4-MOLIENDA

MOLIENDA

MOLIENDA INTRODUCCIÓN

La función del procesamiento de minerales es preparar el mineral para la extracción del metal. Para esto se debe separar la parte valiosa de la ganga, produciendo una fracción enriquecida que se denomina concentrado y un descarte llamado colas. Al concentrar, se reduce el volumen de material que los metalurgistas van a manipular y de reactivos necesarios para obtener el metal puro. Existen dos operaciones fundamentales en el procesamiento de minerales:

 Liberación del material valiosos de la ganga  Separación de este material de la ganga, proceso denominado concentración.

La liberación del material valiosos de la ganga se realiza mediante la molienda, hasta un tamaño tal que el producto sea una mezcla relativamente limpia de partículas de material y ganga, este material es necesario clasificarlo para obtener el tamaño deseado.

El siguiente proceso que es la separación se realiza valiéndose de ciertas diferencias entre las propiedades de los constituyentes del mineral. Un método de separación que

utiliza las diferencias en las propiedades superficiales de los minerales es la Flotación.

GENERALIDADES DE MOLIENDA

La molienda es la última etapa de reducción de tamaños. En esta etapa las partículas se reducen en tamaño por una combinación de impacto y abrasión vía seca o húmeda. La operación se realiza en recipientes cilíndricos rotatorios llamados molinos de volteo. Estos contienen una carga de medio de molienda que se mueve dentro del molino produciendo la disminución de tamaño de las partículas. El medio de molienda puede estar compuesto de barras de acero, bolas, roca dura o en algunos casos de trozos del mismo mineral.

En el proceso de molienda, partículas entre 5 a 20 mm se reducen en tamaño hasta partículas de 10 a 300 µm. Todos los minerales tienen un mallaje o tamaño óptimo de

molienda, el cual depende de varios factores incluyendo la extensión en la cual los elementos valiosos están dispersos en la ganga y el proceso de separación a usar.

Objetivos de la molienda y su importancia

La molienda es una operación unitaria que tiene por objeto reducir el tamaño del mineral para liberar las partículas de mineral de la ganga. La separación entre partículas que contienen el mineral (valiosos) y el resto, ocurre en la etapa siguiente a la molienda que es la flotación. La importancia de esta operación queda demostrada por el hecho que gran parte de la energía gastada en el procesamiento de un mineral es ocupada por molienda. En consecuencia esta parte del proceso es de fundamental incidencia en el costo del producto. Cualquier mejoramiento

en la operación de

conminución, se reflejará como una importante economía del proceso.

MECANISMOS DE CONMINUCIÓN La molienda en molinos de volteo está influenciada por el tamaño, cantidad, el

tipo de movimiento y los espacios entre los elementos de molienda en el molino. En oposición al chancado, que se efectúa entre superficies relativamente rígidas, la molienda es un proceso al azar y está sujeta a las leyes de probabilidad. El grado de molienda de una partícula de mineral depende de la probabilidad de

que ésta llegue a una zona en que actúa el medio de molienda y la probabilidad que ocurra algún efecto o evento de molienda. La reducción de tamaño en un molino se debe a la acción de tres tipos de mecanismos que pueden actuar simultáneamente: impacto o compresión, cizalle y abrasión.

Figuras: (a) Impacto o compresión

(b) Cizalle

(c) Abrasión

Impacto o Compresión: Aplicada normalmente a la superficie de la partícula Cizalle: Debido a las fuerzas oblicuas o de corte Abrasión: Debido a las fuerzas que actúan paralelas a la superficie

Estos mecanismos distorsionan las partículas y cambian su forma más allá de ciertos límites determinados por su grado de elasticidad, causando el quiebre de ellas. La molienda comúnmente se efectúa vía húmeda, aunque en ciertas aplicaciones se recomienda molienda seca.

Cuando el molino se hace rotar, la mezcla del medio de molienda, mineral y agua, se mezclan en forma íntima y el medio de molienda puede reducir de tamaño las partículas por cualquiera de los métodos anteriores, dependiendo de la velocidad de rotación del molino. Esta velocidad de rotación proporciona la energía necesaria para moler, pero

parte importante de ella se disipa como calor y ruido. Esta etapa es la que consume mayor energía de todo el proceso de tratamiento de minerales, por lo cual debe ser estrictamente controlada.

MOVIMIENTO DE LA CARGA EN UN MOLINO

Lo que distingue a este tipo de molinos es el uso del medio de molienda. El medio de molienda está compuesto por elementos grandes, duros y pesados en relación a las partículas de mineral, pero pequeños en relación al volumen del molino; ya que ocupan poco menos de la mitad del volumen del molino. Debido a la rotación y

fricción de la carcasa del molino, el medio de molienda es elevado hasta alcanzar una posición de equilibrio dinámico cayendo sobre la carga, alrededor de una zona muerta, donde ocurre poco movimiento y en una zona donde no hay carga.

