Diseo Planta de Chancado

Diseo Planta Lazuri2015

Diseo Planta de ChancadoProyecto de PlantaEl objetivo fundamental del diseo de plantas de chancado es obtener una instalacin que cumpla con los requerimientos de produccin operando a costos competitivos cumpliendo con las condiciones ambientales de acuerdo a las regulaciones vigentes que son cada vez mas demandantes, tambin la planta deber ser construida a un precio razonable a pesar de los costos crecientes incluyendo los de energa y del costo de mano de obra.2015

Guillermo Lpez GalleguillosKatherine Miranda GodoyDiego Rojas ArancibiaProfesor: Sr. Mario Gaete Madariaga30 de Septiembre del 2015

Contenido

Introduccin5Diseo Planta Spence7Equipos utilizados7Equipos auxiliares:7Diseo Planta de Chancado8Seleccin Chancador9Clculo reduccin de tamao9Seleccin Chancador Primario10Fundamentos de la eleccin10Primera Etapa de Chancado11Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO12Dimensiones C 80, METSO13Planta de Chancado Primario13Segunda Etapa de Chancado14Caracterstica Equipo GP 100 S, METSO14Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO15Abertura de Alimentacin15Dimensiones GP 100 S15Curva granulomtrica16Tercera Etapa de Chancado17Caracterstica Equipo17Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO18Abertura de Alimentacin18Datos Tcnicos18Dimensiones GP 20019Curva granulomtica19Molienda20Molino de Bolas20Parmetros Molienda201.Volumen interior del molino212.Volumen bolas213.Peso de las bolas214.Velocidad crtica215.Tamao mximo de los elementos moledores226.Tamao de los elementos moledores227.Densidad de la pulpa228.Potencia Molino23Tolva de Alimentacin Chancador Primario26Tolva Almacenamiento de Gruesos26Tolva Almacenamiento para proceso de lixiviacin28Alimentador de Placas METSO para El Chancador Primario29Transporte de material31Aspectos tcnicos de diseo31Diseo de banda transportadora31Capacidad a transportar33Coeficiente de reduccin de capacidad por inclinacin (k)33Seccin transversal del material sobre la banda34Calculo de correas transportadoras:35Caractersticas del material35Consideraciones:37Potencias parcial de la banda38Potencia para elevar la carga a cierta altura39Potencia necesaria para vencer rozamientos de trippers, dispositivos de limpieza y guas39Potencia total (parcial)39Consumo de energa planta de chancado:41Sistema de Control de Correas Transportadoras44Pullcord44Detector de Roturas de Correas44Interruptor de Alineamiento de Correa45Sensor de Movimiento o Velocidad Cero45Pesmetro Correas45Componentes del Sistema de Correas Transportadoras46Harnero de in47Harnero47Lixiviacin por Agitacin53Seleccin de agitadores53

Introduccin

La prctica de procesamiento de minerales es tan antigua como la civilizacin humana. Los minerales y sus productos derivados han formado nuestras culturas en desarrollo desde el pedernal del hombre de la Edad de Piedra hasta los metales de uranio de la Edad Atmica.

La Planta Lazuri estar ubicada 100 km al sureste de Antofagasta a 1200 msnm, posee un mineral de cobre oxidado con una ley de 2,4%, y una densidad de 2,6 ton/m, su produccin ser de 1000 t/da, el proceso metalrgico ocupado ser de lixiviacin por agitacin.

La planta de chancado funcionar con 1 turno de 8 [h/da], mientras que la planta de molienda y proceso de agitacin con 3 turnos de [8 h/ da], con un tiempo de lixiviacin de 12 [h]

En este informe se presentar los resultados obtenidos, para la seleccin de equipos de chancado y molienda, el diseo de correas transportadoras, chute y tolvas de alimentacin para el transporte del mineral y finalmente los requerimientos necesarios para la posterior lixiviacin por agitacin, hasta obtener el PLS.

Los puntos contenidos en este informe son objetivos, antecedentes, recopilados a lo largo del proceso de diseo y seleccin, adems se presentarn los parmetros de diseo, dependiendo las capacidades y las dimensiones requeridas, los resultados arrojados especificando potencias requeridas, velocidades, correas seleccionada, sistema motriz, polines, accesorios, etc. , por otra parte se presentar los clculos obtenidos que respaldan los resultados obtenidos, junto con la inclusin de la bibliografa utilizada.

Objetivos

Familiarizarse con el funcionamiento de una planta de procesamiento de minerales e hidrometalurgia, en cuanto a las distintas etapas, procesos y equipos involucrados.

Conocer los flujos de mineral involucrados en cada etapa del proceso, desde el chancado del mineral hasta obtenerlo como concentrado.

Conocer y comprender los sistemas de transporte de material al interior de una planta.

Analizar y estudiar las variables involucradas en los sistemas de chancado, molienda, correas de transportadoras y finalmente lixiviacin.

Profundizar sobre la correcta utilizacin de normas vigentes para el diseo de elementos mecnicos.

Disear y seleccionar un sistema de correas transportadoras considerando los accesorios que estos sistemas poseen.

Diseo Planta LazuriCaractersticas del Yacimiento

Tabla 1: Caractersticas del YacimientoTipo de mineralCobre Oxidado, abrasivo

Ley2,40%

Densidad mineral2,6 [ton/m3]

Factor de Esponjamiento1,3

Produccin1000 [t/da]

Planificacin por turno

Tabla 2: Planificacin por turnoTurnoCapacidad

Planta Chancado1 turno de 8 [h/da]125 [ton/h]

Planta Molienda3 turno de 8 [h/da]41,67 [ton/h]

Planta de Lixiviacin por Agitacin3 turno de 8 [h/da]41,67 [ton/h]

Equipos utilizados

Reduccin Primaria.

