UNI Molienda SAG

CURSO DE MOLIENDA DE MINERALES CON APLICACIONES EN AMBIENTE MOLYCOP TOOLS

MOLIENDA AUTOGENA Y SEMIAUTOGENA

2

El consumo Especifico de energía por etapa de procesamiento

3

An Arrium company

Reseña de la Molienda Autógena & Semi Autógena •

La definición que da el diccionario de ‘autógeno’ es auto generado o auto producido, derivando de la palabra griega del mismo significado. El término ‘autógeno’ aplicado a un molino fue atribuida por Robinson (1980) a Harlow Hardinge, quien en 1940 lo usó para describir el mecanismo de reducción de los molinos de cascada de su empresa. Es un adjetivo apropiado que describe un molino en donde el medio de molienda incluye trozos del mineral que está siendo molido.

•

Quién puede ser considerado el padre de la molienda autógena, es punto discutible. Sin embargo, de acuerdo con Robinson, la molienda autógena solo maduró a fines de los 1960s cuando la instalación de 12 molinos Hardinge de 18x6 pies en Québec.

•

A través de los años han proliferado los diseños de molinos AG y SAG como también, los circuitos en que están instalados. Describiremos algunas de sus diferencias, como también, los principios de operación subyacentes en molinos AG y SAG, que son básicamente comunes a todas sus variantes. 4

An Arrium company

Molinos Autógenos y Semi Autógenos

La Molienda en un Molino SAG es realizada por: los Efectos Conjuntos de Mineral de tamaño grande y Bolas de gran diámetro que se precipitan desde la altura del molino: De Modo General: •

% Bolas

: 12-18% Vol. Int. SAG

•

% Rocas y Carga

: 20-30% Vol. Int. SAG

Dado que los “Elementos Moledores” también se muelen, el sistema es muy Cambiante e Inestable

5 An Arrium company

Que es un Molino AG y SAG

•Molinos de Gran Diámetro con respecto al Largo • Elevada Capacidad y Consumos Específicos • Velocidad Fija o Velocidad Variable • Niveles de Bolas entre 8% a 13.5 - 14% • Niveles de Llenado (Op. Normal): 25-35% • % de Sólidos entre 65% a 82% • Alta Variación de Alimentación (F100: 8” a 6” ) • Motor/Corona, Corona/2 Motores, Gearless

6 An Arrium company

Comparación de un SAG con un Molino de Bolas Diám: 22’ Largo: 9’, 280-300 Tph Total Potencia : 1.500 Mega Watts 13% de Bolas, Nivel de Carga 30-35% 12.1 RPM, Parrilla (Pebble Port), Bola Max. 4.5”-6.0”

SAG Diám: 12.5’ Largo: 15.5’, 380 Tph Total Potencia : 1.305 Mega Watts, 72-73% Sólidos 40-42 % de Bolas 16.1 RPM, Parrilla, Goma Tamaño Máx: 4-5mm, Bola 1.0”-4.0”

7 An Arrium company

Ejemplo del Molino SAG

Diám: 20’ Largo : 15’ Potencia : 16000 HP ó 12.0 Mega Watts Capacidad : 1580 Ton/hr (Total) Similares: Candelaria : 36’x 15’ 12.0 Mega Watts El Teniente: 36’x15’ 12.0 Mega Watts Chuquicamata : 32’x15’ 8.2 Mega Watts

8 An Arrium company

Evolución tecnológica de los equipos de Molienda SAG 2010

70’s

80’s

90’s

2000

HPGR 28'

32'

36'

40'

Power, hp

7000

11000

16000

22000

Balls/Rocks

8/20

9/19

12/16

15/9

4"

5"

5"

5"-6"

Mill diameter

Ball diameter

An Arrium company

Molinos SAG de 40´ Actualmente en Operación

D (ft)

L (ft)

Motor (Kw))

Ore 

Country

Name

Mill Supplier

40

22

19,390

Gold

Australia

Cadia

Metso

40

24

20,980

Cooper

Chile

Collahuasi

Metso

40

26

21,980

Copper

Chile

Esperanza FLSmidth

40

26

23,860

Copper

Chile

Las Bronces FLSmidth

40

24

19,980

Copper

Canadá

40

26

27,960

Copper

Perú

Endako Mill

Metso

Toromocho FLSmidth

An Arrium company

Potencia Instalada de molinos AG/SAG s en los últimos 50 años

Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

11

An Arrium company

Potencia Instalada de molinos SAG/AG por tipo de Mineral

Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

12

An Arrium company

Top 10 Countries buying AG/SAG mills during the last 5 years (2005-2010)

Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

13

An Arrium company

Variación de la potencia requerida en función del diámetro MW/ft

14 Business A OneSteel Group

Power Density

Order Intake

Toromocho Ball Mill Toromocho SAG Mill

An Arrium company

AG/SAG mill throughput vs. specific Energy

Ref : SAG 2011 A Review of 10 years of SAG/AG pilot trials

15

An Arrium company

Terminología y Conceptos Básicos

ENERGÍA ESPECÍFICA, kWh/ton

kWh kW E= = ton ton / hr Definida como la cantidad de Energía (kWh) aplicada, en promedio, a cada ton de mineral molido. Equivalente al cuociente entre la Potencia consumida por el molino y el tonelaje horario que está siendo procesado.

