Proceso de reducción

1. METALURGIA
EXTRACTIVA I
DOCENTE:
LEOSCAR MILLAN SAAVEDRA

2. La Metalurgia es la ciencia, el área de ingeniería y el arte de extraer metales
a partir de sus minerales, refinándolos y preparándolos para sus usos en
todo el ámbito del trabajo y quehacer humano desde hace siglos.
QUE ES LA METALURGIA?
Es la rama de la metalurgia que involucra todos los procesos
mineralógicos que corresponden a todas las operaciones
unitarias, que involucran la preparación mecánica de los
minerales antes de someterse a cambios químicos que
derivan finalmente en la obtención del metal puro, como por
ejemplo la fundición de concentrados.
QUE ES LA METALURGIA
EXTRACTIVA?

3. DIAGRAMA DE LA INDUSTRIA MINERA

4. DEFINICIONES BÁSICAS
Una mena se describe brevemente como una
acumulación de mineral en cantidad suficiente
para permitir una extracción económica.
MENA
La Ley (contenido de metal) de la mena triturada y
procesado dependerá de varios factores y
generalmente las menas de más bajo grado se
tratan en las plantas de mayor capacidad que las
menas de grado más alto

5. TIPOS DE MENAS
Menas nativas, el metal está presente en forma
elemental.
Menas sulfuradas, contienen el metal en forma
de sulfuro (Mo - Fe – CuS – Cu2S – pirita – etc.)
Menas oxidadas, el mineral valioso puede estar
presente como óxido, sulfato, silicato, carbonato
o alguna forma hidratada de los mismos

6. Mineral:
Por definición los minerales son sustancias inorgánicas naturales que
poseen estructura atómica y composición química definida.
• Muchos minerales presentan isomorfismo, que es la sustitución
de átomos dentro de la estructura cristalina por átomos similares
sin cambiar la estructura atómica.
DEFINICIONES BÁSICAS
Ganga:
Comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no
presentan interés minero en el momento de la explotación.
• Conviene resaltar que minerales considerados como ganga en
determinados momentos se han transformado en menas al conocerse
alguna aplicación nueva para los mismos.

7. PREPARACIÓN DEL MINERAL
COMMINUCIÒN.
Se denomina Conminución en términos generales a la reducción de
trozos grandes a fragmentos pequeños de rocas. La Conminución
usualmente se lleva a cabo en dos pasos relacionados pero separados,
los cuales son:
• Trituración o chancado
• Molienda.

8. Razones para reducir de tamaño un mineral
• Lograr la liberación de especies minerales comerciables
desde una matriz formada por minerales de interés
económico y ganga.
• Promover reacciones químicas rápidas a través de la
exposición de una gran área superficial.
• Para reducir un material con características de tamaño
deseables para su posterior procesamiento, manejo y/o
almacenamiento.
PREPARACIÓN DEL MINERAL

9. PREPARACIÓN DEL MINERAL
Mecanismos de Conminución
Generalmente existen tres mecanismos básicos de Conminución para reducir
el tamaño del mineral los cuales son

10. PREPARACIÓN DEL MINERAL
Fractura
Es la fragmentación de un cuerpo solido en varias partes, debido a un proceso de
deformación no homogénea. Los métodos de aplicar fractura en un mineral son
Compresión
La aplicación de
esfuerzos de
compresión es lenta.
Normalmente se
produce en maquinas
de chancado en que
hay una superficie fija
y otra móvil.

11. PREPARACIÓN DEL MINERAL
Impacto
Es la aplicación de esfuerzos comprensivos
a alta velocidad. De esta manera la
partícula absorbe mas energía que la
necesaria para
Romperse.
Cizalle
El cizalle ocurre como un esfuerzo
secundario al aplicar esfuerzos de
compresión y de impacto. Produce gran
cantidad de finos y,
generalmente, no es deseable.

12. OPERACIONES UNITARIAS
TRITURACIÓN O CHANCADO
• El chancado es una operación unitaria o grupo de operaciones
unitarias en el procesamiento de minerales, cuya función es la
reduccion de grandes trozos de rocas a fragmentos pequeños.

