Weir Minerals - KHD HPGR Brochure - FINAL0719-Spanish-Lowres-1

Weir Minerals | KHD Humboldt WedagProporcionando la tecnología en prensas de rodillos abrasivos de alta presión de KHD y el servicio de Weir Minerals al circuito de molinos para minería de todo el mundo.

Excelentes soluciones en materia de minería

Primera elección en cuanto al servicio y la tecnología de HPGR

Weir Minerals formó una alianza global con KHD Humboldt Wedag con el propósito de comercializar el producto de rodillos abrasivos de alta presión (HPGR, por sus siglas en inglés) de KHD en el mercado minero y dedicado al procesamiento de minerales a nivel mundial y de desempeñarse como el proveedor recomendado exclusivo de servicios globales para estos productos. Al unir las capacidades superiores de servicio de la red Weir Minerals con la tecnología de avanzada de KHD, proporcionamos una oferta ampliamente mejorada a nuestra base combinada de clientes. El producto HPGR ofrece costos de operación reducidos y un rendimiento mejorado de planta en la preparación y procesamiento de minerales.

Introducción a la tecnología de prensas de rodillos abrasivos de alta presión en la industria minera

Prensas de rodillos abrasivos de alta presión: triturado y molienda para el procesamiento de minerales

Introducción

Las prensas de rodillos abrasivos de alta presión (HPGR) se introdujeron como una nueva tecnología de molienda en 1984. Desde entonces, se instalaron con éxito en un amplio número de plantas en todo el mundo, principalmente para cemento y piedra caliza. Recientemente, los HPGR también se aplicaron en plantas de procesamiento mineral, en su mayor parte para el tratamiento de minerales de hierro y diamantes. En estas industrias, la aplicación de HPGR abarca desde la trituración de gruesos, por ejemplo, la trituración de tamaños superior de 65 mm (2.5”) en pebbles de circulación AG hasta la molienda de acabado de material <100 μm y altos valores Blaine en la preparación de pellet feed.

KHD cuenta con un historial de unidades HPGR instaladas exitosamente, que ha demostrado confiabilidad a largo plazo en aplicaciones mineras.

El proceso de molido a través de HPGR mejora considerablemente el rendimiento general. Esto da como resultado la creación de una extensa proporción del producto terminado y una reducción del Índice de Trabajo de Bond correspondiente al material prensado. Este proceso por lo general permite una reducción del número proyectado de unidades de equipamiento en cuanto al triturado terciario y cuaternario, y a molienda

Principio de operación

El molido de alta presión se obtiene por medio de un tipo avanzado de rodillo abrasivo. Contrariamente a los rodillos convencionales para triturado, las partículas se rompen por compresión en un lecho de partículas relleno, y no por medio del prensado directo de las partículas entre los dos rodillos.

Este lecho de partículas se crea por presión entre dos rodillos de rotación opuesta. Entre estos rodillos, se presiona un lecho de partículas a una densidad de hasta aproximadamente el 85% de la densidad real del material. Esta compresión se obtiene por medio de la aplicación de alta presión hasta casi 300Mpa; un proceso que excede la fuerza de compresión del material de alimentación. Durante este proceso de compactación el material se tritura con una distribución de amplio tamaño de partícula y con una gran proporción de materiales finos, compactados en escamas.

El proceso de rotura se puede contemplar en dos etapas diferentes. En la primera etapa, el material que ingresa al espacio ubicado entre los rodillos se somete a una aceleración para alcanzar la velocidad de rodillo periférica. Como resultado del estrechamiento entre los rodillos, el material se compacta en forma gradual y las piezas y partículas más grandes se someten a un proceso de triturado previo. Además, se manifiesta un cierto grado de reordenamiento de partículas, que llenan los huecos presentes entre partículas. En la siguiente etapa,

Conminución entre partículas: contactos de puntos múltiples por partículas sobre una partícula

Beneficios de la molienda de alta presión

Las prensas de rodillos abrasivos de alta presión (HPGR) ofrecen diversos beneficios a la industria minera, tales como:

• Bajo consumo de energía, 0,8-3 kWh/t

• Capacidad de procesar minerales húmedos, hasta un 10%

• Recuperación descendente mejorada y facilidad de molienda

• Grado mejorado de productos para el comercio minorista

• Requisitos de bajo mantenimiento

• Requisitos de espacio reducido

• Bajo nivel de vibraciones y ruido

• Alta disponibilidad, >95%

• Extensa vida útil de la superficie de desgaste, 4000-36000 horas


Weir Minerals | KHD Primera elección en tecnología y servicio 1



el material sometido a un triturado previo ingresa a una zona de compactación.

Esta zona involucra un espacio entre los rodillos definida por un sector que posee un ángulo de aproximadamente 7°. En esta zona de compresión se aplica la presión. La fuerza de presión actúa principalmente sobre todas las partículas que atraviesan la zona de compresión, a través de contactos de puntos múltiples entre las partículas en el lecho de compresión. Esto da como resultado la desintegración de la mayor parte de las partículas.

Durante el proceso, se generan microfisuras dentro de las partículas, y esto da como resultado el debilitamiento de dichas partículas para la siguiente etapa de molienda. La presión que se ejerce sobre un lecho de partículas reduce el desgaste debido a que el procedimiento principal de molienda no se produce entre la superficie

Principios de conminución: conminución de alta presión y proceso de rotura entre rodillos

del rodillo y el material, sino que tiene lugar entre las partículas de material dentro del lecho de partículas.

El rendimiento de un HPGR depende de la capacidad de los rodillos de arrastrar el material de alimentación hacia el espacio ubicado entre los rodillos (fricción de la superficie de rodillo), de las características del material de alimentación (por ejemplo, cohesión interna, humedad) y de las condiciones de funcionamiento (por ejemplo, la velocidad del rodillo, condiciones de la alimentación obstruida).

La fricción de la superficie de rodillo se puede incrementar por medio de la aplicación de una textura de superficie articulada a los rodillos, tal como patrones en forma de V invertida o bien estoperoles insertados de metal duro que sobresalen algunos milímetros por encima de la superficie del rodillo (patente KHD).