La Energía Específica es indiscutiblemente la variable operacional más determinante en los procesos de molienda. An Arrium company

ECUACIÓN DE POTENCIA DEL MOLINO Modelo de Hogg & Fuerstenau

Pnet = c • W senα • N

N

Torque z

W senα α

con : z

α

W

W

= ρap J (πD2/4) L

c/D ≅ 0.447 - 0.476 J

Pnet = 0.238 D3.5 (L/D) Nc ρap ( J - 1.065 J2 ) sen α An Arrium company

AG/SAG mill throughput vs. % passing 150 microns in AG/SAG product

Ref : SAG 2011 A Review of 10 years of SAG/AG pilot trials

18

An Arrium company

Diseño del Molinos Semi Autógeno •

Los molinos se clasifican habitualmente por el radio de aspecto (radio diámetro a longitud) de sus carcasas y el método por el cual descargan su producto (pulpa) además, los elementos internos como elevadores y revestimientos variarán en términos de su forma y material de que están compuestos.

19 An Arrium company

Diseño de la carcasa • •

•

•

•

Los diseños de carcasa se dividen en tres grupos principales : Molinos de radio de aspecto alto, donde el diámetro es 1.5-3 veces la longitud Molinos ‘cuadrados’ donde el diámetro es aproximadamente igual al la longitud Molinos de radio de aspecto bajo donde la longitud es 1.5-3 veces el diámetro. Una característica distintiva de muchos molinos de radio aspecto alto, especialmente las unidades de mayor diámetro, es su extremo cónico en vez de plano. Esto se debe a consideraciones estructurales. 20 An Arrium company

Mecanismo de Descarga •

Todos los molinos AG y SAG se basan en una parrilla de acero o goma para retener los medios de molienda, a la vez que permiten la descarga de la pulpa de producto fuera del molino. El área abierta total, tamaño y forma varía considerablemente de instalación a instalación, como se indica a continuación : Area abierta : 2-12% del área de sección transversal del molino en diseños de elevadores de taza y hasta 25% en diseños de descarga. Tamaño: 10-40mm para parrillas, 40100mm para puertos de pebble. Forma : Cuadrada, redonda o ranurada, usualmente con una estrechamiento en punta para reducir la incidencia de material de tamaño parecido que se atasque en los agujeros.

21 An Arrium company

Mecanismos de Descarga • El diseño de parrilla más común en uso es el de estilo de diafragma, el cual puede dividirse a su vez en dos grupos principales: – Descarga en el extremo. – Descarga con elevador de cangilón.

22 An Arrium company

Elevadores y revestimientos

•

Con el fin de evitar el desgaste de la carcasa del molino, debido al impacto de bolas y roca, se reviste el interior con un material resistente a desgaste, normalmente acero, goma o goma con insertos de acero

•

Además de los revestimientos, también se instalan secciones elevadas o elevadores para proporcionar levante a la carga a medida que rota el molino. Sin elevadores, la carga tiende a deslizarse contra los revestimientos proporcionando poco levante y rápido desgaste abrasivo.

23 An Arrium company

Elevadores y Revestimientos •

Usualmente es muy difícil, en la práctica, determinar el efecto de distintos diseños elevador/ revestimiento en el rendimiento del molino ya que la acción del elevador/revestimiento cambia a medida que se desgasta.

•

Muchos diseños parecerán dar un rendimiento similar y a menudo es necesario efectuar cambios sustanciales en el diseño para obtener un efecto medible. Sin embargo, los operadores deben estar conscientes que un pobre diseño puede tener un efecto muy adverso. 24 An Arrium company

Mecanismo de Descarga Mecanismo de Descarga

25 An Arrium company

Diseño de Circuitos Circuito Abierto Moly-Cop Tools TM (Version 2.0) SAGSIM_Open : Semiautogenous Grinding Mill Simulator Base Case Example

Remarks

Simulation N° ton/hr F80 % Solids

1947.5 76085 95.00

Water, m3/hr

422.9

Gross kW Charge Level, % Balls Filling, % Speed, % Critical

10286 28.00 10.00 76.00

kWh/ton

5.28

0

12.70 mm, Grate Opening 12.00 % Open Area

78.75 % Solids 15.67 % - Size 23 3999 P80

26 An Arrium company

Efecto de Scats en capacidad de tratamiento

27 Business A OneSteel Group

An Arrium company

Generación de Tamaños Críticos

¿QUÉ PODEMOS HACER CON LOS “PEBBLES”?

28 An Arrium company

Diseño de Circuitos

Circuito abierto con Chancado Pebbles

Moly-Cop Tools TM (Version 3.0) SAGSIM_Recycle : Semiautogenous Grinding Mill Simulator Base Case Example

Remarks

Simulation N° ton/hr F80 % Solids

2223.4 76085 95.00

Water, m3/hr

587.0

0

Recycled Pebbles 1451.9 ton/hr

50.80 mm, Grate Opening 15.00 % Open Area Gross kW Charge Level, % Balls Filling, % Speed, % Critical

10286 28.00 10.00 76.00

kWh/ton

4.63

12.70 mm, Screen Opening 75.95 % Solids 15.29 % - Size 23 5589 P80

29 An Arrium company

Diseño de Circuitos Una sola etapa (FAG or SAG)

Product

Feed

Water

30 An Arrium company

Diseño de Circuitos Doble etapa (DSAG) Product

Feed

Water

31 An Arrium company

Diseño de Circuitos Doble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-1)

Pebbles

Feed

Product

Water

32 An Arrium company

Diseño de Circuitos Doble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-2)

Pebbles

Feed

Product

Water

33 An Arrium company

Diseño de Circuitos Circuito Dual

1

2

An Arrium company

Mecanismo del Proceso • Una de las claves para entender como trabajan los molinos AG y SAG

es entender la aglomeración y movimiento de la carga. • En los molinos AG y en menor grado en los molinos SAG, la distribución de tamaño de alimentación y la dureza del mineral dictan el volumen y distribución de tamaño de los medios de molienda. •También existen diferencias entre molinos de bolas y molinos AG/SAG en términos de los mecanismos de rotura que predominan en cada uno como también en el transporte de la pulpa.

