UNI Molienda SAG

CURSO DE MOLIENDA DE MINERALES CON APLICACIONES EN AMBIENTE

MOLYCOP TOOLS

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MOLIENDA AUTOGENA Y SEMIAUTOGENA

An Arrium company

El consumo Especifico de energía por etapa de procesamiento

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An Arrium company

Reseña de la Molienda Autógena & Semi Autógena

• La definición que da el diccionario de ‘autógeno’ es auto generado o auto producido,derivando de la palabra griega del mismo significado. El término ‘autógeno’ aplicadoa un molino fue atribuida por Robinson (1980) a Harlow Hardinge, quien en 1940 lousó para describir el mecanismo de reducción de los molinos de cascada de suempresa. Es un adjetivo apropiado que describe un molino en donde el medio demolienda incluye trozos del mineral que está siendo molido.

• Quién puede ser considerado el padre de la molienda autógena, es puntodiscutible. Sin embargo, de acuerdo con Robinson, la molienda autógena solomaduró a fines de los 1960s cuando la instalación de 12 molinos Hardinge de 18x6pies en Québec.

• A través de los años han proliferado los diseños de molinos AG y SAG comotambién, los circuitos en que están instalados. Describiremos algunas de susdiferencias, como también, los principios de operación subyacentes en molinos AG ySAG, que son básicamente comunes a todas sus variantes.

4

An Arrium company5

La Molienda en un Molino SAG es realizada por: los Efectos Conjuntos de Mineral de tamaño grande y Bolas de gran diámetro que se precipitan desde la altura del molino:

De Modo General:

• % Bolas : 12-18% Vol. Int. SAG

• % Rocas y Carga : 20-30% Vol. Int. SAG

Dado que los “Elementos Moledores” también se muelen, el sistema es muy Cambiante e Inestable

Molinos Autógenos y Semi Autógenos

An Arrium company6

•Molinos de Gran Diámetro con respecto al Largo

• Elevada Capacidad y Consumos Específicos

• Velocidad Fija o Velocidad Variable

• Niveles de Bolas entre 8% a 13.5 - 14%

• Niveles de Llenado (Op. Normal): 25-35%

• % de Sólidos entre 65% a 82%

• Alta Variación de Alimentación (F100: 8” a 6” )

• Motor/Corona, Corona/2 Motores, Gearless

Que es un Molino AG y SAG

An Arrium company7

Diám: 22’ Largo: 9’, 280-300 Tph TotalPotencia : 1.500 Mega Watts13% de Bolas,Nivel de Carga 30-35%12.1 RPM, Parrilla (Pebble Port), Bola Max. 4.5”-6.0”

Diám: 12.5’ Largo: 15.5’, 380 Tph TotalPotencia : 1.305 Mega Watts,72-73% Sólidos40-42 % de Bolas16.1 RPM, Parrilla, GomaTamaño Máx: 4-5mm, Bola 1.0”-4.0”

SAG

Comparación de un SAG con un Molino de Bolas

An Arrium company8

Ejemplo del Molino SAG

Diám: 20’ Largo : 15’Potencia : 16000 HP ó 12.0 Mega WattsCapacidad : 1580 Ton/hr (Total)

Similares:

Candelaria : 36’x 15’ 12.0 Mega WattsEl Teniente: 36’x15’ 12.0 Mega WattsChuquicamata : 32’x15’ 8.2 Mega Watts

An Arrium company

Mill diameterPower, hpBalls/RocksBall diameter

Mill diameterPower, hpBalls/RocksBall diameter

28'

7000

8/20

4"

28'

7000

8/20

4"

32'

11000

9/19

5"

32'

11000

9/19

5"

36'

16000

12/16

5"

36'

16000

12/16

5"

40'

22000

15/9

5"-6"

40'

22000

15/9

5"-6"

70’s 80’s 90’s 2000

2010

HPGR

Evolución tecnológica de los equipos de Molienda SAG

An Arrium company

Molinos SAG de 40´Actualmente en Operación

D(ft)

L(ft)

Motor(Kw)) Ore Country Name Mill

Supplier

40 22 19,390 Gold Australia Cadia Metso

40 24 20,980 Cooper Chile Collahuasi Metso

40 26 21,980 Copper Chile Esperanza FLSmidth

40 26 23,860 Copper Chile Las Bronces FLSmidth

40 24 19,980 Copper Canadá Endako Mill Metso

40 26 27,960 Copper Perú Toromocho FLSmidth

An Arrium company

Potencia Instalada de molinosAG/SAG s en los últimos 50 años

11Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

An Arrium company

Potencia Instalada de molinosSAG/AG por tipo de Mineral

12

Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

An Arrium company

Top 10 Countries buying AG/SAG mills during the last 5 years (2005-2010)

13

Ref: SAG 2010 . Autogenous and Semiautogenous Mills updated

An Arrium company

Variación de la potencia requerida en función del diámetro

A OneSteel Group Business14

Power Density Toromocho SAG Mill

Toromocho Ball Mill

MW/ft

Order Intake

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AG/SAG mill throughput vs. specific Energy

15Ref : SAG 2011 A Review of 10 years of SAG/AG pilot trials

An Arrium company

Terminología y Conceptos BásicosENERGÍA ESPECÍFICA, kWh/ton

hr/tonkW

tonkWhE ==

Definida como la cantidad de Energía (kWh) aplicada, en promedio, a cada ton de mineral molido.

Equivalente al cuociente entre la Potencia consumida por el molino y el tonelaje horario que está siendo procesado.

La Energía Específica es indiscutiblemente la variable operacional más determinante en los procesos de molienda.

