Diseño de Planta Concentradora, Chancadora, Molino

 

DISEÑO DE PLANTA PLANTA CONCENTRADORA CONCEN TRADORA CHANCADORA MOLINO

 

DISEÑO DE PLANTA CONCENTRADORA El futuro del diseño de Plantas Mineras es planteado en relación a las tendencias actuales y a la necesidad futura de construir Plantas que trataran mayores tonelajes y minerales de leyes más bajas cada día y que vayan de acuerdo a los avances tecnológicos del sector minero. El diseño además del conocimiento requiere de la experiencia y el sent se ntid ido o com omún ún pa parra usar usar los los dato datoss disp dispon onib ible les. s. Para el diseño exitoso de una planta minera se debe de considerar los sig siguie uient ntes es aspect aspectos: os: • • • •

• •

       

Dispo Disponibili nibilidad dad de agua Co Conoc nocimi imient ento o de la ge geolo ología gía y miner mineralo alogía gía del min miner eral al Tipos y grado de ganga Tip ngas El pr proc oces eso o adec adecua uado do de tr trat atam amie ient nto o meta metalú lúrrgi gicco en ba base se a pruebas metalúrgicas

   Rese Reservas rvas y nto recurso rec s na y di Pl Plane aneam amie ient oursos de mi mina disp spos osic ició ión n de rela relavves

 

CONDICIONES PARA EL DESARROLLO DEL DISEÑO Toda Planta Minera requiere de condiciones para desarrollar un dise di seño ño apr apropia opiado do a con onti tinu nuac ació ión n se deta detall lla: a: •

• •

•

•

• • •

  Pr Prue ueba bass de labo laborrat ator orio io Bat Batch pa parra es esta tabl blec ecer er un prel prelim imin inar ar diagr dia gram amaa de f lujo lujo qu quee sea sea econ económ ómic icam amen entte y té técn cnic icam amen ente te rentable.   Pr Prue ueba bass a esca escala la pi pilo lotto.   Las prueba pruebass deb deben en inclui incluir: r: chanca chancado do,, clasi clasifica ficació ción, n, mol molie ienda, nda, flotación. bombeo, disposición de relaves, tratamiento de aguas, prueba pru ebass de sedime sedimenta ntació ción n de filtra filtrado do,,   Es muy important importantee la experie experiencia ncia en tratamie tratamiento nto de mineral minerales es        

similare simila ress en pla planta ntass sim simila ilare res. s. Lo Loss anál anális isis is qu quím ímic icos os cual ualit itat atiivo y cuan anttit itat atiivo son muy  importantes. Dis Diseño eño del f low low she sheet et Balanc Balancee de mat material eriales es Se Sele leccci ció ón del del tam amaaño de equi equipo poss bas asad ado o en el tone nellaje aje de tratamiento.

 

ELECCION DEL PROCESO En los estudios beneficio de de minerales el procesounitarias general  consiste en unadecombinación las operaciones que se incluyen en una secuencia normal: •

•

•

•

•

•

•

  Trituración   Molienda   Clasificación   Pr Proc ocedi edimie mient ntos os de co conc ncent entra ració ción: n:    Flotación   Separacio Separaciones nes sol solido ido  – liquidas   Espesado   Filtrado

 

DISPOSICION DEL FLUJOGRAMA  Asumiendo que las pruebas metalúr metalúrgicas gicas han sido completament completamentee hec he cha hasrcion s ionar sobr sobre n enú núm maerun o esq sufi sufici cien ent uest estejable. ras le. como par araa pr propo oporc arela ubase bas para par esquem uema atede de f lu lujo jomman manejab Los mismos datos pueden Los den resultar en muchas variacione ness dependiendo de quienes hagan el trabajo, pero se puede comentar lo sig siguie uient nte: e: Manten ener er el flujo flujogr gram amaa lo más más dir direct ecto y simp simple le po posi sibl blee    Mant   Suministrar razonables factores de seguridad de forma de que el mineral   “anormal”   pue pueda ser tratado sin consecuencias erecuperación conómicas serias debidas a la baja capacidad o pobre   La trituración la más barata que la molienda, triturar hasta el tamaño tam año más peque pequeño ño    Evitar aberturas aberturas en los puntos de alimentación desde las tolvas tolvas o silo si tama ta los maño s ños qu que s emás máti tien send gr grue dueso ensossa crear ear segr segreegaci gació ón part partic icul ular arm ment ente en

