proceso y operacion de molienda y clasificación

8/18/2019 Proceso y Operacion de Molienda y Clasificación

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PROCESO Y OPERACIÓN DEMOLIENDA Y CLASIFICACIÓN


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MOLIENDAINTRODUCCIÓN

La función del procesamiento de minerales es preparar el mineral para la extracción

del metal. Para esto se debe separar la parte valiosa de la ganga, produciendo una

fracción enriquecida que se denomina concentrado y un descarte llamado colas. Al

concentrar, se reduce el volumen de material que los metalurgistas van a manipular y

de reactivos necesarios para obtener el metal puro. Existen dos operaciones

fundamentales en el procesamiento de minerales:

Liberación del material valiosos de la ganga

Separación de este material de la ganga, proceso denominado concentración.

La liberación del material valiosos de la ganga se realiza mediante la molienda, hasta

un tamaño tal que el producto sea una mezcla relativamente limpia de partículas de

material y ganga, este material es necesario clasificarlo para obtener el tamaño

deseado.


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El siguiente proceso que es la separación se realiza valiéndose de ciertas diferencias

entre las propiedades de los constituyentes del mineral. Un método de separación queutiliza las diferencias en las propiedades superficiales de los minerales es la Flotación.

GENERALIDADES DE MOLIENDA

La molienda es la última etapa de reducción de tamaños. En esta etapa las partículas

se reducen en tamaño por una combinación de impacto y abrasión vía seca o húmeda.

La operación se realiza en recipientes cilíndricos rotatorios llamados molinos de

volteo. Estos contienen una carga de medio de molienda que se mueve dentro del

molino produciendo la disminución de tamaño de las partículas. El medio de molienda

puede estar compuesto de barras de acero, bolas, roca dura o en algunos casos de

trozos del mismo mineral.


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En el proceso de molienda, partículas entre 5 a 20 mm se reducen en tamaño hasta

partículas de 10 a 300 µm. Todos los minerales tienen un mallaje o tamaño óptimo de

molienda, el cual depende de varios factores incluyendo la extensión en la cual los

elementos valiosos están dispersos en la ganga y el proceso de separación a usar.

Objetivos de la molienda y su importancia

La molienda es una operación unitaria que tiene por objeto reducir el tamaño delmineral para liberar las partículas de mineral de la ganga. La separación entre

partículas que contienen el mineral (valiosos) y el resto, ocurre en la etapa siguiente a

la molienda que es la flotación. La importancia de esta operación queda demostrada

por el hecho que gran parte de la energía gastada en el procesamiento de un mineral

es ocupada por molienda. En consecuencia esta parte del proceso es de fundamental

incidencia en el costo del producto. Cualquier mejoramiento en la operación de

conminución, se reflejará como una importante economía del proceso.


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MECANISMOS DE CONMINUCIÓN

La molienda en molinos de volteo está influenciada por el tamaño, cantidad, el

tipo de movimiento y los espacios entre los elementos de molienda en el molino.

En oposición al chancado, que se efectúa entre superficies relativamente rígidas,la molienda es un proceso al zar y está sujeta a las leyes de probabilidad. El

grado de molienda de una partícula de mineral depende de la probabilidad de

que ésta llegue a una zona en que actúa el medio de molienda y la probabilidad

que ocurra algún efecto o evento de molienda. La reducción de tamaño en un

molino se debe a la acción de tres tipos de mecanismos que pueden actuar

simultáneamente: impacto o compresión, cizalle y abrasión.

Figuras: (a) Impacto o compresión (b) Cizalle (c) Abrasión


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Impacto o Compresión: Aplicada normalmente a la superficie de la partícula

Cizalle: Debido a las fuerzas oblicuas o de corte

Abrasión: Debido a las fuerzas que actúan paralelas a la superficie

Estos mecanismos distorsionan las partículas y cambian su forma más allá de ciertos

límites determinados por su grado de elasticidad, causando el quiebre de ellas. La

molienda comúnmente se efectúa vía húmeda, aunque en ciertas aplicaciones se

recomienda molienda seca.

