Guía Laboratorio 6 Procesos Mineralúrgicos 2_2015

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA

DPTO. DE INGENIERÍA EN MINAS

Guía de Laboratorio 6

DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE MOLIENDA DICIEMBRE 2015

PROFESOR EDUARDO CUBILLOS

COORDINADOR SEBASTIÁN PÉREZ

AYUDANTES FELIPE AGUILERA

CAROLINA GUAJARDO

MIGUEL MELLADO

DAGOBERTO OBREQUE

SEBASTIÁN SAN MARTÍN

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas

Procesos Mineralúrgicos Profesor: Eduardo Cubillos

Coordinador: Sebastián Pérez

PROCESOS MINERALURGICOS | SEGUNDO SEMESTRE 2015

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OBJETIVO El test de Índice de Molienda tiene por objetivo el determinar en una simulación de un

sistema cerrado de molienda, circuito cerrado con un 250 % de carga circulante, la cantidad de

“producto” que se ha “generado”, bajo una cierta malla llamada “malla de Corte” por cada

revolución o vuelta del molino. Con este dato se puede determinar el Índice de trabajo,

WorkIndex, que por definición es el trabajo total, en Kilowatts hora/ Tonelada (corta), necesario

para reducir el mineral desde un tamaño teóricamente infinito, hasta un valor de P(80) de 100

micrones. En Laboratorio y para efectos de Evaluación, se considerará como TONELADAS

MÉTRICAS y no cortas.

El test de Bond se efectúa en seco, pudiéndose los resultados correlacionarse con el

consumo de energía en la molienda, si se hacen test sobre minerales cuyo consumo en la

molienda húmeda es conocido, la siguiente es la descripción oficial de F. Bond para la realización

de este test, posteriormente diversas áreas de metalurgia en distintas empresas han modificado el

test para hacerlo más corto, con menor número de pasos ni gasto de recursos caros como son las

horas hombre involucradas.

MATERIALES a. Molino de Bond (Molino estándar de 12 x 12 pulgadas)

b. Carga de Bolas de Acero desde 1,5” hasta 0.5”, distribuidas en la forma que se indica y

conformando un peso total de 22 kilos.

c. Distribución de las Bolas:

Diámetro (plg.) Número de Bolas

1,5 40

1,25 70

1,00 10

0,75 70

0,5 90

d. Peso total de muestra para ensayo de Bond serán aproximadamente 5 kilos obtenidos desde

una muestra mayor por cuarteos y roleos sucesivos. Esta muestra deberá ser preparada según

se indica en “Procedimiento”. Carga de Mineral: 700 cc de Mineral, 100% de la muestra bajo

malla 6 Tyler.

e. Serie de Tamices desde 10# Mallas (tyler) hasta 65 Mallas en buen estado.

f. Probeta graduada de un litro de capacidad, Paño de rolear, cuarteadores, RoTap o Tamizador,

Brocha (s) para limpieza, Balanza de precisión.





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PROCEDIMIENTO 1. Desde una muestra representativa inicial, reducir de tamaño y conseguir por roleos y cuarteos

sucesivos una muestra de bond de aproximadamente 5 Kg.

2. Desde esta muestra “Global”, muestrear y realizar el análisis granulométrico de la

alimentación, para ello tamizar por 20 minutos en las mallas 10,14, 20, 28, 35, 48, 65 mallas.

3. Devolver el material tamizado en el punto anterior a la muestra original, roleando bien para

lograr una mezcla totalmente homogénea.

4. Cuartear la muestra global y dividirla en porciones para evitar la segregación de finos y/o

gruesos en la misma.

5. Usar alguna de las porciones anteriores para medir, en una probeta graduada de un litro, un

volumen de muestra compactada de 700 cc y pesar este volumen.

6. Colocar la muestra de los 700 cc, pesados, en el molino, seco, con las bolas detalladas en su

interior, cerrar herméticamente para evitar pérdidas y dar 100 vueltas al molino, usar para ello

el contador de vueltas del molino. Definir la Malla de corte a ser usada, un valor muy

frecuente es la Malla 100 Tyler, pero se usará la malla 65.

7. Tras las 100 vueltas, detener el molino, abrir y cuidadosamente retirar el mineral entre las

bolas cuidando de no perder muestra. Determinar, por análisis granulométrico, el porcentaje

de material bajo la malla de corte que se logró tras las 100 vueltas, tanto en valor absoluto

como el incremental, dado que se conocía cuanto -100# había originalmente en la muestra.

8. Anotar cuidadosamente los datos del punto anterior y hacer los cálculos según el Apéndice B,

para la determinación del próximo período y del nuevo número de revoluciones que deberá

dar el molino.

