Work Index Procedure

 

DETERMINACION DEL WORK INDEX PARA  MOLINO DE BOLAS – METODO F.C. BOND

1.

ALCANCE El Índice de Trabajo Wi, es un parámetro que depende del material y del equipo de conm conmin inuc ució ión, n, po porr lo qu que e es conv conven enie ient nte e qu que e en su ob obte tenc nció ión n se util utilic ice e un meca me cani nism smo o de ru rupt ptur ura a si simi mila larr al de la má máqu quin ina a pa para ra la cual cual se efec efectú túa a la determinación. El test estándar de Bond es el método más conocido y utilizado para predecir  consumos de energía en molienda de minerales, esta predicción de consumo de energía se hace extensiva a molinos de bolas.

2.

  PRINCIPIO DE DEL M MÉ ÉTODO El test de laboratorio elaborado por Fred C. Bond, consiste en una simulación de molienda continua mediante mediante un método que permite llograr ograr un estado estacionario a partir de sucesivas  sucesivas pruebas batch. La prueba entrega un valor del índice de trabajo Wi, expresado en kwh/tc, el cual introducido a la ecuación clásica de la tercera ley conminución permite predecir el co cons nsum umo o de en ener ergí gía a de un mo molilino no;; por por lo tant tanto, o, se conv convie ierte rte en una una efec efectitiva va herramienta de planificación de la producción de una planta de molienda. En el caso de test estándar para molino de bolas, la predicción deberá coincidir con la potencia mecánica de salida de un motor capaz de accionar un molino de bolas del tipo descarga por rebalse de 8 pies de diámetro interno, que opera en húmedo y en circu circuito ito cerra cerrado do con un cl clasi asific ficado ador. r. Pa Para ra el caso de mol molien ienda da en seco, seco, el consumo se debe multiplicar por un factor de 1.3. Como la eficiencia de la molienda de bolas varía según el diám diámetro etro interno del moli molino no (D, pies pies), ), se deberá multipl multiplicar  icar  por el factor (8/D)0.2, considerando no obstante un valor mínimo de 0.9146 para dicho factor en el caso de D ≥ 12.5 pies.

3.

EQUIPOS Y MATERIALES 3.1

Los ensayos de Work Index para molienda de bolas se realizan en un molino de bolas de 12” x 12” de esquinas redondeadas con revestimiento liso, una velocidad de rotación de 70 rpm y una carga balanceada de bolas de acero que se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1: Carga de Bolas Estándar de Bond

 

CARGA DE BOLAS ESTÁNDAR DE BOND N° Bolas Diámetro de Bolas (pulg) Peso Bolas( g) 43 1.45 8803 67 1.17 7206 10 1.00 672 71 0.75 2011 94 0.61 1433 285 TOTAL 20125

 

**Fuente: Procedimiento Experimental Work Index Bolas - CIMM Chile S DCE-MET-08.

T&

 

Como equipamiento auxiliar se utiliza un tamizador (Ro-Tap) y ma mallllas as AS ASTM TM o eq equi uival valen entes tes Ty Tyle lerr pa para ra de dete term rmin inac ació ión n de los los perf perfililes es gran granul ulom omét étri rico coss de la alimentación y producto final y la clasificación del producto de cada ciclo de molienda.  

3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4.

Tamizador Ro-Tap Serie de Tamices Balanza Digital Brocha Bandeja metálica. Probeta 1 litro

REACTIVOS Inaplicable

5.

IMPLEMENTOS D DE ES SE EGURIDAD En la ejecución de este trabajo es obligatorio el uso de los siguientes elementos de protección personal: 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

6.

Respirador con filtro para polvo Lentes de seguridad Zapatos de seguridad Guantes de Hilo Protector Auditivo (orejeras) Mandil o semejante (polo y pantalón de trabajo).

PROCEDIMIENTO La prueba simula una operación de molienda de bolas continua en circuito cerrado con un cla clasif sifica icador dor per perfect fecto, o, ope operan rando do en est estado ado est estaci aciona onario rio con una car carga ga circulante de 250%.