 

   La

molienda en molinos de bolas es más barata que uno de barras, el molino de bolas pueden aceptar tamaños de hasta 19

mm yinación tener undeproducto más acabado económicamente que una comb ombinac ión mol molino ino de bar barra rass  –  moli  molino no de bolas bolas..    Los molinos de borras pueden aceptar alimentaciones relativamente gruesas de 100 a 25 mm cuando la trituración a menoss de 2255 mm no es práct meno práctica ica    evitar Ponercortocircu porocircuitos lo menos cort itos

tres unidades de acondicionadores para   Los circuitos de flotación deberían de encontrarse adaptados a lass unid la unidad ades es de moli molien enda da util utiliz izad ados os es nec necesar esario io no tener ener cadenas cad enas largas largas sin sino o celdas eldas más grand grandes es 

  pro Losporcionar espe escionar pesa sado dore ress debe dente berí rían an ose se serr de un ta tama maño ño sufic suficie ient ntee pa parra propor suficie suficiente reb rebose    El es esqu queema de un fluj flujo acab acabad ado o es un diag diagrrama ama pi picctór óriico esquemático que ilustre claramente las etapas del proceso, el equipo o maquinaria recomendada y los tonelajes de sólidos, líquid líq uidos os y pulp pulpas as que tienen tienen que trata tratarse rse

 

BALANCE DE MATERIA Como dicho anteriormente, un aspecto importante de todo estudiohemos de procesamiento proc esamiento de minerales minerales es un análisis de la forma form a en que está distribuido el material en los puntos en que se dividen o se combi ombina nan n los f lujo lujoss dent dentrro del del cir ircu cuit ito o. Es po porr consi onsigu guie ient ntee necesa nec esario rio conoc onocer este este aspect aspecto o par paraa dis diseña eñarr ade adecu cuada adamen mente te un diagrama de proceso y es también esencial para hacer estudios de evaluación y optimización de plantas en operación. Esta serie de cálculos que se realizan se conocen como  “Balance de Materiales” el cual cual se basa basa en el pr princ incipi ipio o de la la conserva onservació ción n de la m mat ateri eriaa

a) BA BALANC LANCE E DE MA MATE TERI RIAL ALES ES:: Consiste en los sólidos que se tienen en cada punto del proceso loss cual lo cuales es son son det determi ermina nant ntes es en el di dise seño ño..

b) BAL ALAN ANC CE DE AGU GUA: A:   est está dado por la cantidad de agua suminis sumi nistr trad adaa en todos odos los los pu punt ntos os del del pr proc oces eso o. Est Este ba bala lanc ncee  viene acompañado en el diagrama de fflujo lujo..

 

CIRCUITO MOLIENDA CLASIFICACIÓN PLANTA CONCENTRADORA

2,45 1438

95 5

2,70 152

2,8 1600

57

3,19 2060

MILL BAR 5' x 8'

57

3,10

6'x6' MAGENS  A

1960

2,70 1850

TMSH AGUA t/h Pulpa t/h

LEYENDA SpGr % solidos Desidad g/L

Solidos M3/Hr Agua M3/Hr Pulpa M3/Hr

 

DISTRIBUCION EN PLANTA MINERA La importancia de la distribución en planta radica en el máximo aprovechamiento del espacio disponible en una Planta, minimizando los altos cost costos os de produc producción. ción. SELECCIÓN DE EQUIPOS EN PLANTA PLAN TA CONCENTRADORA para 1000 Tm/h.

CIR CI RCUIT CUITO O DE CHANCA CHANCADO DO::   Chan Chanca cad do es la pri rime merra etapa paradeelchancado beneficiode deun minerales, vez establecido las etapas mineral seuna establece el diseño del cir circuit cuito o de cha chanca ncado do y sus eta etapas pas co corr rresp espond ondien iente tes: s:

 

a) CHANCADO PRIMARIO:  Es donde tiene lugar la

 primera reducción de tamaño de un mineral en

bruto que sson ale dusadas e la minprincipalmente a,   Las chanc hancad ador oras as  giratorias para chancado primario. La chancadora giratoria consiste de un largo eje vertical o árbol que tiene un elemento de cabeza molienda de acero de forma denominada el cual se asienta en un cónica, mango excéntrico. El árbol esta normalmente suspendido de una araña y a medida que gira normalmente entre 85 y 150derpm, describe trayectoria únicaa en el interior la cámara de una chancado fija debido la acción giratoria de la excéntrica, al igual que en la chancadora de mandíbula, el movimiento máximo de la cabeza ocurre cerca de la descarga.