9. Devolver el material +100 mallas al molino, pesar el material BAJO 100 mallas y tras adecuado

muestreo de alguna de las porciones guardadas en punto 4, reemplazar el peso -100 Mallas

por material fresco. (Nota: Del peso nuevo que se agrega se conoce la fracción de material que

está bajo 100 mallas por el análisis granulométrico de la alimentación global, realizado esto en

el punto 2)

10. Repetir por los ciclos que sean necesarios hasta que el peso del material -100 mallas (Material

bajo malla de corte) que se ha ido produciendo por revolución, se mantenga constante o sufra

una inversión en la tendencia que presenta.

11. Cuando se cumpla 10.-, realizar el análisis granulométrico del producto del último ciclo

(Análisis de los finos bajo 65 mallas).

12. Realizar análisis granulométrico del producto (fracción fina).

13. Calcular el Índice de Bond de acuerdo a la fórmula de Fred Bond (pág. siguiente).

𝑊. 𝐼. =44,5

𝑃10,23 × 𝐺𝑏𝑝0,82 × (10

√𝑃80−

10

√𝐹80)





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Donde:

W.I = Work Index, Kwhr/ton.

P1 = Abertura de la “Malla de Corte” en circuito cerrado de molienda.

Gbp= Índice de moliendabilidad del material para la malla de corte considerada. Se calcula como el

valor promedio obtenido de los últimos 3 períodos y se expresa como Gramos/Revolución.

P80 = Malla media por la cual pasa el 80% del producto final. El producto final corresponde a la

fracción de bajo 100 mallas que se elimina del circuito de molienda-clasificación y se expresa en

micrones.

F80 = Malla media por la cual pasa el 80% de la alimentación fresca, se expresa en micrones.

Los valores de F80 y P80 son determinados desde los análisis granulométricos del producto final y

alimentación fresca, respectivamente, usando para ello un gráfico Log -Log si ello fuese necesario.

14. Está la alternativa de calcular el Índice de Bond de acuerdo a la fórmula simplificada con

respecto al P100:

𝑊. 𝐼. =1,6 × √𝑃100

𝐺𝑏𝑝0,82

En que P80 se calcula en base a la siguiente aproximación, cuando no se puede determinar

experimentalmente:

𝑃80 = 0,3 × 𝑃1001,186

P80 = Para este caso, tamaño 80% pasante del producto final. El producto final corresponde a la

fracción de bajo 100 mallas que se elimina del circuito de molienda-clasificación y se expresa en

micrones.





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APÉNDICE A

El circuito de molienda que se simula, puede ser representado por la figura: (1)

Se presentan los siguientes balances:

La alimentación real al molino es la fracción A y consiste en la suma de la alimentación

nueva (N) más el material recirculado por “grueso”, (B)

A = N + B (2)

El producto del Molino, (P), consiste en la suma de los materiales F y B, es decir

P = F + B (3)

El porcentaje de Carga Circulante está dado por:

%CC = 100 (B/ N) (4)

Lógicamente, en estado estacionario se tendrá que:

A = P y N = F, por lo que: (5)

%CC = 100 (B/N) ó 100 (B/F), donde B = F (%CC/100) (6)

Reemplazando (5) y (6) en (2) se tiene:

A=F + F (%CC/100) ó A= F (1 + %CC/100)

F = A / (1 + %CC/100) (7)

Alim.

Fresca (N)

Molino de

Bolas P Harnero F A

Oversize (+) B





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Para el caso propuesto por Bond, la carga circulante es de 250% y por lo tanto, cuando el

Test llegue a régimen, la cantidad de fino producido será:

F = A / 3.5 (8)

Donde A es la carga total alimentada al molino de bond y el valor convergente de F se

llama IPP (Ideal Potential Product), es decir la cantidad de fino producido en el producto final para

un 250% de Carga Circulante.

TABULACIÓN DE DATOS Y CÁLCULOS DEL ÍNDICE DE BOND.

(INFORMACIÓN REFERIDA A LA TABLA N° 1)

a) Anotar en Col.6 el fino proveniente de la alimentación fresca.

b) Anotar el número de período en la columna 1, Col.1.

c) Anotar N° de rotaciones (revoluciones o vueltas) para el período en Col.2.

d) Anotar la cantidad de material sobre 100 mallas en la columna 3 y de material bajo malla 100

en la columna 4 de acuerdo a la etapa que se realiza (Prod +100# y Prod -100#,

respectivamente).

e) Calcular las pérdidas de material en cada período o ciclo y atribuir a perdidas por material fino

sumándoselas al material bajo 100 mallas. Anotar el total de -100 producido en columna 5. No

olvidar que este material sale del circuito como producto de un sistema de molienda –

clasificación.

f) La cantidad de material nuevo que se reemplaza al circuito corresponderá, en masa, a la

indicada en columna 5.

g) Del Análisis granulométrico de la alimentación fresca, realizado en etapas iniciales del Test de

Bond, y del peso de la alimentación fresca que entra al circuito, calcular la cantidad de

material -100 Mallas que ingresamos al circuito solo proveniente de la alimentación fresca.

