PREPARACIÒN Y CONCENTRACIÒN DE MINERALES

INTRODUCCIÓN.El material que se obtiene de la explotación de una mina está generalmente

compuesto de una mezcla de minerales de diferentes especies, algunos de los cuales constituyen el objeto de la explotación, y de material pétreo y sin valor inmediato, constituido por los minerales estériles que se encuentran dentro de un yacimiento mismo (cuarzo, calcita, arcilla, feldespato, dolomita, etc) y roca proveniente de las cajas o paredes que limitan el yacimiento y que por efecto de los disparos se desprenden y es imposible evitar que se junten al mineral.

Esta mezcla de sustancias minerales valiosas y estériles, en diversas proporciones, tienen que ser tratadas en alguna forma para separar aquello que no sirve, de los minerales que son útiles; para ello se recurre a las operaciones de preparación (trituraciòn, molienda, clasificación) y concentraciòn de minerales, que permite obtener productos de alto contenido de elementos valiosos, que serán procesados en fundiciones y refinerías para obtener metales ò elementos de alta pureza.

Muy raras veces son las minas que obtienen un producto de laboreo que puede ser vendido directamente sin ninguna preparación y concentración previa. Lo corriente es que el minero extraiga el mineral muy sucio, mezclado con sustancias sin valor y de baja ley. Este mineral para ser vendido tiene que ser preparado y concentrado hasta obtener una ley mínima dada, que exigen las fundiciones para que el negocio sea económicamente rentable.

Para que funcione adecuadamente cualquiera de los métodos de separación y concentración, es importante que las partículas minerales tengan un grado de liberación apropiada, éste objetivo se obtiene en las etapas de trituración y molienda.

Las operaciones y procesos de preparación y concentración de minerales pueden ser clasificados en :1.- Preparación del mineral2.- Concentración (separación sólido – sólido)3.- Desaguado (separación sólido – líquido)4.- Operaciones coadyuvantes de transporte y almacenamiento1.- PREPARACIÓN DEL MINERAL.- Consiste en operaciones de reducción de tamaño y separación de partículas (trituración – tamizado y rangos gruesos y molienda – clasificación en rangos finos), para liberar los minerales valiosos de los estériles y preparar en un rango de tamaños adecuados (malla 200).2.- CONCENTRACIÓN.- Es la separación de los minerales valiosos de los estériles, para obtener un alto contenido de la parte valiosa que puede ser comercializado en el procesamiento de las fundiciones.

La concentración puede realizarse por cualquiera de los siguientes métodos:

a) Flotación.- Su aplicación se basa en la diferencia entre las propiedades superficiales de las partículas. Es el método mas importante de concentración y tiene aplicación en la obtención de concentrados de sulfuros fundamentalmente, de carbonatos, silicatos, óxidos, fosfatos y carbones.

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b) Gravimetría.- Consiste en la separación sólido – sólido utilizando la diferencia entre las gravedades específicas de los minerales. Se utiliza especialmente en la concentración de minerales de oro, estaño, tungsteno, plata, plomo y otros.

c) Magnetismo.- Método de concentración que utiliza la diferencia entre las susceptibilidades magnéticas de los minerales,

d) Electrostática. Se aplica a casos específicos de minerales que pueden ser separados debido a sus propiedades conductoras de electricidad.

e) Escogido ò pallaqueo.- Es el método más antiguo de concentración y consiste como su nombre lo indica en el escogido a mano ò mediante la ayuda de aparatos, de un mineral valioso aprovechando su diferenciación en color, brillo, fluorescencia, etc de los minerales estériles.

3.- DESAGUADO.- Constituye un conjunto de operaciones de separación sólido – lìquido (sedimentación ò espesamiento, filtración y secado) que se realizan con la finalidad de eliminar el agua de las pulpas de concentración y relaves originados durante la concentración.4.- OPERACIONES COADYUVANTES.- Se denomina así a las operaciones de almacenamiento de minerales ò relaves en tolvas ò canchas, al transporte de sólidos en fajas, pulpas impulsadas por bombas a través de tuberías. Constituyen etapas intermedias, reguladores ò de alimentación.

