Planta concentradora y manejo de mena en seco y húmedo

CAPTULO II

PLANTA CONCENTRADORA Y MANEJO DE MENAS EN SECO Y HMEDO

Por:

M.Sc. Ing. Nataniel Linares

Gutirrez

Docente ESME/FAIN UNJBG

TACNA - PER

2013

[email protected]

OBJETIVO Al concluir el estudio del presente captulo, el estudiante estar en condiciones de:

Definir una Planta Concentradora,

Representarla a travs de diagramas de flujo adecuados y

Ser capaz de comprender, evaluar y seleccionar los equipos de manipuleo de minerales, tanto de transporte como de almacenamiento;

As como estar en condiciones de supervisar las operaciones que estos equipos efectan dentro de una Planta Concentradora.

25/09/2013 2 MSc. Ing. Nataniel Linares G

INTRODUCCION

El manipuleo de minerales (mena) en una Planta Concentradora es fundamental, puesto que todas las operaciones unitarias que en ella se realizan requieren del manejo del mineral ya sea en seco o en hmedo. Este cubre las operaciones de transporte, almacenamiento y lavado de la mena en camino a o durante, las varias etapas de tratamiento en la Planta Concentradora de minerales.


PLANTA CONCENTRADORA

Una Planta Concentradora es una Unidad Metalrgica constituida por una serie de equipos y mquinas instaladas de acuerdo a un Lay Out o diagrama de flujo, donde la mena es alimentada y procesada hasta obtener uno o ms productos valiosos denominados concentrados y un producto no valioso denominado relave. Los minerales no sufren ningn cambio qumico.

PLANTA

CONCENTRADORAALIMENTO - FEED

Mineral de cabeza

RELAVE FINAL

Producto no valiosos

Ganga

CONCENTRADOS

Productos valiosos


LAY OUT DE PLANTA


PLANTA CONCENTRADORA

Para el diseo de una Planta de Concentracin de Minerales se debe tener en cuenta: El comportamiento de la

mena frente al proceso de concentracin (flotacin por espumas, gravimtrica, magntica, etc.), segn sea la zona o profundidad de donde provienen

Debe estar ubicada lo ms cerca posible de la mina.

Ello conlleva a establecer una relacin entre la zona de una veta y el proceso de concentracin.


UBICACIN DE UNA PLANTA CONCENTRADORA

Para el diseo y ubicacin de una Planta de Concentracin de

Minerales se debe tener en cuenta :

1. El comportamiento de la mena.

2. Capacidad de la Planta Conc.

3. Agua y energa disponible

4. Terreno apropiado para el

montaje.

5. Pendiente del terreno (20).

6. Distancia mnima a la mina.

7. rea adecuada para la relavera.

8. Direccin y velocidad de los

vientos.

9. Nivel de precipitacin pluvial.

10.Sismicidad y cada de huaicos.

Mina


25/09/2013 MSc. Ing. Nataniel Linares G 8

Toda veta o prfido mineralizado presenta tres zonas caractersticas desde la superficie hacia la profundidad de la corteza terrestre.

Estas zonas son: a) Zona de oxidacin,

b) Zona de transicin o mixta,

c) Zona de sulfuros.


DIAGRAMA DE FLUJO

El diagrama de flujo es una representacin grfica que muestra satisfactoriamente la secuencia de las operaciones unitarias en una Planta Concentradora, es decir muestra la disposicin de las mquinas unidas por lneas que indican el flujo del mineral por las distintas funciones de la planta, hasta los productos finales.

Se conocen varias formas de representar un diagrama de flujo. Estos son:

Diagrama de flujo lineal.

Diagrama de flujo ideogrfico.

Diagrama de flujo taquigrfico.

Diagrama de flujo pictogrfico.


DIAGRAMA DE FLUJO En cualquiera de estos

diagramas de flujo debe notarse claramente tres aspectos bsicos.

La reduccin de tamao.

La separacin de las especies valiosas.

El manejo de materiales.

Los diagramas de flujo que ms se utilizan en la industria minero-metalrgica son:

El diagrama de flujo lineal o el de bloques.

El diagrama de flujo pictogrfico.

RAGLAN MILL - CANAD


Mineral de mina

(mena de Cu

Tolva de gruesos

Grizzly o criba fija

Chancado primario

Cribado

Zaranda vibratoria

Tolva de

finos

Trituracin

secundaria

Molienda

Clasificacin

Acondicionamiento

Flotacin de

desbaste

Flotacinde

limpieza

Flotacin de

re-limpieza

Conc. de Cu

Flotacin de

recuperacin

Relave

final

Espesamiento

Filtrado

SecadoConc. Cu. seco

a comercializacin

o fundicin

Clasificacin

Espesamiento

A relleno

hidrulico

Clasificacin Gruesos para formacin

de dique

Finos a cancha

de relaves

Agua

clara

Agua

clara

DIAGRAMA DE FLUJO LINEAL


Dia

gra

ma

de

Flu

jo P

icto

gr

fico

Conc. Cu

Agua

Mina subterrnea

Balanza, 35 t

Transporte de

mineral en Volqutes

Tolva de

gruesos

Ch. Sec.

Cnica

Alimentador

de placas

Ch. Prim.

De Quijada

Faja Transportadora 1

Faja Transp. N 2

Criba

Vibratoria

Tolva

de

Finos

Faja Transp. N 3

Hidrocicln

Agua

Hidrocicln

Hidrocicln

Sumidero

Sumidero

Sumidero

Bomba

BombaBomba

Acondicionador

F. Desbaste F. Recuperacin

F. Limpieza

F. Re-Limpieza

Espesador

Filtro

de

discos

Concentrado hmedo

10 -15 % Hu

Horno de secado

BombaSumidero

Relavera

Concentrado seco,

6% Hu

A fundicin o a

Comercializacin

Ag

ua

cla

ra a

re

cic

laje

Re

lav

e g

rue

so

a

rell

en

o H

idr

uli

co

Criba fija


Vista de una Planta Concentradora


Vista de la seccin de molienda en una Planta Concentradora


Vista de la seccin de flotacin de una Planta Concentradora


Vista de la seccin de filtrado, una relavera en operacin y una cerrada


Vista de la Planta Concentradora Milpo


TOQUEPALA CONCENTRATOR FLOWSHEET

LEGEND

ROUGHER FLOTATION (14)TAIL: FINAL COPPER CONCENTRATE

MOLY PLANT

THICKENER 100' (2)

