CERNIDO INDUSTRIAL

CONMINUCINGENERALIDADES.

Debido a que la mayora de los minerales se encuentran diseminados e ntimamente ligados con la ganga, ellos tienen que ser primeramente liberados antes de ser separados. Esto se consigue con la Conminucin, en la cual el mineral es paulatinamente reducido hasta que las partculas de mineral limpio puedan ser separadas por los mtodos disponibles. La conminucin en su etapa inicial se lleva a cabo en la mina con la voladura y de esta manera se facilita el manipuleo del material volado en los rajos con scrapers, palas, etc., en las galeras con palas, scoops, etc. y manipuleo en carros mineros, correas transportadoras, etc. y en canteras produciendo material con una granulometra uniforme. CONMINUCIN ES UN TRMINO GENRICO, QUE SE UTILIZA PARA DESIGNAR PROCESOS DE REDUCCIN DE TAMAOLos explosivos se usan en la mina para remover los minerales que se encuentra en las entraas de un yacimiento y la voladura, segn algunos autores, es la primera etapa de la conminucin.Extrado el material a la parrilla de las plantas de concentracin, en sta nuevamente hay un proceso de comninucin sobre la parrilla, pues los bolones grandes son reducidos en su tamao con ayuda del combo, en minas chicas y con equipos ms mecanizados como el rompedor de rocas en las minas ms grandes. Luego de este proceso el mineral extrado de la mina se somete a las etapas de la conminucin que son la TRITURACION y MOLIENDA. Posteriormente, el mineral valioso, y a liberado, es separado de la ganga por una de las tcnicas que se indican en la Fi g. 1.

Los objetivos de los procesos de conminucin (trituracin y molienda) son tres:

a) Liberacin del mineral valioso de la ganga antes de las operaciones de concentracin.b) Incrementar la superficie especifica de las partculas, por ejemplo, para acelerar l a velocidad de reaccin en los procesos de lixiviacin, flotacin, et c.c) Producir partculas de mineral o cualquier otro material de tamao y forma definidos.

Por lo general, las operaciones de conminucin en las plantas de concentracin de minerales se caracterizan por su el evado consumo d e energa en comparacin a otras operaciones y son ineficientes desde el punto de vista de la utilizacin de la energa entregada a los equipos de conminucin. En la Tabla 1 se puede ver el % de energa consumida por diferentes procesos en varias operaciones.- Energa mecnica perdida por friccin en muones y descansos4.3 %- Energa mecnica perdida en el sistema de accionamiento8.0 %- Energa trmica transportada por el producto47.6 %- Energa trmica perdida por radiacin6.4 %- Energa trmica transportada por el aire31.0 %- Energa consumida e n la conminucin0.6 %- Energa consumida en des gaste y calentamiento de los cuerpos de molienda, ruido, evaporacin y vibracin.2.1 %Tabla 2: Diferentes tipos de energa consumidas durante un proceso de molienda.Como se puede observar, del total de la energa suministrada a una operacin de conminucin, solamente una pequea parte es utilizada en la fragmentacin de las partculas, el resto se pierde en diferentes formas de energa, es por esta razn que se dice que las operaciones de conminucin (molienda) son ineficientes.LIBERACION.Como se ha indicado anteriormente, el mineral valiosos e encuentra diseminado y asociado a la ganga y para poder liberarlo o desprenderlo de la ganga, la MENA es sometida progresivamente y por etapas a operaciones de conminucin de las cuales se obtienen partculas de menor tamao. De estas ltimas se pueden distinguir dos tipos de partculas:a) Partculas libres, son aquellas que estn constituidas por una sola fase mineralgica, ya sea mineral valioso o ganga.b) Partculas mixtas, son aquellas que estn constituidas por dos o mas fases mineralgicas.PRINCIPIO DE LA CONMINUCINLa trituracin se debe principalmente a cuatro modos de fractura (impacto, compresin, atricin y corte) dependiendo del mecanismo de la roca y el tipo de carga. Fig. 2.

