UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

CURSO: METALURGIA EXTRACTIVA

TEMA: DISEÑO MOLIENDA

DOCENTE: MAG. ING. JUAN ALFONSO MOLINA VÁSQUEZ

MOLIENDA

CIRCUITO MOLIENDA Y CLASIFICACIÓNa) Conminuciónb) F80, P80c) Work Indexd) Carga circulantee) Velocidad Críticaf) Tipos de moliendag) Medios de moliendah) Mecanismos de moliendai) Revestimientos de los molinos

CONMINUCIÓNCONMINUCIÓN: Proceso por el cual se produce una reducción detamaño de las partículas de mineral mediante trituración y/omolienda, con el fin de:Liberar las especies diseminadasa) Facilitar el manejo de los sólidosb) Obtener un material de tamaño apropiado y controladoEl resultado de la conminución es medido a través de la razón dereducción: c) F80, P80d) F80: Tamaño del 80% acumulado pasante en la alimentacióne) P80. Tamaño del 80% acumulado pasante en el producto

TAMAÑO DE PARTÍCULA

CÁLCULO DEL WORK INDEXWORK INDEXEs la relación entre la facilidad con que una partícula es reducidade tamaño y la resistencia de la partícula mismaSu concepto es clave para la determinación de la energía demolienda (Kw-h/ton)

CARGA CIRCULANTECARGA CIRCULANTE: Se define como la razón entre el flujo dematerial que recircula y la alimentación fresca que llega al circuito

VELOCIDAD CRÍTICA

VELOCIDAD CRÍTICA: Es aquella que hace que la fuerzacentrífuga que actúa sobre los elementos moledores (bolas)equilibre el peso de los mismos en cada instante. Cuando esto ocurre, los elementos moledores se pegan a las paredes y no ejercen ninguna acción moledora

VELOCIDAD CRÍTICA

TIPOS DE MOLIENDATIPOS DE MOLIENDALa molienda se puede hacer a materiales secos (molienda seca) o a

suspensiones de sólidos en líquido (agua) llamada molienda húmeda.La molienda seca es común en la industria del cemento, mientras que la

húmeda se emplea en la preparación de minerales para concentración.

VELOCIDAD CRÍTICA

MOLINO DE BOLAS

MÁXIMO NIVEL DE CARGA

VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL MOLINO

INCREMENTO DE LA FINEZA EN LA ALIMENTACIÓN FRESCA DEL MOLINO

REDUCIR LA FINEZA DEL PRODUCTO AL MÍNIMO PERMITIDO

TAMAÑO ÓPTIMO DE BOLAS A RECARGAR

MÁXIMO CONTENIDO DE SÓLIDOS EN EL RETORNO DE HIDROCICLONES

LA MOLIENDA

La molienda es la operación final de reducción de tamaño o la liberación de las partículas valiosas del mineral, para proceder a su concentración. En ésta etapa es necesario reducir su tamaño de 1”, 3/4”, 1/2”, 3/8”, 1/4”, hasta un producto de 40 a 80 % -200 mallas. La molienda se produce normalmente en tambores rotativos, los mismos que pueden utilizar los siguientes medios de molienda: El propio mineral (molienda autógena) y medios metálicos(barra o bolas de acero). Los medios de molienda o elementos triturantes deben golpearse entre sì, en esto se diferencia éstas máquinas de las de chancado, en los cuales las superficies triturantes por el mecanismo que las mueve nunca llegan a tocarse. El producto del chancado del mineral, se almacena en la tolva de finos de donde cae por un shute a la faja transportadora que alimenta al molino de barras o bolas. Entre el shute y la faja hay una compuerta para medir la cantidad de mineral que se va tratar en la planta.

MOLINO DE BOLAS

MEDIOS DE MOLIENDA

Llamado también elementos de molienda, el molino cilíndrico emplea como medios de molienda las barras o bolas, cayendo en forma de cascada para suministrar la enorme área superficial que se requiere para producir capacidad de molienda. Estos cuerpos en movimiento y libres, los cuales son relativamente grandes y pesados comparadas con las partículas minerales, son recogidos y elevados hasta un ángulo tal, que la gravedad vence a las fuerzas centrífugas y de fricción. La carga luego efectúa cataratas y cascadas hacia abajo rompiendo de esta manera las partículas minerales, mediante impactos repetidos y continuados, así como por flotamiento.