FILTER (4)

DRYER (3)

4th CLEANER (6)

2nd CLEANER (12)

1st CLEANER (12)

3rd CLEANER (8)

Final Moly Concentrate

(Bags)

Final Copper

Concentrate To Ilo

WEMCO CELL (24)

REGRIND MILL (8)

COLUMN CELL (8)BULK (Cu, Moly) CONCENTRATE

THICKENER 140' (1)

OK-50 CELL (3)

ORE FROM

MINE

PRIMARY

CRUSHER

INTERMEDIATE

ORE PILE

TERTIARY

CRUSHER (4)

SECONDARY

CRUSHER (2)

FINE BINROD MILL (8)

BALL MILL (24)

OK-100 ROUGHER OK -100

CELL (4)

CLEANER AND

RECLEANER

AGITAIR CELLS

(48)

ALL THE TAILS GO TO PREVIOUS

CIRCUIT

5th

CLEANER

(2)

6th

CLEANER

(1)

7th

CLEANER

(1)

LEACH

TANKS

FILTER (1)

DRYER (1)

QUEBRADA

HONDA

TAILINGS DAM

TAILING

THICKENER 325' (3)

RECLAIM WATER

PUMP (5)

TO MILLS

HI-RATE

THICKENER (1)

GRIZZLY

SCREEN

ROCK

SCREEN

ROCK

5 CYCLON's 4NEST

KREBS HIDROCYCLONS (20)

THICKENER 100' (2)

ACONDITIONER

TANK

BOTTOM FLAT CYCLON (1)

KREBS HYDROCYCLON (23)

TRIPPER CAR

OK-50

ORE FROM MINE

CONCENTRATE BULK

COPPER CONCENTRATE

MOLY CONCENTRATE

TAILS

WATER


PRIMARY CRUSHING CIRCUIT

Belt Conveyor #3C 54" 75HP

Belt Conveyor #4C 54" 250HP

Belt Conveyor #2 629 Ft. x 72" 400HP

Belt Tripper #2 GC-ELLIOT 72" 30HP

Belt Conveyor #3B 497 Ft. x 54"

40HP

Belt Conveyor #3A 413 Ft. x 54"

40HP

(12) Apron Feeders 2A y 2B GC-ELLIOT 48"x15" 15HP

2C SVEDALA 48"x15" 20HP

Gyratory Crusher ALLIS

CHALMERS 60"x89" 800HP

(2) Apron Feeders 84"x31" 200HP

2C-1

2C-2

2C-3

2C-4

2B-1

2B-2

2B-3

2B-4

2A-1

2A-2

2A-3

2A-4

Belt Conveyor #4B 951 Ft. x 54" 250HP

Belt Conveyor #4A 1,021 Ft. x 54" 250HP

Grizzly 25 1/2 x 22'

(03) Belt Magnet

INTERMEDIATE ORE STORAGE

53200 LIVE TONS

P. C. Cuajone


1

SECONDARY AND TERCIARY CIRCUIT

8B

-3/8 -3/8 -3/8 -3/8 -3/8 -3/8

Belt Conveyor #4C 951 Ft. x 54" 250HP

Belt Conveyor #10 1,510 Ft. x 54" 500HP

Belt Tripper #10 GC-ELLIOT 54" 20HP

Self Cleaning

Magnet 54"x60" 7.5HP Belt Comveyor # 9 2,307 Ft. x 54" 2x700HP

Tripper Conveyor #7 54" wide 30HP

+1/2

+1/2 +1/2

Surge Bins Terciary Crusher

Belt Conveyor #4B 951 Ft. x 54" 250HP

3A 3B 3C 3D

8A 8C 8D 8E

+1/

2

+1/

2

+1/

2

+1/

2

3E

8F

+1/

2

3F

8G

+1/

2

3G

3 Secondary Crushers

Nordberg MP 1000

1000 HP

Belt Conveyor #4A 1,021 Ft. x 54" 250HP

3 Double Deck

Screens 6'x16' 25HP

Belt Conveyor #5

176 Ft 54" 30HP

3 Banana

Screen

Norberg

50HP 10'x21'

07 Terciary Crusher

Belt Feeder

68Ft x 60" 25HP

Belt Conveyor # 6

1,570Ft x 54" 500HP

07 Terciary

Crusher

Nordberg HP700

#7 Banana Screen

8'X21' 40HP

2 3

1 2 3 4 5 6 7

FINE ORE STORAGE

7000 TONS LIVE CAPACITY PER

MILL LINE

Planta Conc. Cuajone


(02) Cyclone Batery D-33

GRINDING CIRCUIT

(08) Mill Allis Chalmers 16.5'x20' 3000HP c/u

Ball

Mill

2B

Ball

Mill

1D

Ball

Mill

1E

Ball

Mill

2A

Ball

Mill

1C

12-1C

12-1D

12-1E

12-2A

12-2B

12-2C

12-2D

12-2E

TO FLOTATION

11-1C-1

11-1C-2

11-1C-3

13-1B

13-1A

(08) Cyclone Batery Cluster D-26

(08) Cyclone Feed Pump 16x14 150HP

11-1D-1 11-1E-1 11-2A-1 11-2B-1 11-2C-1 11-2D-1 11-2E-1

11-2E-2

11-2E-3

11-2D-2

11-2D-3

11-2C-2

11-2C-3

11-2B-2

11-2B-3

11-2A-2

11-2A-3

11-1E-2

11-1E-3

11-1D-2

11-1D-3

(02) Cyclone Feed Pump (Warman 2018x55 900HP)

(02) Mill SVEDALA 20'x33' 9000HP c/u

(08) Cyclone Feed Sump 504 Ft3

11-1B-3

11-1B-1

11-1B-2

11-1A-1

11-1A-2

11-1A-3

(02) Cyclone Feed Sump 1136.28 Tf3

(24) Fine ore Reclaim Belt Feeders 54" x 40'

7.5HP

(06) Feeders 54" x 40' 25 HP

(08) Fine Ore Belt Conveyor # 12

36" 20HP

(02) Fine Ore Reclaim Conveyor # 12 60HP

Ball Mill Feed Conveyor # 13

48" 15HP

B a l l

M I l l

2 E

Ball

Mill

2D 2C

Ball

Mill Ball

Mill

1 B

Ball

Mill

1 A

LEGEND

OVERFLOW

UNDERFLOW

Planta Concentradora Cuajone


MANIPULEO DE SLIDOS EN SECO Y EN HMEDO


MANIPULEO DE SLIDOS EN SECO Y EN HMEDO En toda Planta Concentradora para que haya continuidad y eficiencia en el

proceso, es necesario que cada operacin unitaria est conectada por mquinas o dispositivos tanto de almacenamiento como de transporte, constituyendo as operaciones unitarias conexas o auxiliares, cuya funcin es la de manipuleo y control del tonelaje de mineral a tratarse. Estas operaciones unitarias auxiliares son generalmente las siguientes:

Manipuleo o manejo de slidos en seco.