An Arrium company

ECUACIÓN DE POTENCIA DEL MOLINOModelo de Hogg & Fuerstenau

N

W

W senαα α

Pnet = c • W senα • N

Torque

con :

W = ρap J (πD2/4) L

c/D ≅ 0.447 - 0.476 J

Pnet = 0.238 D3.5 (L/D) Nc ρap ( J - 1.065 J2 ) sen α

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AG/SAG mill throughput vs. % passing 150 microns in AG/SAG product

18Ref : SAG 2011 A Review of 10 years of SAG/AG pilot trials

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Diseño del Molinos Semi Autógeno

• Los molinos se clasificanhabitualmente por el radio deaspecto (radio diámetro alongitud) de sus carcasas y elmétodo por el cual descargansu producto (pulpa) además,los elementos internos comoelevadores y revestimientosvariarán en términos de suforma y material de que estáncompuestos.

19

An Arrium company

Diseño de la carcasa• Los diseños de carcasa se dividen

en tres grupos principales :• Molinos de radio de aspecto alto,

donde el diámetro es 1.5-3 veces la longitud

• Molinos ‘cuadrados’ donde el diámetro es aproximadamente igual al la longitud

• Molinos de radio de aspecto bajo donde la longitud es 1.5-3 veces el diámetro.

• Una característica distintiva demuchos molinos de radio aspectoalto, especialmente las unidades demayor diámetro, es su extremocónico en vez de plano. Esto se debea consideraciones estructurales.

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An Arrium company

Mecanismo de Descarga

• Todos los molinos AG y SAG se basan en una parrilla de acero o gomapara retener los medios de molienda, a la vez que permiten la descargade la pulpa de producto fuera del molino. El área abierta total, tamaño yforma varía considerablemente de instalación a instalación, como seindica a continuación :

21

Area abierta : 2-12% del área de sección transversal del molino en diseños de elevadores de taza y hasta 25% en diseños de descarga.

Tamaño: 10-40mm para parrillas, 40-100mm para puertos de pebble.

Forma : Cuadrada, redonda o ranurada, usualmente con una estrechamiento en punta para reducir la incidencia de material de tamaño parecido que se atasque en los agujeros.

An Arrium company

Mecanismos de Descarga

• El diseño de parrilla más común en uso es el de estilo de diafragma, el cual puede dividirse a su vez en dos grupos principales:

– Descarga en el extremo.

– Descarga con elevador de cangilón.

22

An Arrium company

Elevadores y revestimientos

• Con el fin de evitar el desgaste dela carcasa del molino, debido alimpacto de bolas y roca, se revisteel interior con un material resistentea desgaste, normalmente acero,goma o goma con insertos deacero

• Además de los revestimientos,también se instalan seccioneselevadas o elevadores paraproporcionar levante a la carga amedida que rota el molino. Sinelevadores, la carga tiende adeslizarse contra los revestimientosproporcionando poco levante yrápido desgaste abrasivo. 23

An Arrium company

Elevadores y Revestimientos

• Usualmente es muy difícil, en lapráctica, determinar el efecto dedistintos diseños elevador/revestimiento en el rendimiento delmolino ya que la acción delelevador/revestimiento cambia amedida que se desgasta.

• Muchos diseños parecerán dar unrendimiento similar y a menudo esnecesario efectuar cambiossustanciales en el diseño paraobtener un efecto medible. Sinembargo, los operadores deben estarconscientes que un pobre diseñopuede tener un efecto muy adverso.

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An Arrium company


25


An Arrium company

Diseño de CircuitosCircuito Abierto

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Moly-Cop Tools TM (Version 2.0)

Remarks

Simulation N° 0ton/hr 1947.5

F80 76085% Solids 95.00

Water, 422.9 m3/hr

12.70 mm, Grate OpeningGross kW 10286 12.00 % Open Area

Charge Level, % 28.00Balls Filling, % 10.00

Speed, % Critical 76.00 78.75 % Solids15.67 % - Size 23

kWh/ton 5.28 3999 P80

Base Case Example

SAGSIM_Open : Semiautogenous Grinding Mill Simulator

An Arrium company

Efecto de Scats en capacidad de tratamiento


An Arrium company

Generación de Tamaños Críticos¿QUÉ PODEMOS HACERCON LOS “PEBBLES”?

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An Arrium company

Diseño de CircuitosCircuito abierto con Chancado Pebbles

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Moly-Cop Tools TM (Version 3.0)

Remarks

Simulation N° 0ton/hr 2223.4

F80 76085% Solids 95.00 Recycled Pebbles

1451.9 ton/hr

Water, 587.0 m3/hr

50.80 mm, Grate Opening 15.00 % Open Area

Gross kW 10286Charge Level, % 28.00 12.70 mm, Screen Opening Balls Filling, % 10.00

Speed, % Critical 76.00 75.95 % Solids15.29 % - Size 23

kWh/ton 4.63 5589 P80

Base Case Example

SAGSIM_Recycle : Semiautogenous Grinding Mill Simulator

An Arrium company30

Diseño de CircuitosUna sola etapa (FAG or SAG)Diseño de CircuitosUna sola etapa (FAG or SAG)

WaterWater

FeedFeed

ProductProduct

An Arrium company31

WaterWaterFeedFeed

ProductProduct

Diseño de CircuitosDoble etapa (DSAG)Diseño de CircuitosDoble etapa (DSAG)

An Arrium company32

WaterWaterFeedFeed

ProductProductPebblesPebbles

Diseño de CircuitosDoble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-1)Diseño de CircuitosDoble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-1)

An Arrium company33

WaterWaterFeedFeed

ProductProductPebblesPebbles

Diseño de CircuitosDoble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-2)Diseño de CircuitosDoble etapa con Chancado de Pebbles (SABC-2)

An Arrium company

2

1

Diseño de CircuitosCircuito DualDiseño de CircuitosCircuito Dual

An Arrium company

Mecanismo del Proceso

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• Una de las claves para entender como trabajan los molinos AG y SAG es entender la aglomeración y movimiento de la carga.

