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1 de 131
CURSO
OPERACIÓN DEL PROCESO DE
MOLIENDA CONVENIONAL
BARRAS – BOLAS
CURSO BASADO EN SIMULACIÓN DINAMICA DE
PROCESOS
©Kairos Mining 2012 - Proprietary and confidential
2
Curso de Entrenamiento
Proceso de Molienda Convencional
Junio - 2013
Codelco Chile División Chuquicamata
3
Las especies mineralógicas se encuentran siempre asociados
a la ganga formando mezclas que reciben el nombre de
diseminaciones.
Se dice que una diseminación es fina cuando los componentes
de la mezcla son muy finos.
En las figuras se muestran diversas diseminaciones de una
especie en su ganga. Esta mezcla se llamará MENA.
Pórfido diseminación grueso
Pórfido diseminación fina
Diseminación Vetiforme
Liberación
4
Para llegar a valores de Concentración, (Expresados como
Recuperación, %), la variable mas importante es el grado de
Liberación del Mineral con respecto a su acompañante natural
llamado Ganga. La relación mas importante es el Grado de
Molienda, indicado como %bajo Malla de Control, %-65#
(DCN) (210 uM).-
Para lograr estos rangos, es necesario “moler” la roca
mineralizada (Mena),lo que se logrará en la etapa de
molienda, esta puede ser realizada con molinos de diferentes
características, tamaños y formas que generan procesos con
diversas eficiencias energéticas expresadas por consumos
específicos de energía CEE ( Kwhr/ton).
Finalmente estas etapas, jerarquizadas para obtener el Menor
CEE, se operarán para lograr, en algún punto de operación, el
mayor tonelaje tratado.
Reducción de Tamaño
5
Trituración
Molienda
Molienda Barras
Molienda Unitaria
Mina (MtoM)
Trituración Terciaria
Trituración Secundaria
Trituración Primaria
Molienda 1 M.Bolas
Molienda 2 M.Bolas
Molienda 3 M.Bolas
Molienda SAG
SAG 1 M.Bolas
SAG 2 M.Bolas
SAG 3 M.Bolas
Trituración
Mina RT (MtoM)
6
23%
26%
20%
31%
Distribución del consumo
Transporte
Industrial y Minero
Comercial, Públ y Res
Centros de Trnsf.
Distribución del consumo de energía
7
Etapa Sub-etapa Rango Reducción Kwhr/Ton Equipos
Op. Mina Mine to Mill Fractura – Micro
Frac.
Explosivos -
Red
Trituración Primaria 100 -> 10 cm 0.2 ->1.5 Giratorios -
Mandíbulas
Secundaria 10 -> 3 cm 1.5 -> 2.5 Conos Std
Terciaria 4 -> 0.6 cm 2.5 -> 4.5 Conos SH
Molienda Barras 12 -> 4 mm Menos 10 M. Barras -
HPRM
Bolas 6mm->100uM 10 ->18 M. Bolas
Bolas
Remolienda
Menor a 74 um 20 -> 30 M. Bolas
Etapas de Reducción, sus Rangos, Consumos Medios y Equipo(s) Característico
8
Costos Directos en Operación
Molienda
63%
Flotación
16%
Rec.Moly
5%
Misceláneos
6%
Trans.Relave
10%
Costos directos en Operación
9
Reducción de Tamaño: Etapas Primarias
10
El Movimiento de la
mandíbula, ahora
solidaria a la
excéntrica, aporta un
esfuerzo de cizalle al
de presión pura del
caso anterior.....
Chancador de Mandíbula
11
Qué saber del Chancador Primario?
12
Vaciado de Camiones en Proceso ROM
13
CHANCADO SECUNDARIO Y TERCIARIO
HARNERO
VIBRATORIO
8’ x 16’
CORREA
TRANSPORTADORA 21
HARNERO VIBRATORIO
DOBLE CUBIERTA 6’ x 14’
HARNERO VIBRATORIO
6’ x 14’
HARNEROS
VIBRATORIOS
5’ x 10’
A ACOPIO DE FINOS
CHANC. SYMONS
STÁNDAR 7’
CHANC. SYMONS
STÁNDAR 7’
CHANC.
SYMONS
CABEZA
CORTA 7’
CHANC.
SYMONS
CABEZA
CORTA 7’
CORREA
TRANSPORTADORA 22 Y 23
SECCION 1
SECCION 2 Y 3
14
15
Equipo para Etapa de Chancado 2°-3°
16
El Chancador Metso HP (alta perfomance) es la mezcla apropiada entre los
modelos Omni y tradicional, de mayor potencia y velocidad que su
predecesor Symmons..
Capacidad según Modelo HP y su Setting...
17
18
Las etapas de chancado se ven
robustecidas en su eficiencia con
el uso generoso de harneros y
“grizzlies” que separan finos de
gruesos y mejoran el proceso.-
19
Costo de Capital - Expansión en 15 KTPD
Molienda
46%
Flotación
20%
Miscelaneos
5%
Disposición
de Relaves
20%
Rec.Moly
9%
Costos de capital–Expansión en 15 KTPD
20
El concepto de diseño está basado en la repartición de consumos específicos de energía y la cierta
especialización que ciertos equipos tienen en rangos indicados. Por ejemplo un molino de barras
tiene un bajo consumo por la baja razón de reducción que se le asignan y porque su tarea es solo
eliminar gruesos y preparar la mejor alimentación al molino de bolas que lo sigue.
Las configuraciones se dividen en:
1.- Molinos Unitarios
1.1.- Circuito Cerrado Directo (Colón, Unitario Colón)
1.2.- Circuito Cerrado Inverso (M.U.And)
2.- Conf. Barras – Bolas
2.1.- Circuitos Barras – 1 Bolas (Chuqui A-1, Salvador M50,El Soldado)
2.2.- Circuitos Barras – 2 Bolas (Chuqui A-0, Salvador, El Soldado)
2.3.- Circuitos Barras – 3 Bolas (Andina)
El concepto de diseño está basado en la repartición de consumos específicos de energía y la cierta
especialización que ciertos equipos tienen en rangos indicados. Por ejemplo un molino de barras
tiene un bajo consumo por la baja razón de reducción que se le asignan y porque su tarea es solo
eliminar gruesos y preparar la mejor alimentación al molino de bolas que lo sigue.
Las configuraciones se dividen en:
1.- Molinos Unitarios
1.1.- Circuito Cerrado Directo (Colón, Unitario Colón)
1.2.- Circuito Cerrado Inverso (M.U.And)
2.- Conf. Barras – Bolas
2.1.- Circuitos Barras – 1 Bolas (Chuqui A-1, Salvador M50,El Soldado)
2.2.- Circuitos Barras – 2 Bolas (Chuqui A-0, Salvador, El Soldado)
2.3.- Circuitos Barras – 3 Bolas (Andina)
Configuración de Circuitos
21
Circuito Directo (Usual en Etapa Única) Circuito Inverso (Usual en Ba/Bo)
Tipos de Circuitos
22
23
MOLIENDA PRIMARIA
SECCIONES: 1 a 4
BARRAS
10'*14'
A FLOT.
CICLONES
26" DIAMETRO
2
BOLAS
10'*14'
H O
2 H O
H O
H O
2
2
2
H O
2
A FLOT.
BARRAS
13.5'*18'
BOLAS
16,5'*19'
H O
2
H O
2
H O
2
SECCION 5
A FLOT.
CICLONES
26' DIAMETRO
4
Ejemplos de Circuitos
24
Proceso Reducción Planta A1 (1Ba - 1Bo) (DCN)
Ejemplos de Circuitos
25
Diagrama De Flujos Molienda Convencional (Div. Andina)
Ejemplos de Circuitos
TolvaA
Cajón
Distribuidor
M. Barras 1
M. Bolas 1,2,3
1750 HP
M 2
M 3
M 1
1000 HP
D:11,5` L: 16`
CT. 10A
Tolva B
Cajón
Distribuidor
M. Barras 2
M. Bolas 4,5.6
1750 HP
M 5
M 6
M 4
1000 HP
D:11,5` L: 16`
CT. 10B
Tolva C
Cajón
Distribuidor
M. Barras 3
1000 HP
D:11,5` L: 16`
M 8
M 7
CT. 10B
A Flotación
Colectiva
M. Bolas 1-8 D: 12,5` L:16`
26
27
En los molinos son muchas las variables que se ofrecen a modificar para
afectar la eficiencia del proceso y que modifican el tratamiento, el perfil
granulométrico, los kwhr/ton, la carga recirculada, los gastos de mantención
y duración de elementos de desgaste, etc, entre otras.
Esfuerzos en el Proceso:
Cizalle
Impacto
Flexión
Abrasión – fricción
Compresión - Aplastamiento
28
CATARATA
Las partículas de la parte superior
quedan libres y siguen trayectorias
parabólicas. Estas caen libremente sobre
las partículas que rotan, en un punto
ideal denominado "pie de la carga". Ver
Figura relacionada
Este evento de Catarata es símbolo de impacto entre medios y mineral y tiene fuerte acción
reductora, sobre todo de gruesos con formación de finos.
Nota: Los Molinos de Bolas Solo con revestimientos Altos y Nuevos operan con una catarata
importante, lo usual es que por razones de llenado y velocidad, su comportamiento se oriente
hacia la cascada o leves cataratas. Los Molinos de Barras, por concepción, solo operan hacia
cascadas o leves cataratas, con menor llenado, menor velocidad y menor levante.-
29
La fricción determina la cantidad de energía que puede ser transmitida a la carga. Se
definen los siguientes tipos de movimientos de la carga cuando la velocidad aumenta,
suponiendo que no hay deslizamiento cilindro - carga.
CASCADA
Las partículas situadas bajo una cierta
curva están en contacto con el cilindro y
rotan con este a la misma velocidad. Las
partículas ubicadas sobre una curva
ruedan unas con otras, en cascada, en
dirección opuesta a las otras. .