Tamaño de partícula del producto

El HPGR es capaz de procesar partículas con un tamaño de hasta aproximadamente 80 mm. La esencia del proceso consiste en evitar el triturado de partículas individuales y realizar una molienda por compresión del material en el un lecho de partículas. El triturado de partículas individuales puede incrementar el desgaste de la superficie del rodillo a través de altas cargas concentradas y cortes, y puede provocar daños a la superficie autógena de desgaste. Para lograr una compresión ideal entre partículas, el molido del tamaño de las partículas de alimentación debe ser menor al espacio de operación entre los rodillos. En aplicaciones reales, el tamaño máximo de una distribución de alimentación puede contener partículas hasta aproxima-damente un 70% más grandes que el espacio de operación.

Un rodillo abrasivo de alta presión produce una distribución de tamaño de partículas (PSD, por sus siglas en inglés) más amplia, y con una mayor cantidad de partículas finas, que la distribución producida por un triturador terciario (por ejemplo un triturador de cono). La razón es que la fuerza de compresión no sólo actúa en el extremo grueso de la PSD, sino a lo largo de todo el lecho de partículas, tanto en partículas gruesas como finas, incluidas las partículas finas derivadas de las fracciones inicialmente más gruesas.

Una amplia variedad de minerales pueden generar productos de un tamaño similar a P80. Este es el resultado de la distribución de tamaño de productos sometidos a una fuerza de presión determinada vinculada con la apertura del espacio obtenido entre los rodillos. Esta apertura del espacio depende de las características de un determinado tipo de mineral en la producción de un lecho de material que resiste la presión aplicada, así como del tamaño del rodillo.

Por ejemplo, para la mayoría de los minerales metálicos probados, la apertura del espacio a un tamaño de rodillo determinado y a una fuerza de presión promedio específica de aproximadamente 4,5N/mm² oscila en aproximadamente el 2,5% del diámetro del rodillo. El tamaño máximo de partícula en el producto se determina principalmente por medio de la apertura del espacio obtenida entre los rodillos y una cantidad limitada de material de alimentación que se desvía del proceso de molido (tales como los bordes de los rodillos). Con un 100% del producto que atraviesa el tamaño correspondiente a la apertura del espacio, la curva de la distribución de tamaño de partículas se puede determinar por medio de las características de trituración del mineral sujeta a condiciones de alta presión. Una distribución de tamaños más finos puede requerir una fuerza de presión más elevada o, en algunos casos, un contenido de humedad más alto. La mayor parte de los productos pertenecientes al HPGR por lo general se liberan en forma de escama del material compactado, pero con una consistencia muy frágil. Se puede requerir desaglomeración con una entrada de energía muy baja en casos que impliquen la medición del tamaño o la clasificación del producto, por ejemplo, en el retiro de la capa superficial del volumen perteneciente a los productos terminados, más allá de una etapa posterior de molido. Si posteriormente a la operación del HPGR se manifiesta un proceso de triturado por medio de un molino de bolas, por lo general no se requiere la desaglomeración del producto en escamas. Dado un cierto contenido de humedad y una adhesividad relativamente baja del material, las escamas producidas se rompen con facilidad en puntos de transferencia de cintas transportadoras, o en el proceso de evaluación cuando un rodillo abrasivo de alta presión funciona en un circuito cerrado con harneros.

Comparación de la distribución del tamaño de partículas: rodillo abrasivo de alta presión frente a triturador de cono



Muestras de cuarcita tras la conminución:

1. a partir de una trituradora de quijada en laboratorio

2. a partir de un HPGR que muestra un gran número de microfisuras

2.

Ventajas de las microfisuras

La elevada fuerza de prensa en el lecho de material promueve tensiones diferenciales en forma local dentro de los gránulos, asi como entre los minerales correspondientes a las menas y la roca estéril circundante. La capacidad de los minerales individuales para adaptarse a esta tensión determina su grado de rotura, deformación o el estado de permanecer libre de afecciones. En el procesamiento de diamantes, el mineral duro del diamante resiste la tensión mientras que los materiales circundantes se desintegran, y como resultado producen una molienda selectivo. En el procesamiento de minerales de oro, la roca madre tiende a desintegrarse, mientras que los granos de oro resisten la presión en gran medida o sufren una deformación muy leve. En el procesamiento de otros minerales, tales como sulfuro y metal base, las diferentes propiedades de los tipos específicos de minerales responden en planos de tensiones a lo largo de las superficies minerales. Esto mejora la liberación de los mismos.

En operaciones de lixiviación, la creación de fisuras y grietas a lo largo de los bordes del mineral, permite el acceso y la percolación de líquidos de lixiviación. Esto tiende a mejorar la recuperación de los valores.

Reducción del índice de trabajo de Bond

En aplicaciones donde posteriormente a la operación del HPGR se manifiesta un proceso de triturado por medio de un molino de bolas, las microfracturas inducidas por lo general dan como resultado una reducción del Índice de trabajo de Bond. Para la mayor parte de los minerales, esta reducción oscila entre el 10-25%. Naturalmente, este proceso tiene en cuenta el molido tanto a una tasa de rendimiento incrementada, a una entrada de energía reducida o con un número reducido de la molienda. La reducción en la triturabilidad por medio de la molienda de HPGR se puede demostrar en una variedad de minerales, tanto en laboratorio como en ensayos piloto a escala. La reducción en el Índice de trabajo de Bond se incrementa, hasta un cierto límite, con la aplicación de presión. En combinación con una fracción incrementada de partículas finas en el producto derivado del HPGR, la triturabilidad mejorada dará como resultado considerables ahorros en el costo para la energía y un trabajo y mantenimiento reducidos alrededor de una menor cantidad de molinos de bola en funcionamiento. Esto resulta especialmente ventajoso en operaciones donde la energía constituye un elemento costoso o cuando es necesario mantener la capacidad de la planta en donde se encuentran minerales más duros o menos densos

Comparación de la reducción del Índice de trabajo de Bond: trituración previa por rodillo abrasivo frente al proceso único de trituración


1.