LA MINERÌA Y LA METALURGIAPara producir o concentrar un mineral se necesita un esfuerzo conjunto del

geólogo, minero, metalurgista y del laboratorio de análisis.El geólogo.- Realiza las exploraciones, evalúa las reservas y controla la calidad del mineral explotado.El minero.- Realiza la extracción y transporte del mineral.El metalurgista.- Realiza el enriquecimiento ò concentración de minerales, logra que sea comerciable de acuerdo a la demanda del mercado.

GEÓLOGO

LL

MINERO METALURGISTA

2

LABORATORIO

Conc. Metales

Relaves

Alea-

Ciones

DESARROLLO DE LA INDUSTRIA MINERA.

Búsqueda / Exploración de Yacimiento

Organización y Desarrollo del Yacimiento

Explotación Minera y Transporte del Mineral

Preparación y Concentración de Minerales

Metalurgia Extractiva / Transformación Química

Comercialización

RELACIÓN DE LA METALURGIA CON RAMAS AFINES Y CAMPOS DE LA METALURGIA.

IMPORTANCIA DE LA METALURGIA.

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EXPLORACIÓN

GEOLOGIA

EXPLOTACIÓN

MINERIA

EXTRACCIÓN

METALURGIA

PREPARACIÓN YCONCENTRACIÒN

DE MINERALES

METALURGIA

EXTRACTIVA

METALURGIA

FISICA

EscoriasGases

Residuos

La metalurgia es importante por las siguientes razones: Mediante la metalurgia se realiza la concentración de minerales, que es

necesario para rentabilizar toda la operación minera. Porque las fundiciones por razones técnicas y económicas no compran

minerales pobres, pero si compran minerales ricos o concentrados. Porque es menos costoso transportar a las fundiciones concentrados de

sulfuros valiosos que transportar mineral pobre. Por ejemplo: Para transportar 100 toneladas de mineral con 5% de zinc, se necesita: 5 volquetes de 20 ton. de capacidad cada uno.Para transportar 10 toneladas de concentrado de zinc con 50%, se necesita: 1 volquete de 10 ton. de capacidad.En ambos casos se transporta 5 toneladas de zinc metálico, pero el transporte es más costoso en el primer caso.

Porque las fundiciones tratan los sulfuros valiosos separados en sus respectivos concentrados que le son entregados por las concentradoras. De esta manera, las concentradoras se convierten en el nexo entre la mina y la fundición.

A través de la metalurgia las fundiciones entregan a la industria metales puros.

Aprovechamiento de minerales pobres. Solo minas que producían minerales de leyes metálicas elevadas, podrían

operar rentablemente sin necesidad de recurrir a un proceso de concentración.

Con la metalurgia las plantas concentradoras tratan minerales pobres, a fin de separar los sulfuros valiosos en forma de concentrados y eliminar lo que no sirve en forma de relaves.

CONCENTRACIÒN DE MINERALES

MINERAL CONCENTRADO

RELAVE

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PLANTA CONCENTRADORA

TERMINOLOGÍA Y CONCEPTOS GENERALESEn general no se dispone de un término completamente satisfactorio para