1 Chancador de Mandbula METSO Modelo C80, 140 190 ton/hReduccin secundaria.

1 Chancador de Cono METSO GP100 S , cabeza Estndar, 155 175 ton/hReduccin terciaria.

2 Chancadores de Cono METSO GP200., cabeza Corta, 90 110 ton/h

Molino de Bolas

1 Molinos de Bolas, 147 ton/h

Equipos Auxiliares

Martillo picador Parrilla en la tolva de alimentacin Tolva de alimentacin Alimentador Plate feeder Detectores de metales (Electroimn) (Thermo Ramsey) Correas transportadoras Polines de carga, retorno e impacto Pesmetro Sensores de corte de correa Pullcord Interruptor de alineamiento de correa Guardas de Seguridad Codificadores de Velocidad Colchn disipador de energa Confinamiento para el chancador Harneros Extractores de polvo en la alimentacin de los chancadores Clasificador Espiral Agitadores Bombas de lodos Decantador Filtros Estanques

Diseo Planta de Chancado

El mineral extrado de la mina, a una razn de 1000 t/da, es depositado en una tolva de alimentacin la cual posee una parrilla, con aberturas de 400 mm., que logra retener el mineral de sobretamao, el que posteriormente ser reducido por un martillo picador, luego de este proceso el material es descargado a un alimentador el que enviar el mineral al chancador primario, posteriormente mediante correas transportadoras se enviar el mineral para su posterior reduccin a un chancador secundario, para as ser enviado a una tolva pantaln que distribuir el material a 2 chancadores terciarios, llegando a un tamao ptimo de 100% < 10 mm.Finalmente la reduccin de tamao se logra mediante un molino de bolas, para poder as obtener una granulometra de 0.83 mm., tamao ptimo que fue obtenido mediante pruebas de laboratorio, este proceso se ha de realizar en contracorriente.

A continuacin se presenta el diseo de nuestra planta reduccin de tamao:

Tolva de Alimentacin Chancador Primario

La principal funcin de una tolva de alimentacin es asegurar la continuidad del proceso y en el dimensionamiento de una intervienen ciertos factores como: Tonelaje diario a tratar. Angulo de estabilidad del material a granel. Esponjamiento del material fragmentado.Obs: Cuando las colpas son de sobretamao, quedan sobre las parrillas de control, lo que hace necesario la reduccin con el Martillo Picador y permitir su escurrimiento.Tolva Almacenamiento de Gruesos

Datos Capacidad de la tolva 300 ton Factor de Esponjamiento: 1.3 Densidad del Mineral: 2.6 ton/m3 Densidad del mineral Esponjado: 2 ton/m3 Por lo tanto, el volumen de la tolva = 150 m3 ngulo inclinacin de la tolva: 40 Volumen cubo = V1= a x a x a = a3 Volumen pirmide truncada = V2= B1 = rea de la base mayorB2 =rea de la base menor

aClculo

B1a

B2a/7a/7B1 = a2 ; B2= a2/49 = H H = 0.3596a

V2 = V2 = V2 = 0.1394a3Vtotal = 0.1394a3 + a3 = 1.1394a3 = 150 m3 a = 5.1 m Resultadosa = 5.1 mH= 1.8 m

Por lo tanto con tal descarga de la tolva de 0,73 x 0,73 m, no se tendr problemas con el ancho que posee el alimentador de 0,8 m.Alimentador de Placas METSO para El Chancador Primario

En este caso se eligi un alimentador de placas, en vez de un alimentador vibratrorio, para que el proceso tenga mayor continuidad, por otra parte nuestro proceso metalrgico en parte no est limitado por los finos, adems de su alta resistencia al impacto, alta disponibilidad y su habilidad para alzar el material.

En la tabla anterior se aprecia que el alimentador modelo TK08 -32 posee una capacidad y un tamao mximo de la partcula de 250 tph y 450 mm. respectivamente, por lo que no tendramos problemas con la produccin y la alimentacin; adems su tamao de 0.8 x 3.2 m. est acorde con la descarga de la tolva de alimentacin.

Seleccin ChancadorClculo reduccin de tamao

La cantidad de etapas est guiada por el tamao de la alimentacin y el producto requerido, como lo hicimos a continuacin:

Tamao de material de Alimentacin: F80 = 380 mm

Tamao de Producto: P80 = 10 mm

Tasa total de reduccin (R) =

Tasa de reduccin en etapa de reduccin primaria R1 = 3 Tasa de reduccin en etapa de reduccin secundaria R2 = 4

En total en 2 etapas de chancado R1 X R2 = 3 X 4 = 12

Se aprecia que con dos etapa de chancado no es suficiente, por lo tanto requerimos de una tercera etapa.

Reduccin primera etapa R1 = 3 Reduccin segunda etapa R2 = 3 Reduccin tercera etapa R3 = 4

Juntas, estas 3 etapas dan R1 X R2 X R3 = 48, reduccin suficiente

Para lograr el tamao deseado de 10 mm, en el proceso del chancado se utiliza la combinacin de tres equipos en lnea que van reduciendo el tamao de los fragmentos en etapas, las que se conocen como etapa primaria, etapa secundaria y terciaria. Seleccin Chancador Primario

Fundamentos de la eleccin

Regla 1: Siempre utilizar una chancador de mandbula si se puede, ya que es la alternativa ms econmica.

