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Preparación Mecánica de Minerales – Jaime Tapia Quezada

5.1

UNIVERSIDAD ARTURO PRATIQUIQUE - CHILE

INGENIERIA EN METALURGIA EXTRACTIVA

CAPITULO 5

ELEMENTOS Y TECNICAS DE CHANCADO




5.2

Los métodos de reducción de tamaños pueden agruparse de varias maneras, perocomo la reducción ocurre en etapas, el tamaño de las partículas aporta el método primario deagrupamiento. Si el cuerpo de mineral es de carácter masivo, el minado o extracción es enrealidad la primera etapa de reducción de tamaño, y generalmente se realiza con explosivos,

aunque pueden usarse medios mecánicos en los minerales más blandos. El términochancado se aplica a las reducciones subsecuentes de tamaño hasta alrededor de 25 [mm],considerándose las reducciones a tamaño más finos como molienda.

Tanto el chancado como la molienda pueden subdividirse aún más en etapasprimaria, secundaria, terciaria, y a veces hasta cuaternaria. Como estas etapas se relacionancon la maquinaria que se emplea, los límites de las divisiones no son rígidos, y en cualquier operación dada pueden no requerirse todos.

Chancado es aquella operación unitaria o grupos de operaciones concernientes ala reducción de trozos grandes de rocas hasta fragmentos, donde las partículas más grandes

en el producto son del orden de 1/4" a 3/8".

5.1 EQUIPOS UTILIZADOS

Chancado Primario

Chancadores GiratoriosChancadores de MandíbulasChancadores de Rodillos

Chancado Secundario

Chancadores de ConoChancadores de Cono cabeza CortaChancadores de RodillosChancadores de MartilloChancadores de Impacto

La decisión en cuanto a que tipo de chancador utilizar, dependerá del tipo dematerial y aplicación que se quiera dar al material. Los chancadores son clasificados deacuerdo al tamaño del material tratado, con subdivisiones en cada tamaño y de acuerdo a las

formas de aplicación de fuerzas.

En general, el chancado puede dividirse en chancado grueso y fino:

• Chancado grueso↔ Chancador primario

• Chancado fino↔ Chancador Secundario, Terciario, 40, 5

0

Chancador Primario: Fractura la mena de alimentación proveniente de la mina, desde60" hasta bajo 8" a 6" de producto.




5.3

Chancador Secundario: Toma el producto del chancador primario y lo reduce, en unapasada hasta 3" o 2" de producto.

Chancador Terciario: Toma el producto del chancador secundario o chancadores

intermedios reduciendo el material bajo 1/2" o 3/8".

Fig. 5.1Chancador Giratorio (Primario)

Fig. 5.2

Chancador de Cono Standard (Secundario)




5.4

Fig. 5.3Chancador de Cono de Cabeza Corta

(Terciario, 40, 5

0, …)

Un proceso de chancado determinado puede realizarse en varias etapas. Por ejemplo, una conminución de 20[cm.] a 1[cm.] puede realizarse en 3 o 5 etapas de chancado.

a).- Alternativa 1: 3 etapas

b).- Alternativa 2: 5 etapas

¿ Cuál de los 2 circuitos será más conveniente ?¿ Qué elementos influyen en la decisión ?




5.5

La etapa posterior al chancado es la molienda. Un circuito clásico de chancado -molienda – clasificación se muestra en la figura siguiente.

Fig. 5.4Circuito de chancado/molienda/clasificación




5.6

Una alternativa más actual para un circuito de conminución que muestra la Fig.5.5, el cual consiste en una combinación de chancado, molienda SAG y moliendaconvencional. Este circuito es bastante utilizado en el tratamiento de menas sulfuradas decobre, níquel y zinc.

Fig. 5.5Circuito moderno de conminución.




5.7

5.2 CHANCADORES PRIMARIOS

a).- Chancador Giratorio:

Está constituido por un eje vertical (árbol) con un elemento de molienda cónicollamado cabeza, recubierto por una capa de material de alta dureza llamado manto. Lacabeza se mueve en forma de elipse debido al efecto de movimiento excéntrico que leentrega el motor.

