Este documento describe un experimento de laboratorio sobre la reducción de tamaño de minerales usando un chancador de mandíbulas. Se sometió una muestra de 1 kg de mineral a chancado y se midieron los tiempos requeridos, luego se realizó un análisis granulométrico usando tamices. Los resultados incluyeron las masas retenidas en cada malla para la alimentación y el producto del chancado. El objetivo era obtener datos sobre el tamaño de partícula resultante del proceso de chancado.

1. Universidad Arturo Prat
Departamento de Ingeniería
Iquique-Chile
Asignatura: Laboratorio de preparación Mecánica de los Minerales
Integrantes: Cristina Espinoza
Jonathan Jara
Misael Marín
Francisco Vargas
Carlos Vidal
Ayudante: Loreto Recabarren

2. SUMARIO
Se obtiene una muestra representativa, para someterla a tamizaje en un tiempo
determinado por el laboratorio. Se realiza el análisis granulométrico de la muestra obtenida,
para devolver luego del análisis la muestra al material proporcionado.
Se coloca en funcionamiento el chancador de mandíbulas, (usado en esta
experiencia), y ajustar un cronómetro en cero para saber en cuánto tiempo chanca el
material vaciado en este equipo. Anotando los tiempos y pesos de cada experiencia.
Finaliza esta etapa de chancado, se homogeniza el material para obtener una
muestra representativa y volver a realizar el análisis granulométrico a la muestra obtenida.

3. ÍNDICE

4. 1. INTRODUCCIÓN
1.1 REDUCCIÓN DE TAMAÑO
Se entiende por liberación de la partícula, a la separación de los componentes minerales
de la mena. La separación o fractura en muchos materiales puede deberse a una de las
siguientes causas:
 Debilidades microestructurales.
 Debilidades macroestructurales.
La operación de reducción de tamaño (conminución) consiste en la producción de
partículas de menor masa a partir de trozos mayores, para ello es necesario provocar la
fractura o quebrantamiento de las mismas, mediante la aplicación de presiones.
El objetivo es preparar al sólido para la posterior extracción de los elementos valiosos
contenidos en la mena. Puede llevarse a cabo usando varias etapas de chancado (y de
molienda).
Este número de etapas depende de:
 Características de la alimentación
 Características del mineral
 Operación posterior.(1)
1

5. Tabla N° 1: Rango de aplicación de cada una de las etapas de reducción de tamaño
(depende de los equipos, de las características del mineral o de las condiciones
operacionales).
Etapa Sub-etapa Rango
Tamaño
Energía
( KWH / Ton
)
Equipo
Trituración
(100cm – 0.5cm)
Primaria 100cm – 10cm 0.35
Chancador
de Mandíbula y
Giratorio
Secundaria 10cm – 1cm 0.3 - 3 Chancador de
Cono estándar
Terciaria 1cm – 0.5cm 2.5 – 4.5 Chancador de
Cono cabeza corta
Molienda
(100 mm – 10 μ)
Primaria 10mm – 1mm 3 - 6 Molino de barras
Secundaria 1mm – 100 μ 10 Molino de bolas
Terciaria 100 μ - 10 μ 10 - 30 Molino de bolas
Tabla N° 2: Distribución típica de costos de capital en una concentradora de cobre.
Operación unitaria Consumo de energía (%)
Transporte 5
Instrumentación 5
Espesaje 10
Chancado 20
Flotación 20
Molienda 40
2