Regla 2: Para bajas capacidades utilice un chancador de mandbula y un martillo hidrulico para el sobre tamao.

Regla 3: Para altas capacidades, utilice un chancador de mandbula con una apertura de alimentacin grande.

Regla 4: Para capacidades muy altas, utilice un chancador giratorio.

El diagrama a continuacin presenta concisamente la seleccin de trituradora primaria.

Como se puede apreciar en el diagrama anterior, en ningn caso es factible utilizar un chancador giratorio, debido a la baja produccin que se tiene. Por otra parte el costo de capital es menor para chancador de mandbula lo cual es prioridad para este proyecto debido al bajo capital que se posee.

Primera Etapa de Chancado

En esta etapa el mineral proveniente de la tolva de alimentacin es reducido hasta un tamao mximo de 6 in. En este caso se utilizar un chancador de Mandbula Modelo C80 METSO, el que posee una capacidad de carga entre 140 - 190 ton/h, por lo cual es suficiente para satisfacer la produccin de 125 t/h, por otra parte se evita inconvenientes en caso de un aumento de produccin.

Modelo C 80 METSO

Anchura de Alimentacin800 x 510 (mm)

Tamao del producto0 -150 (mm)

Reglaje del lado cerrado100 (mm)

Capacidad140 - 190 (t/h)

P805 in.

Potencia75 (KW)

Velocidad350 (rpm)

Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO

En el grafico anterior se puede inferir que el 80% del material chancado por el C80, es menor a 5 in.

Dimensiones C 80, METSO

Planta de Chancado Primario

CorreaChute de Descarga

Segunda Etapa de Chancado

En esta etapa se ingres al chancador secundario, el material proveniente del chancador C80, con un P80 de 5 in. En este proceso se utiliz un chancador de cono METSO Modelo GP 100 S, cabeza estndar. El cual posee una abertura de alimentacin de 8 in. y un reglaje escogido de 45 mm., lo que nos da una produccin de 155 - 175 ton/h, por lo que satisface las demanda de produccin.

Caracterstica Equipo GP 100 S, METSOModeloGP 100 S, cabeza Estndar

Tipo de CavidadGruesa

Abertura de Alimentacin200 (mm) ; [ 8 in ]

Reglaje del lado cerrado45 (mm)

P802 (in)

Capacidad de Produccin155 - 175 (ton/h)

Potencia del motor75 - 90 (kw)

Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO

Abertura de Alimentacin Datos Tcnicos Como se aprecia en la tabla de la abertura deAlimentacin, no habr problema con el mineral que proviene del chancador primario, ya que el 100% < 6 in.Dimensiones GP 100 S

Curva granulomtrica

Segn la curva granulomtrica se infiere que se tiene un P80 de 50 mm.

Tolva Alimentacin Chancador Terciario

La tolva pantaln tendr un volumen de 13 m3, para permitir la alimentacin de los 2 chancadores terciarios, las dimensiones de dicha tolva se muestran a continuacin:

Volumen Fig. 1 = 2 m * 2 m * 1 m= 4 m3Volumen Fig. 2 = Volumen Fig. 3 = Volumen Fig. 4 = Volumen Fig. 7 = Volumen Fig. 8Volumen Fig. 2-3-4-7-8 = 1 m * 1 m * 0,87 m = 0,87 m3Volumen Fig. 5 = Volumen Fig. 6 Volumen Fig. 5-6 = 1 m* 1 m * 2 m = 2 m3Volumen Fig. 9 = Volumen Fig. 10

Fig.9Fig. 7Fig. 10Fig. 8Volumen Fig. 9-10 = (0,5/3) * (1 + 0,36 + ) = 0,33 m3

Tabla 3: Volumen total tolva pantalnFiguraVolumen (m)

14

20,87

30,87

40,87

52

62

70,87

80,87

90,33

100,33

Total13,01

Tercera Etapa de Chancado

En esta etapa se procesar el mineral proveniente de la tolva pantaln, adems del mineral circulante (18,5 [t/h]) que ha sido rechazado por el harnero, por medio de dos chancadores de Cono METSO GP200, Cabeza Corta, en un circuito cerrado. El GP 200 a ocupar posee una abertura de alimentacin de 70 mm. y un P80 de 10 mm.., por otra parte la capacidad de produccin es de 90 - 110 ton/h. Con estos 2 equipos se podr lograr procesar el material de alimentacin entregado y alcanzar finalmente al tamao deseado, correspondiente a 10 mm.

ModeloGP 200, cabeza Corta

Abertura de Alimentacin70 (mm)

Reglaje del lado cerrado10 (mm)

P8010 (mm)

Capacidad de Produccin90 - 110 (ton/h)

Potencia del motor110 - 160 (kw)

Caracterstica Equipo

Capacidades y especificaciones tcnicas equipos METSO

Abertura de Alimentacin

Datos Tcnicos

Dimensiones GP 200

Curva granulomtica

Como se aprecia en la curva granulomtrica el P80 con un reglaje de 10 mm. es de 10 mm.Carga circulante Circuito Cerrado Chancador terciario

Los chancadores terciarios de la imagen, trabajan en circuito cerrado con cribas de abertura de 10 mm, la alimentacin fresca es de 62,5 [ton/h] por equipo, por otra parte el rechazo de harnero es de un 30% la alimentacin fresca, adems a partir del grfico se puede determina que el 80% del material chancado est bajo los 10 mm.

