MOLIENDA_SAGcompleto

MOLIENDA SAG

1

2

3

Datos generales sobre consumo de energía y acero en molinos. Etapa

Consumo Acero (Kg/ton) Energía (kWh/ton)

Primaria

0,15 - 0,30

3-6

Secundaria

0,50 – 1,0

6 - 15

Terciaria

0,50 – 1,0

10 - 30

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Molinos Convencionales. La etapa final de conminución se realiza en molinos cilíndricos usando bolas como medio de molienda, aptas para molienda fina. El término molino de bolas se utiliza en aquellos que tienen una razón largo a diámetro 1,5 a 1,0 o menor y no hay un criterio general para elegir una razón L/D dada. El tipo más usado de descarga de molino de bolas es por rebalse.

Molinos Semiautógenos (SAG). Son molinos similares a los anteriores en que la carga de alimentación proviene directamente de la Mina o desde un Chancador Primario. Pero en este caso, se agregan una proporción menor de bolas de acero para mejorar la acción moledora de las colpas gruesas de la carga. Generalmente las bolas representan entre un 4 y 12 %. del volumen total del molino.

Las bolas que se agregan a la molienda SAG son de tamaño mayores que 3 pulgadas de diámetro. 5

COMPARACIÓN ENTRE MOLIENDA SEMIAUTÓGENA Y CONVENCIONAL. Ventajas:  Menor número de etapas en el proceso de reducción de tamaño, por la eliminación del Chancado secundario y terciario.  Menor costo global de operación o al menos competitivo.  Mayor facilidad para tratar minerales húmedos y difícil de chancar.  Mayor capacidad por molino.  Inversión inicial menor.

Desventajas:



Menor disponibilidad de la Planta.

 Mayor inestabilidad de la operación.  Mayor consumo de energía.

 Aumento de la complejidad de los sistemas eléctricos. 6

•

Dureza del mineral

•

No existe un control operacional directo sobre la dureza del mineral alimentado al molino. Mientras más 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

•

•

•

7

Tabla 5.4. Mecanismos de conminución Mecanismo

Definición

Ejemplo

Por impacto

Ocurre cuando la energía es aplicada rápidamente y es mayor que la que se necesita para romper la partícula, entonces la partícula se rompe en muchos pedazos con un amplio rango de tamaños.

Cuando bolas de gran tamaño (5”) son levantadas con suficiente energía, como para que se separen de la carga y caigan golpeando violentamente al mineral que se encuentra al pie del molino.

Por Compresión

Ocurre cuando la energía es aplicada lentamente y es la necesaria para llevar a la partícula justo a su punto de fractura, rompiéndola en unos pocos pedazos.

Cuando bolas y rocas de gran tamaño, que ruedan hacia el pie de la carga, comprimen partículas de tamaño intermedio y fino.

Por Abrasión

Ocurre cuando la energía es insuficiente para producir un quiebre de la partícula, obteniendo una fractura localizada.

Cuando las rocas están en contacto, se desgastan hasta que son suficientemente pequeñas como para ser fracturadas por bolas o partículas mayores. 8

Velocidad de rotación Baja

Media

Movimiento

Mecanismo

Observaciones

Los medios moledores tienden a Abrasión rodar suavemente, produciendo un efecto de cascada

Se genera gran cantidad de finos

Los medios moledores se separan en Impacto el punto más alto y al caer desarrollan una trayectoria parabólica: efecto de catarata

Se producen partículas más gruesas y un menor desgaste de las corazas.

Produce desgaste de las corazas

Alta (velocidad crítica) La carga tiende a pegarse en la Mecanismos de Se reduce drásticamente la coraza: efecto de centrifugado abrasión y ruptura por impacto compresión

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Justificación molienda SAG.

Densidad del mineral : 2.65 t/m3 Densidad bolas

: 7 – 8 t/m3

Diámetro de molino mayor Caída libre sobre la carga para maximizar la energía del impacto. Diámetros iniciales : 6 a 7,5 m. 10

Pebbles (guijarros). Se refiere a un producto intermedio del molino SAG y corresponde a un tamaño crítico difícil de moler, que se evacua del molino. Los pebbles se recirculan hacia el molino SAG. Estos pebbles previamente han sido clasificados en la parrilla interna del molino y en el harnero externo. Generalmente esta recirculación corresponde a un 20 a 30 % de la carga fresca alimentada al molino SAG. Esta acumulación producirá una disminución de la capacidad de tratamiento del molino.

