dp sesión 08

DISEO DE PLANTAS

ME - 525

HEAP LEACHING

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INTRODUCCIN

Aire

Solucin

Material (aglomerado)

apilado

Pre-minado

Esta capa se almacena en reas especiales para ser utilizada posteriormente en los trabajos de restauracin del terreno o cierre de mina, el que ya se va ejecutando en aquellas zonas donde ya se dej de explotar.

TOP SOIL

Antes de iniciar el trabajo de explotacin en s, es necesario retirar del terreno la capa superficial de tierra orgnica (top soil) que permite el crecimiento de vegetacin en la superficie. Esto se hace con equipo pequeo, y deja las condiciones para que en la etapa de minado se pueda explotar con equipo gigante.

Minado Consiste en la extraccin del material que contiene oro y plata. El proceso se da en dos etapas.

(a) Perforacin:

Se perfora el terreno para colocar los explosivos y fragmentar el suelo para el carguo.

Minado Consiste en la extraccin del material que contiene oro y plata. El proceso se da en dos etapas.

(b) Voladura:

Los agujeros son llenados con material explosivo, que al detonar fragmentan la roca y remueven subterrneamente el material exponindolo. En esta etapa se aplican los ms altos estndares de cuidado en seguridad.

DEPSITOS DE DESMONTE Son las estructuras donde se acumula el material extrado del tajo con bajo porcentaje de metal y que no sirve para lixiviar.

MAQUINARIA Los camiones pueden cargar hasta 250 toneladas. Cada pala es de 50 toneladas.

PAD o PILA DE LIXIVIACIN Es la estructura donde se acumula el mineral extrado del cerro para ser lixiviado y as recuperar el oro existente.

TAJO Las explosiones que se realizan y la posterior remocin de tierra empiezan a formar grandes huecos en la tierra llamados tajos.

Camiones gigantes llevan el mineral extrado del tajo a la pila de lixiviacin (o PAD) acondicionada previamente. Todos los camiones y las palas estn controlados a travs de un sistema computarizado que permite conocer por satlite su ubicacin exacta en todo momento.

Proceso de Lixiviacin en Pilas

GEOMEMBRANA Es un plstico negro resistente que est en la base del PAD y la poza de operaciones, y que impide el contacto de los qumicos con el suelo, cuidando la calidad del agua.

La solucin cianurada se riega en el PAD a travs de un sistema de riego por goteo. Se utiliza, en promedio, 50 g de cianuro por cada 1,000 litros de agua. Se tiene que lixiviar 1.8 toneladas de mineral para obtener 1 gramo de oro.

ESTRUCTURA BAJO LA GEOMEMBRANA:

Sobre la geomembrana se coloca una capa fina de arena. Asimismo, bajo esta se instala una capa de arcilla sobre un relleno para asegurar que no exista ningn tipo de filtracin del PAD.

El mineral descargado en las pilas de lixiviacin es lavado con solucin cianurada para recuperar el oro y la plata. La solucin rica (cargada con oro y plata) es llevada hacia las pozas de operaciones a travs de tuberas colectoras.

Proceso Gold Mill

La construccin del Gold Mill se inici a mediados del 2006 y concluy a principios del 2008, con una inversin de 270 millones de dlares y un plan de produccin de 9 aos. 1500 trabajadores participaron en la construccin de esta importante obra que tiene una capacidad de procesamiento de 5,000,000 ton/ao.

Mediante la planta de procesamiento de minerales Gold Mill (Molino de Oro) se busca procesar el metal que no puede ser obtenido mediante la lixiviado en pilas. El oro se recupera en 24 horas, a diferencia del proceso de lixiviacin en pilas que dura casi 60 das.

Columnas de Carbn

Adsorcin: Se pasa la solucin rica (con el oro en estado lquido) a travs de columnas cargadas con carbn activado, para que el oro sea atrapado en los poros del carbn.

Desorcin: Haciendo circular una solucin cianurada, se saca el oro atrapado en la superficie del carbn.

Proceso que permite concentrar la cantidad de oro que hay en la solucin rica, para luego recuperarlo en el proceso Merrill Crowe. Se da en dos etapas.

