Xiv Operacion Molienda

7/31/2019 Xiv Operacion Molienda

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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415

XIV. OPERACION MOLIENDA

0. VIAS DE TRATAMIENTO PARA MENAS CUPRIFERAS : REPASO

Como se indic antes las menas de cobre pueden ser de naturaleza sulfurada(slfuros), contienen S2- en su estructura qumica, bien no-sulfuradas (xidos). Estos dostipos de minerales de cobre siguen, en general, dos vas de procesamiento diferentes y que seesquematizan en la Figura 1. :

Figura 1. Esquema de Procesamiento de Minerales de Cobre

Los minerales de cobre con mena sulfurada siguen un proceso de concentracinmediante flotacin; como producto se obtiene un concentrado, entre 35 y 45 % de cobre, elcual es llevado a procesos pirometalrgicos de fusin-conversin. Eventualmente, tanto elmineral como el concentrado pueden ser procesados por mtodos hidrometalrgicos, lo quese indica por la lnea de segmentos.

Los minerales con mena no-sulfurada siguen, frecuentemente, el procesohidrometalrgico definido por: Lixiviacin - Extraccin por Solvente - Electro-depositacin,obteniendo como producto final cobre catdico. En el caso que se produzca cemento de cobreeste material sigue la va pirometalrgica. No obstante, cualquiera sea la lnea de procesoposterior, el mineral es sometido inicialmente a una etapa de reduccin de tamao.

Prof. Nelson Gallardo Ceballos Departamento de IngenieraUNIVERSIDAD ARTURO PRAT 1


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Figura 2. Proceso Extractivo de Slfuros de Cobre


OPERACION


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1. OPERACIONES UNITARIAS SULFUROS

Conminucin Reduccin deTamao

Como se indic antes, los minerales de mena se encuentran diseminados en la rocamadre que contiene minerales estriles y de ganga; y para proceder a su beneficio senecesita liberarlos de esta matriz de ganga que los ocluye.

Lo anterior se logra mediante la operacin de reduccin de tamao, denominadatambin conminucin. Al romper las partculas de mineral se generan nuevas partculas,donde quedarn expuestas nuevas y mayores superficies de la mena a procesar. El tamao alograr depender del grado de diseminacin de la especie mineral til, de la naturaleza de laroca y de los requerimientos del proceso que se le aplicar.

Existen varias etapas de reduccin de tamao. Estas se inician en la mina misma,cuando el mineral "in-situ", de un tamao terico infinito, se separa del cuerpo mineralizadopor la accin de explosivos, entregando partculas hasta el orden de un metro, y prosiguen enlas plantas de beneficio donde estas partculas son sometidas a procesos de trituracin y demolienda. Estas dos operaciones, trituracin y molienda, son distinguibles por el tipo demaquinarias que usan y por el rango de tamao en el que actan, en ellas pueden existir sub-etapas, como : primaria, secundaria terciaria; segn el tamao de la alimentacin.

En la Tabla I, tomada de la literatura, se presenta un sumario con las etapasidentificables en la conminucin convencional y el rango de tamao de su alimentacin.

Tabla I . Etapas de Conminucin

Reduccin de Tamao Tamao de la Alimentacin Tamao del ProductoExplosin destructiva Infinito 1 mTrituracin Primaria 1 [m] 100 mmTrituracin Secundaria 100 [mm] 10 mmMolienda gruesa 10 [mm] 1 mmMolienda fina 1 [mm] 100 mRemolienda 100 m 10 m

Molienda Superfina 10 m 1 m

Esta operacin es de alta significacin en la estructura de costos del procesamiento y,a menudo, es la etapa limitante y que determina la capacidad de las plantas de beneficio.Adems es, desde el punto de vista energtico, una operacin altamente ineficiente, ya queslo una parte muy pequea de la energa suministrada se emplea efectivamente en la



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415reduccin de tamao y el resto se pierde.

Trituracin Chancado

La trituracin se lleva a cabo en maquinarias que se denominan trituradoras (enChile se utiliza el nombre de chancadora, trmino derivado de la lengua Quechua). Se aplicaa partculas de tamao grueso y, en general, operan en seco.

La primera trituradora fu la de mandbula Blake patentada por primera vez en1853. Las de eje vertical (Giratoria, Cono) se desarrollaron a partir de la dcada de 1860 y afines de siglo pasado se patent la Chancadora giratoria Mc Gully. Estas maquinarias hanvariado poco en sus principios. Como ejemplo se seala un catlogo de promocin de lachancadora Mc Gully, editado en el ao 1910, en el cual se observa un baco similar a lospresentados en los catlogos actuales. No obstante su permanencia en la prctica, es necesariosealar que en estos equipos se han producido cambios notables en los mecanismos de control

y en la aplicacin de nuevos materiales en su fabricacin.

Las trituradoras ms utilizadas por la industria minera metlica son las TrituradorasGiratorias, de Mandbula, de Cono, y de Rodillos ; pero existen tambin otras cuyo uso estrestringido a ciertas operaciones especiales como las trituradoras de Martillos.