En la trituracin por impacto, la fragmentacin se produce debido a un golpe instantneo y seco de un material slido duro sobre l a partcula de roca o mineral, o por golpe de la partcula contra el slido duro, o finalmente por golpes o choques entre partculas.En la trituracin por atricin, las partculas se desmenuzan debido a fuerzas de friccin que se generan entre dos superficies duras o entre partculas. Como resultado se producen partculas bastante pequeas o tambin grandes.En la trituracin por corte, la fragmentacin se produce debido a una fuerza cortante.En la trituracin por compresin, la fragmentacin se produce por accin de una fuerza de compresin generada entre dos superficies duras.TRITURACINLa operacin d e trituracin, es la primera etapa mecnica de la conminucin. Por lo general se lo realiza en seco y en etapas sucesivas.Industrialmente se utilizan diferentes tipos de mquinas de trituracin y suelen clasificarse de acuerdo a la etapa en que se utilizan y el tamao de material tratado.

a) TRITURADORAS PRIMARIAS: Fragmentan trozos grandes hasta un producto de 8 a 6. Se tienen dos tipos de maquinas.- Trituradoras de Mandbulas- Trituradoras Giratorias.b) TRITURADORAS SECUNDARIAS: Fragmentan el producto de la trituracin primaria hasta tamaos de 3 a 2, entre estas maquinas tenemos.- Trituradoras Giratorias Trituradoras Cnicas c) TRITURADORAS TERCIARIAS: Fragmentan e l producto de la trituracin secundaria hasta tamaos de 1/2 o 3/8 , entre estas maquinas tenemos.- Trituradoras Cnicas- Trituradoras de Rodillos.

TRITUR ACIN PRIMARIA

TRITURADOR DE MANDIBULAS (CHANCADORAS)Esencialmente constan de dos placas de hierro instaladas de tal manera que una de ellas se mantiene fija y la otra tiene un movimiento de vaivn de acercamiento y alejamiento a la placa fija, durante el cual se logra fragmentar el material que entra al espacio comprendido entre las dos p lacas (cmara de trituracin). El nombre de estas trituradoras viene del hecho de que la ubicacin y el movimiento de l as p lacas se asemejan a las mandbulas d e un animal, por eso, la p laca fija suele llamarse mandbula fija y la otra placa, mandbula mvil.Las trituradoras de mandbulas se subdividen en tres tipos, en funcin de la ubicacin d el punto de balanceo de la mandbula mvil, que son: Trituradoras de mandbulas tipo Blake, Dodge y Universal. (Fig. 3a).TRES TIPOS DE CHANCADORAS DE MANDBULA: BLAKE, DODGE Y UNIVERSAL

EL T AMAO DE LAS CHANCADORAS SE DESIGNA POR LA ABERTURA DE ALIMENTACIN Y AL ANCHO DE LA BOCALas figuras 3b y 4 muestran las p artes ms importantes de un triturador tipo Blake de doble efecto (double toggle). El movimiento de vaivn de la mandbula mvil es accionado por el movimiento vertical (ascendente y descendente) de una biela (pitman) la cual esta articulada a un eje excntrico por s u parte superior y a dos riostras por la parte inferior, estando la riostra trasera articulada a un p unto de apoyo ubicado en la parte t rasera de la maquina y la riostra delantera articulada a la parte inferior de la mandbula mvil, en estas condiciones, esta ultima pieza tiene un recorrido (amplitud de golpe) desde un p unto de mxima abertura de descarga (open side setting) hasta un punto de mnima abertura de descarga (close setting). Debido e ste movimiento de vaivn de la mandbula mvil, las partculas que entran al espacio comprendido entre ambas mandbulas se fragmentan debido principalmente a fuerzas de compresin.

