Metalurgia 1 Capitulo III 2014

CONMINUCION DE MINERALES

• Término

utilizado para indicar la reducción de tamaño de un material. • Se aplica sin importar el mecanismo de fractura involucrado. • Los mecanismos puede ser: compresión lenta, impactos de alta velocidad, abrasión y esfuerzos de cort cortee o ciz cizalla. alla. • Los minerales minerales salen de la mina con tamaños muy diversos y la mayor mayor parte con una medida mucho a la deseada para el procesamiento. procesamiento. • Por ello es necesario su reducción de tamaño.

• Además de la

reducción de tamaño, se trata de conseguir partículas con una forma determinada. • No es un proceso mecánico solamente. • Es un proceso cinético con efectos efectos moleculares ordinarios y químicos que tienen gran influencia. • Comprende dos clases de operaciones: • Trituración

o chancado

• Molienda.

• Cada una de ellas

comprende varias etapas. • Representa el mayor porcentaje en los costos de procesamiento procesamiento del mineral.

Objetivos

Producir mineral con el tamaño adecuado para su posterior manejo, procesamiento y almacenamiento

Liberación de las especies comerciales desde una matriz formada por minerales de interés y ganga

Promover reacciones químicas rápidas a través de la exposición de una gran área superficial

Satisfacer requerimientos de mercado

• Aplicar energía ocasiona los siguientes cambios:

El esfuerzo distorsiona las partículas del mineral; la energía aplicada se almacena en el sólido. • A mayor fuerza, la carga energética crece hasta su limite elástico; se produce la fractura y se crea nuevas superficies. • La energía en exceso almacenada en el sólido se libera en forma de calor. •

• La cantidad de

energía usada para formar nuevas superficies es una pequeña proporción de la energía total almacenada en las partículas. • Dicha energía se considera inferior al 2%.

• Rittinger formuló la primera ley en

el año 1876. • Considera la energía necesaria para producir la ruptura de sólidos ideales, cuando alcanzan su deformación crítica o límite de ruptura. • La energía para la reducción es proporcional a la nueva superficie creada (D2). • Su aplicación es bastante exacta en la trituración de partículas intermedias. • Pero hay discrepancia con los resultados reales para tamaños finos.

• Kick estableció

la segunda ley en el año 1885. • La energía para producir cambios análogos en el tamaño de cuerpos geométricamente similares, es proporcional al volumen de los cuerpos (D3). • Así igual monto de energía produce igual cambio geométrico en el tamaño del sólido. • Asume que la energía usada en la fractura de un sólido ideal, es sólo la necesaria para deformar el sólido hasta su límite de ruptura, despreciando la energía adicional para producir la misma. • Su aplicación se confirma para trituración gruesa.

• Bond

publica la tercera ley en 1951 y es la que mejor se adapta a la realidad. • La energía necesaria es proporcional a la nueva longitud de fisura creada:

  W  10Wi     • Donde:

1 d 80

     D 80   1

W: Consumo energético en kWh/ TC mineral tratado. • d80: Tamaño 80% pasante producto (mm). • D80: Tamaño 80% pasante alimentación (mm). • Wi: Work índex (Índice de Trabajo o Índice de Bond). •

MATERIAL

Wi (kW-h/TC)

MATERIAL

Wi (kW-h/TC)

Vidrio

3,39

Mineral de cobre

14,44

Baritina

6,86

Clinker de cemento

14,84

Arcilla

7,81

Granito

15,83

Galena

10,68

Mineral de oro

16,31

Roca fosfatada

11,14

Taconita

16,36

Carbón mineral

12,51

Mineral de hierro

16,98

Mineral de plomo

12,54

Lutita

19,91

Caliza

12,77

Basalto

22,45

Feldespato

12,84

Esmeril

64,00

Cuarzo

14,05

Mica

148,00

• Las leyes constituyen solo

una aproximación, a pesar del progreso logrado en los últimos años. • La resistencia a la fragmentación del mineral tiene una gran influencia en la cantidad de energía consumida. • Esta resistencia es un componente complejo que depende de las distintas propiedades mecánicas del mineral como: Dureza • Tenacidad • Resistencia a la compresión y abrasividad. •

Mineral de Mina

Tamizado

Chancado Primario

Mineral con tamaño mayor que la abertura del tamiz

Chancado Secundario

Tamizado

Mineral con tamaño mayor que la abertura del tamiz

Chancado Terciario

Tamizado Mineral Triturado

Mineral con tamaño menor que la abertura del tamiz de barras paralelas (grizzly)

Etapa

Subetapa

Tamaño Alimentación

Consumo

Producto

energía (KWh/TC)

Primario

48 pulg.

16 pulg.

0,3  – 0,4

16 pulg.

4,5 pulg.

0,3 - 2

Terciario

4,5 pulg.

1 pulg

0,4  – 3

Primaria

1 pulg.

