COMINUCION

¿Qué es la conminución?

Conjunto de técnicas que tienen por finalidad reducir, por acción mecánica externa, un sólido de determinado tamaño en elementos de tamaño menor.

¿Con qué objetivo?

Para liberar la especie de valor que se encuentra asociada a la ganga.

¿Cómo se realiza la conminución?

De tres formas:

1. Compresión.

2. Impacto.

3. Cizalle.

CONCEPTOS

GANGA

ESPECIE DE VALOR

1. Compresión.

2. Impacto.

3. Cizalle.

ESFUERZOS RELACIONADO A LA FRACTURA

TIPOS DE CONMINUCION

¿Cuántos tipos de conminución existen?

Existen 3 tipos:

1. Primaria (Mina)

2. Secundaria (Chancador)

3. Terciaria (Molienda)

¿ y qué tipo de molienda existen?

De forma global, existen 2 tipos:

4. Molienda Seca.

5. Molienda Húmeda.

Chancador Giratorio, usado para un chancado primario

EQUIPOS DE CONMINUCIÓN

Chancador de Mandíbula, usado como chancado primario


Chancador de Cono (MP), usados como chancadores secundarios, terciarios y cuaternarios.


TIPOS DE MOLIENDA

Los molinos también se clasifican según el cuerpo moledor.

El cuerpo moledor, es aquel material que hará contacto con mineral, y por medio de los 3 tipos de conminución (impacto, abrasión cizalle), disminuirá al hasta el tamaño de liberación de la partícula útil.

Según cuerpo moledor se clasifican en:

• Molinos de Bolas.

• Molinos de Barras.

• Molinos Autógenos (FAG).

• Molinos Semiautógenos (SAG).

Molino de Barras


Molino de Bolas

Molino SAG, semiautogenoMolino verticales

MOLINO DE REMOLIENDA MHA

MARCA : Outotec

CANTIDAD : 2

TIPO : BOLAS (Mol. Húmeda)

Bolas : 1 ½” (Forjadas y Fundidas)

DIMENSIONES: 15 x 36 [pies]

POTENCIA : 3750 [kw]

VELOCIDAD : 75 % velocidad crítica.

VELOCIDAD : 15.1 [r.p.m.]

CIRCUITOS DE MOLIENDA

Circuito Directo

Circuito Inverso

Flujo Nombre

1 Alimentación Fresca

2 Alimentación Molino

3 Descarga de Molino

4 Agua

5 Alimentación Hidrociclon

6 Descarga de Hidrociclon

7 Rebalse de Hidrociclon

• Velocidad de Giro.

DNc

63,76Velocidad Crítica: (RPM)

D: Diámetro interno pies

Ejemplo 1:

Calcular velocidad crítica para molino de Planta Magnetita (14,3’ x 35’)

La velocidad de giro de un molino para un determinado proceso, molienda primaria o remolienda, se define como un porcentaje de la velocidad crítica. Por ejemplo, Planta Magnetita, opera con 75% de la velocidad crítica.

Ejemplo 2:

Determinar velocidad de operación del molino de Planta Magnetita.

PARAMETRO DE MOLIENDA

• Consumo Específico de Energía

)/(

)()/(

htmoTratamient

kWPotenciatmkWhEE

Ejemplo 3:

Calcular consumo específico de energía para el molino de Planta Magentita.

- Tratamiento: 270 tm/h

- Potencia: 3.750 kW

Índice de Bond (Índice de trabajo ó Work Index): XX (kWh/tc)


# µm Alim. Prod.

6 3350 100,0 100,0

8 2360 67,7 96,8

10 1700 57,1 91,9

14 1180 45,0 84,5

20 850 35,6 77,6

28 600 29,9 70,8

35 425 24,6 64,9

48 300 21,3 58,7

65 212 18,9 52,2

100 150 16,8 46,2

150 106 14,9 38,7

200 75 13,0 31,2

270 53 10,5 23,6

325 45 8,5 20,2

Tamaño %Pas. Acumulado

Curvas Granulométricas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000 10000

Tamaño (µm)

%P

as.

Acu

mu

lad

o

Producto Alimentación

Razón de Reducción (RR):

80

80

P

FRr

X 80

X 80

80100

7,67100

350.3

360.2350.3

x


• Razón de reducción


Nivel de bolas:

Es el nivel porcentual del volumen ocupado por el cuerpo moledor.

¿Porqué cargar bolas?

El objetivo de cargar bolas es mantener un nivel de llenado de bolas al interior del molino.

Los molinos de MHA tienen un nivel de llenado de:

Diseño = 40% correspondiente a 305 ton DE ACERO.