Almacenamiento

Transporte

Control de peso

Alimentadores

Manejo de slidos en hmedo (suspensin de slidos o pulpa).

Transporte de pulpas por tubera

Transporte de pulpas por canaleta

Transporte de pulpas por canales

Disposicin de relaves 25/09/2013 31 MSc. Ing. Nataniel Linares G

ALMACENAMIENTO DE MINERALES.

Para material grueso y

gran tonelaje.

Stockpile o pila de

almacenamiento.

Para material grueso y

pequeo tonelaje.

Tolva de gruesos.

Para gran y pequeo

tonelaje y material fino.

Tolvas de finos.

Silos para concentrados.


PILAS DE ALMACENAMIENTO.

Pila cnica

Pila alargada

Pila radial

Faja transportadora fija.

Faja transportadora por sistema de descarga mvil o potro.

Faja transportadora reversible.

Apiladores radiales o staker.


CAPACIDAD DE UNA PILA Si la pila es cnica, la capacidad total est

dada por:

Donde: Q1 = Capacidad de almacenamiento en

toneladas mtricas.

R = Radio de la pila en metros.

= Angulo de reposo del mineral.

D = Densidad del mineral en kg/m3.

Si la pila es alargada, la capacidad de la seccin central de dicha pila esta dada por:

Por lo que la capacidad total de esta pila estar dada por la suma de Q1 + Q2

Donde: L = Es la longitud de la seccin central de la

pila en m.

R = Es el radio del medio cono final, en m.

D = Es la densidad del mineral en kg/m3.

Qtan R D

1

3314

3000

, ( )

QR LDtan

2

2

1000

( )

R

D

h


PROBLEMAS DE APLICACIN


Problema 1.-Se desea construir una pila (stock pile) 140 000 t de mineral proveniente del chancado

primario, cuya densidad aparente es de 1,85 t/m3 y su ngulo de reposo es de 35. Calcular las

dimensiones que deber tener, si su forma es cnica. Solucin.

Datos: Q = 140 000 t

= 35 D = 1,85 t/m

3 = 1 850 Kg/m

3

Para determinar las dimensiones de la pila hacemos utilizando la siguiente frmula:

Qtan R D

1

3314

3000

, ( )

La primera dimensin que podemos calcular es el radio de la pila cnica, que resulta de despejar de la frmula anterior. Esto es:

31

14,3

3000

Dtag

QR

Reemplazando datos, tenemos:

91,461850)35(14,3

14000030003

xtag

xR

R = 47 m


Luego, por trigonometra determinamos la altura de la pila, haciendo uso del siguiente grfico:

H

35 R

tagH

R

H35

47

H tag m m 47 35 32 91 33,

H = 33 m.

Respuesta: Las dimensiones de la pila son: H = 33 m

D = 94 m


Problema 2.- Para poder almacenar el mineral producto de la seccin de chancado, el cual servir de alimento a la seccin de molienda, se requiere dimensionar una pila para finos de forma alargada para 340 000 t. Si esta mena triturada tiene una densidad aparente de 2.42 t/m

3 y un ngulo de

reposo de 40. Considerar L = 4R. Determinar las dimensiones de la pila y el rea de terreno que se requiere. Solucin.

1. Clculo de las dimensiones de la pila alargada. Datos:

Q = 340 000 t D = 2.42 t/m

3 = 2 420 kg/m

3.

= 40 Para dimensionar la pila alargada estableceremos la siguiente relacin:

QT = Q1 + Q2 Los cuales se muestran en la figura siguiente:

L

Q1/2 Q2 Q1/2

R


QR Dtag R LDtag

T 314

3000 1000

3 2.

L = 4R Reemplazando este valor tenemos:

QR Dtag R Dtag

T 314

3000

4

1000

3 3.

Desarrollando y despejando R se obtiene:

RQ

Dtag

T

3000000

151403

3000000 340000

15140 2420 4032 133

x

x xtagm,

Luego: L = 4 x 32 = 128 m

H = R tag = 32.13 x tag40 = 26,96 m = 27 m. Respuesta.

Las dimensiones de la pila alargada son:

R = 32 m H = 27 m. L = 128 m

TOLVAS DE ALMACENAMIENTO DE MINERALES.

Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral ya sea grueso o fino, la cual se compone de dos partes:

Una seccin convergente situada en su parte inferior a la que se conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cnica o en forma de cua, y

Una seccin vertical superior que es la tolva propiamente dicha, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral.

Tolva propiamente dicha

Tolvn o hopper

Alimentador de faja


Problemas de Operacin en tolvas de finos

Estos equipos tan simples como parecen, ofrecen problemas tales como:

Encampanamiento o arqueo.

Formacin de tubo o tubeado (hueco de rata).

Segregacin de partculas.

El campaneo o arqueo produce interrupcin del flujo del mineral por el puenteo del mineral a granel sobre la abertura de la boquilla.

La formacin de tubos restringe al flujo del mineral a un canal vertical que se forma arriba de la abertura de descarga y solo sale el material contenido en este caudal.

La segregacin de partculas se produce en el momento de cargado de la tolva, donde las partculas ms gruesas tienden a moverse hacia la pared de la tolva, dando lugar a grandes variaciones en la descarga de la misma.

. 25/09/2013 40 MSc. Ing. Nataniel Linares G

Diseo y solucin de problemas en tolvas

Segn Jenike, los modelos de flujos en tolvas son dos:

Flujo masivo

Flujo de embudo

En el flujo masivo el mineral a granel esta en movimiento en todos los puntos de la tolva, siempre que el mineral sea extrado por la salida. El mineral fluye a lo largo de las paredes de la tolva y de la boquilla son suficientemente empinadas y lisas y no hay transiciones abruptas o zonas de influjo.