describir el tratamiento mecánico de minerales el que también se le denomina Mineralurgia, Ingeniería de Minerales, Tecnología de Minerales, Beneficio de Minerales, Preparación Mecánica de Minerales, etc. Nosotros adoptaremos la denominación de “Tratamiento Mecánico de Minerales”.Mineral.- En minería mineral, es el producto de la explotación de una mina, ya sea que este producto tenga o no valor comercial. El mineral está constituido por la mena (parte valiosa) y la ganga (parte estéril o inservible).Mena.- Está constituida por especies mineralògicas valiosas y cuyo aprovechamiento constituye el motivo fundamental de la explotación minera.Ganga.- Está constituida casi siempre por especies minerales terrosas ò pétreas, principalmente cuarzo. La ganga también puede estar constituida por ciertos minerales metálicos sin valor como la Pirita, Mispickel, etc. y otros que son perjudiciales, como la Arsenopirita, Rejalgar, Oropimente, Estibina, etc. Diagrama de Flujo(Flowsheet).- Muestra satisfactoriamente la secuencia de las operaciones en la planta. En su forma mas simple, se presenta como un diagrama de bloques en el cual se agrupan todas las operaciones de un solo carácter. Cabeza.- Es el mineral bruto que se alimenta a la planta de tratamiento o beneficio.Concentrado.- Es el material valioso que se obtiene por el procedimiento de concentración empleado y que contiene la mayor parte de la especie mineralògica valiosa.Relave.- Es la parte sin valor que sale del tratamiento, está constituido fundamentalmente por ganga y lleva consigo algo de mena.Mixtos o Intermedios.- Son productos intermedios sobre el que no se ha podido realizar una buena separación de la mena y la ganga y que necesariamente debe ser sometido a un tratamiento adicional. Ley.- La Ley indica el grado de pureza que tiene el producto o el mineraEjemplo: Mineral de cabeza con 5% de plomo. Ley : 5% de plomo, Concentrado de plomo con 60% de plomo. Ley : 60% de plomo y Relave final con 0.7 % de plomo. Ley : 0.7% de plomo.Liberar.- Quiere decir reducir las partículas a tamaños bien pequeños, de tal manera que cada parte valiosa o sulfuro se encuentre separado o libre de otro elemento. Esto lo podemos experimentar, tomando un trozo de mineral y chancándolo con un martillo hasta reducirlo a una arena fina.Grado de Reducción.- Es la relación entre la alimentación y el producto de una máquina de trituraciónPulpa.- Mezcla de mineral molino mas agua.Mineral Rico.- Se llama así, al mineral de primera calidad o al mineral de “veta madre” que contiene gran cantidad de la parte valiosa o sulfuros y muy poca ganga o material estéril.Mineral Pobre.- Es aquél que contiene pequeñas cantidades de la parte valiosa y gran cantidad de material estéril.

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TRITURACIÓN O CHANCADO

COMMINUCIÒN.Se denomina comminuciòn en términos generales a la reducción de trozos

grandes a fragmentos pequeños de rocas. La comminuciòn usualmente se lleva a cabo en dos pasos relacionados pero separados, los cuales son trituración o chancado y molienda.

TRITURACIÓN O CHANCADO.El chancado es una operación unitaria o grupo de operaciones unitarias en

el procesamiento de minerales, cuya función es la reducción de grandes trozos de rocas a fragmentos pequeños. La chancadora es la primera etapa de la reducción de tamaños, generalmente trabaja en seco y se realiza en dos o tres etapas que son: chancadora primaria, secundaria y ocasionalmente terciaria.

Las chancadoras se diseñan de modo que reduzcan las rocas, de tal manera que todos los fragmentos sean menores que el tamaño establecido, la energía que se gasta en la chancadora es convertida en gran parte, en sonido y calor; por lo que se acepta generalmente, que la eficiencia de chancado es baja; ésta eficiencia puede variar, porque las menas tienen cierta dureza, humedad, contenido de finos, etc.

El chancado, se lleva a cabo mediante máquinas que se mueven lentamente en una trayectoria fija y que ejercen presiones inmensas a bajas velocidades, la acción de chancado se aplica sobre la roca por una parte móvil que se acerca y se aleja de una parte fija, el mineral es cogido y presionado entre estas dos partes. Si las deformaciones producidas por las fuerzas aplicadas no exceden el límite elástico del material, entonces no habrá chancado. Por otro lado, si se excede el límite elástico en los puntos donde se aplica la fuerza, se producirán grietas y roturas; las cuales originan que la energía de deformación, fluya hacia la superficie y las grietas se propaguen causando fracturamiento. Una vez que las rocas grandes han sido rotas, los fragmentos caen hacia abajo dentro de la máquina, hasta que son nuevamente cogidas y presionadas por la quijada.

Hay cuatro maneras básicas de reducir el tamaño del material que son : impacto, atrición(fricción), deslizamiento y compresión.

1. Impacto.- Se refiere a un golpe instantáneo de un objeto moviéndose contra otro; ambos pueden estar moviéndose en cuyo caso nos encontramos ante un impacto dinámico.

2. Atricciòn.- El término es aplicado para la reducción de material, por medio de fricción entre dos superficies duras.

3. Deslizamiento.- La reducción de tamaño por deslizamiento, consiste en cortar por hendiduras el material.

4. Compresión.- En las chancadoras mayormente intervienen fuerzas de compresión, como su nombre lo indica la chancadora por compresión es hecha entre dos superficies, generalmente usan este método las chancadoras de quijada y las giratorias.

