Informe 2 Calibracion Molienda

Universidad De Santiago Fac. De Ingeniera

De Chile Depto. Metalurgia

Calibracin de Molienda Curso: Tcnicas Experimentales en Qumica y Metalurgia

Laboratorio: Anlisis Granulomtrico

Alumno: Mario Cancino Serrano

Profesor: Jaime Simpson

Ayudante: Ariel Parra

Fecha Experiencia: 24/09/10

Fecha Entrega: 20/10/10

Resumen:

Uno de los procesos ms importantes dentro del rea extractiva de la metalurgia es el de molienda.

El proceso de molienda consiste en reducir el tamao de las partculas mediante impactos del material con bolas metlicas.

El motivo por el cual se reduce el tamao de las partculas es el proceso de flotacin, ya que requiere de un determinado tamao de partculas para una ptima recuperacin de fino.

El objetivo es determinar el tamao ptimo de molienda y el tiempo adecuado en el proceso de molienda para optimizar energa.Para esta experiencia necesitamos manejar los conceptos que sern ocupados.

Molino: cilindro metlico cuyas paredes estn reforzadas con material fabricado en aleaciones de acero al manganeso. El molino gira y la molienda se realiza por efecto de la bolas de acero al cromo o manganeso que, al girar con el molino, son retenidas por las ondulaciones de las molduras a una altura determinada, desde donde caen pulverizando por efecto del impacto el material mineralizado mezclado con agua.

Tamao ptimo: es el tamao de malla necesario para que un determinado porcentaje de material pase a travs de la malla.

Tiempo ptimo: es el tiempo necesario para que se pueda alcanzar el tamao ptimo.

Razn de Reduccin: es la razn entre el tamao de malla por el cual atraviesa un determinado porcentaje de material de alimentacin y el tamao de malla por el cual atraviesa un determinado porcentaje de producto. En esta experiencia utilizaremos el F80 y el P80Primero se eligen las muestras al azar mediante la mesa de muestreo, luego calculamos los parmetros para la calibracin de molienda. Luego de la molienda se dejan secar las muestras y se les hace un anlisis granulomtrico y se determina el P80, el tiempo ptimo y la razn de reduccin.Para que pase un 80 % de material por la malla 65 se necesita aproximadamente un tiempo de molienda de 16,5 minutos.

Para que pase un 90 % de material por la malla 100 se necesita aproximadamente un tiempo de molienda de 35 minutos.

Para que pase un 70 % de material por la malla 150 se necesita aproximadamente un tiempo de molienda de 31 minutos.ndice:

Pgina

Introduccin..1

Objetivos......2

Base Terica....3

Procedimiento Experimental.....7

Resultados...8Anlisis de resultados..13

Conclusiones.14

Referencia..15

Apndices...16

1.- Introduccin:

Uno de los procesos ms importantes dentro del rea extractiva de la metalurgia es el de molienda.

El proceso de molienda consiste en reducir el tamao de las partculas mediante impactos del material con bolas metlicas.

El motivo por el cual se reduce el tamao de las partculas es el proceso de flotacin, ya que requiere de un determinado tamao de partculas para una ptima recuperacin de fino.

Esta experiencia se centrar en la calibracin de la molienda determinando los parmetros (masa de bolas, masa de agua, volumen de molino)) para preparar la pulpa y el molino para la molienda. Tambin se analizar el tamao de partculas luego de que el material sea procesado en el molino y se determinara el tiempo ptimo de molienda para adquirir un determinado tamao de partcula.

2.- Objetivos:

2.1.- Objetivo principal:

Determinar el tamao ptimo de molienda y el tiempo adecuado en el proceso de molienda para optimizar energa.

2.2- Objetivos secundarios:

Determinar la razn de Reduccin.

Conocer la preparacin del molino para el proceso de la molienda.

Conocer el modo de empleo de los equipos (tolva, vibrador magntico, carrusel, molino, etc.)

3.- Base Terica:

Para esta experiencia necesitamos manejar los conceptos que sern ocupados.

Molino: cilindro metlico cuyas paredes estn reforzadas con material fabricado en aleaciones de acero al manganeso. El molino gira y la molienda se realiza por efecto de la bolas de acero al cromo o manganeso que, al girar con el molino, son retenidas por las ondulaciones de las molduras a una altura determinada, desde donde caen pulverizando por efecto del impacto el material mineralizado mezclado con agua.

