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CONTROL DE VARIABLES FUNDAMENTALES EN PERIODOS DE PUESTA EN MARCHA DE
PLANTAS DE PROCESOS
Por: Ing. Luis Wilson Arzapalo Imbertis CONSULTOR METALÚRGICO
El tema refiere a las acciones que debe llevar a cabo el equipo de
operaciones, luego del Comisionamiento donde la Planta
esta “Listo para Arrancar”.
Por: Ing. L. Wilson Arzapalo Imbertis CONSULTOR METALURGICO
[email protected] Cel. (51) 956 884 883
www.Arzapalo.com
VARIABLES FUNDAMENTALES EN PERIODOS DE PUESTA EN MARCHA
1. Gravedad específica del mineral, variación y repercusión en el % solidos en peso
2. Variación de la velocidad crítica pulpa vs velocidad de transporte.
3. Consumo global de agua y su control para conseguir el equilibrio del sistema.
4. Áreas de agujeros de paso de cajones y de descarga de celdas de flotación.
5. Registro de datos operativos (amperajes, temperaturas, rebalses y paradas de
equipos) para identificar y corregir las restricciones en el sistema.
ÍNDICE
DENSIDAD DEL PLANETA TIERRA
La densidad del Planeta Tierra calculado en base a la constante gravitacional es 5.52
ton/m3. Hasta la fecha el hombre ya ha accedido hasta 4 km de profundidad en la
CORTEZA TERRESTRE, cuya densidad promedia en 2.90 ton/m3.
Si se registra constantemente la densidad relativa (gravedades específicas) del mineral
que llega a la planta, se puede comprobar que cambian de valor, y por tanto tiene
repercusión en el tiempo de molienda.
Los mineros y geólogos están interesados en la ley de cabeza del mineral que
entregarán a planta, no en su gravedad específica. LOS METALURGISTAS SÍ DEBEMOS
PREOCUPARNOS POR ESTA VARIABLE.
1° VARIACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA Y SU REPERCUCIÒN EN EL %Sp
El histograma Densidad relativa vs Frecuencia de un total 5,196 muestras tomadas cada 5 m en zonas mineralizadas muestra variación de la gravedad específica
La alimentación a planta de minerales con esta característica son el motivo por el cual se
sobrecargan o descargan rápidamente los molinos.
Por tanto, debe ser el objetivo de la supervisión lograr el adecuado control en la
molienda con el apoyo de densímetros nucleares pero con diferente filosofía de
operación.
La gravedad específica no es constante
Dos escenarios de control en la molienda.
Gs 2.84 2.85 2.860 2.87 2.88 2.890 2.90 2.91 2.920 2.93 2.94 2.950 2.96 2.97
Dp 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847 1.847
%Sp 70.8 70.7 70.5 70.4 70.3 70.1 70.0 69.9 69.7 69.6 69.5 69.4 69.3 69.1
Lo que se hace :
Se fija el valor de densidad de pulpa considerando que la Gravedad especifica del mineral es constante
Gs 2.84 2.85 2.860 2.87 2.88 2.890 2.90 2.91 2.920 2.93 2.94 2.950 2.96 2.97
Dp 1.830 1.833 1.836 1.839 1.841 1.844 1.847 1.850 1.853 1.856 1.858 1.861 1.864 1.867
%Sp 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0
Rp (L/S) 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429 0.429
Lo que se debe hacer
%Sp = Gs * (D-1)
D * (Gs-1)
Fijar el valor del %Solidos en peso a la que se debe trabajar. Calcular la Gravedad específica a cada
intervalo de tiempo, alimentar este dato al programa del densímetro nuclear y controlar el H2O.
Se sobrecarga Se descarga
Una forma de averiguar la Gs del mineral
Desarrollar la ecuación de la Gravedad específica en función de los ensayes químicos de los elementos
Grav. Especifica = 2.50 + 0.028*(%Pb) + 0.020*(%Zn) + 0.036*(%Fe) + 0.061*(%Cu)
= 3.43
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
DE
NS
_E
DENS_M
DENSIDAD_CHUPA
%Zn = 13.11
%Pb = 0.03
%Cu = 0.15
%Fe = 18.15
2° VELOCIDAD CRÍTICA DE LA PULPA Y LA VELOCIDAD DE TRANSPORTE
Cuando la pulpa mineral se transporta a través de tuberías.
La hidráulica de sólidos suspendidos en agua, condiciona que el diámetro de la tubería seleccionada, debe permitir manejar la pulpa a una velocidad de transporte ligeramente superior a la velocidad crítica.
Consecuencias de una inadecuada selección de Ø de tubería
Si el diámetro de la tubería está sub dimensionada, la velocidad de transporte es muy alta respecto a la velocidad crítica de la pulpa, se desgasta rápidamente por efectos de la alta fricción, ocasiona contrapresión y rebalse en los cajones bombas.