La velocidad de rotación del molino gobierna la naturaleza del producto y la cantidad de desgaste del recubrimiento de la carcasa . Por ejemplo, un conocimiento práctico de la trayectoria seguida por las bolas de acero en un molino determina la velocidad a que debe rotar para que las bolas caigan sobre el pie de la carga y no sobre el

recubrimiento; ya que esto provocaría un rápido desgaste de éste.

La fuerza impulsora del molino se transmite por el recubrimiento a la carga. A velocidades relativamente bajas, con recubrimientos “lisos”, el medio de molienda tiende a rodar hacia el pie del molino y ocurre disminución de tamaño principalmente por abrasión. Este efecto de “cascada” produce molienda más fina con aumento de la producción de lamas e incremento del desgaste del recubrimiento. A mayores velocidades el medio de molienda cae en un efecto de “catarata” sobre el pie de la carga. Este efecto favorece la reducción de tamaño por impacto, la producción de

partículas de tamaño mayor y reduce el desgaste del recubrimiento. A la “velocidad crítica” del molino, la trayectoria teórica del medio es tal que caerían fuera de la carga. En la práctica ocurre el fenómeno de centrifugación y el medio de molienda se mueve en una posición esencialmente fija contra la carcasa. Baja velocidad  Efecto cascada

 Abrasión 

Molienda fina  Desgaste del

recubrimiento. Mayor velocidad  Efecto catarata  Impacto  Molienda gruesa

Trayectoria circular Zona catarata

Zona muerta

Zona cascada Zona de impacto

Trayectoria parabólica Zona de abrasión

Figura : Movimiento de la carga en un molino de rodamiento de carga

VELOCIDAD CRÍTICA La velocidad crítica de un molino, es la velocidad mínima a la cual la carga se

centrifuga y se mantiene sostenida contra las paredes del cilindro del molino. Si desarrollamos un balance de fuerzas a la velocidad crítica se obtiene: NC 

76.6 Dd

En donde: D = diámetro del molino en pies NC = velocidad crítica en r.p.m para valores de D mucho mayores que el diámetro de los medios moledores se puede

utilizar :

NC 

76.6 D

Ejercicio : Determinar la velocidad del SAG 3 en r.p.m, si trabaja a un 79 % de la velocidad crítica y posee un diámetro de 36’.

NC 

76.6 76.6 76.6    12.766 r.p.m 6 D 36

Por lo tanto la velocidad del molino es 0.79 * 12.766 = 10 r.p.m.

MOLINOS ROTATORIOS DE VOLTEO

Molinos de volteo es el nombre genérico de una serie de modelos de molinos para reducción fina que se basan en el mismo principio de molienda. Estos molinos, en general consisten en una carcasa cilíndrica o cónica que rota sobre su eje horizontal y

que está cargada con medios de molienda tales como barra, bolas o rocas del mismo mineral. Los tipos de molinos son:

 Molinos de barras  Molinos de bolas El molino de bolas difiere del de barras en su relación largo/diámetro (L / D). En general para molinos de bolas, su largo no excede del diámetro (L/D =1). El molino de barras comúnmente es largo comparado con su diámetro (L/D 1).

MOLINO DE BARRAS Se pueden considerar como máquinas de chancado fino o molienda gruesa. Son capaces de trabajar con alimentaciones de 50 mm y entregar productos de hasta 300 µm. A menudo se prefieren para chancado fino, sobre todo cuando el material tiene alto contenido de arcilla y tienden a taponar al chancador. La característica distintiva de un molino de barras es que la longitud de la coraza cilíndrica está entre 1,5 a 2,5 veces su diámetro. Las barras son un poco más cortas que el largo del molino (2 a 3 pulg) para que trabajen en buenas condiciones sin formar puentes a lo ancho del cilindro. La longitud máxima del molino es de aproximadamente seis metros, pues para longitudes mayores las barras se deforman (se pandean). Puesto que las barras superiores a 6 m se deforman, esto establece la longitud máxima del molino. Actualmente se usan molinos de barras de hasta 4,57 m de diámetro por 6,4 m de longitud.

Los diámetros de las barras varían de 25 a 150 mm. Mientras más pequeño sea el diámetro de las barras, mayor será el área de molienda y por consiguiente será mayor la eficiencia de molienda.