3600 µm

3  – 6

3600 µm

300 µm

4  – 10

300 μm

20 μm

10 - 30

Chancado Secundario

Molienda

Secundaria Terciaria

• Primera etapa de la reducción de tamaño. • Fragmenta el mineral extraído de

la mina. • El tamaño inicial del mineral depende del tipo de minado, transporte y escala de la explotación. • Las trituradoras o chancadoras producen altas compresiones a baja velocidad. • Los factores más importantes para seleccionar la trituradora primaria son: • Tamaño

de la alimentación. • La capacidad de procesamiento (TM/h). • Operan en circuito abierto.

Chancadora de mandíbulas o quijadas

Constituida por dos mandíbulas: una fija y otra móvil

Chancadora giratoria

Constituida por un recipiente fijo y una pieza trococónica móvil

Trituradoras Primarias

Dodge

Blake

• También

llamada trituradora de quijadas. • Formada por dos mandíbulas dispuestas una enfrente de la otra en forma de V. • Una mandíbula es fija y la otra es móvil. • Revestidas de acero al manganeso. • La móvil se acciona por la oscilación generada por una biela excéntrica y placas de articulación. • El acercamiento de la mandíbula móvil a la fija comprime las rocas del mineral produciendo su fragmentación. • El alejamiento de la mandíbula móvil permite que el mineral descienda por la cámara de trituración. • Existen dos tipos: Dodge y Blake (universal).

DODGE

BLAKE

Esquema de abertura de alimentación

Abertura de alimentación

• Formada

por una superficie fija y una móvil.

Fija: recipiente tronco-cónico invertido (bowl) • Móvil: pieza tronco-cónica (mantle). •

• La

reducción del mineral ocurre por la compresión que realiza el mantle con movimiento excéntrico y las paredes del recipiente (bowl). • La superficie del mantle se acerca sucesivamente a cada generatriz de la pared cóncava fija para alejarse posteriormente. • Así cuando el mantle se acerca a un punto de la pared del bowl, se aleja del lado opuesto.

Pieza tronco-cónica y recipiente

Abertura de alimentación

• Realiza la reducción de tamaño

del mineral triturado

que sale de la etapa primaria. • El tamaño máximo de la alimentación está en el rango de 12” a 16” (30 cm – 40 cm). • El objetivo es reducir el mineral hasta un tamaño adecuado para el chancado terciario o molienda. • El tamaño del producto está en el intervalo 4”- 6” (10 cm - 15 cm) • La fragmentación se lleva a cabo en seco. • Utiliza chancadoras de cono tipo estándar. • Operan en circuito cerrado con una zaranda.

• Efectúa la reducción de

tamaño del mineral que proviene de la trituración secundaria.

• El tamaño de la alimentación está en el rango de 4”

a

6” (10 cm - 15 cm) • La

finalidad es reducir el mineral a un tamaño que sea adecuado para la molienda. • El producto debe alcanzar un tamaño que se encuentre comprendido entre 1” y 1½” . • Fragmentación en

seco. • Utiliza chancadoras de cono tipo cabeza corta. • Operan en circuito cerrado con una zaranda.

• Se emplea

generalmente para la trituración secundaria y terciaria. • Es una chancadora giratoria modificada. • La principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado para dar alta capacidad y elevada razón de reducción del mineral. • El objetivo es retener durante mayor tiempo el mineral en la cámara de trituración, para alcanzar una mayor reducción de tamaño. • La chancadora Symons es la más común y se presenta en dos tipos: estándar y cabeza corta.

Chancadora de cono estándar

Revestimiento escalonado que permite alimentación más gruesa

Chancado secundario

Chancadora de cono cabeza corta

Angulo de cabeza más agudo que permite prevenir atoramientos

Chancado terciario

Chancadora Symons

• Potencia específica de

P=

la chancadora:

V ∗ I ∗ F ∗ cosφ 1000

Donde: P= potencia eléctrica de la chancadora, KW. • V= potencial suministrado al motor, V. • I= intensidad de corriente suministrada al motor, A. • F= fase del motor. • Cosφ= factor de potencia •

• Capacidad

de la chancadora de mandíbulas.

Capacidad teórica aproximada teniendo en cuenta las medidas geométricas:

T = 0,6 ∗ L ∗ S

Donde: T= capacidad de la chancadora, TC/h. • L= longitud de la abertura de alimentación, pulg. • S = abertura del set de descarga, pulg. •

• Capacidad

de la chancadora de mandíbulas.

Considerando condiciones de operación como: dureza, humedad, rugosidad y otras:

TR = K  ∗ K m ∗ K f  ∗ T

Donde: • TR= capacidad real, TC / hr. • Kc= factor de dureza, de 0,65

a 1. • Km= factor de humedad, de 0,75 a 1. • Kf = factor de arreglo de la alimentación, 0,75 a 0,85. • T = capacidad teórica, TC / hr