30
Molinos de Barras
El molino de barras deja de ser
indispensable gracias a mejoras de/en
Plantas de Chancado en la forma de
nuevos diseños planta, incorporando
elementos de clasificación (Harneros) y
nuevos equipos de mayor potencia y
mejor aun mayor velocidad…
Onda (simple / doble)
Cuña (Varios tipos)
31
Molinos de Barras
Onda (simple / doble)
Cuña (Varios tipos)
32
La fricción determina la cantidad de energía qu
definen los siguientes tipos de movimientos d
suponiendo que no hay deslizamiento cilindro - ca
CASCADA
Eventos de Reducción y Clasificación de Tamaño en la Acción de Barras de un Molino, la
acción de cascada de las barras tiende a romper de forma primaria, a las partículas mas
gruesas, que “sufrieron” el impacto de la barra sobre la sgte barra, la cantidad de “finos”
producidos es baja o mínima, cuando la cantidad de gruesos es alta y es posible de resistir la
acción de impacto, se comienza a producir el evento de “Salida de Barras” por la flotación de
la Barra en el molino…
Eventos de Molienda en
Molinos de Barras:
Dada la baja razón de reducción del M. Barras, su consumo de energía, CEE, es bajo y la
potencia instalada en este molino es baja, siempre menor que el M. Bolas
33
Molinos de Bolas
Tipo Overflow
Tipo Cónico
34
La molienda usando
únicamente bolas de
acero como medio de
ruptura, es la única
que realmente
produce productos
finos, estos molinos
pueden operar
directamente desde
el producto de
plantas de chancado
o recibiendo
alimentación desde el
producto de Molinos
de Barras o Molinos
SAG…
(Mol. Secundaria)
35
Lo único que muele es la
energía, pero unicamente
conjugada con conceptos
de:
Eficiencia de Molienda y
Eficiencia de Clasificación
36
Modelo de Hogg-Fuersteneau
P = c • W sen(a) • N
¿Cómo el Molino demanda
energía a su Motor?
R: A través del torque que realiza el peso W de carga (de mineral + bolas),
ubicado en un centro de masa a distancia C del eje del molino girando a una
velocidad N de rpm, usualmente fija
37
Los consumos de energía, expresados en la forma de KwHr/Ton, cuando la etapa
ya está en el área de molienda, fácilmente duplican – triplican el consumo en
trituración y la eficiencia de energía realmente dedicada a reducción es bajísima,
(10% como Máximo). Esta condición hace que sea indispensable el conocer
algunas formas y/o modelos que representen la energía gastada y el rango de
reducción que ello involucró.
Estas relaciones se conocen hace años con el
nombre de las “Leyes de la Conminución” y
corresponden a los trabajos de Alexander Von
Rittinger, Kick y Fred Bond en sus respectivas
contribuciones.-
Notas : El consumo de energía, en molienda de minerales, es un 10% del Total del
consumo en el Mundo,(2007), El consumo de Energía es un 60% aproximado del
Costo total de la libra de cobre en Chile, De la cifra total de consumo de energía, el
realmente usado en producir reducción en la mena es entre un 10 a un 5% de tal
valor total……
38
E =
KWH
ton
KW
ton/hr
=
ENERGIA ESPECIFICA, KWH/ton
Para una tarea de molienda dada (F80,P80), el requerimiento
de Energía Específica es el parámetro determinante de la
capacidad del molino !
39
RELACION ENERGÍA/TAMAÑO DE PRODUCTO
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
200 300 400 500 600 700 800
Tamaño de Producto, P80, mm
Cons.
Específico
de
Energía,
KWH/ton
Existe una clara relación entre
el Consumo Específico de Energía
y la Fineza del Producto resultante.
40
Estas relaciones se conocen hace
años con el nombre de las “Leyes
de la Conminución” y
corresponden a los trabajos de
Alexander Von Rittinger, Kick y
Fred Bond en sus respectivas
contribuciones.-
Primera Ley o Ley de Alexander Von Rittinger (1867):
El consumo de kw/Ton es función de la nueva superficie generada al moler:
E = K ( Sup. Final – Sup. Inicial)
EE = Kr ( 1/X Final - 1/X Inicial)
Segunda Ley o Ley de Kick (1885), El
consumo de kw/Ton es una función de
cambios análogos de volumen y energía:
EE = Kk Ln( xI /x F )
Tercera Ley o Ley de Bond (1952):
EE = Kb ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 )
EE = KwHr/Ton (llamado Consumo específico de Energía)
Kb = Constante de Bond
P(80) = Tamaño 80% Pasante de Producto
F(80) = Tamaño 80% Pasante de Alimentación
WI = Work Index ( kwhr/Ton) Índice de Trabajo, Prop. Mena)
EE = 10 WI ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 )
41
LEYES DE LA CONMINUCION
Casos Especiales ( Rittinger y Kick )
 No existen procedimientos para estimar los
parámetros K y deben ser calculados desde
operación anterior similar.
Del uso se muestran mas representando a
condiciones de Molienda Fina y Op.Chancado.
No Aportan información adicional al diseño ni
condiciones de Operación,Tipo y/o Circuito.
42
LEYES DE LA CONM INUCION
 Bond (1952)
Existe una metodología estándar para identificar K
como una propiedad del mineral de una manera
única y definida.
Existe Procedimiento de Laboratorio para diversos
tipos de molienda: Bolas, Barras y hasta para
Chancadoras
EE = Kb ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 )
43
Moly-Cop Tools
TM
(Version 2.0)
Remarks Molienda Convencional El Teniente
GRINDING TASK :
Ore Work Index, kWh/ton (metric) 18,50 Specific Energy, kWh/ton 11,56
Feed Size, F80, microns 8800 Net Power Requirement, kW 2196
Product Size, P80, microns 187,0 Number of Mills for the Task 1
Design Throughput, ton/hr 190,00 Net kW / Mill 2196
MILL DESIGN PARAMETERS AND OPERATING CONDITIONS : Power, kW
1944 Balls
Eff. Diameter Eff. Length Mill Speed Charge Balls Interstitial Lift 0 Overfilling
ft ft % Critical Filling,% Filling,% Slurry Filling,% Angle, (°) 311 Slurry
14,00 24,00 72,00 43,00 43,00 100,00 36,50 2256 Net Total
L/D rpm 10,0 % Losses
1,714 14,74 2506 Gross Total
% Solids in the Mill 72,00 Charge Apparent
Ore Density, ton/m3 2,80 Volume, Ball Density
Slurry Density, ton/m3 1,86 m3 Charge Interstitial above Balls ton/m3
Balls Density, ton/m3 7,75 45,07 209,59 33,57 0,00 5,395
Power Oversize, % 3
HYDROCYCLONES CLUSTER : (Preliminary Sizing)
# Cyclones Cyclone Feed Circulating ton/hr m3/hr Pressure
per Mill Diameter, in % Solids Load, % per Cyclone per Cyclone Loss, psi
3 26,00 60,30 380,0 304,0 308,7 9,18
Mill Charge Weight, tons
BOND'S LAW APPLICATION
Slurry
Conventional Ball Mill Sizing
44
No basta con tener Potencia disponible,
debemos saber usarla con Eficiencia !
Aunque el chiste es viejo,
se sigue mal usando la
energía, se sobrecargan
los molinos con Finos, no
se usa bien la Carga de
Bolas oK, no se Opera
Chancado en Circuito
Cerrado para evitar
“Chancar” en los Molinos
con la mena que se
alimenta….. etc
45
Acorde con S.Morrel, la fuerzas de reducción en un
molino y su carga de elementos molturantes están
relacionados proporcionalmente a la masa de bolas
(Mb) y a su superficie, Sb, de modo que:
Fractura por Impacto = proporcional= Mb3
Fractura por Atricción = proporcional= 1/Sb
Con Mb = Masa de Bolas y Sb = Área de la superficie
de Bolas
La fractura por impacto también depende de las
características de la alimentación (masa, dureza, distr.
granulométrica, etc) del medio de molienda (densidad,
diámetro, nivel de carga, collar, etc) de la velocidad de
rotación y hasta del % de sólidos y reología de la
pulpa)
46
Competitividad en el Mercado
¿CÓMO EVALUAN LOS USUARIOS?
Principalmente por el “Costo-Efectivo”; definido
como la contribución del consumo de bolas al
costo unitario de molienda:
US$
ton bolas
US$
ton molida
ton bolas
ton molida
= x
(costo) (precio) (consumo)
La principal dificultad con respecto a la correcta
implementación de este concepto consiste en ser
capaces de medir la tasa de consumo con
suficiente representatividad, libre de cualquier
distorsión provocada por la operación.
47
Rendimientos a Escala Industrial
INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS
 Consumo por Unidad de Tiempo,
t (kg/hr)
 Consumo por Unidad de Energía,
E (gr/kWh)
 Consumo por Unidad de Mineral Molido,
M (gr/ton)
48
Rendimientos a Escala Industrial
INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS
 Consumo por Unidad de Mineral Molido,
M (gr/ton)
Pero Cuidado !! Mineral Blando, Gasta Poca
Energía, asi Poca bola y hace genera Altas
recargas que llevan al molino a un sobre
nivel
49
Rendimientos a Escala Industrial
INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS
 Consumo por Unidad de Mineral Molido,
M (gr/ton)
Pero Cuidado !! Mineral Duro, Gasta Alta
Energía, asi Alta bola y hace genera bajas
recargas que llevan al molino a un bajo nivel
50
gr
ton
[ ] gr
kWh
[ ] ton
[ ]
kWh
= 
 El Indicador de consumo más tradicional [gr/ton] puede
ser descompuesto en 2 factores independientes:
Depende de la Abrasividad y
Corrosividad del mineral y la
Calidad de las Bolas.
Depende de la dureza del mineral
y la tarea de molienda, según indica
la Ley de Bond.
ton
[ ] 1
P80
0.5
[ ] ton/hr
[ ]
kWh
= 10 Wio
1
F80
0.5
_ kW
=
donde:
Rendimientos a Escala Industrial
INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS
51
Control Metalúrgico del Proceso:
Análisis Granulométrico de la Alimentación
(Importante fracción sobre 1/2”)
% de Sólidos ( En Peso )
%Sólidos (En Volumen, según densidad de
Mineral)
Nivel de Llenado de Barras
Nivel de Llenado de Bolas
% de velocidad Critica (Barras / Bolas)
Estado de Levantadores (Barras/Bolas)
Molienda
52
Muestreo de la Alimentación de un Molino de Barras
(Para Tamaño)
Una propuesta de Muestreo para la alimentación fresca de un Molino
Convencional (Barras/Bolas) de Tamaño medio puede ser el procedimiento que
se indica:
• Una manejable cantidad de mena desde correa de alimentación, debe ser
muestreada y procesada por cuarteo hasta una masa de 10 - 15 Kg, con el
fin de determinar Humedades, la muestra debe ser lograda a la brevedad y
pesada cuidadosamente, llevada a mufla y secada extendida por 20 min. A
110°C tras lo cual se vuelve a pesar cuidadosamente (la diferencia es
%H20).
• El remanente deberá ser pesado, seco y muestreado para análisis de
tamaño desde harneros o tamices desde +2”, 1”, ¾”, ½”, 9,5 6,7 4,75 3,35
2,36 1,40 y 1,18 mm El bajo tamaño debe ser nuevamente muestreado si
la cantidad de masa lo aconseja y repetir análisis para las mallas menores
( hasta Malla 200 o similar si ella es usada para elementos de cálculo de
recuperación..)