Se usan barras de acero al alto carbono porque son más duras y se quiebran en vez de doblarse al desgastarse, no enredándose así con las otras barras. La capacidad óptima de molienda se obtiene con barras nuevas cuando estas ocupan el 35 % del volumen de la coraza. Cuando el volumen alcanza 20 – 30 % (por desgaste) se restituye el valor original agregando barras nuevas y retirando las más desgastadas. La sobrecarga da como resultado una molienda ineficiente y un mayor consumo de

barras y revestimiento. El consumo de barras varía ampliamente con las características de la alimentación del molino, velocidad del molino, longitud de las barras y tamaño del producto, normalmente está en el rango de 0.1 a 1.0 kg de acero por tonelada de mineral para molienda en húmedo, pero es menor para la molienda en seco.

Los molinos de barras normalmente trabajan entre el 50 a 65 % de la velocidad crítica, con el fin de que las barras formen una cascada en vez de una catarata lo cual tiende a trabar las barras.

Fig. : Acción de molienda de las barras

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

1.- La acción de molienda controla la distribución de tamaño del producto de tal forma que no es necesario un circuito cerrado. 2.- El medio de molienda es de un costo relativamente bajo. 3.- Se obtiene una alta eficiencia de molienda puesto que hay menos espacio en una carga de barras que con cualquier otro medio de molienda. Esto también da por resultado un bajo consumo de acero. Debido a su mayor masa, las barras en cascada ejercen un golpe más fuerte que una carga de bolas de acero y por consiguiente las partículas gruesas se quiebran más fácilmente. 4.- Las barras

se pueden mantener en condiciones de trabajo máximas ya que las

barras gastadas se pueden reemplazar fácilmente.

MOLINOS DE BOLAS

Las etapas finales de reducción de tamaño se efectúan en molinos de bolas. Estos pueden clasificarse por la naturaleza de la descarga en:

Descarga overflow o rebalse Descarga por parrillas

Este último tipo está provisto con parrillas de descarga entre el cuerpo cilíndrico del molino y el muñón de descarga. La pulpa fluye libremente a través de las aberturas de la parrilla y después es elevada hasta el nivel del muñón de descarga. Los molinos con parrilla comúnmente trabajan con alimentación más gruesa que los con rebalse y no se usan para molienda muy fina. La razón principal es que con la formación de muchas bolas pequeñas, el área de aberturas de la parrilla se obstruye rápidamente.

El molino con descarga por rebalse es el que se usa para la mayoría de las aplicaciones, debido a que es más simple de operar, se usa de preferencia para

molienda fina y remolienda.

Varios factores afectan la eficiencia de la molienda en los molinos de bolas. La densidad de la pulpa de la alimentación debe ser tan alta como sea posible y

compatible con la facilidad de fluir a través del molino. Es esencial que las bolas estén cubiertas con una capa de mineral. Una pulpa muy diluida incrementa el contacto de metal a metal, produciendo un consumo de acero elevado y una eficiencia reducida de molienda. Porcentaje de sólido ; los molinos de bolas deben trabajar entre 65 y 80 % de sólido por peso, lo que da un mejor aprovechamiento de la energía. La viscosidad de la pulpa aumenta con la finura de las partículas, por consiguiente los circuitos de molienda fina requieren menores densidades de pulpa.

Al igual que con los molinos de barras la eficiencia depende del área disponible para molienda. Por esta razón se agrega una cierta distribución de tamaño de bolas y las

más grandes serán aquellas necesarias para fracturar las partículas más grandes y duras que vienen con la alimentación. Cuando las bolas se gastan dejan el molino junto con el producto y se pueden remover pasando las descarga por una rejilla o tamiz colocado sobre el cajón receptor de pulpa.

La carga de bolas: La carga del medio de molienda ocupa entre el 40 – 50 % del volumen interno del molino, alcanzando un máximo en 50 %, en una zona en que la eficiencia no varíe mucho con la carga. Velocidad de rotación: Los molinos de bolas comúnmente se operan a velocidades mayores que los molinos de barras, de tal forma que se obtiene

primordialmente un efecto de catarata. La

velocidad normalmente está comprendida entre el 70 y 80 % de la velocidad crítica.

CIRCUITOS DE MOLIENDA

El tipo de molino para una molienda particular y el circuito en que debe estar deben considerarse simultáneamente. Los circuitos se dividen en cerrados y abiertos. En la industria minera casi siempre se usa circuito cerrado (molino de bolas) en el cual el material del tamaño requerido se remueve en un clasificador, retornando los tamaños mayores al molino (Fig. Nº 4).