Generalmente el equipo usado en la trituración, hace uso combinado de los métodos descritos, donde la naturaleza y dureza del material juega un rol

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importante. Además ciertas rocas y minerales son más duras que otras y ofrecen por lo tanto una mayor resistencia a la fractura.

La importancia del chancado para el procesamiento de minerales, radica es que mediante ella , es posible liberar los minerales valiosos de los estériles y preparar las superficies y el tamaño de las partículas para procesos posteriores de concentración.

El tamaño del producto de la operación de chancado a nivel industrial es del orden de 3/4", 1/2”, 3/8” y 1/4”. Dependiente fundamentalmente de la capacidad de la planta y de las características del mineral.

CLASIFICACIÒN DE LAS CHANCADORASLas chancadoras se clasifican de acuerdo al tamaño del mineral tratado que

son :1. Chancadora Primaria.- La cual tritura tamaños enviados directamente de

las minas (rocas de un máximo de 60”) hasta un producto de 8” a 6”. En este tipo se usan mayormente las chancadoras de Quijadas o Mandíbula.

2. Chancadora Secundaria.- Que toma el producto de la chancadora primaria y lo reduce a productos de 3” a 2”. En este tipo se usan las chancadoras Giratorias o de Cono.

3. Chancadora Terciaria.- Que toma el producto de la chancadora secundaria y lo reduce a fragmentos de 3/4”, 1/2”, 3/8” y 1/4”; los cuales se envían a un molino de barras o bolas según sea el caso. En este tipo se usan las chancadoras Giratorias o de Cono.

CARACTERÍSTICAS DE LA CHANCADORA DE QUIJADA O MANDÍBULAPodemos mencionar las siguientes características :

Abertura grande de recepción La forma de la abertura de recepción, favorece la alimentación de rocas de

tamaño grande. Esto le da una ventaja sobre la chancadora giratorio. Las muelas o blindajes pueden invertirse en la quijada y los costos

operarios son varias veces menores que las giratorias. La chancadora de quijada manipula alimentación sucia y pegajosa, ya que

no existe lugar debajo de la quijada, donde el material se puede acumular y obstruya la descarga.

Los mantenimientos de rutina se efectúa mas fácilmente en una chancadora de quijada.

Los tipos de chancadoras de quijadas son : Chancadora tipo Blacke, Chancadora tipo Dodge y la Chancadora tipo Universal.

CARACTERÍSTICAS DE LA CHANCADORA GIRATORIA Podemos mencionar las siguientes característica :

La chancadora giratoria se compone fundamentalmente de un tronco de cono recto, donde se coloca el “Mantle” (móvil) que es como una campana y se mueve excéntricamente en el interior de una cámara. Encima del mantle se coloca como una taza llamado Bowl Liner (fija), la trituración del mineral se efectúa en el espacio anular comprendido entre el mantle y el

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bowl liner. Para regular la salida del mineral se sube o se baja el bowl liner (taza).

La abertura anular de descarga, da lugar a la obtención de un producto más cúbico y homogéneo.

La forma de la abertura de recepción es favorable, para la alimentación de trozos delgados, lisos y llanos.

La longitud de la abertura de recepción combinada con el área grande, minimiza los campaneos o atoros.

La alimentación es mas simple, puede ser alimentada desde por lo menos dos puntos.

El bajo efecto de la volante, minimiza los picos de arranque. El servicio de las grúas puente, es mas simple que para una chancadora de

quijada; una giratoria se puede manipular mediante una sola grúa, mientras que una de quijada necesita una grúa con movimiento en dos direcciones.

La velocidad mayor del eje del piñón, permite el uso de motores de velocidades mayores.

El sistema de lubricación es forma continua, mediante una bomba. La lubricación es continua y es mas simple y económica que en la

chancadora de quijada. La protección de seguridad es mucho mas fácil. Los tipos de chancadoras giratorias son: Chancadora Allis Chalmers y

chancadora Symons Dentro de las chancadoras Symons existen dos tipos que son: Chancadora

Symons Standard, la que mas se utiliza industrialmente y la Chancadora Symons de cabeza corta.