Dureza del mineral En términos generales, la dureza puede ser definida como la resistencia a la fractura que presentan las partículas. Se puede decir que es la resistencia a la propagación de grietas que separan la roca en fragmentos de menor tamaño.

11

ROCAS

Muelen ?

Se dejan moler ?

Se muelen solas ?

Grandes

Sí, menos que las bolas

No

Sí

(2” to 4”)

Muy poco !

Poco ! requieren grandes bolas

Muy poco !

Pequeñas

No

Sí

No

(> 4”)

Medianas

(< 2”)

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Clasificación

Alimentación fresca

Reciclaje

Descarga

Rotura

Energía de bajo impacto Energía de alto impacto

13

Movimiento de la carga en un molino rotatorio

14

Acción de catarata en el molino SAG

15

Existen 3 mecanismos básicos de fractura en el interior del molino : 

Impacto de Bolas sobre Partículas, de manera similar a lo observado en molinos convencionales.



Impacto de Rocas sobre Partículas, en que las rocas cumplen el rol de cuerpos moledores auxiliares.



Auto-Fractura de las rocas más grandes, como consecuencia de sus propios impactos contra la superficie de la carga.

16

17

REVESTIMIENTOS DEL MOLINO Los revestimientos de los molinos tienen un papel muy importante en la molienda debido a que es un material de desgaste que protege el casco del molino y cumple la acción metalúrgica de transferir la energía al mineral (levantadores) y de clasificar el mineral al tamaño de producto deseado en la descarga del molino (parrillas). .FUNCIONES DEL REVESTIMIENTO Protección del desgaste Constituye el fin primario de los revestimientos el de proteger al molino del desgaste provocado durante el trabajo de molienda por el mineral, el agua y los medios de molienda. 18

Transferencia de energía Los levantadores o lifter tienen la función de mover la carga de mineral y de bolas. Los lifter del cilindro levantan la carga produciendo una catarata que cae al pie de la carga Los lifter de la tapa de alimentación provocan un efecto de bombeo de flujo pistón hacia la zona de descarga Los lifter de la tapa de descarga mantienen libre la superficie de las parrillas, moviendo las partículas de mayor tamaño que la parrilla hacia el interior del molino.

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Clasificación del producto de molienda. La parrilla de descarga tiene la función principal de evacuar el material de tamaño inferior a la abertura de la (slot) parrilla.

El pebble ports que es un orificio en la parrilla de mayor tamaño que el slot, que sirve para evacuar el tamaño crítico del molino (pebble), junto con los medios de molienda desgastados de pequeños tamaños.

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Protección de corazas y parrilla

Los lifter del molino cumplen la función secundaria de proteger el desgaste de las corazas y parrillas, es claro que cuando el molino tiene los lifter desgastados aumenta el desgaste de las corazas y parrillas, observándose también un mayor desgaste de las bolas por una mayor abrasión. Este efecto se acentúa cuando los lifter del molino son llevados con un desgaste disparejo en las distintas zonas del molino, tal que se puede apreciar un mayor desgaste en las zonas con lifter de menor altura, lo cual desajusta las predicciones de desgaste y con ello la programación de recambio de revestimiento

21

Objetivos del revestimiento

Hay varios objetivos que se deben considerar al momento de seleccionar un diseño de revestimiento y un material en particular, estos incluyen: la óptima eficiencia de molienda, la disponibilidad de la planta y el costo del revestimiento y de los pernos de fijación. Lo ideal es conjugar estas tres condiciones y verificando el peso relativo de ellas mediante evacuaciones industriales.

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Óptima eficiencia molienda Tamaño de la cámara de molienda, la geometría de los revestimiento (el espesor de las corazas, la altura del lifter y el diseño de los cajones de descarga), influyen en la geometría de la cámara de molienda, tanto en el diámetro como en el largo efectivo y con ello en la capacidad del molino. b)Una altura excesiva del lifter y una distancia pequeña entre lifter, provoca empaquetamiento de la carga de bolas y de mineral. c)Una altura del lifter pequeña, provoca una mayor rodadura de la carga o poco levante de la carga. d)El ángulo de ataque del lifter afecta la trayectoria de la carga de bolas y de mineral, y con ello a la efectividad del impacto de la bola con la carga de mineral. 23

