Harneado en Seco Cap3

5/16/2018 Harneado en Seco Cap3

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3 Proceso de Harneo en SecoFactores que1 0 Afectan

Ya sefialamos que existe un gran nurrier o de facto res que influyen en el proceso declasificaci6n de partfculas en seco, afectando no 5610 la eficiencia del proceso declasificaci6n, sino tamb le n afectan la cantidad de material que puede ser procesado porun harnero y la duraci6n de las mallas.

Los errores que pueden afectar el proceso de har ne o en seco tienen relaci6n con lossiguientes aspectos:

3.1. Area de harne o y numero de pisos del harnero (decks)3.2. Area util de las mallas y geometrfa de est as.3.3. Angulo de operaci6n del harnero y area de presentaci6n de las particulas.3.4. Cantidad de material procesado y distribuci6n granulometrica de e st e ,3.5. Porcentaje de humedad del material.3.6. Frecuencia, amplitud y metoda de operaci6n del harnero.3.7. Metodo de alimentaci6n del harnero.

3.1 . Area de Harneo y Numero de Pisos del Harnero(Decks).Adernas de la frecuencia y amplitud, el ancho y largo del harnero juegan un papel muyimportante en la eficiencia y rendimiento que se obtiene de un equipo.

EI ancho del harnero tiene relaci6n con la capacidad de clasificaci6n. Mientras mas anchoes el harnero, mejor es la distribuci6n de carga y menor el espesor de la cam a de material.Ello hace que las particulas pequefias queden mas cerca de la superficie de la malla ytengan mas oportunidades de pasar por las aberturas.

EI largo del harnero es importante para obtener una eficiencia de clasificaci6n alta, puesa mayor longitud del harrler o, mayor es el tiempo de exposici6n de las particulas a lasaberturas de la malla y mas alta la probabilidad de que est as pasen por las aberturas.

EI nurner o de pisos 0 decks es t amb le n un item importante, ya que estes no 5610 alojan alas mallas de corte, sino tamb le n a las conocidas como mallas de alivio, que -instaladasantes de las mallas de corte- permiten mejorar la eficiencia de clasificaci6n y alargar lavida ut ll de la malla de corte, reduciendo la cantidad de mineral que Ilega a las mallasde corte fino. Estudios han demostrado que las mallas de alivio juegan un papel tanimportante en el proceso de harne o que en los ultlrnos diez afio s se ha vue Ito popular eluso de harneros de 4 y 5 decks. En otras palabras, si se tiene un producto con un rangoqr anul ornetr i cc amplio y se desea hacer un corte fino (12 mm 0 meno s), es conv.enientereducir la cantidad de material que Ilega a la malla de corte fino, 10 cual 5610 se lograutilizando mallas de alivio, que permiten eliminar una gran parte del material grueso antesde la malla de corte fino, impidiendo que este material desplace a las particulas finas.

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3.2. Area Util de las Mallas y Geometria de Estas- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~a malla es el elemento mas importante de todo harnero, pues a tr ave s de ella el material

se desliza para ser clasificado. Son cotocadas en cada piso de los harneros (deck), sujetadascon tensores, tarnbien Ilamados tira-mallas 0 grampas tensoras, ubicados en los costadosdel harnero. En todo momento deben estar tensas y completamente adheridas a los burletes,de modo de garantizar que el material pase per una superficie rfgida.

La: malla consiste en una superficie con aberturas de un tarnario determinado per el usuario.Estas aberturas pueden tener distintas geometrfas, dependiendo del uso que se desee dara Ja malla y de la forma qe ornetr ic a del material a clasificar. Los tipos de aberturas masusadas en la minerfa son los de geometrfa cuadrada 0 rectangular, pero tarnb ien hay mallascon aberturas paralelas (conocidas como arp as), tipo REV, entre otras.

En la figura 11 se pueden apreciar algunos tipos de mallas y sus geometrfas. Como sepuede ver, en toda malla hay un area en la cual existe un espacio libre 0 abertura, quepuede tener distintas dimensiones, las que deber an ser determinadas po r el usuario.

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Area utiIde lamalia, ique es?