SELECCIÓN DE UNA CHANCADORA PRIMARIA La selección del tipo y tamaño ideal de una chancadora primaria, es un

problema de gran importancia para el diseño de una planta de chancado. Generalmente, la chancadora primaria es una de las mas grandes y mas costosas de las unidades de una planta. En la selección se tiene que tener en cuenta los siguientes factores :1. Las características del material que va a ser chancado; lo cual involucra la

clasificación geológica de la roca, su estructura física y su resistencia al chancado; es decir suave, medio duro, duro, muy duro y extremadamente duro.

2. El promedio de capacidad diaria u horaria, las capacidades de las chancadoras deben diseñarse considerando las diferentes interrupciones, fundamentalmente en el transporte del mineral; por eso se considera una capacidad de reversa de 25 a 50 %

3. El tamaño del producto; este tamaño está relacionado con la capacidad. Es usual operar con un radio de reducción tan grande como sea posible.

4. El tipo y tamaño de los equipos del tajo, tienen importancia en la selección del tamaño de la chancadora. Los efectos de la voladura, tamaño de las palas y del transporte.

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5. Los arreglos en la alimentación, si no hay una buena alimentación se podrían formar puentes o campaneos, originando costosos retrasos para limpiar los atoros.

SELECCIÓN DE CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIASEl término chancado secundario es aplicable a la etapa de chancado

simple o múltiple, que sigue inmediatamente después de la chancadora primaria, tomando todo o parte del producto de la etapa primaria como su alimentación. El término de chancado terciario, es aplicable a la etapa de chancado que generalmente sigue al chancado secundario.

En la selección de las chancadoras secundarias y terciarias, hay tener en cuenta los siguientes factores :1. Capacidad.- La capacidad de una sola unidad secundaria, no tiene que

coincidir necesariamente con la capacidad de la chancadora primaria; los arreglos adecuados de separación de finos (cedazos), disminuyen la carga que pasa a la chancadora secundaria.

2. Tamaño de Alimentación.- La abertura radial de recepción de la chancadora giratoria, no debe ser menor que tres veces la abertura de descarga en su posición abierta de la chancadora primaria. Por ejemplo, si el producto de la chancadora primaria de quijada fuera 10 pulgadas, entonces la chancadora secundaria giratoria, debería tener una abertura radial no menor que 30 pulgadas.

3. Tamaño de Producto.- No existe reglas impuestas para determinar, si en el chancado secundario, debe haber una sola máquina, dos o más máquinas que operen en paralelo. Esta claro que si la abertura de recepción necesaria de una máquina secundaria, requiere la selección de una chancadora cuya capacidad iguala o excede a la de la primaria, los arreglos de dos etapas no son necesarios. El número y tamaño de las chancadoras secundarias, dependerá del tamaño de la primaria, las condiciones de descarga, el tipo y las y condiciones de la secundaria que se va usar.

FACTORES QUE DETERMINAN EL RENDIMIENTO DE LAS CHANCADORAS.

La eficiencia o rendimiento de las chancadoras primaria, secundaria y terciaria se debe a los siguientes factores : A la velocidad de alimentación Al tamaño del mineral que se alimenta A la dureza del mineral A la humedad del mineral Al tamaño del mineral que se reduce Al desgaste de los forros A la potencia de trabajo requerido Al control de operación Insuficiente zona de descarga del triturador Falta de control en la alimentación Controles de automatización

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TAMIZADO INDUSTRIALLlamado también cedazo o zaranda se define como la clasificación del

material en grupos de tamaño; es decir separar los finos de los gruesos, esto se consigue mediante el zarandeo. El material que pasa a través de la abertura del cedazo, se le llama undersize; mientras que el material remanente sobre la malla se le denomina oversize.

FAJAS TRANSPORTADORASLas fajas sirven para transportar el mineral y están compuestos por:

a) Faja propiamente dicha.- Hecha de lona y jebeb) Poleas. - Son las que sostienen a la faja, están compuestos por:

b.1) Polea Motriz o Cabeza. Que lleva acoplado el motor, que es la que la mueve a la faja.

b.2) Polea de cola o impulsada. Que lleva un tensor horizontal de tornillo, sirve para templar la faja.

c) Polines.- Sostienen a la faja la faja y están espaciados a una determina distancia, dan la forma de un canal a la faja para impedir que se derrame el mineral. Los polines de retorno sostienen a la faja en su retorno en su parte inferior. Los polines de guía controlan que la faja no se salga hacia los lados.