En operaciones en circuito cerrado no se requiere efectuar toda la reducción de tamaño en un paso. En vez de esto, los esfuerzos van encaminados a retirar el material desde el circuito tan pronto alcance el tamaño deseado, aumentando así la capacidad. El material retornado (C) al molino se denomina "carga circulante" y su peso se expresa como un porcentaje de la alimentación fresca (F). C arg a circulante 

C X 100 A

El circuito cerrado reduce el tiempo de residencia de las partículas en cada paso, eliminando el exceso de molienda e incrementando la energía disponible para

molienda útil. Debido a la gran cantidad de material de tamaño cercano al tamaño del producto que se retorna al molino, hay una reducción del tamaño medio de la alimentación, lo cual permite el uso de bolas más pequeñas aumentando la eficiencia de la molienda.

Los molinos de barras generalmente se usan en circuito abierto debido a su acción de molienda, especialmente cuando preparan la alimentación a los molinos de bolas. Los molinos de bolas virtualmente siempre se usan en circuito cerrado con algún tipo de clasificador. Circuito cerrado directo: El material de alimentación fresca entra directamente al molino. Circuito cerrado inverso: El material de alimentación fresca entra primeramente a un clasificador y el sobretamaño pasa al molino como carga circulante.

CIRCUITOS DE MOLIENDA Flotación

Circuito Cerrado directo

Alimentación

Flotación

Circuito Cerrado inverso

Alimentación

Descarga

Alimentación

Fig. 4b: Circuito Abierto

Alimentación

Descarga

 Circuito abierto: estos se caracterizan porque no existe un equipo clasificador en la descarga y por ende la descarga del molino continuo su paso a la próxima etapa.

Variables en el Proceso de Molienda

En general, las variables del proceso de molienda pueden clasificarse en variables de diseño y variables operacionales. a) Variables de Diseño El diseño de circuitos de molienda debe considerar una serie de variables tales como: 1.- Velocidad crítica del Molino: Velocidad a la cual las fuerzas centrífugas actúan sobre

la carga de un molino, obligándola a adherirse a las corazas internas, con la consiguiente pérdida de eficiencia. 2.- Volumen de carga : Se expresa como el porcentaje del volumen entre las corazas que es llenado con bolas y mineral. 3.- Potencia versus carga en el molino: La máxima potencia se consume en el caso de que la carga ocupe aproximadamente el 50 % del volumen. 4.- Tamaño del Molino: El tamaño del molino se determinará sólo en base a la potencia requerida para moler. b) Variables Operacionales

Las variables de operación más relevantes del proceso de molienda son las siguientes: a) Porcentaje de sólido en el molino: El porcentaje de sólido de la pulpa en el interior del molino, se regula normalmente con adición de agua para obtener una viscosidad adecuada.

b) Tamaño de bolas: Es la variables simple más importante en el circuito de molienda; asimismo, el tamaño, densidad, forma, dureza, tenacidad y cantidad de medios de

molienda, tienen marcados efectos sobre la molienda. c) Carga circulante y eficiencia de clasificación: Una eficiencia de clasificación baja significa que el fino en vez de salir por el rebose sale por la descarga (cortocircuito) lo que lleva consigo un aumento de la carga circulante. Si se mejora la eficiencia de clasificación, disminuirá el corto circuito de finos, y podrá por ende, disminuir la carga circulante y aumentar la alimentación fresca al molino, con el consiguiente aumento de capacidad que es del mayor interés.

CONTROL DEL CIRCUITO DE MOLIENDA

El propósito de la molienda es reducir el tamaño de las partículas de mineral hasta que se pueda conseguir una liberación económica del material valioso, entonces es

esencial que un molino no sólo que acepte una cierta cantidad de material por día, sino que debe entregar un producto de tamaño conocido y controlable.

Las principales variables que pueden afectar este control son los cambios en la

velocidad de alimentación, distribución de tamaños y dureza de la alimentación, alimentación de agua y las interrupciones en la operación del circuito, tales como paradas para cambios de revestimientos del molino, bombas o ciclones, etc. El control de la velocidad de alimentación es esencial para una operación suave, de tal

forma que se hace necesario el uso de alimentadores especiales de peso constante. El control de la carga del medio de molienda se efectúa controlando la potencia consumida por el molino. Una caída en el consumo de energía hasta un cierto nivel requerirá la recarga de medios de molienda frescos.

