CRITERIOS PARA EL DISEO DE UNA PLANTA DE CHANCADO
Fernando Zeballos Zeballos
AMEC (Per) S. A.
Objetivos Los principales objetivos en el diseo de una planta de chancado son los siguientes:
Disear una planta que logre los requerimientos de produccin requeridos
Conseguir un costo de operacin competitivo
Cumplir con las regulaciones ambientales
Que sea segura y simple de operar / realizar mantenimiento
Que sea construida a un costo razonable
Etapas del Diseo Existen tres etapas principales para el diseo de una planta de chancado:
Diseo del proceso
Seleccin del equipo
Arreglo de la instalacin
La primera y segunda etapa dependen de los requerimientos de produccin y parmetros de diseo, pero el arreglo de la instalacin puede reflejar preferencias y experiencia operacional de las partes (propietario, seguridad, personal de operaciones y mantenimiento, diseadores de equipos y consultor de ingeniera).
Parmetros de Diseo Parmetros que definen la seleccin y configuracin de una planta de chancado:
1. Requerimientos de produccin
2. Costo de capital y costo de operacin
3. Caractersticas del mineral
4. Seguridad y medioambiente
5. Tipo de explotacin / Localizacin
6. Tiempo de vida del proyecto/planes de expansin
7. Consideraciones de operacin
8. Requerimientos de mantenimiento
9. Condiciones del sitio
1. Requerimientos de produccin
EL CDP define los requerimientos de produccin del proyecto y tpicamente incluye la siguiente informacin:
Para el balance de materiales se debe especificar la capacidad nominal y de diseo o mxima del circuito.
Los equipos son seleccionados para para cumplir o sobrepasar las exigencias de produccin.
Es importante integrar el ciclo de acarreo del mineral a la chancadora primaria con las operaciones de mina.
Par
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Caractersticas del
Mineral
Programa de
Operacin
Descripcin del
Proceso
2. Costo de capital y costo de operacin
Costo de Capital: el CAPEX est compuesto por Costos Directos, Indirectos y Contingencia.
Costo de Operacin: el OPEX se compone por los costos de mano de obra, mantenimiento, energa y consumibles principalmente.
Par
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Costos Directos: Costo del equipo + Costo de instalacin
Costos Indirectos: EPCM, comisionamiento, inicio, fletes, repuestos de reemplazo /primer llenado, flete, impuestos, costos del propietario, permisos, licencias, etc.
Contingencia: Cubre costos imprevistos y est en el rango de 10 a 25% de los Costos Directos + Indirectos.
3. Caractersticas del mineral
Par
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TYPE OF STUDY
TYPE OF TEST SCOPING PFS FS Basic
Engineering
Crushing
Bond abrasion index
Bond work index (crushing) -
UCS / PLI ()
Fracture frequency ()
Final process design criteria - -
Note:
() As required
Testwork Size Weight per sample Comments
Bond abrasion index -3/4", +1/2" 1.6 Kg Ok
Crushing work index (CWI) -76, +51 mm 20 rock specimens Suggested core type is PQ.
UCS Ratio L/D > 2 -- --
Size Hole (outside) Core (inside)
diameter, mm diameter, mm
NQ 75.7 47.6
HQ 96 63.5
PQ 122.6 85
Caractersticas de las Muestras para Pruebas de Chancado
Tipos de Pruebas Metalrgicas
Dimetro de los Tubos de Perforacin
4. Seguridad y medioambiente
Reglamento de Seguridad e Higiene Minera, DS 055-2010-EM.
ECA del aire, DS 003-2008-MINAM.
Evitar derrames en los alimentadores, chutes y fajas.
Las chancadoras, zarandas y sistemas de leccin de aire contribuyen a un alto nivel de ruido.
Uso de domos para pila de gruesos.
Arreglo adecuado que considere espacios para la manipulacin de piezas durante el mantenimiento.
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5. Tipo de explotacin / Localizacin
Mina a tajo abierto con chancado primario convencional.
Mina a tajo abierto con chancado primario semimvil o mvil (in pit crushing).
Mina subterrnea con chancado primario convencional.
Mina subterrnea con chancado primario dentro de la galera.
Condiciones geotcnicas y/o climticas adversas.
Localizacin geogrfica: los costos de construccin sern ms altos a mayor altitud, en climas fros o sitios remotos.
Costo de materiales (acero Vs concreto).
Proyectos remotos tendrn mayores dificultades logsticas.
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6. Tiempo de vida del proyecto/expansin
Para proyectos de baja LoM puede ser mejor diseos modulares o montados en estructuras metlicas, de tal modo que puedan reubicarse en el futuro (bajo CAPEX).
Para proyectos de larga LoM, sera mejor usar estructuras de concreto buscando tener menor OPEX.
Considerar la expansin en el caso de proyectos que tengan planificado el incremento de su produccin es estratgico.
Para la mayor parte de plantas de chancado, los planes de expansin considerados en etapas tempranas podran ser ms convenientes que en etapas avanzadas del proyecto.
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7. Consideraciones de operacin
Las plantas diseadas deben ser simples y econmicas.
Salas de operacin confortables y bien ventiladas. Acceso visual a todas las partes principales de la planta.