EI area de una malla no cubierta por alambre es Ilamada area ut il y se expresa siemprecomo un porcentaje del total de la superficie de la malla. Esta area ut!l aumenta 0 disminuyela probabilidad de que una partfcula pase por las aberturas (rnal l as con un mismo tamafiode abertura pueden tener diferentes porcentajes de area ut!l, debido a que el espacio entrelas aberturas -di arnetr o del a larnbr e- es distinto en cada una de elias, como se aprecia enla figura 12). Siempre que se especifica una malla se deberfa indicar el tamaPio de laabertura, el diame tro del alambre y el area ut!l, entre otros datos.

""""'''''''''''....... Misma abertura con alambrede distinto dhimetro


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La geometrfa de la malla que conviene utilizar depender a, en gran medida, de la ap lic aci ona que est ar a destinada y la ublcaclon de la malla en el harnero. Debido a esto, el procesode se l ec c i o n de mallas, requiere muchas consideraciones antes de determinar lascaracteristicas de la malla a utilizar en un determinado harnero (ver mas detalles sobrelas distintas geometrfas mas adelante en este cat al o qo).

Como se ha dicho antes en este cat a loqo, actual mente las mallas son fabricadas conaberturas que pueden ser cuadradas 0 rectangulares. Cada una de estas geometrfas tienesus ventajas y desventajas, en cuanto a certeza de corte, eficiencia y caracterfsticasreferentes al cegamiento de las aberturas.

La se le cc ion del tipo de geometria a utilizar depende de las necesidades del operador yla calidad del producto que se desea obtener. Pero siempre hay que tener presente laimportancia del area util de las mallas para optimizar la eficiencia de c las ificaci on y lacapacidad de proceso.

Las geometrias cuadradas son las mas utilizadas cuando se desea realizar una cl aslftc aclcnmuy exacta, aun cuando presentan los siguientes inconvenientes:

Cuando usar mallascon aberturascuadradas

a) AI tener aberturas cuadradas, solo clasifican en dos dimensiones y tienden a rechazarun gran nurner o de particulas, 10 que resulta en mayor desgaste y consumo de mallas.

b) Son susceptibles a cegamiento 0 taponamiento (screen blinding), 10 que reduce sueficiencia de c l as iftcacl dn a medida que las aberturas se ciegan.

c) Debido a su reducida area ut ll, tienden a reducir la capacidad de proceso de losharneros.

Normalmente se recomienda que las mallas con aberturas cuadradas sean aliviadas porotras mallas colocadas en los decks anteriores. Por su tendencia a cegarse, se les debemonitorear frecuentemente para evitar problemas de material fino reportando al "sobretamafio" .

Un avance: lamalla tipo REV

Un avance significativo en este tipo de mallas han sido las mallas tipo REV, las cuales -debidoa la ausencia de alambres transversales -ofrecen una certeza de corte similar a lade las mallas con aber tur as cuadradas, pero no tienden a cegarse como est.as. Adernas,debido a su gran area util otorgan buen rendimiento en terrnino s de eficiencia y capacidadde proceso (ver figura 13). Es importante serial ar que al vibrar el harner o, los alambresde las mallas tipo REV tarnbi en tienden a vibrar, haciendo que cualquier particula quetrate de alojarse en las aberturas sea desalojada.

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Las mallas tipo REV se deben utilizar cuando se desea unagran precision de corte y no se desea sacrificar capacidad deproceso 0 eficiencia de c l as ific ac i o n. Otro gran beneficia deesta malla es su habilidad para procesar materiales con 3 a6 % de humedad y no cegarse debido al efecto de taponamientomencionado anteriormente.

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Cuando preferir una Estas mallas son normal mente utilizadas en los decks superiores de los harneros, paramalla con aberturas hacer un desbaste (scalping) y rechazar material grueso, 10 que reduce la cantidad dere ctangulares material que va a la malla de corte fino. Debido a que clasifican en tr es dimensiones

posibilitan que una mayor cantidad de material pase p or las aberturas, resultando en unamenor cantidad de particulas finas reportando con "sobre tarnafio" y una mayor capacidadde proceso. Dada su geometria, estas mallas no tienden a cegarse (screen blinding) comolas mallas con aberturas cuadradas.

