Mandamientos de La Molienda PDF

7 ma Conferencia / Minería y Metalurgia

Optimización de Procesos de MOLIENDA – CLASIFICACIÓN

Desafíos – Oportunidades – Escenarios

Javier Jofré R. Asesor Moly-Cop Chile S.A.

Iquique, 11 de Agosto 2016

CONFIGURACIÓN CLÁSICA VERSUS SAG

Mina

MÓDULO SAG Diversas Configuraciones

MOLIENDA BOLAS

CHANCAD O PRIMARIO

CHANCADO 2°, 3° y 4°

HPGR

MOLIENDA BARRAS

MOLIENDA BOLAS FLOTACIÓN

CHANCADO 2°

MOLIENDA BOLAS

Principio Filosófico 3

Voltaire, 1694 - 1778

CONFIGURACIÓN CLÁSICA

Mina CHANCAD O PRIMARIO

CHANCADO 2°, 3° y 4°

MOLIENDA BARRAS

MOLIENDA BOLAS FLOTACIÓN

¿Cuál es el Camino Práctico? EL CÍRCULO “VIRTUOSO” DE LA OPTIMIZACIÓN Nuevos Proyectos Operaciones Existentes

Nuevas Nuevas Condiciones Condiciones Operacionales Operacionales (Mandamientos) (Mandamientos)

Ensayos Ensayos aa Escala Escala Piloto Piloto oo Laboratorio Laboratorio

Muestreo Muestreo aa Escala Escala Industrial Industrial

Balance Balance Materiales Materiales BallBal BallBal SAGBal SAGBal

Implementación Implementación

Estimación Estimación Parámetros Parámetros BallParam BallParam SAGParam SAGParam

Escalamiento Escalamiento yy Simulación Simulación BallSim BallSim SAGSim SAGSim

Recomendaciones Recomendaciones 6

Los 10 Mandamientos(1) MOLIENDA CONVENCIONAL

MOLIENDA SEMIAUTOGENA

Mandamiento # 1. Mantener el Máximo Nivel de Carga en el Molino.

Mandamiento # 9. Maximizar la Utilización de la Potencia Instalada.

Mandamiento # 2. Incrementar la Velocidad de Rotación del Molino.

Mandamiento # 10. Incrementar la Fineza de la Alimentación Fresca al Circuito.

Mandamiento # 3. Incrementar la Fineza de la Alimentación Fresca al Circuito. Mandamiento # 4. Reducir la Fineza del Producto Molido al Mínimo Permitido. Mandamiento # 5. Determinar el Tamaño Optimo de Bolas a Recargar. Mandamiento # 6. Maximizar el Contenido de Sólidos en el Retorno de los Ciclones. Mandamiento # 7. Maximizar la Dosificación de Agua al Cajón de la Bomba. (1) Dr. Jaime E. Sepúlveda

Mandamiento # 11. Engrosar el Producto de Traspaso a la Molienda Secundaria (T80). Mandamiento # 12. Determinar la Optima Densidad Aparente de la Carga. Mandamiento # 13. Recargar Bolas del Mayor Diámetro Comercialmente Disponible.

GENERALES Mandamiento # 14. Implantar Sistema de Control Experto. Mandamiento # 15. Establecer

SIMULADOR DE BOND (Sintonizado)... (Planilla Bond_Mill Throughput ) Moly-Cop Tools TM (Version 3.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity Remarks

Molino 1

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh (net)/metric ton Feed Size, F80, microns Product Size, P80, microns Total Plant Throughput, ton/hr

13,03 9800 150 100,0

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. Diameter ft 12,00

Eff. Length ft 15,50 L/D 1,292

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

Mill Speed % Critical 72,00 rpm 15,92 72,00 2,80 1,86 7,75

Charge Filling,% 36,00

Balls Interstitial Filling,% Slurry Filling,% 36,00 100,00

Charge Volume, m3 17,91

Lift Angle, (°) 36,0

9,32 932 1 932 Mill Power, kW 804 0 129 932 10,0 1036

Mill Charge Weight, tons Ball Slurry Charge Interstitial above Balls 83,26 13,33 0,00

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total Apparent Density ton/m3 5,395

8

9

INCREMENTAR NIVEL DE LLENADO 3,4 %

Mayor Tratamiento

Moly-Cop Tools TM (Version 3.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity Remarks

Molino 1

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh (net)/metric ton Feed Size, F80, microns Product Size, P80, microns Total Plant Throughput, ton/hr

13,03 9800 150 103,4

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. Diameter ft 12,00

Eff. Length ft 15,50 L/D 1,292

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

Mill Speed % Critical 72,00 rpm 15,92 72,00 2,80 1,86 7,75

Charge Filling,% 40,00

Balls Interstitial Filling,% Slurry Filling,% 40,00 100,00

Charge Volume, m3 19,89

Lift Angle, (°) 36,0

9,32 964 1 964 Mill Power, kW 831 0 133 964 10,0 1072

Mill Charge Weight, tons Ball Slurry Charge Interstitial above Balls 92,51 14,82 0,00

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total Apparent Density ton/m3 5,395

10

LIMITANTES OPERACIONALES Evitar exceder la potencia máxima del motor.

