Preparacin mecnica de minerales,

Preparacin mecnica de minerales, ConminucionDocente: Msc. Mercedes Guillermina Godoy BarbosaConminucinSon todos los procesos que tienen que ver con la accin de reducir el tamao de los minerales que se procesan y poseen elementos de valor comercial y otros que no tienen valor (ganga)ObjetivoManipulacin y manejo adecuado del mineral.Liberar las especies valiosas contenidas en ellas.Preparar el mineral para los procesos posteriores.Factores que influyen en la seleccin del circuito de conminucionLey del mineral o metal a recuperarCaractersticas de la ganga presenteTonelaje de las reservasTipo de proceso posterior de recuperacin o concentracin: Flotacin, lixiviacin, concentracin magntica, concentracin gravimtrica , otrosValor comercial del mineral.La liberacin del mineral se logra en forma parcial.Extraccin del mineral de la corteza terrestreLa extraccin del mineral se puede llevar a cabo por:Extraccin a Tajo Abierto.La extraccin subterrnea

Tajo AbiertoObjetivo: extraer la roca desde la mina para ser enviada a la etapa siguiente de procesamiento (mineral) o a botaderos (baja ley y lastre o estril).Los principales subprocesos involucrados son: Perforacin y tronadura de la rocaCarguo y transporte de los materiales a sus destino.

Extraccin de mina Subterrneo Se puede llevar a cabo mediante distintos mtodos de explotacin. Esta eleccin depende de aspectos tcnicos econmicos, como caractersticas de la roca o escala de la explotacin.Los principales subprocesos involucrados son: Perforacin y tronadura de la rocaCarguo y transporte del mineral a la planta.

Entre la planta y la mina es el primer procesoDesde la mina hasta la etapa de chancado se opera en seco.El mineral proveniente de la mina tiene un tamao variado desde 12 -18 cm y se reduce a tamao uniforme mximo de 0.5 pulg ( aprox. 1.27 cm) en equipos mecnicos elctricos de grandes dimensiones llamadas chancadoras.Todo el manejo del mineral en la planta se realiza mediante correas transportadoras, desde la alimentacin proveniente de la mina hasta la entrega del mineral como producto chancado a la etapa siguiente.Estos equipos tritura la roca con movimiento atraccin y estn construidos con aleaciones especiales y acero de alta resistencia.Desde la alimentacin de molienda hasta el fin del proceso es hmedo el proceso o sea con pulpa.

Por que la accin de reduccin de minerales no se hace en una sola etapa?No se ha podido realizar que la reduccin de la mena sea en una sola etapa, se necesita varias etapas de fragmentacin y varios equipos como chancado y molienda.Estas dos etapas son tiles por los motivos de: factibilidad tcnica y econmica.Existe un limite de tamao de la partcula del mineral hasta donde las chancadoras son eficientes y pasado este limite realizan muy poco trabajo en comparacin con la energa consumida.

Conminucion, energaTamaos de 8 a 10 mm en chancadoras.Menor tamao en molinos

Influencia del ndice de trabajoUn material con bajo ndice de trabajo es mas fcil de fragmentar. Por ello la razn de reduccin del chancado es alta, disminuyendo las etapas de fragmentacin en la planta de chancado.Un material con ndice de trabajo alto, ser imposible utilizar una abertura de salida muy estrecha, para no producir sobre carga. Por eso es necesario utilizar una mayor cantidad de etapas de fragmentacin y asi alcanzar el tamao deseado en el producto.ndice de Trabajo, Wi, es la resistencia del mineral a ser fracturado y se mide en kWh/t/&11ndice de Trabajo

Vidrio12.31Equipos y valores tpicos de razn de reduccin

Alimentacin y Descarga en ConminucinRazn de Reduccin es la relacin entre alimentacin y descarga de cualquier equipo de conminucin. Ejemplo:Para un material cuya alimentacin F80 es 200 mm corresponde a roca de voladura cuyo tamao es 80% menor que 200 mm. El tamao deseado del producto P80 es 12 mm corresponde al mineral de alimentacin Molino de barra. R = 200/12 = 16.67Solucin al problemaUna solucin propuesta a los requerimientos puede ser la siguiente:Razn de reduccin en etapa primaria R1= 3Razn de reduccin en etapa secundaria R2 = 4Razn de reduccin en 2 etapas de chancado = R1xR2 = 3x4=12Dos etapas no es suficiente, se necesitara una tercera etapa porque 12 < 17Solucin al problemaRazn de reduccin, primera etapa: R1= 3Razn de reduccin, segunda etapa: R2= 3Razn de reduccin, tercera etapa: R3 = 3Juntas estas tres etapas dan R1x R2 X R3 = 27, reduccin suficiente.Chancadora apropiada para las siguientes etapas

Circuito Abierto de chancado

Circuito Cerrado del chancado

Carga CirculanteEl cociente entre el flujo de mineral que alimenta al equipo de reduccin de tamao y el flujo de alimentacin fresca al circuito, en %.