Fig. 5.6Corte de un Chancador Giratorio




5.8

Fig. 5.7Fotografía de la abertura de alimentación

De un Chancador Giratorio

El movimiento máximo de la cabeza ocurre en la descarga evitando los problemasde hinchamiento del material. Debido a que chanca durante el ciclo completo, tiene máscapacidad que un chancador de mandíbulas del mismo tamaño (boca), por lo que se leprefiere en plantas que tratan altos flujos de material.

Operan normalmente en circuito abierto, aunque si el material de alimentacióntiene mucho fino, éste debe ser preclasificado. El tamaño de los Chancadores Giratorios seespecifica por la boca (ancho de la abertura de admisión) y el diámetro del manto. El cascoexterior es de acero fundido, mientras que la cámara de chancado está protegida conrevestimientos o "cóncavos" de acero al manganeso. La cabeza está protegida por unmanto de acero al manganeso la que a su vez está recubierta por alguna resina epóxica,poliuretano, goma o algún otro recubrimiento.




5.9

La figura siguiente muestra otro esquema en corte de un chancador giratorio.

Fig. 5.8Corte de un Chancador Giratorio




5.10

b).- Chancadores de Mandibulas:

Los chancadores de mandíbulas son 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.

Según el tipo de movimiento de la placa móvil, estos chancadores se clasifican enlos siguientes tipos:

a).- Blakeb).- Dodgec).- Universal

Un esquema de éstos se muestra en la figura 5.9 siguiente:

Fig. 5.9Tipos de Chocadores de Mandíbula

Los chancadores tipo Blake pueden clasificarse en Palanca Simple y PalancaDoble.

Tarea: Dibuje un esquema de cada uno de ellos.




5.11

Fig. 5.10Esquema comparativo entre un Chancador

De Mandíbulas y un supervisor




5.12

El chancador de mandíbulas se especifica por el área de entrada, es decir, ladistancia entre las mandíbulas en la alimentación (Feed) que se denomina "Boca" y el anchode las placas (largo de la abertura de admisión). Por ejemplo un chancador de mandíbulasde 30"x48" tendrá una boca de 30" y un ancho de las placas de 48".

5.3 CRITERIOS DE SELECCION DE CHANCADORES

Los criterios se selección son importantes para efectos de poder dividir entre que

tipo de chancador utilizar en la etapa primaria de la conminución.

Si se quiere alta capacidad, en general se prefieren los chancadores giratorios.Como norma general se debe tener muy en claro la capacidad requerida y el tamaño máximoa tratar.

• Si el tamaño de abertura (boca) es más importante, se prefiere el chancador demandíbulas.

• Si lo importante es el flujo másico, se prefiere el chancador giratorio.

Para una misma boca de entrada, el chancador giratorio procesa

aproximadamente 3 veces más material que el chancador de mandíbulas, debido a quechanca durante el ciclo completo.

Desde el punto de vista Económico:

Para equipos de tamaño similar se tiene que:

• Los costos de capital y de mantención de un chancador de Mandíbulas son levementemenores que los de un chancador Giratorio.

• El costo de instalación de un chancador de Mandíbulas es mayor que el chancador

Giratorio.




5.13

Según el tipo de aplicación:

• Los chancadores de Mandíbulas se prefieren en materiales arcillosos, plásticos, etc.,en general materiales blandos.

• Los chancadores Giratorios se prefieren en materiales duros, abrasivos, etc..

5.4 CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS

Las chancadoras secundarias son más pequeñas que las chancadoras primarias.Tratan el producto del chancado primario (generalmente menor a 6 pulgadas de diámetro) yasin elementos dañinos en el mineral tales como trozos metálicos, madera, etc.

Al igual que las primarias, trabajan en seco y reducen el mineral a un tamañoadecuado para molienda o chancado terciario, si es que el material lo requiere.