Alimentacin total = ATOTAL= Alimentacin fresca + Rechazo 1ATOTAL = 62,5 + (62,5*0,30)ATOTAL = 81,25 [ton/h]Por lo tanto se tiene una carga circulante de:Carga circulante = (51,25 62,5) [ton/h]Carga circulante = 18,75 [ton/h]Como: = = 96 %

Harnero de 10 mm

El harnero que se determinar es aquel que esta posicionado despus del chancador terciario, el cual le entrega material para ser seleccionado. Lo que va a la tolva de finos (pasante) por medio de una correa transportadora o lo que va nuevamente al ch. terciario (rechazo), para una nueva reduccin por tamao.La separacin por tamao de materiales es una de las opciones ms usadas a nivel industrial. Entre las alternativas disponibles destaca el harnero, el que se realiza mediante el uso de equipos, como los que se muestran en la Ilustracin 1, que separan mediante mallas sostenidos en bandejas al material de tamao superior a la abertura de la malla (sobre-tamao) de aquel de tamao inferior a la misma (bajo tamao).

Ilustracin 1, Harnero vibratorio

Las principales funciones del harnero en el procesamiento de minerales son:

Evitar la entrada del bajo tamao a los chancadores, con el fin de incrementar su capacidad y eficiencia. Evitar que el sobretamao pase a una prxima etapa de conminucin. Preparar una alimentacin, en un rango granulomtrico estrecho, para algn proceso de concentracin posterior. Generar un producto final de granulometra estricta, en aquellos casos donde el tamao es parte importante de la especificacin del producto.

Superficie Cribado

Siendo:S: superficie necesaria de cribado, expresada en m2T: masa de slidos -de alimentacin o que debe pasar por la malla-, expresada en t/hB: capacidad especfica o bsica bien de alimentacin o pasante-, expresada en t/m2 hft: factor total de correccin de la capacidad bsica, sin unidades.

Capacidad BsicaCapacidad bsica para la separacin requerida en toneladas mtricas por hora y metro cuadrado del rea de la criba.

Densidad Aparente

Factor de Rechazo: factor dependiente del porcentaje de material retenido

Factor de Eficiencia

Cribado en SecoGeneralizando podra establecerse el siguiente factor de correccin, fh.Si H > 9 %, no se puede cribar en secoSi 9 % H > 6 %, fh = 0,75Si 6 % H > 3 %, fh = 0,85Si H 3 %, fh = 1,00

Tipo de Apertura de malla

Si la malla es de apertura cuadrada fm = 1,0 Si la malla es de apertura redonda fm = 0,8 Si la malla es de seccin rectangular, dependiendo de la proporcin largo/ancho, l/a, se aplicar un factor distinto.Si 2 < l/a < 3,fm =1.15Si 3 < l/a < 6, fm =1,20Si l/a > 6, fm =1,25 Presencia de Lajas

Este factor no debe ser utilizado arbitrariamente si no se conoce la existencia de lajas y su contenido, y se cita nicamente como referencia. Posicin de la malla en la criba Si est en el primer piso, fp = 1,0 Si est en el segundo,fp = 0,9 Si est en el tercero, fp = 0,8 Si est en el cuarto, fp = 0,7 ngulo de inclinacin de la criba Cribas inclinadas (20) fi = 1,00 Cribas inclinadas (15) fi = 0,96 Cribas inclinadas (10) fi = 0,94 Cribas inclinadas (5) fi = 0,87 Cribas horizontales normales fi = 0,83

rea libre de paso

Harnero 10 mmTenemos que la alimentacin del harnero es de 81,25 [ton/h], mineral el cual tiene una densidad de 2,6 ton/m3, el porcentaje mnimo de finos bajo tamao desde el chancador es 80 %, mientras que el rechazo de la criba es de 30% y su eficiencia de 96%. EL rea abierta de la criba se calcula como el rea realmente abierta dividida por el 54%.Resumen de Datos

Alimentacin81,25(ton/h)

Densidad2,6(ton/m3)

Abertura de la malla10(mm)

rea abierta de la criba54%

Para calcular el rea tenemos que multiplicar la alimentacin por el porcentaje pasante para tener el flujo de bajo-tamao lo cual arroja un resultado de 62,5 ton/h. Para una separacin de 10 mm tenemos que la capacidad especifica de produccin de cribado es 14,4 t/h/m2, como tenemos un 30% de sobredimensionado el factor de material retenido fr es 0,98. El factor fs para un estimado de 40% de material menor a la mitad de la apertura de la malla es 1.0. Posicin del piso fp es 1.0, el cribado es en condicin seco por lo cual segn la tabla del factor fh este es igual a 1.0. Tambin el factor rea abierta de la superficie de cribado, nos da fo = 54/50 = 1.08. El tipo de abertura es cuadrada por lo cual fm es 1.0. Se estim una eficiencia del 96%, lo cual est dentro de lo recomendado por los fabricantes de harneros, por lo tanto fe es 0.85. Los requerimientos de la seleccin final inducen una criba con inclinacin de 20 movimiento vibratorio elptico, dando un fi = 1.0.Determinacin de Factores

T62,5(t/h)