Circuito Cerrado DirectoCircuito Cerrado InversoMecanismo de reduccin del tamaoFractura: Es el fraccionamiento de un cuerpo solido en varias partes.Compresin: Es la aplicacin de esfuerzo de compresin. Se produce en maquinas de trituradoras donde existe una superficie fija y otra mvil, da origen a partculas finas y gruesas. La cantidad de material fino se puede disminuir reduciendo el rea de contacto, utilizando superficies corrugadas.

Mecanismo de reduccin del tamaoImpacto: Es la aplicacin de esfuerzos compresivos a alta velocidad. De esta manera la partcula absorbe mas energa que la necesaria para romperse. El producto, normalmente, es muy similar en forma y tamao.

CizallamientoEl Cizallamiento ocurre como un esfuerzo secundario al aplicar esfuerzo de compresin y de impacto. Produce una gran cantidad de finos que por lo general no es deseable.

Mecanismo de reduccin del tamao

Astillamiento: La ruptura de cantos de una partcula, ocurrida por la aplicacin de esfuerzos fuera del centro de la partcula, genera el mecanismo de astillamiento.Abrasin: Cuando el esfuerzo de cizalla se concentra en la superficie de la partcula se produce abrasin.

Tipos de equipos de reduccin en base a los principios de fractura.Etapas de la Reduccin del tamaoLas etapas de un proceso de reduccin se identifican de acuerdo al diseo desarrollado para el procesamiento del mineral. Si el mineral requiere una reduccin fina se identifican:Circuito de molienda convencional (3 etas de trituracin y dos de molienda.Circuito de molienda unitaria (3 trituracin y uno de moliendaCircuito de molienda semi autgena (1trituracin y dos molienda. si el mineral requiere una reduccin gruesa, solo se trabaja con etapas de trituracinEtapas de Trituracin convencionalTrituracin Primaria: el material viene de la mina, con trozos mximos de 60 pulg. Entrega el producto de 15 a 20 cm (6-8pulg)Trituracin Secundaria: toma el producto de la trituradora primaria y los reduce de 5 a 8 cm.Trituracin Terciaria: el producto viene de la Trituradora secundaria y reduce el producto de 1 a 1.5 cm puede ir a la etapa de molienda (CuS) o al proceso de lixiviacin en caso de xidos.Consumo de Energa

Consumo especifico de energaEnerga que se consume para provocar la fractura de 1 tonelada de mineral que se procesa se mide en kwh/t. Energa= Potencia Consumida, KW / F, t/hPostulado de Bond, 3era ley de la Reduccin:E = 10Wi (P80-1/2 F80-1/2)Wi es conocido como el ndice de trabajo de bond o Work Index que representa el trabajo requerido para reducir el mineral desde un tamao infinito a 100 mm

La Molienda La molienda es la ltima etapa del proceso de conminucin o fragmentacin para la reduccin del tamao de las partculas.Los tamaos de salida de los productos de esta etapa, segn Hukki (ETSIMV, 1996), sern los siguientes:

Tipos de molinos segn el tipo de cuerpos molturantes que emplean: Molinos de barras.

Molinos de bolas.

Molinos autgenos (AG) o Semiautgenos (SAG).

Molinos de pebbles (cuerpos no metlicos; naturales o fabricados).

Trabajan de forma discontinua y de forma continua. Discontinua: cuando el molino se recarga de material y se cierra para hacerlo girar, terminada esta operacin, el molino se abrir para a continuacin separar el mineral de los cuerpos molturantes. Esta forma de trabajar se utiliza en molinos pequeos de laboratorio. Continua: El molino se alimenta de forma continua por un extremo y simultneamente se va descargando el mineral molido por el otro extremo (o por el centro segn el molino). La operacin nicamente se detendr para trabajos de mantenimiento o recarga de los cuerpos molturantes. En la industria minera y produccin de ridos, se trabaja siempre de forma continua