La MOLIENDA se utiliza para la reduccin fina de tamao,de partculas menores a 10 mm.El equipo ms utilizado para este efecto es el molino rotatorio, que consiste en un tambor deacero que gira y que contiene en su interior cuerpos de molienda. A consecuencia de ese giro,los cuerpos moledores ascienden y caen aplicando solicitaciones a las partculas de mena,entre las que destacan los esfuerzos de impacto y cizalle. Los molinos se especifican por las

dimensiones internas de dimetro (D) y longitud (L), en la forma D x L .

Los cuerpos de molienda pueden ser barras, bolas, conos, guijarros fragmentos degran tamao del mismo mineral que se est moliendo. Estos determinan su denominacin; asse distinguen : molinos de barras, molinos de bolas, molinos semi-autgenos.

En el interior del molino para que puedan tener lugar la elevacin y cada de loscuerpos moledores es necesario que en la pared interior del molino existan barraslevantadoras liners corrugados ("lifters"), de otra forma la carga se deslizara como untodo por la superficie interior del molino. Adems para la accin de los cuerpos moledores

resulta importante la velocidad de rotacin del molino. Existe una velocidad, denominadavelocidad crtica, Nc, en la cual los cuerpos se mantienen pegados a la carcaza sin caer; stoocurre cuando la fuerza centrfuga se equilibra con la fuerza de gravedad. Los molinosoperan con una velocidad del orden del 80 % de la velocidad crtica.



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Figura 3. Molino de Bolas

Separacin por Tamao

Los equipos separadores por tamao se utilizan en los circuitos de conminucin, paraaumentar su eficiencia global, evitndose el sobre-chancado la sobre-molienda de la mena.

Las partculas que han alcanzado un tamao apropiado deben ser evacuadas delequipo de conminucin cuanto antes, permitindose con ello aumentar su capacidad.

A. Separacin por Tamao de Partculas Gruesas : HARNEO

Harneros

La separacin por tamao se realiza sobre una superficie perforada (malla) de talforma que las partculas cuyo tamao es inferior al de la perforacin pasan a travs deella, mientras que los de tamao mayor son rechazadas y evacuadas. Entre losharneros se distinguen : los estacionarios y los mviles.

Como harnero estacionario se utilizan las "parrillas grizzly" para el harneo dematerial muy grueso. Los "grizzly" consisten en una serie de barras, cadenas rielesque estn dispuestos sobre un marco de tal forma que la abertura entre ellos seaconstante. Pueden ser horizontales inclinados y su mayor uso se encuentra en la pre-separacin por tamao de menas ROM ("run of mine") , previo a un chancadoprimario.



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Como harneros mviles se utilizan los rotatorios y los vibratorios. El "trommel" esuno de los dispositivos ms antiguos utilizados en el harneo y consiste en un tamborinclinado constituido por una malla de tela metlica una chapa perforada que gira.El material se alimenta por uno de los extremos y a medida que avanza, debido al giro,el bajo tamao atraviesa la malla mientras que el sobre tamao es descargado por elextremo opuesto.

Los harneros vibratorios son los ms utilizados en plantas de beneficio deminerales, Figura 4 . Consisten bsicamente en una superficie inclinada, constituidapor una malla de acero que se mueve con una cierta frecuencia y largo de carrera; laspartculas cuyo tamao es menor que la abertura de la superficie la atraviesanmientras que las de tamao mayor, por el efecto de vibracin, son transportadas haciala descarga. Los harneros pueden tener varias bandejas.



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Figura 4. Harnero Vibratorio



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B. Separacin por Tamao de Partculas Finas : CLASIFICACION

Hidrociclones

El hidrocicln es el equipo de mayor uso en la industria minera para la separacinpor tamao de partculas menores a 200 m. Su aplicacin se hizo intensiva a fines dela dcada del cuarenta desplazando rpidamente a los antiguos clasificadores derastras y de espiral. La razn de su xito se encuentra en el bajo costo de capital quetienen asociado y su operacin relativamente fcil de controlar y automatizar.

Figura 5. Esquema de un Hidrocicln



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Procesamiento de Menas

La funcin del procesamiento de menas es preparar el mineral para la extraccin delmetal. Para esto se debe separar la parte valiosa de la ganga, produciendo una fraccinenriquecida que se denomina concentrado y un descarte llamado colas. Al concentrar, sereduce el volumen de material que los metalurgistas van a manipular y disminuyen losrequerimientos de energa y de reactivos necesarios para obtener el metal puro.

Existen dos etapas fundamentales en el procesamiento de minerales:

I. Liberacin del material valioso de la ganga, mediante reduccin detamao : CONMINUCION = Chancado y MOLIENDA.

II. Separacin de este material de la ganga, proceso denominado :CONCENTRACION.

La liberacin del material valioso de la ganga se realiza mediante la MOLIENDA,hasta un tamao tal que el producto sea una mezcla relativamente limpia de partculas demineral til y ganga. Este material es necesario clasificarlo para obtener el tamao deseado.

El siguiente proceso que es la separacin (CONCENTRACION) , se realizavalindose de ciertas diferencias entre las propiedades de los minerales. Un mtodo deseparacin que utiliza las diferencias entre las propiedades superficiales de los minerales es laFlotacin.