CÀLCULOS, BALANCES Y CONTROLES EN LA SECCIÓN DE CHANCADO CONSUMO ENERGÉTICO POR TONELADA DE MINERAL TRITURADO Los costos de energía representan el gasto principal en trituración y molienda, por eso las variables que controlan estos costos son importantes. Para el càlculo del consumo de energía se emplean las siguientes relaciones:

P = (Volts. x Amps. x √3 x cos Ф) / 1000 (1) W = P / Т (2) Donde : P = Energía realmente suministrada W = Consumo de energía (KW – hr / TC Volts = Voltaje suministrado al motor, se toma de la placa Amps = Amperaje realmente suministrado al motor. Se determina midiendo el

amperaje de los tres conductores y obteniendo un promedio. √3 = Factor de corrección en estrella del motor trifásico Cos Ф = Factor de potencia

1000 = Factor de conversión de Watts a KW Т = Tonelaje de mineral alimentado (TC / hr)EjemploCalcular el consumo de energía de una chancadora de quijada que trata 30 TC/hr. Los datos obtenidos del motor de la chancadora son los siguientes: Potencia = 120 HP Intensidad = 96,8 Amp. (pràctico) Cos Ф = 0,8 Voltaje = 440 Volts. I. nominal = 120 Amp. (placa)

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Solución:Calculamos la energía total suministrada empleando la relación (1) P = (440 volt. x 96,8 Amp. x √3 x 0,8) / 1000 = 59,02 KwCon la relación (2) se calcula el consumo de energía: W = 59,02 Kw / (30 TC/hr) = 1,967 Kw-hr / TCTambién podemos calcular, el tonelaje máximo que puede tratar la chancadora: Т = ( 0,746 Kw/HP) x 120 HP / (1,967 Kw-hr) / TC Т = 45,51 TC / hr

CALCULO DE LA CAPACIDAD DE TOLVAS.La capacidad de una tolva se determina teniendo en cuenta la forma

geométrica de ésta, la granulometría y densidad aparente del mineral. Debemos tener presente que el material que se almacena en tolvas, no está compacto ya que existen espacios libres entre los trozos de mineral y éstos serán mayores cuanto mayor sea la granulometría del mismo. Además, las tolvas nunca se llenan completamente, quedando un espacio libre considerable en su parte superior; por estas consideraciones se debe estimar en cada caso específico, la proporción de espacios libres, que debe descontarse del volumen total de la tolva para obtener resultados mas reales.

Ejemplo Nº 1 :Calcular la capacidad de la tolva de la de la fig. adjunta, si la densidad apa - rente del mineral es 2,9 y su porcen-taje de humedad de 5%. Considerar que la proporción de espacios libreses de 30% del volumen total de la tolva.Solución :Calculamos el volumen total de la tolva

V tolva = V paralelepípedo sup. + V paralelepípedo inf. / 2V tolva = (4 x 6 x1,5) m3 + 1/2 (4 x 6 x 3,5) m3 = 78 m3

V útil tolva = 78 x 0,7 = 54,6 m3

Capacidad tolva = 54,6 m3 x 2,9 TMH /m3 = 158,34 TMH.Capacidad tolva = 158,34 TMH x 0,95 = 150,42 TMS Capacidad tolva = 150,42 TMS

Ejemplo Nº2Calcular la capacidad de la tolva de finos de la fig. La densidad aparente del mineral es de 2,8 y el porcentaje de humedad es 4%.Considerar 10% de espacios libresSolución :V total tolva = V paralelepìpedo + V tronco pirámide

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6,0 m

4,0 m

5,0 m

1,5 m

V total tolva = l x a x h + h1 (A1 +A2 + √A1 x A2) / 3

V paralelepìpedo = 5,9 x 4,7 x 7,2 = 199,66 m3

A1 = 5,9 x 4,7 = 27,73 m2

A2 = 0,5 x 0,5 = 0,25 m2 h1 = 2,1 m

V tron. piràmide = 2,1(27,73 + 0,25 + √27,73 x 0,25) / 3

V tron. piràmide = 21,43 m3

V total tolva = 199,66 + 21,43 = 221,09 m3

Capacidad tolva = 221,09 m3 x 2,8 TMH / m3 = 619,05 TMH

Capacidad tolva = 619,05 TMH x 0,96 = 594,29 TMS

Capacidad tolva = 594,29 TMS

CÀLCULO DE LA CAPACIDAD DE CHANCADORASCàlculo Capacidad de la Chancadora de Quijada o Mandíbula

Utilizando las relaciones empíricas de Taggart, podemos calcular la capacidad teórica aproximada.