53
Medición del Volumen de Carga en Molinos
Es importante que el Molino de Bolas no sea ni sobre-llenado ni bajo llenado
con la carga, el caso del sobre llenado acumula finos en el pié del riñón,
absorbe así energías de impacto y baja el aporte de ella a la reducción, cuando
ello está sumado a altos % de sólidos esto se magnifica.
Cuando la carga de mineral es baja (c/r a bolas) hay una perdida de energía
aportada a la destrucción de bolas, aumento de su consumo.( Energía y Acero)
El buen resumen debe lograrse entre re alimentar el acero y mineral consumido
de modo que la mezcla de mejor rentabilidad se mantenga, en hojas sgtes. Se
muestra conceptos de consumo y reposición.-
54
Volumen de la Carga en Molinos de Bolas
El volumen preferido es generalmente inferior al 45%, por condiciones de diseño, usándose para
molinos de barras cifras entre 30 a 38% y para molinos de bolas cifras entre 38 a 43% del volumen
interno lleno con bolas y carga mineral a la forma de pulpas tanto para evitar la descarga del medio
de molienda por el trunion de descarga
El molino de bolas mas grande se
encuentra en Australia con un
diámetro de 5.34 mts por 8.84 mts
de largo (Recordar que los molinos
SAG son del rango sobre 12 mts de
diámetro)
55
La carga de molienda puede ser evaluada más convenientemente emparejando el tope de la carga y
midiendo verticalmente hacia abajo desde el cielo interior del molino a la superficie (tope) de la
carga. Cuando esta distancia Q y el diámetro interior D del molino son conocidos, el cálculo del
volumen relativo a la carga, mediante método geométricos es bastante complicado. Sin embargo,
donde Q es menor que 3/4 D y Vp es mayor que 20, el volumen porcentual Vp o el porcentaje
total del volumen del molino ocupado por la carga, puede encontrarse por- medio de la siguiente
ecuación:
Q D
VP = 1,13 – 1,26 [Q/D]
Medición del Volumen de Carga en Molinos
Ejemplo, si D =13’ y Q = 8’ de vacío promedio:
Vp = 1.13-1.26*(8/13) = 0.3346 ó un 33,46% de llenado
Otra Forma es : %VP = 113 – 63 (Q/Radio interno)
56
Estimación del Tonelaje de Barras/Bolas en Carga en Molinos
Tonelaje = Vp*(L/D)(D3
) / 8.4 , para el caso de bolas
Una carga de bolas de molienda contiene aproximadamente un 40 % de espacio vacío.
El volumen de una carga de bolas, no es mayormente incrementada por las partículas de la mena,
suponiendo que la mena contiene un suplemento normal de finos, y el tamaño de alimentación
fresca F(80) por el que pasa el 80% en peso de la muestra, es menor que 1/5 del diámetro de las
bolas más grandes. (Esto se dice que la pulpa mineral entra intersticial en la carga de bolas o que el
nivel de pulpa es un 100% de la fracción de huecos de la carga de bolas)
Tonelaje Barras = Vp ( L/D) D^3 /6.8
Tonelaje Bolas = Vp (L/ D) D^3 / 8.4
Con mediciones en Pies para dar en Toneladas
57
PERFIL DEL REVESTIMIENTO INTERNO
El diseño del perfil del revestimiento interior es de sumo interés. Pero en cuanto a la influencia que
tiene, con respecto a la capacidad de molienda y consumo de energía, es necesario hacer notar que
un diseño, está sujeto a reforzar su acción de levantamiento y arrastre de la carga, de manera de
reducir su deslizamiento y proporcionar un acabado régimen de molienda. Así, se puede deducir la
gran importancia que posee el diseño, en un aumento de capacidad de molienda con un menor
consumo de energía.
Los Materiales son Aceros Diversos, Mn, Ni-Hard, goma, acero-goma,
espesores para tipo goma están entre 60 a 75 mm. Cuando se usa del tipo
“Onda”, las ondas son comúnmente entre 60 a 90 mm del espesor del liner, las
doble onda son entre 60 a 75 mm mayores y la regla del dedo es que la altura
de la onda es de 1,5 a 2 veces el espesor del revestimiento
Los “doble onda” son mas adecuados para molinos usando bolas
maximas menores a 60 mm, los “onda simple” son generalmente
usados con bolas mayores a 60 mm
58
Con respecto a la recarga de medios (bolas) en
los molinos hay que considerar que cargas
excesivas de bolas ( en todo tipo de molinos)
solo aumentan el consumo de energía en el
proceso y NO necesariamente se traducen en
aumentos de tratamientos la carga debe
hacerse lo mas frecuente posible, debe ser en
base a la energía consumida y no el base al
tonelaje resultante de la jornada anterior. Si la
recarga es frecuente se evitan las “perdidas de
potencia” por la falta de bolas, que llevan a un
menor tratamiento por el molino
59
Los perfiles mas usados son
Los llamados de Onda: (Onda
Simple, Doble Onda) y los del
tipo zapato o Cuñas
Hay experiencias de diseñar revestimientos en espiral para seleccionar
bolas y mineral y asi mejorar la eficiencia, en el caso “normal”, la
“Regla del Dedo” en el N° de lifters en el manto sigue la relación :
N° Lifters = 3.3*PI*(Diam(mts)) ; Para doble onda
N° Lifters = 6.5*(Diam(mts)) ; Para onda simple
60
40 Horas de Reemplazo en Cilindro y Tapas completo (M.Conv. TTe)
61
Efecto del Levantador o Lifter en incentivar la forma
de reducir ya sea por impacto (Destacando
Cataratas, Lifter rectangular) o incentivando la
abrasion, (Destacando Cascada, Lifter trapezoidal,
cuña, onda, doble onda baja)
62
Interior de Molinos; Barra, onda simple y SAG con
revestimiento probablemente Alto-Alto y su tapa de
descarga con parrillas de descarga y cono
63
64
Según la fórmula de Bond, la expresión para calcular el tamaño máximo de bolas será:
Allis Chalmers' Formula: (Mineral Processing Plant Design, Chapter 12, SME of AIME, 1980)
Donde
F(80) Tamaño del 80 % en la alimentación (micrones)
wi Índice de trabajo (KWH/Ton) Lab o mejor el corregido
%Cs % de la velocidad crítica
rs Gravedad específica
D Diámetro interior del molino en pies
K Constante 350 Mol.Húmeda, Rebalse
330 Mol.Húmeda, Diafragma o Parrilla
335 Mol.Seca , Diafragma o Parrilla
Estimación de Barra de Recarga y Collar de Barras del Molino
Rm = Pg, Barra Máxima
65
Estimación de Barra de Recarga y Collar de Barras del Molino
Collares en Cargas Iniciales
CARGAS INICIALES (% en Peso)
66
Según la fórmula de Bond, la expresión para calcular el tamaño máximo de bolas será:
Allis Chalmers' Formula: (Mineral Processing Plant Design, Chapter 12, SME of AIME, 1980)
Donde
F(80) Tamaño del 80 % en la alimentación (micrones)
wi Índice de trabajo (KWH/Ton) Lab o mejor el corregido
%Cs % de la velocidad crítica
rs Gravedad específica
D Diámetro interior del molino en pies
K Constante 350 Mol.Húmeda, Rebalse
330 Mol.Húmeda, Diafragma o Parrilla
335 Mol.Seca , Diafragma o Parrilla
Estimación de Bola de Recarga y Collar de Bolas del Molino
B = Pg, Bola Máxima
67
Collares en Cargas Iniciales
CARGAS INICIALES (% en Peso)
Diám. de Bola,
pulgadas 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
6.0 16.0
5.5 25.7 17.4
5.0 19.3 27.3 19.0
4.5 14.1 19.9 29.2 21.0
4.0 9.9 14.0 20.5 31.2 23.4
3.5 15.1 9.4 13.7 20.9 33.5 26.5
3.0 12.0 8.6 13.2 21.1 36.0 30.6
2.5 9.0 7.6 12.2 20.8 38.6 36.1
2.0 6.1 6.3 10.7 19.8 41.0 43.9
1.5 3.5 6.0 11.0 22.9 42.4 56.3
1.0 13.7 43.8 100.0
Tamaño de Recarga, pulgadas
Dato Práctico: ap = (1 - 0.40)*7.75 = 4.65 ton/m3
(Densidad aparente de una Carga de Bolas, 40% Huecos)
68
1
10
100
0.1 1 10
%
Menor
que
...
Tamaño de Bolas, plgd
3.0"
2.5"
2.0"
4.0
DISTRIBUCION DEL TAMAÑO DE LAS
BOLAS EN EL ‘COLLAR’ (en peso)
69
Control Metalúrgico del Proceso
Revisando Variables
70
Elementos de Clasificación por Ciclones
71
Elementos Característicos de un Ciclón:
Ciclón
72
73
74
75
76
77
Longitud del VORTEX FINDER. El Vortex finder
Tiene como objeto disminuir las corrientes en
cortocircuitos. La longitud del Vortex finder es:
Largo (vortex) < Dc / Largo Cilindro
Diam. Vortex desde Dciclón /2
Dimensiones del cuerpo del hidrociclón. Al
aumentar el ángulo del cono, a, se disminuye el
deslizamiento y las probabilidades de
atascamiento disminuyen. El largo de la parte
cónica es:
Largo del Cono = 2/3 Dc a 2 Dc
El ángulo ideal del cono es: 20° < a < 30°
78
79
Relaciones Geométricas del Ciclón:
L es Largo de la zona cilíndrica
Dc es el Diámetro del Ciclón
Ds es el Diámetro del Vortex
J es el Diámetro del Apex
H es el Diámetro del Inlet
Z es el Largo del Cono
80
81
82
83
La eficiencia de un clasificador, un ciclón entre ellos, es
la respuesta mas importante del comportamiento del
equipo, tanto como su capacidad de separación en un
valor de D50 establecido como adecuado al proceso de
concentración que existe aguas abajo
El concepto de eficiencia de clasificación “multiplica” a
la eficiencia de molienda para lograr la eficiencia del
sistema de Molienda Clasificación, Solo si ambas son
“buenas”, el resultado del proceso es también bueno.