Merril Crowe

La solucin pobre, sin oro, es llamada tambin Barren. Esta es enviada de nuevo al PAD, pasando antes por un tanque para agregarle el cianuro que se consumi durante el proceso. De esta manera se completa un circuito cerrado donde la solucin utilizada no sale al medio ambiente, sino que se reutiliza constantemente.

La solucin rica en oro y plata es filtrada y limpiada. Luego se le elimina el oxgeno y se aade polvo de Zinc para precipitar el metal y hacerlo slido. El producto del Merril Crowe es el que luego pasa al

proceso de Refinera.

El oro obtenido en el proceso Merrill Crowe es sometido a operaciones de secado en hornos de retortas a 650 C. Finalmente, el producto obtenido pasa por un proceso de fundicin en horno de arco elctrico a 1,200 C para obtener el Dor, que es el producto final.

INTRODUCCIN

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Tipos de Pilas de Lixiviacin

INTRODUCCIN

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Apilamiento de Mineral

Antes del apilamiento del mineral, se tiene que implementar el pad de lixiviacin (plataforma) y las pozas de almacenamiento de soluciones, en este se puede apreciar el gran movimiento de tierra, la preparacin que se debe llevar a cabo y el tiempo que demora para poder implementar los pads.

INTRODUCCIN

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PILA PERMANENTE: La mena es depositada en una pila desde la cual NO SE RETIRA el ripio una vez completada la lixiviacin

PILA RENOVABLE: (Piso reutilizable), en la cual SE RETIRA el ripio al final de la lixiviacin para reemplazarlo por mena fresca

Tipos de Pilas de Lixiviacin

INTRODUCCIN

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Apilamiento de Mineral

Dos Metodologas:

Los pads de lixiviacin pueden ser RENOVABLES, esto se aplica en muchas minas y en algunos casos es conocido como el mtodo on/off y consiste en:

Poner el mineral sobre el pad.

Lixiviar por un perodo.

Lavar, y

Remover del material del Pad y apilarlo en un depsito permanente.

INTRODUCCIN

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Apilamiento de Mineral Como tambin se aplica el mtodo no reusable (pisos mltiples) o PERMANENTE y consiste en apilar el material en montones para una secuencia sucesiva de capas o pisos sobre un pad dedicado y es usualmente practicado con materiales sin preparacin previa, directamente de la mina y el material lixiviado nunca es removido.

INTRODUCCIN

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La decisin de cual pila utilizar va a depender de las condiciones del mineral a lixiviar, adems de una evaluacin econmica y de una disponibilidad de superficie. Se recomienda sin embargo utilizar este tipo de pila en los siguientes casos:

Mineral de muy baja ley

Cintica de lixiviacin lenta

Minerales de baja recuperacin

Amplio espacio disponible

Pilas altas

Pila Permanente

INTRODUCCIN

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Se recomienda utilizar este tipo de pila en los siguientes casos:

Alta Recuperacin

Cintica de lixiviacin rpida

Minerales de baja ley

Pilas Bajas

Pila Renovable

INTRODUCCIN

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Las Pilas a su vez pueden adoptar las siguientes configuraciones:

Pila Unitaria

Pila Dinmica

Pilas

INTRODUCCIN

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Todo el material es depositado y pasa simultneamente por las diversas etapas del ciclo de tratamiento y es removida solo al final del proceso de lixiviacin

Pila Unitaria

INTRODUCCIN

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Coexisten materiales que estn en diversas etapas del ciclo de tratamiento, pudiendo existir como subpilas o pilas encajonadas, en la cual cada pila est afirmada en cajones de madera.

Aqu la pila queda subdividida en subpilas, dependiendo de los ciclos de lixiviacin que se tengan, siendo removida la del ltimo ciclo y alimentada la del primero con mena fresca.

Pila Dinmica

INTRODUCCIN

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La ventaja que presenta la Pila Dinmica es que requiere una menor inversin debido a que hay un mejor aprovechamiento del piso impermeable, adems que se tienen ciclos de lixiviacin ms regulares y concentraciones ms estables.

Este tipo de pila genera ciclos de lixiviacin ms selectivos.