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415Generalidades de Molienda

La MOLIENDA es la ltima etapa en un proceso de reduccin de tamao. En esta etapalas partculas se reducen en tamao por una combinacin de impacto y abrasin va seca ohmeda. La operacin se realiza en recipientes cilndricos rotatorios llamados molinos. Estos

contienen una carga de agentes de molienda que se mueve dentro del molino produciendo ladisminucin de tamao de las partculas. El agente de molienda puede estar compuesto debarras de acero, bolas, roca dura o en algunos casos de trozo mismo de mineral.

En el proceso de molienda, partculas entre 5 a 20 mm se reducen en tamao hastapartculas de 10 a 300 micrones. Todos los minerales tienen un mallaje o tamao ptimo demolienda, el cual depende de varios factores que incluyen: la extensin en la cual loselementos valiosos estn dispersos con la ganga y el proceso de separacin a usar.

4. Objetivos de la Molienda y su Importancia

La molienda es una operacin unitaria que tiene por objeto reducir el tamao delmineral para liberar las partculas de mineral de la ganga. La separacin entre partculas quecontienen el mineral (valioso) y el resto, ocurre en la etapa siguiente a la molienda que es laflotacin. La importancia de esta operacin queda demostrada por el hecho que gran parte dela energa gastada en el procesamiento de un mineral es ocupada por molienda. Enconsecuencia esta parte del proceso es de fundamental incidencia en el costo del producto.Cualquier mejoramiento entonces, en la eficiencia de esta operacin, se reflejar como unaimportante economa en el proceso.

5. Mecanismos de la Molienda

La molienda en molinos est influenciada por el tamao, cantidad, el tipo demovimiento y los espacios entre los elementos de molienda en el molino. En oposicin alchancado, que se efecta entre superficies relativamente rgidas, la molienda es un proceso alazar y est sujeta a las leyes de probabilidad. El grado de molienda de una partcula demineral depende de la probabilidad de que esta llegue a una zona en que acta el agente demolienda y la probabilidad que ocurra algn efecto o evento de molienda.



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Figura 6. Mecanismos de Molienda

La molienda se puede efectuar por los siguientes mecanismos:

a) Impacto o Compresin : Aplicada normalmente a la superficie de lapartcula.

b) Cizalle : Debido a las fuerzas oblicuas o de corte.c) Abrasin : Debido a las fuerzas que actan paralelas a la superficie.

Estos mecanismos distorsionan las partculas y cambian su forma ms all de ciertoslmites determinados por su grado de elasticidad, causando el quiebre de ellas. La moliendacomnmente se efecta va hmeda, aunque en ciertas aplicaciones se recomienda moliendaseca.

Cuando el molino se hace rotar, el agente de molienda, mineral y agua, se mezclan enforma ntima y el agente de molienda puede reducir de tamao las partculas por cualquierade los mtodos anteriores, dependiendo de la velocidad de rotacin del molino.



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6. Movimiento de la Carga en un Molino

Lo que distingue a este tipo de molinos es el uso del agente de molienda. El agente demolienda est compuesto por elementos grandes, duros y pesados en relacin a las partculasde mineral, pero pequeos en relacin al volumen del molino; ya que ocupan poco menos dela mitad del volumen del molino. Debido a la rotacin y friccin de la carcasa del molino, elagente de molienda es elevado hasta alcanzar una posicin de equilibrio dinmico cayendosobre la carga, alrededor de una zona muerta, donde ocurre poco movimiento y en una zonadonde no hay carga.

La velocidad de rotacin del, molino gobierna la naturaleza del producto y la cantidadde desgaste del recubrimiento de la carcasa. Por ejemplo, un conocimiento prctico de latrayectoria seguida por las bolas de acero en un molino determina la velocidad a que deberotar para que las bolas caigan sobre el pi de la carga y no sobre el recubrimiento; ya queesto provocara un rpido desgaste de ste.

La fuerza impulsora del molino se transmite va recubrimiento a la carga. A velocidadesrelativamente bajas, con recubrimientos lisos el agente de molienda tiende a rodar hacia elpi del molino y ocurre disminucin de tamao principalmente por abrasin. Este efecto decascada produce molienda ms fina con aumento de la produccin de lamas e incrementodel desgaste del recubrimiento. A mayores velocidades el medio de molienda cae en un efectode catarata sobre el pi de la carga. Este efecto favorece la reduccin de tamao porimpacto, la produccin de partculas de tamao mayor y reduce el desgaste. A la velocidadcrtica del molino, la trayectoria terica del agente es tal que caera fuera de la carga.

En la prctica ocurre el fenmeno de centrifugacin y el agente de molienda semueve en una posicin esencialmente fija contra la carcaza.



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Figura 7. Camino del Agente de Molienda

El camino o trayectoria que sigue el agente de molienda y las partculas de mineraldentro del molino se puede dividir en dos partes; la elevacin es vertical y el descenso esparablico.