Las fluctuaciones en el tamaño de la alimentación y la dureza probablemente son los factores más significativos que provocan problemas con el balance del circuito de

molienda. Estas fluctuaciones pueden provenir de diferencias en composición, mineralización, tamaños de grano y cristalización del mineral que viene de diferentes partes de la mina; de cambios en la abertura del o los chancadores (a menudo debido al desgaste) y del daño de los harneros en el circuito de chancado. El almacenamiento

del material tiende a suavizar las variaciones. El incremento en el tamaño de la alimentación o dureza produce un producto de mayor tamaño a menos que la alimentación sea automáticamente reducida, inversamente una disminución de tamaño o dureza permitirá un incremento de la alimentación. Un producto más grueso resulta en una mayor carga circulante, incrementado el flujo volumétrico y reduciendo el tiempo de residencia de las partículas en el molino. Esto causa un mayor incremento en el tamaño del producto y en el flujo volumétrico. Como el tamaño del producto que entrega un " Hidrociclón" depende o se ve afectado por el flujo, la distribución de tamaño cambiará. Luego, el control de la carga circulante es bastante importante en el control del tamaño del producto.

En muchas operaciones un análisis continuo sobre la corriente (on - stream) se usa en el rebalse del clasificador para controlar la operación de molienda, mientras que en plantas más antiguas la densidad de la pulpa del rebalse ha sido usada como guía para el tamaño del producto. Mediciones de la carga circulante se pueden efectuar por muestras rutinarias de varias corrientes. CÁLCULOS RUTINARIOS El control de la operación de una planta de molienda es un problema de imponderables: desde el momento que el material bruto cae a la alimentación del molino, el proceso es continuo y sólo cesa esta continuidad cuando el producto finalmente emerge para descansar en las bodegas de concentrado y en los tranques de relaves. El material en proceso no puede ser pesado sin interrumpir tal continuidad; consecuentemente, el control de la planta depende mucho del

“muestreo” adecuado del material que se halla en flujo, de estas muestras se deriva información esencial por medio del análisis, en cuanto al contenido de metal, distribución del tamaño de partículas y contenido de agua u otros ingredientes en la pulpa del mineral.

a) Porcentaje de sólidos

El porcentaje de sólidos es el peso del mineral seco molido contenido en una unidad de pulpa. Por ejemplo 40 % de sólidos significa que en 100 Kg de pulpa hay 40 Kg de mineral seco propiamente tal y los 60 Kg restantes corresponden a agua.

Donde: X = Porcentaje de sólido γ S = Peso específico del sólido γ P = Peso específico de la pulpa MS = Masa de sólidos

MP = Masa de pulpa

mS X X100 mP  S (  P  1) X X100  P (  S  1)

La densidad (ρ), se define como la masa por unidad de volumen

Ejemplo: Determinar el porcentaje de sólidos de la pulpa, cuyo peso específico (pulpa) es en el momento del muestreo de 1,643 g/cc, siendo el peso específico del sólido seco de 3,1 g/cc. X 

3,1 (1,643  1) X 100  57.77 % 1,643 (3,1  1)

P 

mP VP

VP = volumen de pulpa

Ejemplo: Si llenamos un depósito de 1000 cc de capacidad con pulpa que pesa 1.643 g, el peso específico de la pulpa sería:

P 

1.643 g  1,643 g / cc 1.000cc

Balanza Marcy

Este equipo es el más ampliamente usado en el control de circuitos de molienda en la pequeña industria. Es análogo a una pesa tipo percha, en cuyo gancho cuelga un recipiente cilíndrico dotado con un rebalse para mantener un volumen de pulpa de 1000 cc, (1 Lt).

La lectura se realiza en el visor donde una aguja registra el valor medido, sobre una escala circular. La escala principal (superior) corresponde al peso específico de la pulpa (gramos). Las escalas siguientes corresponden a porcentajes de sólidos, que difieren (entre escalas) básicamente en el peso específico o gravedad específica del sólido. En el ejemplo anterior con la ayuda de la balanza Marcy se puede leer directamente el peso especifico de la pulpa sabiendo el peso especifico o gravedad específica del sólido (3,1 g/cc), se lee directamente al porcentaje de sólidos de la escala correspondiente, 57,7%.

BALANCE DEL CIRCUITO MOLIENDA CLASIFICACIÓN D

Flotación

C B A = Alimentación

A = Tonelaje de mineral al molino; XA = Porcentaje de sólidos en la alimentación D = Tonelaje de mineral en el rebalse o fino ; XD = Porcentaje de sólidos en rebalse. C = Tonelaje descarga gruesos ; XC = Porcentaje de sólidos en la descarga del clasificador. B = Tonelaje de mineral en la descarga del molino; XB = Porcentaje de sólidos en la descarga del molino.

Ejercicio :Una Planta Concentradora es alimentada con 120.000 t/d de mineral con una ley de 1,8 % de Cu. De la operación se obtienen 4.482 t/d de concentrado con una ley del 40 % en cobre. Determinar las t/d de relave y su ley en cobre. F = t/d de alimentación = 120.000 f = % ley de alimentación = 1,8 C = t/d de concentrado = 4.482 c = % ley de concentrado = 40

T = t/d de relave = ? t = % ley de relave = ?