MOLINO DE BOLAS

BLINDAJE DE MOLINO

Llamado también forros o chaquetas, que afectan las características de molienda de un molino en dos maneras:a) Por el espacio muerto que ellos ocupan dentro del casco del molino; este espacio podría ser ocupado por mineral y medios de molienda. Es decir le resta capacidad de molienda.b) Los forros controlan la acción de molienda de los propios medios de molienda. Desde el punto de vista mecánico, los forros de molino funcionan para voltear la carga de los medios de molienda a lo largo de las líneas del piñón y catalina.

VARIABLES DE MOLIENDA Para que la molienda sea racional y económica hay considerar las siguientes variables o factores :1.- Carga de mineral. La cantidad de carga que se alimenta al molino debe ser controlada, procurando que la carga sea lo máximo posible. Si se alimenta poca carga se perderá capacidad de molienda y se gastará inútilmente bolas y chaquetas. Si se alimenta demasiada carga se sobrecargará el molino y al descargarlo se perderá tiempo y capacidad de molienda.2.- Suministro de agua. Cuando el mineral y el agua ingresan al molino forman un barro liviano llamadopulpa, que tiene la tendencia de pegarse a las bolas o barras, por otro lado el agua ayuda avanzar carga molida. Cuando se tiene en exceso la cantidad de agua lava la barras o bolas, y cuando estás caen se golpean entre ellas y no muelen nada. Además el exceso de agua , saca demasiado rápido la carga y no da tiempo a moler, saliendo la carga gruesa. Cuando hay poco agua la carga avanza lentamente y la pulpa se vuelve espeso alrededor de las barras o bolas, impidiendo buenos golpes porque la pulpa amortigua dichos golpes.3.- Carga de bolas o barras. Es necesario que el molino siempre tenga su carga normal de medios moledores, porque las barras y bolas se gastan y es necesario reponerlas. El consumo de las barras y bolas dependen del tonelaje tratado, dureza del mineral, tamaño del mineral alimentado y la finura que se desea obtener en la molienda. Diariamente, en la primera guardia debe reponerse el peso de bolas consumidas del día anterior.

VARIABLES DE MOLIENDA Cuando el molino tiene exceso de bolas, se disminuye la capacidad del molino, ya que éstas ocupan el espacio que corresponde a la carga. Cuando la carga de bolas está por debajo de lo normal, se pierde capacidad moledora por que habrá dificultad para llevar al mineral a la granulometría adecuada.4.- Condiciones de los blindajes. Es conveniente revisar periódicamente la condición en que se encuentran los blindajes, si están muy gastados ya no podrán elevar las bolas a la altura suficiente para que puedan trozar al mineral grueso. La carga de bolas y la condición de los blindajes se puede controlar directamente por observación o indirectamente por la disminución de la capacidad de molienda y por análisis de mallas del producto de la molienda.5.- Tiempo de molienda. La permanencia del mineral dentro del molino determina el grado de finura de las partículas liberadas. El grado de finura está en relación directa con el tiempo de permanencia en el interior del molino. El tiempo de permanencia se regula por medio de la cantidad de agua añadida al molino.

CONTROL DE VARIABLES EN LA MOLIENDA

Toda molienda se reduce a administrar y controlar correctamente las variables1.- Sonido de las barras o bolas. El sonido de las barras o bolas señalan la cantidad de carga que hay dentro del molino, y debe ser ligeramente claro. Si las barras o bolas hacen un ruido sordo es porque el molino está sobre cargado, por el exceso de carga o poco agua. Si el ruido es excesivo es porque el molino está descargado o vacío, falta de carga o mucho agua.2.- La densidad de pulpa. La densidad de la pulpa de la carga del molino es también una manera de controlar las variables, agua y carga. La densidad de pulpa en la molienda debe mantenerse constante.3.- El amperímetro. Es un aparato eléctrico que está conectado con el motor del molino. Su misión es señalar cuál es el amperaje o consumo de corriente eléctrica que hace el motor. El amperímetro de marcar entre determinados límites, por lo general una subida del amperaje indica exceso de carga, una bajada señala la falta de carga. Para cada molino está instalado su respectivo amperímetro, los amperímetros de los molinos de bolas no tienen mucha variación