Anotar tal cifra en la Columna 6.-

h) La diferencia entre la cantidad de material -100 mallas que se obtiene tras en tamizado de un

determinado número de vueltas, Col.5, y la que se ingresa en la alimentación, Col.6, entrega la

cantidad “neta” del fino producido por ciclo. Anotar en Columna 7 la diferencia: Col 5 - Col6

i) Dividir el peso del -100 Mallas neto por el total de vueltas para obtener el Gramos por

Revolución. (Columna7 dividido por Columna 2, Ingresar en Col.8) Anotar el Valor de Gbp en

columna 8.-





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j) Determinar el N° de revoluciones del próximo periodo por uso del dato de la columna 8. Para

ello debe calcular el n° de vueltas necesarias para obtener la cantidad de material bajo 100

mallas por uso de la fórmula:

𝑁° 𝑅𝑒𝑣(𝑙) =[𝐹 − (𝐶𝑜𝑙 6(𝑙))]

𝐶𝑜𝑙 8(𝑙 − 1)

N° de rotaciones a realizar en la etapa i-ésima

F = A/3.5 (A = Peso Muestra)

Col 6 (l) = Valor de la columna 6 en la i-ésima etapa

Col 8(l-1)= Valor de la columna 8 en la etapa inmediata anterior

j. Entrar en valor de número de revoluciones en la columna 2 de la etapa siguiente.

k. Repetir los puntos a) a j) anteriores hasta conseguir el estado estacionario indicado en hojas

anteriores.

Tabla N°1 - Tabulación de Datos

Mineral: Fecha:

Autor: Peso Muestra:

% - 100 Alim:

Col 1 Col 2 Col 3 Col 4 Col 5 Col 6 Col 7 Col 8

N° N° Rev Producto

+100#

Producto

-100#

Total

-100#

A. Fresca

-100#

Neto

-100#

Cálculo

Gpb

1 100

2

3

4

5

6

7

8

9

10





8

Análisis Granulométrico

Alimentación

Identificación de la Prueba:

Malla Ab (Micrones) Masa Ret.

(g)

% Ret.

Parc.

% Ret.

Acum.

%Ret.

Pasante

10 1680

14 1190

20 841

28 595

35 420

48 297

65 210

100 149

150 105

200 74

-200 <74 100% 0%

Producto

Identificación de la Prueba:

Malla Ab (Micrones) Masa Ret.

(g)

% Ret.

Parc.

% Ret.

Acum.

%Ret.

Pasante

10 1680

14 1190

20 841

28 595

35 420

48 297

65 210

100 149

150 105

200 74

-200 <74 100% 0%





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TAREAS PROPUESTAS

1. Explicar las leyes de la conminución.

2. Averiguar rangos de valores de Work Index en Chile, ¿para qué se utiliza este valor en la

industria?

INFORME A REALIZAR:

El informe describe las condiciones de la experiencia realizada, una descripción de los equipos, las

condiciones en que se usó, el procedimiento que se llevó a cabo, resultados parciales y finales con

la validación de ellos antes y después de obtener un resultado.

El informe describe las Tablas de resultados parciales y resultados finales, analiza y valida los

resultados relacionados al procedimiento Bond y califica el valor WI asociado al tipo y origen de la

mena ensayada.

Tema importante será describir condiciones de posibles errores en el proceso, en los resultados y

sugerencias para evitar tales errores y/o mejorar los resultados.

Los resultados y los elementos que serán evaluados son:

Parte 1.- Caracterizaciones de Equipo y Tareas Iniciales: Caracterización del Molino de Bond, sus dimensiones, carga de bolas, del collar generado, Análisis

granulométrico de la alimentación y de cada una de las moliendas intermedias.

Obtención de datos calculados con las informaciones precedentes, cálculo de los valores Gbp,

P100 y todos los relacionados para construir el valor WI clásico y el valor reducido

Parte 2.- Análisis del Proceso: Observaciones del proceso de obtención del valor WI, movimiento del gbp ciclo a ciclo,

movimiento de la carga circulante ciclo a ciclo, comportamiento del numero de revoluciones ciclo

a ciclo. Análisis de los resultados parciales y el resultado final, el WI asociado a esa mena.

Conceptos a Manejar: Molienda, parámetros de dureza o resistencia a la molienda, ¿qué otros índices usa el proceso

para ello?, Variables en el proceso, que valores espera tener si: hay mejor tronadura, hay mineral

primario, hay mineral superficial alterado, hay menas de origen sedimentario, hay menas de

origen metamórfico.

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