13. OPERACIONES
UNITARIAS

14. Tipos de Chancadores :

15. Chancado Primario
 Los chancadores primarios son
maquinas de trabajo pesado,
usados para reducir el mineral
proveniente de la mina (room-
of-mine), hasta un tamaño
apropiado para su transporte y
posterior tratamiento.
 Para realizar el chancado
primario hay básicamente dos
tipos de equipos:

16. Chancador de Mandíbulas
 Operan comprimiendo las rocas
entre dos placas (mandíbulas),
una fija y la otra móvil,
formando un ángulo agudo
entre ellas. La mandíbula móvil
esta pivoteada y se mueve como
un péndulo con la otra que esta
fija.
 El material alimentado dentro
de las mandíbulas es
alternativamente triturado y
liberado para descender
continuamente dentro de la
cámara de trituración, cayendo
finalmente por la abertura de
descarga.

17. Chancador de Mandíbula
 Tipo Blake: fijado en el punto bajo
permite la descarga con área variable y
alimentación con área fija.
 Tipo Dodge: fijado en el punto alto,
tiene un área de alimentación variable
pero un área de descarga fija.
 Tipo Universal: fijado en el punto
medio tiene un área de descarga y
alimentación variable.

18. Chancador
giratorio
 Si se monta un cono en el extremo
superior de un eje vertical y se mantiene
estacionaria la punta mientras que su
extremo inferior rota excéntricamente, el
cono se moverá excéntricamente. Al rotar
se acercará y alejará de la paredes,
chancando cualquier roca atrapada en su
interior.
 El giratorio chanca en todo el ciclo, no
como el de mandíbulas, por lo que tiene
una mucho mayor capacidad a igual
abertura. Para tamaños de alimentación y
producto dados, el giratorio tendrá 3 a 4
veces mayor capacidad que uno de
mandíbulas.

19. Chancador secundario,
terciario y cuaternario
 Chancador de cono (short-head): es un equipo
adaptado para ser utilizado con diferentes tipos
de rocas con durezas de media a máxima. Por su
estructura sólida y durable esta concebido para
una alta capacidad productiva. Su mayor grado
de cierre del setting lo califica como una unidad
ideal para gravillas y polvo roca, por lo que su
aplicación es para chancado terciario.

20. Chancador de
cono

21. Chancadoras Apropiadas
para las diferentes etapas
 La cantidad de etapas esta
guiada por el tamaño de la
alimentación y el producto
final requerido.
 Cuando dos etapas no son
suficientes , se necesita una
tercera etapa de chancado.
 Los chancadores mas
adecuados para cada etapa
son :

22. Selección de
Chancadores
 Conocido el número de Etapas de
Chancado, se puede ahora
seleccionar el tipo de chancador
correcto para cada Etapa de
Reducción de Tamaño.
 Dependiendo de las condiciones
de operación, del tamaño de la
alimentación, de la capacidad, de la
dureza, etc., siempre se pueden
estudiar alternativas.

23. Siempre considere
las siguientes Reglas
Prácticas
 Regla 1 Siempre que pueda utilice un Chancador de
Mandíbula; es la alternativa más efectiva en relación a
los costos.
 Regla 2 Para bajas capacidades utilice un Chancador
de Mandíbula.
 Regla 3 Para altas capacidades utilice un Chancador
de Mandíbula, con una abertura grande de
alimentación.
 Regla 4 Para muy altas capacidades, utilice un
Chancador Giratorio.