Figura 3.1: Molino de bolas

Tolva: especie de embudo donde se deposita el material para ser recibido por el vibrador magntico.

Vibrador magntico: barra metlica que por medio de finas vibraciones hace avanzar el material uniformemente depositndolo en el carrusel.

Carrusel: mesa giratoria con una serie de depsitos que reciben el material proveniente del vibrador magntico. El carrusel gira a velocidad uniforme para que el material en los diferentes recipientes sea lo mas uniforme posible.

Mesa muestreo: conjunto formado por tolva, vibrador magntico y carrusel.Tamao ptimo: es el tamao de malla necesario para que un determinado porcentaje de material pase a travs de la malla.

Tiempo ptimo: es el tiempo necesario para que se pueda alcanzar el tamao ptimo.

Pulpa: dcese de todo material que se encuentra sometido a un medio lquido. Por lo general se utiliza agua para realizar pulpas.

Concentracin de slidos: es la razn entre la masa de material seco y la masa de la pulpa.

Cp= Ms/MpPara sta experiencia ocuparemos una concentracin de slidos del 65%

Masa de bolas: Mb=Jb(1-)Vm ; donde Jb= nivel de llenado de bolas, = nivel de intersticios del lecho, = densidad del medio de molienda y Vm= volumen del molino.

En este caso usaremos Jb= 40%, = 0,3, =7,8 gr/cc y el volumen del molino se calculara mediante la funcin Vm= r2h ; donde r es el radio del molino y h es la altura.

Alimentacin (F): Se le denomina al material antes de ser procesado en el molino.

Producto (P): Se le denomina al material despus de ser procesado por el molino.

Razn de Reduccin: es la razn entre el tamao de malla por el cual atraviesa un determinado porcentaje de material de alimentacin y el tamao de malla por el cual atraviesa un determinado porcentaje de producto. En esta experiencia utilizaremos el F80 y el P80.

Tamiz: consiste en una serie de malla de diferente confeccin que permite seleccionar el tamao de las partculas analizadas. Las mallas se ubican de mayor abertura a menor abertura, una encima de otra, con un fondo que retiene las partculas mas pequeas y una tapa que evita la perdida de material. El orden decreciente permite que las partculas se vallan deparando segn el tamao que ellas tienen.

Existen diferentes tipos de medidas estandarizadas para el tamao de los tamices como Us estndar (ASTM), bs-410 britnico, AFNOR frcs, Tyler, etc.

En la experiencia ocuparemos la medida Tyler. El sistema Tyler indica el nmero de orificios que existen en una pulgada lineal.

Figura 3.4: Tamiz

Ro-tap: es un equipo en el cual se inserta una pila de 6 tamices los cuales adquieren un movimiento circular y a la vez son golpeados por una palanca en forma vertical. Su funcin es optimizar el proceso de tamizado.

Figura 3.5: Ro-Tap

Porcentaje retenido: es el porcentaje del total que queda retenido en una malla especfica.

Porcentaje retenido acumulado: es el porcentaje del total que queda retenido sobre la malla especificada, es decir, se toma en cuenta el porcentaje acumulado en la malla mas el porcentaje acumulado en las mallas anteriores. Se calcula como la suma de porcentajes de retenido parcial, en los tamices de abertura de mayor tamao ms el porcentaje del retenido parcial de ese Tamiz.

Porcentaje pasante acumulado: es el porcentaje de la masa de todas las partculas que pasan a travs de un determinado tamiz. Se calcula como la diferencia entre el 100% y el porcentaje de retenido del tamiz correspondiente.

4.- Procedimiento Experimental:

Equipos a utilizar:

Molino de bolas

Tolva

Vibrador magntico

Carrusel

Filtro a presin.

Balanza digital

- Set de tamices: 10, 14, 20, 28, 35, 48, 65, 100, 150, 200, 270 y fondo

Ro-Tap

En primer lugar se toma en material y se vierte en la tolva. Se enciende el vibrador magntico y el carrusel y se espera hasta que todo el material se deposite en los 12 recipientes del carrusel.

Se escogen 4 recipientes al azar y se masa en la balanza digital.