PR de 55 bares + molino de bolasPR de 40 bares + molino de bolasPR de 25 bares + molino de bolasSin PR, sólo molino de bolasEnergía neta disponible de molino de bolas

Energía neta específica de molino de bolas [kWh/st]

% ac

umula

do en

mall

a 65


Humedad Protección contra el desgaste

La alimentación de un rodillo abrasivo de alta presión debe contener preferentemente cierto grado de humedad. Esto ayuda a generar una superficie autógena de desgaste competente. Por lo general, la molienda por medio de HPGR facilita el procesamiento de minerales relativamente húmedas; en algunos casos las minerales contienen una humedad de hasta el 10%. Esto puede resultar beneficioso en aquellas aplicaciones donde un material húmedo se debe someter a molienda. En un procedimiento de molido convencional, la mena puede requerir ya sea un proceso de secado previamente al molido o un proceso de la molienda húmeda. El proceso de secado naturalmente constituye una etapa costosa del proceso, mientras que el molido húmedo puede requerir un esfuerzo considerable en los procesos posteriores de sedimentación y filtrado de los minerales molidos. En estos casos, la molienda por medio de HPGR puede proporcionar una alternativa viable.

Una de las cuestiones más importantes en la molienda por medio de HPGR es el desgaste de la superficie del rodillo. Al presente, la mayor parte de las aplicaciones en la indus-tria del cemento poseen rodillos lisos con recubrimiento superficial endurecido, generalmente con un patrón de borde soldado y con recubrimiento endurecido sobre la superficie para lograr una mejor adherencia de la superfi-cie. En el caso de los minerales, dicha superficie requiere de muchos cuidados; a menudo se necesita una nueva soldadura de estas superficies de rodillos. Por este motivo, KHD desarrolló y patentó los rodillos de estoperoles. Estos rodillos proporcionan una vida útil más prolongada debido a una superficie de desgaste más resistente y a la inserción de una capa de desgaste autógena.

El revestimiento autógeno suele evitar el choque directo de las rocas de mayor tamaño sobre las superficie del rodillo, además de proteger ante el movimiento abrasivo, del material alimentado, paralelo a la superficie del rodillo. El desgaste corresponde por lo tanto más bien a aquel de los estoperoles de metal duro, que son más resistentes.

La superficie autógena generalmente evita que las rocas más grandes sufran un impacto directo sobre la superficie del rodillo y proporciona un escudo contra el movimiento abrasivo del material paralelo a la superficie del rodillo. Por ende, el desgaste se aplica principalmente en los tachones de metal duro, que son mucho más resistentes.

Horas de vida útil realmente alcanzadas corres-pondientes a las superficies de rodillo de los HPGR:

Horas de funcionamiento

• Mineral de hierro (pequeñas bolas) 14,000-36,000

• Mineral de hierro (fracción gruesa) 6,000-17,000

• Mineral de oro (fracción gruesa) 4,000-6,000

• Roca Kimberlita (fracción gruesa) 4,000-7,000

• Mineral de fosfato (fracción gruesa) 6,000-12,000

Superficie revestida por estoperoles con superficie autógena de desgaste




Capacidad calculada para un abertura (gap) de una prensa de rodillos

La capacidad calculada para un HPGR por lo general se puede determinar por medio de la aplicación de las siguientes ecuaciones:

Q = q x D x W x v

Q = s x W x v x r x 3.6

Donde: Q = capacidad calculada para un HPGR, t/h q = rendimiento específico, ts/m³h D = diámetro del rodillo, m W =ancho del rodillo, m v = velocidad periférica del rodillo, m/s r = densidad de escama, t/m³ s = ancho de escama, mm

El rendimiento de la utilización de energía es muy alto. En comparación con la molienda convencional, las características de selección y rotura del proceso son considerablemente mejores, predominantemente a través de las elevadas fuerzas que actúan sobre los múltiples contactos de las partículas individuales. La cantidad de energía consumida es considerablemente menor que en otros procesos de molienda. Para la mayor parte de los minerales, el consumo específico de energía oscila en 0,8–3,0kWh/t. Particularmente cuando se crea un vínculo con procesos posteriores descendentes o clasificadores de alta eficacia, se alcanzan reducciones generales de energía en los procesos de molienda tan elevadas como del 40%.

Consumo de energía Capacidad

El capacidad específica de la prensa de rodillos se determina a partir de pruebas realizadas en laboratorios o pruebas piloto realizadas en el lugar. Este rendimiento específico tiene en cuenta un aumento progresivo más o menos directo con el tamaño del rodillo, con ciertas correcciones para la velocidad periférica del rodillo, la fuerza de prensa, el contenido de humedad y la brecha.

Los parámetros correspondientes se proporcionan en base al tamaño de la prensa de rodillos y se determinan a partir de pruebas prácticas llevadas a cabo en un HPGR a escala piloto. Las series de máquinas de HPGR varían de rodillos piloto, con un diámetro de rodillo de 0,8m y un ancho de rodillo de 0,25m, a máquinas de tamaño máximo con un diámetro de rodillo de 2,5m y un ancho de rodillo de 1,8m o mayor.

Con un rendimiento específico promedio de 250ts/hm³ y una velocidad de rodillo moderada, las capacidades nominales para las máquinas anteriores se pueden calcular en 50t/h y 4000t/h, respectivamente. Con un consumo de energía específico promedio de 2,0kWh/t, el consumo estimado de energía neta sería de aproximadamente 100kW y ˜3000kW, respectivamente.

Se proporciona un resumen de la línea de HPGR de KHD en la siguiente tabla. Naturalmente, existen otros modelos y tamaños (variación en el ancho de los rodillos) dentro de nuestro alcance de suministro.