De lo anterior No existen Moliendas buenas si no hay
Clasificaciones OK
Eficiencia de Clasificación:
84
85
86
87
Texto desde el “Min.Comminution Circuits”
Steve Morrel”, Cap12, Pag 322
88
89
90
Optimización de Hidrociclones
Efecto de Variables de Diseño y Operación del Ciclón
La optimización de una instalación de Ciclonaje en un circuito de molienda, generalmente comprende
una o mas de las condiciones siguientes:
1.- Alcanzar el tamaño de Producto Correcto y Esperado
2.- Alcanzar la correcta densidad de producto y Split (partición) de Pulpa y/o de Agua
3.- Mejorar la eficiencia de Clasificación
4,. Modificar la Capacidad de Tratamiento (Generalmente Incrementarla)
Las principales Áreas de Mejora que pueden ser invocadas en esta condición de
búsqueda son:
1. Variables de Geometría del Ciclón (Diámetro, Aberturas, etc)
2. Condiciones de Operación de la Alimentación ( Densidad de Pulpa y su flujo)
91
Condición de Acordonado ( Roping - 1)
A menos que una muy alta densidad en el underflow se requiera y que partículas gruesas
en el overflow puedan ser toleradas ( Caso de ciclones en Muros de Tranque de Relaves),
la condición de acordonado es indeseable y cualquier ejercicio de optimización debe de
evitarla.
Sin embargo, predecir el comienzo de la condición de acordonado por diversas
propuestas es aceptablemente creíble y debiera ser usado para prevenir condiciones
limites riesgosas, entre ellas están
1.- El criterio de Laguitton que se aplica para densidades de alimentación a
ciclones menores que 35% de sólidos en Volumen ( para una mena de
densidad 2.7 esto corresponde a % de sólidos en peso de 59% de sólidos
que dice:
%Sol.Volumen(under) > 56 + 0,2*(%Sol.Volumen)(Alim) - 20)
Donde Cv(under) = %Solidos Volumen en Underflow, Cv feed = %Sol Volumen Alim.
Por ejemplo, alimentar con un 55% de sólidos (31.16%Vol) dará probables
58.23%Vol que significa riesgosos pero saludables 79% sólidos (en peso)
%Sol Vol.Underflow = 56 + 0,2( 31.16 -20) = 58.232%Sol Vol (Under) => desde tabla = 79%Sol. Peso
92
Du / Do < 0.45 Probable descarga acordonada
0.45 < Du/Do >0,56 Probable acordonado o Spray,
F(presión de ciclones)
0.56 > Du/Do < 0.90 Descarga del tipo Spray
Finalmente, un grupo de chilenos (Fdo. Cocha, Univ. Concepción)
presentaron un criterio basado en la geometría del ciclón y detectaron en
ella algunas condiciones riesgosas entre apex y vortex de la forma:
Condición de Acordonado ( Roping - 2)
93
Control Metalúrgico del Proceso:
Análisis Granulométrico de Flujos a la
Batería , Alimentación, Rebalse, Descarga
% de Sólidos ( En Peso, cada Flujo )
Estado de Desgaste de cada Ciclón /Bomba
Determinación de Eficiencias (Real/Corr)
Determinación de Carga Circulante
Estado y exactitud de elementos de muestreo
Estado y exactitud de elementos de Medición
de tamaño (PSI o similar)
Clasificación
94
%S Volumen %S Volumen %S Volumen %S Volumen %S Volumen
Peso Peso Peso Peso Peso
10 3,95 26 11,51 42 21,15 58 33,84 74 51,32
11 4,38 27 12,05 43 21,84 59 34,77 75 52,63
12 4,81 28 12,59 44 22,54 60 35,71 76 53,98
13 5,24 29 13,14 45 23,26 61 36,68 77 55,36
14 5,69 30 13,70 46 23,98 62 37,67 78 56,77
15 6,13 31 14,27 47 24,72 63 38,67 79 58,22
16 6,59 32 14,84 48 25,48 64 39,70 80 59,70
17 7,05 33 15,43 49 26,25 65 40,75 81 61,22
18 7,52 34 16,02 50 27,03 66 41,83 82 62,79
19 7,99 35 16,63 51 27,82 67 42,92 83 64,39
20 8,47 36 17,24 52 28,63 68 44,04 84 66,04
21 8,96 37 17,87 53 29,46 69 45,19 85 67,73
22 9,46 38 18,50 54 30,30 70 46,36 86 69,47
23 9,96 39 19,15 55 31,16 71 47,56 87 71,25
24 10,47 40 19,80 56 32,04 72 48,78 88 73,09
25 10,99 41 20,47 57 32,93 73 50,03 89 74,98
Dens.Min 2,7
Relaciones entre %Sólido en Peso y %Sol. en Volumen para un sólidos de
densidad 2,7 gr/cc
95
Las complejas interacciones entre variables del ciclón y su fuerte interacción con el circuito
completo hace que la simulación sea el mejor camino de pruebas, para una instalación
existente, las opciones de mejoras son:
N° de ciclones: Cerrar ciclones dado un flujo constante, incrementará el flujo por ciclón y su
presión correspondiente, reduce el D50c y reduce la recuperación del agua al underflow.
Apex: Apex pequeños reducen la recuperación de agua al underflow e incrementan el D50c
Vortex: Mayores vortex reducen el agua al underflow e incrementan el D50c
Densidad de Alimentación: Bajar la densidad, mejorará la eficiencia (Corto plazo?) reducirá
el D50c y bajará el volumen de pulpa a la descarga (Under mas espeso)
Dc: Instalar grandes ciclones incrementará el D50c y generalmente reduce el desgaste y
costos de bombeo
Angulo de Ciclonaje: Inclinar ciclones en 45° desde la vertical o mayor, incrementará D50c y
reducirá el agua llevada al underflow
96
Respuestas del Sistema de Clasificación:
97
Respuestas del Sistema de Clasificación:
98
Respuestas del Sistema de Clasificación:
99
Respuestas del Sistema de Clasificación:
100
Presión, en Kpa Diámetro de Apex
Diámetro de Vortex
Diámetro de Vortex
101
Diámetro de Vortex ( en Mts), efecto sobre Split de Agua, para diferentes Diámetros de Apex
102
1.-El Control Multivariable que se realiza sobre la sección completa es
una Superficie multi dimensional de Operación que, principalmente, ha
trazado el Operador
Nivel Cuba Alto
Nivel Cuba Bajo
Malla Lim. Máximo
Limites de Agua y Otros
103
Elementos de Proceso
En Plantas de Molienda Convencional
104
105
106
107
108
109
110
111
Ahora a la Simulación
de la Sección….
112
Se Evalúan
Caso 5: Baja Disponibilidad de Agua.
Caso 4: Sobrecarga del Molino de Bolas.
Caso 3: Variación en Granulometría Alimentada.
Caso 2: Optimización Planta Usando sólo 2 Ciclones.
Caso 1: Optimización de Planta en Condiciones Estables.
Caso 0: Conociendo el Simulador.
Caso 6: Optimización del proceso.
113
Objetivos:
Reconocer el proceso en base a lo revisado, es decir:
1.- Familiarizarse con la pantalla de operación.
2.- Reconocer Variables Manipuladas y ver su efecto.
3.- Hacer diferentes pruebas con el objetivo de medir tiempos de
respuestas, etc.
4.- Llevar la planta a situaciones críticas e intentar recuperarla.
*Este caso no tiene evaluación
Caso 0: Conociendo el Simulador
114
Se recibe la Planta en condiciones estables, sin ningún tipo de
perturbación que lleve a cambiar el punto de operación en que se
encuentra.
Tarea a Realizar:
Bajo estas condiciones, intente maximizar el tratamiento, sin
salirse de los rangos definidos como normales para las variables
claves.
Duración: 30 min.
Caso 1: Optimización de Planta en
Condicione Estable
115
Discusión Caso 1:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
116
Evaluación 1:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 120 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo1 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
1 Se generó una variable de atollo, la cual toma valor distinto de 0 cuando existe un
atollo de ciclones, de lo contrario su valor es 0. El objetivo de esta variable es
descontar puntos si se produce dicho evento.
117
Caso 2: Optimización de Planta Usando sólo
2 Ciclones
Por problemas en los ciclones sólo es posible trabajar con dos de
ellos. Se entrega la planta justo en el momento que deja de operar el
tercer ciclón.
Tarea a Realizar:
Identificar dicha situación y modificar las variables (no es posible
abrir tercer y cuarto ciclón) adaptándose a las nuevas condiciones y
tomando las acciones necesarias para evitar que se produzca atollo
de ciclones. De producirse atollo, debe devolver lo más rápido
posible la planta a una condición normal, esto es, manteniendo las
variables claves dentro de rangos definidos como normales.
Duración: 40 min.
118
Discusión Caso 2:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
119
Evaluación 2:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
120
Caso 3: Variación en Granulometría
Alimentada
Se recibe la planta operando de modo estable, durante la operación
se experimentan fluctuaciones de la carga alimentada al molino.
Tarea a Realizar:
Se debe evitar una sobrecarga del molino y procurar la mantención
de las variables claves en sus rangos, a pesar de las restricciones.
Duración: 40 min.
121
Discusión Caso 3:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
122
Evaluación 3:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
123
Caso 4: Sobrecarga del Molino
El molino de bolas, por razones de mucha carga fresca alimentada o
de exceso de carga circulante con un alto porcentaje de sólidos,
sufre de problemas de transporte al interior de él, evidenciándose en
una baja importante y progresiva de potencia y disminución de la
capacidad de molienda.
Tarea a Realizar:
Reconocer la sobrecarga o llenado y tomar acciones para salir de la
situación lo antes posible, manteniendo las variables claves dentro
de los rangos definidos.
Duración: 40 min.
124
Discusión Caso 4:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
125
Evaluación 4:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
Potencia Bolas A, kW 575 620 100 Estar en Rango
Potencia Bolas B, kW 535 620 100 Estar en Rango
126
Caso 5: Baja Disponibilidad de Agua
La baja disponibilidad de agua trae como consecuencia la dificultad
para controlar granulometría de producto y dificultad para controlar el
porcentaje de sólido de alimentación a la Batería de Hidrociclones.
Tarea a Realizar:
Reconocer la situación y procurar la mantención de las variables en
sus rangos, a pesar de las restricciones.
Duración: 40 min.
127
Discusión Caso 5:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
128
Evaluación 5:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
129
Caso 6: Optimización del Proceso
En este caso se somete a prueba gran parte de las situaciones
vistas en los casos anteriores.
Se generan situaciones vistas en cada uno de los casos 1 al 5 en
forma combinada, con el objetivo de asemejar un escenario de
operación más realista.
Tarea a Realizar:
Reconocer las distintas situación y procurar la mantención de las
variables en sus rangos, a pesar de las restricciones.
Duración: 60 min.