Alimentación F, f

PLANTA CONCENTRADORA

Concentrado C, c

Relave T, t

Figura : Representación esquemática planta concentradora

1) Balance de masa total

F=C+T

Ec. 1

2) Balance de finos

F * f = C * c + T * t Ec. 2

De Ec. 1 se despaja el flujo de relave T T = F – C = 120.000 – 4.482 T = 115.518 t/d Despejando de Ec. 2 el valor de la ley de relave es:

t=

F * f - C * c 120.000 * 1,8 - 4.482 * 40 = T 115.518 t = 0,32 %

En los balances metalúrgicos de las plantas concentradoras es común utilizar los siguientes parámetros:

n=

C*c c * (f - t) c (a - t) * 100 = * 100  x 100 F*f f * (c - t) a (c - t)

Razón de concentración =

F c-t = C f -t

MOLINOS – CONSTRUCCIÓN

Las partes principales en un molino: Carcasa: Las carcasas están diseñadas de tal forma que puedan soportar los impactos, y la carga. Se construyen de planchas que se cilindran soldando los extremos. La plancha es perforada para permitir la sujeción del revestimiento (interno). Normalmente disponen de 1 a 2 puertas de inspección. Para fijar los muñones cabezales a los extremos de la placa de la coraza se sueldan flanges de acero al extremo del cilindro. Extremos del Molino: Los cabezales o muñones pueden ser de hierro fundido para diámetros menores de 1 metro. Diámetros mayores exigen la construcción de acero fundido, el cual es relativamente liviano y puede ser soldado. Pueden ir soldados a la

carcasa (sin flanges) o bien unidos a través de flanges.

Transmisión: Los molinos de rodamiento de carga se mueven por un piñón engranado con una corona cilíndrica remachada a un extremo de la máquina. El piñón va directamente unido al motor.

Revestimiento:

Las

caras

internas

del

molino

consisten

en

recubrimientos

reemplazables los cuales pueden soportar los impactos, ser resistentes al desgaste y promover un movimiento más favorable de la carga. Los recubrimientos pueden tener una gran variedad de formas.

Los recubrimientos para molinos de bolas pueden ser hechos de hierro fundido aleado con níquel, otros materiales resistentes al desgaste o gomas. Para molinos de barras son generalmente de acero al manganeso o acero al cromo, en forma de onda. El costo de recubrimiento es uno de los costos grandes en la operación del molino, de aquí que se deba hacer una muy buena elección para que tenga el máximo de vida útil.

Alimentación: El tipo de alimentador dependerá de si la molienda se hace en circuito cerrado o abierto y si esta se efectúa vía seca o vía húmeda. El tamaño y el flujo de alimentación son importantes. Spout

Feeder:

Consiste

de

un

chute

cilíndrico

o

elíptico,

soportado

independientemente del molino y proyectado hacia el interior de este a través del

cabezal de alimentación. El material se alimenta por gravedad a través de la canal y se usa para molinos que operan en circuito abierto o en circuito cerrado.

El chute de alimentación es el que ingresa la carga al interior del molino, desde la correa de alimentación

Carcasa Corona

Chute de alimentación

Motor

Muñón Embrague

Descanso alimentación

Descanso Eje Piñón

Figura : Partes principales de un molino

Piñón

MOLINO DE BOLAS

ASPECTOS PRÁCTICOS Debe ponerse especial atención en la operación de molienda, debido a la importancia

que ella tiene en la eficiencia y operación de la etapa de concentración. Es por esto que un déficit de molienda del mineral resultará en un producto demasiado grande con un grado de liberación demasiado bajo para una separación económica. En la etapa de concentración se obtendrá por lo tanto una recuperación y razón de enriquecimiento

baja, Por otra parte un exceso de molienda innecesariamente reducirá el tamaño de partícula de la ganga y reducirá el tamaño del mineral valioso hasta bajo el tamaño requerido para una separación eficiente con un consumo "inútil" de energía en exceso.

También producirá un aumento de los consumos de reactivos. Las variables más usuales de manipular por el operador son, el régimen de carga fresca al molino y el porcentaje de sólidos. A fin de prevenir anomalías en la operación por fallas en el sistema mecánico de los molinos, el operador debe poner especial atención en el detectar sobrecalentamiento de los descansos, filtraciones a través de la coraza, pernos sueltos, sobrecargas, nivel de medios de molienda, operación bombas, etc.