35 An Arrium company

Mecanismo del Proceso

•

Frecuencia de colisiones (velocidad de rotura). • Distribución de tamaño del mineral después de la colisión (función de distribución de apariencia). • Transporte de partícula hacia afuera del molino (velocidad de descarga).

36 An Arrium company

Mecanismo de Molienda En general se considera que en el interior de los molinos AG/SAG operan tres mecanismos de rotura: Abrasión, compresión e impacto. Los cuales se vieron anteriormente.

Mecanismos de Conminución • Molienda por Impacto • Molienda por Compresión • Molienda por Abrasión

37 An Arrium company

Mecanismos de Molienda • Esta descripción de rotura es conveniente en el sentido que está relacionada con el movimiento de las partículas involucradas en el evento de rotura. Es por consiguiente fácil de relacionar al movimiento de la carga sin el cual no se produciría rotura de ningún tipo.

38 An Arrium company

Molienda por impacto • Favorecida por alimentaciones predominantemente gruesas (8.0”- 6.0”) y

Bolas de gran Diámetro (5.0” – 6.0”). Es consumidora de Energía, produce tamaños medios, reforzado con Lifters nuevos y/o Altos. • Con una molienda por impacto se logran Altas Tasas de Tratamiento, operan entorno a 75 % Sólidos. “Normalmente este tipo de molienda se busca como solución a problemas de Molinos con mucha carga..” Cascada Cascada

Baja Vel. /Lifter Bajos

Catarata Zona de Impacto

Abrasión 39 An Arrium company

Molienda por compresion y Abrasion Favorecida por alimentaciones ”Ricas” en Material Intermedio y fino, produce tamaños Finos, reforzada con Revestimientos Gastados y/o Bajos. Bajas Tasas de Tratamiento, % Sólidos > 75%. Se busca como solución a problemas de Molino con alto escurrimiento, Molino Vacío o necesidad de finos “aguas abajo”..

Presión de carga >150 T

Abrasión Movimiento interior del Riñón 40 An Arrium company

Mecanismos de Molienda Ejemplo de una distribución de tasa de rotura típica. Son especialmente relevantes los puntos máximo y mínimo de la curva. Se estima que estos puntos representan los límites, respecto del tamaño, de los distintos mecanismos de rotura que ocurren dentro del molino.

41 An Arrium company

Transporte de Material • Para que el molino no se sature y la pulpa se vacíe por el extremo de alimentación, debe permitir que los productos de rotura fluyan hacia afuera de la parrilla a una tasa suficientemente alta. Si el molino tiene elevadores de cangilón, también deben tener suficiente capacidad para remover todo el material que fluye a través de la parrilla. •

Si se considera flujo a través de la parrilla, ayuda suponer que el molino y la parrilla se comportan de una manera similar a un estanque con un agujero a su costado figura adjunta. En esta analogía, el estanque representa el molino mientras que el agujero una abertura en la parrilla. 42 An Arrium company

Transporte de Material •

Debido a la geometría y movimiento del molino, como también a la presencia de medios de molienda, la superficie libre del fluido no toma la posición horizontal que tomaría en un molino estacionario vacío. Se ha determinado, a partir de experimentos de laboratorio, que asume las posiciones mostradas esquemáticamente.

43 An Arrium company

Falta de Capacidad de Transporte Pooling

A OneSteel Group Business

An Arrium company

OPERACIÓN DE UN MOLINO SAG

Operación de Molinos Autógenos y Semi Autógenos •

La complejidad de la operación SAG depende del tamaño de la planta, por lo tanto, muchas de las indicaciones que se entregan a continuación, se refieren a plantas cuyos tratamientos superan los 500 ton/hr. Un molino SAG aparece hoy más complejo de operar y sujeto a una serie de “perturbaciones” o variables

•

Para ayudar a comprender como operan los molinos AG/SAG, es instructivo comenzar con una sencilla descripción paso a paso sobre como responden dichos molinos cuando se introduce alimentación durante su partida. Se asume que el molino está en modo AG y que, inicialmente, está corriendo vacío de cualquier carga. La alimentación se inicia a una tasa fija con un radio mineral:agua y distribución de tamaño de alimentación constante. 46 An Arrium company

Perturbaciones asociadas a un molino SAG Pila Acopio

Velocidad

% Pebbles Abertura Parrilla

Mineral % Sólido

Operador

Revestimiento Control Experto

Nivel de Carga

Nivel de Bolas

Trommel o Harnero 47 An Arrium company

Operación de un Molino SAG INFLUENCIA DEL TIPO DE MINERAL Los parámetros asociados al tipo de mineral que afectarían el ritmo de producción son: “Dureza” del mineral. Entendiendo por “dureza” la dificultad o facilidad para reducir de tamaño un mineral. Granulometría de alimentación al molino.