Información técnica de las principales series de modelos (se encuentran disponibles más dimensiones de HPGR, con previa solicitud)

Tamaño Rodillo Rodillo Dimensiones de instalaciónTasa de

rendimiento

Diámetro

(cm)

Ancho

(cm)

Longitud

(m)

Ancho(1)

(m)

Altura

(m)(t/h)

Unidad de piloto 80 25 3.8 3.0 2.17 30-80

RP 3.6 120 50-63 4.45 3.0 2.0 100-320

RP 5.0 120 80-120 5.0 3.30 2.15 200-750

RP S 7 140-170 80-110 9.95 5.7 3.55 300-900

RP S 10 140-170 110-140 10.15 6.25 3.85 400-1100

RP S 13 170 110-140 10.35 6.75 3.85 500-1500

RP S 16 170-200 140-180 10.95 7.35 4.05 650-2100

RP S 20 200-220 140-200 12.65 7.75 4.7 900-2900

RP S 25 250 220-240 13.65 7.75 5.2 1800-4200

(1) - Sin caja de reductores, sin motores principales; conforme al ancho del rodillo

(2) - Información sólo para la planificación de propósitos y sujeta a cambios


Ejemplos sobresalientes de aplicación

A pesar de que generalmente se pueda aplicar el beneficio general de emplear prensas de rodillos de alta presión como un concepto de molienda efectiva y con bajo consumo de energía, las consideraciones para la instalación ellos varían en gran medida conforme a cada aplicación. A continuación se resaltan algunos ejemplos.

Liberación de diamantes

En el tratamiento de diamantes, la consideración más importante es la trituración eficaz del mineral,, al tiempo que se evita la rotura de las gemas de diamantes más grandes. Además de otros beneficios, los HPGR se encuentran especialmente equipados para el tratamiento de minerales de diamantes. Contrariamente a otros sistemas de triturado o molienda, cualquier gema de diamante de gran tamaño presente en el mineral no se someterá al proceso de triturado. Esto se logra al asegurar que nunca se reduzca la apertura del espacio por debajo de un punto establecido (por ejemplo 25 mm). Los diamantes pueden soportar la presión de trabajo aplicada, y no resultan fragmentados debido a que no tienen contacto directo con la superficie de molido. En molinos de tambor (molinos de bolas, molinos SAG) o trituradoras, se produce una reducción del volumen grueso a través del impacto, que destruye los diamantes más grandes que provocan una pérdida de productos con una calidad de gema de un valor extremadamente más alto.

Beneficios para metales preciosos

En el tratamiento de minerales de oro o de cobre, la molienda por medio de HPGR ha demostrado incrementar la recuperación de valores. Tal como se indicó previamente, la mayor parte de los minerales son susceptibles a la creación de microfisuras en o a lo largo de las superficies del grano mineral por la elevada fuerza de prensa. Esto promueve la liberación de mineral para una recuperación por gravedad, o el acceso y la percolación de líquidos de lixiviación que tornan al mineral más susceptible a la recuperación por medio de lixiviación. En

base a las microfisuras, se obtiene un alto contacto entre el líquido de lixiviación y las superficies de mineral con el fin de obtener una producción rentable.

Además, se demostró que las partículas de naturales de oro tratadas por medio de HPGR no se someten al proceso de aplanamiento, a diferencia de lo que ocurre con los molinos de bolas. Esto se produce como resultado de las condiciones típicas de una molienda de un HPGR. Como consecuencia, los procesos de separación como la concentración espiral o centrífuga son más eficientes con una recuperación de oro mejorada.

Liberación de metales base

En lo que respecta al enriquecimiento de minerales de sulfuro, el proceso de molienda por medio de rodillos abrasivos de alta presión puede incrementar la liberación en forma selectiva. La generación de microfisuras en o a lo largo de las superficies del grano mineral colabora en la liberación de los minerales entrampados, más allá de la concentración por gravedad, clasificación, o flotación.

Preparación del proceso de alimentación por bolas pequeñas

En cuanto a la preparación del proceso de alimentación por bolas pequeñas de minerales de hierro, la aplicación de HPGR como dispositivo autónomo de molienda o en combinación con molinos de bola demostró incrementar el rendimiento o la calidad de la alimentación por bolas pequeñas y el afinamiento máximo del producto, a un bajo nivel de entrada de energía. Especialmente en este tipo de aplicación, se ofrecen ventajas para procesar tortas de filtración de concentrados enriquecidos. Esto suministra un medio para evitar la necesidad de un secado excesivo o procesos difíciles de filtración y sedimentación.

1. 2. 3. 4. 1. Liberación de diamantes

2. Enriquecimiento del metal precioso

3. Liberación de metales base

4. Preparación del proceso de alimentación por bolas pequeñas




Equipos de ensayos de prensas de rodillos - HPGR piloto

Para la ejecución de pruebas prácticas a escala piloto, KHD Humboldt Wedag utiliza diversos HPGR piloto en todo el mundo. Uno de estos rodillos piloto abrasivos de alta presión se instala en el sitio de prueba de KHD en Colonia, Alemania. La ubicación de las otras máquinas depende de la necesidad de llevar a cabo pruebas en el lugar para ciertos proyectos.

El HPGR piloto es el rodillo abrasivo de alta presión más pequeño a escala industrial. Esto significa que los resultados de prueba son muy cercanos a los resultados en la escala de producción; por ende se facilitan los cálculos realistas de aumento progresivo para determinar la información real del proceso y de funcionamiento. Por ejemplo, se escogió un ancho de trabajo de 250 mm para la presión del rodillo piloto debido a que la producción del borde correspondiente a un ancho de rodillo más pequeño puede afectar los resultados de prueba en gran medida. La información de prueba analizada se convierte en información real de funcionamiento por medio de un procedimiento especial de aumento progresivo.

Todos los HPGR a escala industrial se diseñaron en base a este procedimiento. Las comparaciones entre los resultados de la prueba piloto y la información obtenida durante la puesta en servicio de los HPGR en escala de producción confirman la precisión de los procedimientos de aumento progresivo.