Generalmente se las instala con las abertur as transversales al flujo de material (figura14), con 10 cual se busca retardar el flujo de material y aumentar el tiempo de exp osi cionde las particulas a las aberturas de las mallas. En nuestra empresa, estas mallas seidentifican con la sigla RR 0, si es patio, con la sigla C.

Es posible aumentar la capacidad de proceso de un harnero (aunque se sacrifica eficienciade c laslflcaclon), al instalar las mallas con aberturas rectangulares en la misma direcciondel flujo del material(figura 15). En nuestra empr esa, este tipo de mallas se identificacon la sigla R P y, si es pario, con la sigla L.

Otro tipo de malia, de gran uso en la industria de los ar i do s, es la malla arp a, tarnb lenconocida como malla de alambre de piano -piano wire screen-, que consta de alambresparalelos instalados en la di r ec ci o n del flujo del material (ver figura 16). Son utilizadasbasic amente para separar la arena hurne da que viene con las gravas de ri o 0 las rocas decanteras.

Otra alternativa:la malla de arpa


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3.3. Angulo de Operacion del HarneroMencionamos antes que los harneros pueden ser operados en posici6n horizontal 0 inclinados,dependiendo de los objetivos de la aplicaci6n. Si 10que se busca es eficiencia de clasiflcaclon.entonces el harnero se debe oper ar completamente horizontal, aunque bajo esta condici6nla capacidad del proceso de harne o se vera reducida significativamente.

Para una mayor capacidad, los harneros deben operarse inclinados, permitiendo al materialdesplazarse mas r ap idame nte hacia el punta de descarga y dejar espacio a las partfculasque vienen detr as. S in embargo, al darlemas. velocidad a las particulas, su tiempode exposici6n a las aberturas de la mallase reduce y, en consecuencia, baja laeficiencia de harneo. En otras palabras,mientras mayor sea el anqu!o de operaci6ndel harnero, sera mayor la capacidad deproceso pero menor la eficiencia de harneo.

Oper ar los harneros inclinados tiene unimpacto sobre el tamaFio que las aberturaspresentan a las particulas. Como seobserva en la figura 17, una abertura de 9,5 mm en el plano de la malla ofr ecer a un areade presentaci6n de 5610 9 mm cuando el anqu l o de inclinaci6n sea de 25. Este aspectoes uno de los temas mas ignorados en el proceso de harne o y uno de los que mayo resproblemas ocasiona, pues el operario piensa que est a clasificando a un cierto tamaFio yen realidad 10 esta haciendo a un tamaFio menor, 10 que deriva en una cantidad apreciablede material fino r e p o r t a n do con los gruesos como material desclasificado.

3.4. C antidad de M aterial y D istrib ucio n G ranulometricaLas caracterfsticas ffsicas del material deben ser consideradas cuando seanaliza 0 se~d'r~eFi~:~~:~ pl'~~ta ~:~:(.1~si'~ica~'i ~~: ~~ '~'i ~ef:~! ~~, ~~'.qu~:'~~~~t~~ ~ i ir~~!~:m~~'~e I~:~~r:~ie'~~i~. .:y capacldad de l proceso.de.hame o. .. I

Capacidad deprocese de unharnero

Lacapacidad de proceso de un harnerp se expr esa siempre en toneladas/hora, aunque losharneros prrrcesan volumen y no peso. Por este motivo, al refer lrse a-capacidad de proceso,los fabricantes de, harnercs seFialan en letra chica: "estacapacidad es basada en un mineralseco, que fluye f a ci lrne nt e ypesa 100 libras per pie cub ico ".

La densidad aparente del mineral es crftica en todo proceso de harneado, pues un harner oque fue dimensionado para procesar 100 ton/h de arena con una densidad de 1,6 ton/m3,solo puede procesar 50 ton/h de carb6n con una densidad de 0,8 ton/m3. Es importanterecordar que la densidad aparente de un material va a var iar con la granulometrfa de estey su coritenldo de humedad, per 10 que es primordial conocer con certeza cual es la densidadaparente del producto a procesar. En el caso de materiales mas densos que la arena, lacapacidad -de proceso de un harnero ,va a aumentar, pues el harnero prccesar a un menorvolumen de material, pero con un mayor peso (no se puede esperar la misma performancede un h arner o cuando procesa carbon que cuando procesa arena).