Cuando el molino se hace rotar, la mezcla del medio de molienda, mineral y agua, se

mezclan en forma íntima y el medio de molienda puede reducir de tamaño las partículas

por cualquiera de los métodos anteriores, dependiendo de la velocidad de rotación del

molino. Esta velocidad de rotación proporciona la energía necesaria para moler, pero

parte importante de ella se disipa como calor y ruido.

Esta etapa es la que consume mayor energía de todo el proceso de tratamiento de

minerales, por lo cual debe ser estrictamente controlada.


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MOVIMIENTO DE LA CARGA EN UN MOLINO

Lo que distingue a este tipo de molinos es el uso del medio de molienda. El medio de

molienda está compuesto por elementos grandes, duros y pesados en relación a laspartículas de mineral, pero pequeños en relación al volumen del molino; ya que

ocupan poco menos de la mitad del volumen del molino. Debido a la rotación y

fricción de la carcasa del molino, el medio de molienda es elevado hasta alcanzar una

posición de equilibrio dinámico cayendo sobre la carga, alrededor de una zona

muerta, donde ocurre poco movimiento y en una zona donde no hay carga.

La velocidad de rotación del molino gobierna la naturaleza del producto y la cantidad

de desgaste del recubrimiento de la carcasa . Por ejemplo, un conocimiento práctico

de la trayectoria seguida por las bolas de acero en un molino determina la velocidad aque debe rotar para que las bolas caigan sobre el pie de la carga y no sobre el

recubrimiento; ya que esto provocaría un rápido desgaste de éste.


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La fuerza impulsora del molino se transmite por el recubrimiento a la carga. A

velocidades relativamente bajas, con recubrimientos “lisos”, el medio de molienda

tiende a rodar hacia el pie del molino y ocurre disminución de tamaño principalmente

por abrasión. Este efecto de “cascada” produce molienda más fina con aumento de la

producción de lamas e incremento del desgaste del recubrimiento. A mayores

velocidades el medio de molienda cae en un efecto de “catarata” sobre el pie de la

carga. Este efecto favorece la reducción de tamaño por impacto, la producción de

partículas de tamaño mayor y reduce el desgaste del recubrimiento. A la “velocidad

crítica” del molino, la trayectoria teórica del medio es tal que caerían fuera de la carga.

En la práctica ocurre el fenómeno de centrifugación y el medio de molienda se mueve

en una posición esencialmente fija contra la carcasa.

Baja velocidad Efecto cascada Abrasión Molienda fina Desgaste del

recubrimiento.

Mayor velocidad Efecto catarata Impacto Molienda gruesa


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Zona muerta

Zona de impacto Zona de abrasión

Zona catarata

Zona cascada

Trayectoria parabólica

Trayectoria circular

Figura : Movimiento de la carga en un molino de rodamiento de carga


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ImpactoCizalle Abrasión


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VELOCIDAD CRÍTICA

La velocidad crítica de un molino, es la velocidad mínima a la cual la carga se

centrifuga y se mantiene sostenida contra las paredes del cilindro del molino.

Si desarrollamos un balance de fuerzas a la velocidad crítica se obtiene:

En donde:

D = diámetro del molino en pies

NC = velocidad crítica en r.p.m

para valores de D mucho mayores que el diámetro de los medios moledores se puede

utilizar :

Ejercicio : Determinar la velocidad del SAG 3 en r.p.m, si trabaja a un 79 % de la

velocidad crítica y posee un diámetro de 36’.

d D N

C

6.76

D N

C

6.76

m.p.r ...

D

.NC 76612

6

676

36

676676

Por lo tanto la velocidad del molino es 0.79 * 12.766 = 10 r.p.m.