T = 0,6LS (3) Donde : T = Capacidad de la chancadora en TC/hr L = Longitud de la chancadora en pulgada S = Abertura de set de descarga en pulgadas Pero podemos obtener las siguientes relaciones : A = L x a de donde L = A / a R = a / S de donde S = a / R Reemplazando en (3) se obtiene:

T = 0,6 A / R (4) Donde : R = Grado de reducción A = Area de la abertura de la boca de la chancadora en pulg.2

a = Ancho de la boca de la chancadora en pulgadaConsiderando condiciones de operación como: dureza, humedad, rugosidad. La fórmula se convierte en:

TR = Kc x Km x Kf x T (5) Donde : TR = Capacidad en TC / hr Kc = Factor de dureza : Puede variar de 1,0 a 0,65 Ejemplo :

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S

L

a

dolomita = 1,0 cuarzita = 0,80 andesita = 0,9 riolita = 0,80 granito = 0,9 basalto = 0,75 etc. Para una operación normal de dureza media, Kc = 0,90 Km = Factor de humedad : Para chancadora primaria no es afectada severamente por la humedad y Km = 1,0 Para chancadora secundaria, para una operación normal Km = 0,75 Kf = Factor de arreglo de la alimentación : Para una operación eficiente, un sistema de alimentación mecánica

supervisado por un operador, Kf = 0,75 a 0,85

Ejemplo: Calcular la capacidad de una chancadora de quijada de 10” x 24”, la abertura de descarga es de 3/4”, el recorrido de la mandíbula móvil 1/2”, la velocidad de la mandíbula es de 300 rpm y el peso específico del mineral es de 2,8.Solución :Podemos aplicar la relación (3) o (4)

T = 0,6 x 24 x 3/4 = 10,8 TC / hrConsiderando condiciones de operación como: Kc = 0,90 ; Km = 1,0 y Kf = o,80La capacidad de la chancadora resulta : TR = 10,8 x 0,90 x 1,0 x 0,80 = 7,78 TC / hr

TR = 7,78 TC / hr x 0,9072 TM / 1 TC = 7,06 TM / hr

Càlculo Capacidad de las chancadoras giratorias Las chancadoras giratorias se especifican por la abertura o ancho de la boca y la longitud de la circunferencia; es decir axL. Mayormente la denominación de estas chancadoras, es simplemente mencionando ” L”, para calcular su capacidad puede emplearse la fórmula (2)Ejemplo :Calcular la capacidad de una chancadora giratoria de 4”x36” o simplemente de 3', si el set de descarga es de 1/2”.Solución : a = 4,0 pulg L = 36,0 pulg. S = 1/2” = 0,5 pulg.Determinamos el grado de reducción :

R = a / S = 4,0 / 0,5 = 8Calculamos el área de alimentación (A)

Sabemos que la longitud de la circunferencia es : L = 2 π r

r2 = L / 2x 3,1416 = 36 / 6,2832 = 5,73 pulg.

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r1 = r2 – a = 5,73 – 4,0 = 1,73 pulg.

A1 = 3,1416 x r12 = 3,1416 (1,73)2 = 9,40 pulg.2

A2 = 3,1416 x r22 = 3,1416 (5,73)2 = 103,15 pulg.2

A = A2 - A1 = 103,15 – 9,40 = 93,75 pulg.2

T = 0,6 x A / R = 0,6x93,75 / 8 = 7,03 TC / hr

Considerando las condiciones de operación y utilizando la fórmula (3), tenemos:

TR = 7,03 x 0,9 x 0,75 x 0,80 = 3,80 TC / hr

TR = 3,80 TC / hr x 0,9072 TM / 1 TC = 3,45 TM / hr

Cálculo de la Razón de Reducción y la Razón Límite de Reducción La Razón de Reducción (R) de una chancadora cualquiera, se determina comparando el tamaño del mineral alimentado con el del triturado. Si el tamaño del mineral alimentado es de 12”(tamaño máximo) y el del mineral triturado es de 2,5 “ (dimensión del set de descarga), la Razón de Reducción se calcula de la siguiente manera :

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r1

r2

a

LÁrea de Alimentación

S

R =Tamaño de mineral alimentado/ tamaño de mineral triturado = 12,0”/ 2,5” = 4,8

La Razón Límite de Reducción es el 85% de la Razón de Reducción, por lo tanto :Rl = 0,85 x 4,8 = 4,08

Càlculo de la Capacidad de la Faja TransportadoraEjemplo:Calcular la capacidad de una faja transportadora que tiene una longitud de 194 pies, ancho de 3 pies y tiempo que da una revolución es de 55 segundos. El peso promedio corte de faja del mineral es 4,56 Kg / ft , con un porcentaje de humedad de 5 %Solución: Longitud = 194 ft Peso promedio corte faja = 4,56 Kg / ft Ancho = 3 ft Porcentaje de humedad = 5 % Tiempo de Rev. = 55 seg.Calculamos la velocidad de la fajaVeloc. Faja = 194 ft / 55 seg.x 60 seg. / 1min = 211,64 ft / minCap. Faja = 211,64 ft/min x 4,56 Kg/ft x 60 min/1hr x1TMS/1000 Kg x 0,95 = 55,01TMS / hr

Deducción de la Fórmula para el Cálculo de la Eficiencia del CedazoEs importante realizar el cálculo de eficiencia, para saber en qué medida se

está efectuando la clasificación granulométrica del mineral, con qué eficiencia y cuàles son los tonelajes de Rechazo y Tamizado. De igual forma nos permite determinar si la zaranda es apropiada para el tonelaje de mineral tratado. Aplicando el balance de materia : F = R + T (a) Ff = Rr + Tt (b) Por definición , la eficiencia es : E = Tt / Ff x 100 (c) De (a) obtenemos : R = F – T Reemplazando en (b) : Ff = (F – T)r + Tt Ff = Fr – Tr + Tt F( f – r ) = T ( t – r ) T / F = ( f – r ) / ( t – r ) Reemplazando en (c) E = ( f – r )t / (t – r )f x 100 Como t = 100 % siempre, la eficiencia resulta: E = ( f – r ) 100 / f( 100 – r) x 100 (6) Donde : F = Tonelaje de mineral fresco alimentado

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T = Tonelaje de mineral tamizado R = Tonelaje de mineral rechazado d = Abertura de malla de la criba o zaranda f = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en la alimentación r = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en el rechazo t = Porcentaje de partículas finas inferiores que “d” en el pasanteEjemplo Calcular la eficiencia de una zaranda, cuya malla tiene una abertura de 3/4”. El análisis granulométrico de la alimentación, tamizado y rechazo arroja los siguientes resultados:

MALLA ALIMENTACIÓN (F) RECHAZO (R) TAMIZADO (T)Pulg. Kg. % P % Ac(-) Kg. % P % Ac(-) Kg. % P % Ac(-)+ 1” 4,4 16,27 83,73 4,25 37,61 62,39 -.- -.- -.-+3/4 “ 4,3 16,22 67,51 2,61 23,10 39,29 -.- -.- 100,0+1/2” 3,8 14,44 53,07 3,00 26,55 12,74 1,76 11,01 88,99+3/8” 5,1 19,24 33,83 1,08 9,56 3,18 3,18 20,04 68,95+ 4 1,7 6,56 27,37 0,36 3,18 0,00 4,27 27,53 41,42- 4 7,2 27,27 0,00 -.- 0,00 0,00 6,59 41,42 0,00

Total 26,5 100,0 11,3 100,0 15,80 100,0

De la fila correspondiente a la malla 3/4”, ya que es la abertura de la malla del cedazo, extraemos los siguientes valores; que corresponden a los % Ac(-) en cada caso: f = 67,51 r = 39,29 t = 100,0

Aplicando la fórmula (6) tenemos:

E = ( 67,51 – 39,29 ) 100 / 67,51 ( 100 – 39,29 ) x 100 = 68,85 % E = 68,85 %

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