130
Discusión Caso 6:
Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
131
Evaluación 6:
Variable
Límite
Inferior
Límite
Superior
Puntaje Observación
Tonelaje Procesado, ton 240 - 300 Objetivo
Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango
Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango
Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango
Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango
Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango
% sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango

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  • 1. CURSO OPERACIÓN DEL PROCESO DE MOLIENDA CONVENIONAL BARRAS – BOLAS CURSO BASADO EN SIMULACIÓN DINAMICA DE PROCESOS ©Kairos Mining 2012 - Proprietary and confidential
  • 2. 2 Curso de Entrenamiento Proceso de Molienda Convencional Junio - 2013 Codelco Chile División Chuquicamata
  • 3. 3 Las especies mineralógicas se encuentran siempre asociados a la ganga formando mezclas que reciben el nombre de diseminaciones. Se dice que una diseminación es fina cuando los componentes de la mezcla son muy finos. En las figuras se muestran diversas diseminaciones de una especie en su ganga. Esta mezcla se llamará MENA. Pórfido diseminación grueso Pórfido diseminación fina Diseminación Vetiforme Liberación
  • 4. 4 Para llegar a valores de Concentración, (Expresados como Recuperación, %), la variable mas importante es el grado de Liberación del Mineral con respecto a su acompañante natural llamado Ganga. La relación mas importante es el Grado de Molienda, indicado como %bajo Malla de Control, %-65# (DCN) (210 uM).- Para lograr estos rangos, es necesario “moler” la roca mineralizada (Mena),lo que se logrará en la etapa de molienda, esta puede ser realizada con molinos de diferentes características, tamaños y formas que generan procesos con diversas eficiencias energéticas expresadas por consumos específicos de energía CEE ( Kwhr/ton). Finalmente estas etapas, jerarquizadas para obtener el Menor CEE, se operarán para lograr, en algún punto de operación, el mayor tonelaje tratado. Reducción de Tamaño
  • 5. 5 Trituración Molienda Molienda Barras Molienda Unitaria Mina (MtoM) Trituración Terciaria Trituración Secundaria Trituración Primaria Molienda 1 M.Bolas Molienda 2 M.Bolas Molienda 3 M.Bolas Molienda SAG SAG 1 M.Bolas SAG 2 M.Bolas SAG 3 M.Bolas Trituración Mina RT (MtoM)
  • 6. 6 23% 26% 20% 31% Distribución del consumo Transporte Industrial y Minero Comercial, Públ y Res Centros de Trnsf. Distribución del consumo de energía
  • 7. 7 Etapa Sub-etapa Rango Reducción Kwhr/Ton Equipos Op. Mina Mine to Mill Fractura – Micro Frac. Explosivos - Red Trituración Primaria 100 -> 10 cm 0.2 ->1.5 Giratorios - Mandíbulas Secundaria 10 -> 3 cm 1.5 -> 2.5 Conos Std Terciaria 4 -> 0.6 cm 2.5 -> 4.5 Conos SH Molienda Barras 12 -> 4 mm Menos 10 M. Barras - HPRM Bolas 6mm->100uM 10 ->18 M. Bolas Bolas Remolienda Menor a 74 um 20 -> 30 M. Bolas Etapas de Reducción, sus Rangos, Consumos Medios y Equipo(s) Característico
  • 8. 8 Costos Directos en Operación Molienda 63% Flotación 16% Rec.Moly 5% Misceláneos 6% Trans.Relave 10% Costos directos en Operación
  • 9. 9 Reducción de Tamaño: Etapas Primarias
  • 10. 10 El Movimiento de la mandíbula, ahora solidaria a la excéntrica, aporta un esfuerzo de cizalle al de presión pura del caso anterior..... Chancador de Mandíbula
  • 11. 11 Qué saber del Chancador Primario?
  • 12. 12 Vaciado de Camiones en Proceso ROM
  • 13. 13 CHANCADO SECUNDARIO Y TERCIARIO HARNERO VIBRATORIO 8’ x 16’ CORREA TRANSPORTADORA 21 HARNERO VIBRATORIO DOBLE CUBIERTA 6’ x 14’ HARNERO VIBRATORIO 6’ x 14’ HARNEROS VIBRATORIOS 5’ x 10’ A ACOPIO DE FINOS CHANC. SYMONS STÁNDAR 7’ CHANC. SYMONS STÁNDAR 7’ CHANC. SYMONS CABEZA CORTA 7’ CHANC. SYMONS CABEZA CORTA 7’ CORREA TRANSPORTADORA 22 Y 23 SECCION 1 SECCION 2 Y 3
  • 14. 14
  • 15. 15 Equipo para Etapa de Chancado 2°-3°
  • 16. 16 El Chancador Metso HP (alta perfomance) es la mezcla apropiada entre los modelos Omni y tradicional, de mayor potencia y velocidad que su predecesor Symmons.. Capacidad según Modelo HP y su Setting...
  • 17. 17
  • 18. 18 Las etapas de chancado se ven robustecidas en su eficiencia con el uso generoso de harneros y “grizzlies” que separan finos de gruesos y mejoran el proceso.-
  • 19. 19 Costo de Capital - Expansión en 15 KTPD Molienda 46% Flotación 20% Miscelaneos 5% Disposición de Relaves 20% Rec.Moly 9% Costos de capital–Expansión en 15 KTPD
  • 20. 20 El concepto de diseño está basado en la repartición de consumos específicos de energía y la cierta especialización que ciertos equipos tienen en rangos indicados. Por ejemplo un molino de barras tiene un bajo consumo por la baja razón de reducción que se le asignan y porque su tarea es solo eliminar gruesos y preparar la mejor alimentación al molino de bolas que lo sigue. Las configuraciones se dividen en: 1.- Molinos Unitarios 1.1.- Circuito Cerrado Directo (Colón, Unitario Colón) 1.2.- Circuito Cerrado Inverso (M.U.And) 2.- Conf. Barras – Bolas 2.1.- Circuitos Barras – 1 Bolas (Chuqui A-1, Salvador M50,El Soldado) 2.2.- Circuitos Barras – 2 Bolas (Chuqui A-0, Salvador, El Soldado) 2.3.- Circuitos Barras – 3 Bolas (Andina) El concepto de diseño está basado en la repartición de consumos específicos de energía y la cierta especialización que ciertos equipos tienen en rangos indicados. Por ejemplo un molino de barras tiene un bajo consumo por la baja razón de reducción que se le asignan y porque su tarea es solo eliminar gruesos y preparar la mejor alimentación al molino de bolas que lo sigue. Las configuraciones se dividen en: 1.- Molinos Unitarios 1.1.- Circuito Cerrado Directo (Colón, Unitario Colón) 1.2.- Circuito Cerrado Inverso (M.U.And) 2.- Conf. Barras – Bolas 2.1.- Circuitos Barras – 1 Bolas (Chuqui A-1, Salvador M50,El Soldado) 2.2.- Circuitos Barras – 2 Bolas (Chuqui A-0, Salvador, El Soldado) 2.3.- Circuitos Barras – 3 Bolas (Andina) Configuración de Circuitos
  • 21. 21 Circuito Directo (Usual en Etapa Única) Circuito Inverso (Usual en Ba/Bo) Tipos de Circuitos
  • 22. 22
  • 23. 23 MOLIENDA PRIMARIA SECCIONES: 1 a 4 BARRAS 10'*14' A FLOT. CICLONES 26" DIAMETRO 2 BOLAS 10'*14' H O 2 H O H O H O 2 2 2 H O 2 A FLOT. BARRAS 13.5'*18' BOLAS 16,5'*19' H O 2 H O 2 H O 2 SECCION 5 A FLOT. CICLONES 26' DIAMETRO 4 Ejemplos de Circuitos
  • 24. 24 Proceso Reducción Planta A1 (1Ba - 1Bo) (DCN) Ejemplos de Circuitos
  • 25. 25 Diagrama De Flujos Molienda Convencional (Div. Andina) Ejemplos de Circuitos TolvaA Cajón Distribuidor M. Barras 1 M. Bolas 1,2,3 1750 HP M 2 M 3 M 1 1000 HP D:11,5` L: 16` CT. 10A Tolva B Cajón Distribuidor M. Barras 2 M. Bolas 4,5.6 1750 HP M 5 M 6 M 4 1000 HP D:11,5` L: 16` CT. 10B Tolva C Cajón Distribuidor M. Barras 3 1000 HP D:11,5` L: 16` M 8 M 7 CT. 10B A Flotación Colectiva M. Bolas 1-8 D: 12,5` L:16`
  • 26. 26
  • 27. 27 En los molinos son muchas las variables que se ofrecen a modificar para afectar la eficiencia del proceso y que modifican el tratamiento, el perfil granulométrico, los kwhr/ton, la carga recirculada, los gastos de mantención y duración de elementos de desgaste, etc, entre otras. Esfuerzos en el Proceso: Cizalle Impacto Flexión Abrasión – fricción Compresión - Aplastamiento
  • 28. 28 CATARATA Las partículas de la parte superior quedan libres y siguen trayectorias parabólicas. Estas caen libremente sobre las partículas que rotan, en un punto ideal denominado "pie de la carga". Ver Figura relacionada Este evento de Catarata es símbolo de impacto entre medios y mineral y tiene fuerte acción reductora, sobre todo de gruesos con formación de finos. Nota: Los Molinos de Bolas Solo con revestimientos Altos y Nuevos operan con una catarata importante, lo usual es que por razones de llenado y velocidad, su comportamiento se oriente hacia la cascada o leves cataratas. Los Molinos de Barras, por concepción, solo operan hacia cascadas o leves cataratas, con menor llenado, menor velocidad y menor levante.-
  • 29. 29 La fricción determina la cantidad de energía que puede ser transmitida a la carga. Se definen los siguientes tipos de movimientos de la carga cuando la velocidad aumenta, suponiendo que no hay deslizamiento cilindro - carga. CASCADA Las partículas situadas bajo una cierta curva están en contacto con el cilindro y rotan con este a la misma velocidad. Las partículas ubicadas sobre una curva ruedan unas con otras, en cascada, en dirección opuesta a las otras. .