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MOLINOS ROTATORIOS DE VOLTEO

Molinos de volteo es el nombre genérico de una serie de modelos de molinos para

reducción fina que se basan en el mismo principio de molienda. Estos molinos, en

general consisten en una carcasa cilíndrica o cónica que rota sobre su eje horizontal y

que está cargada con medios de molienda tales como barra, bolas o rocas del mismo

mineral.

Los tipos de molinos son:

Molinos de barras

Molinos de bolas

El molino de bolas difiere del de barras en su relación largo/diámetro (L / D). En general

para molinos de bolas, su largo no excede del diámetro (L/D =1). El molino de barras

comúnmente es largo comparado con su diámetro (L/D > Ó = 1).


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MOLINO DE BARRAS

Se pueden considerar como máquinas de chancado fino o molienda gruesa. Son

capaces de trabajar con alimentaciones de 50 mm y entregar productos de hasta 300µm. A menudo se prefieren para chancado fino, sobre todo cuando el material tiene

alto contenido de arcilla y tienden a taponar al chancador. La característica distintiva

de un molino de barras es que la longitud de la coraza cilíndrica está entre 1,5 a 2,5

veces su diámetro.

Las barras son un poco más cortas que el largo del molino (2 a 3 pulg) para que

trabajen en buenas condiciones sin formar puentes a lo ancho del cilindro. La longitud

máxima del molino es de aproximadamente seis metros, pues para longitudes mayores

las barras se deforman (se pandean). Puesto que las barras superiores a 6 m se

deforman, esto establece la longitud máxima del molino. Actualmente se usan molinos

de barras de hasta 4,57 m de diámetro por 6,4 m de longitud.

Los diámetros de las barras varían de 25 a 150 mm. Mientras más pequeño sea el

diámetro de las barras, mayor será el área de molienda y por consiguiente será mayor

la eficiencia de molienda.


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Se usan barras de acero al alto carbono porque son más duras y se quiebran en vez de

doblarse al desgastarse, no enredándose así con las otras barras. La capacidad óptima

de molienda se obtiene con barras nuevas cuando estas ocupan el 35 % del volumen de

la coraza.

Cuando el volumen alcanza 20 – 30 % (por desgaste) se restituye el valor original

agregando barras nuevas y retirando las más desgastadas.La sobrecarga da como resultado una molienda ineficiente y un mayor consumo de

barras y revestimiento. El consumo de barras varía ampliamente con las características

de la alimentación del molino, velocidad del molino, longitud de las barras y tamaño del

producto, normalmente está en el rango de 0.1 a 1.0 kg de acero por tonelada de mineral

para molienda en húmedo, pero es menor para la molienda en seco.

Los molinos de barras normalmente trabajan entre el 50 a 65 % de la velocidad crítica,

con el fin de que las barras formen una cascada en vez de una catarata lo cual tiende a

trabar las barras.


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Fig. : Acción de molienda de las barras

Las siguientes ventajas se deben considerar cuando estos molinos se comparan con

otros tipos.

1.- La acción de molienda controla la distribución de tamaño del producto de tal forma

que no es necesario un circuito cerrado.

2.- El medio de molienda es de un costo relativamente bajo.

3.- Se obtiene una alta eficiencia de molienda puesto que hay menos espacio en una

carga de barras que con cualquier otro medio de molienda. Esto también da por

resultado un bajo consumo de acero. Debido a su mayor masa, las barras en cascada

ejercen un golpe más fuerte que una carga de bolas de acero y por consiguiente las

partículas gruesas se quiebran más fácilmente.

4.- Las barras se pueden mantener en condiciones de trabajo máximas ya que las

barras gastadas se pueden reemplazar fácilmente.