B14,4(t/m2.h)

fd1,25a = 2

fr0,9830% sobredimensionado

fs140% material inferior a la mitad del tamao

fe0,85Presumen eficiencia 96%

fh1Cribado en Seco, H< 3%

fm1Abertura cuadrada

fp1Primer piso

fi 1Inclinacin 20

fo1,08Area libre de paso de 54%

Por lo tanto, se tiene que la superficie de la criba es:ft1,12455

B corregido16,19352t/m2.h

S3,859568519m2

Es recomendable incrementar la superficie de cribado en un 20 %, considerando que el reparto de la carga sobre la criba no es uniforme, cegamiento parcial de la malla, etc., por lo que la superficie necesaria ser:S= 3,8595 m2 * 1.2S= 4,63 m2rea de la criba (m2)Dimensin (L x W) (mm)

Harnero 10 mm4,6314822232300 x 2000

Molienda

Molino de Bolas

El flujo de material entrar al molino de bolas es de 42 [ton/h], con una carga circulante de 104,8 [ton/h], por lo tanto el flujo promedio es de 147 [ton/h], las dimensiones del molino son 3.5 x 5.5 [m] y 983 [kW] de potencia. La molienda es la ltima etapa de reduccin de tamao, ac las partculas de 10 (mm), se reducen a un tamao de 0.83 (mm). En este caso para un tonelaje de 147 [ton/h] se usar un molino de bolas con las caractersticas antes mencionadasParmetros Molienda

El molino de 3,2 x 5 [m] (medidas interiores) girar con un 85% de la velocidad critica y ser cargado con bolas de diferentes tamao. La carga moledora ocupar un 45% de su volumen interior y presenta un 40% de hueco. Considerando 4 tamaos con diferencia de in Dimetro interior molino10,49856[ft]

Largo interior molino16,404[ft]

Densidad del material a moler2,6[ton/m3]

Wi12,72[kwh/tonc]

F8010000um

Fraccin velocidad crtica85%

Densidad de las bolas7.8[ton/m3]

% de hueco de las bolas40%

1. Carga circulante Molino

Diagrama de flujo molino clasificador espiral

Considerando:

Descarga molino (Da) = 64% slidos Entrada clasificador (Da) = 50% slidos Rebalse clasificador (Db)= 25% slidos Arena sin clasificar (Dc) = 83% slidos

Por lo tanto los % de slidos serian los siguientes:

Da = 0,5625 Da= 1 Db= 3 Dc= 0,2048

Balance de masa1) A + XDc + Q1 = (A + X)Da2) (A + X)Da + Q2 = (A + X)Da3) (A + X)Da = XDc + ADbDe la ecuacin 3) obtenemos X= 104,8 ton/h

De la ecuacin 1) y 2) obtenemos

Q1 =19,26 m3/hQ2 = 64, 1 m3/h

2. Volumen interior del molino

= = 40,21 m3

V= volumen interior molino m^3 D= dimetro interior molino (m) L= largo interior molino (m)Vinterior molino= 40,21 m33. Volumen bolas

Vbolas = Vi.molino* J * Vsolido = 40,21 * 0,45 * 0,6 Vbolas = 10,86 m3

J= nivel de llenado4. Peso de las bolas

PB = Vbolas * bolas = 10,86 * 7,8 = 84,69 ton

5. Velocidad crtica

Como es sabido debemos trabajar con velocidades inferiores a la crtica, con el fin de que los elementos moledores no queden pegados a las paredes internas del molino, y puedan ejercer la fuerza de rozamiento necesaria sobre el material.

La velocidad crtica determinada es de:

6. Tamao mximo de los elementos moledores

= 2,56 [in]M: dimetro mximo.F80: tamao de alimentacin del 80% de la carga.Wi: Work Index - es una constante adimensional funcin de la naturaleza del material molido que se obtiene por tablas.K: constante adimensional que vale: bolas 200 , barras 300Cs: porcentaje de la velocidad crtica.S: peso especfico del material a moler.D: dimetro interno del molino.

7. Tamao de los elementos moledores

Dimetro bolas%Peso bolas [ton]

2,5629,290617825,45061785

2,3126,430205922,96520595

2,0623,569794120,47979405

1,8120,709382217,99438215

8. Densidad de la pulpa

Donde:p = densidad pulpa, ton/ m3m= densidad mineral, ton/ m3S = Fraccin peso slidos pulpa

9. Potencia Molino

Dimensionamiento de molinos de bolas por el mtodo de bond, aplicando factores correctores de la frmulaEl valor del WI calculado es para un molino de bolas en condiciones estndar, es decir, considerando tipo descarga por rebalse, de 8 pies de dimetro interior, molienda en hmedo y en circuito cerrado. Este valor se conoce como Valor base de WI.En este caso no se cumplen los estndares anteriormente establecidos, por lo tanto se debern considerar los siguientes factores de correccin:FactorVariable

f1Tipo de Molienda

f2Tipo de Circuito

f3Dimetro Molino

f4Tamao Alimentacin

f5Sobre Molienda de finos

f6Baja razn de reduccin

Si el factor no tiene influencia entonces, el factor es igual a 1.Wi(corregido)= Wi (base) * f1*f2*f3*f4*f5*f6Wi12,72

f11

f21

f30,915

f41,7

f51

f61

W(corregido) = 19,79 KWh/tonc

Potencia* tonc

P = 796 KWh

Molino de bolas METSO

Molino de bolas METSO

Dimensiones molino3,5 x 5,5[m]

Alto6,38[m]

Largo7,14[m]

Ancho5,36[m]

Potencia983KW

1) Molienda humeda

Requiere ms potencia por tonelada tratada No requiere equipos adicionales para el tratamiento de polvos Consume ms revestimiento (por corrosin) Tiene menor consumo de energa por tonelada de mineral tratada. Logra una mejor capacidad del equipo. Elimina problema del polvo y del ruido. Hace posible el uso de ciclones, espirales, harneros para clasificar por tamao y lograr una adecuado control del proceso. Hace posible el uso de tcnicas simples de manejo y transporte de la corrientede inters en equipos como bombas, caeras, canaletas, etc.