Nominal = 34 - 36% (para no dañar la boca de trunnion). Esto corresponde entre 252 - 267 ton de acero.

¿Cómo medir el nivel de bolas?

Se debe registrar la distancia entre la superficie de bolas y lifter/corazas del nivel superior.

CUERPO MOLEDOR

¿y qué tamaño de bolas es el ideal?

Para calcular nuestro tamaño de bolas óptimo debemos tener algunos datos, tales como:

Luego se ingresa a nuestra formula y….

dB = 4,5 F800,263(ds Wi)0,4 / (N D)0,25

Diámetro interno molino. 14,3 piesLargo interno de molino. 35 piesTamaño de descarte de bolas. 0,5 pulg% de velocidad crítica de molino. 75 %Porcentaje de llenado de bolas aparente. 34 %Wi de mineral. 20 kwh/tF80 de molienda 190 um

CUERPO MOLEDOR

Por ejemplo, realizando el cálculo tenemos que:

dB = 1,33” = 34 mm, pero industrialmente no encontramos de esta medida, es por eso que utilizamos bolas de 1,5” ó de 40mm.

¿Y de qué tipos de bolas tenemos?

Aquí en MHA tenemos dos tipos de bolas, Fundidas y Forjadas.

Fundidas : Magoteaux (40mm)

Forjadas : Molycop (1,5”)

CUERPO MOLEDOR

A ver… si una bola de 1,5” y de 40mm es lo mismo, entonces ¿PORQUÉ DOS MARCAS DISTINTAS?!!

Se realizó un estudio en Huasco donde se comprobó que:

- Las bolas fundidas con un contenido de ± 30% en Cr resistían mejor el desgate por acción del tipo de pulpa (abrasiva).

- Técnica y económicamente factible, la distribución entre bolas fundidas (Magoteaux 40mm) y forjadas (Molycop 1.5”) fue entre 30 a 50% de bolas fundidas.

¿Y qué distribución tenemos nosotros?

Nuestro carguío tiene la siguiente distribución:

Fundidas : 35%

Forjadas : 65%

CARGUÍO DE BOLAS

¿Cómo se calcula el carguío de bolas?

Por medio de un estudio, se ha determinado que la tasa de consumo de acero es de 280 g/ton (gramos de acero por cada tonelada alimentada al sistema de molienda).

Entonces el acero consumido por día es:

Ton día acero consumido = 280 g/ton * tms día alimentadas a molienda*1x106

Así, si hemos alimentado al sistema de molienda 6.480 tms/día, habremos consumidos 1,81 ton de acero.

CARGUÍO DE BOLAS

Programa carguío de bolas

Tasa consumo 280 g acero/ ton mineral

Fecha

TMS Frescas alimentadas

TMS Frescas alimentadas TON Acero Consumido Tambores reponer Tambores reponer

Molino #1 Molino #2 Molino #1 Molino #2 Molino #1 Molino #2

Día Acum Día Acum Día Acum Día Acum 1.5” 40 mm 1.5” 40 mm1 5.548 5.548 0 0 1,55 1,55 0,00 0,00 0 0 0 02 5.668 11.216 3.057 3.057 1,59 3,14 0,86 0,86 2 1 0 03 5.576 16.792 3.136 6.193 1,56 4,70 0,88 1,73 0 0 0 04 6.196 22.988 0 6.193 1,73 6,44 0,00 1,73 2 1 0 05 5.312 28.300 4.828 11.021 1,49 7,92 1,35 3,09 0 0 2 16 4.903 33.203 4.714 15.735 1,37 9,30 1,32 4,41 2 1 0 07 5.704 38.907 3.090 18.825 1,60 10,89 0,87 5,27 2 1 2 1

¿Porqué no cargamos todos los días?

Tenemos como limitante, el tipo de almacenamiento de las bolas, tambores.

Tomando en cuenta que…

Fundidas : ± 0,95 ton

Forjadas : ± 0,90 ton

CARGUÍO POR NIVELACION

¿Cómo medimos el nivel de bolas?

1. Se debe tomar la medida entre lifter y nivel superior de bolas.

2. Se debe tomar la medida entre coraza y nivel superior de bolas.

3. Se debe repetir las medidas en los anillos 2, 3, 5, 7 y 8, del molino.

4. Obtenemos un promedio de las mediciones.

5. Luego con un pequeño cálculo…

Donde :

α : Angulo de reposo de bolas, respecto al centro del molino.

J : Nivel de llenado.

D : Diámetro efectivo de molino.

h : Altura libre sobre bolas.