6. Los objetivos más importantes para reducir el tamaño de un mineral son:
 Liberar especies minerales comerciales desde una matriz formada por minerales de
interés y ganga.
 Promover reacciones químicas o físicas rápidas, a través de la exposición de una
gran área superficial.
 Producir un mineral con características de tamaño deseable para su posterior
procesamiento, manejo y/o almacenamiento.
 Satisfacer requerimientos de mercado en cuanto a especificaciones de tamaños
particulares en el producto.
Las variables que inciden en el alto costo de la conminución son entre otros:
 Alto costo de los equipos.
 Alto costo de mantención del equipo y su operación.
 Gran consumo de energía que puede llegar al 70 – 80 % del consumo total de
energía.
 Gran consumo de acero, especialmente en la molienda fina.
 La eficiencia del proceso depende de la magnitud de la fuerza y de la forma que se
aplica, siendo también muy importante la naturaleza de la fuerza ejercida
(compresión, impacto, abrasión).
 Baja eficiencia de la energía utilizada.
Los principales factores que determinan que un mineral sea procesado por vía
húmeda o seca son:
 Características físicas.
 Efecto del mineral en el equipo de molienda, tales como abrasión, corrosión y
compactación en la zona de molienda.
 Forma, distribución de tamaños y calidad del producto deseado.
 Consideraciones económicas.
 Disponibilidad de agua.
 Factores ambientales y de seguridad como ruido, polvo, vibración excesiva.
3

7. 1.1.1 Mecanismos de la Conminución
Los minerales poseen estructuras cristalinas y sus energías de unión se deben a diferentes
tipos de enlaces que participan en la configuración de sus átomos. Estos enlaces
interatómicos sólo son efectivos a corta distancia, y pueden ser rotos por la aplicación de
esfuerzos de tensión o compresión.
Para desintegrar una partícula se necesita una energía menor que la predicha teóricamente,
debido a que todos los materiales presentan fallas que pueden ser macroscópicas (grietas) o
microscópicas.
Se ha demostrado que estas fallas son sitios en que se concentran los esfuerzos aplicados,
las grietas se activan aumentando la concentración de esfuerzos, produciendo la
desintegración de la partícula. Se entiende por fractura a la fragmentación de un cuerpo
sólido en varias partes debido a un proceso de deformación no homogéneo.
Los mecanismos por los cuales se puede producir la fractura de u mineral son:
 Compresión: Se logra la fractura de la roca, al aplicar esfuerzos compresivos a baja
velocidad.
 Impacto: Se logra la fractura de la roca, por la aplicación de esfuerzos compresivos
de alta velocidad.
 Abrasión: Ocurre como un esfuerzo secundario, al aplicar esfuerzos de compresión
y de impacto.
4

8. 1.2 CHANCADO
El chancado generalmente se realiza con material seco. (2) Se inicia con el arranque
de la mena desde la mina y su transporte mediante camiones a un chancador primario.
El producto del chancador primario, con un tamaño inferior a 200 mm, alimenta al
chancado secundario que consta de un harnero secundario de doble parrilla, un chancador
secundario de cono estándar; el chancado terciario posee dos chancadores de cono de cabeza
corta que operan en circuito cerrado con harneros vibratorios de doble parrilla.
El producto del chancado lo constituye el material de tamaño –15 mm de los harneros
terciarios y secundarios que se transporta mediante correas a la planta de aglomeración.
El tamaño a lograr dependerá del grado de diseminación de la especia, de la
naturaleza de la roca y de los requerimientos del proceso que se aplicará posteriormente.
Existen varias etapas de reducción de tamaño. Estas se inician en la mina misma,
cuando el mineral in situ, de un tamaño teórico infinito, se separa del cuerpo mineralizado
por la acción de explosivos, entregando partículas hasta del orden de un metro, y prosiguen
en las plantas de beneficio donde estas partículas son sometidas a procesos de trituración y
de molienda. Estas dos operaciones, trituración y molienda, son distinguibles por el tipo de
maquinarias que usan y por el rango de tamaño en el que actúan, pero además, en cada una
de ella pueden identificarse subetapas, las que se denominan como primaria, secundaria o
terciaria según sea el tamaño de la alimentación.(3)
1.3 SELECCIÓN DE EQUIPOS DE REDUCCION DE TAMAÑO
El criterio preliminar de selección se basa en:
 Grado tamaño reducción : Tamaño óptimo- rangos tamaño
 Razón de conminución.
 Tamaño de alimentación.
 Propiedades del material: dureza, abrasión, tenacidad.
 Humedad
 Temperatura
 Reacción química.
 Localización del equipo.
5