MOLIENDA AUTÓGENA

Aunque conocida y practicada desde principios de siglo, durante los últimos 15 años se ha desarrollado en forma vertiginosa. Esta forma de molienda ha llegado como respuesta a necesidad de una mayor productividad para compensar la disminución de las leyes y al aumento de los costos de Mantención y operación. El término “Molienda

Autógena”, tiene diferentes significados para diferentes autores, por esta razón definiremos los términos a emplear. Molienda Autógena (Autogenous Mills): Método de reducción de tamaño en el cual los medios moledores están formados principalmente por colpas de la mena que se procesa. Molienda Semiautógena (Semi-autogenous Mills): En este caso el mismo tipo de material anterior se somete a reducción de tamaño adicionando bolas de acero como medio de molienda, además del material mismo. Comúnmente la molienda autógena o Semiautógena se emplea en molienda primaria o para la primera etapa de molienda en cualquier concentrador.

La molienda autógena en molinos con descarga por rebalse ha mostrado ser ineficiente. Por esta razón los Molinos Autógenos y Semiautógenos se caracterizan por el uso de una parrilla de descarga. Esta parrilla evita que el material grueso escape del molino. De este modo, el mineral alimentado al molino puede ser descargado sólo una vez que ha sido molido a un tamaño igual o menor que las aberturas de la parrilla. La Figura muestra en forma esquemática la clasificación que se produce por la parrilla de

descarga en un molino semiautógeno. Alimentación

Parrilla interna de abertura Xp

Descarga

Representación de la clasificación interna efectuada por la parrilla de descarga

Mecanismos de reducción de tamaños en Molienda Autógena

El proceso de conminución autógena es esencialmente por ABRASION y FRACTURA. La abrasión se produce por efecto del roce de las partículas al rodar, provocando la remoción de granos superficiales. La fractura se produce por efecto de los impactos del material entre si, removiendo trozos de material. Los dos mecanismos de

reducción de tamaño se deterioran si se produce un déficit de tamaños “COMPETENTES" en la carga del molino. Una vez que se alcanza un cierto tamaño de partícula (pebbles), la velocidad de reducción de tamaño disminuirá drásticamente. En estos casos se dice que el molino se llena con un “tamaño crítico” de material, el cual es demasiado pequeño para el mecanismo de abrasión y demasiado grande para la fractura. Este fenómeno entonces, estará asociado con pérdida de eficiencia de molienda, pérdida de capacidad y generación excesiva de finos.

Cuando el material tiende a comportarse de esta manera puede mejorarse la capacidad y eficiencia agregando bolas de acero, las que mejorarán las condiciones de impacto

dentro del molino. En este caso la potencia, eficiencia y capacidad del molino mejoraran a expensas del consumo de acero del medio de molienda.

Esta modalidad de reducción de tamaño es llamada MOLIENDA SEMIAUTOGENA. La

molienda Semiautógena entrega una distribución de tamaño del producto más gruesa y además actúa como SCRUBBER (lavador) de los componentes pegajosos (difíciles de tratar en chancadores terciarios y secundarios y harneros) retirándolos en el barro. El consumo de acero para circuitos de SAG – Bolas, es de 770 g de acero por bolas/ t de mineral normal (Wi = 16.5 KWH/t) y 140 g de acero por revestimientos / t de mineral. Utilizan parrilla de descarga con aberturas de ½” a 3”. Evita que las partículas gruesas dejen el molino.

Para una Operación Estable de un Molino Semiautógeno se requiere tres condiciones: - Una adecuada proporción de las fracciones gruesa, intermedia y fina en la alimentación fresca que le permita al molino reponer los medios moledores. - Un flujo de alimentación fresca del molino que permita igualar la tasa de ingreso de mineral grueso con su tasa de molienda hacia tamaños más pequeños. - Una tasa de descarga de mineral fino, a través de la parrilla del molino, que permita igualar la tasa que ingresa sumada con la que se genera por fracturamiento de los tamaños superiores. Sobre estas tres condiciones el operador puede actuar muy levemente utilizando los alimentadores que le proporcionen una granulometría adecuada, subiendo o bajando el

tonelaje de acuerdo con la dureza del mineral, y aumentando o disminuyendo el caudal de agua en la alimentación. Cada vez que cambia la granulometría o dureza del mineral y la viscosidad de la pulpa, el molino varía su nivel de llenado afectando su productividad y el operador debe actuar para compensar la perturbación.

FACTORES QUE AFECTAN LA OPERACIÓN DE UN MOLINO SAG

a) Flujo de alimentación fresca: Mientras mayor sea el flujo de alimentación, mayor será el volumen de la carga con que trabaja el molino. En la práctica el nivel de la carga se controla ajustando el flujo de alimentación. Además de la relación mencionada, el volumen de la carga tiene un efecto directo en la potencia, de tal manera que el flujo de alimentación y la potencia quedan relacionados. A medida que el flujo de alimentación crece, la potencia consumida se incrementa hasta llegar a un valor máximo.

