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MOLINOS HPGR 1. INTRODUCCION

A partir del año 1984, los rodillos abrasivos de alta presión (HPGR) fueron presentados como una nueva tecnología de trituración. La tecnología HPGR ha sido utilizada en la industria del cemento por muchos años, en procesamiento de minerales y en gran parte en el tratamiento de minerales como el hierro y el diamante. La molienda HPGR mejora en gran medida la capacidad de producción general. Esto da como resultado la creación de una gran proporción de productos terminados y una reducción del Índice de trabajo de Bond del material presionado. Esto generalmente permite una reducción en el número proyectado de equipos en trituración terciaria, trituración cuaternaria y molienda. 2. PRINCIPIO OPERATIVO Los molinos HPGR rompen las partículas por compresión en un lecho de partículas relleno, este lecho es creado por presión entre dos rodillos de rotación opuesta. Un rodillo gira sobre un eje fijo, mientras que el otro rodillo está montado en los cojinetes flotantes y se mueve horizontalmente.

Fig.1 Molino HPGR 1

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Los cilindros hidráulicos ejercen una fuerza de compresión (hasta 300 N/mm2 ) hacia los dos rodillos .El material se alimenta por gravedad , desde la tolva de alimentación, y cae en el hueco entre el rodillo móvil y el cilindro fijo, creando un lecho comprimido del material. El lecho del material es entonces triturado por el mecanismo de rotura entre las partículas.

Figura 1. Esquema de un molino HPGR El proceso de rotura se puede contemplar en dos etapas diferentes. En la primera etapa, el material de alimentación que ingresa al espacio ubicado entre los rodillos esta sujeto a una aceleración para alcanzar la velocidad de rodillo periférico. Como resultado del estrechamiento entre los rodillos, el material se compacta en forma gradual y los pedazos más grandes y partículas se someten a un proceso de triturado previo. Además, se manifiesta un cierto grado de reordenamiento de partículas, llenando los huecos presentes entre partículas. En la siguiente etapa, el material sometido a un triturado previo ingresa a una zona de compactación. Es en esta zona de compresión donde ocurre la presión. La fuerza de presión actúa principalmente a través de la zona de compresión, a través de múltiples puntos de contacto entre las partículas en la base de compresión. Esto tiene como resultado la desintegración de la mayoría de las partículas.

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Fig 2. Proceso de ruptura entre rodillos La alta presión causa la formación de micro fisuras y el debilitamiento del borde de las partículas de alimentación, generando una cantidad substancial de material fino en el producto. El material fino prensado del producto del molino HPGR puede ser alimentado directamente a un molino de bolas continuando el proceso de molienda.

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Debido a que una cantidad significativa de trabajo ha sido efectuado antes del molino de bolas, es posible aumentar el rendimiento del molino de bolas y en la mayoría de casos reducir la potencia especifica consumida total del sistema de molienda. 2.1 Parámetros de Operación Los dos parámetros de funcionamiento más importantes son la presión de operación y la velocidad circunferencial de rodamiento. El sistema es capaz de adaptarse a las condiciones cambiantes del mineral. En la actualidad, no hay pruebas estándar a pequeña escala disponibles para seleccionar un molino HPGR para su aplicación comercial. La única forma fiable es realizar una prueba piloto a escala; los parámetros obtenidos permitirán la predicción exacta de la energía y rendimiento para el mineral dado.

Figura 3. Rodillo piloto abrasivo de alta presión en el sitio de prueba de KHD en Alemania

2.1. 1 Fuerza de Presión específica La fuerza de presión específica (FSP) está definida como la fuerza total dividida entre el área proyectada del rodillo. Se utiliza como un parámetro de comparación de la fuerza de presión entre los diferentes

