Chancado y Molienda de Minerales

Reducción de Tamaño

Proceso de Reducción de Tamaño

I

II

III

IV

V

Reducción de Tamaño

Los minerales en forma de cristal tienen la tendencia de quebrarse en numerosos tamaños y formas cada vez que se les aplica fuerza. La dificultad de la reducción de tamaño está en el arte de limitar la cantidad de tamaños sobredimensionados y de baja dimensión que se producen durante la reducción. Si ésto no está bajo control, el mineral seguirá su comportamiento de cristal natural, representado normalmente en una sobre-representación de finos. Etapa de reducción

Calibre

8

pasante 80%

1m

100 mm

10 mm

1 mm

100 micrones

10 micrones

1 micrón

Comportamiento de minerales en la reducción de tamaño – por naturaleza

Nota! Por lo tanto, lo adecuado cuando se producen productos de calidad desde rocas o minerales (excepto rellenos), es mantener las curvas de reducción de tamaño con la mayor pendiente posible. Normalmente, por eso nos pagan – mientras más corta la fracción- mayor es su valor! Para lograr esta meta necesitamos el equipo correcto para reducir el tamaño en forma adecuada. Todos los equipos son diferentes cuando se trata de técnica de reducción, razón de reducción, tamaño de alimentación, etc, y tiene que combinarse en la forma más óptima para lograr o acercarse al intervalo de tamaño para el producto final.

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Reducción de Tamaño

Reducción de Tamaño

Material de Alimentación Todas las operaciones de reducción de tamaño, tanto en chancado como en molienda se determinan sin duda por las características de alimentación de los minerales (roca/mineral metálico), que circula hacia el circuito. Los parámetros clave que necesitamos son la capacidad de “chancado o molienda”, también llamado índice de trabajo junto al “perfil de desgaste”, llamado índice de abrasión. Los valores para algunos materiales de alimentación típicos del chancado de rocas, minerales y minerales metálicos se muestran a continuación.

Indice de Trabajo de Impacto Wi Indice de abrasión Ai Material Valor Ai Material Valor Wi Basalto 0,200 Basalto 20 ± 4 Diabasa 0,300 Diabasa 19 ± 4 Dolomita 0,010 Dolomita 12 ± 3 Min. de Hierro Hematita 0,500 Min. de Hierro Hematita 11 ± 3 Min. de Hierro Magnetita 0,200 Min. de Hierro Magnetita 8 ± 3 Gabro 0,400 Gabro 20 ± 3 Gneiss 0,500 Gneiss 16 ± 4 Granito 0,550 Granito 16 ± 6 Vacía gris 0,300 Vacía gris 18 ± 3 Caliza 0,001 Caliza 12 ± 3 Cuarcita 0,750 Cuarcita 16 ± 3 Porfirio 0,100 Porfirio 18 ± 3 Arenisca 0,600 Arenisca 10 ± 3 Sienita 0,400 Sienita 19 ± 4 INFLUYE SOBRE INFLUYE SOBRE • Reducción de tamaño • Requerimientos de energía • Grado de desgaste • Estado de la máquina Respecto al Indice de Trabajo (Bond) para trituración, vér 3:24

± ± ± ± ± ± ± ± ± – ± – ± ±

0,20 0,10 0,05 0,30 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,03 0,10 0,90 0,20 0,10

Razón de Reducción Tal como se pudo observar arriba, todas las operaciones de reducción de tamaño se realizan por etapas. Todos los equipos involucrados, chancadores o molinos tienen una relación diferente entre los tamaños de alimentación y descarga. Esto se llama razón de reducción. Valores típicos a continuación: Chancadores de compresión

Mandíbula 3-4 Giratorio 3-4 De cono 4-5

Impactores (modelo vertical)

10-15

Molinos de (modelo tambor)

Barra 100 Bola 1000 AG & SAG 5000

3-8

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Impactores (modelo horizontal)

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Reducción de Tamaño

El Arte del Chancado

Chancado de Roca

Chancado de Gravilla

Chancado de Mineral

Reducc. Limitada

Reducc. Limitada

Reducc. Máxima

Forma cúbica

Forma cúbica

Forma no tiene interés

Sobre y bajo tamaño, importante

Sobre y bajo tamaño, importante

Sobre y bajo tamaño, de menor importancia

Flexibilidad

Flexibilidad

Flexibilidad, de menor

Reducción de Tamaño

Chancado significa diferentes cosas para diferentes operaciones y las metas de producción no siempre son las mismas

Importancia Chancado y harneado

Menor harneado mayor colado

Mayor harnead menor colado Costos de producción bajos Alto uso

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Reducción de Tamaño

Reducción de Tamaño

Chancado de Mineral Metálico y Minerales En estas operaciones, el valor se logra en el producto fino, es decir bajo 100 micrones (malla 150). Normalmente, la reducción de tamaño por chancado es de importancia limitada mas alla del tamaño tope del producto que se va a chancar. Esto significa que el número de etapas de chancado se puede reducir dependiendo del tamaño de alimentación que acepta la etapa de molienda primario.