7. Molinos Rotatorios

Molinos rotatoprios es el nombre genrico de una serie de modelos de molinos parareduccin fina que se basan en el mismo principio de molienda.

Estos molinos, en general consisten en una carcaza cilndrica o cnica que rota sobre sueje horizontal y que est cargada con agentes de molienda tales como barras, bolas rocas delmismo mineral.

Los tipos de molinos son :

molinos de barras molinos de bolas

El molino de bolas difiere del de barras en su relacin largo/dimetro (L/D). En generalpara molino de bolas, su largo no excede del dimetro (L/D 1). El molino de barrascomnmente es largo comparado con su dimetro (L/D 1).



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-4157.1. Molino de Barras

Se pueden considerar como mquinas de chancado fino molienda gruesa. Soncapaces de trabajar con alimentaciones de 50 mm. y entregar productos de hasta300 micrones. A menudo se prefieren para chancado fino, sobre todo cuando elmaterial tiene alto contenido de arcilla y tienden a taponar al chancador, Su raznL/D tpica est entre 1,5 a 2,5. Las barras son un poco ms cortas que el largo delmolino (2 a 3 pulg.) para que trabajen en buenas condiciones sin formar puentes alo ancho del cilindro. La longitud mxima del molino es de aproximadamente seismetros, pues para longitudes mayores las barras se deforman (se pandean).

La potencia se calcula por unidad de peso (W). Comnmente se aumenta en un 10% a20% (para absorber las prdidas mecnicas) y el resultado se multiplica por la cantidad dealimentacin por unidad de tiempo. Una descarga caracterstica de este equipo, es unproducto bastante granular y uniforme en tamao, minimizando el contenido de finos que enalgunos casos es perjudicial.

El equipo mostrado en la Figura 8 es el tipo de molino ms usado en la industriaminera. En este caso el mineral entra por el centro de un cabezal y sale a travs del cabezaldel otro extremo. Este tipo de molino solamente se usa en molienda va hmeda y su principalfuncin es convertir el producto de la planta de chancado en alimentacin para los molinos debolas. La boca de descarga es de 10 a 20 cm, ms grande que la alimentacin.

Los molinos de barras inicialmente se cargan con una seleccin de barras de diferentesdimetros. La proporcin de cada una se calcula para proporcionar una superficie mximade molienda. Para mantener la distribucin se agregan barras nuevas de los dimetrosmayores. Los dimetros de las barras van de 25 a 100 mm. Mientras ms pequeo sea eldimetro de las barras, mayor ser el rea de molienda y por lo tanto la eficiencia ser

tambin mayor.

Generalmente las barras se debieran retirar cuando se gastan hasta 25 mm, o menos,dependiendo de la aplicacin; ya que estas barras se tienden a pandear y a quebrarse, Lacapacidad ptima se obtiene con barras nuevas cuando estas ocupan el 35% del volumen.

Cuando el volumen alcanza 20 - 30% (por desgaste) se restituye el valor originalagregando barras nuevas y retirando las ms desgastadas.

Esta proporcin significa que con fraccin de huecos normal, cerca del 45% delvolumen del molino se ocupa.



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Figura 8. Molino de Barras

Los molinos de barras giran a velocidades comprendidas en el rango de 50 75 % dela velocidad crtica, con un efecto de cascada ms que de catarata.

Las siguientes ventajas se deben considerar cuando estos molinos se comparan conotros tipos.

1. La accin de molienda controla la distribucin de tamao del producto de talforma que no es necesario un circuito cerrado.

2. El agente de molienda es de un costo relativamente bajo.

3. Se obtiene eficiencia de molienda alta ya que hay menos espacio vaco en unacarga de barras que en cualquier otro agente de molienda. Esto tambin resulta enconsumo ms bajo de acero.

4. Las barras se pueden mantener en condiciones de trabajo mximas ya que lasbarras gastadas se pueden reemplazar fcilmente.



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-4157.2. Molino de Bolas

Las etapas finales de reduccin de tamao se efectan en molinos de bolas. Estospueden clasificarse por la naturaleza de la descarga en :

Descarga por "overflow" rebalse. Descarga por parrillas.

El ltimo tipo est provisto de parrilla, a travs de la cual la pulpa puede fluirlibremente siendo luego elevado al nivel de descarga. Los molinos con parrilla comnmentetrabajan con alimentacin ms gruesa que los con rebalse y no se usan para molienda muyfina. La principal razn es que con tantas bolas pequeas formando la carga el rea libre dela parrilla se bloquea rpidamente.

El molino con descarga por rebalse es el que se usa para la mayora de las aplicaciones,debido a que es ms simple de operar. Se usa de preferencia para molienda fina. El consumode potencia de los molinos con parrilla es de 15 % mayor que los con descarga por rebalse.Varios factores afectan a la eficiencia de estos molinos. La densidad de la pulpa dealimentacin debera ser tan alta como sea posible consistente con un flujo fcil a travs delmolino.

Es esencial que las bolas estn cubiertas con una capa de mineral. Una pulpa muydiluda incrementa al contacto metal -metal, dando un aumento de consumo de acero y unareduccin de la eficiencia. Los molinos de bolas deberan operar entre 65-80% deconcentracin de slidos (en peso), dependiendo del mineral.