Estas mquinas trabajan en condiciones extremadamente duras y por tanto son de construccin robusta. El marco o bastidor principal est hecho de hierro fundido o acero, las chancadoras grandes, puede estar construido en partes y unidos a travs de pernos. Las mandbulas estn hechas de acero fundido y estn recubiertos por placas (forros o soleras) reemplazables de acero al mangan eso, u otras aleaciones, fijadas a las mandbulas a travs d e pernos. La superficie de estos forros puede ser lisa, corrugada o acanalada longitudinalmente, este ltimo es bastante utilizado para tratar materiales duros. Las otras paredes internas de la cmara de trituracin tambin pueden estar revestidas de forros de acero al manganeso, para evitar el desgaste de estas partes. El ngulo formado entre las mandbulas, normalmente es menor a 26, a objeto de aprisionar a las partculas y no dejar que estas resbalen a la p arte superior.LAS MANDBULAS ESTN CUBIERTAS POR SOLERAS DE ACERO AL MANGANESO Y SUJETAS A LAS MANDBULAS MEDIANTE PERNOSLA SUPERFICIE D E LAS SOLERAS PUEDEN SER LISAS , CORRUGADAS O ACANALADASEl tamao de estas maquinas puede variar desde 125 x 150 mm. a 1600 x 2100 mm. Pueden triturar partculas desde 1,2 m. de tamao aproximadamente, a razn de 700 a 800 TPH. La velocidad de la maquina, varia inversamente con el tamao y usualmente esta en el rango de 100 a 400 rpm. El radio de reduccin promedio es de 7:1, y puede variar desde 4:1 hasta 9:1, la potencia consumida puede variar hasta 400 HP , para el caso de las maquinas grandes.LA VELOCIDAD DE UNA CHANCADORA VARA INVERSAMENTE CON EL TAMAO DEL MATERIAL Y USUALMENTE EST EN EL RANGO DE 100 A 400 RPM.En las trituradoras de simple efecto (single toggle) la mandbula mvil esta suspendida del eje excntrico, el cual permite un diseo mas compacto y liviano en comparacin a las trituradoras de doble efecto. Debido al a posicin del eje excntrico, la mandbula mvil tiene un movimiento elptico, lo que hace que estas maquinas tengan una mayor capacidad, pero tienen un mayor desgaste en los forros.

TRITURADORAS TIPO BLAKEBsicamente consisten en un eje vertical largo articulado por la parte superior a un punto (spider) y por la parte inferior a un excntrico. Este eje lleva consigo un cono triturador. Todo este conjunto se halla ubicado dentro el cncavo o cono fijo exterior. El conjunto, eje y cono triturador se halla sus pendido del spider y puede girar libremente (85 150 rpm), de manera que en su movimiento rotatorio va aprisionado a las partculas que entran a la cmara de trituracin (espacio comprendido entre el cono triturador y el cncavo) fragmentndolas continuamente por compresin.TRITURADORA GIRATORIA La accin de esta trituradora puede compararse con la accin de varias trituradoras de mandbulas colocadas en crculo. La Fig. 5 muestra esquemticamente los tipos de trituradoras giratorias, y un corte de una de stas maquinas se muestra en la Fig. 6. El tamao de estas maquinas se designa por las dimensiones de las abertura de alimentacin (gape) y el dimetro de la cabeza (Head diameter), tal como puede verse en la Fig. 7.

Fig. 5 Representacin esquemtica de trituradoras

A = Ancho de alimentacinB = Largo superficie de alimentacinC = Ancho de salidaD = Dimetro de cabeza

Fig. 7 Seccin transversal de un triturador cnico SymonsEL TAMAO DE ESTE EQUIPO SE DESIGNA POR LA DIMENSIN DE LA ABERTURA DE ALIMENTACIN (FEED OPENNING-GAPE) Y EL DIMETRO DE LA PARTE INFERIOR DEL CONO (HEAD DIAMETER)El perfil vertical del cono triturador tiene forma de una campana. Todas las trituradoras tienen un mecanismo de seguridad o proteccin, para el caso en que el material mas duro entre a la cmara de trituracin y dae alguna pieza del mismo. Este mecanismo consiste en un a vlvula que sede cuando existe un sobre esfuerzo, haciendo que el conjunto eje y cono triturador desciendan permitiendo la descarga del material duro (generalmente herramientas o piezas de hierro). Este mismo mecanismo permite la regulacin de la abertura de descarga del triturador.ESTOS EQUIPOS TIENEN UN SISTEMA D E SEGURIDAD QUE FUNCION A CUANDO INGRESA A LA CMARA DE TRITURACIN ALGN MATERIAL MUY DURO, COMO COMBOS U OTRAS HERRAMIENT ASEl tamao de estas trituradoras puede variar desde 760 x 1400 mm a 21326 x 3300 mm, con capacidades de hasta 3000 TPH ; la relacin de reduccin promedio es de 8:1.COMPARACION DE TRITURADORAS PRIMARIASPara decidir si se usar un triturador a mandbula o uno giratorio en una determina planta, el principal factor es el tamao mximo del material a triturarse y la capacidad requerida.Las trituradoras giratorias generalmente se usan donde se requiere elevada capacidad. Ya que ellas trituran en un ciclo completo, y son ms eficientes que las chancadoras de mandbula. En cambio, las trituradoras de mandbulas se usan donde la abertura de la boca de alimentacin es mas importante que la capacidad para poder triturar partculas grandes. Una relacin frecuentemente usada en el diseo de plantas, es la planteada por Taggart:Si TPH < 161.7 (abertura-gape) entonces usar un a trituradora de mandbulas caso contrario usar un a trituradora giratoriaEn general, a capacidades mayores de 545 TMPH, la ventaja econmica de una trituradora de mandbula frente a una giratoria disminuye; y por encima de 725 TMP H, la trituradora de mandbulas y a no puede competir con la giratoria.