PARTES DEL MOLINOPARTES DEL MOLINO Mencionamos las partes principales del molino: • Muñón de alimentación. Es el conducto para la entrada de carga impulsada por la cuchara de alimentación.• Chumaceras. Se comporta como soporte del molino y es a la vez la base sobre la que gira el molino.• Piñón y Catalina. Son los mecanismos de transmisión de movimiento. El motor de molino acciona un contra eje al que está acoplado el piñón. Este es el encargado de accionar la catalina la que proporciona el movimiento al molino.• Cuerpo o Casco. Es de forma cilíndrica y está en posición horizontal, dicha posición permite la carga y descarga continúa. En su interior se encuentran las chaquetas o blindajes, que van empernadas al casco del molino, que proporcionan protección al casco.• Tapas. Soportan los cascos y están unidos al muñón• Forros, Blindajes o Chaquetas. Sirven de protección del casco del molino que resiste el impacto de las barras y bolas, así como de la misma carga.• Muñón de descarga. Es la parte por donde se realiza la descarga de la pulpa. Por esta parte se alimentan barras y bolas.• Trommel. Desempeña un trabajo de retención de bolas, especialmente de aquellos que por excesivo trabajo han sufrido demasiado desgaste. De igual modo sucede con el mineral o rocas muy duros que no pueden ser molidos completamente, por tener una granulometría gruesa quedan retenidos en el trommel. De esta forma se impiden que tanto bolas como partículas minerales muy gruesas ingresen a las bombas. El trommel se instala solamente en los molinos de bolas.• Ventana de Inspección. Está instalado en el casco del molino, tiene una dimensión suficiente como para permitir el ingreso de una persona. Por ella ingresa el personal a efectuar cualquier reparación en el interior del molino. Sirve para cargar bolas nuevas (carga completa) asi como para descargarlas para inspeccionar las condiciones en las que se encuentran las bolas y blindajes

MOLIENDA AUTÓGENALa molienda autógena se describe como aquella molienda en la que no se usan medios de molienda de acero (bolas o barras), sino el mismo material que está siendo molido. La atracción de la molienda autógena es que reduce los costos de operación que proviene principalmente del rebajado consumo de acero, eliminación de la contaminación química por el hierro desgastado, disminución en el uso de reactivos químicos. Así mismo se ha detectado un consumo de potencia de 5 a 25% mayor por tonelada de mineral molido en molienda autógena, comparada con la molienda clásica.

MOLINO DE MOLIENDA AUTÓGENA

CLASIFICACIÓN DE MINERALES Se denomina clasificación, a la separación de un conjunto de partículas de tamaños heterogéneos en dos porciones; es decir finos y gruesos. La clasificación se realiza por diferencias de tamaño y de gravedad específica, que originan diferentes velocidades de sedimentación entre las partículas en un fluido (agua). Las operaciones de clasificación se efectúan en diferentes tipos de aparatos, tales como los clasificadores mecánicos (clasificadores helicoidales y de rastrillos) y los hidrociclones. Comúnmente en las plantas concentradoras se denomina al rebose del clasificador o finos con expresión inglesa overflow (O/F) y a la descarga o gruesos como underflow (U/F).

CONTROL DE OPERACIÓN EN LA MOLIENDA

Entre los principales controles que se realiza en la sección de molienda son .los siguientes:• Se controla la carga de alimentación al molino.• Se controla la densidad de pulpa en la descarga del molino, en el overflow y underflow del hidrociclòn o clasificador.• El número de barras y bolas que se cargan a los molinos.• Horas de funcionamiento, horas de parada y el total de horas trabajadas por cada molino.