Otros.

An Arrium company

Operación de un Molino SAG DUREZA DEL MINERAL La “dureza” del mineral que procesa un molino SAG es una variable sobre la cual el operador no tiene control.

Mientras más “duro” –más difícil de reducir de tamañoes el mineral mayor será el tiempo necesario para reducirlo de tamaño.

Los síntomas para detectar un mineral más “duro” es un incremento en el volumen de llenado y un aumento en la potencia consumida.

An Arrium company

Efecto de la Distribucion Granulometrica La influencia del tamaño de la alimentación sobre el rendimiento del molino se desprende naturalmente del hecho que una proporción importante de los medios de molienda (todos en el caso de los molinos AG) derivan del mineral de alimentación. Cualquier cambio en la distribución de tamaño de la alimentación resultará, por consiguiente, en un cambio en la distribución de tamaño de los medios de molienda. Esto a su vez afectará las características de rotura del mineral.

50 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica • La capacidad moledora del molino está determinada por el medio de molienda ( Mineral + Bolas ). • Rocas grandes en la alimentación la favorecen. • Para un mineral de dureza homogénea, los cambios de granulometría están asociados a problemas de segregación en los silos (tolvas). •Tasas de descarga a través de la parrilla dependen de la permeabilidad de la carga. • A carga más gruesa, mayor permeabilidad y mayor tasa de descarga. • Las Variaciones en la tasa de descarga debido a la distribución de tamaño de la carga pueden ser compensados mediante el ajuste de la densidad de pulpa.

51 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica F80=75183 μm

F80=77580 μm

F80=75385 μm

10

kW h /to n

9 8 7 6

Litología 1

5

Litología 2

4 3 10

20 F80=45388 μm

30

40

% +2"

50

60

70

F80=114856 μm 52 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica

DSAG

Mineral

Agua

Agua

Agua

53 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica CHANCADO PEBBLES

SABC-1

SABC-2 Water

PRECHANCADO Water

Water

54 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica 3200

DSAG SABC-1 SABC-1 plus +6" Precrushing SABC-1 plus 6"x2" Precrushing SABC-2

3000 2800 2600

.

Efecto chancador

2400

tonnes/hr

2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000

SAG convencional mejor condición

800 600 20

30

40

50

60

70

80

90

100

% - 2" in SAG Mill Feed (*)

Figure 6. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, when operating under various circuit configurations. (*) Not including recycled pebbles.

55

An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulometrica 3200

DSAG SABC-1 SABC-1 plus +6" Precrushing SABC-1 plus 6"x2" Precrushing SABC-2

3000 2800

.

2600 2400

Prechancado 6” x 2”

tonnes/hr

2200 2000 1800

Prechancado sólo +6”

1600 1400 1200 1000 800 600 20

30

40

50

60

70

80

90

100

% - 2" in SAG Mill Feed (*)

Figure 6. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, when operating under 56 various circuit configurations. An Arrium company (*) Not including recycled pebbles.

Efecto de la Distribución Granulometrica 3000

SABC-1

SAG 1 SAG 2

tonnes/hr

.

2800

2600

2400

2200 40

45

50

55

60

65

% - 1.25" in SAG Mill Feed (*) Figure 7. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, based on actual operational data taken from Los Pelambres, Chile. (*) Not including recycled pebbles.

57 An Arrium company

Efecto de la Distribucion Granulometrica • Cualquier cambio en la tasa de alimentación, distribución de tamaño de alimentación o dureza de alimentación perturbará el equilibrio en el molino y ocasionará oscilaciones en su comportamiento, las que requerirán de tiempo para decaer. En consecuencia, el control de estas tres variables es muy importante. Sin embargo, aunque la tasa de alimentación usualmente es controlada relativamente bien, se ha encontrado consistentemente que las variaciones en el tamaño de la alimentación y la dureza de la alimentación son los dos principales problemas individuales a que se enfrentan los operadores de molinos AG/SAG.

58 An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulométrica

Ref. Sag 2001. Optimization of cadia SAG Mill

59

An Arrium company

Molienda Semiautógena

¿Qué rol cumplen las rocas?

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”)

60 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral

•

Como se ha comentado el principal parámetro relativo al tipo de mineral que afecta a la molienda SAG, es la granulometría de alimentación al molino.

•

De acuerdo a lo expresado en el párrafo precedente, el manejo de la pila de acopio cobra importancia, ya que la forma de vaciar el mineral y la granulometría de la mina, hacen que la pila de acopio sea el primer punto de segregación natural.

61 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral

62 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral

63 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral.....Que hacer..?

•

Se puede actuar sobre el movimiento de la carga en el área mina, coordinando directamente con la mina para mejorar el compósito o mezcla.

•

Utilizar modelos para caracterizar un stock pile permanentemente alimentado con una granulometría lo más homogénea que sea posible de lograr.

64 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral.....Que hacer..? Cuando el material se encuentra en el stock pile, las acciones posibles para controlar la segregación e intentar entregar una granulometría adecuada (gruesos y finos) a la molienda SAG son:

Regulación con alimentadores de mineral.

Mezclado del mineral en acopio con equipo pesado.