24. LEYES DE
CONMINUCION
Ley de Rittinger
Ley de Kick
Ley de Bond

26. LEYES DE CONMINUCION
 Ley de Rittinger

27. LEYES DE CONMINUCION

28. LEYES DE CONMINUCION
 Ley de Kick

29. LEYES DE
CONMINUCION

30. LEYES DE
CONMINUCION
 Ley de Bond.

31. LEYES DE
CONMINUCION

32. LEYES DE
CONMINUCION

34. 1ER TALLER COLABORATIVO DE EJERCITACION EN CLASES
LEYES DE CONMINUCION
Problema 1
Un proceso de Chancado con una tasa de alimento de 100 ton/h que es empleado para
reducir Crisocola desde 35 mm de diámetro medio a 10 mm, requiere 165 kJ/kg. La misma
máquina es usada a la misma velocidad para reducir Calcopirita desde 16 mm a un producto
que consiste de 4.5 mm. Estime la energía requerida por el equipo asumiendo la ley de
rittinger y la ley de kick y considerando que la constante de la calcopirita es un 18% mayor
que la de la crisocola.
Problema 2
En un proceso de reducción se tiene una alimentación de 120 ton / h, tal que el tamaño medio de
partícula es reducido desde 10 mm a 0.9 mm con un consumo de energía de 122 kW por cada kg/s
alimentado. Cuál será el consumo de energía necesario para moler el mismo material de un tamaño
medio de 0.5 mm a uno de 0.05 mm si se considera que se puede aplicar la ley de Rittinger y la ley
de Kick ¿Cuál es el consumo de energía en cada caso? Que ley entrega una proyección energética
más acertada considerando el rango de tamaño de reducción.?

35. Definición
Los molinos de bolas se han usado por muchos años en las plantas de procesamiento
de minerales metálicos y no metálicos,
• El objetivo principal es efectuar la reducción
de tamaño hasta uno adecuado para poder
efectuar el proceso de concentración
• Dentro del molino de bolas de tiene una
carga de bolas de acero que suene ocupar
entre 30 a 45% del volumen interior del
molino. La carga de bolas puede estar
compuesta de bolas del mismo diámetro o
de una combinación de varios tamaños de
bolas que permitan obtener un producto
final adecuado

36. Características
1. Función estable y buena calidad a prueba de
fricción
2. Productos con granularidad uniforme
3. Poca inversión y mucho ahorro energético
4. Fácil operación y uso con seguridad

37. Como funciona un molino de
bolas
• Una vez que se inicia la rotación del molino
de bolas, se procede al ingreso del mineral,
agua y productos químicos si fuera
necesario.
• Durante el movimiento al interior del
molino, se produce una mezcla constante
entre los medios de molienda (bolas de
acero) y el mineral. A medida que la carga
avanza hacia la abertura de descarga del
molino de bolas, se efectúa la reducción de
tamaño.
• Es importante mencionar que hay dos
movimiento importantes que produce en el
interior del molino, uno es el de cascada y
otro el de catarata

39. Como funciona un molino de bolas
• En el caso del primero, las bolas al
tomar su nivel más elevado tienden a
resbalar sobre las bolas y la carga que
se encuentra en un nivel inferior,
produciendo un movimiento que
aparenta la forma externa de un
riñón.
• En el segundo movimiento, las
bolas al alcanzar su nivel más
alto tienden a saltar sobre las
bolas y carga ubicadas en un
nivel más inferior.
Se produce una mejor molienda y
reducción de tamaño
La molienda no es muy eficiente
por la falta de contacto íntimo

41. Como sabemos la eficiencia del
molino de bolas
Los principales parámetros que van a caracterizar a un molino de bolas serán los siguientes:
1. Velocidad Crítica:
Es aquella velocidad de giro mínima alcanzada por el molino, de forma que la fuerza
centrífuga creada es suficiente para conseguir que las bolas queden adheridas a los
revestimientos del molino.
La expresión que nos proporciona el valor de la velocidad crítica, para un molino de bolas
dado, es la siguiente:
Los molinos de bolas suelen
trabajar con velocidades
comprendidas entre un 72-77 %
de la velocidad crítica,
dependiendo del diámetro del
molino.

42. 2. Volumen de la Carga:
Nos indica el volumen que ocupa la carga de bolas en el interior del molino, considerando
también los huecos vacíos existentes entre las bolas y viene expresado en tanto por ciento (%)
respecto al volumen total interior. El volumen de carga con el molino en reposo (en vacío) es
menor que cuando el molino esta girando (en carga) con la misma carga de bolas. La relación
que nos da el volumen de la carga en vacío es la siguiente:
Como sabemos la eficiencia del
molino de bolas
Los molinos de bolas trabajan con
un grado de llenado
comprendido entre un 40-45 %
(descarga por rebose) y
puede llegar en algunos casos hasta
el 50 % (descarga por
rejilla).

43. 3. Tamaño de Alimentación:
El tamaño óptimo de alimentación según Allis Chalmers lo podemos obtener mediante la
siguiente expresión:
4. Tamaño del Producto: 5. Cociente de reducción:
Según Blanc: La razón de reducción máxima es
de
500:1.