Se calcula la masa de bolas que debe tener cada molino a utilizar. Se calcula la masa de agua que debe contener cada muestra.

Se vierte en el molino verde la muestra numero 1 con la masa de agua calculada y se procesa por 40 minutos, en el molino azul se vierte la muestra numero 2 con su masa de aguay se procesa por 10 minutos y en el molino gris se vierte la muestra 3 con su respectiva masa de agua y se procesa por 30 minutos. Una vez transcurridos 10 minutos se retira la muestra 2, se vaca el molino y se introduce la muestra 4 en ste con su respectiva masa de aguay se procesa por 20 minutos. Una vez terminada esta etapa se ponen las muestras en el filtro de presin para eliminar la humedad lo mximo que se pueda. Cuando el filtro de presin deje de botar agua se sacan las muestras y se introducen en el horno para eliminar el resto de humedad. Una vez eliminada la humedad se procede al anlisis granulomtrico. Se vierte la muestra sobre la malla 10, se tapa el set de tamices y se lleva al Ro-Tap durante 15 minutos. Luego se masan los tamices por separados y se registran los dato. Este procedimiento se repite con cada una de las mezclas.

Luego se realiza un grfico Pasante acumulado v/s Tiempo para la malla 65, 100 y 150 y se calcula el tiempo necesario para obtener el P80 en la malla 65, el P90 en la malla 100 y el P70 en la malla 150.

5.- Resultados:

-Masa bolas molino azul:

Mb: 0,4(1-0,3)7,8 (8,52)22= 10905 gr.

-Masa bolas molino verde:

Mb: 0,4(1-0,3)7,8 (8,72)21,5= 11165 gr.

-Masa bolas molino gris:

Mb: 0,4(1-0,3)7,8 (8,52)21,5= 10658 gr.

-Masa lquido muestra de 40 minutos:

Ml: 1147,6/0,65-1147,6= 617,9 gr.


Ml: 1315/0,65 -1315= 708 gr.


Ml: 1343,5/0,65-1343,5= 723 gr.


Ml: 1222,6/0,65-1222,6= 658 gr.

Tabla 5.1: Tiempo Optimo #65

Tiempo (min)Pas.Acum. #65

031,4

1059,04

2089,35

3095,57

4099,32



024,5

1046,99

2073,14

3082,67

4096,61



019,9

1039,03

2059,57

3067,58

4087,59

Grafico 5.4: Pasante Acumulado v/s Tiempo

Para que pase un 80 % de material por la malla 65 se necesita aproximadamente un tiempo de molienda de 16,5 minutos.



Razn de reduccin:

-0 minutos: T80= 831,5

-10 minutos: P80= 370,92

R= 831,5/370,92= 2,24

-20 minutos: P80=171,14

R= 831,5/171,14= 4,86

-30 minutos: P80=139,05

R= 831,5/139,05= 5,98

-40 minutos: P80=96,08

R= 831,5/96,08= 8,65

Tabla 5.5: Tiempo molienda v/s Razn de reduccin

Tiempo moliendaRazn reduccin

01

102,24

204,86

305,98

408,65

Grafico 5.5: Pasante acumulado v/s Tamao partcula

6.- Anlisis de Resultados:

En el grfico 5.4 se puede observar claramente que a mayor tiempo es ms el material que pasa por las diferentes mallas, pero pasado unos minutos el material pasante se empieza a estabilizar, es decir, no vara en gran cantidad el porcentaje de material pasante.

Entre el tiempo 0 y el tiempo 20 se aprecian variaciones lineales, pero a partir de aproximadamente el tiempo 20 las curvas disminuyen su pendiente.

Observando las tablas 5.1, 5.2 y 5.3 se ve tambin este comportamiento. La diferencia entre los porcentajes pasantes entre el tiempo 0 y 10 es similar que entre el tiempo 10 y 20, pero la diferencia entre el tiempo 20 y 30, y 30 y 40 disminuyen con respecto a las otras.

La razn de reduccin nos revela un comportamiento similar al ya observado. La razn de cambio va aumentando cada vez menos a medida que pasa el tiempo, lo que quiere decir que el P80 vara cada vez menos a medida que pasan los minutos.