Disponibilidad de la planta. Es la variable de mayor incidencia asociado al cambio de revestimiento, puede llegar a ser tres veces o más que el costo el revestimiento y pernos. Aspectos importantes son: Duración del revestimiento: el revestimiento debe considerar un diseño que tenga larga duración, esto es un material resistente al desgaste y una altura de lifter y espesor de corazas suficiente Tiempo de recambio, el revestimiento debe ser fácil de sacar el usado y de instalar el nuevo, para lo cual se debe compatibilizar: el tamaño, el peso, el número de piezas y el número de pernos de fijación, acordes al sistema de manipulación. Mantención de otros equipos, como el tiempo de recambio de revestimiento es el mayor tiempo de detención e la planta, es habitual coordinar otros trabajos de mantención con las paradas para recambio de revestimientos, por lo cual se debe tener un especial control para determinar el tiempo imputable al cambio de revestimiento. 24

Desgaste de revestimiento El desgaste de revestimientos es un proceso muy complejo que incluye tres mecanismos básicos: abrasión, impacto y corrosión. La contribución parcial de cada mecanismo y la variación en rendimiento de un revestimiento pueden ser afectados por variables del molino, tales como:

Del mineral: abrasividad y tamaño de las partículas. De la pulpa: composición química, densidad y viscosidad. Operación del molino: velocidad, nivel de llenado de bolas y de mineral, diámetro de la bola de reposición. Del mineral: propiedades mecánicas y químicas, y geométricas. 25

26

27

Sistema de descarga del molino SAG

28

Revestimientos:

29

30

Molino SAG Parrilla

Cilindro

Molino Bolas 150 mm

90 mm

MEJORADA PLACA Alimentación Central Descarga LIFTERS Alimentación Central Descarga

36 CORRIDAS 113 mm 113 mm 113 mm 30º 36 CORRIDAS 254 mm 254 mm

Doble-Onda

MEJORADA DISEÑO Nº SLOT AREA LUZ

Slot de 30mm sin nervio central 12 Outer : 6,41 m2 Inner : 1,27 m2 Total : 7,68 m2 incremento 45%

DISEÑO Nº Lainas

Doble Onda 264

Nº Lainas por Anillo

44 (6 anillos)

31

32

33

Inserto 500 HB, Goma 60-65 shore A de dureza, resistente al impacto y abrasión Canaleta Lifter, material aluminio Corazas dobles con metálico, goma 65 shore A

refuerzo 34

35

36

Sistema de retorno del trommel

37

Variables del Proceso

38

FACTORES QUE AFECTAN LA OPERACIÓN DE UN MOLINO SEMIAUTÓGENO. FLUJO DE ALIMENTACIÓN FRESCA. Mientras mayor sea el flujo de alimentación, mayor será el volumen de la carga con que trabaja el molino. Esto se debe a que la molienda y la descarga de mineral, son procesos cinéticos, en los cuales si 1as condiciones operacionales son constantes, 1as masas de mineral molido y descargado por unidad de tiempo, son proporcionales a la masa presente en el molino. En consecuencia, para igualar (o balancear) un aumento del flujo de entrada, la cantidad de mineral presente en el molino debe necesariamente aumentar. Esto ocurre así hasta un cierto llenado del molino por sobre el cual el proceso se revierte. Flujo de alimentación

Universidad Católica del Norte

Volumen de la carga

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 como se indica en la siguiente figura.

Potencia neta del molino

Zona estable

Zona inestable

Flujo de alimentación

Un flujo de alimentación aún mayor provocará una sobrecarga y la potencia comenzará a caer rápidamente. En esta condición de sobrecarga, la intensidad de la acción de molienda se reduce y la capacidad de tratamiento del molino disminuye. 40

DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA ALIMENTACIÓN.

EN

LA

Viene determinado por la granulometría del Chancador primario, y más importante aún, por la segregación que se produce en el acopio de mineral y por el sistema de descarga del acopio.

Operar con acopio a plena carga. 41

Tabla

Granulometría

Imagen Fino Intermedio Acumulado

Grues Gráfico de Tendencia o

Pasante Gráfico XY 42

A) Caída horizontal del mineral. B)

Caída parabólica: los gruesos se segregan hacia la mitad más lejana en la dirección de la correa 43

Identificar tamaños críticos de alimentación. Identificar los finos de alimentación. ( determina la capacidad de procesamiento del SAG.

Sector mina en explotación. Malla de tronadura usada. Factor de carga y explosivos. Setting del Chancador. Alimentación del acopio y velocidad del mismo.. Segregación. Condición del acopio.