44. 6. Relación entre el Diámetro y la Longitud:
Puesto que los molinos de bolas no tienen los inconvenientes que presentan los molinos de
barras; van a permitir mayor flexibilidad respecto a la relación entre la longitud (L) y el
diámetro (D) del molino.
7. Tipo de Alimentador:
En circuito abierto para volúmenes de carga elevados, en torno al 45-50 %, se emplean
alimentadores de cangilón de doble cuchara.
Para menores volúmenes de carga, se
empleará alimentadores de tubo. En circuito
cerrado con clasificadores de rasquetas o de
espiral se necesitarán alimentadores de
cuchara y con clasificadores tipo ciclón se
utilizarán alimentadores de tubo.

45. Ventajas y desventajas del
molino de bolas
• Puede usarse para triturar de forma seco o humedad
diversas clases de minerales que se pueden moler
• Función estable y buena calidad a prueba de fricción
• Productos con granularidad uniforme
• Poca inversión mucho ahorro energético
• Fácil operación y uso con seguridad
Desventajas
• La eficiencia de % de la energía disponible se
pierde como energía térmica molienda bajo el
• Aumento de consumo de energía
• Falta de control de calidad
• Velocidad de funcionamiento baja

46. Partes principales del molino de
bolas

47. Características generales
 Generalmente se utilizan en aplicaciones industriales de
molienda húmeda
 Los rangos de aplicación mas fina en estos molinos son
entre 2000 y 500 micrones y se acostumbra a emplear
los molinos de barra que descargan por rebalse.
 Poseen un sistema de descarga periférica central es decir
descargan por el centro de la carcaza (en algunos
modelos).
 En este tipo de molinos no se produce mucha
sobremolienda ya que se logra un control sobre la
excesiva cantidad de finos producidos.

48. Dimensiones y características
técnicas
 Por lo general el tamaño de los molinos de barra
depende de la longitud máxima de las barras que se
utilizan.
 Estas dimensiones generalmente varían entre unos 6
metros de largo y 4 de diámetro
 Velocidad de uso: 62 a 68% de su capacidad
 Capacidad: 20 a 250 Toneladas por hora
 Potencia del motor: 75 a 1400 Kw

49. Funcionamiento
 Mediante el movimiento de las barras que se encuentran en el
interior del molino se producen impactos los cuales van reduciendo
de tamaño el material que ingresa.
 La carga ingresa que ingresa al molino varia entre los 50mm como
tamaño máximo y esta puede llegar hasta los 300 micrones como
tamaño mínimo aproximado.
 Los molinos trabajan con una capacidad total un 35% al 40% de su
capacidad máxima (llegando a un máximo total del 45%)

50. Características de las Barras
 Se recomiendan barras de acero de alto contenido de
carbono, rolados en caliente, cortados en caliente a una
longitud de 2” menos que la longitud interna del molino.
 La carga inicial de barras es una mezcla que va desde
1.5″ a 3″ de diámetro.
 Durante el funcionamiento, las barras de reposición son
del máximo tamaño posible.

51. Características de las Barras
 Los pesos por pie lineal de las varillas de distintos diámetros son
aproximadamente los siguientes: 1.5″, 6 libras; 2″, 10,7 libras; 2,5″,
16.7 libras; y 3″, 24 lbs.

52. Vista interior

53. Harneros Móviles
 Estos son equipos de tipo mecánicos o eléctricos con baja amplitud
y alta frecuencia.
 Consta de superficie de malla o chapas perforadas con una
determinada abertura.
Tipos de harneros móviles
Harnero
Trommel
Harnero
Vibratorio

54. Harneros Móviles/ Vibratorio
 Sirve para el proceso de chancado y molienda
 Actúan como clasificadores
 Son los mas utilizados en las plantas de procesamiento
 Presentan determinados movimientos que ayudan para un
mejor rendimiento
 Por la vibración, el lecho de material sobre la superficie del harnero
tiende a desarrollar un lecho fluido permaneciendo las partículas
mas gruesas en la parte superior, mientras que las mas pequeñas se
separan a través de los intersticios de las de mayor tamaño.

55. Etapas del harnero:
En el harnero existen 2 etapas para la clasificación del material.
1) Primera Etapa : ocurre en el primer tercio del harnero y a esta se le
llama clasificación por saturación, pues la superficie de la malla se
satura con partículas pequeñas, todas tratando de pasar por las
aberturas en el mismo instante.
2) Segunda Etapa: es conocida como clasificación por repetición pues
desplazarse por la superficie de la malla, las partículas tratan una y otra
vez de pasar por las aberturas, repitiéndose este proceso de prueba y
error hasta que pasan o son descargadas al final de la malla.