Si el diámetro de la tubería está sobredimensionado, la velocidad de transporte es inferior a la velocidad crítica de la pulpa y se produce embancamiento de la línea.
Tubería instalada “Ø constante”
Para la puesta en marcha, las tuberías “ya están instaladas” Pero la planta inicia operaciones a capacidades menores y debe ir incrementando cada vez que se alcanza el equilibrio del sistema.
SI NO SE TIENE UN PROGRAMA DE CONTROL DE VELOCIDADES CRITICAS DE PULPAS, Estas se deben haber calculado previamente para cada capacidad temporal. Todos deben tener internalizado que a las capacidades temporales menores que la de diseño LOS DIAMETROS DE LAS TUBERIAS ESTAN SOBREDIMENSIONADOS y pueden ocasionar EMBANCAMIENTOS, INUNDACIONES Y PARADAS DE PLANTA”.
Se produce desequilibrio:
Variación de la velocidad de transporte de pulpa
OBJETIVO
PULP CRITICAL SPEED & TRANSPORT SPEED
Plant Capacity TPD 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 100,000 110,000 120,000
Two parallel circuits TPD 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 50,000 55,000 60,000
% CC 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20
Gs1 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
Dp 1.563 1.563 1.563 1.563 1.563 1.563 1.563 1.563
%Sp 55.00 55.00 55.00 55.00 55.00 55.00 55.00 55.00
Pulp Critical Speed (ft/seg) = 14.9 15.5 15.9 16.3 16.7 17.0 17.3 17.6
Pipe diameter (inches) = 30 30 30 30 30 30 30 30
Transport Speed (ft/sec) = 7.7 9.3 10.8 12.4 13.9 15.5 17.0 18.6
Pumping pulp with 55 %SP
Vc1 = Vc *( (D1*(Gs1-1)) / (D*(Gs-1)) )^0.5
Control de velocidad de transporte y equilibrio del sistema
Es necesario entonces buscar el % Sp ideal para conseguir la velocidad de transporte adecuado para estandarizar flujos de pulpa .
PULP CRITICAL SPEED & TRANSPORT SPEED
Plant Capacity TPD 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 100,000 110,000 120,000
Two parallel circuits TPD 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 50,000 55,000 60,000
TPH 1,042 1,250 1,458 1,667 1,875 2,083 2,292 2,500
% CC 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20 2.20
TPH 3333 4000 4667 5333 6000 6667 7333 8000
Gs1 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9
Dp 1.287 1.320 1.355 1.392 1.431 1.473 1.517 1.563
%Sp 34.00 37.00 40.00 43.00 46.00 49.00 52.00 55.00
Pulp Critical Speed (ft/seg) = 14.7 15.3 15.9 16.3 16.7 17.0 17.3 17.6
Pipe diameter (inches) = 30 30 30 30 30 30 30 30
Transport Speed (ft/sec) = 15.2 16.3 17.2 17.8 18.2 18.4 18.6 18.6
Pumping pulp with different %Sp
Vc1 = Vc *( (D1*(Gs1-1)) / (D*(Gs-1)) )^0.5
Luego viene el ajuste de condiciones operativas
Estandarizado los flujos de pulpa se puede decidir ajustar las otras condiciones operativas ( # de ciclones, velocidades de bombas, tiempos de flotación, etc.)
Two parallel circuits TPD 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 50,000 55,000 60,000
Gs1 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90 2.90
%Sp 34.0 37.0 40.0 43.0 46.0 49.0 52.0 55.0
%Sv 15.08 16.84 18.69 20.64 22.71 24.89 27.20 29.65
ft3/min 4,480 4,815 5,061 5,238 5,357 5,431 5,466 5,470
Pulp Critical Speed (ft/sec) = 14.7 15.3 15.9 16.3 16.7 17.0 17.3 17.6
Pipe diameter (inches) = 30 30 30 30 30 30 30 30
Transport Speed (ft/sec) = 15.2 16.3 17.2 17.8 18.2 18.4 18.6 18.6
N° Cyclones D-26", P=138Kpa 14 15 16 17 17 17 17 17
PLANT CAPACITY VERSUS NUMBER OF CYCLONES ON THE NEST
La inacción de la supervisión por falta de un programa de control de velocidades de transporte de pulpa, hace que los operadores tomen decisiones propias en su preocupación por buscar el equilibrio prolongando así el periodo de puesta en marcha.
Cuidado con la inacción de la supervisión
La optimización en los diferentes circuitos restantes, requieren de similar programa: 1ro buscar el %Sp ideal para conseguir la adecuada velocidades de transporte.
3° CONSUMO GLOBAL DE AGUA
Toda el agua que consume una planta de procesos, llega a: - A los espesadores de concentrados y - Al espesador de relave.