Por su geometría y diseño, no todos los molinos industriales aceptan los mismos niveles máximos de llenado . E n particular , los del tipo ‘ overflow ’ , de gran diámetro, normalmente limitados a llenados inferiores al 40%. En general, niveles superiores al 42% de llenado sólo incrementan los consumos de bolas, sin lograr a cambio un correspondiente incremento en la tasa de tratamiento. 11

12

INCREMENTAR LA VELOCIDAD

5,6 % Mayor Tratamiento

Moly-Cop Tools TM (Version 3.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity Remarks

Molino 1

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh (net)/metric ton Feed Size, F80, microns Product Size, P80, microns Total Plant Throughput, ton/hr

13,03 9800 150 109,2

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. Diameter ft 12,00

Eff. Length ft 15,50 L/D 1,292

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

Mill Speed % Critical 76,00 rpm 16,81 72,00 2,80 1,86 7,75

Charge Filling,% 40,00

Balls Interstitial Filling,% Slurry Filling,% 40,00 100,00

Charge Volume, m3 19,89

Lift Angle, (°) 36,0

9,32 1018 1 1018 Mill Power, kW 877 0 141 1018 10,0 1131

Mill Charge Weight, tons Ball Slurry Charge Interstitial above Balls 92,51 14,82 0,00

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total Apparent Density ton/m3 5,395

13

LIMITANTES OPERACIONALES Evitar exceder la potencia máxima del motor.

A umentan los riesgos de impactos bola / revestimiento s y los resultantes daños a estos últimos, afectando negativamente la disponibilidad operacional del equipo. En el extremo, la carga de bolas podría llegar a impactar preferentemente a las barras levantadoras del extremo opuesto, imperando una condición de ‘ volante de inercia ’ , caracterizada por una disminución de la potencia demandada. 14

INCREMENTAR Nivel de Llenado y Velocidad

P

ton/hr

E F E C T O S N E T O S

J C

A

Nc U

S

A

S

15

LA “ TAREA DE MOLIENDA ” 100

% Passing

80

Producto

Alimentación Fresca 10 10

100

P80

1000

F80

10000

Particle Size, µ m 16

17

RELAJAR TAREA DE MOLIENDA (Menor F 80 ) 2,7 % Mayor Tratamiento Moly-Cop Tools TM (Version 3.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity Remarks

Molino 1

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh (net)/metric ton Feed Size, F80, microns Product Size, P80, microns Total Plant Throughput, ton/hr

13,03 7000 150 106,2

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. Diameter ft 12,00

Eff. Length ft 15,50 L/D 1,292

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

Mill Speed % Critical 72,00 rpm 15,92 72,00 2,80 1,86 7,75

Charge Filling,% 40,00

Balls Interstitial Filling,% Slurry Filling,% 40,00 100,00

Charge Volume, m3 19,89

Lift Angle, (°) 36,0

9,08 964 1 964 Mill Power, kW 831 0 133 964 10,0 1072

Mill Charge Weight, tons Ball Slurry Charge Interstitial above Balls 92,51 14,82 0,00

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total Apparent Density ton/m3 5,395

18

LIMITANTES OPERACIONALES Debemos disponer de capacidad ociosa en la etapa previa de chancado.

La tecnología actual permite chancar a tamaños tan finos como 1/4 ” , pero difícilmente menores.

19

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RELAJAR LA TAREA DE MOLIENDA (Mayor P 80 ) 7,7 % Mayor Moly-Cop Tools

TM

Tratamiento

(Version 3.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity

Remarks

Molino 1

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh (net)/metric ton Feed Size, F80, microns Product Size, P80, microns Total Plant Throughput, ton/hr

13,03 7000 170 114,3

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. Diameter ft 12,00

Eff. Length ft 15,50 L/D 1,292

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

Mill Speed % Critical 72,00 rpm 15,92 72,00 2,80 1,86 7,75

Charge Filling,% 40,00

Balls Interstitial Filling,% Slurry Filling,% 40,00 100,00

Charge Volume, m3 19,89

Lift Angle, (°) 36,0

8,44 964 1 964 Mill Power, kW 831 0 133 964 10,0 1072

Mill Charge Weight, tons Ball Slurry Charge Interstitial above Balls 92,51 14,82 0,00

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total Apparent Density ton/m3 5,395

21

LIMITANTES OPERACIONALES

Debemos analizar los posibles impactos sobre la eficiencia de las etapas siguientes en la cadena de procesamiento .