Objetivos principales de las pruebas prácticas piloto:

• Determinación de los parámetros de proceso para el diseño prensas de rodillos a escala industrial

• Cálculo del comportamiento ante el desgaste

• Producción de material de prueba para procesos descendentes

• Determinación de parámetros de diseño mecánico para los HPGR a escala industrial

La máquina piloto se encuentra equipada con un sistema de supervisión y control gráfico. La siguiente información vinculada al proceso y al funcionamiento se somete a supervisión y grabación:

• Rendimiento total y específico

• Consumo de energía total y específico

• Fuerzas de prensa totales y específicas

• Apertura (Gap) y de la escama

• Velocidad circunferencial del rodillo

• La prueba

Posteriormente al tratamiento en el HPGR se llevan a cabo otros análisis tales como:

• Distribuciones del tamaño de partículas por medio de evaluación en seco o húmeda

• Gravedad específica, densidad aparente y de escama

• Índice de trabajo de Bond

• Contenido de humedad

• Investigaciones de mineralogía

• Determinación de la tasa de desgaste

• Análisis químicos

• Análisis por rayos X

Información básica del HPGR piloto

Información básica del HPGR piloto en el sitio de prueba de KHD en Colonia, Alemania:

Diámetro del rodillo: 800 mmAncho del rodillo: 250 mm Fuerza de prensa máxima especificada: hasta ~ 10 N/mm2 **

Capacidad: ~ 30-80 t/h(1)

Tamaño del motor: 2 x 132 kWPeso del HPGR: ~ 21tCantidad requerida para el material de prueba: ~ 100 kg (cada prueba)

(1) conforme a las propiedades del material de alimentación

** fuerza de prensa normal máxima especificada para minerales ~ 5 N/mm2

Rodillo piloto abrasivo de alta presión en el sitio de prueba de KHD en Colonia, Alemania


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Instalaciones de KHD con rodillos abrasivos de alta presión (HPGR) en todo el mundoEl rodillo abrasivo de alta presión experimentó un avance y mejoró como resultado de aplicaciones prácticas, adquiriendo una posición firme en la tecnología de conminución. Contrariamente al triturado convencional de partículas individuales, por ejemplo, en molinos de tubo, la reducción del tamaño sobresaliente en un rodillo abrasivo de alta presión es el resultado de la conminución entre partículas presente en medio de los rodillos. Los HPGR se caracterizan por altas tasas de rendimiento del material con un desembolso de capital comparablemente bajo. La demanda específica de energía para la conminución del material también se reduce considerablemente. Gracias a estos beneficios económicos, se vendieron más de 290 máquinas a la industria de procesamiento de cemento, menas y minerales en todo el mundo.

Las siguientes páginas enumeran ejemplos típicos de HPGR establecidos para la conminución de minerales de hierro, minerales de oro y kimberlitas, que funcionan a plena satisfacción de nuestros clientes en África, América del Norte y América del Sur, Asia, Australia y Europa.

Prensas de rodillos de alta presión (HPGR)para la industria mineral

Rodillos piloto y de demostración abrasivos de alta presión de KHD

Aplicaciones de rodillos abrasivos de alta presión para el procesamiento de menas y mineralesBeneficios de la utilización del rodillo abrasivo de alta presión• Bajo consumo de energía

• Alta proporción de conminución

• Liberación selectiva

• Altos índices de rendimiento en espacios reducidos

• Vida útil incrementada de las piezas de desgaste

• Alta disponibilidad (>95%), fácil mantenimiento y control

• Diversas áreas para aplicación

• En suma: ¡Bajos costos de operación!



Recorrido visual de una prensa de rodillo de alta presión


La prensa de rodillos de alta presión

Los componentes de las prensas de rodillos de alta presión de KHD están divididos en estructuras claramente definidas. Las características principales de nuestros HPGR son los dos rodillos de prensa (2) montados en forma horizontal, cada uno respaldado en un grueso marco seccional (1) por los sistemas de rodamientos (3). Las superficies de los rodillos se encuentran revestidas con estoperoles de metal duro para asegurar una protección autógena contra el desgaste. Los productos lanzados a partir del año 2007 en adelante están equipados con una superficie revestida por estoperoles. Los sistemas automáticos de lubricación con aceite o grasa proporcionan lubricante a los rodamientos de rodillos cilíndricos u oscilantes.

Un rodillo se fija al marco. El otro rodillo se puede mover y deslizarse dentro de ciertos límites. Los

rodillos de prensa se accionan en forma individual y la energía se transmite por medio de un árbol articulado, un embrague de seguridad o con líquido opcional y engranajes planetarios estándar (6). Se encuentran disponibles diversos sistemas de transmisión. El material se alimenta por gravedad en forma vertical en la apertura del rodillo sobre el dispositivo de alimentación (5) que puede estar equipado con una compuerta reguladora en la medida necesaria. Las fuerzas necesarias para una reducción óptima de tamaño se transmiten por medio de un sistema hidráulico al rodillo de deslizamiento y por ende, de una manera controlada, al lecho de material entre los rodillos de la prensa.

El sistema de control estándar supervisa y controla automáticamente todos los parámetros relevantes de operación y de la máquina.

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5Estructuras más importantes de la prensa de rodillos de alta presión

1. Marco de prensa

2. Rodillos de prensa

3. Sistema de rodamiento

4. Dispositivo hidráulico de presión

5. Dispositivo de alimentación

6. Accionador



• Extracción de ambos rodillos hacia un lado, sin el desmontaje del marco

• Sin necesidad de extraer el cubo para la presión del rodillo, el dispositivo de alimentación o las líneas hidráulicas

• Placas de soporte de rotación pesada (opcional) (posición operativa 1, posición operativa 6); activadas ya sea por cilindros hidráulicos (6) o por un dispositivo estándar de elevación (6a)

• Placas de soporte (1) equipadas con placas reemplazables y templadas

• Fácil apertura de la cubierta del rodillo por bisagra ubicada en la placa del lado frontal (3)

• Extensión del marco permanentemente montada (4) con sistema de cabrestante para cables gemelos (5) para la extracción e instalación del rodillo

1. El cambio de rodillo y marco de prensa

• Opción de extensión de marco equipada con elementos de baja fricción o carro de transporte alternativo (7)

• Estructura de la caja de engranajes/opción de des-montaje, que consiste en gatos hidráulicos (8), placa de soporte/móvil (9), tirantes (10), marcos de soporte (11) con puntos de elevación para el árbol articulado (12)

• Alineación simple, pero exacta en dirección vertical y horizontal por medio de 3 cilindros hidráulicos estándar y regulaciones de ajuste (13)

• Control de carga de cada punto de soporte por medio de manómetro durante las operaciones de montaje y desmontaje

• No se requieren herramientas especiales adicionales

• Movimiento horizontal de las cajas de engranajes por medio de cables estándar o cobrestante de cadena

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2. Las prensas de rodillos de KHD

El costo del desgaste es una cuestión de suma importancia en la industria dedicada al procesamiento de minerales. Por ende, KHD proporcionó máxima prioridad a la protección contra el desgaste. Por medio del desarrollo de un revestimiento patentado con estoperoles altamente resistentes al desgaste de los rodillos, KHD adoptó una posición líder en el mundo.