9. 1.4 VENTAJAS DEL CHANCADOR GIRATORIO
1. Gran capacidad por unidad de inversión
2. Descarga periférica produce un material de tamaño más uniforme.
3. La gran capacidad de la boca minimiza el bloqueo de la máquina.
4. La forma do la boca es favorable para material muy irregular.
5. La simetría de la máquina permite que se alimente por ambos lados.
6. El efecto da volante del cono es menor y por lo tanto parte y se detiene más
rápidamente.
7. El servicio de reparación y mantención de la giratoria es más caro y complicado
8. La gran velocidad de giro del cono permite el uso de motores de mayor revolución y
menores engranajes de reducción.
9. La lubricación es más sencilla y mejor que en las de mandíbula.
10. El costo de fundaciones os generalmente menor que para chancadora de mandíbula.
11. Desde el punto de vista de seguridad es mejor la giratoria,
1.5 VENTAJAS DEL CHANCADOR DE MANDIBULAS
1. Gran abertura de admisión por unidad de inversión.
2. La forma de la boca favorece el chancado de material en forma de bloqueo.
3. Es más fácil de regular la garganta y la regulación puede realizarse en un rango
mayor.
4. La chancadora de mandíbula se comporta mejor que la giratoria con los materiales
sucios y pegajosos.
5. Mantención rutinaria y los trabajos de reparación son generalmente más fáciles.
6. Para trabajos especiales es más fácil darle mayor solidez de diseño a una
chancadora de mandíbula.
1.6 VENTAJAS Y DESVENTAJAS
 Ninguna de las dos máquinas es buena para materiales blandos y pegajosos, pero la
de mandíbula es algo mejor.
 Si el material es muy pegajoso no debe utilizarse una giratoria.
 Cuando se esta decidiendo entre una chancadora da mandíbula y una giratoria se
compara entre dos maquinas de tamaño comparable es decir de dos máquinas que
pueden realizar el mismo trabajo.
 En general entre una giratoria y una chancadora de mandíbula de "tamaño
comparable', la giratoria tendrá más capacidad y la de mandíbula mayor boca.
 Lo más corriente es que para trabajo primario la consideración mas importante es el
tamaño de la abertura de admisión, siempre que la capacidad sea adecuada.
 La forma más adecuada de elegir una maquina es tabular las propiedades, de las dos
maquinas que cumplan los requisitos de abertura de admisión y capacidad con
respecto a la energía requerida, espacio, precio, inversión, etc. (4)
6