Pila Dinmica

INTRODUCCIN

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Componentes de una Pila de Lixiviacin

INTRODUCCIN

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Los componentes fundamentales de una pila de lixiviacin son los siguientes:

Substrato

Finos de proteccin

Base impermeable

Tuberas de drenaje

Ripio de proteccin

Mena

Sacos de relleno

Canaleta de recoleccin

Anclajes


INTRODUCCIN

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SUBSTRATO

Corresponde a un terreno con pendiente de 2 a 4 % con inclinacin hacia la canaleta. Tiene que estar libre de piedras angulosas y deben estar compactadas


INTRODUCCIN

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FINOS DE PROTECCIN

Son capas de ridos finos que estn exentos de elementos perforantes que puedan daar la capa impermeable. Se utiliza para defender a la capa de la agresin mecnica a la cual puede estar sometida. Sus espesores tpicos varan entre 10 y 20 cm. Por debajo y sobre la capa impermeable.


INTRODUCCIN

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CAPA IMPERMEABLE

Consiste en un material plstico inerte a los agentes qumicos que mojan la superficie. Tiene una resistencia mecnica suficiente para resistir la carga y descarga del mineral


INTRODUCCIN

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TUBERAS DE DRENAJE

Corresponde a tuberas corrugadas y perforadas, que se ubican sobre la base impermeable, espaciadas en forma longitudinal y tienen por objeto evacuar en forma rpida la solucin que llega al fondo de la pila. Adems de permitir la evacuacin permite la inoculacin de aire por debajo de la pila. No se recomiendan espaciamientos mayores de 2 metros


INTRODUCCIN

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RIPIO DE PROTECCIN

Constituye la ltima proteccin al revestimiento. Es una capa de material diferente al de la mena y se utiliza para repartir las presiones sobre la tubera de drenaje. Su granulometra debe ser entre 100 % -3 y 100 % +1,5.


INTRODUCCIN

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MENA

Es el material a lixiviar, el cual debe ser depositado en forma suave para evitar compactacin excesiva no deseada ni disgregacin


INTRODUCCIN

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SACOS DE RELLENO

Se colocan en el borde de la pila con el fin de evitar el paso de finos arrastrados por la solucin y adems se utiliza para que el personal pueda transitar


INTRODUCCIN

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CANALETA DE RECOLECCIN

Es el lugar de recuperacin de las soluciones obtenidas durante la lixiviacin. Para las pilas unitarias es comn para toda la pila y tiene una pendiente cercana al 1 %. Para las pilas dinmicas, hay una en cada sector de la pila y se encuentran niveladas. En ambos casos estn conectadas a estanques desarenados que eliminan los slidos en solucin.


INTRODUCCIN

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ANCLAJES

Se utilizan para fijar la capa impermeable al terreno, debe alejarse un espacio entre el pie del mineral y el comienzo del anclaje, debido a que pueden ocurrir escurrimiento de soluciones. Este espacio debe ser entre 0,3 y 0,5 metros.


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IMGENES

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PRUEBAS

PRUEBAS

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Pueden ser hechas:

en botellas, columnas pequeas, grandes columnas, y pads de diversos tamaos

mtodos claves para el escalamiento y diseo.

Tests

PRUEBAS

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Las pruebas preliminares en botellas y pequeas columnas ayudan a mostrar la respuesta a la cianuracin a tamaos hasta cerca de 10 mm.

Tests

PRUEBAS

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Las pruebas en columnas grandes son una gua para el escalamiento de las operaciones. Las columnas pueden ser consideradas el corazn de un gran heap leaching, con los mismos accesos a la solucin y el oxgeno.

El dimetro de la columna debe ser cuatro (a seis) veces el tamao de roca ms grande para evitar los efectos de pared. Algunos factores de diseo esenciales que pueden obtenerse con las columnas son las siguientes:

Cantidad de solucin necesitada para saturar el mineral

Cantidad de solucin que drena del mineral saturado

Cantidad de humedad retenida por el mineral drenado

Tamao de chancado versus tiempo de lixiviacin

Tests

PRUEBAS

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Tests

Fuerza de cianuro ptima y consumo

Seleccin del lcali (frecuentemente cal), fuerza, consumo, pH

Flujo de solucin y solucin de lavado

Altura de la columna de mineral de lixiviacin

Tiempo de drenaje y lavado

Contenido de oxgeno del efluente, y

Factibilidad de la lixiviacin en contracorriente y/o el lavado.