Los rodillos son las herramientas de molienda de las prensas de rodillos de alta presión. Debido al contacto directo con el material a comprimir bajo presiones variables, pueden estar sujetos a un alto desgaste.

La combinación de insertos de metal duro (estoperoles) y el material incorporado entre estos pasadores, un sistema desarrollado y patentado por KHD, adquirió gran reconocimiento como una forma de protección autógena contra el desgaste de la superficie del rodillo. Naturalmente, la mejor protección contra el desgaste es el material a comprimir. Como un beneficio adicional del rodillo con insertos, las propiedades de prensado se mejoran en gran medida. Sin esta mejora, por ejemplo, no sería posible procesar económicamente un material difícil como la alimentación húmeda por bolas pequeñas. Este sistema patentado de revestimiento de los rodillos ha sido desarrollado de la manera adicional dando como resultado la superficie Stud-Plus®, es decir, tecnología de punta, de la mano de KHD. Se destaca por ciclos de excelente servicio. Las llantas se pueden retirar de los ejes y reemplazar cuando se desgastan.

Rodillo con revestimiento de estoperoles patentado por KHD

Eje que contiene llanta con ajuste por contracción



3. El sistema de rodamiento

Según el tipo de HPGR, se pueden instalar dos sistemas de rodamientos diferentes: ya sea rodamientos con rodillos cilíndricos de múltiples hileras o rodamientos de rodillos oscilantes. KHD es el único fabricante que ha instalado exito-samente, durante varios años, rodamientos con rodillos cilín-dricos de múltiples hileras en HPGR de mayores dimensio-nes. Esto solamente es posible en combinación con el roda-miento de empuje de goma patentado por KHD establecido directamente en frente de las carcasas del rodamiento.

Los beneficios:

• El lado del rodillo flotante puede equilibrar los movi-mientos levemente angulares que se originan a partir de la posición oblicua, de existir alguna, del rodillo flotante.

• Asegura una distribución de carga homogénea sobre los rodamientos antifricción, y eso influencia en forma positiva la vida útil.

• Equilibra tolerancias de fabricación

Por motivos de costos, las prensas de rodillos de alta presión de menores dimensiones se equipan con rodamientos convencionales de pesados rodillos oscilantes. También hacemos uso de los beneficios del rodamiento de empuje de goma para este tipo de rodamiento. La característica principal de este rodamiento de empuje de goma constituido por 3 piezas es la lámina de goma

incorporada. Posee el efecto de un líquido altamente viscoso que asegura una introducción óptima de carga.

Otra característica importante es la combinación de placas de cromo pulido y placas de deslizamiento recubiertas por PTFE (politetrafluoroetileno) previamente mencionadas (ver 1. Marco de prensa - página 12). Dicho sistema asimismo se patentó y está compuesto por placas comerciales de cromo pulido y placas recubiertas por PTFE. Estas estructuras se pueden reemplazar con facilidad cuando sufren un desgaste sin la necesidad de desmontaje de los rodillos y no requiere mantenimiento adicional. Se encuentran montadas entre las carcasas de los rodamientos y el marco superior/inferior así como en el mecanismo externo de guía perteneciente a los rodamientos para lograr la fijación axial de los rodillos de prensa.

Se suministra lubricante a los rodamientos de rodillos cilíndricos ya sea por medio de un sistema automático de lubricación por circulación de aceite (rodamientos) en combinación con un sistema centralizado de lubricación por grasa (juntas de los laberintos) o por medio de una unidad centralizada de lubricación por grasa (rodamien-tos y juntas). Los rodamientos con rodillos oscilantes sólo se suministran con lubricante por medio de una unidad automática, centralizada de lubricación por grasa. Ambos tipos de rodamientos se equiparon con juntas altamente eficientes de múltiples etapas para evitar la penetración de impurezas.

Sistema de rodamiento con rodillo cilíndrico

Sistema con rodamiento de rodillo oscilante

Diagrama simplificado del sistema de lubricación por circulación de aceite

Sistema centralizado de lubricación por grasa simplificado

Distribución de carga con doble centrado, efecto de sujeción

Distribución de carga central; concentración de carga elevada

Distribución de carga óptima

Inconvenientes: Inconvenientes:

•Paso doble por áreas de carga máxima

•“Bloqueo” de los elementos giratorios hasta la deformación de la carcasa perteneciente al rodamiento

•Concentración de carga en pocas hileras del rodillo

•Presencia de carga máxima en una hilera de rodillo central


Diagrama de movimiento del rodillo móvil



4. Dispositivo de presión hidráulica

El objetivo principal del funcionamiento de la prensa de rodillos es elaborar un producto satisfactorio a una potencia de presión mínima. Esto se logra mediante nuestros HPGR, gracias al dispositivo de presión hidráulica sometido a buenas prácticas de ingeniería en combinación con el sistema de control de prensa. Los parámetros de óptimo funcionamiento, determinados previamente por pruebas de materiales, se supervisan en forma automática y se almacenan dentro de tolerancias especificadas por el sistema de control hidráulico. Incluso ante el caso de fluctuaciones normales en las características de alimentación, se obtiene una calidad de producto esencialmente constante. El operador se

ubicará en un determinado sitio para controlar en forma manual el HPGR por períodos cortos, en caso de ser necesario. Los componentes principales del dispositivo hidráulico son los dos gatos planos. KHD desarrolló estos cilindros o gatos planos en forma conjunta con fabricantes de cilindros. Las características de diseño más importantes son la rotación del pistón en todas las direcciones y la separación de superficies guía y de sellado. Sólo la camisa saliente tiene contacto con el diámetro exterior del pistón. Para iniciar el funcionamiento de un HPGR y por funciones de mantenimiento/inspección, el rodillo móvil se puede desplazar por medio del cilindro de retorno que se instala entre las carcasas del rodamiento pertenecientes a los rodillos fijos y móviles.