CÁLCULOS Y BALANCES EN LA SECCIÓN MOLIENDA

CALCULOS, BALANCES Y CONTROLES EN LA SECCIÓN DE MOLIENDA Cálculo del peso total de bolas y la carga diaria Se calcula el peso total de bolas, utilizando la expresión: W = 80 x D2 x L (7) Dónde: W = Peso total de bolas en libras (lb) D = Diámetro al interior de revestimientos en pies (ft) L = Longitud del molino en pies (ft)

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDA

EjemploCalcular el peso total de bolas de un molino 7’ x 6’Solución:Los molinos se designan mencionando el diámetro y la longitud (Dx L) D = 7 ft L = 6 ftRemplazando en (6) W = 80 x (7)2 x 6 = 23520 lbs Para la carga inicial de bolas:Suponiendo que empleamos bolas de 3” de diámetro (Ф) 1 bola de 3”Ф = 1,817 Kg 23520 lbs x (1 bola 3” Ф / 1,817 Kg ) x (1 Kg / 2,2 lbs) = 5883,8 bolas

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDA

Aproximando Nº de bolas iniciales = 5884 bolas Para la carga diaria de bolas al molino, se tiene que tener los siguientes datos:§ Mineral tratado en planta = 500 TMS / dìa§ Factor de consumo de bolas = 0,84 Kg /TMS§ Peso promedio de 1 bola de 3” Ф = 1,817 Kg (500TMS/día) x (0,84 Kg /TMS) x (1 bola 3”Ф / 1,817 Kg) = 231,15 bolas/dìa Aproximando la carga diaria de bolas de 3” Ф = 231 bolas / día

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDAVELOCIDAD CRÍTICA

Determinación de la velocidad crítica (Vc) En un molino a una velocidad angular baja, los medios de molienda, se elevan a una cierta altura, junto con el tambor, y luego resbalan o ruedan hacia abajo. Al aumentar la velocidad de rotación a partir de una velocidad llamada crítica, las bolas bajo el efecto de una fuerza centrífuga se adhieren a las paredes internas del molino y giran junto con él sin realizar ningún trabajo de molienda. La velocidad crítica se calcula con la siguiente expresión: Vc = 76,8 / √D (8) Donde : Vc = Velocidad crítica en RPM D = Diámetro entre revestimientos en ft

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDAVELOCIDAD CRÍTICA

• Ejemplo• Calcular la velocidad crítica del molino de bolas 7’ x 6’• Solución:• Reemplazando en la relación (8)• Vc = 76,8 / √7 = 76,8 / 2,646 = 29,02 RPM• • Determinación de la velocidad de operación (Vo)• La velocidad de operación se determina en función de la velocidad crítica• Para molino de bolas: Vo = 70 - 85 % de la Vc• Para molino de barras: Vo = 60 - 75 % de la Vc• Para molino autógena: Vo = 75 - 95 % de la Vc

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDA

•Ejemplo•         Calcular la velocidad de operación del molino de bolas 7’ x  6’

• Solución:

•       Vo = 0,85 x 29,02  =  24,67 RPM         25 RPM

•       Vo = 0,70 x 29,02  =  20,31 RPM         20 RPM

• La velocidad de operación oscila entre  20  a  25  RPM

• La velocidad de operación  es de 22 RPM

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDACARGA CIRCULANTE

• Determinación de la carga circulante del molino• En el circuito de molienda es de particular importancia la determinación de la carga

circulante (cc), porque sirve para la selección del equipo y el cálculo de eficiencia de la molienda. La carga circulante, es el tonelaje de arena que regresa al molino de bolas. La relación o razòn de carga circulante (Rcc), es aquella relación entre el tonelaje de cc y tonelaje de alimentación. El cálculo se hará para un sólo molino y se basa en el análisis granulométrico, dilución, porcentaje de sólidos, y densidad de pulpa.

• Reducción de la carga circulante:• F = Alimentación al molino• U = Underflow o Arenas o Carga circulante• D = Descarga del molino• O = Overflow o Rebose clasificador• Balance en el molino

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDA

• U + F = D (a)• Para una malla determinada• Uu + Ff = Dd (b)• (a) en (b)• Uu + Ff = (U + F) d• Uu + Ff = Ud + Fd• U(u - d) = F(d – f)• U / F = (d – f) / (u – d) (c)• Balance global del circuito• F = O

CÁLCULOS SECCIÓN MOLIENDA

• Para una malla determinada• Ff = Oo, f = o• Reemplazando en (c)• U / F = (d – o) / (u – d) (9)• Relación de carga circulante (Rcc)• Por definición: Rcc = U / F (d)• U = Rcc x F (10)• Remplazando (d) en (9)• Rcc = (d – o) / (u – d) (11)