22

RELAJAR LA TAREA DE MOLIENDA

E

ton/hr

E F E C T O S N E T O S

F 80

P 80

C A U S A S

23

SIMULADOR DE BOND P 80 = 170 µm

500 tph

4359 kW

F 80 = 7000 µm

¡Tiene un bajo nivel de conciencia..! 24

La Ley de Bond tiene una consciencia limitada

No tiene respuestas para muchas interrogantes P 80 = 170 µm Granulometría Producto ?

Vortex ?

# de Ciclones ? Apex ?

4300 kW

Carga Circulante ?

500 tph F 80 = 7000 µm Agua ? d bola ?

SE REQUIERE OTRO SIMULADOR… (con más consciencia)

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Molinos de Bolas Convencionales

CORRELACIONES EMPÍRICAS Fórmula de Allis Chalmers (Bond) (2) . d B * = 1.354 (F 80 ) 0.5 [ ρ s W i / (N c D 0.5 ) ] 1/3 donde : dB* = Tamaño ideal recarga de bolas, mm. F80 = Tamaño 80% pasante en la alimentación, micrones. ρs Wi N Nc D

= = = = =

Densidad mineral, ton/m3. Indice de Trabajo de Bond, kWh/ton (métrica). Velocidad de rotación del molino, rpm. % velocidad de rotación crítica del molino. Diámetro efectivo del molino, pies.

(2) Mineral Processing Plant Design, Chapter 12, SME of AIME, 1980.

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Molinos de Bolas Convencionales

CORRELACIONES EMPÍRICAS Fórmula ARMCO (Azzaroni) (3) . d B * = 6,06 (F 80 ) 0.263 ( ρ s W i ) 0,4 /(N D) 0,25 donde : dB* = Tamaño ideal recarga de bolas, mm F80 = Tamaño 80% pasante en la alimentación, micrones ρs = Densidad mineral, ton/m3 Wi = Indice de Trabajo de Bond, kWh/ton (métrica) N = Velocidad de rotación del molino, rpm Nc = % velocidad de rotación crítica del molino. D = Diámetro efectivo del molino, pies. (3) 3rd ARMCO-Chile Symposium, Nov. 10-14. 1980.

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EFECTO DE LA COMPOSICIÓN DE CARGA BOLAS (BallSim_Direct – BallSim_Reverse – BallSim_Dual) Wio

3,007 (Guess) 0,000 (Actual) 3,007 (Delta)

Circulating Load

% Fines MD Q

Iterate

Bpf Pressure

2,80 7,75

Ore Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

425,0 5,0

Feedrate, ton/hr (dry) Feed Moisture, %

Total Water

Very Important : Simulation results are not valid until the Iterate button has been clicked after any input data changes.

Arbiter's Flow #

Feed Size Distribution

i

Mesh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Opening

1,05 0,742 0,525 0,371 3 4 6 8 10 14 20 28 35 48 65 100 150 200 270 400 -400

Make-up Ball Size, mm

25400 19050 12700 9500 6700 4750 3350 2360 1700 1180 850 600 425 300 212 150 106 75 53 38 0

Mid-Size

21997 15554 10984 7978 5641 3989 2812 2003 1416 1001 714 505 357 252 178 126 89 63 45 19

77,0

% Retained

0,00 3,75 12,45 10,55 7,75 6,26 5,13 4,06 3,83 2,93 2,66 2,26 1,94 1,66 1,41 1,22 1,04 0,89 0,64 4,61

% Passing 100,00 100,00 95,00 78,40 64,33 54,00 45,66 38,82 33,41 28,31 24,41 20,87 17,86 15,27 13,06 11,18 9,56 8,18 7,00 6,15 0,00

0,00 5,00 16,60 14,07 10,33 8,34 6,84 5,41 5,10 3,90 3,54 3,01 2,59 2,21 1,88 1,62 1,38 1,18 0,85 6,15

3,03 inches

Selection Function Parameters :

alpha0 alpha1 alpha2 0,009180 0,650 2,50 5,75 > 4,60 > 4,20