Afirmación.
Por tanto: Se recomienda crear puntos de muestreo en la alimentación a los espesadores para tomar densidades de pulpa y calcular el consumo global del H2O. Estos puntos de muestreo, son independientes a los de muestreo para análisis químicos con el objeto de elaborar los Balances Metalúrgicos.
Puntos de muestreo para análisis físico
Ejm. De consumo global de H2O en planta
Ejemplo.
Densidades de productos Planta Milpo (CL)
Conc Pb Conc Cu Conc Zn Relave
1.043 1.190 1.450 1.300
: : : :
1.110 1.200 1.390 1.308
1.066 1.178 1.437 1.308
%Lv = (Gs-D) * 100
(Gs-1)
BALANCE DE AGUA PLANTA MILPO (Cerro Lindo)
Conc. Pb Conc Cu Conc. Zn Rlv. Gral.
Densidad Promedio en Kg/Lit D 1.066 1.178 1.437 1.308
Gravedad Especifica Gs 6.20 5.60 4.15 3.90
Porcentaje de Solidos en Peso %Sp 7.38 18.40 40.06 31.67
Tratamiento diario en TPD 20,000
Ratio de Concentracion RC 332.46 39.72 19.77 1.09
Caudal de Pulpa m3/dia 764 2,323 1,756 44,464
Caudal de Agua m3/dia 754 2,233 1,513 39,742
Consumo total H2O Planta m3/día 44,242 (506 l/s; H2O desalinizada 35 l/s)
Consumo de H2O m3 / ton Min 2.21
CONTROL DEL CONSUMO GLOBAL DE AGUA
Se sorprenderán que generalmente las guardias trabajan con diferentes criterios, un mejor control de agua encaminará a una rápida estandarización.
Ejm. BALANCE DE AGUA PLANTA DE FLOTACIÓN Cu-MoConc. Cu Conc. Mo Rlv. Gral. Conc. Cu Conc. Mo Rlv. Gral.
Densidad Prom. Kg/Lit D 1.225 1.360 1.236 1.200 1.300 1.200
Gravedad Específica Gs 4.30 4.75 2.92 4.30 4.75 2.92
Porcentaje de Solidos en Peso%Sp 23.93 33.53 29.04 21.72 29.23 25.35
Tratamiento diario TPD 140,000
Ratio de Concentracion RC 50.03 3783.80 50.03 3783.80
Produccion diaria TM/dia 2,798 37 137,165 2,798 37 137,165
Caudal de Agua m3/dia 8,890 73 335,056 10,082 90 403,819
Consumo total H2O Planta m3/día 344,019 413,990
Consumo total H2O Planta m3/guardia 172,010 206,995
Consumo total H2O Planta m3/ton Min. 2.46 2.96
* 1guardia = 12 horas
34,985 m3 H2O/guardia de diferencia de consumo.
4° AREAS DE AGUJEROS DE PASO DE PULPA
Los agujeros de paso en los diferentes sectores de la planta, facilitan el transito de pulpa o pueden originar restricciones en la operación.
En el caso de bancos de celdas de flotación: El acercamiento o alejamiento de los dardos al agujero, modifican el área de descarga desde sector circular hasta circulo.
Registro de diámetros internos de asientos de dardos
Es necesario registrar también, el Ø interno de los asientos de los dardos, para saber cuando el área de salida será insuficiente.
Un mal funcionamiento de los mecanismo de control de nivel puede impedir la descarga provocando rebalses hacia los canales de espuma que ocasionaran contaminación. Una demasiada apertura, no solo descarga el banco de celdas, ocasiona rebalses de los cajones de bombas y desequilibra el sistema.