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La dls trlbuclon qranulcrnetrl ca del material a procesar no solo influye en la capacidad delp r oceso, sino tarnb ien en la eficiencia de la c las lfl c acl on. Un factor significativo es lacantidad de particulas que son casi del tamafio de la abertura (near sized particles), pueses muy dificil para elias pasar per las aberturas de las mallas, tendiendo a quedar trabadasen elias. Es decir, a medida que aumenta la cantidad de partfculas que son casi del tamafiode las aberturas, disminuyen la eficiencia de c l as ifi cac i o n y la capacidad de proceso.

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3.5. .F recuencia, Amplitud y Operacion del HarneroM'encionamos en un parr afo anterior la importancia que el f enomeno de la estr attflcaclontiene para la c lasi ficaci on al permitir que las particulas finas.que den cerca de la superficiede la malla y tenuan una mayor oportunidad de pasar per las aberturas. Recordemos queesto se l oqr a ajustando la cornb inac ion de frecuencia y amplitud.

La comhinaci on de frecuencia y amplitud permite optimizar la eficiencia de c laslftc aclo n,ya que posibilita acercar el material a la superficie de la malla y, a su vez, regular lavelocidad de desplazamiento del material. Baslcarnente la amplitud proporciona la distanciade desplazamiento del material y la frecuencia otorga velocidad al material sobre la malla.Si la amplitud es muy alta, las particulas son lanzadas muy lejos, quitandoles la posibilidadde encontrar las aberturas y pasar per elias.

Dos conceptosesenciales:frecuencia yamplitud

Se entiende por amplitud a la distancia que se desplaza el harnerocada vez que elgenerador de movimiento causa una pulsaclon. En la mayoria de los casos estes trabajana 9 mm y el r anqo de ajuste de amplitud oscila entre 3 y 9 mm. Este se realiza ajustandola cantidad de contrapesos 0 su posicion. La amplitud basic amente nos da la distancia(throw) a la que la partfcula sera lanzada cada vez que el generador de movimiento genereuna pul sac ion. Es importante tener presente que mientras menor sea la amplitud, mascerca de la malla va a est ar el mineral y esto facilita el paso de las particulas a navesde las aberturas .

La frecuencia es el nurner o de pulsaciones producidas por el generador de movimiento: .~~:.u~ .~et~;~:i:~ad~ 1~p~.o:.:S~ aj us~ i~~ :r~~~ ;~: :c:~~b i~s ~~~I:~~ p ~ 1 ~as~~:~(.g~~.era~~~ :~e ....rT1.?vfmi"~n.to:o usarido ~n 1I.arlad"9(d~ tr ecuencla. ~I ran.9


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Existen harneros vibratorios de alta frecuencia que Ilegan a tener 3600 revoluciones perminuto, pero tamb ien tienen una amplitud baja, de 1 mm 0 menor. Este tipo de harnero esutilizado para realizar clasificaciones menores a malla Tyler 100.

En un pr oceso de harneo, siempre debe haber una relaci6n entre frecuencia y amplitud (unharnero no puede ser utilizado a frecuencias altas y amplitudes alt as). Lo indicado esestudiar el manual de operaciones de un harnero y determinar cual es la combinaci6n masadecuada de frecuencia y amplitud para el tipo de material a procesar. Luego de ello, sepueden hacer los ajustes necesarios para optimizar la eficiencia del harnero sin reducirsignificativamente la capacidad de proceso.

La tabla siguiente nos da una referencia aproximada de la amplitud y frecuencia paradistintos t arnar ios de corte.

Relaciones re ferenciales de amplitud y frecuencia para distintos tamaiios de corte

Amplitud(mm) 6,5

50 12 2 1Tamaf iod e co rte (mm ) 100 75 25 61,5 1,0,5 4,5 3,5 3,0 2, 0

Frecuenciade co rte (mm ) 800 850 900 950 1000 1400 1500 1600

Hay casos en los cuales los harneros se emplean con el generador de movimiento operandohacia atr as, de modo que el movimiento del harnero lance hacia atr as el mineral perodebido a su inclinaci6n este material se desplaza hacia adelante. Este metoda se debeutilizar cuando se desea retardar la velocidad de desplazamiento del material yaumentarel tiempo de exposici6n de las partfculas a las aberturas de las mallas. Lo correcto enestos casos es operar el harnero con un menor ariqul o de inclinaci6n.