 

Figura 1:

Ilustración Circuito Cerrado de Molienda Batch Los flujos másicos de un sistema continuo están representados en la Figura 1 por  las letras letras A, F, P, U y O. Donde:  A: Alimentación fresca F: Alimentación molino de bolas P: Producto de molienda U: Undersize O: Oversize La carga circulante se define como: Rcc = O/U 6.1

Preparación de la Muestra La preparación de muestra, consiste en un chancado controlado de la muestra a 100% malla -6 Tyler (3350 µm). Recibida Recib ida la mue muestra stra de mi miner neral al se ver verifi ifica ca vis visual ualmen mente te su con conten tenido ido de humedad. humed ad. Si la muestra está húmeda dispers dispersarla arla en bandeja o en una lona y secar al medio ambiente. Si los tamaños de las rocas son superiores a 4” se de debe berá rá util utiliz izar ar un una a ch chan ancad cador ora a de ma mand ndíb íbul ulas as de ma mayo yorr aber abertu tura ra de admisión. Si el tamaño de las rocas es inferior a 4” el material se deberá chancar en la chanca cha ncador dora a de man mandíb díbula ulass 5”x 6”, aju ajustan stando do el set settin ting g de des descar carga ga a 1 pulgada. Se procede procede a tami tamizar zar con la mall malla a 1 pulg., luego proce proceder der la opera operación ción de chancado, el producto oversize retorna al chancado hasta obtener 100 % malla -1 pulg. Tamizar a malla 1/4", luego cerrar el set de descarga de la chancadora hasta 1/4 pulg. y proceder a chancar el Overzise de la malla 1/4 Pulg , hasta obtener  100% -1/4 Pulg.  A continuación el total de la muestra 100% malla -1/4 pulg se tamiza pasando por la malla 6 Tyler, igualmente el oversize es reducido en la chancadora de rodillos rodi llos ajustando ajustando a la abertura 3.35 mm (mall (malla a 6 Tyler) Tyler).. Esta operació operación n de cl clas asifific icad ado o y ch chan anca cado do en ro rodi dillllos os se repi repite te hasta hasta obten obtener er el tota totall de la muestra bajo la malla 6 Tyler.

6.2

Repartición d dee la la M Mu uestra Posteriormente, la muestra es separada en un divisor rotatorio (carrusel) para obtener submuestras de 400 a 500 gramos, para las pruebas de work index. Una de estas submuestras se tamiza para determinar el F80 y el porcentaje undersize de la malla de corte.

 

6.3

El análisis granulométrico de la alimentación se debe efectuar de la siguiente forma: 6.3.1 6.3.1 6.3.2 6.3 .2 6.3.3 6.3 .3 6.3.4

Pe Pesa sarr la ssub ubmu mues estra tra m min iner eral al.. De Desla slamar mar en en húm húmedo edo lla a mue muestr stra a en la m mal alla la 40 400 0 Ty. Sec Secar ar e ell mi miner neral al rrete etenid nido o en lla a ma malllla a a 10 100 0 º C. Util Utilizar izar las si siguie guientes ntes mal mallas las eq equival uivalentes entes Tyl Tyler: er: 8, 1 10, 0, 14, 20 20,, 28, 35, 48 48,, 65, 100, 150, 200, 270 y 400. 6.3.5 El titiempo empo de clas clasifica ificación ción d de e la mu muestra estra m minera inerall rete retenido nido de debe be ser d de e 15 minutos en el tamizador (Ro- Tap). 6.3.6 6.3 .6 Pes Pesar ar y rreg egist istrar rar e ell pe peso so de ccada ada ffrac racció ción. n. 6.4

 Alimentación al Molino de Bond La alimentación al molino consiste en el peso de 700 cc de mineral (100% malla – 6 Tyler) ligeramente compactado. Se requiere de una Probeta de 1 litro, de material de plástico Una de las submuestra de 500 g, aproximadamente, se rolea y divide en 4 partes, se toman 2 opuestos y se agregan a la probeta (250 g de mineral), los cuales se compactan mediante 20 golpes moderados del fondo de la probeta contra la mesa, enseguida se agregan los otros 250 g repitiendo el número de golpes. Se repite este procedimiento hasta completar la carga de 700 cc. Finalmente, se pesa los 700 cc de mineral compactado. .