El flujo de embudo o de ncleo, ocurre cuando el mineral se desprende de la superficie y descarga a travs de un canal vertical el cual se forma dentro del material en la tolva. Este modo de flujo ocurre cuando las paredes de la boquilla son speras y el ngulo de inclinacin es grande. 25/09/2013 41 MSc. Ing. Nataniel Linares G

Para disear una tolva de almacenamiento conexa a un sistema de manipuleo de mineral en una Planta Concentradora es fundamental la determinacin de las caractersticas de flujo mediante el ensayo de una muestra representativa.

Una forma prctica de disear y dimensionar una tolva es teniendo los siguientes parmetros:

Capacidad de almacenaje, toneladas mtricas, t.

Densidad aparente del mineral en t/m3.

Angulo de reposo del mineral.

Angulo de la tolva = + 15.

Volumen intil de 15 a 30 % del volumen total.

Porcentaje de humedad del mineral.

El ngulo de reposo es el que se forma entre una pila pequea de mineral y la horizontal y corresponde a cuando el mineral empieza a deslizarse.

Rp

harctg

Rp

hRp

harctg


TOLVAS DE GRUESOS. Objetivo de las tolvas de gruesos

Depsito donde se almacena el mineral que viene de la mina para alimentar a las chancadoras o circuito de chancado.

Fabricadas de concreto armado o de madera forradas con planchas de fierro.

La boca de recepcin de mineral en la parte superior tiene forma cuadrada o rectangular y el fondo es inclinado.

La boca de recepcin tiene una parrilla de rieles usados que impiden el paso de mineral grueso a los alimentadores y chancadoras.

La separacin entre riel y riel se llama luz.

Si la luz entre los rieles es muy grande la chancadora primaria se atora.

L

H

A

h



Vt = L x H Volumen total de la tolva A = L

tagL

h = + 15

h = L tag

Vi = L2 h = L

2.L tag Volumen intil

Considerando un 20% del volumen total tenemos:

HL

tagL

V

V

t

i

2

32/1 Pero: Vi = 0,20 Vt

Entoces:

HL

tagL

V

V

t

t

2

32/120,0

0,20 H = L tag

H = 2,5 L tag (2.4) Vu = Vt - Vi ; Vu = L

2 H - 0,20 Vt

Vu = 0,80 Vt = 0,80 L H

Vu = 0,8 L x 2,5 L tag

Vu = 2 L3 tag (2.5)

de donde

LV

tag

u

23

(2.6)

Donde:

Vu = Es el volumen til igual al volumen de mineral a almacenarse.

L

H

A

h

CLCULO DE CAPACIDAD DE TOLVAS DE GRUESOS

La capacidad de una tolva se determina en base

a la forma geomtrica de ella, la granulometra,

la densidad aparente del mineral (mena) y el

ngulo de reposo (Caso de diseo).

El material almacenado es de granulometra

heterognea y deja espacios vacos, ni tampoco

se llenan totalmente quedando un espacio libre

en su parte superior, razn por la que en cada

caso se debe descontar del volumen total de la

tova para obtener resultados ms reales.


Problema 3. Calcular la capacidad de la tolva de

gruesos, si la densidad aparente del

mineral es 2,9 y su porcentaje de

humedad de 5%. Considerar que la

proporcin de espacios libres de 30% del

volumen total de la tolva.

Solucin:


Se puede calcular del siguiente modo:

= +

2

= (4 6 1,5)^3 + 1/2 (4 6 3,5)3) = 78 3

V(til) = 78 * 0,7 = 54,6 3 Capacidad = 54,6 m^3 * 2,9 t Hu/m^3 = 158,34 t Hu

Capacidad = 158,34 * 0,95 = 150,42 ts

Capacidad de la tolva = 150,42 ts

1,5m

Inspeccin de la parrilla y remocin del mineral de la tolva

Estos trozos grandes de mineral que quedan sobre la parrilla denominados bancos, son a veces retirados y plasteados para reducirlos de tamao o instalar un martillo neumtico o hidrulico que cumple la misma funcin

Peridicamente se debe chequear el estado de los rieles para mantener constante la luz entre ellos.

Si hay mineral pegado en las paredes, picar o desquinchar con barretillas largas desde la parrilla.

El operador tambin puede ingresar a la tolva para desquinchar pero con correa y soga de seguridad.

Si hay mineral suspendido en la tolva, se puede desatorar utilizando aire a presin.


ALIMENTADORES DE MINERAL Objetivo

Regular la alimentacin del mineral a las fajas transportadoras o a las chancadoras primarias.

Demasiada carga: Atoran las fajas, chancadoras

Poca carga: deteriora los mecanismos de las chancadoras.

Tipo de alimentadores

a) Alimentador tipo cadena Ross

La velocidad de giro de la cadena regula la cantidad de mineral o de carga que debe salir de la tolva de gruesos.

La velocidad de la cadena se grada por medio de un reductor numerado de 1 al 9.

Cuando el mineral est hmedo y barroso la cadena necesita mayor velocidad porque el barro se pega y cae menos mineral.

Cuando el mineral est seco, la cadena necesita menor velocidad, el mineral cae ms fcilmente.


b) Alimentador tipo oruga o de placas.

Son alimentadores mecnicos muy resistentes a los golpes de la carga.

Por medio de un sistema de transmisin-motor, cadenas-catalinas una banda metlica gira en forma constante realizando una alimentacin uniforme y efectiva.


c) Alimentadores tipo compuerta.

Alimentador de control manual

La cantidad de carga se regula, regulndose la luz de la compuerta.

Los componentes son fabricados de planchas de hierro


TOLVAS DE FINOS

Las tolvas de finos son recipientes de forma cilndrica con un fondo cnico, las cuales se fabrican con planchas de acero .

Objetivo

Son recipientes que almacenan el mineral fino proveniente de la seccin chancado secundario o terciario.

Permiten una alimentacin continua y uniforme a los molinos.