  • 30. 30 Molinos de Barras El molino de barras deja de ser indispensable gracias a mejoras de/en Plantas de Chancado en la forma de nuevos diseños planta, incorporando elementos de clasificación (Harneros) y nuevos equipos de mayor potencia y mejor aun mayor velocidad… Onda (simple / doble) Cuña (Varios tipos)
  • 31. 31 Molinos de Barras Onda (simple / doble) Cuña (Varios tipos)
  • 32. 32 La fricción determina la cantidad de energía qu definen los siguientes tipos de movimientos d suponiendo que no hay deslizamiento cilindro - ca CASCADA Eventos de Reducción y Clasificación de Tamaño en la Acción de Barras de un Molino, la acción de cascada de las barras tiende a romper de forma primaria, a las partículas mas gruesas, que “sufrieron” el impacto de la barra sobre la sgte barra, la cantidad de “finos” producidos es baja o mínima, cuando la cantidad de gruesos es alta y es posible de resistir la acción de impacto, se comienza a producir el evento de “Salida de Barras” por la flotación de la Barra en el molino… Eventos de Molienda en Molinos de Barras: Dada la baja razón de reducción del M. Barras, su consumo de energía, CEE, es bajo y la potencia instalada en este molino es baja, siempre menor que el M. Bolas
  • 33. 33 Molinos de Bolas Tipo Overflow Tipo Cónico
  • 34. 34 La molienda usando únicamente bolas de acero como medio de ruptura, es la única que realmente produce productos finos, estos molinos pueden operar directamente desde el producto de plantas de chancado o recibiendo alimentación desde el producto de Molinos de Barras o Molinos SAG… (Mol. Secundaria)
  • 35. 35 Lo único que muele es la energía, pero unicamente conjugada con conceptos de: Eficiencia de Molienda y Eficiencia de Clasificación
  • 36. 36 Modelo de Hogg-Fuersteneau P = c • W sen(a) • N ¿Cómo el Molino demanda energía a su Motor? R: A través del torque que realiza el peso W de carga (de mineral + bolas), ubicado en un centro de masa a distancia C del eje del molino girando a una velocidad N de rpm, usualmente fija
  • 37. 37 Los consumos de energía, expresados en la forma de KwHr/Ton, cuando la etapa ya está en el área de molienda, fácilmente duplican – triplican el consumo en trituración y la eficiencia de energía realmente dedicada a reducción es bajísima, (10% como Máximo). Esta condición hace que sea indispensable el conocer algunas formas y/o modelos que representen la energía gastada y el rango de reducción que ello involucró. Estas relaciones se conocen hace años con el nombre de las “Leyes de la Conminución” y corresponden a los trabajos de Alexander Von Rittinger, Kick y Fred Bond en sus respectivas contribuciones.- Notas : El consumo de energía, en molienda de minerales, es un 10% del Total del consumo en el Mundo,(2007), El consumo de Energía es un 60% aproximado del Costo total de la libra de cobre en Chile, De la cifra total de consumo de energía, el realmente usado en producir reducción en la mena es entre un 10 a un 5% de tal valor total……
  • 38. 38 E = KWH ton KW ton/hr = ENERGIA ESPECIFICA, KWH/ton Para una tarea de molienda dada (F80,P80), el requerimiento de Energía Específica es el parámetro determinante de la capacidad del molino !
  • 39. 39 RELACION ENERGÍA/TAMAÑO DE PRODUCTO 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 200 300 400 500 600 700 800 Tamaño de Producto, P80, mm Cons. Específico de Energía, KWH/ton Existe una clara relación entre el Consumo Específico de Energía y la Fineza del Producto resultante.
  • 40. 40 Estas relaciones se conocen hace años con el nombre de las “Leyes de la Conminución” y corresponden a los trabajos de Alexander Von Rittinger, Kick y Fred Bond en sus respectivas contribuciones.- Primera Ley o Ley de Alexander Von Rittinger (1867): El consumo de kw/Ton es función de la nueva superficie generada al moler: E = K ( Sup. Final – Sup. Inicial) EE = Kr ( 1/X Final - 1/X Inicial) Segunda Ley o Ley de Kick (1885), El consumo de kw/Ton es una función de cambios análogos de volumen y energía: EE = Kk Ln( xI /x F ) Tercera Ley o Ley de Bond (1952): EE = Kb ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 ) EE = KwHr/Ton (llamado Consumo específico de Energía) Kb = Constante de Bond P(80) = Tamaño 80% Pasante de Producto F(80) = Tamaño 80% Pasante de Alimentación WI = Work Index ( kwhr/Ton) Índice de Trabajo, Prop. Mena) EE = 10 WI ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 )
  • 41. 41 LEYES DE LA CONMINUCION Casos Especiales ( Rittinger y Kick )  No existen procedimientos para estimar los parámetros K y deben ser calculados desde operación anterior similar. Del uso se muestran mas representando a condiciones de Molienda Fina y Op.Chancado. No Aportan información adicional al diseño ni condiciones de Operación,Tipo y/o Circuito.
  • 42. 42 LEYES DE LA CONM INUCION  Bond (1952) Existe una metodología estándar para identificar K como una propiedad del mineral de una manera única y definida. Existe Procedimiento de Laboratorio para diversos tipos de molienda: Bolas, Barras y hasta para Chancadoras EE = Kb ( 1/(P80)0.5 – 1/(F80)0.5 )
  • 43. 43 Moly-Cop Tools TM (Version 2.0) Remarks Molienda Convencional El Teniente GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh/ton (metric) 18,50 Specific Energy, kWh/ton 11,56 Feed Size, F80, microns 8800 Net Power Requirement, kW 2196 Product Size, P80, microns 187,0 Number of Mills for the Task 1 Design Throughput, ton/hr 190,00 Net kW / Mill 2196 MILL DESIGN PARAMETERS AND OPERATING CONDITIONS : Power, kW 1944 Balls Eff. Diameter Eff. Length Mill Speed Charge Balls Interstitial Lift 0 Overfilling ft ft % Critical Filling,% Filling,% Slurry Filling,% Angle, (°) 311 Slurry 14,00 24,00 72,00 43,00 43,00 100,00 36,50 2256 Net Total L/D rpm 10,0 % Losses 1,714 14,74 2506 Gross Total % Solids in the Mill 72,00 Charge Apparent Ore Density, ton/m3 2,80 Volume, Ball Density Slurry Density, ton/m3 1,86 m3 Charge Interstitial above Balls ton/m3 Balls Density, ton/m3 7,75 45,07 209,59 33,57 0,00 5,395 Power Oversize, % 3 HYDROCYCLONES CLUSTER : (Preliminary Sizing) # Cyclones Cyclone Feed Circulating ton/hr m3/hr Pressure per Mill Diameter, in % Solids Load, % per Cyclone per Cyclone Loss, psi 3 26,00 60,30 380,0 304,0 308,7 9,18 Mill Charge Weight, tons BOND'S LAW APPLICATION Slurry Conventional Ball Mill Sizing
  • 44. 44 No basta con tener Potencia disponible, debemos saber usarla con Eficiencia ! Aunque el chiste es viejo, se sigue mal usando la energía, se sobrecargan los molinos con Finos, no se usa bien la Carga de Bolas oK, no se Opera Chancado en Circuito Cerrado para evitar “Chancar” en los Molinos con la mena que se alimenta….. etc
  • 45. 45 Acorde con S.Morrel, la fuerzas de reducción en un molino y su carga de elementos molturantes están relacionados proporcionalmente a la masa de bolas (Mb) y a su superficie, Sb, de modo que: Fractura por Impacto = proporcional= Mb3 Fractura por Atricción = proporcional= 1/Sb Con Mb = Masa de Bolas y Sb = Área de la superficie de Bolas La fractura por impacto también depende de las características de la alimentación (masa, dureza, distr. granulométrica, etc) del medio de molienda (densidad, diámetro, nivel de carga, collar, etc) de la velocidad de rotación y hasta del % de sólidos y reología de la pulpa)
  • 46. 46 Competitividad en el Mercado ¿CÓMO EVALUAN LOS USUARIOS? Principalmente por el “Costo-Efectivo”; definido como la contribución del consumo de bolas al costo unitario de molienda: US$ ton bolas US$ ton molida ton bolas ton molida = x (costo) (precio) (consumo) La principal dificultad con respecto a la correcta implementación de este concepto consiste en ser capaces de medir la tasa de consumo con suficiente representatividad, libre de cualquier distorsión provocada por la operación.
  • 47. 47 Rendimientos a Escala Industrial INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS  Consumo por Unidad de Tiempo, t (kg/hr)  Consumo por Unidad de Energía, E (gr/kWh)  Consumo por Unidad de Mineral Molido, M (gr/ton)
  • 48. 48 Rendimientos a Escala Industrial INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS  Consumo por Unidad de Mineral Molido, M (gr/ton) Pero Cuidado !! Mineral Blando, Gasta Poca Energía, asi Poca bola y hace genera Altas recargas que llevan al molino a un sobre nivel
  • 49. 49 Rendimientos a Escala Industrial INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS  Consumo por Unidad de Mineral Molido, M (gr/ton) Pero Cuidado !! Mineral Duro, Gasta Alta Energía, asi Alta bola y hace genera bajas recargas que llevan al molino a un bajo nivel
  • 50. 50 gr ton [ ] gr kWh [ ] ton [ ] kWh =   El Indicador de consumo más tradicional [gr/ton] puede ser descompuesto en 2 factores independientes: Depende de la Abrasividad y Corrosividad del mineral y la Calidad de las Bolas. Depende de la dureza del mineral y la tarea de molienda, según indica la Ley de Bond. ton [ ] 1 P80 0.5 [ ] ton/hr [ ] kWh = 10 Wio 1 F80 0.5 _ kW = donde: Rendimientos a Escala Industrial INDICADORES DE CONSUMO DE BOLAS
  • 51. 51 Control Metalúrgico del Proceso: Análisis Granulométrico de la Alimentación (Importante fracción sobre 1/2”) % de Sólidos ( En Peso ) %Sólidos (En Volumen, según densidad de Mineral) Nivel de Llenado de Barras Nivel de Llenado de Bolas % de velocidad Critica (Barras / Bolas) Estado de Levantadores (Barras/Bolas) Molienda
  • 52. 52 Muestreo de la Alimentación de un Molino de Barras (Para Tamaño) Una propuesta de Muestreo para la alimentación fresca de un Molino Convencional (Barras/Bolas) de Tamaño medio puede ser el procedimiento que se indica: • Una manejable cantidad de mena desde correa de alimentación, debe ser muestreada y procesada por cuarteo hasta una masa de 10 - 15 Kg, con el fin de determinar Humedades, la muestra debe ser lograda a la brevedad y pesada cuidadosamente, llevada a mufla y secada extendida por 20 min. A 110°C tras lo cual se vuelve a pesar cuidadosamente (la diferencia es %H20). • El remanente deberá ser pesado, seco y muestreado para análisis de tamaño desde harneros o tamices desde +2”, 1”, ¾”, ½”, 9,5 6,7 4,75 3,35 2,36 1,40 y 1,18 mm El bajo tamaño debe ser nuevamente muestreado si la cantidad de masa lo aconseja y repetir análisis para las mallas menores ( hasta Malla 200 o similar si ella es usada para elementos de cálculo de recuperación..)