1. Diseño hidráulico simplificado con un movimiento esquemático de pistones

2. Tanque hidráulico

3. Bloque de control hidráulico

2 3

1


5. El dispositivo de alimentación

La importancia de este dispositivo generalmente se subestima. El método de alimentación del material posee una influencia importante en el funcionamiento de HPGR fijos y libres de vibraciones. Conforme al material específico a procesar, el dispositivo de alimentación se puede equipar con una compuerta reguladora y se puede proteger con el revestimiento de protección contra desgaste más adecuado.

Las placas laterales opuestas se pueden ajustar en forma vertical y horizontal y constituyen una parte fundamental del dispositivo de alimentación. Aseguran que sólo una mínima cantidad de material de


alimentación sin comprimir fluya más allá de los lados correspondientes a las caras de los rodillos. Las placas se montan de una determinada manera que les permite ceder el paso ante la desviación del rodillo móvil. En dicho caso, la placa lateral se vuelve a comprimir a su posición original por medio de una estructura de resortes precargada, una vez que la posición paralela del rodillo móvil en relación al rodillo fijo se restablece.

La placa lateral posee un diseño bi-partido para poder reemplazarla, en forma separada, de la parte inferior, que se encuentra sujeta a un desgaste máximo. Esta constituye una contribución adicional para reducir el costo de desgaste.

1. Dispositivo de alimentación

2. Placa lateral

1 2



6. El accionador

La energía para accionar las prensas de rodillos se transmite en forma exclusiva por medio de reductores planetarios estándar. Las unidades de reductoras se deslizan sobre el eje del rodillo de prensa en forma directa y confiable, y se encuentran sujetas de manera simple por medio de un disco hidráulico de contracción. El par de reacción se inicia por medio de un soporte específico de par de torsión compuesto por soportes laterales y verticales y un eje de torsión. Un eje de cardán y un embrague de seguridad (se encuentra disponible un embrague de líquido en forma opcional) establecen la conexión con el motor sobre el lado correspondiente a la entrada del reductor. Esta conexión se realiza con un embrague de seguridad en motores controlados por frecuencias.

1. Disposición del accionador con convertidor de frecuencias

2. Disposición del accionador sin convertidor de frecuencias, opcional con embrague de líquido

1

2


Revisión del historial


Brasil: HPGR 15 – 140 / 160 para la molienda de pellet feed de minerales de hierro

Empresa/ubicación CVRD | Vitoria, Brasil

Diámetro del rodillo 1,400 mm

Ancho del rodillo 1,600 mm

Material de alimentación Pellet feed de mineral de hierro anterior a molinos de bolas.

Humedad en el proceso de alimentación

8.5%

Tamaño del material de alimentación 500 Blaine

Tamaño de grano final 900 Blaine

Índice de rendimiento 715 t/h

Consumo de energía específica < 2.4 kW h/t

Fuerza de prensa específica 3 N/mm2

Tamaño del motor 2 x 1,750 kW

Vida útil de las ruedas con estoperoles 16,000 horas de funcionamiento

Brasil: información de diseño y procesos


CVRDVitoria, Brasil



Estados Unidos: HPGR 7 – 140 / 80 para la trituración de Pebbles de mineral de hierro

Empresa/ubicación Iron Dynamics Inc. | Butler, Indiana


Ancho del rodillo 800 mm

Material de alimentación Pebbles feed de mineral de hierro


1%

Tamaño del material de alimentación

2 mm

Tamaño de grano final 50% < 75mm



Fuerza de prensa específica 5 N/mm2 (max)

Tamaño del motor 2 x 670 kW

Vida útil de las ruedas con estoperoles

8,500 horas de funcionamiento

Estados Unidos: información de diseño y procesos

Iron Dynamics Inc. Indiana, EE. UU.



Empresa/ubicación Empire Iron Ore Mine | EE. UU.



Material de alimentación pebbles de mineral de hierro (pre triturados)


3%


63.5 mm

Tamaño de grano final 50% < 2.5 mm



Fuerza de prensa específica 5.1 N/mm2




Estados Unidos: información de diseño y procesos

Estados Unidos: HPGR 7 – 140 / 80 para la trituración de Pebbles de mineral de hierro

Empire Iron Ore Mine Michigan, EE. UU.


Kazajstán: 2x HPGR 13 – 170/140 para la conminución de mineral grueso de cobre

Empresa/ubicación Kasachsmys | Kazajstán



Material de alimentación Mineral de cobre

Humedad en el proceso de alimentación 3% máximo

Tamaño del material de alimentación 38 mm

Tamaño de grano final 3% máximo



Fuerza de prensa específica 5 N/mm2 (max)



Kazajstán: información de diseño y procesos


Kasachsmys Kazajstán



Empresa/ubicación Kudremukh Iron Ore Company Ltd



Material de alimentación Pellet feed de minera de hierro posterior a molinos de bolas


9-11%

Tamaño del material de alimentación 1,300 - 1,600 Blaine (< 0.5mm)

Tamaño de grano final 1,600 - 2,150 Blaine


Consumo de energía específica 2.2 kW h/t




India: información de diseño y procesos

India: HPGR 7 – 140 / 110 para la molienda de pellet feed de minerales de hierro

Kudremukh Iron Ore Company Ltd India


Mauritania: 2x HPGR 16 – 170 / 180 para la conminución de mineral de hierro

Empresa/ubicación SNIM | Zouerate, Mauritania

Modelo de HPGR RP 16 - 170/180



Material de alimentación Mineral grueso de hierro

Índice de trabajo del molino de bolas 11-15 kWh/t

Humedad en el proceso de alimentación 0-0.5%

Tamaño del material de alimentación -20+1.6mm

Tamaño del producto 65% < 1.6mm

Índice de rendimiento 1,800 t/h

Consumo de energía < 1.0 kW h/t

Fuerza de prensa específica 2.7 N/mm2 (máximo)