Permiten hacer reparaciones mecnicas en la seccin chancado sin parar los molinos

D

H

D

h



Vt = /4 D.H

tag = D

h

2/1 h = D tag

tagDhDVi32

124

1

3

2

tagDVi3

12

Considerando un 25% del Vt

HD

tagD

V

V

t

t

2

3

12

44/1

H = 4/3 D tag (2.7) Como: Vu = Vt Vi

Vu = /4 D x 4/3 D tag - /12 D3 tag

Vu = D3 tag

327,1

tag

VuD (2.8)

D

H

D

h

Otros tipos de alimentadores


TRANSPORTE DE MINERAL EN SECO

El transporte de mineral seco a granel procedente de la mina, de una pila o de una tolva de almacenamiento es una operacin unitaria auxiliar decisiva en una Planta Concentradora, porque ello nos permite efectuar una operacin continua, durante un tiempo determinado. Los mtodos de transporte se seleccionan teniendo en cuenta una serie de factores, tales como:

Tamao y naturaleza del mineral slido.

Distancia del transporte.

Capacidad de transporte.

Cambio de elevacin del transporte.

La clasificacin de los equipos para el transporte del mineral seco a granel es un tanto arbitraria, sin embargo es les puede clasificar en:

Transportadores mecnicos.

Transportadores neumticos.


TRANSPORTE DE MINERAL EN SECO

Siendo los primeros los ms utilizados en la industria minero-metalrgica. Segn el lugar del transporte esta operacin se puede llevar a cabo del siguiente modo:

De mina a Planta Concentradora

Locomotoras

Volquetes

Cable carril

Fajas o correas transportadoras

Dentro de la Planta Concentradora

Fajas transportadoras

Elevadores de cangiln


EQUIPOS DE TRANSPORTE DE MINERAL DE MINA A PLANTA


FAJA TRANSPORTADORA

Es el equipo de transporte de mineral seco a granel ms utilizado en una Planta Concentradora, el cual se compone de una faja o correa sin fin que se mueve sobre dos poleas y una serie de rodillos o polines portadores o de carga y de retorno.

Estas fajas transportadoras se fabrican en una amplia gama de tamaos y materiales y se disean para trabajar horizontalmente o a cierta considerable inclinacin y en sentido ascendente o descendente.

Polines de retorno

Tramo inferior

Polin

es po

rtado

res

Tramo

supe

rior

Polines

de carga

Faja o

corre

a

Sistem

a

de ca

rga

Polea de

Inversin

o de ColaTensor

Polea Motriz

Altura o

Elevacin

ngulo de inclinacin

de la comba

ngulo de sobrecarga

o de reposo del mineral


Partes de la Faja

A: La faja o correa, la cual forma la superficie de movimiento y soporte, sobre las cuales son transportados los minerales.

B: Los polines, que son los soportes sobre los que viaja y retorna la faja.

C: Las poleas, que soportan y mueven las fajas, adems de controlar la tensin de stas.

D: Los mecanismos de accionamiento, que imparten la fuerza necesaria a una o ms poleas, para mover la faja y su carga (Motor-Reductor).

E: La estructura, que soporta y mantiene el alineamiento de los polines, poleas y soporta los mecanismos de accionamiento.


Partes de la Faja

Polines de carga

Polines de impacto

Polines de retorno 25/09/2013 59 MSc. Ing. Nataniel Linares G

Partes de la Faja y Empalmes

Guiadores en los

polines de carga Guiadores en los

polines de retorno


CARGA DE MINERAL A LA FAJA TRANSPORTADORA

La faja est sometida al mayor esfuerzo en el lugar de carga del mineral, esto indica que la modalidad

del proceso de cargado determina en cierta forma la duracin de la faja. Por lo tanto, los lugares

de carga deben ser dispuestos muy cuidadosamente, bajo observacin de los siguientes puntos

de vista.

Forma correcta

La entrega del mineral debe ocurrir a la velocidad de la faja y paralelamente a sta.

La cada debe ser tan corta como sea posible.

Instalar polines amortiguadores en el lugar de carga

Procurar una cada deslizada mediante deslizadores adaptados.

Polines dispuestos en forma de guirnaldas han dado buenos resultados.

Forma correcta Forma incorrecta


Identificacin y localizacin de los problemas operativos

Revisar empalmes de las fajas: Grapas completas y enteras.

Chequear la alineacin y centrado de las fajas.

Tensin adecuada de las fajas

Poleas y polines limpios, sin cargas acumuladas.

Revisar los templadores, deben estar operativos.

Chequear la temperatura de las chumaceras de las poleas, cojinetes de los motores.

Chequear la lubricacin de las chumaceras.

Chequear que los polines guas trabajen libremente

Cundo se plantan las fajas

tranportadoras?

La faja no est templada

adecuadamente.

La mayora de los polines no

funcionan.

Se suelta o se rompe la

cadena, o la faja de

transmisin de la polea del

motor.

Poleas de cabeza o de cola

estn mojadas o con grasa.

Hay carga acumulada debajo

de polea de cola

Descentrado de la faja

La cuchilla raspadora est

abierta o malograda

La faja se sobrecarga


Solucin de problemas en fajas

Qu hacer cuando se plantan las fajas?

Parar el motor

Si hay carga debajo de la polea de cola, limpiar

Descargar la faja

Arrancar la faja

Por qu se ladean las

fajas?

Acumulacin de mineral

en las poleas

Mineral muy hmedo

Mal centrado de los

polines

Alimentacin del mineral

hacia a un lado de la faja


ELECTROIMANES

Objetivo de los electroimanes

Atrapar piezas metlicas que vienen con el mineral antes que ingresen a las chancadoras


Tipo de Electroimanes

a) Polea magntica

Es una polea de cabeza que tiene una fuerza electromagntica considerable que atrapa los fierros a travs de la faja.

b) Electroimn suspendido

Electroimn suspendido sobre la faja a una altura suficiente como para permitir el paso de la carga.


Transportador de cangilones Estos son equipos que se

suelen usar cuando el espacio disponible no permite la instalacin de una faja transportadora y el transporte es vertical. Proporcionan velocidades bajas de manejo tanto en el transporte horizontal como en la elevacin del mineral.

Consiste de una serie de recipientes en formas de cubos unidos a dos cadenas sin fin las cuales son accionadas por dos ruedas dentadas, donde la que esta situada en la parte superior esta conectada a un motor


MANIPULEO DE MINERALES EN HUMEDO.

PULPA. Es una suspensin de dos fases: Una slida y una lquida, que se encuentran mezcladas en diferentes proporciones.

En procesamiento de minerales:

Pulpa = MINERAL + AGUA

La cual posee sus propias caractersticas como ser:

Densidad,

Porcentaje de slidos p/p y p/v,

Dilucin,

Viscosidad,

Flujo, etc.

