Optimización de Procesos de Chancado y Molienda en Minería

Generalidades del Chancado

El tipo de máquina de reducción de tamaño cambia a medida que varía el tamaño de partícula a reducir.

Cuando la partícula es de gran tamaño, la energía por unidad de masa es pequeña.

A medida que disminuye el tamaño de la partícula, la energía por unidad de masa necesaria para fracturarla aumenta con mayor rapidez.

Los equipos de reducción de tamaño primarios (chancado primario) siempre serán más eficientes que los equipos de reducción de tamaños finales (molienda fina).

Proceso de Chancado

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 rocas mediante una superficie móvil o mandíbula que se acerca o se aleja alternativamente de otra superficie fija, fracturando la partícula entre estas dos placas.

Clasificación de Chancadores

  • Primario: Trata material proveniente de la mina. Tamaño desde 1 [m] a 10 [cm].
  • Secundario: Trata producto del chancador primario. Tamaño de 10 a 1 [cm].
  • Terciario: Trata producto del chancador secundario. Tamaño de 1 a 0,5 [cm].

Chancador de Mandíbula

Equipos dotados de 2 placas o mandíbulas, en los que una de ellas es móvil y presiona fuerte y rápidamente a la otra, fracturando el material que se encuentra entre ambas. Eje arriba = Blake, eje abajo = Dodge, eje al medio = Universal.

Chancador Giratorio

Consiste en un largo eje vertical que tiene un elemento de molienda en forma cónica, denominada cabeza.

Clasificación de Harneros

Es la operación de separación de partículas sólidas en fracciones homogéneas de tamaño o peso, puede realizarse por separación directa o por sedimentación, etc.

En el harneado, las partículas se separan principalmente de acuerdo a su dimensión y forma.

En la clasificación hidráulica, se separan por diferencias de tamaño, densidad y forma, debido a que estas propiedades afectan la velocidad de las partículas en un fluido.

Principales Objetivos de la Clasificación de Minerales

  • Extraer del circuito material demasiado fino en comparación con el producto.
  • Aumentar la capacidad del proceso de chancado – molienda.
  • Evitar la sobre-molienda.
  • Satisfacer ciertas restricciones granulométricas.

Harneros

Los harneros son los equipos que se usan comúnmente en las etapas de chancado y molienda para control de tamaño por medio de la separación del mineral de alimentación en dos o más productos, cada uno de tamaños similares entre sí.

El rendimiento de los harneros se clasifica en tres parámetros: movimiento, inclinación y medio de clasificación.

Harnero por Estratificación

Esto significará que las partículas más finas podrán pasar entremedio de las de mayor tamaño, dando lugar a una separación notoria entre tamaños de partículas.

Harnero Vibratorio

Su mayor aplicación está en los circuitos de chancado. Está constituido por una o varias mallas de acero o planchas de goma perforadas montadas en un marco, al cual se le induce una vibración vertical en forma mecánica o eléctrica.

Los harneros vibratorios pueden ser usados en forma continua o discontinua:

  • Discontinuo: Las partículas son ubicadas sobre el harnero y vibradas un período de tiempo.
  • Continuo: Las partículas son continuamente alimentadas por la parte superior de un harnero inclinado y fluyen a través de la malla influenciado por la gravedad.

Molinos

Molino de Barras

En su interior presentan barras de acero habitualmente de 3,5 pulgadas de diámetro, que son los elementos de molienda. Los molinos de barras realizan la molienda primaria de la molienda convencional. El mineral molido continúa el proceso, pasando en línea al molino de bolas.

Velocidad de Operación de Molinos de Barra

La velocidad de operación de un molino de barras está determinada por la velocidad periférica de la carga dentro del molino.

Molino de Bolas

Los molinos de bolas son también cilindros metálicos cuyas paredes están revestidas con corazas fabricadas en aleaciones de acero cromo-manganeso mejoradas.

Las dimensiones interiores son hasta 16 pies x 24 pies, es decir, 4,9 m de diámetro por 7,3 m de largo.

La velocidad de rotación de los molinos de bolas está usualmente entre 4 a 20 rpm dependiendo del diámetro del molino.

Si la velocidad de rotación es muy alta, la fuerza centrífuga hace que las bolas se adhieran al cilindro del molino, llamada velocidad crítica. La velocidad crítica está entre 65% y 75%.

Molino SAG

La molienda semi-autógena (SAG) se produce cuando el mineral se muele utilizando bolas y el mismo mineral como medio de molienda.

La molienda autógena (AG) se produce cuando no se utiliza ningún medio de molienda externo y es el propio mineral el que actúa como tal.

Hidrociclones

¿Qué se Entiende por Clasificación?

En la clasificación hidráulica, se separan por diferencias de tamaño, densidad y forma, debido a que estas propiedades afectan la velocidad de las partículas en un fluido. En el harneado, las partículas se separan principalmente de acuerdo a su dimensión y forma.

Es la operación de separación de partículas sólidas en fracciones homogéneas de tamaño o peso, puede realizarse por separación directa o por sedimentación, etc.

Principales Objetivos de la Clasificación de Minerales

Extraer del circuito material demasiado fino en comparación con el producto. Aumentar la capacidad del proceso de chancado – molienda.

Evitar la sobre-molienda. Satisfacer ciertas restricciones granulométricas.

Hidrociclón

Es un dispositivo mecánico muy simple, que no incluye partes móviles. Posee una forma cónica-cilíndrica, cuyo diámetro varía desde milímetros a diámetros que pueden alcanzar 2 [m]. Si el material ingresado es excesivamente abrasivo, se utilizan revestimientos cerámicos reemplazables.

Diagrama de Flujo en un Hidrociclón

La rotación de la alimentación dentro del hidrociclón se debe a que se ingresa tangencialmente y a presión. La alimentación forma un torbellino primario en la superficie interior de la pared, que va desde la parte cilíndrica y cónica.

El resto del material es forzado a abandonar el ciclón a través de la tobera del flujo superior (OVERFLOW) formando un torbellino secundario que va ascendiendo alrededor del núcleo del hidrociclón.

Al ser éste estrecho, solamente una parte de la corriente es evacuada como flujo inferior (UNDERFLOW), que son las partículas gruesas.

  • Buscador de vórtice o VORTEX: Normalmente es el orificio más grande y a su vez permite la salida de gran parte del líquido que se introduce por la alimentación junto con gran parte de los finos que se han logrado separar. Se ubica por debajo de la entrada de la alimentación.
  • Orificio de descarga o APEX: Es el diámetro más pequeño, que se ubica al fondo de la parte cónica, lugar donde se evacuan las partículas más gruesas.

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