Departamento de Ingenieria Metalúrgica – Procesamiento de Minerales INTRODUCCIÓN El consumo energético es uno de los factores económicos mas importantes en la actual minería, y gran parte del consumo energético de la minería se atribuye a la conminucion de minerales, el consumo energético atribuido a la minera es de un 30% de la energía producida en el país, siendo el sector industrial con la mayor demanda energética. Los procesos de reducción de tamaño son unas de las primeras etapas y en esta se busca que el mineral quede con el tamaño que facilite de mejor forma las reacciones químicas asociadas a procesos posteriores. Es así como en esta experiencia se podrá apreciar de cierta manera el gasto energético que tienen los distintos circuitos de chancado, como lo consumos energéticos que suponen los chancadores. Laboratorio 1: Circuitos de chancado
laboratorio de como conmicionar minerales y sus circuitos
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Departamento de Ingenieria Metalúrgica – Procesamiento de Minerales
INTRODUCCIÓN
El consumo energético es uno de los factores económicos mas
importantes en la actual minería, y gran parte del consumo energético
de la minería se atribuye a la conminucion de minerales, el consumo
energético atribuido a la minera es de un 30% de la energía producida
en el país, siendo el sector industrial con la mayor demanda energética.
Los procesos de reducción de tamaño son unas de las primeras etapas y
en esta se busca que el mineral quede con el tamaño que facilite de
mejor forma las reacciones químicas asociadas a procesos posteriores.
Es así como en esta experiencia se podrá apreciar de cierta manera el
gasto energético que tienen los distintos circuitos de chancado, como lo
consumos energéticos que suponen los chancadores.
OBJETIVOS
Laboratorio 1: Circuitos de chancado
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- Principal
Evaluar los diferentes circuitos de chancado considerando los
flujos de mineral procesados, consumos específicos de energía y
granulometría obtenida.
- Secundarios
Determinar la razón de reducción de cada etapa y circuito.
Determinar la energía especifica de cada circuito.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Laboratorio 1: Circuitos de chancado
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El objetivo de la Conminución es la reducción del tamaño de las
rocas, cuyo proceso se lleva a cabo ocupando una variedad de equipos,
ya sea chancadoras y molinos. Este proceso no se puede efectuar en un
solo equipo, ya que los expertos no han podido desarrollar una máquina
capaz de realizarlo. El hecho que exista chancado y molienda y no sólo
uno de ellos, responde a dos motivos muy claros: factibilidad técnica y
económica. Existe un límite para el cual las chancadoras son eficientes
y, pasado éste, realizan muy poco trabajo en comparación con la
energía consumida. Para este caso existen otras máquinas que realizan
la reducción de material con un rendimiento mucho mayor: los molinos.
Por este motivo es necesaria la existencia de dos procesos: chancado y
molienda, los que juntos logran el objetivo de la conminución, el material
con un tamaño y forma dados, además de la liberación de la especie útil.
Distribución de tamaños
Una vez que los minerales han pasado por los procesos de
conminución se obtiene una gama de tamaños de partículas, lo que se
debe clasificar de alguna forma, cuantificando la cantidad por tamaño en
comparación con el total de mineral. Es por eso que se debe realizar un
análisis granulométrico.
El análisis granulométrico se lleva a cabo comúnmente haciendo
pasar el mineral por una serie de tamices con diferentes aberturas,
ordenados secuencialmente de mayor a menor tamaño. Se realiza una
razón entre la masa que queda atrapada en cada tamiz y el mineral
total, por lo que se obtiene el Retenido parcial. Mediante los resultados
que se obtienen de un análisis granulométrico también es posible
calcular lo que se conoce como P80 (Figura 3.1), que es la abertura de
malla por la que pasará el 80 % del peso del mineral. También se puede
determinar el F80 que se define como la abertura de malla por la cual
pasa el 80 % en peso del mineral de alimentación.
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Figura 3.1. Representación gráfica de un P80
A nivel de ensayos se ocupa el Rot-Up, el cual es un dispositivo
que reproduce el movimiento circular y de golpeteo que se da en el
cribado a mano el cual permite realizar la separación de mineral en cada
tamiz.
Chancadoras
El chancado es la primera etapa de reducción de tamaño.
Generalmente es una operación en seco, la cual se puede realizar hasta
en 4 etapas.
El chancado se realiza mediante máquinas pesadas que se
mueven con lentitud y ejercen presiones muy grandes a bajas
velocidades. La fuerza se aplica a los trozos de roca mediante una
superficie móvil o mandíbula que se acerca o aleja alternadamente de
otra superficie fija, capturando la roca entre las dos. Una vez que la
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partícula grande se rompe, los fragmentos se deslizan por gravedad
hacia regiones inferiores de la máquina.
A medida que se disminuye el tamaño de partícula mediante
estos equipos la energía específica necesaria para fracturarla aumenta
con mayor rapidez. Consecuentemente, las chancadoras tienen que ser
grandes y estructuralmente fuertes.
Existen diferentes tipos de chancadoras entre las que se
destacan la de mandíbula y rodillo.