Ojo con la velocidad de paso
v = (2gh)^0.5
Two parallel circuits TPD 25,000 30,000 40,000 50,000 60,000
%Sp 34.00 37.00 43.00 49.00 55.00
ft3/seg 23.33 25.08 27.28 28.29 28.49
height of pulp over the hole (ft) 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65
gc1 at 4600 msnm ft/seg2) 20.80 20.80 20.80 20.80 20.80
Pulp speed through hole (ft/sec) 8.28 8.28 8.28 8.28 8.28
Hole area (Inches)2 406 436 474 492 495
Área de un agujero para el paso de pulpa
5° REGISTRO DE DATOS OPERATIVOS PARA IDENTIFICAR RESTRICCIONES
(amperajes de operación, temperaturas, paradas, rebalses)Pot 133 ton/ h 150 ton/ h Observaciones
Descripción Motor I (trab) P (trab) I (trab) P (trab) % de Pot
de equipos HP Amp kW Amp kW Nominal
Alim. Tolv Gruesos Nº 1 15 8.7 5.8 8.9 6.0 41
Chancado primario : : : : : :
Chancadora Fima 50 24.0 16.1 25.0 16.8 38
Bomba Lub. Chanc Quij. 3 3.5 2.3 3.5 2.3 80
Faja Nº 2 20 25.0 16.8 27.0 18.1 104
Cedazo Nº 1A 14 8.5 5.7 9.0 6.0 49
Chancadora Nº 2 200 164.0 110.0 167.0 112.0 63
Chancado secundario : : : : : :
Bomba Lub. Chanc Nº 2 5 5.3 3.6 5.3 3.6 62
Faja Magnetica 3 3.4 2.4 3.5 2.5 Se paró
Extractor de Polvo 60 36.0 25.2 35.9 25.2 52
Alim. Tolv Finos Nº 1 10 5.8 3.9 6.0 4.0 44
Molino de Bolas 12x13 1500 140.0 853.6 149.0 908.5 87
Bomba Lub. 12x13 Nº 1 7.5 6.8 4.6 6.8 4.6 54
Molienda : : : : : :
Molino Denver 6x12 220 260.0 174.4 265.0 177.7 96
Celda Cleaner Bulk Nº 6 15 14.0 9.4 15.0 10.1 73
Bomba Wifley Nº 13 7.5 9.3 6.5 9.5 6.7 98
Flotación : : : : : :
Celda OK 28 Scv Zinc N°4 85 85.0 62.2 94.0 68.8 Recalentando
Soplador Spencer Nº 2 250 245.0 171.8 277.0 194.2 101
Bomba Lub. Wirth Nº 1 3 2.1 1.8 2.1 1.8 51
Bomba Metso Nº 2 125 94.0 65.9 96.0 67.3 Cte. Rebalse
Relave : : : : : :
Rastrillo Espesador Rlv 10 14.5 9.7 15.0 10.1 104
Izaje Espesador Rlv 2 2.5 1.8 2.5 1.8 81
Filtro de Tambor Nº 3 3.6 4.1 2.7 4.1 2.7 67
Filtro de Tambor Nº 5 2 5.2 3.5 5.1 3.4 134
Filtrado : : : : : :
Espesador de Cobre 5 3.4 2.3 3.5 2.3 70
Bomba Vertical Nº 12 15 14.3 9.6 22.0 14.8 107
Agitador de CuSO4 15 13.0 8.7 13.0 8.7 63
Reactivos : : : : : :
Agitador de Floculante 15 14.0 9.4 14.0 9.4 64
Molino de Cal 60 48.0 33.7 50.0 35.1 72
Planta de Cal : : : : : :
Agitador de Cal Nº 2 15 14.5 9.7 14.5 9.7 71
Consumo Total Potencia kW 6070 6,236
Restricciones identificadas
La interpretación de estas informaciones “en Reuniones de equipo” es el camino más viable para la pronta solución de los problemas. Estas son las restricciones que se tienen que resolver antes de intentar incrementar la capacidad temporal en un periodo de puesta en marcha.
Cuadro síntesis para corrección de RESTRICCIONESPot 133 ton/ h 150 ton/ h Observaciones
Descripción Motor I (trab) P (trab) I (trab) P (trab) % de Pot
de equipos HP Amp kW Amo kW Nominal
Chancado Secundario Faja Nº 2 20 25.0 16.8 27.0 18.1 103.85
Faja Magnetica 3 3.4 2.4 3.5 2.5 Se paró
Molienda Molino Denver 6x12 220 260.0 174.4 265.0 177.7 96.36
Flotación Celda OK 28 Scv Zinc N°4 85 85.0 62.2 94.0 68.8 Recalentando
Bomba Metso Nº 2 125 94.0 65.9 96.0 67.3 Cte. Rebalse
Relave Rastrillo Espesador Rlv 10 14.5 9.7 15.0 10.1 104.17
Filtrado Filtro de Tambor Nº 5 2 5.2 3.5 5.1 3.4 134.21
Bomba Vertical Nº 12 15 14.3 9.6 22.0 14.8 107.32
Consumo Total Potencia kW 6070 6236
CONCLUSIONES
1°Realizar el seguimiento de la variación de la gravedad específica del mineral para conservar el % Sp en la molienda. 2°Trabajar siempre a una velocidad de transporte ligeramente superior a velocidad critica de la pulpa. 3°Controlar el consumo global de agua y estandarizar las formas de trabajo de las guardias. Un excesivo uso de este liquido, puede desequilibrar el sistema. 4°Tener registrado las áreas de los agujeros de paso porque en algún momento puede ser insuficiente para la operación. 5° Realizar continuamente el registro de datos operativos (amperajes, temperaturas, paradas, rebalses) de equipos para identificar restricciones, Estos deben ser solucionados antes de incrementar la capacidad temporal.
GRACIAS.
Luis Wilson Arzapalo Imbertis www. Arzapalo.com E-Mail: [email protected] N° Celular: (51) 956 884 883