6.5

Operación delen Molino de Bond La operación el molino de Bond comienza con verificación de la carga de bolas en el molino, asegurándose que se esté usando la carga de bolas estándar de Bond (Ver Tabla 1), con la boca del molino ubicada en posición hacia arriba, se carga los 700 cc de mineral seco entre los espacios dejados por las bolas, se tapa el molino y se da comienzo a los ciclos de molienda, considerando inicialmente 100 revoluciones. La prueba continúa con ciclos sucesivos de molienda en seco en el molino de Bond Bo nd,, si simu mula land ndo o un una a op oper erac ació ión n en ci circ rcui uito to cerr cerrad ado o con con 250% 250% de carg carga a circulante utilizando una malla de corte para cerrar el circuito (m65 (212 µm), m100 Tyler (150 µm) o m150 (105 µm)).

  6.6

Descarga del Molino de Bond. Una vez finalizado el ciclo de molienda de descarga de la siguiente forma: 6.6.1 Se de 6.6.1 desta stapa pa el mol molino ino ccon on lla a bo boca ca ha hacia cia a arri rriba. ba. 6.6.2 Se ubi ubica ca el chute d de e des descarga carga para rrecib ecibir ir e ell pro producto ducto a adecua decuadamente damente.. 6. 6.6. 6.3 3 Se pr proc oced ede e a de desc scar arga garr el mo molilino no incl inclin inán ándo dolo lo 18 180º 0º ha haci cia a ab abaj ajo, o, lentamente. 6.6.4 Se lilimpia mpia el mo molino lino,, sacude sacude el cchute hute y se re retiran tiran las b bolas olas..

6.7

Posteriormente, el producto de molienda es clasificado en la malla de corte seleccionada, de la siguiente forma: 6.7.1 La ma malla lla d de e corte debe iirr pr precedi ecedida da de a all men menos os 2 ttamic amices es de abertu abertura ra inmediatamente superior. 6.7.2 6.7 .2 El pr produ oducto cto de mo molie lienda nda se ssepa epara ra en 2 o 3 par partes tes ig igual uales. es. 6.7.3 Cada parte es cl clasifi asificada cada en una se serie rie d de e 3 ta tamices mices que co contiene ntiene la malla de corte seleccionada. 6.7.4 El titiempo empo d de e cla clasific sificación ación de cad cada a lote debe se serr de 15 mi minutos nutos en el tamizador (Ro-Tap).

 

6.7.5 Repa Repasar sar su suaveme avemente nte la mall malla a de corte corte ccon on un una a broc brocha, ha, pa para ra pas pasar ar el fino cortocircuitado al pasar el tamiz. t amiz. Una vez clasificado en la malla de corte, se aparta undersize (-P1Prod) y se reemplaza con una porción equivalente de mineral fresco, aplicando el método de cono y cuarteo para su composición, agregándose al oversize (+P1Prod), a objeto de reconstituir la carga inicial de sólidos alimentados al molino en cada ciclo (completando el volumen aparente de 700 cc de material en cada ciclo de molienda). Con este material, homogeneizado, se comienza un nuevo ciclo, moliéndolo durante un número de revoluciones calculado para dar una carga circulante (R (Rcc) cc) igual al pes peso o de la ali alimen mentac tación ión fre fresca sca agr agrega egada da (25 (250% 0% de car carga ga circulante). Cada nuevo ciclo se debe llevar acabo con el mismo procedimiento de carga del mol molino ino,, mo molie lienda nda,, des descar carga ga del mol molino ino,, cla clasif sifica icació ción n del pro produc ducto to y reemplazo del undersize por mineral fresco, como se describió anteriormente. El ensayo de molienda continúa hasta que los gramos netos de undersize producidos (-P1Neto) por revolución (g/rev) alcancen el equilibrio; esto es, comúnmente cuando se invierte la dirección de crecimiento o disminución del índice de moliendabilidad (Gbp). (Este equilibrio debe ocurrir a partir del 5° ciclo).

6.8

Finalmente, se realiza un análisis granulométrico del producto undersize de la malla de corte de los dos últimos ciclos (una vez alcanzado el equilibrio), para determinar el P80 del producto final, homogenizando y cuarteando los dos productos finales.  