La viscosidad de la pulpa aumenta con la fineza de las partculas, por lo tanto circuitosde molienda fina pueden requerir pulpas de menor densidad.

Al igual que con los molinos de barras la eficiencia depende del rea disponible paramolienda. Por esta razn se agrega una cierta distribucin de tamao de bolas y las msgrandes sern aquellas necesarias para fracturar las partculas ms grandes y duras quevienen con la alimentacin. Cuando las bolas se gastan dejan el molino junto con el productoy se pueden remover pasando la descarga por una rejilla o tamiz colocado sobre el cajnreceptor de pulpa.

La carga del medio de molienda ocupa entre el 40-50 % del volumen del molino, concerca del 40 % de fraccin vaca. Un aumento de la carga de bolas incrementa la energa ne-cesaria, alcanzando un mximo para una carga de alrededor del 50 %.

Los molinos de bolas comnmente se operan a velocidades mayores que los molinos debarras, de tal forma que se obtiene primordialmente un efecto de catarata. La velocidadnormalmente est comprendida entre el 70 y 80 % de la velocidad crtica.



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Figura 9. Tipos de Descarga en Molino de Bolas



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8. Circuitos de Molienda

El tipo de molino para una molienda particular y el circuito en que debe estar debenconsiderarse simultneamente. Los circuitos se dividen en cerrados y abiertos. En la industriaminera casi siempre se usa circuito cerrado (molino de bolas) en el cual el material deltamao requerido se remueve en un clasificador, retornando los tamaos mayores al molino(Figura 10.a).

En operaciones en circuito cerrado no se requiere efectuar toda la reduccin de tamaoen un paso. En vez de esto, los esfuerzos van encaminados a retirar el material desde elcircuito tan pronto alcance el tamao deseado, aumentando as la capacidad. El materialretornado al molino se denomina carga circulante y su peso se expresa como un porcentajede la alimentacin fresca ( producto).

El circuito cerrado reduce el tiempo de residencia de las partculas en cada paso,eliminando el exceso de molienda e incrementando la energa disponible para molienda til.Debido a la gran cantidad de material de tamao cercano al tamao del producto que seretorna al molino, hay una reduccin del tamao medio de la alimentacin, lo cual permite eluso de bolas ms pequeas aumentando la eficiencia de la molienda.

La carga circulante ptima, para un circuito en particular, depende de la capacidad delclasificador y del costo de transporte de la carga circulante hasta el molino. Comnmente esten el rango de 100 350 %, aunque puede llegar hasta el 600 %.

Los molinos de barras generalmente se usan en circuito abierto (Figura 10.b) debido asu accin de molienda, especialmente cuando preparan la alimentacin a los molinos de bolas.Los molinos de bolas casi siempre se usan en circuito cerrado con algn tipo de clasificador.


Figura 10. Circuitos de Molienda


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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-4159. Control del Circuito de Molienda

El propsito de la molienda es reducir el tamao de las partculas de mineral hasta quese pueda conseguir una liberacin econmica del material valioso, Entonces es esencial queun molino no slo que acepte una cierta cantidad de material por da, sino que debe entregarun producto de tamao conocido y controlable.

Las principales variables que pueden afectar este control son los cambios en lavelocidad de alimentacin, distribucin de tamaos y dureza de la alimentacin, alimentacinde agua y las interrupciones en la operacin del circuito, tales como paradas para cambios derevestimientos del molino, bombas ciclones, etc. El control de la velocidad de alimentacines esencial para una operacin suave, de tal forma que se hace necesario el uso dealimentadores especiales de peso constante. El control de la carga del medio de molienda seefecta controlando la potencia consumida por el molino. Una cada en el consumo de energahasta un cierto nivel requerir la recarga de medios de molienda frescos.

Las fluctuaciones en el tamao de la alimentacin y la dureza probablemente son losfactores ms significativos que provocan problemas con el balance del circuito de molienda.Estas fluctuaciones pueden provenir de diferencias en composicin, mineralizacin, tamaosde grano y cristalizacin del mineral que viene de diferentes partes de la mina; de cambios enla abertura del los chancadores (a menudo debido al desgaste) y del dao de los harneros enel circuito de chancado. El almacenamiento del material tiende a suavizar las variaciones.

El incremento en el tamao de la alimentacin dureza produce un producto de mayortamao a menos que la alimentacin sea automticamente reducida, Inversamente una dis-minucin de tamao dureza permitir un incremento de la alimentacin. Un producto msgrueso resulta en una mayor carga circulante, incrementado el flujo volumtrico yreduciendo el tiempo de residencia de las partculas en el molino.

Esto causa un mayor incremento en el tamao del producto y en el flujo volumtrico.Como el tamao del producto que entrega un hidrocicln depende se ve afectado por elflujo, la distribucin de tamao cambiar. Luego, el control de la carga circulante es bastanteimportante en el control del tamao del producto.