Tolva Almacenamiento para proceso de lixiviacin

Se ocupar un similar diseo que para el almacenamiento de gruesos, sin embargo variar la capacidad y dimensiones, se elegir un tonelaje de 700 ton ya que en un intervalo de 8 horas, se ingresar a la tolva 1000 ton y en mismo tiempo solo sern enviadas al molino 336 ton, por lo que el tonelaje mnimo que esta debe tener es de 664 ton.

Las medidas sern las siguientes: Capacidad tolva = 700 ton. Factor de Esponjamiento: 1.3 Densidad del Mineral: 2.6 ton/m3 Densidad del mineral Esponjado: 2 ton/m3 Por lo tanto, Volumen tolva = 350 m3 Vtotal = 0.1343a3 + a3 = 350 m3 a = 6,76 mResultadosa = 6,76 mH = 1,89 m

Transporte de material

Al interior de una planta de procesamiento de minerales existen 2 mtodos para el transporte del material chancado, por medio de camiones y de forma continua mediante cintas transportadoras el primer mtodo implica detener el mineral en acopios un aspecto desfavorable ya que se produce un gasto de energa extra para colocar el material nuevamente en movimiento. Por otro lado las cintas transportadoras se asegura un movimiento de material de forma continua, si bien la inversin inicial es mayor su costo de operacin y mantencin es menor respecto de los camiones .En esta ocasin se opto por un sistema de transporte mediante cintas transportadoras por las ventajas fsicas econmicas que conlleva.Aspectos tcnicos de diseo

La configuracin de un sistema de movimiento de material chancado mediantes cintas transportadoras est determinada en gran medida por las condiciones climatolgicas reinantes y las propiedades del material (densidad esponjado del material, regularidad y tamao de mena fragmentada) a transportar. Adems se debe tener en consideracin la poca versatilidad del sistema para aumentar o modificar la produccin, requiriendo, por tanto, una cuidadosa planificacin.Diseo de banda transportadora

Lo primero que se debe conocer al disear una cinta transportadora son las caractersticas del material a transportar, debido a la gran existencia de los tipos diferentes de materiales a granel que se pueden encontrar como el tamao , forma, peso, abrasividad, ngulo de reposo, ngulo de sobrecarga y la inclinacin mxima de la banda para ese material seleccionado.

A la hora de disear una banda transportadora, los parmetros ms importantes son la correcta eleccin del ancho de banda y la velocidad, cuya seleccin depender de los datos bsicos correspondientes a: Material Geometra de la cinta Capacidad a transportar La eleccin correcta de la velocidad y del ancho de banda evitarn derramamientos del material, con lo cual, su eleccin es minuciosa y de vital importancia.Es muy difcil valorar todas caractersticas como la velocidad, ancho de banda y tamao del material a granel , por lo que se consideraran nicamente relaciones empricas que han sido determinadas por procesos experimentales, por los diferentes fabricantes.

Tabla 4 Relacin empricas ancho de banda-velocidad / tamao de material

Capacidad a transportarCapacidad requerida y capacidad mxima

La capacidad requerida: es expresada en toneladas por hora (t/h), y es el valor mximo de capacidad requerida por el proceso, de acuerdo con las condiciones del usuario.la capacidad mxima de transporte: Esta capacidad depender del ancho de banda que se seleccione, de la velocidad de la banda, del ngulo de inclinacin de los rodillos transportadores y de la densidad del material transportado. = 3600 ec.1Donde: Q: Capacidad de transporte de la banda. t/h v: Velocidad de la banda. m/s A: Seccin transversal del material sobre la banda. m2: Peso especfico del material. t/m3k: Coeficiente de reduccin de capacidad por inclinacin. [-]

Coeficiente de reduccin de capacidad por inclinacin (k)

Inclinacin []2468101214161820

Factor de Reduccin K10.990.980.970.950.930.910.890.850.81

Tabla 5 " Factores de reduccin de capacidad por inclinacin "

Seccin transversal del material sobre la banda

Dependiendo de la configuracin de los rodillos, la seccin transversal ser diferente entre las cuales encontramos: Rodillos en artesa. Rodillos en V . Rodillo plano.La forma ms utilizada en minera es la de rodillos en artesa ( ilustracin 1) debido a beneficios que traen en el transporte del material.

Rodillos en artesa Ilustracin 1 "Configuracin de rodillos en artesa".

= 1 + 2 ec .21 = 0.25 [ + ()]2 ec .32 = 1 () [ + 1 ()] ec.4

Siendo:

= 0.9 0.05 Si B 2000 mm ec. 5.11 = 0.5 ( ) ec. 6

Donde:

A: Seccin transversal total del material sobre la banda. [m2]A1: Seccin transversal del material, zona superior. [m2] A2: Seccin transversal del material, zona inferior. [m2] : ngulo de sobrecarga. [] : ngulo de artesa. [] l: longitud de los rodillos. [m] B: Ancho de banda. [m]Otro valor que se debe seleccionar y que relaciona el ancho de banda con la configuracin de los rodillos, es la longitud de los rodillo, la cual se debe establecer segn la configuracin deseada por el usuario, de acuerdo con la Tabla 4 . Tabla 6"Longitud de los rodillos".