PRUEBAS

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Las pruebas en pads son usadas para verificar los factores de prueba y probar informacin de algunos factores fsicos de construccin del heap y lixiviacin.

Sin embargo, los heaps ms pequeas que 500 toneladas, pueden engaar en la disposicin de oxgeno.

Tests

PRUEBAS

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Los Heaps pueden ayudar en:

El modo de aplicar la solucin (sprinklers, wigglers, drip, etc.)

En la cofirmacin de la dosificacin de la solucin

Los factores fsicos de la construction del Heap

La confirmacin general de los factores de las pruebas de columnas

La compactacin bajo condiciones de lixiviacin

Tests

PRUEBAS

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Las pruebas de laboratorio y pilotaje de pruebas de recuperacin mediante carbn activado, Merrill Crowe, sulfuro soluble, y otros mtodos son suplementos de ayuda para las pruebas de columna y leaching tests.

La seleccin del mtodo de recuperacin, sin embargo, se basa finalmente en la experiencia y el anlisis econmico del flujo de solucin probable.

Tests

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PARMETROS DE

DISEO

PARMETROS DE DISEO

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Luego de contar con la informacin de los factores condicionantes del proyecto, desde la geologa hasta las pruebas de lixiviacin, y antes de resolver los parmetros de diseo, el Propietario asume ciertas definiciones previas respecto del proyecto.

PARMETROS DE DISEO

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Las variables ms importantes para disear una planta, dependen de los factores de riesgo econmico del proyecto y de la estrategia que se disee para enfrentarlos, que dependen de cada caso particular.

PARMETROS DE DISEO

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Hoy en da prcticamente todas las pilas son dinmicas, con sistemas continuos de carga de mineral, por lo que la disyuntiva se refiere a si son permanentes (con el mineral depositado en la pila para no ser removido jams) o renovables, en las que el mineral se retira una vez terminado su ciclo para reutilizar la base.

Tipo de Pilas

PARMETROS DE DISEO

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La decisin es de naturaleza econmica y est principalmente relacionada con los costos de operacin.

En general las inversiones de extraccin de mineral desde la mina son inevitables y estn bien controlados por los planificadores mineros, que cuentan con equipos estndar de manejo de mineral.

Tipo de Pilas

PARMETROS DE DISEO

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La Administracin de las Soluciones

Al presente, la lixiviacin de minerales complejos conduce cada vez ms a la adopcin de configuraciones de lixiviacin con soluciones intermedias

La demanda de solucin intermedia (ILS) resulta de conciliar una Razn de Lixiviacin que define la cantidad de lquido para lograr la Recuperacin Objetivo m3/T medidos en pruebas con una Razn de Concentracin que define por clculo los m3/T adecuados para envasar el metal recuperado en una solucin rica de concentracin deseada.

PARMETROS DE DISEO

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Sistemas de Riego

La decisin sobre si el sistema de riego usar aspersores o goteros est condicionada por varios factores, los principales son:

La disponibilidad de agua: Si ella es escasa orienta a preferir goteros que generan prdidas moderadas de evaporacin.

La necesidad de conservar temperatura de soluciones tambin orienta a favor del uso de goteros, incluso considerndose instalaciones tapadas con lminas plsticas y lneas enterradas.

PARMETROS DE DISEO

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Sistemas de Riego

La decisin de regar taludes orienta a favor de goteros o de aspersores especiales.

Soluciones muy impuras y con peligro de precipitacin de sales orientan a favor de aspersores.

La necesidad de desplazar frecuentemente del sistema de riego sugiere el uso de lneas de tuberas con aspersores.

Las condiciones ambientales:

Vientos excesivos orientan a favor de goteros

El riego en altura con peligro de congelamiento, orienta preferencias en favor de goteros; en casos extremos, incluso a favor de goteros enterrados en el mineral.

PARMETROS DE DISEO

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Por Goteo

Si el agua es escasa

Si el pH de trabajo no permite precipitacin de las durezas del agua.

Peligro de congelamiento en zonas de altura

Rgimen de viento fuerte y permanente

PARMETROS DE DISEO

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Por Goteo

PARMETROS DE DISEO

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Por Goteo

PARMETROS DE DISEO

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Por Aspersores

El agua no es un factor limitante

Condiciones climticas favorables

Rgimen de viento moderado

Cuando no se requiere una buena oxigenacin de la solucin.