Chancadora de mandíbula
Está formada por dos superficies casi verticales que se llaman
muelas. Una de ellas es fija y la otra móvil. Funcionan como una
mandíbula animal, la superficie que es móvil se acerca y se aleja
sucesivamente del material que va ingresando a esta, triturando de
forma continua el mineral.
Generalmente el bastidor de la chancadora es fabricado de
acero fundido a veces reforzado con barras de acero de igual manera
que la cámara de chancado, es decir ambas mandíbulas y los dos lados
laterales están equipados con revestimientos reemplazables. Estos
revestimientos sufren casi todo el desgaste, por lo que, son hechos de
aceros al manganeso (aceros Hadfield).
Figura 3.2. Chancador de Mandíbulas.
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Chancadora de rodillos
El material a triturar es introducido en la parte superior de la
trituradora, que actúa como una tolva de alimentación integrada.
La chancadora está provista de dos cilindros rotatorios y por la
presión que ejercen lo trituran. El tamaño del grano final depende de la
distancia entre ambos cilindros. Según el tipo de material que se ha de
tratar, la superficie de los cilindros trituradores puede ser lisa, con
nervaduras o estar provista de dentado. Según la dureza del material,
las nervaduras están en la dirección del eje o transversalmente a éste.
Los rodillos de la trituradora giran por medio de rodamientos de
alta capacidad de carga y herméticos al polvo. Los rodillos son
accionados por un motor eléctrico con engranaje y transmisión por doble
cadena “heavy duty”. La cadena se mantiene tensa de forma
permanente mediante un dispositivo tensor.
Figura 3.3. Chancador de Rodillos.
Existen diferentes circuitos los cuales pueden lograr la reducción
de tamaño de las partículas. Entre ellos se encuentra el circuito abierto,
circuito cerrado directo y el circuito cerrado inverso.
Circuito abierto: La alimentación de mineral ingresa a los equipos
de reducción de tamaño y no se necesita que pasen por
clasificación previa o posterior al canchado.
Circuito cerrado directo: El mineral pasa por chancado,
posteriormente es llevado a un proceso de clasificación donde se
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separan las partículas que cumplen con las medidas adecuadas y
las que no. Las partículas que no cumplen lo especificado son
llevadas nuevamente al proceso de chancado.
Chancado cerrado inverso: El flujo de mineral pasa en primer lugar
por un proceso de clasificación, aquí se separan las partículas que
cumplen con las especificaciones y las que no. Posteriormente las
que no cumplen con el tamaño adecuado son llevadas al proceso
de chanchado y posteriormente vuelven a pasar por un proceso de
clasificación.
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DESARROLLO DEL TRABAJO
Materiales y equipos
- Chancador de Mandíbula.
- Chancador de Rodillo.
- Rot-Up.
- Harnero, Malla #1.
- Medidor de Potencia (Hioki).
- Set de Tamices ASTM (Mallas: #4, #6, #8, #14, #20, #30, #40, #50,
#100, #140 y #200).
- Mineral de Granulometría Gruesa (Colpas).
- Balanzas Digitales.
- Brochas, Espátulas, Paños Roleadores y Palas JIS (en buen estado).
Laboratorio 1: Circuitos de chancado
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Procedimiento experimental
- Se pesaron 30 Kg. de mineral de las colpas, cuyo tamaño máximo
correspondía a un 80% de la abertura del chancador de mandíbula
primario.
- Se realizó granulometría a mencionado mineral, empleando selección
manual con la ayuda de reglillas.
- Todo el mineral se pasó por el chancador de mandíbulas, durante un
tiempo de 2,15 minutos.
- El mineral chancado se roleó 50 veces.
- Se obtuvieron 6 muestras representativas con la ayuda de una pala JIS,
que fueron reducidas de tamaños en tres circuitos de chancado
diferentes (2 muestras cada circuito), los que se ilustran en las figuras
4.1.
Figura 4.1.1. Circuito Abierto.
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Figura 4.1.2. Circuito Cerrado Inverso.
Figura 4.1.3. Circuito Cerrado Directo.
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- Para el circuito abierto, se determinaron las granulometrías de las
descargas de las chancadoras de mandíbulas y de rodillo.
- Para el circuito cerrado directo, se determinó la granulometría del bajo
tamaño del harnero.
- Para el circuito cerrado inverso, se determinó la granulometría de la
descarga del chancador de rodillos.
- Como no se pudo emplear el medidor de potencia, Hioki, se enviaron
datos de mediciones de potencia realizados con antelación.
RESULTADOS Y ANALISIS
Laboratorio 1: Circuitos de chancado
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Luego de realizar la experiencia y tener todos los datos necesarios,
se procedió a analizarlos para obtener la información requerida. Lo
primero que se hizo fue obtener los análisis granulométricos de los flujos
de alimentación gruesa, la alimentación para cada circuito (producto del
chancado de mandíbulas primario) y el producto cada uno de los tres
circuitos. Los resultados de estos análisis se muestran en las siguientes
tablas y gráficos:
Intervalo malla (μm) Masa (gr) Retenido parcial (%)