• En los molinos AG y en menor grado en los molinos SAG, la distribución de tamaño de alimentación y la dureza del mineral dictan el volumen y distribución de tamaño de los medios de molienda.

•También existen diferencias entre molinos de bolas y molinos AG/SAG en términos de los mecanismos de rotura que predominan en cada uno como también en el transporte de la pulpa.

An Arrium company

Mecanismo del Proceso

• Frecuencia de colisiones(velocidad de rotura).

• Distribución de tamaño delmineral después de la colisión(función de distribución deapariencia).

• Transporte de partículahacia afuera del molino(velocidad de descarga).

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An Arrium company37

En general se considera que en el interior de los molinos AG/SAG operan tres mecanismos de rotura: Abrasión, compresión e impacto. Los cuales se vieron anteriormente.

Mecanismos de Conminución

• Molienda por Impacto• Molienda por Compresión• Molienda por Abrasión

Mecanismo de Molienda

An Arrium company

Mecanismos de Molienda

• Esta descripción de rotura es conveniente en el sentido que estárelacionada con el movimiento de las partículas involucradas en elevento de rotura. Es por consiguiente fácil de relacionar al movimientode la carga sin el cual no se produciría rotura de ningún tipo.

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An Arrium company39

• Favorecida por alimentaciones predominantemente gruesas (8.0”- 6.0”) y Bolas de gran Diámetro (5.0” – 6.0”). Es consumidora de Energía, produce tamaños medios, reforzado con Lifters nuevos y/o Altos.

• Con una molienda por impacto se logran Altas Tasas de Tratamiento,operan entorno a 75 % Sólidos.

“Normalmente este tipo de molienda se busca como solución a problemas de Molinos con mucha carga..”

Molienda por impacto

Cascada

Catarata

Cascada

AbrasiónZona de ImpactoBaja Vel. /Lifter Bajos

An Arrium company40

Molienda por compresiony AbrasionFavorecida por alimentaciones ”Ricas” en Material Intermedio y fino, produce tamaños Finos, reforzada con Revestimientos Gastados y/o Bajos.

Bajas Tasas de Tratamiento, % Sólidos > 75%.

Se busca como solución a problemas de Molino con alto escurrimiento, Molino Vacío o necesidad de finos “aguas abajo”..

AbrasiónPresión de carga >150 T Movimiento interior del Riñón

An Arrium company41

Mecanismos de Molienda

Ejemplo de una distribución de tasa de rotura típica. Son especialmente relevantes los puntos máximo y mínimo de la curva. Se estima que estos puntos representan los límites, respecto del tamaño, de los distintos mecanismos de rotura que ocurren dentro del molino.

An Arrium company42

Transporte de Material• Para que el molino no se sature y la pulpa se

vacíe por el extremo de alimentación, debepermitir que los productos de rotura fluyanhacia afuera de la parrilla a una tasasuficientemente alta. Si el molino tieneelevadores de cangilón, también deben tenersuficiente capacidad para remover todo elmaterial que fluye a través de la parrilla.

• Si se considera flujo a través de la parrilla,ayuda suponer que el molino y la parrilla secomportan de una manera similar a unestanque con un agujero a su costado figuraadjunta. En esta analogía, el estanquerepresenta el molino mientras que elagujero una abertura en la parrilla.

An Arrium company43

Transporte de Material

• Debido a la geometría y movimiento del molino, como también a la presenciade medios de molienda, la superficie libre del fluido no toma la posiciónhorizontal que tomaría en un molino estacionario vacío. Se ha determinado, apartir de experimentos de laboratorio, que asume las posiciones mostradasesquemáticamente.

An Arrium company

Falta de Capacidad de TransportePooling

A OneSteel Group Business

OPERACIÓN DE UN MOLINO SAG

An Arrium company46

Operación de Molinos Autógenosy Semi Autógenos

• La complejidad de la operación SAG depende del tamaño de la planta,por lo tanto, muchas de las indicaciones que se entregan a continuación,se refieren a plantas cuyos tratamientos superan los 500 ton/hr. Unmolino SAG aparece hoy más complejo de operar y sujeto a una serie de“perturbaciones” o variables

• Para ayudar a comprender como operan los molinos AG/SAG, esinstructivo comenzar con una sencilla descripción paso a paso sobrecomo responden dichos molinos cuando se introduce alimentacióndurante su partida. Se asume que el molino está en modo AG y que,inicialmente, está corriendo vacío de cualquier carga. La alimentación seinicia a una tasa fija con un radio mineral:agua y distribución de tamañode alimentación constante.

An Arrium company47

Perturbaciones asociadas a un molino SAG

Pila Acopio

Operador

Velocidad

% Sólido

Revestimiento

Nivel de BolasNivel de

Carga

% Pebbles

Mineral

Control Experto

AberturaParrilla

Trommel o Harnero

An Arrium company

Operación de un Molino SAGINFLUENCIA DEL TIPO DE MINERAL

Los parámetros asociados al tipo de mineral que afectarían el ritmo de producción son:

“Dureza” del mineral. Entendiendo por “dureza” la dificultad o facilidad para reducir de tamaño un mineral.

Granulometría de alimentación al molino.

Otros.

An Arrium company

La “dureza” del mineral que procesa un molino SAG es una variable sobre la cual el operador no tiene control.

Mientras más “duro” –más difícil de reducir de tamaño-es el mineral mayor será el tiempo necesariopara reducirlo de tamaño.

Operación de un Molino SAGDUREZA DEL MINERAL

Los síntomas para detectar un mineral más “duro” es un incremento en el volumen de llenado y un aumento en la potencia consumida.