Entonces el manejo de pulpa en una Planta Concentradora comienza en las operaciones de molienda, clasificacin, concentracin, espesamiento y filtrado, tambin el manejo de disposicin de los relaves.

Balanza Marcy


CARACTERIZACIN DE LA PULPA

PULPA.

Pulpa en Mineralurgia o Procesamiento de

Minerales, es la mezcla de una porcin definida

de slidos con una granulometra casi uniforme

y una porcin de agua en cantidad tambin

definida. Las caractersticas de la pulpa son:

Densidad de pulpa (Dp)

Porcentaje de slidos en peso (Cw).

Porcentaje de slidos en volumen (Cv).

Dilucin (D)


1. Peso de un litro de pulpa (Pp): En g/l

K = Constante de slidos (mena).

ws = Masa de slido contenido en un litro de pulpa.

2. DENSIDAD DE PULPA, o Gravedad Especfica de Pulpa, se define como la masa de una unidad de volumen. Se designa por Dp y se expresa en g/cm3 o Kg/dm3, t/m3 .

Vp = Volumen de pulpa.

sp KwP 1000 KSG

SG

s

s

1

DP

Vpp

p


3. PORCENTAJE DE SLIDOS POR PESO .

4. PORCENTAJE DE SLIDOS POR VOLUMEN .

=

1 + =

= 1

1

=

5. DILUCION .

Cw

Px

P

KPxw

s

p

p

p

1001000

100

CV

Vx

P

SGxv

s

p

p

s

100

1

1100


= 1 1

=

=

=

=

CARACTERIZACIN DE LOS FLUJOS DE PULPA Generalmente en una Planta Concentradora, en sus circuitos de

molienda y concentracin, se suele caracterizar los flujos de pulpas utilizando los siguientes trminos:

El tonelaje de mineral seco.

El porcentaje de slidos en seco.

Densidad del slido seco.

Distribucin granulomtrica, y

Composicin qumica.

En consecuencia, esta informacin permite evaluar lo siguiente:

El caudal de pulpa, Q, en m3/min o m3/h.

El porcentaje de slidos en volumen, Cv.

La densidad de pulpa, g/cm3 o t/m3.

Caudal de agua, m3/h.

Contenido fino en cada flujo.

El tonelaje de pulpa, Tp, en t/h.


1. Tonelaje de pulpa en el flujo considerado,

Tp, dado por:

2. El caudal de agua que forma parte de la

pulpa en el flujo considerado, est dado

por:

3. El caudal de pulpa en el flujo considerado,

est dado por:

4. El porcentaje de slidos en volumen, est

dado por:

Flujo 2Rebose

o finos

Flujo 1Alimento (Feed)

Gruesos

Flujo 3

TT

Cxp

s

w

100

QT T

w

p s

w

QT

Qps

s

w

C

T

Qxv

s

s

p

100

sp TTTw

La densidad de pulpa

en el flujo considerado,

est dada por:

DT

Qpp

p


TRANSPORTE DE PULPA POR TUBERA

El transporte hidrulico de slidos, a travs de

tuberas, constituye una operacin unitaria

auxiliar ampliamente utilizada en

procesamiento de minerales, especialmente en

Plantas concentradoras.

El agua es el fluido ms comn para

transportar slidos, y si la instalacin opera en

forma continua, el proceso es capaz de

transportar grandes cantidades de slidos

El movimiento de minerales finos dentro de una

Planta Concentradora, como ser, el transporte

de mineral desde la seccin de molienda a la

seccin de flotacin, los flujos en el interior de

la planta de flotacin, el transporte de

concentrados desde la concentradora a la

fundicin o el transporte de relaves desde la

concentradora al tranque de relaves, constituye

un factor determinante dentro del esquema de

operacin de una industria minera.


VENTAJAS DEL TRANSPORTE HIDRULICO DE SLIDOS

La alternativa para transportar minerales de tamao reducido, es principalmente de ndole

econmico, y son dos factores los ms destacados:

Bajo costo y economa de escala, y

Puesta en marcha de la explotacin de yacimientos mineros, cuya localizacin hace que tal

actividad no sea econmica por medio del transporte tradicional

Las ventajas mas significativas que presenta el transporte hidrulico de slidos son:

Simplicidad de la instalacin

Facilidad para vencer obstculos naturales o artificiales. No hay impedimentos, el transporte

puede ser en direccin horizontal, vertical o inclinada

No requiere de gran despliegue de maniobras de instalacin ni de operacin. El factor

operacional es ventajoso, por cuanto es bajo el nmero de operarios requeridos para hacer

funcionar el sistema.

Proporciona un flujo continuo de slidos y fcil implementacin de control automtico

Bajo consumo de energa

Posibilidad de transportar varios productos

No se produce dao ni se altera el medio ambiente.

Permitir la eleccin de la va ms corta entre dos puntos al atacar cualquier tipo de pendientes,

para las tuberas en presin, y evitar la construccin de las complejas obras civiles necesarias

para implementar un camino o una va frrea.

Eliminar la influencia de factores climticos como temporales, rodados de nieve, neblina, etc.

Poder alcanzar ritmos de transportes imposibles de realizar con otro tipo de sistema.


CONDICIONES PARA EL TRANSPORTE HIDRULICO

Para que el transporte de mezclas slido-lquido a travs de tubera

sea tcnicamente factible, se deben cumplir las siguientes

condiciones:

El slido debe poder mezclarse y separarse fcilmente.

No deben existir riesgos, como por ejemplo taponamiento de la

tubera debido a interacciones entre las partculas, trayendo como

consecuencia aglomeracin de ellas.

El slido a transportar no debe reaccionar ni con el fluido

transportante ni con la tubera.

El desgaste y ruptura que sufren las partculas durante el transporte

no deben tener efectos adversos para el proceso posterior de ellas.

La cantidad de fluido transportante debe ser adecuada.


FACTORES QUE GOBIERNAN EL

TRANSPORTE DE PULPA

Los principales factores que gobiernan el transporte de pulpa o partculas slidas en

suspensin son:

Flujo a transportarse,

Dimetro de la tubera

El tamao promedio de la partcula de mineral,

Velocidad de flujo,

Concentracin de slidos por peso y por volumen en la pulpa y

Las prdidas de presin (altura o carga) por friccin.