 

Su capacidad es mayor que la de una chancadora de mandíbulas de la misma boca y generalmente se prefiere en aquellas plantas que tratan tonelajes grandes des de material. En minas que que tienen capacidades de chancado sobre 1000 tc/h, se seleccionan siempre chancador chanc adoras as girato giratorias rias.. Las chancadoras giratorias grandes frecuentemente trabajan sin mecanismos de alimentación y se alimentan por camiones. Si la alimentación contiene demasiados finos puede que haya moderna que usar un tamiz de preclasificación (grizzly) pero la tendencia en las las plan planta tass de gran gran capa capaci cida dad d es tr trab abaj ajar ar si sin n griz grizzl zlie iess si el mineral lo permite. Esto reduce el ral, costo lazando instalación y reduce laaña altura desde cu cual al ccae ae el mine minera l, mini mide nimi miza ndo así así el da daño ño a la ar araña de cen entr trad ado ola.

 

El tamaño de las chancadoras giratorias se especifica por la boca (ancho de la abertura de admisión) y el diámetro del manto, como se muestra en la fi fig gura Nº 01. Así, una chancadora girat ato oria de 60x 89, tendrá un ancho de admisión de 60 pulg y un manto de 89 pulg de diámetro. El ángulo de mordida en este tipo de chancadora normalmente es mayor que al de mandíbulas, generalmente 25°.  Seleccionamos una chancadora 60 -

89

Figura Nº 01. Medidas de Chancadora Chancadora Giratoria

 

Abertura de descarga HP RPM motri máxim o z

Chancadora

RPM

30 - 55

175

600

300

36 - 55

175

600

300

42 - 65

150

514

400

48 - 74

135

514

500

54 – 74

135

514

60 – 89

125

60 - 109

110

3”

4”

5”

6”

7”

510

650

810

600

760

8”

1000

1250

1650

1700

1950

2300

2700

500

2000

2250

2250

514

600

2500

2840

3260

450

1000

9”

10”

11”

12”

5260

5900

6600

3600 4620

 

BALANCE DE MA MATERIA TERIA EN CIRCUITO DE CHANCADO

1000 TMPD

200 TMPD

200 TMPD

400 TMPD 400 TMPD 600 TMPD

1000 TMPD

 

b) CHANCADO SECUNDARIO:  Es un equipo donde se

realiza el chancado del mineral proveniente del chancado primario, generalmente se utiliza chancadoras cónicas del tipo Estándar. Es el tipo más común de chancadora de cono en operación, la chancadora de cono estándar normalmente se usa en chancado secundario. La chancadora de cono estándar tiene un revestimiento escalonado lo cual permite una alimentación más gruesa que la de cabeza corta. En estas máquinas el tamaño de admisión es relativamente grande, varia de 4 a 8 pulgadas en los modelos grandes de 7 pies, hasta 2 1/2 a 4 pulgadas en los modelos pequeños de 2 pies. En cuanto al tamaño del producto, éste varia de 4 a 3/4 pulgadas (100 mm a 19 mm) según el tamaño de la máquina. Un valor típico para una máquina de 7 pies es lograr un producto bajo las 2 pulgadas. La razón de reducción normalmente está en el ran rang go de 33:1 :1 y rar aram amen ente te m más ás de 55:1 :1..

 

El chancado secundario normalmente trabaja en circuito abierto pero. a veces es recomendable tamizar el material antes de pasar por el chancador para eliminar aquella parte de la alimentación que ya cumple con las exigencias de tama ta maño ño del pr prod oduc uctto. Es Estto se rec ecom omie iend ndaa en gen ener eral al cuando la alimentación contiene más de 25% de material menor qu quee la abertura de salida del chancador. Una característica importante de estas máquinas es que el casco es mantenido abajo un sistema anular de resortes o por un mecanismo hidráulico. Esto permite que el casco ceda si entra a la cámara de chancado algún material muy duro (por ejemplo, trozos de acero) permitiendo que el objeto duro pase. Si los resortes están trabajando continuamente, como puede ocurrir con menas que contienen partículas muy duras, se permitirá que material sobre tamaño escape del chancador. En la figura Nº 02 se muestra la imagen de unaa ch un chan anca cado dorra cón ónic ica. a.   Selec Selecci cion onar ar la ch chan anca cado dorra

según la tabla para 1000 tmph

 