An Arrium company50

Efecto de la Distribucion Granulometrica

La influencia del tamaño de la alimentación sobre el rendimiento del molino se desprende naturalmente del hecho que una proporción importante de los medios de molienda (todos en el caso de los molinos AG) derivan del mineral de alimentación.

Cualquier cambio en la distribución de tamaño de la alimentación resultará, por consiguiente, en un cambio en la distribución de tamaño de los medios de molienda. Esto a su vez afectará las características de rotura del mineral.

An Arrium company51

• La capacidad moledora del molino está determinada por el medio de molienda ( Mineral + Bolas ).

• Rocas grandes en la alimentación la favorecen.

• Para un mineral de dureza homogénea, los cambios de granulometría están asociados a problemas de segregación en los silos (tolvas).

•Tasas de descarga a través de la parrilla dependen de la permeabilidad de la carga.

• A carga más gruesa, mayor permeabilidad y mayor tasa de descarga.

• Las Variaciones en la tasa de descarga debido a la distribución de tamaño de la carga pueden ser compensados mediante el ajuste de la densidad de pulpa.

Efecto de la Distribución Granulometrica

An Arrium company52

3456789

10

10 20 30 40 50 60 70

% +2"

kWh/

ton

F80=75385 μmF80=77580 μm

F80=114856 μm

F80=75183 μm

F80=45388 μm

Litología 1

Litología 2


An Arrium company53

AguaMineral

Agua Agua

DSAG


An Arrium company54

Water

SABC-1

Water

SABC-2

Water

PRECHANCADO

CHANCADO PEBBLES


An Arrium company55

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

20 30 40 50 60 70 80 90 100

% - 2" in SAG Mill Feed (*)

ton

ne

s/h

r

.DSAG

SABC-1

SABC-1 plus +6" PrecrushingSABC-1 plus 6"x2" Precrushing

SABC-2

Figure 6. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, when operating under various circuit configurations.(*) Not including recycled pebbles.

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

20 30 40 50 60 70 80 90 100


ton

ne

s/h

r

.DSAG

SABC-1


SABC-2


SAG convencional mejor condición

Efecto chancador


An Arrium company56

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

20 30 40 50 60 70 80 90 100


ton

ne

s/h

r

.DSAG

SABC-1


SABC-2


600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

20 30 40 50 60 70 80 90 100


ton

ne

s/h

r

.DSAG

SABC-1


SABC-2


Prechancado sólo +6”

Prechancado 6” x 2”


An Arrium company57

Figure 7. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, based on actual operational data taken from Los Pelambres, Chile.(*) Not including recycled pebbles.

2200

2400

2600

2800

3000

40 45 50 55 60 65

% - 1.25" in SAG Mill Feed (*)

ton

ne

s/h

r

. SAG 1

SAG 2

Figure 7. Effect of feed fineness on SAG mill throughput, based on actual operational data taken from Los Pelambres, Chile.(*) Not including recycled pebbles.

2200

2400

2600

2800

3000

40 45 50 55 60 65

% - 1.25" in SAG Mill Feed (*)

ton

ne

s/h

r

. SAG 1

SAG 2

SABC-1


An Arrium company

• Cualquier cambio en la tasa de alimentación, distribución de tamaño de alimentacióno dureza de alimentación perturbará el equilibrio en el molino y ocasionaráoscilaciones en su comportamiento, las que requerirán de tiempo para decaer. Enconsecuencia, el control de estas tres variables es muy importante. Sin embargo,aunque la tasa de alimentación usualmente es controlada relativamente bien, se haencontrado consistentemente que las variaciones en el tamaño de la alimentación y ladureza de la alimentación son los dos principales problemas individuales a que seenfrentan los operadores de molinos AG/SAG.

58

Efecto de la DistribucionGranulometrica

An Arrium company

Efecto de la Distribución Granulométrica

59

Ref. Sag 2001. Optimization of cadia SAG Mill

An Arrium company60

Molienda Semiautógena¿Qué rol cumplen las rocas?

ROCAS

Grandes(> 4”)

Medianas(2” to 4”)

Pequeñas(< 2”)

Muelen ?

Sí, menosque las bolas

Muypoco !

No

Se dejan moler ?

No

Poco ! requieren

grandes bolas

Sí

Se muelensolas ?

Sí

Muy poco !

No

An Arrium company61

• Como se ha comentado el principal parámetro relativo al tipo de mineral que afecta a la molienda SAG, es la granulometría de alimentación al molino.

• De acuerdo a lo expresado en el párrafo precedente, elmanejo de la pila de acopio cobra importancia, ya que la forma de vaciar el mineral y la granulometría de la mina, hacen que la pila de acopio sea el primer punto de segregación natural.

Operación de un Molino SAGSegregación del mineral

An Arrium company62


An Arrium company63


An Arrium company64

• Se puede actuar sobre el movimiento de la carga en el área mina, coordinando directamente con la mina para mejorar el compósito o mezcla.

• Utilizar modelos para caracterizar un stock pile permanentemente alimentado con una granulometría lo más homogénea que sea posible de lograr.

Operación de un Molino SAGSegregación del mineral.....Que hacer..?

An Arrium company65

Cuando el material se encuentra en el stock pile, las acciones posibles para controlar la segregación e intentar entregar una granulometría adecuada (gruesos y finos) a la molienda SAG son:

Regulación con alimentadores de mineral.

Mezclado del mineral en acopio con equipo pesado.

Operación de un Molino SAGSegregación del mineral.....Que hacer..?

An Arrium company66

Para un mineral de dureza homogénea, los cambios de granulometría de alimentación al circuito SAG están asociados a problemas de segregación más que a variaciones en el aporte de la mina.

Actualmente se pretende “hacer” una alimentación “ad-hoc” al circuito SAG...Por lo tanto, se requiere del conocimiento y control absoluto del stock pile.