TRITURACIN SECUNDARIAEl tipo de trituradora cnica mas utilizada es la Symons, la cual se fbrica en dos formas:Trituradora cnica Symons Standard, normalmente utilizada en la trituracin secundaria.Trituradora cnica Symons de cabeza corta, utilizada en la trituracin fina o terciariaTRITURADORAS GIRATORIAS.En este caso se usan las trituradoras giratorias d escritas en el punto anterior, pero de menor tamao, a objeto de producir un tamao adecuado de producto. Adems, se caracterizan por ser menos robustas que las primarias.TRITURADORAS CNICAS.La trituradora cnica, es una trituradora giratoria modificada. La diferencia principal es que el eje y cono triturador no est suspendida del spider sino que esta soportada por un descanso universal ubicado por debajo, tal como puede observarse en la Fig. 8. Adems, como ya no es necesario una gran abertura de alimentacin el cono exterior y a no es abierto en la parte superior. El ngulo entre las superficies de trituracin es el mismo para ambas trituradoras, esto proporciona a las trituradoras cnicas una mayor capacidad.

Fig. 8 Triturador cnico estndarTRITURACIN TERCIARIA

TRITURADORA CNICAComo se indico anteriormente, para este trabajo se utiliza la trituradora cnica Symons de cabeza corta, cuyas caractersticas y a han sido descritas:TRITURADORA DE RODILLOS (Fig. 9)

Estas trituradoras siguen siendo utilizadas en algunas plantas, aunque en otras han sido reemplazadas por las cnicas. El modo de operacin es muy simple. Consiste en dos rodillos horizontales los cuales giran en direcciones opuestas. El eje de una de ellas esta sujeta a un sistema de resort es que permite la ampliacin de la apertura de descarga en caso de ingreso de partculas duras. La superficie de ambos rodillos esta cubierta por forros cilndricos de acero al manganeso, para evitar el excesivo desgaste localizado. La superficie puede ser lisa para trituracin fina y corrugada o dentada p ara trituracin gruesa.

MOLIENDAA diferencia de la trituracin, la molienda por lo general se lo realiza cuando el material est en una pulpa con agua. La molienda es la reduccin de tamao de las partculas relativamente gruesas dejadas por la trituracin. Esta reduccin debe realizarse al tamao ptimo para el proceso de concentracin, lo que involucra aspectos tcnicos y econmicos. Las partes de un molino se pueden ver en la Fi g. 12Industrialmente se utilizan diferentes tipos de molinos, por su amplia difusin en la minera, nos circunscribiremos a:a. Molino a barrasb. Molino a bolasMOLINO DE BARRAS.Estos molinos tienen un casco cilndrico cuya longitud flucta entre 1-1/3 a 3 veces su dimetro. Se utilizan por lo general cuando se desea un producto grueso con muy poco de lama. Fi g. 13 a) y b).LARGO DE LOS MOLINOS 1- A 3 VECES SU DIAMETROPara tener una adecuada carga de las barras, est contendr barras de diversos dimetros, desde dimetros grandes hasta aquellas barras que se desgastaron lo suficiente como para ser reemplazados. Lo usual es cargar inicialmente un molino con barras de dimetros seleccionados. La mayora de las cargas inciales contienen barras de 1 a 4 (3,8 a 10,2 cm.) de dimetro, en proporcin aproximada a las cantidades estimadas de las partculas mas gruesas de la alimentacin.