En muchas operaciones un anlisis continuo sobre la corriente ("on-stream") se usa enel rebalse del clasificador para controlar la operacin de molienda, mientras que en plantasms antiguas la densidad de la pulpa del rebalse ha sido usada como gua para el tamao delproducto.

Mediciones de la carga circulante se pueden efectuar por muestras rutinarias de variascorrientes.



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10. Clculos Rutinarios

El control de la operacin de una planta de molienda es un problema deimponderables: desde el momento que el material bruto cae a la alimentacin del molino, elproceso es continuo y slo cesa esta continuidad cuando el producto finalmente emerge paradescansar en las bodegas de concentrado y en los tranques de relaves. El material en procesono puede ser pesado sin interrumpir tal continuidad; consecuentemente, el control de laplanta depende mucho del muestreo adecuado del material que se halla en flujo, De estasmuestras se deriva informacin esencial por medio del anlisis, en cuanto al contenido demetal , distribucin del tamao de partculas y contenido de agua u otros ingredientes en lapulpa del mineral.

Con tal informacin a mano, se calcula la efectividad del trabajo que se efectamediante al uso de frmulas y tabulaciones, Algunas de stas se presentan a continuacin.

10.1. Porcentaje de Slidos

El porcentaje de slidos es el peso del mineral seco molido contenido en 100 unidades depulpa. Por ejemplo 40% de slidos significa que en 100 kg de pulpa hay 40 kg de mineral secopropiamente tal y los 60 kg restantes corresponden a agua.

El porcentaje de slidos de una pulpa, se obtiene directamente de las Tablas de slidospero a falta de ellas, se puede deducir el slido de la frmula siguiente:

PS (PP 1)S = X 100

PP (PS 1)

Siendo: S = porcentaje de slido.

PS = peso especfico del slido.

PP = peso especifico de la pulpa

Ejemplo : Determinar el porcentaje de slidos de la pulpa, cuyo peso especifico es,en el momento del muestreo, de 1,643 , siendo el peso especifico del slidoseco de 3,1 .

3,1 ( 1,643 1 )S = X 100 = 57,8 %

1,643 ( 3,1 1 )



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10.2. Peso Especfico

El peso especfico, aplicable a slidos o mezclas de 1quidos con slidos (pulpa), se definecomo la razn que existe entre el peso del slido o la mezcla y el peso del mismo volumen deagua.

Ahora, para determinar el peso especfico se calcula la razn existente entre el peso y elvolumen de la pulpa por medio de la frmula,

Pe = P / V

Pe = Peso especfico

P = Peso de la pulpa

V = Volumen de la pulpa

Ejemplo: Si llenamos un depsito de 1.000 cm3 de capacidad con pulpa que pesa1.643 gr el peso especfico de la pulpa sera:

Pe = P / V = 1.643 / 1.000 = 1,643

10.3. Balanza MARCY

Este equipo es el ms ampliamente usado en el control de circuitos de molienda. Esanlogo a una pesa tipo percha, en cuyo gancho cuelga un recipiente cilndrico dotado con unrebalse para mantener un volumen de pulpa de 1.000 cm3 , (1 Litro).

La lectura se realiza en el visor donde una aguja registra el valor medido, sobre unaescala circular, La escala principal (superior) corresponde al peso especfico de la pulpa(gramos).

Las escalas siguientes corresponden a porcentajes de slidos, que difieren (entre escalas)bsicamente en el peso especfico o gravedad especfica del slido.

En el ejemplo anterior con la ayuda de la Balanza Marcy se puede leer directamente elpeso especifico de la pulpa sabiendo el peso especifico o gravedad especfica del slido (3,1) :se lee directamente al porcentaje de slidos de la escala correspondiente, 57,7%.



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10.4. Clculo de la Carga Circulante en un Circuito

Un clasificador a menudo recibe su alimentacin de un molino de bolas, y producematerial terminado que se rebalsa a la prxima operacin y arena que regresa al molino parauna reduccin adicional de tamao, El trmino carga circulante se define como el tonelajede arena que regresa al molino de bolas y la proporcin de carga circulante es laproporcin de carga circulante al tonelaje de alimentacin original al molino de bolas, Puestoque la alimentacin al clasificador, el rebalse del clasificador y la arena generalmente estnasociados con diferentes proporciones de agua a slidos, el clculo de la proporcin de cargacirculante puede basarse en una frmula de porcentaje de slidos, El diagrama adjuntorepresenta la disposicin usual clasificador - molino, en la que tenemos.

A = Tonelaje de mineral al molinoO = Tonelaje de mineral en el rebalseS = Tonelaje de arenas

M = Tonelaje de mineral en la descarga del molino.

DS , DO y DM son los porcentajes de slidos en las arenas, rebalse y alimentacin alclasificador.

Combinando los parmetros operacionales en un estado estacionario, resulta :

DS (DM DO)Razn de Carga Circulante =

DO (DS DM)

DS (DM DO)Tonelaje de Carga Circulante = F x

DO (DS DM)


MOLINO

CLASIFICADOR

O

S

MA


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Ejemplo: Un molino en circuito cerrado con un clasificador recibe 300 toneladas secasde mineral fresco por da y los porcentajes de slidos son 25, 50 y 84% en el rebalse,alimentacin y arenas del clasificador, respectivamente.