Para el lquido transportante, se debe considerar su densidad, viscosidad, presin de

vapor y efectos corrosivos.

Para los slidos a transportarse debe considerarse su gravedad especfica o

densidad, densidad de pulpa, viscosidad de la pulpa, rango de tamaos de las

partculas y los efectos abrasivos de estos slidos.


CLASIFICACIN DE PULPAS

Segn el tamao de las partculas slidas en suspensin las pulpas pueden

clasificarse en dos tipos principales, a saber:

Pulpas homogneas

Pulpas heterogneas

Pulpas homogneas son aquellas en las que las partculas slidas estn

distribuidas de manera uniforme en el agua. Estas partculas estn constituidas por

materiales muy finos, inferiores a 50 micrones, en concentraciones; as por ejemplo,

pulpas de arcillas, pizarras, aguas negras, pulpas de alimentacin a hornos de

cemento. Este tipo de pulpas se denominan, pulpas no sedimentarias.

Pulpas heterogneas son aquellas que estn constituidas por slidos de tamao

superiores a 50 micrones y se caracterizan por presentar gradientes de

concentracin a lo largo de un eje vertical de la seccin transversal en las tuberas

horizontales; adems aqu el agua mantiene su individualidad, es decir, agua y

partculas slidas se comportan independientemente, de ah que tambin se les

denomina pulpas sedimentarias.


VELOCIDAD DE TRANSPORTE Y VELOCIDAD CRTICA

La seleccin adecuada del dimetro de la tubera es importante en el diseo de un

sistema de bombeo se manejan dos trminos y son:

Velocidad lmite de sedimentacin", VL.

Velocidad de transporte , Vt

Si la velocidad de transporte es menor que VL, las partculas sedimentarn, entonces

para que haya transporte debe cumplirse que:

Vt VL o Vt = Vc + 0,3

Cuando se trata de suspensin de partculas gruesas, la velocidad lmite de

sedimentacin se puede determinar por la frmula aproximada de Durand y

Condolios, la cual se expresa por:

V F gDSG SG

SGL Ls l

l

2


Donde:

VL = Velocidad lmite de

sedimentacin; m/s.

FL = Factor de tamao y

concentracin de las partculas

slidas, adimensional.

D = Dimetro de la tubera; m

SGl = Peso especfico del medio de

transporte.

SGs = Peso especfico de los slidos.

g = Aceleracin de la gravedad; m/s.


De otro lado, la velocidad media de transporte de la pulpa est dada por:

Donde:

VT = Es la velocidad media de transporte de la pulpa, en m/s.

Qp = Es el caudal de la pulpa en m3/s.

AT = rea transversal (seccin) de la tubera en el punto considerado en m.

Para agilizar la determinacin del dimetro de la tubera se puede utilizar la siguiente frmula:

As mismo, el caudal de pulpa (Qm) se puede determinar haciendo uso de la siguiente expresin:

Donde:

Ps = Peso de slido seco en t/h.

CD = Coeficiente de arrastre = 0,44.

SGs = Gravedad especfica del slido seco.

Cv = Porcentaje de slidos por volumen.

Cw = Porcentaje de slidos por peso.

Dp = Gravedad especfica de la pulpa, en Kg/dm3.

TD = Tonelaje manejado por da.

V VQ

ATP

T

Ts DP C

Cv SGs SGs

0 0153

1

0 4 0 1

0 53 0 4 0 2

,

( )

, ,

, , ,

QT

D CwmD

p

18 34727,


PRDIDAS POR FRICCIN EN TUBERAS

Est en funcin del factor de friccin "f", el cual lo podemos denominar tambin como el

coeficiente de oposicin al flujo o transporte de pulpa. Este coeficiente de friccin permite

determinar la prdida de cabeza por friccin, el cual depende directamente de la

velocidad de transporte, dimetro o seccin de la tubera, calidad, material y estado de la

tubera de conduccin.

Segn Williams y Hazen esta prdida por friccin est dada por:

m de fludo o pulpa m columna de agua

Donde:

Hf = Cada de presin, en m de fluido.

f = Factor de friccin de Darcy, adimensional.

L = Longitud de la tubera, en m.

T = Dimetro de la tubera, en m.

v = Velocidad de flujo, m/s.

Dp = Gravedad especfica de la pulpa.

g = Aceleracin de la gravedad, m/s2.

H fLv

gf T

2

2H f

Lv

gDf

T

p2

2


La cada de presin por efecto de la friccin, "Hf", puede determinarse utilizando la

frmula de Williams y Hazen, dada por:

Donde:

Q = Es el flujo o el caudal en GPM (USA).

Hf = Prdidas por friccin por 100 pies de tubera.

T = Dimetro de la tubera en plg.

C = 140 para tubera de acero nuevo.

100 para tubera usada.

HC

Qf

T

0 2083

1001 85 1 85

4 8655,

, ,

,


EQUIPO DE BOMBEO - BOMBAS

Frecuentemente en toda Planta

Concentradora se tiene que bombear

pulpas a distancias cortas tal como de la

descarga del molino a un hidrocicln o

del rebose de los hidrociclones a un

cajn distribuidor o de un banco de

flotacin a otro, etc. as como tambin,

los relaves o colas tienen que bombearse

hasta la cancha de relaves o al interior

de la mina cuando el relave previamente

clasificado se le utiliza como relleno

hidrulico. El equipo o mquina

empleada para este propsito es la

bomba.

Estas generalmente pertenecen a dos

categoras:

Bombas de desplazamiento positivo.

Bombas centrfugas.

Bomba horizontal

Bomba vertical


SELECCIN DE LA BOMBA

Para la seleccin de una bomba

centrfuga se debe tener en cuenta lo

siguiente:

Funcionamiento de la bomba.

Altura dinmica total (TDH).

Leyes de semejanza.

H1

Hi

Hfi

Hfd

He

H2

BOMBA

Sumidero

o tanque

de la

Bomba

Tanque de

descarga

Hfi = Prdida por friccin en la tubera de admisin o succin.

Hfd = Prdida por friccin en la tubera de descarga.

Hf = Hfi + Hfd + Prdidas en los accesorios.

He = Prdida debido a la velocidad de descarga, est dada:

por: He = ve2/2g

Donde:

ve = Velocidad media de transporte en el punto de

descarga de la tubera, m/s.

g = Aceleracin de la gravedad = 9,81 m/s.