10. 1.7 FORMULAS
Capacidad Básica de un Chancador de Mandíbulas.
Tb = 0.6 * Lr * So (1)
Donde: Tb: Capacidad básica teórica (TPH).
Lr : Longitud de la boca (pulg).
So: Garganta en posición cerrada (pulg).
Por lo tanto, la capacidad es proporcional al área de la garganta, lo que es lógico puesto que
es el área la que regula el paso del material triturado. En general, la capacidad es función
del tipo de roca y otros factores por ejemplo la humedad.
Entonces podemos decir:
TPH = Kc * Fm * Ff * Tb (2)
Donde:
TPH : Capacidad modificada.
Kc : Factor tipo de roca (0.5 – 1.0)
Km : Factor de humedad. Varía desde 1 para material seco hasta 0.75 – 0.85 cuando los
finos se compactan con la mano.
Kf : Factor forma de alimentar. Tendrá un valor entre 0.75 – 0.85 si la alimentación se
realiza eficientemente. Si la alimentación no se realiza eficientemente el valor será de 0.5.
Razón de Reducción.
Se define razón de reducción de la máquina (Rr) al cuociente entre la abertura de la
alimentación A y la abertura de descarga del chancador en posición cerrada So.
Rr = A / So
La limitante principal para un equipo de chancado, va a estar dada por la geometría del
chancador, es decir, la abertura de alimentación determinada en el equipo.
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11. En términos generales se suele establecer la siguiente alimentación:
Si la abertura del chancador es mucho menor que la anterior, va a existir un nivel de uso del
chancador menor, lo que implica menor capacidad de tratamiento, gasto innecesario de
potencia, es decir, mayor consumo de energía específica: por lo tanto, se utiliza la siguiente
expresión:
A = 2 * F(100)
Normalmente en planta, se usa un concepto modificado de razón de reducción, el cual se
denomina razón de reducción del 80 %, cuya fórmula es:
Rr(80) = F(80) / P(80)
Donde: F(80) : abertura de la malla que deja pasar el 80 % de la alimentación.
P(80) : abertura de la malla que deja pasar el 80 % del producto. (5)
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12. 2. PROCEDIMIENTO
Materiales
 Set de bandejas
 Brochas
 Espátulas.
 Poruñas.
 Paño roleador.
 Serie de tamices (#1/2, #3/8, #4, #6, #8, #10, #-10).
 Cronómetro
Equipos
 Balanza granataria.
 Chancador de mandíbula.
 Vibrador mecánico Ro-Tap.
Se pesa 1 Kg de mineral de gran diámetro en la balanza granataria, luego se lleva al
chancador de mandíbulas. Donde en la parte inferior del equipo, se coloca un recipiente
para depositar el material chancado.
Alimentación
En el mismo instante que se empieza a chancar, se ajusta el cronómetro en tiempo
cero y se registró el tiempo en que se demora el chancado (5 segundos), llevándose este
material a los tamices, colocándolos en el Ro-Tap durante 10 minutos. Separando cada
tamiz, para pesar la muestra por separado.
Producto:
Se toma otra muestra de 1 kg para triturarla en el chancador de mandíbulas y se
toma el tiempo para este procedimiento, (3 segundos), luego se lleva a la serie de tamices,
para realizar el análisis granulométrico por 8 minutos. Pesando en cada malla el material
retenido.
9

13. 3. DATOS EXPERIMENTALES
ALIMENTACION
PRODUCTO
10
Malla
Abertura en
milímetros
Masa
Retenida
(grs)
1/2" 12,7 205
3/8" 9,53 265
4 4,750 320
6 3,350 75
8 2,360 40
10 2,000 30
-10 60
Total 995
Malla
Abertura en
milímetros
Masa
Retenida
(grs)
½ in 12,7 115
3/8 in 9,53 265
4 4,750 350
6 3,350 85
8 2,360 45
10 2,000 35
-10 80
Total 975

14. 4. RESULTADOS CALCULADOS
11
Alimentación (10 minutos)
Malla
Abertura en
milímetros
Masa
Retenida
(grs)
%Ret.Parcial %Ret.Acum %Pasante
1/2" 12,7 205 20,60 20,6 79,40
3/8" 9,53 265 26,63 47,23 52,77
4 4,750 320 32,16 79,39 20,61
6 3,350 75 7,54 86,93 13,07
8 2,360 40 4,02 90,95 9,05
10 2,000 30 3,02 93,97 6,03
-10 60 6,03 100
Total 995 100
Producto (8 minutos)
Malla
Abertura en
milímetros
Masa
Retenida
(grs)
%Ret.Parcial %Ret.Acum %Pasante
½ in 12,7 115 11,79 11,79 88,21
3/8 in 9,53 265 27,18 38,97 61,03
4 4,750 350 35,90 74,87 25,13
6 3,350 85 8,72 83,58 16,42
8 2,360 45 4,62 88,20 11,79
10 2,000 35 3,59 91,79 8,21
-10 80 8,21 100
Total 975 100