Mauritania: información de diseño y procesos


SNIM, Zouerate, Mauretania



Empresa/ubicación WISCO Minerals Ltd. | Wuhan, China



Material de alimentación Pellet feed de mineral de hierro posterior a molinos de bolas


3-8%

Tamaño del material de alimentación 1,100 - 1,300 Blaine

Tamaño de grano final 1,600 - 1,800 Blaine

Índice de rendimiento 210 t/h (máximo)




China: información de diseño y procesos

China: HPGR 3.6 – 120 / 50 para la molienda de pellet feed de minerales de hierro

WISCO Minerals Ltd.Wuhan, China


Australia: HPGR 10 – 170 / 140 para un nuevo proceso de triturado de kimberlitas

Empresa/ubicación Argyle Diamond Mines Pty Ltd.



Material de alimentación Kimberlita


2-4%


25 mm

Tamaño de grano final 39%

Índice de rendimiento 800 t/h máximo

Consumo de energía específica 1.75 kW h/t

Fuerza de prensa específica 2.96 N/mm2 (máximo 4.5)



4,000 horas de funcionamiento (serie 1+2)

6,350 horas de funcionamiento (serie 3)

7,000 horas de funcionamiento (serie 4)

Australia: información de diseño y procesos


Argyle Diamond Mine Western Australia



Empresa/ubicación CMH | Los Colorados, Chile



Material de alimentación Mineral grueso de hierro


< 3%


0-63.5 mm

Tamaño de grano final < 6.35 mm (55-75%)

Índice de rendimiento hasta 2,000 t/h

Consumo de energía específica 1.4kW h/t





Chile: información de diseño y procesos

Chile: HPGR 16 – 170 / 180 para la conminución de mineral grueso de hierro

CMH Los Colorados, Chile


Empresa/ubicación Suchoj Log | Irkutsk, Rusia



Material de alimentación Mineral de oro

Humedad en el proceso de alimentación 6.5% máximo

Tamaño del material de alimentación 25 mm

Tamaño de grano final 40% < 1.0 mm; 70% < 5.0 mm



Fuerza de prensa específica 5 N/mm2



Rusia: información de diseño y procesos

Rusia: HPGR 5.0 – 100 / 90 para la molienda de mineral de oro


Suchoj Log Irkutsk, Rusia


Cartera de productos

Weir Minerals cuenta con una línea avanzada de productos que incorpora marcas líderes en el mercado y que cubren virtualmente cualquier aplicación, en cualquier entorno.

Poseemos una valiosa cartera de propiedad intelectual, que se expande en forma continua a través de la investigación y el desarrollo en materiales y tecnología en dinámica de líquidos para mejorar la vida útil de nuestros productos. Como resultado, nuestro liderazgo mundial en bombas para pulpas mineras se combina con nuestros diseños innovadores en una elogiosa línea de productos con revestimientos para molinos, hidrociclones y válvulas para pulpas mineras.

Las marcas de Weir Minerals

WARMAN®

Centrifugal Slurry Pumps

GEHO®

PD Slurry Pumps

VULCO®

Wear Resistant Linings

CAVEX®

Hydrocyclones

FLOWAY® PUMPSVertical Turbine Pumps

ISOGATE®

Slurry Valves

MULTIFLO®

Mine Dewatering Pumps

HAZLETON®

Specialty Slurry Pumps

LEWIS PUMPS™

Vertical Chemical Pumps

BEGEMANN PUMPS™ Centrifugal Process Pumps

WEIR MINERALS SERVICES

Servicios ofrecidos por Weir Minerals

Weir Minerals emplea a casi 3.000 personas en todo el mundo. Nuestros clientes poseen acceso directo a la mejor experiencia en ingeniería respaldada por una gestión de primera clase.

Los ingenieros de diseño y los científicos en materiales, especialistas en procesos, jefes de proyectos y expertos en fabricación presentes en las empresas de Weir Minerals se encuentran entre los mejores del mundo.

Para asegurar que todos los clientes, dondequiera que se encuentren, tengan acceso a la experiencia local de más alta calidad, compartimos en forma constante conocimientos prácticos y las mejores prácticas en una cultura de mejora continua.

Nuestro compromiso de desarrollo personal permite a las personas desarrollar su potencial, y genera una pasión por el negocio que resulta extraña en un entorno de fabricación industrial. Al establecer un programa de liderazgo de vía rápida, por medio de la designación de productos y líderes en procesos y de la creación de equipos interdisciplinarios de proyectos para realizar trabajos conjuntos, promovemos un recurso humano dinámico, flexible e innovador.

Debido a la naturaleza de nuestras relaciones cercanas, los clientes generalmente dependen del entendimiento y respeto mutuo que se crea a partir de las sólidas relaciones profesionales y personales. Weir Minerals se enorgullece de contratar, retener y premiar a las personas más hábiles pertenecientes a una amplia gama de sectores industriales.

Copyright © 2010 Weir Slurry Group Inc. Todos los derechos reservados. Parte del material protegido bajo derechos de autor en esta publicación se reprodujo con el permiso de KHD Humboldt Wedag International AG

WARMAN es una marca registrada de Weir Minerals Australia Ltd y Weir Group African IP Ltd; CAVEX, HAZLETON, MULTIFLO son marcas registradas de Weir Minerals Australia Ltd; LEWIS PUMPS es una marca registrada de Envirotech Pump Systems Inc; GEHO y BEGEMANN PUMPS son marcas registradas de Weir Minerals Netherlands bv; FLOWAY es una marca registrada de Weir Floway Inc.; VULCO es una marca registrada de Vulco SA; ISOGATE es una marca registrada de Weir do Brasil Ltda.

STUD-PLUS, KHD, Humboldt, WEDAG, HUMBOLDT-WEDAG son marcas registradas de KHD

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2701 South Stoughton Road Madison, Wisconsin 53716 EE. UU.

Tel: +1 608 221 2261 Fax: +1 608 221 5807 www.weirminerals.com

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