3 . 6 . Una Alimentacion CorrectaLa optimizaci6n del proceso de harne o comienza en la manera como el material esalimentado al harnero. Muy frecuentemente, los problemas atribuidos al proceso declasificaci6n en realidad derivan de los sistemas de manejo de materiales y de alimentaci6na los harneros, 10 que nos indica que estos aspectos deben ser estudiados cuidadosamenteal momenta de di sefiar una planta de chancado y clasificaci6n.

Lo primero es que debido a que el producto es colocado por gravedad sobre el harneroes importante tener un area de impacto donde recibir el material, como planchas deacero resistentes a la abrasi6n 0 planchas de goma blanda, con una dureza de 40 a45 shore A. Debe evitarse que el material caiga desde una gran altura sobre la planchade impacto, 10 que podrfa causar desbalances momentanecs en los harneros 0 problemasestructurales en estes.


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Para optimizar el proceso de harne o, el material debe ser alimentado en todo el ancho Ellde la plancha de impacto, de modo que cuando se desplace hacia la superficie de la m :malla cubra el ancho total de ella, teniendo presente que mientras mayor sea lasuperficie de malla utilizada mayor sera la probabilidad de las partfculas de pasara t r ave s de las aber tur as durante la clasificaci6n. Ade mas, la alimentaci6n debemantener un ritrno constante, para asegurar que la cama de material sobre el harneros i e mp r e sea pareja, contribuyendo asf tarnbi en a una mejor clasificaci6n de laspartfculas.

Tres son las modalidades mas comunes para alimentar un harne ro : alimentadoresvibratorios, c o rr eas alimentadoras y alimentadores de placas (apron feeders). Losalimentadores mas utilizados en las plantas de chancado son los alimentadoresvl b r at o r i os del tipo e le ct rornaqnet lc o debido a la simpleza de su operaci6n ymantenimiento.

Los alimentadores vibratorios, al igual que los harner o s, deben te ner una zona deimpacto recubierta con material resistente a la abrasi6n, la cual puede ser de acero450 Brinnell 0 de goma con una dur ez a de 40 a 45 shore A. E I r est o de la bandejade los alimentadores vibratorios puede estar recubierta con planchas de acero, gomao material ceramlco con alto contenido de alumina. E n algunos casas se puede utilizargoma natural como revestimiento de las bandejas de los alimentadores vlb r at o r iospara prevenir el empaquetamiento de material scbre estes.

AI elegir un alimentador para harn er o v ib r at o r io se debe tener presente que 1 0realmente importante es que se alimente al harner o a r itrno constante y a todo elancho de la malia, ya que es fundamental evitar las canalizaciones de material haciala malia, debido al desgaste disparejo que se causa a est as.


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3.7. Contenido de Humedad del MaterialE I contenido de humedad del material puede afectar tanto a la capacidad de procesocomo a la eficiencia que se obtiene en la operaci6n de un harnero. E I problema de lahumedad del material no es 5610 el taponamiento que se crea sobre la superficie delas mallas y termina cegando las aberturas, sino tamb ien la cantidad de materialdesclasificado que se genera por la adherencia de particulas finas al material gruesodebido al contenido de humedad de estas.La humedad hace que el material tienda a pegarse a la superficie de los revestimientos,causando alguno de los siguientes problemas:

a) Canalizaciones de material hacia el harnero, resultando en areas muertas yreducci6n de la superficie disponible para harnear.

b) Aumento del espesor del manto de material sobre ciertas areas del harnero,10 que produce desgaste disparejo de las mallas.

c) Peso adicional sobre el alimentador vibratorio, que puede derivar en problemasmecanlccs.

E I contenido de humedad maximo permisible varia se qun el tamafio de abertura porla cual pasar a el material y aumenta a medida que el tamafio de la abertura aumenta.Por ejemplo, para una abertura cuadrada de 3,5 mm, el maximo contenido de humedadno debe exceder el 1%, mientras que para una abertura de 9,5 mm no debe excederel 4%. Lo ideal es mantener el contenido de humedad 10 mas baio posible.

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