Chancado de 3 etapas “clásico” previo a ingreso al molino de barra Chancado primario Trituración en seco o húmedo

Chancado secundario Chancado terciario

Chancado de 1-2 etapas típico previo a ingreso al molino AG-SAG Chancado primario

Chancado primario

“directo”

Trituración primaria

Trituración primaria Chancado secundario

“prechancado de tamaño críticos”

Chancado primario

Trituración primaria

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Chancado secundario “chancado de tamano críticos” desde la descarga del molino

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Reducción de Tamaño

Chancado – Cálculo de la Relación de Reducción Todas los chancadores tienen una tasa de reducción limitada en el sentido que la reducción de tamaño se va a realizar en etapas. La cantidad de etapas está guiada por el tamaño de la alimentación y el producto requerido, como en el siguiente ejemplo. 100%

Tamaño de Material de Alimentación: F80 =

Tasa total de reducción (R) F80/P/80 400/16 = 25 Tasa de reducción en etapa de reducción primaria R1 = 3 Tasa de reducción en etapa de reducción secundaria R2 = 4

Esto no es suficiente. Necesitamos una tercera etapa de chancado*

Reducción primera etapa Reducción segunda etapa Reducción tercera etapa

50 40 30 20 10 0

2

4

8

16

32

64 125 250 500 1000 mm

* Ya que debemos usar tres etapas, podemos disminuir un poco la tasa de reducción en cada etapa, dando mayor flexibilidad al circuito!

El total en 2 etapas de chancado da R1xR2 = 3x4 = 12

Por ejemplo:

60

F80 = 400 mm

Agregados para camino o alimentación de molino de barra, 80% menor calibre que 16 mm

P80 = 16 mm

Tamaño de Producto: P80 = 16 mm

70

P80 = 16 mm

Percent passing

porcentaje avanzando

80

Reducción de Tamaño

90

400 mm Roca de voladura, 80% menor tamaño que 400 mm

R1 = 3 R2 = 3 R3 = 3

Juntas, estas tres etapas dan R1xR2xR3 = 27 = reducción suficiente Etapa I CHANCADOR DE MANDIBULA

I

Etapa II CHANCADOR CONICA

II Tasa de reducción 1:3

Etapa III CHANCADOR CONICA

III Tasa de reducción 1:3

Tasa de reducción 1:3 100 micron

>1000 >500 >100 >80

64

32

22

16

11

8

4

0 Tamaño mm

La misma reducción de tamaño con alimentación suave (bajo 5 mohs), se realiza con dos etapas de HSI (Impactores de Eje Horizontal), ya que fácilmente puede reducir 1:10 en cada etapa dando una posibilidad de 1:100 de máxima reducción. Conocimientos Básicos en el Procesamiento de Minerales Chap03.p65

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Reducción de Tamaño

Selección de Chancadores Al saber la cantidad de etapas de chancado ya podemos comenzar a seleccionar el chancador adecuado para cada etapa de reducción. Dependiendo de las condiciones operacionales, tamaño de alimentación, capacidad, dureza, etc, siempre existen algunas opciones. En el caso de los chancadores primarios, ver a continuación: Reducción de Tamaño

Chancadores estacionarios – de superficie y subterráneos

Giratorio Primario

De Mandíbula

De Impacto

Chancadores móviles

De mandíbula + de rastrillo

De impacto + de rastrillo

Para mayor información sobre chancadores móviles, ver sección 11:9

Chancador Primario – Modelo Para alimentación suave, (bajo 5 Mohs), la primera opción es normalmente el Impactor Horizontal (HSI), si es que la capacidad no es muy alta. Para alimentación más dura hay una posibilidad entre una chancadora giratoria o una de mandíbula, ver a continuación.

Regla 1: Siempre utilizar una chancador de mandíbula si se puede, ya que es la alternativa más económica.