Una alimentacin gruesa o un producto grueso requieren normalmente predominancia de barras grandes. Lo inverso se aplica para alimentaciones o productos finos.CARGA GRUESA REQUIERE BARRAS DE DIAMETRO MAYORPor lo general las barras son reemplazadas cuando se desgastan hasta aproximadamente 1 (2.5 cm.) de dimetro, o menos, dependiendo de su aplicacin, debido a que estas barras delgadas tienden a doblarse o romperse. Por este motivo rara vez se incluyen barras menores a 1 (3.8 cm.) de dimetro en la carga inicial. NO INCLUIR BARRAS MENORES A 1 - DE DIAMETRO CON LA CARGA INICIAL

Para una molienda eficiente, las barras dobladas o rotas deben ser removidas peridicamente. Las barras deben ser pedidas en longitudes de 3 a 6 mas cortas que la longitud del molino. La carga inicial de barras generalmente flucta 35% a 45% del volumen interior del molino. La sobrecarga provoca una molienda ineficiente e incrementa el consumo de soleras y barras. La carga promedio d e barras pesar aproximadamente 6.250 kilogramos por metro cbico y tendr aproximadamente un 21% de vacos entre l as barras.LA CARGA DE BARRAS SERA DE 6.250 KILOGRAMOS POR METRO CBICO

Para conseguir una molienda satisfactoria, se debe utilizar barras de acero de alto contenido de carbn, que adems deben ser laminadas en caliente, ser rectas y redondeadas y de dureza, tenacidad y densidad suficientemente rgidas p ara soportar la flexin, deben estar libres de fisuras y con extremos limpios y cortados en escuadra.El consumo de barras varia ampliamente con las caractersticas de la alimentacin, la velocidad del molino, el grado de acidez de la pulpa, la longitud de las barras y el tamao del producto. En molienda hmeda el consumo esperado de barras varia de 0.5 a 1 kilo gramo de acero consumido por tonelada de nueva alimentacin (en promedio aproximadamente 0,5 Kg/ton).El consumo de barras y de energa es significativamente menor a velocidades mas bajas. Sin embargo, se consigue una molienda ms eficiente a velocidades mas altas. Por tanto, debe operarse tan rpido como sea necesario para obtener el producto deseado.PARAMETROS DE OPERACIN