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Por Aspersores

PARMETROS DE DISEO

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Por Aspersores

El costo de instalacin resultante es relativamente similar para ambos tipos de emisores. Dado que el riego con goteros tiende a generar costras salinas en la pila muy particularmente con los sistemas de riego pulsante, resulta conveniente combinar ambos sistemas, con algunas lneas reubicables de aspersores para lavar ocasionalmente las superficies y regularizar el riego.

PARMETROS DE DISEO

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Los parmetros de lixiviacin

Los parmetros ms complejos se establecen luego de contar con la

informacin de las pruebas de

lixiviacin, que pueden considerarse

que aportan las condiciones

metalrgicas del diseo.

El anlisis de sus resultados para establecer cada uno de los parmetros

y criterios procede, en general, segn

las consideraciones siguientes:

PARMETROS DE DISEO

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Tamao de partculas

En general se expresa mediante el Tamao Mximo

y el P80.

Este es un parmetro obligado para disear las

instalaciones del chancado en los proyectos, dado

que la razn de lixiviacin (o combinacin de ciclo

y tasa de riego) establecidos para obtener la

recuperacin objetivo est muy sensiblemente

asociada a un determinado tamao de partcula, con

prdida de recuperacin si su tamao aumenta.

PARMETROS DE DISEO

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Razn de Riego y Tasa de Riego

Razn de Riego:

Razn de Riego Mayor:

Mayor Recuperacin

Solucin ms diluida

Tasa de Riego:

(flujo especfico)

PARMETROS DE DISEO

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Razn de Lixiviacin para la recuperacin objetivo

La Razn de Lixiviacin o m3/T de

solucin se determina en las pruebas

metalrgicas. En la realidad, ella no se

calcula para definir el valor a incluir en

los parmetros, sino ms bien se adopta

un valor holgado para garantizar la

obtencin de la recuperacin objetivo.

PARMETROS DE DISEO

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Razn de Lixiviacin para la recuperacin objetivo

Este factor determina la duracin del

perodo de tratamiento del mineral.

Mediante clculos auxiliares se concilia

la Razn de Lixiviacin y la Tasa de

Riego, que definen la duracin del ciclo,

y que a su vez establecen las superficies

de las pilas, permitiendo elegir la

modulacin de las mismas.

PARMETROS DE DISEO

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PARMETROS DE DISEO

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Tasa de Riego

Generalmente se expresa en L/h/m2.

La Tasa de Riego, aplicada por el

tiempo de duracin del ciclo, es

responsable de incorporar la razn de

lixiviacin al mineral para lograr la

recuperacin objetivo.

PARMETROS DE DISEO

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Pila Alta:

Menores costos de creacin de superficie

Menor evaporacin de agua

Soluciones ms concentradas en la base

Disminuye la porosidad (percolacin) a medida que aumenta el tiempo del ciclo de

lixiviacin

PARMETROS DE DISEO

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La altura de carga est asociada a la duracin del

ciclo a travs de la tasa de riego, dado que entre

ambas definen el tiempo de riego necesario para

suministrar la razn de lixiviacin

La altura tambin se correlaciona con la forma de

oxigenar la pilla (cuando se requiere). La prctica

muestra que hasta 3 3,5 metros no es necesario inyectar aire a presin para oxigenar las pilas,

mientras que alturas superiores si lo necesitan.

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DISEO

DIMENSIONAMIENTO DE UNA PILA

03/09/2013

Al momento de dimensionar una pila se debe conocer claramente la capacidad de mineral a tratar.

Adems debe tenerse en cuenta factores como la gravedad especfica aparente, la altura de la pila y el ngulo de reposo

Tambin son importantes las consideraciones geomtricas de una pila

03/09/2013


03/09/2013

Por ser una pila cuadrada:

= =2

Reemplazando se obtiene

=

33. 2

6. .

+

4. 2

2

=

Este ngulo generalmente tiene valores de 45 . Como el volmen y la altura son conocidos, se

puede despejar el valor de A y a partir de este

posible obtener los parmetros de la corona.


03/09/2013

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GRACIAS

dp sesión 08

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