α = (360/π) arcsen [ 2 (h/D) (D/h-1)0.5]

J = (α/360) - (4/π) (h/D) (h/D-0.5) (D/h-1)0.5

D = 14.3’

Por ejemplo, si la altura promedio libre sobre las bolas fue de 9,27’ (2,82m).

Tenemos que:

Esto nos indica que el nivel de llenado de bolas, esta 1% por DEBAJO de lo requerido.

Recordando que un 34% corresponde a 260 ton de acero, para NIVELAR debemos cargar 7.65 ton.

El carguío por nivelación será :

α = 148.63°

J = 33 %

Molycop Magoteaux1,5" 40 mm4,97 2,68

5 3

CARGUÍO POR NIVELACION

TRAYECTORIA MATERIAL AL INTERIOR DE UN MOLINO

¿Cómo es el movimiento interno de bolas?

Velocidad baja (deslizamiento)

Velocidad media (deslizamiento y

casacada)

Velocidad mas alta (deslizamiento e

impacto por catarata)

Centrifugación Sobre velocidad crítica.


¿Y qué trayectoria deberíamos tener?

Zona en el cual la fuerza centrífuga es neutralizada por el peso de los medios moledores.

Zona de cascada

Zona de abrasión

Zona muerta

Ilustración del movimiento de la carga de un molino operando a una velocidad normal.

Zona de impacto (pie de la carga)

Zona de cataratas


¿Y qué trayectoria deberíamos tener?

Ilustración del movimiento de la carga de un molino operando a una velocidad normal.

TIPOS DE REVESTIMIENTOS

ONDULADO

SHIPLAP

LISO

RECTANGULAR

ALTO-BAJO

BEVEL

REVESTIMIENTO INTERNO DE MOLINO

Revestimiento Anillos 1 y 2:

Material : GomaEspesor : 80 mm

Revestimiento Anillos 3 al 9:

Material : GomaEspesor : 60 mm

Revestimiento de Gomas


3 lifter conforman cada anillo de molino.N° de Anillos : 9Material : AceroAltura : 137 mmAncho : 210 mm


3 lifter conforman cada revestiento de tapas alimentación y descarga.N° de Anillos : 9Material : AceroAltura : 137 mmAncho : 210 mm

Clasificación

CLASIFICACION

¿Qué es la clasificación?

La clasificación es un proceso físico de separación de tamaños de partículas, en dos o más fracciones. En general, esta etapa trabaja en comunión con Molienda, y su principal función es separar material que cuenta con el tamaño para continuar con el proceso.

¿En qué medio se realiza la clasificación?

Similar a la molienda, la clasificación se puede realizar en húmedo o en seco.

¿Qué equipos utilizamos en la clasificación?

1. Harneros.

2. Hidrociclones.

3. Hidroseparadores.

CONCEPTOS BASICOS

EQUIPOS DE CLASIFICACION

Harnero vibratorio

tamices

Trommel

EQUIPOS DE CLASIFICACION

El HIDROCICLÓN consiste de una parte cónica seguida por una cámara cilíndrica, en la cual existen una entrada tangencial para la suspensión de la alimentación (Feed). La parte superior del hidrociclón presenta un tubo para la salida de la suspensión diluida (overflow) y en la parte inferior existe un orificio de salida de la suspensión concentrada (underflow). El ducto de alimentación se denomina inlet, el tubo de salida de la suspensión diluida se denomina vortex, y el orificio de salida del concentrado se denomina apex .

HIDROCICLON

PARTES DE UN HIDROCICLON

Partes Hidrociclón

Partes internas Hidrociclón

CIRCUITO INVERSO MOLIENDA - CLASIFICACIÓN

AguaAgua

AlimentaciónFresca

OverFlow

UnderFlow (CC)

OPERACION HIDROCICLON

Alimentación

ByPass

Participade la

clasificación

Participade la

clasificación

By Pass


Gruesos

Finos

By Pass


Fino

Grueso

By Pass


DIAGRAMA DE CLASIFICACIÓN DE UN HIDROCICLÓNEJEMPLO DE CONDICIÓN IDEAL

(Partículas Menores a 1,5 micrones)

OverFlow

UnderFlow

Alimentación

Tamaño partícula (micrones)

Curva Ideal

Recuperación De Partículas

Alimentadas En Underflow (%)

(Partículas Mayores a 1,5 micrones)

(Tamaño De Corte 1,5 micrones)

DIAGRAMA DE CLASIFICACIÓN DE UN HIDROCICLÓNEJEMPLO DE CONDICIÓN REAL

OverFlow

UnderFlow

Alimentación


Curva Ideal

Recuperación De Partículas

Alimentadas En Underflow (%)

(Tamaño De Corte 1,5 micrones)

Curva RealCurva Ajustada

CURVA DE CLASIFICACIÓN REAL


Sin Clasificar

Sin Clasificar

ClasificadoRecuperación De

Partículas Alimentadas En Underflow (%)

0.90

0.2

d50, R

Curva Ajustada

Curva real

d50, A

VARIABLES DE UN HIDROCICLÓN

Las variables de clasificación de un Hidrociclón son dos, las cuales, se definen

a continuación:

1.Variables De Diseño: son todas aquellas que caracterizan el diseño del

equipo (dimensiones, formas, ángulos, etc.) y que no son posibles de modificar

durante la operación misma.