65 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral

Para un mineral de dureza homogénea, los cambios de granulometría de alimentación al circuito SAG están asociados a problemas de segregación más que a variaciones en el aporte de la mina.

Actualmente se pretende “hacer” una alimentación “adhoc” al circuito SAG...Por lo tanto, se requiere del conocimiento y control absoluto del stock pile.

66 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Segregación del mineral Ajuste de granulometría desde la mina (mine to mill). Otras de las acciones habituales en las operaciones actuales con molienda SAG, es la de entregar una granulometría ajustada desde la mina mediante el control de la tronadura, esta operación es conocida como mine to mill. Mine to Mill: Una filosofía diferente de utilización de la energía en la mina para el fracturamiento de la roca (5 – 15% mayor tratamiento en SAG).

67 An Arrium company

68 An Arrium company

Efecto de la Voladura sobre el consumo de energia

69

An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Conceptos involucrados: Uso de una mayor cantidad de explosivo en la tronadura. Reducción de la malla de tronadura. Perfil granulométrico más fino a molienda. Aumento de las microfracturas. Disminución porcentaje fracción crítica del mineral alimentado al SAG (2” a 6”). 70 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Efectos notorios: Mayor rendimiento de palas y camiones en la mina. Aumento del tratamiento en el SAG. Menor consumo de energía específica, kWh/ton, en el SAG. Mayor producción de cobre en concentrados. Menor costo en energía.

71 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Mine to Mill (octubre 2001) Resumen Planta Sulfuro Variable

Tronadura Normal

Tronadura Especial

Variación,%

2679

3188

19,0

11570

11852

2,4

% sólido

69,3

67,9

-1,9

Ruido, %

52,0

51,8

-0,5

Presión descanso, kg/cm 2

743

743

0,0

Velocidad, rpm

9,3

9,7

3,4

Nivel de bolas, %

15,1 - 13,3

15,1 - 13,4

0,0

Nivel de carga, %

20,72

20,57

-0,7

Tratamiento, ton/hr Potencia, kW

72 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Granulometrias Mine To Mill CV-006 120 P a s a n te (% )

100 F80 =55530 um

80

Especial

60 40 Estándar

20

F80 =72154 um

0 1

10

100

1000 10000 Tamaño, [um]

100000

1000000 73

An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura MINE TO MILL 100 per. Mov. Avg. (SAG N° 2)

100 per. Mov. Avg. (SAG N° 1)

Mineral Duro Tronado Normal

2000

Mineral Duro Tronado Especial 1400 t/h

1800

1600

1400

Mineral Blando Tronado Normal

1200

1700 t/h 2188

2107

2026

1945

1864

1783

1702

1621

1540

1459

1378

1297

1216

1135

1054

973

892

811

730

649

568

487

406

325

244

163

82

1000 1

Tratamiento t/h

1190 t/h

N° Datos 74 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Comentarios: Aumento de un 12,7% en el tratamiento neto. El consumo de energía específica bajó un 9%. El mayor uso de explosivo fue de un 18%. El costo del mayor uso de explosivo fue de US$147. El mayor ingreso de la prueba por concepto de mayor tratamiento fue de aproximadamente US$ 70000. El menor costo por consumo de energía durante las 14 horas de la prueba fue de aproximadamente US$ 600.

75

An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura El control del tamaño de partícula al molino a través del mine to mill, puede ser aplicado en “zonas problema” de bajo tratamiento, modificando las prácticas de tronado en esos sectores específicos. En forma alternativa es conveniente evaluar el potencial de incrementar todo el tonelaje mediante la aplicación de la filosofía operacional mine to mill, entregando la mina un material con mayor fragmentación.

76 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Efecto de la voladura Una tendencia operacional para mejorar la eficiencia de la molienda semiautógena consiste en intentar eliminar material de granulometría inadecuada para la molienda SAG, perteneciente al rango de tamaño crítico entre 2” y 6”. 1 2

1

77 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado

1 1

SABC-1

Preharneado

1

Prechancad o

78 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado Circuito ton/hr

SABC-1 Preharneado Prechancado 658

% Variación

700

751

6,4

14,1

% Variación CEE, kWh/ton % Variación % Variación

7,3 7,77

6,88

5,5

-11,4

-29,2 -20,1 79 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado La implementación del circuito de prechancado ha permitido aumentar la tasa de procesamiento en 14,1% respecto del circuito SABC-1

La disminución del tamaño de alimentación al molino SAG reduce significativamente el consumo específico de energía; 29,2% y 20,1% menor que en el circuito SABC-1 y SABC-1 con preharneado, respectivamente.

80 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado

1

81 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado El perfil granulométrico de alimentación es una de las variables más incidentes en la capacidad de procesamiento de un molino SAG.

Por lo tanto, el circuito debe crearse y/o ajustarse considerando el significativo impacto del perfil granulométrico de alimentación. 82 An Arrium company

Operación de un Molino SAG Eliminación tamaño no deseado El incremento porcentual de material fino (fracción 1”) en la granulometría de alimentación minimiza considerablemente el consumo específico de energía en la molienda SAG, aumentando significativamente su tasa de tratamiento.