56. Funciones:
 Facilita el desplazamiento de las partículas en la superficie,
trabajando con inclinaciones menores permitiendo que este puedan
hacer contacto con la malla.
 Facilita el desplazamiento de las partículas de tamaños superiores a
la abertura de descarga.
El harneado depende de tres elementos:
 El mineral: su densidad, diámetro, humedad, etc.
 Harnero : superficie (tamaño y forma de la abertura, espesor) ,
vibración (frecuencia y amplitud), Angulo de inclinación.
Aspectos Importantes:

57. Mallas
La malla harnero es su elemento más importante. Los tipos de abertura
más utilizadas en la minería del cobre son las de geometría cuadrada,
aunque también existen con aberturas paralelas, tipo Rev. entre otras
más.
 Malla de geometría cuadrada del harnero vibratorio

58.  Malla geométrica rectangular del harnero vibratorio
La geometría de la malla que conviene utilizar dependerá, en gran medida, de la
aplicación a que estará destinada y la ubicación de la malla en el harnero.
Debido a esto, el proceso de selección de mallas, requiere muchas consideraciones
antes de determinar las características de la malla a utilizar en un determinado
harnero.
La selección del tipo de malla depende de la calidad y el producto que se desea
obtener, teniendo siempre en cuenta el área útil de la malla(área de malla no
cubierta por alambre) para lograr que el harnero tenga una buena eficiencia.

59. Partes del Harnero
Los harneros vibratorios son equipos de tipo mecánico y eléctrico con baja amplitud
y alta frecuencia, que en resumen constan de superficies de mallas o chapas
perforadas con una determinada abertura.
Estas mallas o chapas están sobre un marco que esta adherido a las paredes del
equipo denominado caja vibratoria la cual se encuentra a una pequeña inclinación.
Esta caja es movida por un motor que hace funcionar una polea y un eje que cruza a
la estructura.
Además se constituye de una caja de alimentación y el marco base que sostiene a
toda la estructura a con los amortiguadores.

60. Zarandas
Zaranda Vibratoria
Equipo electromecánico que trabaja a 3600 rpm aprox.con el fin de transmitir la
mayor energía posible al material mediante las vibraciones
-Es un clasificador: Clasifica la alimentación en dos flujos (gruesos y finos) cada uno
teniendo tamaños diferentes a esto se le llama clasificación por granulometría
-Es usado para filtrar distintos materiales en los sectores tales como:
• Canteras
• Selección de carbono
• Selección de mina
• Materiales de construcción
• Electricidad e industria química

61. Cribas
Cribas giratorias.
La criba gira entorno al eje
cilíndrico, este es horizontal y un
poco inclinado, posee movimiento
lineal lento, requiere poca
energía, precisa para tamaños
grandes, alto costo en
mantención, baja capacidad.

62. Cribas vibratorias.
Las cribas Vibratoria se utiliza para
filtrar los materiales después de la
trituración. Tiene varias capas de
tamaño variable, capaz de cribar
muchos materiales de diferentes
tamaños. Es ampliamente utilizada
para la clasificación y selección de
materiales en minería, construcción,
transporte, energía, químicos, etc.

63. Cribas Vibratoria Características y Beneficios
1. Gran fuerza de vibración.
2. Mallas fabricadas en acero
3. Sistema excéntrico y contrapesas
4. Sistema de transmisión por fajas y poleas
5. Gran capacidad de manejo
6. Larga vida útil, bajo consumo, poco ruido
7. Conexión de perno entre traviesa y caja de filtro, sin soldadura.
8. Estructura simple, fácil mantenimiento.
9. Alta eficiencia, gran capacidad y larga vida de trabajo

64. Circuitos de molienda

65. Circuitos de molienda

78. CALCULOS DE PARAMETROS DE MOLIENDA

79. CALCULOS DE PARAMETROS DE MOLIENDA

80. CALCULOS DE PARAMETROS DE MOLIENDA

81. CALCULOS DE PARAMETROS DE MOLIENDA

82. CALCULOS DE PARAMETROS DE MOLIENDA