44

DUREZA DEL MINERAL:

45

Fred Bond en el año 1952 encontró una relación que permite calcular la potencia requerida en un trabajo de molienda, la cual fue desarrollada considerando la información de operaciones industriales. La fórmula es la siguiente:

 1 1   E  10Wi  F80   P80  donde: Wi= Indice de Bond (W si se determina con datos operacionales); KWh/t. E= consumo específico de energía del molino o circuito; KWh/t. F80 = d80 de la alimentación al molino o circuito; micrómetros. P80 = d80 de la descarga del molino o circuito; micrómetros.

.

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Wi explica variaciones en capacidad de tratamiento de molino de bolas, pero no sirve como indicador de dureza para el SAG. EL TEST DE STARKEY EN UNA HERRAMIENTA DERROLLADO POR MINNOVEX technologies INC. QUE PERMITE OBTENER EL CONSUMO DE ENERGIA DE LA ETAPA DE MOLIENDA SAG, MEDIANTE UN ENSAYO DEL TIPO BATCH.

•El test consiste básicamente, en la obtención de un tiempo de molienda necesario para lograr una granulometría de producto del material ensayado de un 80% pasante las 10 mallas Tyler, •La calibración del test, entregada por el proveedor utiliza este tiempo de molienda, para determinar el índice de dureza para molienda semiautógena (ISP) mediante la expresión:

ISP = 0.11 x t + 0.9

kWh/t 47

Condiciones del test de Starkey: Diámetro molino (Plg) 12 Largo molino (Plg) 4 Fracción velocidad critica (%) 70 Tamaño bolas (Plg) 1,25 Peso carga bolas (kg) 5 Peso muestra mineral (kg) 2 Granulometría alimentación 20% +1/2”

48

49

E Planta, kWh/t

16 14 12 10 8 6 4 2 0

E P l a n t a = 0 , 8 3 0 6 x IS P + 1 , 1 4 4 2 k Wh / t R = 0,99

4

6

8

10

12

14

16

18

ISP, kWh/t

E Planta Calculado, kWh/t

E l T e nie nte

P l a n t a Nº2

P l a n t a Nº3

P l a n t a Nº4

P l a n t a Nº5

P l a n t a Nº6 M -1

P l a n t a Nº6 M -2

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 8

10

12

14

16

18

20

22

24

W i , k W h /tc El T enient e

P lant a Nº 4

P lant a Nº 5

P lant a Nº 1

P lant a Nº 2

P lant a Nº 3

P lant a Nº 6 M-1

P lant a Nº 6 M-2

50

51

Medición del nivel de llenado: •Consumo de potencia.

•Presión en los descansos •Celdas de carga. •Medición en línea de llenado.

52

Variable dependientes Presión de PAD, ruido, consumo de energía, peso del molino

Peso del molino Nivel de carga Optimo

Presión en los PAD

Consumo de energía

Ruido

Nivel de llenado del molino

53

TENDENCIAS FUTURAS

26

54

DEMANDA DE POTENCIA DEL MOLINO

Pneta = c • W sen • N

N

Torque 

W sen

con : 

 W

W

= rap J (pD2/4) L

c/D  0.447 - 0.476 J

Pneta = 0.238 D3.5 (L/D) Nc rap ( J - 1.065 J2 ) sen  55

Medios de Molienda

DIAMETRO IDEAL DE LAS BOLAS DE RECARGA

Area Específica de la Carga, m2/m3

100

2”

80

Por simple extrapolación de la tendencia observada en la Molienda Convencional, se concluye que el Tamaño Optimo de Recarga en la Molienda SAG sería mayor que el tamaño más grande comercialmente disponible (6.0”f).

2½” 3”

60

4”

40

5” Límite Tecnológico Actual 6” 8”

20

Molienda Convencional

Molienda SAG

0 1

10

F80 Alimentación, mm

100 56

Diagramas de flujo de plantas SAG

57

Empresa CMD Los Bronces CMD El Soldado CMD Los Bronces 2 CODELCO Chuquicamata CODELCO El Teniente. Escondida FASE 1 Mantos de Oro Candelaria fase 1 Candelaria fase 2 Escondida FASE 3 El Tambo CODELCO Andina Doña Inés de Collahuasi Los Pelambres Escondida Fase 4 CODELCO El Teniente.