Apertura de alimentación del chancador de mandíbula

Apertura de alimentación de chancador Giratorio

Regla 2: Para bajas capacidades utilice un chancador de mandíbula y un martillo hidráulico para el sobre tamaño. Regla 3: Para altas capacidades, utilice un chancador de mandíbula con una apertura de alimentación grande. Regla 4: Para capacidades muy altas, utilice un chancador giratorio.

Apertura de descarga de chancador de mandíbula

Apertura de descarga de chancador Giratorio

3:6 Chap03.p65

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Reducción de Tamaño Los chancadores son normalmente dimensionades a partir del tamaño máximo de elimentación. A cierto tamaño de alimentación, sabiendo su capacidad, podemos seleccionar la máquina adecuada. El dimensionamiento adecuado de cualquier chancador no es fácil y el gráfico que se muestra más adelante es solo una guía. Ejemplo, la alimentación es mineral de roca dura de voladura con un tamaño máximo calibre tope de 750 mm. Su capacidad es de 2000 t/h. • ¿Cuál chancador primario puede realizar el trabajo? • Compruebe con las dos máquinas de compresión abajo y determine el punto del dimensionamiento! • La selección correcta es de tipo superior S60-89

Giratorio primario – tamaño de alimentación vs capacidad Alimentación, tamaño máximo en mm (pulgadas: dividir por 25) 1500

S 60 100

S 60 - 89 S 54 - 75 S 48 - 74 S 42 - 65

1000

Hoja de datos, ver 3:28

500

Capacidad t/h 1000

2000

3000

4000

Chancador de Mandíbula Primario - tamaño de alimentación vs capacidad 1200

Alimentación, tamaño máximo en mm (pulgadas: dividir por 25) C200

1100 1000 C160

900 C140

800 700 600

Hoja de datos, ver 3:29

C125 C110 C100

C3055

500 400

C80 300 C63 200 100 Capacidad t/h 100 200

300

400

500

600 700

800

900 1000 1100 1200

Impactor Primario - tamaño de alimentación versus capacidad 2000

Alimentación, tamaño máximo en mm (pulgadas: dividir por 25)

1800 1600 NP2023

1400 NP1620

1200 1000 800

Hoja de datos, ver 3:30

NP1415 NP1313 NP-1210

600 400 200

Capacidad t/h 200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Conocimientos Básicos en el Procesamiento de Minerales Chap03.p65

7

1800

2000

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Reducción de Tamaño

Chancador Primaria – Dimensiónamento

Reducción de Tamaño

Chancador Secundario – Modelo

Reducción de Tamaño

En un circuito de chancado, normalmente, la segunda etapa comienza a tener importancia para el control del tamaño y la forma. Debido a esto, en la mayoría de los casos, en chancador de mandíbula queda descalificado como chancador secundario. A su vez, utiliza con más frecuencia el chancador de cono. También en los circuitos de conminución (chancado y molienda), para mineral metálico y minerales, el chancador de cono se utiliza con mayor frecuencia como la etapa secundaria, ver 3:4. El uso de HSI secundario es siempre una restricción en la dureza de la alimentación.

Ayer

Hoy

Demandas Limitaciones en

Wi and Ai

HSI

Chancador de mandíbula

• Gran apertura de alimentación • Alta capacidad • Alimentación controlada • Forma Chancador Cóno

Chancador de conica – Un Concepto Poderoso Comparado a otros chancadoras, el chancador cono cuenta con algunas ventajas que lo hace muy adecuado para la reducción de tamaño y forma aguas abajo en un circuito de chancado.La razón es la cámara de chancado y las posibilidades de cambiar las aperturas de la alimentación y la descarga durante la operación. Geometría de Cámara

Montajes de Cámara Montaje de lado cerrado (CSS) + Montaje excéntrico (Ecc) = Montaje de lado abierto CSS

Superior cóncava

Inferior cóncava

CSS Montaje Lado Cerrado

Angulo d contra e Cóncavo cción

Manto

Ecc.

CSS Montaje Lado Cerrado

Manto

• Toma de la cámara para adecuarse al calibre de alimentación • Cada dimensión de máquina cuenta con diferentes opciones de cámara (otros tipos de chancador no lo tienen) • Cada cámara tiene cierto tamaño de alimentación vs relación de capacidad 3:8 Chap03.p65

OSS

• Un Ecc aumentado (en el mismo CSS), dará mayor capacidad pero también una descarga más gruesa • Un CSS reducido mejora la cubicidad pero también reduce la capacidad y aumenta el riesgo de obturación Calibre aproximado de descarga: Del Cóno 70-80%