An Arrium company67

Ajuste de granulometría desde la mina (mine to mill).

Otras de las acciones habituales en las operaciones actuales con molienda SAG, es la de entregar una granulometría ajustada desde la mina mediante el control de la tronadura, esta operación es conocida como mine to mill.

Mine to Mill: Una filosofía diferente de utilización de la energía en la mina para el fracturamiento de la roca (5 – 15% mayor tratamiento en SAG).


An Arrium company68

An Arrium company

Efecto de la Voladura sobre el consumo de energia

69

An Arrium company70

Conceptos involucrados:

Uso de una mayor cantidad de explosivo en la tronadura.

Reducción de la malla de tronadura.

Perfil granulométrico más fino a molienda.

Aumento de las microfracturas.

Disminución porcentaje fracción crítica del mineral alimentado al SAG (2” a 6”).

Operación de un Molino SAGEfecto de la voladura

An Arrium company71

Efectos notorios:

Mayor rendimiento de palas y camiones en la mina.

Aumento del tratamiento en el SAG.

Menor consumo de energía específica, kWh/ton, en el SAG.

Mayor producción de cobre en concentrados.

Menor costo en energía.


An Arrium company72

Variable Tronadura Normal

Tronadura Especial Variación,%

Mine to Mill (octubre 2001)

Resumen Planta Sulfuro

2679

11570Potencia, kW

-1,9

Tratamiento, ton/hr 3188

Nivel de carga, % 20,72

51,8

743

9,7

15,1 - 13,4

20,57

19,0

2,411852

Nivel de bolas, %

69,3

52,0

743

9,3

15,1 - 13,3

67,9% sólido

Ruido, %

Presión descanso, kg/cm2

Velocidad, rpm

-0,7

-0,5

0,0

3,4

0,0


An Arrium company73

Granulometrias Mine To Mill CV-006

0

20

40

60

80

100

120

1 10 100 1000 10000 100000 1000000Tamaño, [um]

Pasa

nte

(%)

Especial

Estándar

F80 =55530 um

F80 =72154 um


An Arrium company74

MINE TO MILL

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1 82 163

244

325

406

487

568

649

730

811

892

973

1054

1135

1216

1297

1378

1459

1540

1621

1702

1783

1864

1945

2026

2107

2188

N° Datos

Trat

amie

nto

t/h

100 per. Mov. Avg. (SAG N° 2) 100 per. Mov. Avg. (SAG N° 1)

Mineral BlandoTronado Normal

Mineral Duro Tronado Especial

Mineral DuroTronado Normal

1700 t/h

1400 t/h1190 t/h


An Arrium company75

Comentarios:

Aumento de un 12,7% en el tratamiento neto.

El consumo de energía específica bajó un 9%.

El mayor uso de explosivo fue de un 18%.

El costo del mayor uso de explosivo fue de US$147.

El mayor ingreso de la prueba por concepto de mayor tratamiento fue de aproximadamente US$ 70000.

El menor costo por consumo de energía durante las 14 horas de la prueba fue de aproximadamente US$ 600.


An Arrium company76

El control del tamaño de partícula al molino a través del mine to mill, puede ser aplicado en “zonasproblema” de bajo tratamiento, modificando las prácticas de tronado en esos sectores específicos.

En forma alternativa es conveniente evaluar el potencial de incrementar todo el tonelaje mediante la aplicación de la filosofía operacional mine to mill, entregando la mina un material con mayor fragmentación.


An Arrium company77

Una tendencia operacional para mejorar la eficiencia de la molienda semiautógena consiste en intentar eliminar material de granulometría inadecuada para la molienda SAG, perteneciente al rango de tamaño crítico entre 2” y 6”.

1

2

1


An Arrium company78

Operación de un Molino SAGEliminación tamaño no deseado

11

1

SABC-1 Preharneado

Prechancado

An Arrium company79

-11,4 -29,2

-20,1

7,3

6,88 5,5

Preharneado Prechancado

658 700 751

6,4 14,1

ton/hr

% Variación

Circuito SABC-1

7,77

% Variación

CEE, kWh/ton

% Variación

% Variación


An Arrium company80

La implementación del circuito de prechancado ha permitido aumentar la tasa de procesamiento en 14,1% respecto del circuito SABC-1

La disminución del tamaño de alimentación al molino SAG reduce significativamente el consumo específico de energía; 29,2% y 20,1% menor que en el circuito SABC-1 y SABC-1 con preharneado, respectivamente.


An Arrium company81

1


An Arrium company82

El perfil granulométrico de alimentación es una de las variables más incidentes en la capacidad de procesamiento de un molino SAG.

Por lo tanto, el circuito debe crearse y/o ajustarseconsiderando el significativo impacto del perfil granulométrico de alimentación.


An Arrium company83

En general de todos los criterios aplicado para la modificación del perfil granulométrico original, el más atractivo es el que considera una etapa de prechancado de la fracción intermedia -6” +1”.

El incremento porcentual de material fino (fracción -1”) en la granulometría de alimentación minimiza considerablemente el consumo específico de energíaen la molienda SAG, aumentando significativamente su tasa de tratamiento.


An Arrium company84

•El grado de llenado de un molino SAG depende del flujo de alimentación de mineral con que opera.

•En la práctica el nivel de la carga se controla ajustando el flujo de alimentación.

•Debido a la ecuación de Potencia, el flujo de alimentación y la potencia demandada están relacionados.

Operación de un Molino SAG

El flujo de alimentacion

An Arrium company85

Flujo de Alimentación Fresca

“Operación Clave”

Movimiento de los Alimentadores para definir así la “ Mejor Granulometría ” de alimentación, aquella que incorpora Finos y “Bolas Naturales” en la forma de material grueso que solo “ciertos” alimentadores aportan.