En general de todos los criterios aplicado para la modificación del perfil granulométrico original, el más atractivo es el que considera una etapa de prechancado de la fracción intermedia -6” +1”. 83 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

El flujo de alimentacion •El grado de llenado de un molino SAG depende del flujo de alimentación de mineral con que opera. •En la práctica el nivel de la carga se controla ajustando el flujo de alimentación. •Debido a la ecuación de Potencia, el flujo de alimentación y la potencia demandada están relacionados.

84 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

El flujo de alimentacion Flujo de Alimentación Fresca “Operación Clave” Movimiento de los Alimentadores para definir así la “ Mejor Granulometría ” de alimentación, aquella que incorpora Finos y “Bolas Naturales” en la forma de material grueso que solo “ciertos” alimentadores aportan. Operación que se realiza las veces que sea necesario de hacer en el día para ir ajustando el SAG a las variaciones dinámicas del sistema mineral.

85 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

El flujo de alimentación Relación entre la potencia, presión de aceite en los descansos y nivel de llenado. Presión de los kW

Descanasos

Psi

Potencia

Vaciado

Sobrecarga

Volumen de Llenado

86 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Dureza del MIneral

A menudo es el caso que un mineral más duro producirá un tamaño de

alimentación al molino más grueso y, por ende, puede ser difícil separar completamente los efectos de ambos factores. Surgen complicaciones adicionales de las diferentes respuestas que exhiben los molinos AG y SAG frente a cambios en la dureza del mineral. En el caso de los molinos SAG es usual encontrar que los minerales más blandos proporcionan un mayor rendimiento. Esto se debe al hecho que las rocas más gruesas, especialmente las de tamaño crítico, son rotas con mayor facilidad por las bolas de acero. Sin embargo, habitualmente el tamaño del producto se hace más grueso. Esto se debe a que las rocas más gruesas pierden menos tiempo siendo desgastadas lentamente por abrasión y astillado que es lo que produce normalmente productos de rotura muy finos.

87 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Densidad y Viscosidad de la Pulpa La densidad de la pulpa dentro del molino no se puede medir directamente. Se mide y controla la densidad de la pulpa en la descarga. Ambas densidades no son iguales, normalmente la densidad de la pulpa al interior es mayor que en la descarga. La adición de agua al molino es una herramienta poderosa de acción y reacción ante condiciones de emergencia.

88 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Densidad y Viscosidad de la Pulpa ρap = [ (1-fv) ρb Jb + (1-fv) ρm (J - Jb) + ρp Jp fv J ] / J 5

% Bolas 4 ton/m 3

16 12 3

8 ρm = 2.80 ρb = 7.75 ρp = 1.96

fv = 0.40 Jp = 0.60

2 16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

Nivel de Llenado Aparente, % 89 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

La carga del Molino La Carga del Molino La Carga del Molino está formada por fracciones de carga “Fina” y “Gruesa”, en molinos de bola la carga comprende un gran volumen de bolas de acero cuyos intersticios están ocupados por pulpa. La carga de bolas tiene los siguientes efectos: Efectos: a.- Moledores

b.- “Demandadores de Energía” c.- Facilitadores/Entorpecedores del Transporte d.- Generadores de nuevos Flujogramas Planta e.- Otros ?

90 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

La carga del Molino

• El uso de bolas de acero implica un producto más grueso y una mayor capacidad por unidad de volumen. Existe una carga de bolas óptima, que minimiza la Energía Específica consumida. La recarga típica de bolas para molinos SAG son de 4” y 5”.

• Las bolas de acero son un medio de molienda muy efectivo, especialmente para rotura por impacto, donde pueden generar energías cinéticas muy altas. En consecuencia, su introducción en un molino resulta en una mayor rotura por impacto causando una rotura mucho más rápida de las rocas más gruesas, que de otro modo, se reducirían de tamaño debido al proceso, mucho más lento, de abrasión.

91 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

La carga de bolas El éxito de las bolas de acero al romper rocas más gruesas, a una tasa más rápida, tiene al menos una desventaja y es que reduce eficazmente la cantidad de medios de molienda roca, los cuales en caso contrario serían eficaces en la generación de partículas más finas en el producto.

92 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

La carga de bolas

12% 10% 8% 6%

% del Nivel de Llenado

Potencia Demandada SAG, KwHr

Comportamiento de la Curva de Operación SAG Con el % de Llenado de Bolas al Molino

Presión de Descansos SAG 93 An Arrium company

Efecto de la carga de Bolas

Ref. Sag 2001. Optimization of cadia SAG Mill

94

An Arrium company

DESCOMPOSICIÓN DE LA POTENCIA

en función de los componentes de la carga

14000 Mill Size Speed Lift Angle, α

12000

: 36'φ x 17' : 70 % Crit. : 40°

Jb = 12 %

kW (Net)

10000

Total

8000 6000

Balls

4000

Rocks

2000

Slurry

0 14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

Apparent Mill Filling, %

An Arrium company

DESCOMPOSICIÓN DE LA POTENCIA

en función de los componentes de la carga

6000

Total J = 21%

Power (net), kW

5000

Balls

4000

3000

2000

1000

Slurry Rocks

0 4

6

8

10

12

14

16

18

Apparent Balls Filling, %

An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación Un molino con accionamiento de velocidad variable, permite considerar a la velocidad de rotación del molino, como una variable más de operación.

97 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación Efecto de la velocidad sobre el movimiento de la carga.

98 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación Velocidad de trabajo del molino SAG que permita maximizar la demanda de potencia sin perjudicar los forros internos del molino. • Velocidad Critica, es la velocidad mínima a la cual la carga se centrifuga y se mantiene suspendida en las paredes del SAG.