  • 53. 53 Medición del Volumen de Carga en Molinos Es importante que el Molino de Bolas no sea ni sobre-llenado ni bajo llenado con la carga, el caso del sobre llenado acumula finos en el pié del riñón, absorbe así energías de impacto y baja el aporte de ella a la reducción, cuando ello está sumado a altos % de sólidos esto se magnifica. Cuando la carga de mineral es baja (c/r a bolas) hay una perdida de energía aportada a la destrucción de bolas, aumento de su consumo.( Energía y Acero) El buen resumen debe lograrse entre re alimentar el acero y mineral consumido de modo que la mezcla de mejor rentabilidad se mantenga, en hojas sgtes. Se muestra conceptos de consumo y reposición.-
  • 54. 54 Volumen de la Carga en Molinos de Bolas El volumen preferido es generalmente inferior al 45%, por condiciones de diseño, usándose para molinos de barras cifras entre 30 a 38% y para molinos de bolas cifras entre 38 a 43% del volumen interno lleno con bolas y carga mineral a la forma de pulpas tanto para evitar la descarga del medio de molienda por el trunion de descarga El molino de bolas mas grande se encuentra en Australia con un diámetro de 5.34 mts por 8.84 mts de largo (Recordar que los molinos SAG son del rango sobre 12 mts de diámetro)
  • 55. 55 La carga de molienda puede ser evaluada más convenientemente emparejando el tope de la carga y midiendo verticalmente hacia abajo desde el cielo interior del molino a la superficie (tope) de la carga. Cuando esta distancia Q y el diámetro interior D del molino son conocidos, el cálculo del volumen relativo a la carga, mediante método geométricos es bastante complicado. Sin embargo, donde Q es menor que 3/4 D y Vp es mayor que 20, el volumen porcentual Vp o el porcentaje total del volumen del molino ocupado por la carga, puede encontrarse por- medio de la siguiente ecuación: Q D VP = 1,13 – 1,26 [Q/D] Medición del Volumen de Carga en Molinos Ejemplo, si D =13’ y Q = 8’ de vacío promedio: Vp = 1.13-1.26*(8/13) = 0.3346 ó un 33,46% de llenado Otra Forma es : %VP = 113 – 63 (Q/Radio interno)
  • 56. 56 Estimación del Tonelaje de Barras/Bolas en Carga en Molinos Tonelaje = Vp*(L/D)(D3 ) / 8.4 , para el caso de bolas Una carga de bolas de molienda contiene aproximadamente un 40 % de espacio vacío. El volumen de una carga de bolas, no es mayormente incrementada por las partículas de la mena, suponiendo que la mena contiene un suplemento normal de finos, y el tamaño de alimentación fresca F(80) por el que pasa el 80% en peso de la muestra, es menor que 1/5 del diámetro de las bolas más grandes. (Esto se dice que la pulpa mineral entra intersticial en la carga de bolas o que el nivel de pulpa es un 100% de la fracción de huecos de la carga de bolas) Tonelaje Barras = Vp ( L/D) D^3 /6.8 Tonelaje Bolas = Vp (L/ D) D^3 / 8.4 Con mediciones en Pies para dar en Toneladas
  • 57. 57 PERFIL DEL REVESTIMIENTO INTERNO El diseño del perfil del revestimiento interior es de sumo interés. Pero en cuanto a la influencia que tiene, con respecto a la capacidad de molienda y consumo de energía, es necesario hacer notar que un diseño, está sujeto a reforzar su acción de levantamiento y arrastre de la carga, de manera de reducir su deslizamiento y proporcionar un acabado régimen de molienda. Así, se puede deducir la gran importancia que posee el diseño, en un aumento de capacidad de molienda con un menor consumo de energía. Los Materiales son Aceros Diversos, Mn, Ni-Hard, goma, acero-goma, espesores para tipo goma están entre 60 a 75 mm. Cuando se usa del tipo “Onda”, las ondas son comúnmente entre 60 a 90 mm del espesor del liner, las doble onda son entre 60 a 75 mm mayores y la regla del dedo es que la altura de la onda es de 1,5 a 2 veces el espesor del revestimiento Los “doble onda” son mas adecuados para molinos usando bolas maximas menores a 60 mm, los “onda simple” son generalmente usados con bolas mayores a 60 mm
  • 58. 58 Con respecto a la recarga de medios (bolas) en los molinos hay que considerar que cargas excesivas de bolas ( en todo tipo de molinos) solo aumentan el consumo de energía en el proceso y NO necesariamente se traducen en aumentos de tratamientos la carga debe hacerse lo mas frecuente posible, debe ser en base a la energía consumida y no el base al tonelaje resultante de la jornada anterior. Si la recarga es frecuente se evitan las “perdidas de potencia” por la falta de bolas, que llevan a un menor tratamiento por el molino
  • 59. 59 Los perfiles mas usados son Los llamados de Onda: (Onda Simple, Doble Onda) y los del tipo zapato o Cuñas Hay experiencias de diseñar revestimientos en espiral para seleccionar bolas y mineral y asi mejorar la eficiencia, en el caso “normal”, la “Regla del Dedo” en el N° de lifters en el manto sigue la relación : N° Lifters = 3.3*PI*(Diam(mts)) ; Para doble onda N° Lifters = 6.5*(Diam(mts)) ; Para onda simple
  • 60. 60 40 Horas de Reemplazo en Cilindro y Tapas completo (M.Conv. TTe)
  • 61. 61 Efecto del Levantador o Lifter en incentivar la forma de reducir ya sea por impacto (Destacando Cataratas, Lifter rectangular) o incentivando la abrasion, (Destacando Cascada, Lifter trapezoidal, cuña, onda, doble onda baja)
  • 62. 62 Interior de Molinos; Barra, onda simple y SAG con revestimiento probablemente Alto-Alto y su tapa de descarga con parrillas de descarga y cono
  • 63. 63
  • 64. 64 Según la fórmula de Bond, la expresión para calcular el tamaño máximo de bolas será: Allis Chalmers' Formula: (Mineral Processing Plant Design, Chapter 12, SME of AIME, 1980) Donde F(80) Tamaño del 80 % en la alimentación (micrones) wi Índice de trabajo (KWH/Ton) Lab o mejor el corregido %Cs % de la velocidad crítica rs Gravedad específica D Diámetro interior del molino en pies K Constante 350 Mol.Húmeda, Rebalse 330 Mol.Húmeda, Diafragma o Parrilla 335 Mol.Seca , Diafragma o Parrilla Estimación de Barra de Recarga y Collar de Barras del Molino Rm = Pg, Barra Máxima
  • 65. 65 Estimación de Barra de Recarga y Collar de Barras del Molino Collares en Cargas Iniciales CARGAS INICIALES (% en Peso)
  • 66. 66 Según la fórmula de Bond, la expresión para calcular el tamaño máximo de bolas será: Allis Chalmers' Formula: (Mineral Processing Plant Design, Chapter 12, SME of AIME, 1980) Donde F(80) Tamaño del 80 % en la alimentación (micrones) wi Índice de trabajo (KWH/Ton) Lab o mejor el corregido %Cs % de la velocidad crítica rs Gravedad específica D Diámetro interior del molino en pies K Constante 350 Mol.Húmeda, Rebalse 330 Mol.Húmeda, Diafragma o Parrilla 335 Mol.Seca , Diafragma o Parrilla Estimación de Bola de Recarga y Collar de Bolas del Molino B = Pg, Bola Máxima
  • 67. 67 Collares en Cargas Iniciales CARGAS INICIALES (% en Peso) Diám. de Bola, pulgadas 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 6.0 16.0 5.5 25.7 17.4 5.0 19.3 27.3 19.0 4.5 14.1 19.9 29.2 21.0 4.0 9.9 14.0 20.5 31.2 23.4 3.5 15.1 9.4 13.7 20.9 33.5 26.5 3.0 12.0 8.6 13.2 21.1 36.0 30.6 2.5 9.0 7.6 12.2 20.8 38.6 36.1 2.0 6.1 6.3 10.7 19.8 41.0 43.9 1.5 3.5 6.0 11.0 22.9 42.4 56.3 1.0 13.7 43.8 100.0 Tamaño de Recarga, pulgadas Dato Práctico: ap = (1 - 0.40)*7.75 = 4.65 ton/m3 (Densidad aparente de una Carga de Bolas, 40% Huecos)
  • 68. 68 1 10 100 0.1 1 10 % Menor que ... Tamaño de Bolas, plgd 3.0" 2.5" 2.0" 4.0 DISTRIBUCION DEL TAMAÑO DE LAS BOLAS EN EL ‘COLLAR’ (en peso)
  • 69. 69 Control Metalúrgico del Proceso Revisando Variables
  • 71. 71 Elementos Característicos de un Ciclón: Ciclón
  • 72. 72
  • 73. 73
  • 74. 74
  • 75. 75
  • 76. 76
  • 77. 77 Longitud del VORTEX FINDER. El Vortex finder Tiene como objeto disminuir las corrientes en cortocircuitos. La longitud del Vortex finder es: Largo (vortex) < Dc / Largo Cilindro Diam. Vortex desde Dciclón /2 Dimensiones del cuerpo del hidrociclón. Al aumentar el ángulo del cono, a, se disminuye el deslizamiento y las probabilidades de atascamiento disminuyen. El largo de la parte cónica es: Largo del Cono = 2/3 Dc a 2 Dc El ángulo ideal del cono es: 20° < a < 30°
  • 78. 78
  • 79. 79 Relaciones Geométricas del Ciclón: L es Largo de la zona cilíndrica Dc es el Diámetro del Ciclón Ds es el Diámetro del Vortex J es el Diámetro del Apex H es el Diámetro del Inlet Z es el Largo del Cono
  • 80. 80
  • 81. 81
  • 82. 82
  • 83. 83 La eficiencia de un clasificador, un ciclón entre ellos, es la respuesta mas importante del comportamiento del equipo, tanto como su capacidad de separación en un valor de D50 establecido como adecuado al proceso de concentración que existe aguas abajo El concepto de eficiencia de clasificación “multiplica” a la eficiencia de molienda para lograr la eficiencia del sistema de Molienda Clasificación, Solo si ambas son “buenas”, el resultado del proceso es también bueno. De lo anterior No existen Moliendas buenas si no hay Clasificaciones OK Eficiencia de Clasificación:
  • 84. 84
  • 85. 85
  • 86. 86
  • 87. 87 Texto desde el “Min.Comminution Circuits” Steve Morrel”, Cap12, Pag 322
  • 88. 88
  • 89. 89
  • 90. 90 Optimización de Hidrociclones Efecto de Variables de Diseño y Operación del Ciclón La optimización de una instalación de Ciclonaje en un circuito de molienda, generalmente comprende una o mas de las condiciones siguientes: 1.- Alcanzar el tamaño de Producto Correcto y Esperado 2.- Alcanzar la correcta densidad de producto y Split (partición) de Pulpa y/o de Agua 3.- Mejorar la eficiencia de Clasificación 4,. Modificar la Capacidad de Tratamiento (Generalmente Incrementarla) Las principales Áreas de Mejora que pueden ser invocadas en esta condición de búsqueda son: 1. Variables de Geometría del Ciclón (Diámetro, Aberturas, etc) 2. Condiciones de Operación de la Alimentación ( Densidad de Pulpa y su flujo)