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tamaños de máquina. La fuerza de presión específica se expresa por la siguiente ecuación, FSP = F / (D * L) donde F es la fuerza de presión hidráulica [N], D es el diámetro del rodillo [mm], y L es la longitud del rodillo [mm]. La unidad para la fuerza de presión específica se expresa generalmente como N/mm2 2.2 Consumo específico de energía neta El consumo específico de energía neta (Esp) se refiere a la entrada de energía neta por tonelada de producto, y por lo tanto se presenta en kWh / t. Los valores típicos de operación se encuentran en torno a 1-3 kWh / t (Morley, 2006b). El consumo neto de energía específica se utiliza para determinar el tamaño del motor de una unidad industrial. Se puede calcular por la siguiente ecuación, Esp = (Pt - Pi) / M donde Pt es la potencia total del motor principal [kW], Pi es la energía en reposo [kW], y M es el rendimiento [TPH]. 3. BENEFICIOS DE LOS MOLINOS HPGR Whittles et al. (2006) afirmó que la forma más eficiente de la energía de trituración es la lenta compresión de una sola partícula, seguido por la lenta compresión de un lecho de partículas. En el caso de aplicación continua a gran escala, la compresión de un lecho de partículas es una forma más práctica y eficaz de trituración que la lenta compresión de una sola partícula. Por lo tanto, HPGR utiliza este concepto para transferir la energía directamente de los rodillos al lecho de partículas y las propias partículas actúan como medio de transferencia de tensión. Cuando se compacta el lecho de partículas, la alta tensión generada por los contactos de múltiples puntos entre partículas lleva a la fragmentación o a la deformación de las partículas. Este singular proceso resulta en la mejora de la eficiencia energética. 5

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El menor consumo de energía que proporciona la tecnología HPGR es capaz de ofrecer importantes ahorros de costes de funcionamiento. La eliminación de los medios de molienda de acero también genera un ahorro de costos de operación. El Micro-agrietamiento es otra de las ventajas de la tecnología HPGR. En operaciones de lixiviación, la creación de fisuras y grietas a lo largo de los bordes del mineral, permite el acceso y la percolación de líquidos de lixiviación. Esto tiende a mejorar la recuperación de los valores.

En aplicaciones donde, posteriormente a la operación del HPGR, se manifiesta un proceso de triturado por medio de un molino de bolas, las microfracturas inducidas por lo general dan como resultado una reducción del Índice de trabajo de Bond. Para la mayor parte de los minerales, esta reducción oscila entre el 10-25%. La reducción en el Índice de trabajo de Bond se incrementa, hasta un cierto límite, con la aplicación de presión. En combinación con una fracción incrementada de partículas finas en el producto derivado del HPGR, la triturabilidad mejorada dará como resultado considerables ahorros en el costo para la energía y un trabajo y mantenimiento reducidos alrededor de una menor cantidad de molinos de bola en funcionamiento. Esto resulta especialmente ventajoso en operaciones donde la energía constituye un elemento costoso

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o cuando es necesario mantener la capacidad de la planta en donde se encuentran minerales más duros o menos densos. El rendimiento de la utilización de energía es muy alto. En comparación con la molienda convencional, las características de selección y rotura del proceso son considerablemente mejores, predominantemente a través de las elevadas fuerzas que actúan sobre los múltiples contactos de las partículas individuales. La cantidad de energía consumida es considerablemente menor que en otros procesos de molienda. Para la mayor parte de los minerales, el consumo específico de energía oscila en 0,8– 3,0kWh/t. Particularmente cuando se crea un vínculo con procesos posteriores descendentes o clasificadores de alta eficacia, se alcanzan reducciones generales de energía en los procesos de molienda tan elevadas como del 40%. 4. DESVENTAJAS DEL MOLINO HPGR El diagrama de flujo más típico HPGR requiere una trituradora secundaria en circuito cerrado, y un circuito de detección para clasificar el producto HPGR antes de alimentar el subsiguiente proceso. Estas especificaciones requieren una mayor cantidad de equipos de manutención, por lo tanto los costos de capital más altos se asocian a menudo con el circuito (Morley, 2010). Se prevé que la próxima generación de diagramas de flujo HPGR debe tener HPGR operando en circuito abierto, eliminando la necesidad de un equipo auxiliar (Morley y Daniel, 2009). Esto daría lugar a importantes ahorros de costes de capital y la reducción de la complejidad de los circuitos HPGR. HPGR es una tecnología de molienda en seco. Por lo tanto, cuando el alto contenido de humedad está presente en la alimentación, los malos resultados en términos de rendimiento pueden ser experimentados. El procesamiento de material húmedo impide la producción de una capa autógena continua sobre la superficie del rodillo, pudiendo disminuir drásticamente la vida del rodillo (Morley,2010).

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5. PAGINAS WEB  http://es.weirminerals.com/products__services/comminution_equipment/high_pressu re_grinding_rolls/khd_hpgr.aspx  http://www.isamill.com/EN/Downloads/Latest%20News/Optimizacion_do_Molinos__Milenda_Gruesa_de_Falmouth.pdf  https://circle.ubc.ca/bitstream/handle/2429/43896/ubc_2013_spring_wang_chengtie. pdf?sequence=3?dl=1  http://www.flsmidth.com/~/media/PDF%20Files/Grinding/FLSmidth_HPGR_brochure 2014_email.ashx

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