Fija o variable…??

99 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación A nivel operacional, la velocidad creciente favorece la rotura por impacto. Esto deriva, usualmente, en un aumento en la rotura de roca gruesa, lo que conduce a mayores rendimientos. La reducción en la cantidad de movimiento de cascada, acoplada con la destrucción inevitable de los medios de molienda mineral, deriva en condiciones menos favorables para molienda más fina resultando un producto más grueso.

100 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación La velocidad de rotación del molino es una variable de rápida respuesta en el molino SAG. Mayor velocidad es más potencia. Permite mayor tratamiento.

Permite mayor evacuación de la carga.

101 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación Menor velocidad es menor potencia. Permite retener carga en el molino. Permite procesar menos cuando existen problemas aguas abajo del molino SAG. Permite tratar mineral fino.

102 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación Relaciones con el mecanismo de molienda dominante: Impacto o abrasión. Relaciones con el tipo de revestimiento. Trayectoria rocas – bolas.

Ruidos e impactos en el molino.

103 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Velocidad de Rotación

Ncrit

Ncrit

76,6 = D

N = N c N crit. Cuidado!!! Elegir velocidad en rangos altos puede resultar en altos consumos ineficientes de energía por no direccionar catarata al pie de la carga (riñón). Si ruido es impacto de acero urgente bajar velocidad!!! 104 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga Los mecanismos de molienda son determinados en gran medida por el movimiento de la carga. A velocidades bajas se produce una cascada de la carga, favoreciendo la molienda por abrasión y la producción de finos. Al aumentar la velocidad, las bolas se separan del mineral en el punto más alto, cayendo en catarata según trayectorias parabólicas, favoreciendo la molienda por impacto. 105 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga

106 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga

Baja Vel. /Lifter Bajos

Alta Vel. /Buen Levante

Cascada Compresión Catarata Cascada Zona de Impacto

Zona de Relativo Impacto 107 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga La molienda por impacto es adecuada para alimentaciones “abundantes” en material grueso y bolas de gran diámetro con adecuada trayectoria. La molienda por impacto se caracteriza por ser consumidora de energía, se refuerza con lifter nuevos y/o altos y/o de bajo ángulo. Altas tasas de tratamiento. Se busca como solución a problemas de molinos con mucho carga. Atención a problemas de ruido y se acoseja detectar punto de impacto. La molienda por abrasión es adecuada para alimentaciones “abundantes” en material fino e intermedio. Se refuerza con lifter gastados y/o bajos y/o ángulo elevado. Bajas tasas de tratamiento. 108 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga • En la Figura siguiente se muestra un esquema con la forma y movimiento de la carga en molinos AG/SAG indicando las regiones donde se produce la rotura. Hay básicamente dos. La primera es una superficie en la región del talón donde se produce la rotura por impacto. La cantidad de rotura que se produce en esta región está influenciada por la frecuencia con la cual se vuelca la carga y la energía que se genera en el impacto.

109 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga Las siguientes condiciones ocasionarán un alto consumo de bolas y potenciales daños al revestimiento. Altos niveles de llenado de bolas. Bajos niveles de carga total (molino vacío). Bajo % de sólidos en la carga del SAG. Altas velocidades de operación unidas a bolas de gran diámetro. Altas velocidades de operación unidas niveles de carga baja. Problemas de diseño o control de calidad de revestimientos.

110

An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Movimiento de la carga La parrilla interna de los molinos SAG, ubicada en la tapa de descarga de estos, tiene como objetivo retener al interior del molino los medios de molienda (bolas y colpas). Controlar el nivel de llenado. Permite que las bolas y el mineral se descargen del molino, sólo una vez que se ha realizado el proceso de molienda y los materiales hayan alcanzado un tamaño menor a la abertura de las parrillas. Trommel o Harnero: Clasificar el producto en finos y pebbles. 111 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Las Parrillas de Descarga

Tipos de diseño de parrillas de descarga de un molino SAG.

112 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Las Parrillas de Descarga Molienda SAG Faena

DxL

Abertura Parrilla, pulg

Collahuasi 40 x 22

2

40 x 20

3,2

Escondida 38 x 22

2,5

Teniente

38 x 22

2,5

Freeport

38 x 20

1,5

Antamina

38 x 19

2

Sossego

38 x 19

3

Alumbrera 36 x 19

1,5

Cadia

La abertura de la parrilla está en relación con la granulometría de alimentación Al abrir parrillas: Sube la capacidad del SAG, pero traslado puntos críticos hacia capacidad de harneros, molienda secundaria, transporte, almacenamiento de pebbles y/o capacidad del chancador de pebbles. 113 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Las Parrillas de Descarga Un buen diseño de parrilla considera: Tamaño de abertura de parrilla, adecuadamente diseñado para que descargue tamaño crítico, calzando con la capacidad de transporte de los pebbles. Área abierta debe considerar tanto la capacidad de evacuación como la duración de parrillas y su recambio.

114 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Las Parrillas de Descarga Diseño del slot: Nuevamente considera área libre y duración, como también la capacidad de evacuación de la pulpa interna del SAG y que se minimice el retorno de la pulpa ya evacuada al molino. Ángulo de salida: Entre 3° a 5°, previenen atrapamiento (cegado) y protegen abertura.