La razn de carga circulante ser segn la frmula deducida:

DS (DM DO) 84 ( 50 25 )CC = = = 2,47 ( 247 %)

DO (DS DM) 25 ( 84 50 )

y el tonelaje de carga circulante es: Tc = 2,47 x 300 = 741 ton/da.

Un clculo ms exacto para calcular el tonelaje en un circuito de molienda es mediantelos respectivos Anlisis Granulmetricos. Vase en el Anexo.

11. MOLINOS Construccin

Las partes principales en un molino:

Carcaza : Las carcasas estn diseadas de tal forma que puedan soportarlos impactos y la carga. Se construyen de planchas que se cilindran soldando losextremos. La plancha es perforada para permitir la sujecin del revestimiento(interno). Normalmente disponen de 1 a 2 manholes. Para los cabezales se soldanflanges de acero el extremo del cilindro.

Extremos del Molino : Los cabezales pueden ser de fierro fundido paradimetros menores de 1 metro. Dimetros mayores exigen la construccin de acerofundido, el cual es relativamente liviano y puede ser soldado. Pueden ir soldados a lacarcasa (sin flanges) o bien unidos a travs de flanges.

Fuerza Motriz de Impulsin : La impulsin se transmite por un pin oun anillo con engranaje unido a un extremo de la mquina. El pin vadirectamente unido al motor.

Revestimiento s : Las caras internas del molino consisten en recubrimientosreemplazables los cuales pueden soportar los impactos, ser resistentes al desgaste y

promover un movimiento ms favorable de la carga. Los recubrimientos puedentener una gran variedad de formas. Los recubrimientos para molinos de bolaspueden ser hechos de hierro fundido aleado con niquel, otros materiales resistentesal desgaste o gomas. Para molinos de barras son generalmente de acero almanganeso o acero al cromo, en forma de onda. El costo de recubrimiento es uno delos costos grandes en la operacin del molino, de aqu que se deba hacer una muybuena eleccin para que tenga el mximo de vida til.



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Alimentacin : El tipo de alimentador depender de si la molienda se hace encircuito cerrado o abierto y si esta se efecta va seca o va hmeda. El tamao y elflujo de alimentacin son importantes.Para molienda va hmeda existen tres tiposde alimentador:

1. "Spout Feeder" : Consiste de un chute cilndrico o elptico,soportado independientemente del molino y proyectado hacia el interior de estea travs del cabezal de alimentacin, El material se alimenta por gravedad atravs de la canal y se usa para molinos que operan en circuito abierto o encircuito cerrado.2. Tambor : Los tambores de alimentacin se pueden usar en vezde un Spout Feeder cuando se tiene limitaciones de altura, Toda la alimentacinse carga al tambor y una espiral lleva el material hacia el interior del molino.3. Tambor cuchara : Combinacin tambor y cuchara se usangeneralmente para molienda hmeda en circuito cerrado con un clasificador de

rastrillo El material se alimenta directamente al tambor, mientras que lacuchara toma las arenas clasificadas para re-alimentarlas al molino.

Figura 11. Tipos de Revestimientos



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-41512. Aspectos Prcticos

Debe ponerse especial atencin en la operacin de molienda, debido a la importanciaque ella tiene en la eficiencia y operacin de la etapa de concentracin. Es por esto que undficit de molienda del mineral resultar en un producto demasiado grande con un grado deliberacin demasiado bajo para una separacin econmica. En la etapa de concentracin seobtendr por lo tanto una recuperacin y razn de enriquecimiento baja.

Por otra parte un exceso de molienda innecesariamente reducir el tamao de partculade la ganga y reducir el tamao del mineral valioso hasta bajo el tamao requerido para unaseparacin eficiente con un consumo intil de energa en exceso.

Tambin producir un aumento de los consumos de reactivos.

Las variables ms usuales de manipular por el operador son, el rgimen de carga frescaal molino y el porcentaje de slidos. A fin de prevenir anomalas en la operacin por fallas enel sistema mecnico de los molinos, el operador debe poner especial atencin en el detectarsobre-calentamiento de los descansos, filtraciones a travs de la coraza, pernos sueltos,sobrecargas, nivel de medios de molienda, operacin bombas, etc.

13. Molienda Autgena

Aunque conocida y practicada desde principios de siglo, durante los ltimos 15 aos seha desarrollado en forma vertiginosa. Esta forma de molienda ha llegado como respuesta anecesidad de una mayor productividad para compensar la disminucin de las leyes y alaumento de los costos de mantencin y operacin, El trmino Molienda Autgena tienediferentes significados para diferentes autores, por esta razn definiremos los trminos a

emplear.

- Molienda Autgena : Mineral de la mina (ROM) o bien chancado se somete areduccin de tamao en un molino sin agregar ningn agente de molienda.

- Molienda Semi-Autgena : En este caso el mismo tipo de material anterior sesomete a reduccin de tamao adicionando bolas de acero como agente demolienda, adems del material mismo,

- Molienda de Guijarros: En este caso material previamente chancado se siguereduciendo de tamao en un molino usando guijarros como medio de molienda.