Operación que se realiza las veces que sea necesario de hacer en el día para ir ajustando el SAG a las variaciones dinámicas del sistema mineral.


El flujo de alimentacion

An Arrium company86

Relación entre la potencia, presión de aceite en los descansos y nivel de llenado.

kW Psi

Potencia

Vaciado Sobrecarga

Volumen de Llenado

Presión de los

Descanasos


El flujo de alimentación

An Arrium company87

A menudo es el caso que un mineral más duro producirá un tamaño de

alimentación al molino más grueso y, por ende, puede ser difícil separar

completamente los efectos de ambos factores. Surgen complicaciones

adicionales de las diferentes respuestas que exhiben los molinos AG y SAG

frente a cambios en la dureza del mineral. En el caso de los molinos SAG es

usual encontrar que los minerales más blandos proporcionan un mayor

rendimiento. Esto se debe al hecho que las rocas más gruesas, especialmente

las de tamaño crítico, son rotas con mayor facilidad por las bolas de acero. Sin

embargo, habitualmente el tamaño del producto se hace más grueso. Esto se

debe a que las rocas más gruesas pierden menos tiempo siendo desgastadas

lentamente por abrasión y astillado que es lo que produce normalmente

productos de rotura muy finos.


Dureza del MIneral

An Arrium company88

La densidad de la pulpa dentro del molino no se puede medir directamente.

Se mide y controla la densidad de la pulpa en la descarga.

Ambas densidades no son iguales, normalmente la densidad de la pulpa al interior es mayor que en la descarga.

La adición de agua al molino es una herramienta poderosa de acción y reacción ante condiciones de emergencia.


Densidad y Viscosidad de la Pulpa

An Arrium company89

2

3

4

5

16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Nivel de Llenado Aparente, %

to

n/m

3

ρap = [ (1-fv) ρb Jb + (1-fv) ρm (J - Jb) + ρp Jp fv J ] / J

ρm = 2.80 fv = 0.40ρb = 7.75 Jp = 0.60ρp = 1.96

% Bolas

16

12

8


Densidad y Viscosidad de la Pulpa

An Arrium company90

La Carga del Molino

La Carga del Molino está formada por fracciones de carga “Fina” y “Gruesa”, en molinos de bola la carga comprende un gran volumen de bolas de acero cuyos intersticios están ocupados por pulpa. La carga de bolas tiene los siguientes efectos:

Efectos:

a.- Moledoresb.- “Demandadores de Energía”c.- Facilitadores/Entorpecedores del Transported.- Generadores de nuevos Flujogramas Plantae.- Otros ?


La carga del Molino

An Arrium company91

• El uso de bolas de acero implica un producto más grueso y una mayor capacidad por unidad de volumen. Existe una carga de bolas óptima, que minimiza la Energía Específica consumida. La recarga típica de bolas para molinos SAG son de 4” y 5”.

• Las bolas de acero son un medio de molienda muy efectivo, especialmente para rotura por impacto, donde pueden generar energías cinéticas muy altas. En consecuencia, su introducción en un molino resulta en una mayor rotura por impacto causando una rotura mucho más rápida de las rocas más gruesas, que de otro modo, se reducirían de tamaño debido al proceso, mucho más lento, de abrasión.


La carga del Molino

An Arrium company92

El éxito de las bolas de acero al romper rocas más gruesas, a una tasa más rápida, tiene al menos una desventaja y es que reduce eficazmente la cantidad de medios de molienda roca, los cuales en caso contrario serían eficaces en la generación de partículas más finas en el producto.


La carga de bolas

An Arrium company93

6%

8%10%

12%

Comportamiento de la Curva de Operación SAGCon el % de Llenado de Bolas al Molino

Pote

ncia

Dem

anda

da S

AG,

KwH

r

% d

el N

ivel

de

Llen

ado

Presión de Descansos SAG

6%

8%10%

12%

Comportamiento de la Curva de Operación SAGCon el % de Llenado de Bolas al Molino

Pote

ncia

Dem

anda

da S

AG,

KwH

r

% d

el N

ivel

de

Llen

ado

Presión de Descansos SAG


La carga de bolas

An Arrium company

Efecto de la carga de Bolas

94

Ref. Sag 2001. Optimization of cadia SAG Mill

An Arrium company

DESCOMPOSICIÓN DE LA POTENCIAen función de los componentes de la carga

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

Apparent Mill Filling, %

kW

(N

et)

Mill Size : 36'φ x 17'Speed : 70 % Crit.Lift Angle, α : 40°

Jb = 12 %

Total

Balls

Rocks

Slurry

An Arrium company

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

4 6 8 10 12 14 16 18

Apparent Balls Filling, %

Pow

er (n

et),

kW

DESCOMPOSICIÓN DE LA POTENCIAen función de los componentes de la carga

J = 21%Total

Balls

SlurryRocks

An Arrium company97

Un molino con accionamiento de velocidad variable, permite considerar a la velocidad de rotación del molino, como una variable más de operación.


Velocidad de Rotación

An Arrium company98

Efecto de la velocidad sobre el movimiento de la carga.



An Arrium company99

Velocidad de trabajo del molino SAG que permita maximizar la demanda de potencia sin perjudicar los forros internos del molino.

• Velocidad Critica, es la velocidad mínima a la cual la carga se centrifuga y se mantiene suspendida en las paredes del SAG.

Fija o variable…??



An Arrium company100

A nivel operacional, la velocidad creciente favorece la rotura por impacto. Esto deriva, usualmente, en un aumento en la rotura de roca gruesa, lo que conduce a mayores rendimientos. La reducción en la cantidad de movimiento de cascada, acoplada con la destrucción inevitable de los medios de molienda mineral, deriva en condiciones menos favorables para molienda más fina resultando un producto más grueso.