Figura Nº 02. Chancadora cónica Estándar 

 

Tamaño ft

2

3

4800

5100

5½

7

Capacidades en toneladas/hora toneladas/hora Tipo ¼” cámara Fino 18 Grueso Extra G Fino Grueso Extra G Fino Grueso Extra G Fino Grueso Extra G Fino Grueso Extra G Fino Grueso Extra G

⅜”

20 20 40

70

½“

⅝”

¾”

⅞”

1”

1 ¼”

1 ½”

25 25 25 50 50

30 30 30 60 60

35 35 40 70 75

40 45 50 75 90

45 50 55 80 100

50 60 70

60 75 80

120

140

90 100

110 110 140

90 140 165 175 160 210

200

235

100 150 190 200 175 225 240 275 300

120 170 220 230 200 265 275 300 375

140

120

75 130 145 145 150 175

500

620

180

370

400

750

2”

270 280

320 330

325 335 350 450 450 750

385 395 500 500

2 ½”

700 800

850 1200 1400 850 1200 1400

 

c) CHANCADO TERCIARIO:  Este tipo de chancado es el que para recib el mineterciario ral del utiliza chancuna ado secundario, ele chancado chancadora cónica de cabeza corta es similar a la chancadora secundaria solamente que gira a mayor  velocidad,  velo cidad, también utiliza un sistema de lubricación con un termómetro para controlar la temperatura. Es la última etapa del circuito de chancado dando céxito om omo ode pr prod oduc uct to fin final al un mat mater eria iall homo homog géneo én eo,, el las demás operaciones unitarias en plantas concentradoras de minerales depende del producto obtenido en el circuito de chancado. En la figura Nº 03 se muestr muestraa una chancador chancadoraa cónica terci terciaria. aria.

 

Figura Nº 03. Chancador Chancadora a Cónica de Cabeza Corta

 

Tamaño ft

CAPACIDADES CAP ACIDADES TN/h T N/h

5 ½”

Fino Medio grueso Extra grueso 7 Fino Medio grueso Extra grueso

3/16”

3/16”

¼”

3/8”

½”

5/8”

85 130 124

90 130 124

135 200 180

175 230 204

210 240 204

245 270 216

90 155 155

135 200 180

175 230 196

210 250 213

250 350 300

175 260 230

250 350 305

3/16”

3/16”

¼”

3/8”

½”

5/8”

120 240 230

160 240 230

280 390 350

315 436 390

315 500 468

420 500 400

315 440 395

360 500 425

420 550 470

380 500 468

380 620 510

 

MOLINO DE BOLAS

PARÁMETROS DE MOLIENDA. a) Velocid elocidad ad crític crítica: a:   La red educ ucci ción ón de tam tamañ año o, en lo loss

molinos de bolas, se presenta por la cascada de medios de molienda, carga mineral, y agua, que garantizan una correcta molienda; la magnitud está determinada por la velocidad del molino, la cual no debe de ser mayor a la velocidad critica, si la fuerza centrífuga es mayor evit ev itaa la ca caíd ídaa y la ffor orma maci ción ón de de la ca casc scad adaa de m mol olie iend nda. a.  N C 



76.6 rpm

 D

Donde: Nc = Velocidad Critica. D = Diáme Diámetr tro o de mo moli lino no en fft. t.

 

Para logr ograr que exi exista sta b) Medios de molienda:   Pa

molienda se emplean como medios de molienda bolas de acero, para calcular el diámetro ideal se emplea la expresión 1

1

 F       B  80

 K 

2

 

   *W i

  100 * N 

c

*

  3    D  

Donde: B= Diámetro de las bolas en pulgadas. F80 = Tamaño en micrómetros del 80% de la alimentación. Wi = Índice de trabajo.  = Densidad del material. δ  =  Nc = Fracción Fracción de la velocidad critica. D = Diámetro interno del molino en pies. K= Constante (335 vía seca y 350 vía húmeda)

 

W  I  ( corr )



W  I  ( base)   f  1    f  2   f  3   f  4   f  5 

 











f  6

f 1 = Factor corrector molienda en seco. La molienda seca requiere un 30% más de potencia comparada a la molienda húmeda, entonces f 1 = 1,3 para el caso de molienda seca, f 1= 1= 1 para el caso de molienda húmeda.

f 2 = Factor corrector de molienda en circuito c ircuito abierto. Cuando se efectúe molienda húmeda en circuito abierto, la cantidad de potencia extra requerida, comparada a la misma molienda efectuada en circuito cerrado, dependerá del grado de control requerido en el producto de molienda producido.