La molienda se puede realizar por va seca o por va hmeda: Va seca: Molienda de materiales prcticamente secos (2 % de agua) o con una determinada humedad (30 % de agua). Va hmeda: Molienda de materiales que forman una pulpa (30-300 % de agua). Factores que determinan el tipo de moliendaMolienda HmedaMolienda SecaTipo de etapa siguienteTipo de etapa siguienteGasto de energa menor por tonelada de mineral tratado (humedad disminuye la resistencia de los fragmentos)Gasto de energa mayor por tonelada de mineral tratado (seco aumenta la resistencia de los fragmentos)Gasto de agua mayorPoco gasto de aguaClasificacin en medio hmedo exige menos espacioClasificacin en medio hmedo exige menos espacioNo necesita captores de polvo y se calientan menos los equipos.No hay reaccin con el agua produciendo cambio fsico.Cuerpos moledoresSon elementos que favorecen el trabajo de molienda. Estos elementos o cuerpos moledores suelen ser: Barras: Estn fabricadas de acero con alto contenido en carbono. Poseen un alto lmite elstico para evitar que se tuerzan las barras evitando que se rompan o se traben con otras barras. Los molinos de barras se emplean para moliendas ms gruesas. Bolas: Pueden estar fabricadas de acero de fundicin, acero forjado y ste puede estar aleado al Cr-Mo, para ser resistentes al desgaste por impacto o aleado con Ni (Ni-hard), para ser resistentes a la abrasin (bolas de acero muy duro). En ocasiones no son esfricas, sino que toman formas cilndricas, troncocnicas, etc. Los molinos de bolas se emplean para moliendas finas. Propio mineral: Los cuerpos de molienda van a ser el propio mineral (AG) o un porcentaje de mineral y otro de bolas u otro tipo (SAG). Guijarros de silex o porcelana cuando se pretende evitar la contaminacin del mineral a causa del desgaste del acero. Revestimiento o BlindajeEl interior del tambor est revestido por piezas intercambiables que forman lo que se denomina el blindaje del molino y deber cumplir las siguientes funciones:

Ser resistente a los impactos y a la abrasin. Proteger la carcasa del molino contra la corrosin y el desgaste. Minimizar el deslizamiento entre los cuerpos moledores y el tambor, favoreciendo un adecuado volteo del mineral.

Estos blindajes presentan resaltes o nervios que favorecen el movimiento de la carga del molino. Veamos diseos de revestimientos:

Fabricacin de los revestimientosCermica, Es habitual que estn fabricados de acero fundido o acero laminado debido a sus caractersticas resistentes. El empleo de caucho tambin se ha difundido, pero es ms adecuado para molinos de bolas que traten mineral muy duro (en aquellos casos donde no se sobrepase los 80C y no entre en contacto con reactivos de flotacin). Molino de barrasson grandes tubos cilndricos, dispuestos horizontalmente. Estn construidos a base de planchas de acero, Protegidas contra el desgaste y la corrosin por revestimientos metlicos intercambiables

Parmetros que caracterizan un molino de barrasVelocidad critica, VcEs aquella velocidad de giro mnima alcanzada por el molino, de forma que la fuerza centrfuga creada es suficiente para conseguir que las partculas queden adheridas a los revestimientos del molino. Si se quiere moler el mineral, la velocidad a la que gire el molino deber estar por debajo de dicha Vc, normalmente viene definida a travs de un porcentaje de su Vc. Vc = 42.3 / (Dm)0.5 Donde: V = Velocidad crtica, r.p.m. DM = Dimetro del molino, m. (medido entre los revestimientos internos). La expresin vc. Vc se obtiene a travs del estudio de la trayectoria seguida por una partcula en el interior de un molino de barras, segn el grafico.Los molinos de barras suelen trabajar con velocidades comprendidas entre 62-68 % de la velocidad crtica.

Volumen de cargaIndica el volumen que ocupa la carga de barras en el interior del molino, considerando tambin los huecos vacos existentes entre las barras y viene expresado en tanto por ciento (%) respecto al volumen total interior. La relacin que nos da el volumen de la carga en vaco es la siguiente: %Vc = 113 126 Hc/ Dm donde

Hc = Distancia interior mxima entre la parte superior del revestimiento y la parte superior de la carga en reposo. Dm = Dimetro interior del molino Los molinos de barras trabajan con un grado de llenado comprendido entre en 35-40 %.

Comportamiento de la carga de barras en un molino en carga

Tamao de alimentacinEl tamao ptimo de alimentacin segn Allis Chalmers se puede obtener mediante la siguiente expresin:D80 = 16000 (13/Wi)1/2D80 = Abertura de la malla por la que pasa el 80 % de la alimentacin (micras). wi = ndice de Bond.

Tamao del productoSegn SIM: Tamao normal producido = 1-2 mm. Tamao mnimo producido = 0.5 mm (c.a.) Tamao mnimo producido = 0.3 mm (c.c.) Cociente de reduccinSegn Bond: Los lmites son 12-20:1, normal 16:1.

Relacin entre dimetro y longitud.

Para impedir que las barras se crucen, los molinos de barras se construyen de forma que la relacin existente entre el dimetro (DM) y la longitud (L) del molino no sea inferior a 1.25: Para molinos pequeos (