Las chancadoras usadas en chancado secundario y terciario son esencialmentelas mismas, excepto que para chancado terciario se usa una abertura de salida menor. Elequipo mas usado es la chancadora de cono aunque también se usan chancadores de rodilloy molino de martillo.

a).- Chancadora de Cono

Es una chancadora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseñoaplanado de la cámara de chancado con el fin de lograr una alta capacidad y una altarazón de reducción del material. El objetivo es retener el material por más tiempo en lacámara y así lograr una mayor reducción del material.

El eje vertical de esta chancadora es más corto y no está suspendido como en lagiratoria sino que es soportado en un soporte universal bajo la cabeza giratoria o cono.Esquema aproximado es el siguiente:

Fig. 5.11Esquema comparativo entre una Chancadora de

Cono Estándar y una de cabeza corta.




5.14

Como no se requiere una boca tan grande, el casco chancador se abre haciaabajo lo cual permite el hinchamiento del mineral a medida que se reduce el tamaño,proporcionando un área seccional creciente hacia el extremo de descarga, por lo que lachancadora de cono es un excelente chancador libre. La inclinación hacia fuera del casco

permite tener un ángulo de cabeza mucho mayor que en la giratoria, reteniendo al mismoángulo entre el material chancado. Esto permite a esta chancadora una alta capacidadpuesto que la capacidad de una chancadora giratoria es proporcional al diámetro de lacabeza. Un esquema de lo anterior lo muestra la figura siguiente:

Fig. 5.12Esquemas simplificados de la cabeza y casco

Para chancadoras Giratorias y de Cono.

Las chancadoras de cono se especifican por diámetro el revestimiento del cono(ver tablas de chancadoras).

La amplitud de movimiento de una chancadora de cono puede ser hasta 5 veceses de una chancadora primaria, que debe soportar mayores esfuerzos de trabajo. Además,operan a una mucha mayor velocidad. El material que pasa por la chancadora está sometidoa una serie de golpes tipo martillo en vez de una compresión lenta como ocurre en el caso dela giratoria, cuya cabeza se mueve lentamente.

La alta velocidad permite a las partículas fluir libremente a través de la chancadoray el recorrido amplio de la cabeza crea una gran abertura entre ella y el casco cuando estáen posición totalmente abierta. Esto permite que los finos sean descargados rápidamente.Logran una razón de reducción de entre 3/1 a 7/1.

La chancadora de cono se produce en dos versiones:

a).- Cono standardb).- Cono de cabeza corta.




5.15

El tipo (a) se usa para chancado secundario y el tipo (b) se usa para chancadoterciario. Ambos tipos difieren principalmente en la forma de la cámara de chancado.

La chancadora de cono standard tiene un revestimiento escalonado lo que permite

una alimentación más gruesa que la cabeza corta.

El tamaño del material de alimentación depende del diámetro del cono. Parachancadora tipo (a) se tiene que:

Alimentación Producto

Cono de 7’ 4” – 25” 12 – 5”Cono de 2’ 2” – 4” 0,5” – 1”

La chancadora tipo (b) tiene un ángulo de cabeza más agudo que la standard, loque ayuda a prevenir atoramientos debido al material más fino que trata. También tiene unaabertura de alimentación más pequeña, una sección paralela mayor en la sección dedescarga y entrega un producto menor. La razón de reducción que entrega varía entre 4/1 a6/1.

El tamaño máximo de la boca es de 10” y entrega un producto que varía entre 1/8”y 1”.

Las chancadoras tipo (a) trabajan normalmente en circuito abierto, pero a veces esrecomendable harnear el material antes de pasar por el chancador para eliminar la parte dela alimentación que ya cumple con las exigencias de tamaño del producto. Esto serecomienda, en general, cuando la alimentación contiene más del 25% del material menor que la abertura de salida del chancador.

Por otro lado, las chancadoras tipo (b) trabajan en circuito cerrado (normalmente),evaluándose una disposición directa o inversa según las características particulares delcircuito.

Tarea: Realice una investigación bibliográfica sobre lascaracterísticas y aspectos más relevantes de un

chancador de rodillos y de un molino de impacto.

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