Año Dimensiones Potencia operación pies HP 1979 28*15 7000 1985 34*17 12500 1989 34*17 13000 1986 32*17 11000 1987 36*17 15000 1989 28*14 5500 1989 28*14 6000 1991 36*17 16000 1995 36*17 16000 1995 36*19 18000 1994 28*12 5500 1996 36*17 16000 1996 32*15 10500 1997 36*19 17000 1999 38*22 26000 38*22

Producción t/h 400 700 1200 1200 1100 800 850 1500 1500 3000 150 1300 1450 2500 4000

Configuración circuito Inicial Actual Una etapa SABC- A/B Una etapa SAC SABC- A/B SABC- A/B Dos etapas Dos etapas SABC- A SABC- A Dos etapas SABC- A Dos etapas SABC SABC- A SABC- A SABC- A SABC- A Dos etapas SABC- A Dos etapas Cerrado SABC- A/B SABC- A/B Dos etapas SABC- A Dos etapas SABC- A SABC- A SABC- B ? 58

Empresa CMD Los Bronces CMD El Soldado CMD Los Bronces 2 CODELCO Chuquicamata CODELCO El Teniente. Escondida FASE 1 Mantos de Oro Candelaria fase 1 Candelaria fase 2 Escondida FASE 3 El Tambo CODELCO Andina Doña Inés de Collahuasi Los Pelambres Escondida Fase 4 CODELCO El Teniente.

Nivel de llenado (%) Inicial Final 8/28 14/28 10/28 13/26 10/28 14/28 8/30 12/30 10/30 12/30 10/28 15/28 8/25 15/24 12/28 12/28 12/28 12/28 10/25 15/25 10/30 Cerrado 10/28 13/28 10/22 14/22 10/23 15/23 15/23 ? 15/23 ?

Tamaño de bolas (") Inicial Final 4 5 4/4 1/2 5 5 5 5 5 5 5 4 4 5/5 1/2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 4 5/5 1/4 5 5 5 ? 5 ?

Control Experto SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI Cerrado SI SI SI SI SI

Velocidad variable NO NO NO SI SI NO NO SI SI SI Cerrado SI SI SI SI SI 59

DIAGRAMA DE FLUJOS LOS BRONCES Rajo Chancado Pebbles

Chancado Primario

Molienda Secundaria

Stock Pile

Molienda SAG

Espesamiento Flotación Cu-Mo

Flotación Mo Filtrado

Tranque Relaves

Mo

Concentrado Cu60

61

DIAGRAMA DE FLUJO MOLIENDA SAG DIVISIÓN ANDINA Chancado Primario Don Luis

C. A-12

Chancado Pebbles Tolva de Mineral Grueso

C. A-13

C. A-11

Electroimán

C. A-14 C. A-15 Correa A-9

Electroimán Molino SAG 16000 HP D:36’ / L:15’

C. A-10

A Flotación Colectiva C. A-16

C. A-17

C. A-18

Molinos de Bolas 7500 HP D:20’ / L:30’

62

63

MINERA ALUMBRERA LIMITED

64

2

Minera Escondida Ltda. BHP Copper

Date File Reference - 01.01.01

#BHP 65

Ciclones

SAG 38’ x 20’ 26,000 HP

Distribuidor Presurizado o

M. bolas 25’ x 40’ 18,000 HP

18 pack 33” diam.

Harnero 10’ x 24’

Correa retorno

Magnetos

Correa Bypass Chancador

Chancador de pebbles

M. bolas 25’ x 40’ 18,000 HP

Ciclones

18 pack 33” diam.

Ciclones

M. bolas 25’ x 40’ 18,000 HP

18 pack 33” diam.

Over flow hidrociclones Alimentación rougher

66

67

160.000 TMSD Chancado Primario PTA. DE CHANCADO 2º-3º 100.000 TMSD

PTA. CONCENTRADORA A-2 Dos Líneas de Molienda Pot.Consumida: 26.334 KW Molino SAG, 32x15 pies, 8203 KW c/u 60.000 TMSD A FLOT. PRIM.

2 Molino de Bolas 18x26 pies, 3729

60.000 TMSD

KW

27% +65#

68

CHUQUI . CIRCUITO PROPUESTO. CHANCADO PEBBLES

69

El teniente

70

DOÑA INÉS DE COLLAHUASI

71

ALTONORTE

72

GEARLES MOTOR DRIVE : GMD

73

74

75

VENTAJAS GEARLESS A Velocidad ajustable a las necesidades operacionales ( dureza del mineral, granulometría, estado de los medios de molienda) B Flexibilidad significa optimización de la producción (mejor factor de molienda) C Velocidad variable permite mejorar las condiciones agresivas para el revestimiento D Sentido de giro reversible sin costo adicional, mejor aprovechamiento del revestimiento. E Velocidad variable significa • extender la vida útil de los medios de molienda • aumento de la disponibilidad del equipo • mayor producción • disminuir costos de operación 76