  • 91. 91 Condición de Acordonado ( Roping - 1) A menos que una muy alta densidad en el underflow se requiera y que partículas gruesas en el overflow puedan ser toleradas ( Caso de ciclones en Muros de Tranque de Relaves), la condición de acordonado es indeseable y cualquier ejercicio de optimización debe de evitarla. Sin embargo, predecir el comienzo de la condición de acordonado por diversas propuestas es aceptablemente creíble y debiera ser usado para prevenir condiciones limites riesgosas, entre ellas están 1.- El criterio de Laguitton que se aplica para densidades de alimentación a ciclones menores que 35% de sólidos en Volumen ( para una mena de densidad 2.7 esto corresponde a % de sólidos en peso de 59% de sólidos que dice: %Sol.Volumen(under) > 56 + 0,2*(%Sol.Volumen)(Alim) - 20) Donde Cv(under) = %Solidos Volumen en Underflow, Cv feed = %Sol Volumen Alim. Por ejemplo, alimentar con un 55% de sólidos (31.16%Vol) dará probables 58.23%Vol que significa riesgosos pero saludables 79% sólidos (en peso) %Sol Vol.Underflow = 56 + 0,2( 31.16 -20) = 58.232%Sol Vol (Under) => desde tabla = 79%Sol. Peso
  • 92. 92 Du / Do < 0.45 Probable descarga acordonada 0.45 < Du/Do >0,56 Probable acordonado o Spray, F(presión de ciclones) 0.56 > Du/Do < 0.90 Descarga del tipo Spray Finalmente, un grupo de chilenos (Fdo. Cocha, Univ. Concepción) presentaron un criterio basado en la geometría del ciclón y detectaron en ella algunas condiciones riesgosas entre apex y vortex de la forma: Condición de Acordonado ( Roping - 2)
  • 93. 93 Control Metalúrgico del Proceso: Análisis Granulométrico de Flujos a la Batería , Alimentación, Rebalse, Descarga % de Sólidos ( En Peso, cada Flujo ) Estado de Desgaste de cada Ciclón /Bomba Determinación de Eficiencias (Real/Corr) Determinación de Carga Circulante Estado y exactitud de elementos de muestreo Estado y exactitud de elementos de Medición de tamaño (PSI o similar) Clasificación
  • 94. 94 %S Volumen %S Volumen %S Volumen %S Volumen %S Volumen Peso Peso Peso Peso Peso 10 3,95 26 11,51 42 21,15 58 33,84 74 51,32 11 4,38 27 12,05 43 21,84 59 34,77 75 52,63 12 4,81 28 12,59 44 22,54 60 35,71 76 53,98 13 5,24 29 13,14 45 23,26 61 36,68 77 55,36 14 5,69 30 13,70 46 23,98 62 37,67 78 56,77 15 6,13 31 14,27 47 24,72 63 38,67 79 58,22 16 6,59 32 14,84 48 25,48 64 39,70 80 59,70 17 7,05 33 15,43 49 26,25 65 40,75 81 61,22 18 7,52 34 16,02 50 27,03 66 41,83 82 62,79 19 7,99 35 16,63 51 27,82 67 42,92 83 64,39 20 8,47 36 17,24 52 28,63 68 44,04 84 66,04 21 8,96 37 17,87 53 29,46 69 45,19 85 67,73 22 9,46 38 18,50 54 30,30 70 46,36 86 69,47 23 9,96 39 19,15 55 31,16 71 47,56 87 71,25 24 10,47 40 19,80 56 32,04 72 48,78 88 73,09 25 10,99 41 20,47 57 32,93 73 50,03 89 74,98 Dens.Min 2,7 Relaciones entre %Sólido en Peso y %Sol. en Volumen para un sólidos de densidad 2,7 gr/cc
  • 95. 95 Las complejas interacciones entre variables del ciclón y su fuerte interacción con el circuito completo hace que la simulación sea el mejor camino de pruebas, para una instalación existente, las opciones de mejoras son: N° de ciclones: Cerrar ciclones dado un flujo constante, incrementará el flujo por ciclón y su presión correspondiente, reduce el D50c y reduce la recuperación del agua al underflow. Apex: Apex pequeños reducen la recuperación de agua al underflow e incrementan el D50c Vortex: Mayores vortex reducen el agua al underflow e incrementan el D50c Densidad de Alimentación: Bajar la densidad, mejorará la eficiencia (Corto plazo?) reducirá el D50c y bajará el volumen de pulpa a la descarga (Under mas espeso) Dc: Instalar grandes ciclones incrementará el D50c y generalmente reduce el desgaste y costos de bombeo Angulo de Ciclonaje: Inclinar ciclones en 45° desde la vertical o mayor, incrementará D50c y reducirá el agua llevada al underflow
  • 96. 96 Respuestas del Sistema de Clasificación:
  • 97. 97 Respuestas del Sistema de Clasificación:
  • 98. 98 Respuestas del Sistema de Clasificación:
  • 99. 99 Respuestas del Sistema de Clasificación:
  • 100. 100 Presión, en Kpa Diámetro de Apex Diámetro de Vortex Diámetro de Vortex
  • 101. 101 Diámetro de Vortex ( en Mts), efecto sobre Split de Agua, para diferentes Diámetros de Apex
  • 102. 102 1.-El Control Multivariable que se realiza sobre la sección completa es una Superficie multi dimensional de Operación que, principalmente, ha trazado el Operador Nivel Cuba Alto Nivel Cuba Bajo Malla Lim. Máximo Limites de Agua y Otros
  • 103. 103 Elementos de Proceso En Plantas de Molienda Convencional
  • 104. 104
  • 105. 105
  • 106. 106
  • 107. 107
  • 108. 108
  • 109. 109
  • 110. 110
  • 111. 111 Ahora a la Simulación de la Sección….
  • 112. 112 Se Evalúan Caso 5: Baja Disponibilidad de Agua. Caso 4: Sobrecarga del Molino de Bolas. Caso 3: Variación en Granulometría Alimentada. Caso 2: Optimización Planta Usando sólo 2 Ciclones. Caso 1: Optimización de Planta en Condiciones Estables. Caso 0: Conociendo el Simulador. Caso 6: Optimización del proceso.
  • 113. 113 Objetivos: Reconocer el proceso en base a lo revisado, es decir: 1.- Familiarizarse con la pantalla de operación. 2.- Reconocer Variables Manipuladas y ver su efecto. 3.- Hacer diferentes pruebas con el objetivo de medir tiempos de respuestas, etc. 4.- Llevar la planta a situaciones críticas e intentar recuperarla. *Este caso no tiene evaluación Caso 0: Conociendo el Simulador
  • 114. 114 Se recibe la Planta en condiciones estables, sin ningún tipo de perturbación que lleve a cambiar el punto de operación en que se encuentra. Tarea a Realizar: Bajo estas condiciones, intente maximizar el tratamiento, sin salirse de los rangos definidos como normales para las variables claves. Duración: 30 min. Caso 1: Optimización de Planta en Condicione Estable
  • 115. 115 Discusión Caso 1: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 116. 116 Evaluación 1: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 120 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo1 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango 1 Se generó una variable de atollo, la cual toma valor distinto de 0 cuando existe un atollo de ciclones, de lo contrario su valor es 0. El objetivo de esta variable es descontar puntos si se produce dicho evento.
  • 117. 117 Caso 2: Optimización de Planta Usando sólo 2 Ciclones Por problemas en los ciclones sólo es posible trabajar con dos de ellos. Se entrega la planta justo en el momento que deja de operar el tercer ciclón. Tarea a Realizar: Identificar dicha situación y modificar las variables (no es posible abrir tercer y cuarto ciclón) adaptándose a las nuevas condiciones y tomando las acciones necesarias para evitar que se produzca atollo de ciclones. De producirse atollo, debe devolver lo más rápido posible la planta a una condición normal, esto es, manteniendo las variables claves dentro de rangos definidos como normales. Duración: 40 min.
  • 118. 118 Discusión Caso 2: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 119. 119 Evaluación 2: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
  • 120. 120 Caso 3: Variación en Granulometría Alimentada Se recibe la planta operando de modo estable, durante la operación se experimentan fluctuaciones de la carga alimentada al molino. Tarea a Realizar: Se debe evitar una sobrecarga del molino y procurar la mantención de las variables claves en sus rangos, a pesar de las restricciones. Duración: 40 min.
  • 121. 121 Discusión Caso 3: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 122. 122 Evaluación 3: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
  • 123. 123 Caso 4: Sobrecarga del Molino El molino de bolas, por razones de mucha carga fresca alimentada o de exceso de carga circulante con un alto porcentaje de sólidos, sufre de problemas de transporte al interior de él, evidenciándose en una baja importante y progresiva de potencia y disminución de la capacidad de molienda. Tarea a Realizar: Reconocer la sobrecarga o llenado y tomar acciones para salir de la situación lo antes posible, manteniendo las variables claves dentro de los rangos definidos. Duración: 40 min.
  • 124. 124 Discusión Caso 4: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 125. 125 Evaluación 4: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango Potencia Bolas A, kW 575 620 100 Estar en Rango Potencia Bolas B, kW 535 620 100 Estar en Rango
  • 126. 126 Caso 5: Baja Disponibilidad de Agua La baja disponibilidad de agua trae como consecuencia la dificultad para controlar granulometría de producto y dificultad para controlar el porcentaje de sólido de alimentación a la Batería de Hidrociclones. Tarea a Realizar: Reconocer la situación y procurar la mantención de las variables en sus rangos, a pesar de las restricciones. Duración: 40 min.
  • 127. 127 Discusión Caso 5: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 128. 128 Evaluación 5: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 160 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango
  • 129. 129 Caso 6: Optimización del Proceso En este caso se somete a prueba gran parte de las situaciones vistas en los casos anteriores. Se generan situaciones vistas en cada uno de los casos 1 al 5 en forma combinada, con el objetivo de asemejar un escenario de operación más realista. Tarea a Realizar: Reconocer las distintas situación y procurar la mantención de las variables en sus rangos, a pesar de las restricciones. Duración: 60 min.
  • 130. 130 Discusión Caso 6: Ocupe este espacio para anotar lo aprendido en la discusión del caso
  • 131. 131 Evaluación 6: Variable Límite Inferior Límite Superior Puntaje Observación Tonelaje Procesado, ton 240 - 300 Objetivo Malla +65# 27 32 250 Estar en Rango Atollo 0 0.1 200 Estar en Rango Presión a BHC, kg/cm2 0.68 0.81 150 Estar en Rango Densidad a BHC, gr/cm3 0 1.9 100 Estar en Rango Nivel Cuba, % 0 75 100 Estar en Rango % sólidos al Barras, % 70 78 100 Estar en Rango