Los guijarros pueden ser tamaos seleccionados del mismo mineral, desdetamices en el circuito de chancado o desde un molino primario autgeno.



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415Los guijarros tambin pueden ser tamaos seleccionados de otro material o bien

fabricados. En general un molino de guijarros reemplaza a un molino de bolas.

Comunmente la molienda autgena o semi-autgena se emplea en molienda primaria opara la primera etapa de molienda en cualquier concentrador.

Los molinos de guijarros normalmente se usan en molienda secundaria; esto es,usando la descarga de un molino primario como alimentacin.

13.1. Mecanismos de Reduccin de Tamao en Molienda Autgena

El proceso de conminucin autgena es esencialmente por ABRASIN yFRACTURA. La abrasin se produce por efecto del roce de las partculas al rodar,provocando la remocin de granos superficiales. La fractura se produce por efecto de los im-pactos del material entre si, removiendo trozos de material. Los dos mecanismos de reduccinde tamao se deterioran si se produce un dficit de tamaos COMPETENTES en la cargadel molino. Una vez que se alcanza un cierto tamao de guijarros (pebble), la velocidad dereduccin de tamao disminuir drsticamente. En estos casos se dice que el molino se llenacon un tamao critico de material, el cual es demasiado pequeo para el mecanismo deabrasin y demasiado grande para la fractura. Este fenmeno entonces, estar asociado conprdida de eficiencia de molienda, prdida de capacidad y generacin excesiva de finos.

Cuando el material tiende a comportarse de esta manera puede mejorarse lacapacidad y eficiencia agregando bolas de acero, las que mejorarn las condiciones deimpacto dentro del molino. En este caso la potencia, eficiencia y capacidad del molinomejoraran a expensas del consumo de acero del medio de molienda. Esta modalidad dereduccin de tamao es llamada MOLIENDA SEMIAUTOGENA. La moliendasemiautgena entrega una distribucin de tamao del producto ms gruesa y adems acta

como SCRUBBER (lavador) de los componentes pegajosos (difciles de tratar en chancadoresterciarios y secundarios y harnear)retirndolos en el barro.

Soluciones alternativas a la molienda semi-autgena son : el circuito conocido comoABC (autgeno molino bolas chancador de cono) y la reduccin de tamao en 2 etapasautgenas (molino autgeno y molino de guijarros). Ambos procesos se usan para aquelloscasos en que el material es capaz de reducirse a si mismo en forma eficiente, hasta ciertotamao. En el primer caso, circuito ABC, las partculas de tamao critico se remueven delmolino autgeno a travs de aberturas para guijarros (extractor de guijarros) y se reducen detamao hasta un rango bajo el crtico, en un chancador de cono. El chancado producido se

retorna al molino autgeno. Si el tamao, de producto es muy grueso para el proceso pos-terior, la descarga del molino primario (autgeno) se alimenta a un molino secundario parasu reduccin de tamao final, normalmente este ltimo es un molino de bolas.

En el caso de reduccin de tamao en dos etapas autgena, en el molino primarioautgeno se recolectan guijarros de tamao adecuado que son transportados al molino



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415secundario que usar estos guijarros como medio de molienda. En resumen si l material, enuna etapa de conminucin, no alcanza el tamao necesario para el siguiente paso en elprocesamiento del mineral, ser preciso dos o ms etapas de reduccin.

13.2. Molienda Autgena vs. Convencional

La molienda autgena o circuito autgeno viene a reemplazar a los circuitosconvencionales consistentes normalmente en:

Chancador primario, almacenamiento, chancado secundario, almacenamiento,chancado terciario, molino de barras y molino de bolas, todo esto unido a los sistemasde movimiento de materiales y de separacin por tamao (harneros y clasificadores).

Frente a este tipo de circuito, la molienda autgena presenta las siguientes ventajas:

- Menor costo de capital , por un menor nmero de etapas en el proceso ya que eliminael chancado secundario, terciario y equipo auxiliar. Algunos operadores creen queincluso el chancado primario es innecesario.

- Menor costo de operacin, principalmente debido al menor consumo de acero.(particularmente en molinos autgenos).

- Mayor capacidad por superficie ocupada.

- Mejor comportamiento operacional frente a minerales barrosos.

- Cambio de sistema de transporte independiza la operacin de los fenmenos

climticos.

- Mayor rentabilidad de la operacin.

- Distribucin de los equipos ms simples.

- Gran flexibilidad, lo que hace ms fcil la operacin y control.

- Menor requerimiento de mano de obra.

- En algunos casos mejora el proceso de flotacin.

Entre las principales desventajas podemos destacar :



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INTRODUCCION A LA METALURGIA IN-415- Menor factor de disponibilidad de la planta.

- Mayor consumo de energa.

- El circuito debe mantenerse totalmente lleno, para disminuir el consumo de acero.

- Requiere bolas y revestimiento de alta calidad.

- Mayor dificultad en dimensionar los molinos con seguridad.


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Xiv Operacion Molienda