% Producto que pasa el tamaño de control 

Valor 

50

1.035

60

1.05

70

1.10

80

1.20

90

1.40

92

1.46

95

1.57

98

1.70

 

molino (D). f 3 = Factor corrector de la eficiencia por el diámetro interno del molino   0,2

     8     f  3    D    

 f 3

;  D  8  pies

 0,9146    

 

  f  3



1  ; D  

8 pies



; D  12,5 pie  piess

f 4 = Factor corrector por la alimentación de material más grueso que un cierto valor óptimo. R r = Razón de reducción del 80% = F 80   /P 80. 80  80. m).   ). F 80 80 = Tamaño 80% pasante de alimentación (   m m).   ). P 80 80 = Tamaño 80% pasante pasante del producto (   m W I(base) I(base) = Work index base del mater material ial (kWh / ton. corta). F 0 = Tamaño óptimo de alimentación (   m). m   ).

  F  80   F 0      F  0    

 Rr   W  I ( base)  7      f  4 

 

 Rr 

 F 0



16000  

13 

W    I  ( base)

 

f 5 = Factor corrector por la sobre molienda de finos, cuando P 80 80  75  m. m.   f  5



 P 80



10,3 1,145  P 80

f 6 = Factor corrector por baja razón de reducción en el molino, cuando R r < 6 W  

W

 W   (

 I  corr )

  10 10        P   F 80  80    

= Consumo de energía (kWh) requerido para reducir una tonelada corta de material, desde

F 80 80 (   m) m   ) hasta 80% pasante P  80 (  80  m). m   ). W I(corr) I(corr) = Valor corregido de W I(base) I(base) (kWh / ton. corta).

un tamaño 80% pasante

 

CONSUMO DE D E POTENCIA POTENCIA  PM   P M  W  C   

PM



 PM '

 



 

1  ,341



PM 

= Potencia mecánica requerida para la conminución del material en (kW).

PM’  =  = Potencia mecánica requerida requerida para la conminución del material en (HP).

W

= Consumo de energía para reducir reducir una tonelada corta de material (kWh / ton. corta.). corta .).

requerida del molino molino de barras barras industrial C  = Capacidad requerida

(ton. corta /h):

 100         

 PE    PM  '

PE

= Potencia eléctrica requerida a la entrada del motor (HP).

PM’  =Potencia  =Potencia mecánica requerida para la conminución del material (HP):   Eficiencia del motor (%).

 

1

    3,5    PE     D     L    0 , 461 1 , 505   K  B  (%V  P  )  (%C   S  )    D  

K B

= Constante de proporcionalidad, proporcionalidad, cuyos valores valores son: 5

4,365 x10 = Para descarga por rebalse; molienda húmeda.  

5

 

4,912 10 = Para descarga por parrilla; molienda húmeda.   5 5,456 x10 = Para descarga por parrilla; molienda seca.  x

%V P = % del volumen interno del molino cargado con barras (volumen aparente de la carga de bolas, se aconseja utilizar un valor de % V   p entre 40 y 50%. %C S = % de velocidad crítica del molino, se aconseja seleccionar un valor entre 68 y 78% 78% de la velocidad crítica.. Una vez calculados los valores teóricos de

L y D, se debe escoger desde catálogos aquellos

L y D que más se acerquen a los especificados por el fabricante, esto implica recalcular la potencia eléctrica del motor (PE) utilizando los valores finalmente

valores prácticos de

escogidos para

L y D.

 

Calcular el diámetro del molino con los siguientes datos: Molienda WI (base) (kWh /tc) C (ton. corta / h) D inicial (pies) F80 (mm)

Humeda 13,4 114,83 8 10000

P80 (mm) h (%) Rr L/D % Cs (veloc. critica)

300 96 33,33 1,2 70

% Vp KB Peso especifico gr/cc

35 2.3