115 An Arrium company

Problemas operacionales de Molienda SAG cegado de parrillas (pegging)

A OneSteel Group Business

116

An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Revestimiento La función más conocida del revestimiento es la de proteger el casco del molino del desgaste. Sin embargo, el revestimiento presenta además otras tareas específicas: Transferir energía a la carga interna del molino. Modular el movimiento interno de la carga a través de la proyección de ésta.

117 An Arrium company

Operación de un Molino SAG

Diseño del Revestimiento

Angulo de Ataque

Altura Lifters

118 An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas MODELO DE POWELL Moly-Cop Tools TM

A GSI Software Development

Run N° :

1

Simulation Data : 25 20

15 10 5 0 -25

-20

-15

-10

-5

0 -5 -10 -15

-20 -25

5

10

15

20

25

Effective Mill Diameter Ball Size

36.0 feet 5.0 inches

Static Friction Coefficient Dynamic Friction Coefficient

0.05 0.2

Lifter Face Angle Lifter Height % Critical Speed

10.0 degrees 10.0 inches 76.0 %

Apparent Mill Filling Angle of Repose, α

28.0 % 35.0 degrees

Alw ays click on the Execute button before draw ing any conclusions.

Execute

Impact Conditions : Velocity at Impact Angle wrt Horizontal (at Impact) Kidney's Toe (from central axis) Impact Spot (from central axis)

44.08 feet/sec 37.55 degrees -10.03 feet -14.11 feet

119 An Arrium company

Energía de Impacto, Joules

Impacto en Molinos de Bolas

Diámetro de Molino A OneSteel Group Business

120

Ref: Modelo de MS Powell, 1991, effect of liner design in mill motion An Arrium company

Simulación de la energia de impacto en un molino SAG

An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Efecto de la velocidad de giro

Diámetro de Molino Diámetro de Bolas Angulo Ataque Altura Lifter

80 %

: 36’ : 5” : 10° : 6”

% de Velocidad Crítica

76 % 72 % 755 795 Joules

694 122 An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Efecto de la velocidad del lifter Diámetro de Molino Diámetro de Bolas Angulo Ataque % Vel. Crítica

14”

: 36’ : 5” : 10° : 76%

Altura Lifters

10” 6” 729 751 795 Joules

123 An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Efecto de la velocidad del ângulo del lifter Diámetro de Molino Diámetro de Bolas Altura Lifters % Vel. Crítica

: 36’ : 5” : 10” : 76%

Angulo de Ataque

10° 20° 30° 751 789 Joules

568 124 An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Efecto del diámetro de las bolas Diámetro de Molino Angulo de Ataque Altura Lifters % Vel. Crítica

4” 5”

383

: : : :

36’ 10° 10” 76%

Diámetro de Bola

6”

751 1306 Joules 125 An Arrium company

Efecto del Tamaño de las bolas

Ref : Sag 2001 Optimization of the Alumbrera SAG Mills

126

An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Punto de máxima energía de impacto

Energía al Impacto, Joules

850 % Velocidad Crítica Altura de los Lifters Angulo de Ataque

800

750

700

650 6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

Punto de Impacto (Posición Reloj Equivalente) 127 An Arrium company

Simulación de Trayectorias Críticas

Nuevas tendencias operacionales Diámetro de Molino : 36’

Operación Tradicional

Tradicional

Angulo de Ataque Altura Lifters % Vel. Crítica Bolas

: 10° : 10” : 76% : 4”

Nueva Tendencia

Nueva 383

Angulo de Ataque Altura Lifters % Vel. Crítica Bolas

: 30° : 14” : 80% : 6”

1321 Joules 128 An Arrium company

Movimiento de carga del molino en función del angulo de ataque

A OneSteel Group Business

An Arrium company

Medios de Molienda

Diámetro ideal de bolas de recarga En los procesos de molienda, cada aplicación específica tiene un Tamaño de Bola asociado que resulta ser óptimo para dicha tarea y que depende fuertemente del Tamaño de Alimentación del mineral.

200 F80 Alimentación

Tratamiento, ton/hr

180 5.0 mm

160

9.8 mm 16.0 mm

140

20.0 mm

120 100 80 60 40 20

40

60

80

100

120

140

Area de la Carga, m2/m3 130 An Arrium company

Medios de Molienda

Diámetro ideal de bolas de recarga 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”φ).

Area Específica de la Carga, m2/m3

100 2”

80

2½”

60 3”

40

4”

20

5” Límite Tecnológico Actual 6” 8”

Molienda Convencional

Molienda SAG

0 1

10

100

F80 Alimentación, mm 131 An Arrium company

Ideal Make-Up Balls Size - Trends

Ave. SAG Ball Size, inches

8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 '90

'92

'94

'96

'98

'00

'02

'04

'06

'08

10´

12´

Year z

Based on trends of Moly-Cop Group

A OneSteel Group Business

An Arrium company

Operación Molinos SAG

El concepto de control experto Llevar y mantener la operación del molino SAG en rangos de mejor operación, de modo estable y con el máximo provecho de la instalación. L.Alto

Valor deseado o Target

Bajo

Alto

Presión de Descansos

Detectar rango de “molino vacío”, “peligro sobrecarga” y el punto de “operación óptimo” son clave para la operación estable y exitosa. 133 An Arrium company

134 An Arrium company