FUNCIONAMIENTO

En una bomba, la energa mecnica

disponible se transforma en energa de

presin por la accin del impulsor, donde por

efecto de la fuerza centrfuga, el fluido se

descarga a la velocidad y altura requerida.

Esto nos conlleva a que, en la seleccin de

una bomba para transporte de slidos, hay

que buscar el equilibrio entre dos objetivos

esenciales:

El mximo rendimiento.

El mnimo desgaste.

En consecuencia, el rendimiento de una

bomba es afectado en forma crtica por el

componente denominado rodete o impulsor,

en el que el desgaste depende de la velocidad

de giro que este lleva, la cual es directamente

proporcional a la presin que la bomba debe

suministrar en la descarga.


ALTURA DINAMICA TOTAL (TDH)

La presin suministrada (altura o cabeza) por una bomba en el punto de descarga se denomina

"altura dinmica total" y se expresa en metros columna de pulpa (mcP) o en metros columna de

agua (mcA). Dentro de una Planta Concentradora encontramos generalmente dos tipos de usos

de las bombas, a saber:

Sistema de bombeo con descarga libre.

Sistema de bombeo para alimentacin a un hidrocicln.

Altura dinmica total para un sistema de bombeo con descarga libre.

Para poder determinar y seleccionar tamao correcto de la bomba, se requiere mnimamente de

la siguiente informacin:

1. Determinacin de la velocidad lmite de sedimentacin y las prdidas principales

por friccin a un determinado caudal.

2. Determinacin de la altura esttica desde la lnea central de la bomba, hasta el

depsito o dispositivo de descarga.

3. Determinacin de las curvas caractersticas de la bomba a diferentes

velocidades.


la altura dinmica total (TDH = Hm) est dada por:

H Kv

gii

2

2H

v

gee

2

2K = 0,5

Donde:

H1 = Altura esttica de succin o admisin, en m.

H2 =Altura esttica de descarga, en m.

Hi = Prdida de admisin desde el tanque o

sumidero de bombeo a la tubera de aspiracin.

vi = Velocidad de ingreso de la pulpa, en m/s.

He = Prdida de salida o descarga de la tubera.

ve = Velocidad media en la tubera de descarga.

H1

Hi

Hfi

Hfd

He

H2

BOMBA

Sumidero

o tanque

de la

Bomba

Tanque de

descarga

H H H H H Hm f i e 2 1 (mcP)


PRDIDAS EN ACCESORIOS

g

vKH L

2

2

1

Ampliacin gradual 25/09/2013 89 MSc. Ing. Nataniel Linares G

PRDIDAS DE ENTRADA DEL TANQUE A LA TUBERA

r

ef

DKL

r

e fD

LK *

Le = Longitud equivalente

K = Coeficiente de resistencia

2

2

2

2

2 A

Qv

g

vKH L

Resistencia en vlvulas, codos y junturas


Altura dinmica total para el sistema de

bombeo para alimentacin a un hidrocicln.

De igual modo, en este caso, se puede utilizar

los mismos conceptos y requerimientos del

sistema anterior.

En este caso, la altura dinmica total se puede

determinar empleando la siguiente expresin:

Hm = H2 - H1 + Hi + Hf + He + Hp ; mcP

Donde:

Hp = Altura o cada de presin en el

hidrocicln, est dada por:

Donde:

Pd = Presin requerida en el hidrocicln

(kg/cm).


H PdDp p

10

mcP

H1

Hi

Hfi

Hfd He

H2

BOMBA

Sumidero

o tanque

de la

Bomba

Hp

Hidrocicln


Grfico para determinar el valor de R.

La altura dinmica total "Hw" en mCA se

determina utilizando la relacin siguiente:

Donde:

Hm = Es la altura dinmica total en metros

columna de pulpa (mCP).

Hw = Altura dinmica total en metros

columna de agua (mCA).

R = Factor de conversin.

Este factor R de correccin o conversin,

se puede estimar utilizando, la siguiente

frmula:

Donde:

SGs = Es la gravedad especfica de los

slidos secos.

Cw = Es el porcentaje de slidos por peso

de la alimentacin.

D50 = Es el tamao de partculas en

micrones, cuyo 50% en peso debe ser

retenido y el 50%.ser pasante.

HwHm

R

R SGsSGs

CwD

1 0 000385 1 1

4

22 7

50, [ ] ln

,


Es otro factor importante que se debe

considerar en la seleccin de una bomba,

especialmente en el caso de Plantas

Concentradoras instaladas a gran altura

sobre el nivel del mar.

Este factor se puede determinar utilizando la

siguiente frmula que se deduce del

esquema de la figura adjunta.

Esta es:

Donde:

P1 = Presin atmosfrica, en mCA.

Pv = Presin de vapor del lquido a la

temperatura de bombeo, en mCA.


H1 = Altura esttica; (+) para aspiracin

positiva, (-) para aspiracin negativa,

en mCP.

ALTURA NETA POSITIVA DE SUCCION (Hnpsh).

1P

1H

Im p u lso r

En trad a d e su cc in

Descarg a

HP P

DH Hfnpsh

v

p

s

1

1


POTENCIA REQUERIDA POR LA BOMBA

El valor en HP o Kw es un parmetro de

seleccin de una bomba, por lo tanto, la

potencia requerida por la bomba se puede

determinar utilizando las siguientes frmulas:

En el sistema ingls.

La potencia requerida esta dada por:

Donde:

P = Potencia requerida por la bomba en HP.

Q = Es el flujo o caudal en GPM (USA).

Hw = Altura dinmica total en pies.

Dp = Gravedad especfica del fluido o pulpa.

= Eficiencia de la bomba expresada como

fraccin decimal.

En el sistema mtrico o SI.

La potencia requerida esta dado por:

Donde:

Q = Es el caudal en l/s.

Hw = Altura dinmica total en m (mCA)

Dp = Gravedad especfica de la pulpa en

t/m3.

ew = Eficiencia de la bomba como fraccin

decimal.

P

w xDx

QxHP

3960

PQHw

eD

w

p 1 02,


GRACIAS POR SU ATENCIN

METALURGISTAS BASADRINOS INTERCAMBIANDO CONOCIMIENTOS Y TOMANDO DECISIONES SOBRE CONTROL DE OPERACIONES Y OPTIMIZACIN DE LA PLANTA CONCENTRADORA


Planta concentradora y manejo de mena en seco y húmedo

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