15. 5. DISCUSIONES
1. El chancador de mandíbulas, no estaba en las mejores condiciones, por su constante
uso (mala calibración, etc)
2. Las medidas del chancador (longitud de la boca y la abertura de descarga en
posición cerrada) utilizado en el laboratorio, fueron imprecisas o inexactas.
3. El material predispuesto para este laboratorio fue descartado, ya que el chancador
que se tenía que usar en un principio (de cono), estaba mal calibrado o los diámetros
de las partículas del material eran demasiadas finas para este chancador. Se optó por
tomar una muestra diferente (más gruesa), y cambiar a un chancador de mandíbulas,
para que la trituración fuera la más adecuada. En este lapso de tiempo, fue perdido
porque los pesos obtenidos no valieron, ya que se hizo el proceso nuevamente.
12

16. 6. CONCLUSIONES
1. No afectó significativamente que el equipo no estuviera en su mejor estado,
pero quizás hubieran sido más óptimos los resultados.
2. Pudo haber afectado en realizar los cálculos, ya que las medidas del
chancador usado no eran exactas.
3. El tiempo mal gastado, en el comienzo del laboratorio, se hubiera evitado, si
el chnacador hubiera estado en mejores condiciones o se hubiera tenido
conocimiento sobre el estado de éste.
El procedimiento fue óptimo, ya que el grafico (anexo) demuestra que el chancador de
mandíbulas tiene su mayor eficiencia en la malla #10.
13

17. 7. BIBLIOGRAFIA
(1) “Operaciones Mecánicas” Dra. María Cristina Ruiz,Dpto. de Ingeniería Metalurgia;
Universidad de Concepción 1991, páginas 23- 26.
(2) Apunte Laboratorio N° 3 “Chancado”, año 2006, Marlene Bou Bou, Páginas 2 y 3.
(3) Apunte Introducción a la Metalurgia, Capítulo VI “Chancado y Harnero”, año
2001, Nelson Gallardo, Páginas 44 y 45.
(4) Apuntes Cátedra, Capítulo III “Equipos de Trituración”, año 2006, Marlene Bou
Bou, páginas 1 y 2.
(5) Apunte Laboratorio N° 3 “Chancado”, año 2006, Marlene Bou Bou, Página 4.
14

18. 8. ANEXO
8.1 EJEMPLOS DE CÁLCULOS
Capacidad básica de un Chancador de Mandíbulas
Datos:
Lr= 4,53 pulgadas
So= 1 pulgada
Tb= 0,6* 4,53 pulg*1 pulg
Tb= 2,718 pulg2
Capacidad modificada
Datos
Km=1
Kc=1
Kf=0,75
Tb= 2,718 pulg2
TPH= 1*1*0,75*2,718 pulg2=2,0385 pulg2
CAPACIDAD REAL
CAP(alimentacion)= masa = 995 grs = 11987,95 grs/min
tiempo 0,083 min
CAP(producto)= masa = 975 grs = 19500 grs/min
tiempo 0,05 min
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19. Para F80:
Tamiz Abertura
(mm)
%pasante
acumulado
4 4,750 79,39
6 3,350 86,93
% Pasante acumulado= 79,39% (4,750 mm de abertura), es el que más se acerca a 80%
Entonces F80= 4,750mm
Para P80:
Tamiz Abertura
(mm)
%pasante
acumulado
4 4,750 74,87
X 80
6 3,350 83,58
Las cifras están muy alejadas o se pasan del 80%, por lo tanto, se aplica la interpolación.
X- 4750 = 80- 74,87
3350- 4750 83,58- 74,87
(X-4750) (8,71)= (5,13) (-1400)
X= 3924,77 (micrones)
Razón de reducción del 80%:
Rr= 4750 = 1, 21 = 1
3924,77
Eficiencia del equipo
CR = 995 = 9,95 (alimentación)
100% 100%
CR= 975 = 9,75 (producto)
100% 100%
16

20. 8.2 GRAFICO
CURVAS DE DISTRIBUCION DE ALIMENTACION Y
PRODUCTO
0
0,5
1
1,5
2
2,5
2,954 3 3,09 3,188 3,978 4,097
Log abertura de Malla
LogFracción
acumuladapasante
Alimentacion
Producto
8.3 FOTOGRAFÍAS
Fig. 1
17

21. Fig. 2
Fig. 3
18