La densidad de pulpa varia desde aproximadamente 75% de slidos para alimentacin gruesa, hasta 60% p ara molienda intermedia a fin a. El tiempo perdido no debe exceder a 1%, las causas principales son el car gado de barras y el mantenimiento de las soleras.La relacin de reduccin varia ampliamente desde 2 a 47, no se consideran adecuadas relaciones de reduccin mayores a 30.ALIMENTACIN A LOS MOLINOS PARA CARGA GRUESA 75 % SLIDOS Y PARA CARGA INTERMEDIA O FINA 60 %.Los costos de operacin mayores en la molienda representan el costo de energa y de soleras. El consumo de energa varia con el peso de las barras, el dimetro del molino, la velocidad de rotacin y el estado de las soleras.MOLINO DE BOLASEstos molinos pueden ser cilndricos o cilindro cnicos. En los cilndricos la relacin de longitud a dimetro no excede de 1,5 : 1. en los cilindros cnicos los elementos generatrices de los extremos cnicos forman ngulos de aproximadamente 60 y 30 con el eje del molino. Fig. 14 a) y b).EN LOS MOLINOS A BOLAS LA RELACIN LONGITUD A DIAMETRO NO EXCEDE DE 1,5 A 1.0Una carga adecuada contendr bolas de diversos tamaos, desde los tamaos grandes reemplazables, hasta aquellos tamaos descargados con el producto. Lo usual es cargar inicialmente el molino con bolas de dimetros seleccionados, calculados para obtener una carga adecuada.Una alimentacin o un producto grueso requieren predominancia de bolas de gran dimetro y a la inversa, alimentacin o producto fino requieren bolas ms pequeas. Cuanto mas pequeo es el tamao del medio de molienda, mas eficiente y econmica sera la operacin de molienda, debido a que un medio mas pequeo provee una mayor superficie de molienda. Por consiguiente, el tamao mximo de bola debe ser solo lo suficientemente grande para quebrar la partcula mas grande presente en la alimentacin. Al seleccionar el tamao mnimo de bola, debe considerarse que las bolas pequeas se desgastan ms rpido.La molienda primaria requiere por lo general una carga graduada de bolas de 4 a 2 ; la molienda secundaria de 2 a . Los circuitos de remolienda con alimentacin fina permiten el uso de bolas de 1, para una molienda ms eficiente.ALIMENTACIN GRUESA REQUIERE BOLAS MAS GRANDES Y POR EL CONTRARIO ALIMENTACIN MENOS GRUESA REQUIERE BOLAS MAS PEQUEAS.La carga inicial de bolas generalmente flucta entre 40% a 45% del volumen interior del molino. El volumen de la carga inicial debe ser cuidadosamente regulado, para evitar la sobrecarga, que ocasin a una molienda ineficiente y un incremento del consumo de soleras y bolas. La carga promedio de bolas pesar aproximadamente 4.500 kilogramos por metro cbico y tendr aproximadamente un 42% de vacos entre las bolas.LA CARGA INICIAL DE BOLAS EN EL MOLINO FLUCTA ENTRE 40 Y 45% DEL VOLUMEN Y EL PESO DE LAS MIS MAS DEBERA SER 4.500 KILOGRAMOS POR METRO CBICO.Para una molienda eficiente hay que utilizar bolas de acero forjado de buena calidad, de redondez, dureza, tenacidad y densidad uniformes.El consumo de bolas vara considerablemente con su aplicacin y depende de factores tales como la dureza del material, el tamao de la alimentacin y del producto deseado. El consumo puede variar entre 0,10 y 0,82 kilogramos por tonelada de nueva alimentacin.EL CONSUMO DE BOLAS VARA DE ACUERDO A LA DUREZA Y TAMAO DEL MATERIAL, Y LA CA LIDAD DEL PRODUCTO DESEADO

1. CILINDRO CORAZA (EMPERNADO)2. TAPAS DE FORMA CONICA (EMPERNADO)3. MUON Y DESCANSOS4. PION5. REVESTIMIENTO6. SISTEMA DE ALIMENTACION7. DESCARGA (CEDAZO)8. CATALINA9. FUNDAMENTOS10. TAPA DE LA CORAZA11. MOTOR ELECTRICOFig. 12 Partes de un Molino

Fig. 13 a) Molino de barras Fig. 13 b) Corte de un molino de barrasLa velocidad de alimentacin de los molinos de bolas se expresa como un porcentaje de la velocidad crtica, que es alcanzado cuando la fuerza centrifuga obliga a que el material dentro del molino, se adhiera y rote con las soleras. Esta situacin evita el efecto de cascada del medio de molienda, del cual depende una molienda efectiva Fig. 15 y 17.Cuando se usa cuchara de alimentacin, debe tenerse cuidado para mantener la velocidad del borde del labio debajo de aproximadamente el 95% de su velocidad crtica.PARAMETROS DE OPERACIN.El radio de reduccin flucta entre 2 y 3.40 La densidad de pulpa vara entre 60% a 85% de slidos. Valores por debajo de 65% de slidos son excepcionales.El tiempo perdido no debe exceder del 1%, la causa principal es el cambio de soleras.Los tems principales del costo son la energa elctrica y las soleras. El consumo de energa depende del dimetro del molino, de la carga de bolas, de la velocidad de rotacin y del estado de las soleras.Si la velocidad de operacin (rotacin) est entre el 75% y el 80% de la velocidad critica, la potencia requerida puede calcularse en base al peso de la carga de bolas y al dimetro del molino, de acuerdo a las siguientes es relaciones aproximadas:10 Hp por tonelada de bolas para molinos con dimetro de 6 pies.11 Hp por tonelada de bolas para molinos con dimetro de 8 pies.12 Hp por tonelada de bolas para molinos con dimetro de 10 pies Los valores de potencia pueden interpolarse o extrapolarse para otros dimetros.

Fig. 14 a) Molino de BolasFig. 14 b) Corte de un molino de Bolas de dos compartimientos