En el grfico 5.5 observamos claramente que en el tiempo 0 la distribucin de tamaos de partculas en el material es prcticamente homognea, ya que nos da aproximadamente una recta. Pero con el transcurso del tiempo se ve que disminuyen los tamaos de partculas grandes, ya que las curvas aumentan ms rpidamente. Esto quiere decir que la cantidad de material que pasa por las mallas aumenta con el tiempo. Al igual que los dems anlisis podemos observar que con el transcurso del tiempo las masas en las mallas se van estabilizando, o sea, pasa menos cantidad de material por las aberturas de las mallas.

En el grfico 5.4 se determinaron los tiempos ptimos para que un determinado porcentaje de material pase por una malla. Esto se hizo simplemente trazando una recta desde el pasante requerido hasta la malla seleccionada y luego otra recta desde la malla asta el eje de tiempo. Un P80, por ejemplo, nos indica el tamao de malla necesario para que pasen el 80% de las partculas. Pero en el caso del grfico se determin el tiempo necesario para que las partculas obtengan el tamao adecuado para que el 80% de ellas puedan pasar por la malla 65 (as con el P70 y P90).

Asiendo un anlisis general se puede apreciar que la efectividad del molino va disminuyendo, es decir, no reduce mucho ms el tamao de partculas pequeas. Esto se ve reflejado en todas las tablas y grficos construidos, ya que todos tienden a estabilizarse a medida que pasa el tiempo.

7.- Conclusiones:

Para que pase un 80 % de material por la malla 65 se necesita aproximadamente un tiempo de molienda de 16,5 minutos.



La razn de reduccin a los 10 minutos es 2,24




Un tiempo muy prolongado de uso del molino es innecesario puesto que pasado 25 a 30 minutos no es mucho lo que se reduce el tamao.

Es importante hacer un correcto calculo de los parmetro de calibracin de molienda (Mb, Vm, Ml) para optimizar este proceso todo en pos de una disminucin en los gastos de energa.

Es uso adecuado de los implementos de seguridad es muy importante ya que los equipos utilizados superan los 12 kg. de peso.

8.- Referencias:

Tcnicas experimentales en ingeniera metalrgica, Doctor Lus Magne, (1996). Santiago.

9.- Apndice:

Tabla 9.1:

0 minutos masa: 694,9 gr.

MallaAbertura (mMasa (gr)Ret. Parcial (%)Ret. Acum. (%)Pas. Acum. (%)

1016510,70,10,199,9

14116852,97,67,792,3

2083384,712,219,980,1

2858910815,535,464,6

3541794,913,749,150,9

4829567,79,758,841,2

6520867,99,868,631,4

10014751,57,47624

15010432,64,780,719,3

2007433,74,885,514,5

2705326,83,989,410,6

Fondo73,510,61000

Tabla 9.2:

10 minutos masa: 1325,1 gr


1016517,90,60,699,4

14116814,41,091,6998,31

2083325,51,923,6196,39

2858955,34,177,7892,22

35417111,28,3916,1783,83

4829514010,5726,7473,26

65208188,514,2240,9659,04

100147159,712,0553,0146,99

150104105,67,9660,9739,03

20074116,68,869,7730,23

27053115,28,6978,4621,54

Fondo285,221,541000

Tabla 9.3:



1016513,20,270,2799,73

14116810,080,3599,65

208330,90,070,4299,58

285891,60,130,5599,45

354175,10,420,9799,03

4829519,61,632,697,4

6520896,88,0510,6589,35

100147194,916,2126,8673,14

150104163,113,5740,4359,57

20074173,214,454,8345,17

27053142,211,8366,6633,34

Fondo400,633,321000

Tabla 9.4:



1016511,10,080,0899,92

141168000,0899,92

20833000,0899,92

285890,70,050,1399,87

354171,50,110,2499,76

482956,50,480,7299,28

6520850,53,714,4395,57

100147175,612,917,3382,67

150104205,415,0932,4267,58

20074278,720,4852,947,1

27053231,917,0369,9330,07

Fondo409,230,061000

Tabla 9.5:



1016511,30,180,1899,82

1411680,10,010,1999,81

208330,10,010,299,8

285890,30,040,2499,76

354170,50,070,3199,69

482950,80,120,4399,57

652081,70,250,6899,32

10014718,82,713,3996,61

15010462,69,0212,4187,59

20074197,828,5140,9259,08

27053198,828,6669,5830,42

Fondo210,930,41000

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