La velocidad de rotación del molino es una variable de rápida respuesta en el molino SAG.

Mayor velocidad es más potencia.

Permite mayor tratamiento.

Permite mayor evacuación de la carga.




Menor velocidad es menor potencia.

Permite retener carga en el molino.

Permite procesar menos cuando existen problemas aguas abajo del molino SAG.

Permite tratar mineral fino.




Relaciones con el mecanismo de molienda dominante: Impacto o abrasión.

Relaciones con el tipo de revestimiento.

Trayectoria rocas – bolas.

Ruidos e impactos en el molino.




Cuidado!!! Elegir velocidad en rangos altos puede resultar en altos consumos ineficientes de energía por no direccionar catarata al pie de la carga (riñón). Si ruido es impacto de acero urgente bajar velocidad!!!

Ncrit

. critc NNN =

D6,76Ncrit =




Los mecanismos de molienda son determinados en gran medida por el movimiento de la carga.

A velocidades bajas se produce una cascada de la carga, favoreciendo la molienda por abrasión y la producción de finos.

Al aumentar la velocidad, las bolas se separan del mineral en el punto más alto, cayendo en cataratasegún trayectorias parabólicas, favoreciendo la molienda por impacto.


Movimiento de la carga


Cascada

Cascada

Zona de Impacto Zona de Relativo Impacto

Compresión

Catarata

Alta Vel. /Buen LevanteBaja Vel. /Lifter Bajos




La molienda por impacto es adecuada para alimentaciones “abundantes” en material grueso y bolas de gran diámetro con adecuada trayectoria. La molienda por impacto se caracteriza por ser consumidora de energía, se refuerza con lifter nuevos y/o altos y/o de bajo ángulo. Altas tasas de tratamiento.

Se busca como solución a problemas de molinos con mucho carga. Atención a problemas de ruido y se acoseja detectar punto de impacto.



La molienda por abrasión es adecuada para alimentaciones “abundantes” en material fino e intermedio. Se refuerza con lifter gastados y/o bajos y/o ángulo elevado. Bajas tasas de tratamiento.

An Arrium company

• En la Figura siguiente se muestra un esquema con la forma y movimiento de lacarga en molinos AG/SAG indicando las regiones donde se produce la rotura. Haybásicamente dos. La primera es una superficie en la región del talón donde seproduce la rotura por impacto. La cantidad de rotura que se produce en esta regiónestá influenciada por la frecuencia con la cual se vuelca la carga y la energía que segenera en el impacto.

109




Las siguientes condiciones ocasionarán un alto consumo de bolas y potenciales daños al revestimiento.

Altos niveles de llenado de bolas.

Bajos niveles de carga total (molino vacío).

Bajo % de sólidos en la carga del SAG.

Altas velocidades de operación unidas a bolas de gran diámetro.

Altas velocidades de operación unidas niveles de carga baja.Problemas de diseño o control de calidad de revestimientos.




La parrilla interna de los molinos SAG, ubicada en la tapa de descarga de estos, tiene como objetivo retener al interior del molino los medios de molienda (bolas y colpas). Controlar el nivel de llenado.

Permite que las bolas y el mineral se descargen del molino, sólo una vez que se ha realizado el proceso de molienda y los materiales hayan alcanzado un tamaño menor a la abertura de las parrillas.

Trommel o Harnero: Clasificar el producto en finos y pebbles.




Tipos de diseño de parrillas de descarga de un molino SAG.


Las Parrillas de Descarga


Faena D x LAbertura

Parrilla, pulg

Molienda SAG

Collahuasi

Cadia

Escondida

40 x 22

40 x 20

38 x 22

2

3,2

2,5

Alumbrera 36 x 19 1,5

Teniente

Freeport

Antamina

Sossego

38 x 22

38 x 20

38 x 19

38 x 19

2,5

1,5

2

3

La abertura de la parrilla está en relación con la granulometría de alimentación

Al abrir parrillas: Sube la capacidad del SAG, pero traslado puntos críticos hacia capacidad de harneros, molienda secundaria, transporte, almacenamiento de pebbles y/o capacidad del chancador de pebbles.




Un buen diseño de parrilla considera:

Tamaño de abertura de parrilla, adecuadamente diseñado para que descargue tamaño crítico, calzando con la capacidad de transporte de los pebbles.

Área abierta debe considerar tanto la capacidad de evacuación como la duración de parrillas y su recambio.




Diseño del slot: Nuevamente considera área libre y duración, como también la capacidad de evacuación de la pulpa interna del SAG y que se minimice el retorno de la pulpa ya evacuada al molino.

Ángulo de salida: Entre 3° a 5°, previenen atrapamiento (cegado) y protegen abertura.



An Arrium company

Problemas operacionales de Molienda SAG cegado de parrillas (pegging)

A OneSteel Group Business 116


La función más conocida del revestimiento es la de proteger el casco del molino del desgaste. Sin embargo, el revestimiento presenta además otras tareas específicas:

Transferir energía a la carga interna del molino.

Modular el movimiento interno de la carga a través de la proyección de ésta.


Revestimiento


AlturaLifters

Angulode Ataque


Diseño del Revestimiento


Simulación de Trayectorias CríticasMODELO DE POWELL

Moly-Cop Tools TM A GSI Software Development

Run N° : 1

Simulation Data :

Effective Mill Diameter 36.0 feetBall Size 5.0 inches

Static Friction Coefficient 0.05Dynamic Friction Coefficient 0.2

Lifter Face Angle 10.0 degreesLifter Height 10.0 inches% Critical Speed 76.0 %

Apparent Mill Filling 28.0 %Angle of Repose, α 35.0 degrees

Impact Conditions :

Velocity at Impact 44.08 feet/secAngle wrt Horizontal (at Impact) 37.55 degrees

Kidney's Toe (from central axis) -10.03 feetImpact Spot (from central axis) -14.11 feet

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

ExecuteAlw ays click on the Execute button before draw ing any conclusions.