Las fajas deben tener suficiente altura del suelo para permitir el acceso fcil de los equipos de limpieza.
Las chancadoras, los chutes y las fajas deben ser de alta resistencia (heavy duty). Considerar gras monorriel y montacargas para facilitar el mantenimiento.
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8. Requerimientos de mantenimiento
Fcil acceso para mantenimiento, esto es clave para mantener la operatividad de la planta.
Mantenimiento preventivo: Piezas de desgaste
Paneles de la zaranda
Piezas de desgaste de alimentadores
Protectores de las fajas
Lubricacin
Reparacin de fajas
Inspeccin visual
Ajustes elctricos e instrumentacin
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9. Condiciones del sitio
Las variaciones estacionales pueden afectar el contenido de humedad del mineral.
Podra ser til el uso de mallas de difgerente material en las zarandas para temporada hmeda (malla metlica) o seca (polimero).
El clima tambin condiciona el diseo de la arquitectura necesaria. Instalaciones en climas moderados o desrticos, pueden no necesitar cubierta, en cambio en climas con altos ndices pluviomtricos o nieve necesitaran cubierta.
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Seleccin de Equipos
Caractersticas del mineral: Litologa
UCS
CWI
AI
Arcilla
Humedad
Contenido de finos
Tonelaje a tratar y etapa de chancado: Tamao de la operacin
Chancado primario, secundario, terciario o cuaternario
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18A
bra
sio
n in
de
x
Kg/kW-h
Wet rod mill wear rods Wet rod mill wear liners Wet ball mill wear balls Wet ball mill wear liners
Dry ball mill wear balls Dry ball mill wear liners Crusher wear liners Roll crusher shell
Chancado Primario
www.flsmidth.com www.sbmchina.com
Parmetro Giratoria Mandbulas (doble palanca)
Sizer
Capacidad < 10,000 t/h < 1,000 t/h < 10,000
ndice de abrasin (Burbank) 0 35,000 0 35,000 0 6,000
Mineral cohesivo No No Si
Razn de reduccin 4:1 7:1 3:1 5:1 2:1 5:1
UCS (tpico) < 350 MPa < 350 Mpa < 200 Mpa
www.mmdsizers.com
Chancado Fino
Parmetro Chancadora Cnica
Impactor (VSI)
HPGR
Capacidad < 1,500 t/h < 2,500 t/h < 3,000 t/h
ndice de abrasin (Burbank) - 0 1,000 -
UCS - < 115 MPa < 300 MPa
Razn de reduccin 3:1 5:1 6:1 8:1 8:1
www.altexwales.com
Chancadora de Cono
www.metso.com
Impactor (VSI)
www.flsmidt.com
HPGR
Tipos de Circuitos de Chancado
Chancado Primario
Chancado en Dos Etapas (Circuito Abierto y Cerrado)
Chancadora primaria (Giratoria) Chandora primaria
(Giratoria)
Zaranda
Chancadora secundaria (Cnica)
Tipos de Circuitos de Chancado (Cont.)
Chancado en Tres Etapas (Circuito Abierto y Cerrado)
Chancadora primaria (Giratoria)
Zaranda primaria
Chancadora secundaria (Cnica)
Zaranda secundaria
Chancadora terciaria (Cnica)
Tipos de Circuitos de Chancado (Cont.)
Chancado en Cuatro Etapas
Chancadora primaria (Giratoria)
Zaranda primaria
Chancadora secundaria (Cnica)
Zaranda secundaria
Chancadora terciaria (Cnica)
Zaranda terciaria
Chancadora cuaternaria (VSI)
Arreglo de la Instalacin
Seccin - Chancadora Giratoria
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Seccin - Chancadora de Quijadas
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Seccin - Roll Sizer
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Arreglos (Planta) para Chancado Secundario Circuito Abierto
LEYENDA
Tolva Zaranda Chancadora Faja
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Arreglos (Planta) para Chancado Secundario Circuito Cerrado
LEYENDA
Tolva Zaranda
Chancadora Faja
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Arreglos (Planta) para Chancado Secundario y Terciario Circuito Abierto
Arreglo de la Instalacin (Cont.)
Arreglos (Planta) para Chancado Secundario y Terciario Circuito Cerrado
Reglas Bsicas para Seleccin de Chancadoras Con mineral duro y para menos de 600 t/h seleccionar una chancadora
de quijada, para ms de 1,000 t/h use una giratoria. Entre estas capacidades haga un anlisis comparativo - Chris Ottergren.
Para una mina subterrnea con mineral duro, una chancadora giratoria puede ser ms econmica en el caso de que la produccin diaria sea mayor que 8,000 t/d Jack de la Vergne.
Casi todas las chancadoras generan un producto que es 40% ms fino que la mitad del setting de la chancadora - Babu y Cook.
El producto de una chancadora de quijadas tendr una distribucin de tamao tal que el tamao de la fraccin P80 es ligeramente menor que el OSS de la chancadora. Por ejemplo, si el OSS es 6, el P80 ser 5 Desconocido.
En una operacin con mineral duro, el producto de una chancadora de quijadas tender a ser laminado, mientras que el producto de una chancadora giratoria tendera a ser cbico - Heinz Schober.
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