Calculo de correas transportadoras:

Caractersticas del material

Densidad real: 2.6 ton/Esponjamiento: 30%Densidad material esponjado: 2 ton/

De acuerdo a lo indicado en la tabla 1 estamos trabajando con un mineral de cobre por lo que el ngulo de reposo estar entre los 30-45 , la inclinacin mxima de la banda transportadora ser de 20 y el material es muy abrasivo.Angulo de reposo del material (): 40Angulo de sobrecarga del material (): 20Caractersticas de la bandaAngulo artesa (): el ngulo artesa ms utilizado es 35

12345678910111213141516

C1152.428001154150.935315719.95202.480.0380.0560.094609.12

C21024001164140.9135160359.9599.980.00950.0140.0235153.97

C6>1024001164140.9135160359.9599.980.00950.0140.0235153.97

C7 2 mm.) para no producir problemas en la agitacin (aumento de la potencia del agitador), y que por otra parte, no contener un exceso de finos (menos de 40% < 75 micrones), que dificultan la separacin slido liquido posterior de la pulpa lixiviada. curva

Debido a lo anterior, y adems, para disminuir los consumos de energa por concepto de molienda y los costos de decantacin, se consider un tamao ptimo de 0,83 mm., ya que este es el mayor tamao que la operacin permite permitiendo bue

Tabla 10: Tamao de algunos minerales para la Lixiviacin por AgitacinMineralTamao de Partcula para lixiviacin

mmMallas

Cobre oxidado0,8320

Oro0,2560

Concentrado de Oro (sulfuros)0,044325

Calcina de Zinc0,074200

Tiempo de Lixiviacin

La economa del proceso de lixiviacin es funcin del grado de disolucin o % de extraccin del mineral valioso, sin embargo, esto no es tan importante como el tiempo necesario para una extraccin aceptable, es decir una velocidad de disolucin

Grfico 1: Porcentaje de extraccin en funcin del tiempoMediante pruebas de lixiviacin en botellas en el laboratorio se obtuvo la siguiente curva:Tiempo de AgitacinRecuperacin

134

671

979

1285

1687

2089

2490

Grfico 2: Recuperacin v/s Tiempo de lixiviacin

A partir de este grfico obtenido mediante pruebas en laboratorio se determin que el tiempo ptimo para agitar es de 12 hrs, ya que este representa una recuperacin aceptable de un 85%, a mayores tiempos, la recuperacin aumenta progresivamente en pequeos intervalos, la decisin fue tomada ya que al seguir aumentando el tiempo implicara una mayor inversin en equipos y energa, por lo que tal recuperacin es un valor aceptable tomando en cuenta que otro pequeo porcentaje ser recuperado en la etapa de lavado.Mineraloga del mineral

El tamao y la disposicin de la especie valiosa influye el grado de molienda necesario para exponer esta especie a la solucin lixiviante. La arcillas existen en todos las menas y producen partculas muy finas (algunos micrones). En este caso no se tiene una presencia significativa de arcillas, por lo tanto no se tendr problemas en la filtracin del relave.

Otras Variables

La lixiviacin se realizar a temperatura ambiente, ya que por la baja produccin y el bajo tiempo que tenemos de tratamiento, no se justifica invertir en reactores tan caros como lo son autoclaves. El porcentaje de slidos ser lo ms alto posible para alcanzar una alta concentracin del ion metlico en la solucin de lixiviacin, minimizar los costos de inversin en el circuito de lixiviacin por menor capacidad volumtrica y reducir el tamao y costo del espesamiento y filtracin. El porcentaje de solido en la pulpa, varia entre 20 50% La velocidad de agitacin debe ser lo suficiente alta para mantener los slidos en suspencin, para que no decanten. Una velocidad de agitacin alta tiende a favorecer la cintica de la reaccin, pero tiene un costo energetico apreciable. Favorece tambin la disolucin de gases en la solucin.

Seleccin de agitadores

La agitacin de la pulpa con el medio lixiviante se puede realizar mediantes 2 mecanismos:

1).-Agitacin neumtica: Se realiza en estanques llamados "Pachuca Tanks" y consiste en un estanque cilndrico vertical, con fondo cnico, en donde el aire comprimido se inyecta por el fondo. Presentan como ventaja la carencia de partes mviles. La desventaja es que se requiere moler ms fino para lograr una agitacin adecuada. En general se utilizan en la lixiviacin de minerales de oro y uranio y en aquellos procesos que requieren oxgeno.2).-Agitacin mecnica: Las suspensiones en la lixiviacin se obtienen en estanques agitados mediante un impulsor o rotor. Los rotores pueden dividirse en dos clases que dependen del ngulo que forme la hoja del rotor, con el eje del mezclador: Rotores de flujo axial: comprenden todos los rotores en que la hoja forme un ngulo menor que 90con el eje del mezclador. Como ejemplos tpicos se encuentran las hlices, turbinas y paletas en ngulo. Rotores de flujo radial: tienen hojas paralelas al eje del agitador. Los pequeos de varias hojas se conocen como turbinas; los ms grandes, de menor velocidad, se denominan paletas.Para la seleccin de agitadores se considero las recomendaciones propuestas por METSO, estas sugieren que para los tratamientos de lodos en un proceso de agitacin es recomendable realizar un mezclado estndar. El diseo bsico consiste en un mecanismo de agitacin mecnica en el cual el momentum se logra por el movimiento de un impulsor en el fondo del estanque y que recibe la rotacin a travs de un eje vertical. Todo el sistema est suspendido en una estructura que descansa en la boca superior del estanque. Estos equipos son los ms utilizados para la lixiviacin de minerales de cobre oxidados de lata ley.Agitacin Mecnica Mezclado Estndar