El aná anális lisis is gra granul nulomé ométri trico co del pro produc ducto to se deb debe e efec efectuar tuar de la sig siguie uiente nte manera: 6.8.1 6.8 .1 Pes Pesar ar y reg regist istrar rar e ell pro produc ducto to und unders ersize ize de lla a mal malla la de ccort orte e de lo loss dos últimos ciclos debidamente homogenizado y cuarteado. 6.8.2 6.8 .2 De Desla slamar mar en en húm húmedo edo lla a mue muestr stra a en la m mal alla la 40 400 0 Ty. 6.8.3 6.8.3 Se Seca carr e ell Ov Over erzi zise se a 10 100 0 º C. 6.8.4 .8.4 Depe pend ndie iend ndo o de la Malllla a de cort corte e, uti tililiza zarr las si sigu guie ien ntes tes ma malllas las equivalentes Tyler: m 35, m48, m65, m100, m150, m200, m270 y m400. 6.8.5 6.8.5 El tie tiemp mpo o de cla clasi sififica caci ción ón del ove overs rsiz ize e debe debe ser de 15 minu minutos tos en el tamizador (Ro-Tap). 6.8.6 6.8 .6 Pes Pesar ar ca cada da fr fracc acción ión por por se separ parado ado y re regis gistra trar. r.  

6.9

Control d dee C Caalidad 6.9.1 Carga de Bolas La carga de bolas debe ser revisada al inicio de cada turno; esto implica, pesar y contar contar el total de las bolas y regist registrar. rar. Si el peso esta fuera del rango especificado en el punto 3.1, se debe chequear por fracción de tamaños de bolas y ajustar de acuerdo a la carga estándar de Bond. 6.9.2 Repartición de muestra

 

Los pesos obtenidos en cada una de las 20 submuestras deben ser  estad estadís ístic ticam amen ente te ig igua uale les, s, para para lo cual cual se real realiz iza a una una prue prueba ba de homogeneidad en base al Q´ Dixon (95% de confianza), de no ser así la muestra se tendrá tendrá que volver a homogenizar y repartir. 6.9.3 Revisión de tamices Se revisarán los tamices, tapas y fondos que están siendo usados en el proces pro ceso; o; es esto to im impli plica, ca, rev revisa isarr y reg regist istrar rar la cal calida idad d del mat materi erial al de clasificación en uso. Esto se realizará al inicio de cada turno. 6.9.4 Molino de Bond Se debe controlar las revoluciones (70 rpm) y su volumen del molino.  

 

 

6.9.5 Control de balanzas Con pesos patrones se deben controlar las balanzas del laboratorio; esto implica, pesar y registrar el peso de los patrones. Esto se debe realizar, 3 veces por semana. En caso de diferencias con peso de patrones, se debe solicitar la visita del servicio técnico, a fin de calibrar la balanza. 6.9.6 Estándar de control Realizar pruebas de work índex al estándar de control de Cuarzo, una vezvalor al año o después de cada 10 pruebas Índex, de y veri verificar ficarKw que el obtenido obtenido no difiera en 5% del valordedework consenso 14.1 Kw-h/ -h/ tc. LI: 13.4 Kw-h/ tc. LI (Limite Inferior) LS: 14.8 Kw-h/ tc. LI (Limite Superior) 7.

EXPRESION DE RESULTADOS El Work Index del material, válido para molienda en molinos de bolas, se calcula según la siguiente expresión empírica desarrollada por F.C. Bond para materiales heterogéneos: 44.5 Wi =

Donde: Wi = P10 100 0 = Gbp

=

F80  P80

= =

 

7.1

0.23 P100 * Gbp0.82 * (

10

10

P80

F80

Work index del material kWh/tc ab aber ertu tura ra d de e la m ma alla d de e co cort rte e ut utiilizada zada p par ara a ce cerrrar rar el cciircu rcuito (µm) Índ Índice d de em mo oliendabilidad d de el material en m mo olinos de Bond, con carga circulante de 250%, (g/rev). Ta Tama maño ño 80% 80% p pas asan ante te d de e la la a alilime ment ntac ació ión n ffre resc sca aa all cir circu cuitito o ((µm µm)) Tamaño 8 80 0% p pa asante del pr producto ffiinal de del ci circuito ((µ µm)

Peso P Prroducto IId deal (P (PPI)  PPI 

  

PPI

)

 P    Alim  3.5

= Peso Producto Ideal (g)

 

P (Ali (Alim) m) 7.2

=P Pes eso od de eA Alilime ment ntac ació ión n ((70 700 0 cccc d de e ccar arga ga)) (g) (g)