Moly-Cop Tools TM A GSI Software Development

Run N° : 1

Simulation Data :

Effective Mill Diameter 36.0 feetBall Size 5.0 inches

Static Friction Coefficient 0.05Dynamic Friction Coefficient 0.2

Lifter Face Angle 10.0 degreesLifter Height 10.0 inches% Critical Speed 76.0 %

Apparent Mill Filling 28.0 %Angle of Repose, α 35.0 degrees

Impact Conditions :

Velocity at Impact 44.08 feet/secAngle wrt Horizontal (at Impact) 37.55 degrees

Kidney's Toe (from central axis) -10.03 feetImpact Spot (from central axis) -14.11 feet

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

ExecuteAlw ays click on the Execute button before draw ing any conclusions.

An Arrium company

Impacto en Molinos de Bolas


Ref: Modelo de MS Powell, 1991, effect of liner design in mill motion

Ener

gía

de Im

pact

o, J

oule

s

Diámetro de Molino

An Arrium company

Simulación de la energia de impacto en un molino SAG


Simulación de Trayectorias CríticasEfecto de la velocidad de giro

80 %

76 %

Diámetro de Molino : 36’Diámetro de Bolas : 5”Angulo Ataque : 10°Altura Lifter : 6”

% de VelocidadCrítica

755

795694Joules

72 %


6”

14”

10”

Diámetro de Molino : 36’Diámetro de Bolas : 5”Angulo Ataque : 10°% Vel. Crítica : 76%

AlturaLifters

729

751

795Joules

Simulación de Trayectorias CríticasEfecto de la velocidad del lifter


10°

30°

20°

Diámetro de Molino : 36’Diámetro de Bolas : 5”Altura Lifters : 10”% Vel. Crítica : 76%

Angulode Ataque

751

789

568Joules

Simulación de Trayectorias CríticasEfecto de la velocidad del ângulo del lifter


4”

6”

5”

Diámetro de Molino : 36’Angulo de Ataque : 10°Altura Lifters : 10”% Vel. Crítica : 76%

Diámetrode Bola

383

751

1306

Joules

Simulación de Trayectorias CríticasEfecto del diámetro de las bolas

An Arrium company

Efecto del Tamaño de las bolas

126Ref : Sag 2001 Optimization of the Alumbrera SAG Mills


650

700

750

800

850

6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

Punto de Impacto (Posición Reloj Equivalente)

Ener

gía

al Im

pact

o, J

oule

s

% Velocidad Crítica Altura de los Lifters Angulo de Ataque

650

700

750

800

850

6.50 7.00 7.50 8.00 8.50

Punto de Impacto (Posición Reloj Equivalente)

Ener

gía

al Im

pact

o, J

oule

s

% Velocidad Crítica Altura de los Lifters Angulo de Ataque

Simulación de Trayectorias CríticasPunto de máxima energía de impacto


Tradicional

Nueva

Diámetro de Molino : 36’

383

1321

Joules

Angulo de Ataque : 10°Altura Lifters : 10”% Vel. Crítica : 76%Bolas : 4”

Angulo de Ataque : 30°Altura Lifters : 14”% Vel. Crítica : 80%Bolas : 6”

OperaciónTradicional

NuevaTendencia

Simulación de Trayectorias CríticasNuevas tendencias operacionales

An Arrium companyA OneSteel Group Business

Movimiento de carga del molino en funcióndel angulo de ataque

An Arrium company

40

60

80

100

120

140

160

180

200

20 40 60 80 100 120 140

Area de la Carga, m2/m3

Trat

amie

nto,

ton/

hr

5.0 mm 9.8 mm16.0 mm20.0 mm

40

60

80

100

120

140

160

180

200

20 40 60 80 100 120 140

Area de la Carga, m2/m3

Trat

amie

nto,

ton/

hr

5.0 mm 9.8 mm16.0 mm20.0 mm

130

F80 Alimentación

En los procesos de molienda, cada aplicaciónespecífica tiene un Tamaño de Bola asociadoque resulta ser óptimo para dicha tarea y quedepende fuertemente del Tamaño de Alimentacióndel mineral.

Medios de MoliendaDiámetro ideal de bolas de recarga

An Arrium company

0

20

40

60

80

100

1 10 100

F80 Alimentación, mm

Are

a Es

pecí

fica

de la

Car

ga, m

2 /m3

0

20

40

60

80

100

1 10 100

F80 Alimentación, mm

Are

a Es

pecí

fica

de la

Car

ga, m

2 /m3

131

Molienda Convencional Molienda SAG

Límite Tecnológico Actual

2”

2½”

3”

4”

5”6”

8”

Por simple extrapolación de la tendencia observada en la Molienda Convencional, se concluye que el Tamaño Optimo de Recarga en la Molienda SAG sería mayor que el tamaño más grande comercialmente disponible (6.0”φ).

Medios de MoliendaDiámetro ideal de bolas de recarga

An Arrium companyA OneSteel Group Business

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

'90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 '04 '06 '08 10´ 12´

Year

Ave

. SA

G B

all S

ize,

inch

es

Based on trends of Moly-Cop Group

Ideal Make-Up Balls Size - Trends


Operación Molinos SAGEl concepto de control experto

Llevar y mantener la operación del molino SAG en rangos de mejor operación, de modo estable y con el máximo provecho de la instalación.

Detectar rango de “molino vacío”, “peligro sobrecarga” y el punto de “operación óptimo” son clave para la operación estable y exitosa.

Presión de Descansos

AltoBajo

L.Alto

Valor deseado o Target

UNI Molienda SAG

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