Un flujo de alimentación aún mayor provocará una sobrecarga y la potencia comenzará a caer

Potencia

rápidamente. En esta condición de sobrecarga, la intensidad de la acción de molienda se reduce y la capacidad de tratamiento del molino disminuye. Frente a esta situación el operador parará la alimentación de sólidos al

Zona estable

Zona inestable

molino y permitirá que se vacíe (“grind out”). Luego reanudará la alimentación a una tasa

más baja que permita una operación estable nuevamente.

Flujo de alimentación

b) Distribución granulométrica en la alimentación: Para un volumen de carga constante, una mayor capacidad de tratamiento se logra cuando el mineral de alimentación es más grueso. Lo anterior se debe a que la capacidad rnoledora del molino, está determinada por los medios de molienda, los cuales se forman a partir de las rocas de mayor tamaño en la alimentación. Si la cantidad de gruesos es insuficiente, la intensidad de la molienda en el molino será reducida y la capacidad del molino decrecerá. c) Dureza del mineral : La dureza del mineral que se alimenta al molino, es algo sobre lo cual el operador no tiene control. Mientras mas duro es el mineral, mayor será el

tiempo que toma su reducción de tamaño, por esto, para un flujo de alimentación constante, el volumen de la carga aumentará junto con la dureza del mineral. Si el molino está operado con un tonelaje inferior a su capacidad máxima, al aumentar el volumen de su carga consumirá más potencia y el cambio en la dureza se compensará con un aumento del consumo de energía por tonelada de mineral fresco, sin embargo si el molino está siendo operado a su máxima capacidad, un aumento de la dureza, producirá un sobrellenado que sólo podrá ser compensado con una disminución del tonelaje tratado.

d) Densidad y viscosidad de la pulpa: La Viscosidad y la densidad de la pulpa, están muy ligadas,

desafortunadamente la densidad de la pulpa dentro del molino no puede ser

medida directamente, de modo que lo que se mide y controla es la densidad de la pulpa en la descarga del molino. En términos de las tasas de descarga lo que ocurre es que, aumentando la densidad, se incrementa la viscosidad y se reducen las tasas de descarga, provocando un aumento del volumen de pulpa y de la potencia además de una

disminución de la capacidad de tratamiento de mineral. El aumento de la potencia se debe a un leve crecimiento de la masa en el molino y del ángulo de apoyo de la carga. Una pulpa más densa y viscosa favorecerá un ángulo de apoyo mayor que, significa mayor demanda de potencia. e) Carga de bolas : Un factor que influye mucho, en la operación de un molino

semiautógeno, es el volumen de la carga de bolas. Este volumen se expresa como una fracción del volumen total del molino y puede variar entre 4 y 14 %, siendo el valor más usado un 8 %. Existen dos casos generales en los cuales es deseable agregar bolas en un molino autógeno. 1) Cuando se tiene una excesiva acumulación de mineral fino e intermedio, debido a una falta de colpas grandes en la alimentación al molino, que permita formar una carga apta para moler esos tamaños.

2. Cuando existe una acumulación de rocas grandes, debido a la incapacidad de la carga para romper esos tamaños. La determinación de la carga de bolas óptima es finalmente un problema de carácter económico pues una de las principales ventajas de costos para los sistemas autógenos es el bajo consumo de acero.

MOLIENDA AUTOGENA VERSUS CONVENCIONAL

La molienda autógena o circuito autógeno viene a reemplazar a los circuitos convencionales consistentes normalmente en: Chancador

primario,

almacenamiento,

chancado

secundario,

almacenamiento,

chancado terciario, molino de barras y molino de bolas, todo esto unido a los

sistemas de movimientos de materiales y clasificación. Frente a este tipo de circuito, la molienda autógena presenta las siguientes ventajas:  Menor costo de capital, por un menor número de etapas en el proceso ya que elimina el chancado secundario, terciario y equipo auxiliar. Algunos operadores creen que incluso el chancado primario es innecesario.  Menor costo de operación, principalmente debido al menor consumo de acero. (particularmente en molinos autógenos).  Mayor capacidad por superficie ocupada.  Mejor comportamiento operacional frente a minerales barrosos.

 Cambio de sistema de transporte independiza la operación de los fenómenos

climáticos.  Mayor rentabilidad de la operación,  Distribución de los equipos más simples.  Gran flexibilidad, lo que hace más fácil la operación y control.

 Menor requerimiento de mano de obra.