Cálculo Producto Neto  P  NETO





 P 1 Pr  od    

PNETO -P 1 Prod P1 7. 7.33



P 1

= Producto neto bajo tamaño de corte de la molienda = Producto bajo tamaño de corte después de la molienda = Producto bajo tamaño de corte en la alimentación (undersize)

Cá Cálc lcul ulo o ÍÍnd ndic icee d dee M Mo olien lienda dab bilid ilidad ad,, Gbp (gramos por revolución) Gbp Gb p



 

 P NETO  N º rev rev

Gbp = P Gbp Pro rodu ducto cto ne neto to p por or re revo volu luci ción ón (g/r (g/rev ev)) Nº rev rev = Nú Número mero d de e revo revolucio luciones nes 7. 7.44

Cá Cálc lcul ulo od del el Nú Núme mero ro de Rev evo oluci lucion ones es..  N º re rev v

  8.



Gbp Gb p

FORMATOS Y REGISTROS 8.1 8.2 8.3

9.

 PPI   P 1   

Prueba de Determinación de Work Índex de bolas FC-09-11-03.  Análisis Granulométrico por Tamizaje Tamizaje FC-09-11-06.  Apéndices 8.3.1 8.3 .1 Di Diagr agrama ama de dell prot protoco ocolo lo de pre prepar paraci ación ón de mue muestr stras. as. 8.3.2 8.3 .2 Tab Tabla la de equ equiva ivalen lencia ciass para para ttami amices ces..

RECOMENDACIONES 9.1

El personal operativo que participe debe cumplir con: 9.1.1 9.1.1 To Todo doss lo loss pr proc oced edim imie iento ntoss y norm normas as de segu seguri rida dad d y me medi dio o am ambi bien ente te definidas. 9.1.2 9.1 .2 Tod Todas as las defini definicio ciones nes,, acc accion iones es y/o pro proced cedimi imient entos os estab establec lecido idoss par para a garantizar el aseguramiento de calidad.

9.2

Los cuidados que deben tener presente los operarios son: Protección de la vista contra la proyección de partículas en el chancado y la preparación de muestras. Utilizar guardas, protección para las maquinas en movimiento (chancadoras, carrusel de muestreo, tamizador (Ro-Tap) y molino). Protección auditiva para el uso del molino. Utilización de extractores de polvo para chancadoras, entre otros.  

 

10.

ANEXOS 11.1. DIAGRAMA DEL PROTOCOLO DE PREPARACION DE MUESTRAS

 

MINERAL FRESCO ( > 1 Pulg)

Ov Over ersi size ze : + 1"

Malla 1" CH. QUIJADA

Set 1 = 1"

Oversize : +1/4"

Mall Ma lla a 1/ 1/4" 4" CH. QUIJADA

Set 2 = 1/4"

Malla Ma lla 6

+m6 CH. RODILLO

-m6

PRODUCTO FINAL FINAL (100% - m6 Tyler)

Set = m6 Tyler 

 

A continuación se describe el proceso que sigue la submuestra de 10 kilogramos 100% -6 malla Ty para Ensayo Work index Bolas

La submuestra es cortada por el Divisor Rotatorio a modo de obtener 20 submuestras de aproximadamente 500 gramos.

Embolsado Finalmente las submuestras son embolsadas, identificadas y almacenadas hasta la ejecución Identificado

Almacenado

del ensayo.

Ejecución del Ensayo WI

 

 

11.2. TABLA DE EQUIVALENCIAS PARA TAMICES Aberturas y Equivalencias de Mallas utilizadas en el Ensayo Work Index Bolas Abertura

Abertura

TYLER

ASTM

6 7

6 7

8 9

8 10

2,360 2,000

2.36 2.00

10

12

1,700

1.70

12

14

1,400

1.40

14

16

1,180

1.18

16

18

1,000

1.00

20

20

850

24

25

710

28

30

600

32

35

500

35

40

425

42

45

355

48

50

300

60

60

250

65 80 100

70 80 100

212 180 150

115

120

125

150

140

106

170

170

90

200

200

75

250

230

63

270

270

53

325

325

45

400

400

38

Microm Mic rometr etros os,, µm Milimet Milimetros ros,, mm 3,350 3.35 2,800 2.80