2.Variables De Operación: son todas aquellas condiciones que caracterizan al

flujo de alimentación y que son posibles de modificar durante la operación

misma del equipo.


Variables De Diseño

1. Diámetro Del ciclón

2. Altura Del cilindro

3. Diámetro Del Apex

4. Diámetro Vortex Finder

5. Diámetro Entrada Alimentación

6. Ángulo Sección Cónica

Variables De Operación

1. Flujo De Alimentación y Presión De

Entrada

2. % Sólidos/Densidad De Alimentación

3. Granulometría Alimentación

4. Material

Principales Variables Ordenadas Según Frecuencia De Manejo

1. Flujo De Alimentación y presión de entrada.

2. % Sólidos Y Densidad De Alimentación.

3. Diámetro Apex



1. Flujo de alimentación y presión de entrada.

• Un aumento del flujo volumétrico de alimentación aumentará la presión de entrada, por

lo que mejorará la eficiencia de clasificación. En consecuencia, ambas variables están

directamente relacionadas y afectan en el mismo sentido su operación.

• Se ha encontrado que en ciertos limites, un aumento de flujo volumétrico mejorara la

eficiencia de clasificación.

• Un aumento de la presión de entrada aumentara la velocidad angular de las partículas

y con ello, el efecto de la fuerza centrifuga. Dado que la fuerza centrifuga aumenta, las

partículas serán empujadas con mas fuerza hacia las paredes del Hidrociclón y

aparecerán en la descarga por lo que el tamaño de corte d50c disminuirá.


2. % Sólidos y densidad de alimentación

• El ideal es tener una baja densidad de pulpa lo que equivale a tener un bajo porcentaje

de sólidos en peso, dado que el proceso de clasificación es más óptimo y se efectúa

en forma más adecuada.

• Un elevado porcentaje de sólidos al hidrociclón más una alta presión de alimentación

origina una descarga demasiado gruesa, la cual retorna nuevamente al molino como

carga circulante.

Variables De Un Hidrociclón

3. Diámetro del Apex

• Este orificio tiene gran influencia sobre el caudal y granulometría del Overflow.

• Una disminución del diámetro del apex produce:

Aumento del d50 debido a que, al restringirse la abertura de descarga, cierta cantidad

de material grueso tenderá a salir por el Overflow, produciendo un aumento del d50.

Aumento de la presión dentro del hidrociclón

• Un aumento del diámetro del apex produce:

Una descarga más líquida.

Aumento de la carga circulante

Disminución de la eficiencia de clasificación.



• Un aumento del diámetro de vortex produce:

Un aumento del tamaño d50

Un aumento de la capacidad de hidrociclón

• Una disminución del diámetro del vortex produce:

Una disminución del tamaño d50

Una disminución de la capacidad del hidrociclón.


¿Cómo variar el flujo de alimentación y presión de entrada?

• Variando el número de hidrociclones operativos

• Variando la velocidad de la bomba de alimentación.


¿Cómo variar el % sólidos y densidad de alimentación?

• Aumentando el agua de dilución del cajón de descarga del molino


PRINCIPALES VARIABLES EN UN HIDROCICLÓNORDENADAS SEGÚN FRECUENCIA DE MANEJO

¿Como variar el diámetro del apex?

• Durante la detención de un equipo se debe instalar el nuevo

apex.

• Consideraciones del diámetro:

• B) Diámetro apex = 0,25 a 0,75 veces el diámetro del vortex

PRINCIPALES VARIABLES EN UN HIDROCICLÓNORDENADAS SEGÚN FRECUENCIA DE MANEJO

¿Como variar el diámetro del vortex?

• Durante la detención de un equipo se debe instalar el nuevo

vortex.

• Consideraciones del vortex:

• Diámetro Vortex = 0,125 a 0,37 veces el diámetro de

hidrociclón.

Distancia desde la pared

Tamaño de partícula

0 X

1

X

2

d

2

d

1

Apex

TIPOS DE DESCARGAS

AcordonamientoSemi AcordonamientoSpray

TIPOS DE DESCARGAS

molienda y clasificación

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