Configuracin:

Impulsor MIL simple Flujo axial Relacin de profundidad de estanque / dimetro, 1,15:1

Impulsor MIL caractersticas:

De bajo poder, peso y corte Alto grado de flujo axial, permitiendo una alta posicin fuera del fondo del estanque Puede ubicarse tan cerca como dimetro en proporcin al fondo del estanque sin un aumento significante de poder (diseo de aspa ahusada) No requiere de aletas estabilizadoras que aumentan el arrastre y consumo de poder Se puede ubicar cerca del nivel de lquido ( dimetro en proporcin), sin causar un vrtice serio Acero dulce o inoxidable. Cubierto con goma para abrasin y corrosin Disponible en dimensiones desde 200mm (8) hasta 7620mm (300) con 3, 4 o 6 aspas

Dimensionamiento de estanques de agitacin

Las dimensiones de estanque se escogen para mantener un cierto volumen de lodos o dar un tiempo de retencin particular.

Flujo = 100.15/hr Tiempo de retencin = 12 hrs Volumen requerido (m) = Flujo (m / hr) x Tiempo de retencin (hr)/Nagitadores Volumen requerido= 400.6Para efectos prcticos se considerara una capacidad mayor como margen de seguridad de un 10% lo que nos da una capacidad de 440 por agitador.

De la tabla adjunta se aprecia que para un volumen de 440 las dimensiones del agitador deben ser de 9 m de dimetro y una altura de 8 metros los que nos da una relacin profundidad/dimetro de 0.89 para relaciones mayores considerar la opcin de impulsores MIL dobles.Seleccin de Impulsor, MIL

Una vez establecida la dimensin del estanque, se puede estimar el mecanismo requerido para un agitador Estndar definiendo el tipo de trabajo como Liviano, Mediano o Pesado, de la siguiente manera:

Agitadores estndar - trabajo

Dadas las caractersticas de nuestro material nos encontramos en un rgimen de trabajo........ Considerando un rgimen de trabajo .... y unas dimensiones de estanques de 9 m. de dimetro y 8 m. de altura se recomienda la utilizacin de un impulsor MIL de un dimetro de ...... con ..... aspas y un poder de propulsor de .... kw.

Diagrama de Flujo Lixiviacin por Agitacin

La recuperacin del elemento de valor mediante lixiviacin por agitacin, se realiza en dos etapas:

a) Disolucin de las partculas de mineral y b) lavado o remocin de soluciones ricas desde los residuos.a) Disolucin.Aqu podemos visualizar la situacin como una partcula sometida a un flujo convectivo de solucinlixiviante. Como sabemos, ser aqu de importancia las etapas de reaccin qumica y de transferencia de masa. Por lo tanto, las variables de importancia sern: tamao de partcula, concentracin de reactivo, temperatura y flujo de solucin

b) Lavado.Esta etapa se realiza para arrastrar soluciones ricas retenidas entre tos ripios. Las velocidades delavado, tambin dependen de la velocidad de percolacin de las soluciones de lavado a travs del lecho y de la velocidad de desplazamiento de las soluciones cargadas. Las tcnicas de la operacin de lavado varan mucho de un lugar a otro, en algunos casos lavado batch con circulacin de la solucin de lavado, en otros en contracorriente con Flujo ascendente. Un flujo tpico de lavado es 80-160 (l/h m2)Para cuantificar lo antes dicho, se puede aplicar la siguiente expresin:

Donde:R = Porcentaje de las sales solubles que quedan despus del lavado, en relacin a las sales presentesantes del lavado. Si n = 0, implica que R = (no se lava nada).E = Eficiencia de lavado o porcentaje de remocin con un lavado. Si E = 100, implica que R = 0 (seremovi todo). En general E vara de 40 a 80 %n = Razn de lavado. Tambin se define como volumen de fluido de lavado/unidad de volumen desolucin rica a lavar.

Estas operaciones de lavado en percolacin son ms eficientes que los CCD en espesadores para lalixiviacin por agitacin. Esto se debe al efecto pistn de la solucin de lavado cuando pasa a travs del lecho y a la menor humedad residual despus del drenaje final (15 %, en espesadores se logra 50 %).Los circuitos de percolacin producen 1 (Ton sol. rica/Ton mineral tratado), mientras que el CCD puede requerir 7 u 8 etapas para obtener la misma relacin.

Ciclo de percolacin

El proceso de percolacin se realiza normalmente en contracorriente, es decir donde el mineral fresco se encuentra con soluciones viejas y el mineral viejo con soluciones frescas. Un ciclo de lixiviacin consiste entonces en la organizacin de etapas de carga, lixiviacin, lavado y descarga del mineral. Las caractersticas particulares del ciclo en cada caso dependern de las caractersticas del mineral como mineraloga, velocidad de disolucin, tamao de partculas, etc.La idea del ciclo en contracorriente es agotar el mineral "por cansancio", es decir que minerales parcialmente disueltos, sean atacados por soluciones de lixiviacin frescas. Es decir, al avanzar la solucin de lixiviacin ms enriquecida en especies de valor, sta se encuentra con un mineral no procesado.Supongamos la situacin siguiente :

Se tienen 6 bateas cargadas con mineral sin procesar

Universidad de La SerenaPgina 68