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MOLINOS DE BOLAS

Las etapas finales de reducción de tamaño se efectúan en molinos de bolas. Estos

pueden clasificarse por la naturaleza de la descarga en:

Descarga overflow o rebalse

Descarga por parrillas

Este último tipo está provisto con parrillas de descarga entre el cuerpo cilíndrico del

molino y el muñón de descarga. La pulpa fluye libremente a través de las aberturas de

la parrilla y después es elevada hasta el nivel del muñón de descarga. Los molinos con

parrilla comúnmente trabajan con alimentación más gruesa que los con rebalse y no se

usan para molienda muy fina. La razón principal es que con la formación de muchas

bolas pequeñas, el área de aberturas de la parrilla se obstruye rápidamente.


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El molino con descarga por rebalse es el que se usa para la mayoría de las

aplicaciones, debido a que es más simple de operar, se usa de preferencia para

molienda fina y remolienda.

Varios factores afectan la eficiencia de la molienda en los molinos de bolas. La

densidad de la pulpa de la alimentación debe ser tan alta como sea posible y

compatible con la facilidad de fluir a través del molino.Es esencial que las bolas estén cubiertas con una capa de mineral. Una pulpa muy

diluida incrementa el contacto de metal a metal, produciendo un consumo de acero

elevado y una eficiencia reducida de molienda.

Porcentaje de sólido ; los molinos de bolas deben trabajar entre 65 y 80 % de sólido

por peso, lo que da un mejor aprovechamiento de la energía.

La viscosidad de la pulpa aumenta con la finura de las partículas, por consiguiente los

circuitos de molienda fina requieren menores densidades de pulpa.


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Al igual que con los molinos de barras la eficiencia depende del área disponible para

molienda. Por esta razón se agrega una cierta distribución de tamaño de bolas y las

más grandes serán aquellas necesarias para fracturar las partículas más grandes y

duras que vienen con la alimentación. Cuando las bolas se gastan dejan el molino

junto con el producto y se pueden remover pasando las descarga por una rejilla o

tamiz colocado sobre el cajón receptor de pulpa.

La carga de bolas: La carga del medio de molienda ocupa entre el 40 – 50 % del volumen interno del

molino, alcanzando un máximo en 50 %, en una zona en que la eficiencia no varíe

mucho con la carga.

Velocidad de rotación:

Los molinos de bolas comúnmente se operan a velocidades mayores que los molinos

de barras, de tal forma que se obtiene primordialmente un efecto de catarata. La

velocidad normalmente está comprendida entre el 70 y 80 % de la velocidad crítica.


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CIRCUITOS DE MOLIENDA

El tipo de molino para una molienda particular y el circuito en que debe estar deben

considerarse simultáneamente. Los circuitos se dividen en cerrados y abiertos. En la

industria minera casi siempre se usa circuito cerrado (molino de bolas) en el cual el

material del tamaño requerido se remueve en un clasificador, retornando los tamaños

mayores al molino.

En operaciones en circuito cerrado no se requiere efectuar toda la reducción de

tamaño en un paso. En vez de esto, los esfuerzos van encaminados a retirar el material

desde el circuito tan pronto alcance el tamaño deseado, aumentando así la capacidad.

El material retornado (C) al molino se denomina "carga circulante" y su peso se

expresa como un porcentaje de la alimentación fresca (F).

100X A

CcirculanteaargC


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El circuito cerrado reduce el tiempo de residencia de las partículas en cada paso,

eliminando el exceso de molienda e incrementando la energía disponible para

molienda útil. Debido a la gran cantidad de material de tamaño cercano al tamaño del

producto que se retorna al molino, hay una reducción del tamaño medio de laalimentación, lo cual permite el uso de bolas más pequeñas aumentando la eficiencia

de la molienda.

Los molinos de barras generalmente se usan en circuito abierto debido a su acción de

molienda, especialmente cuando preparan la alimentación a los molinos de bolas. Los

molinos de bolas virtualmente siempre se usan en circuito cerrado con algún tipo de

clasificador.

Circuito cerrado directo: El material de alimentación fresca entra directamente al

molino.

Circuito cerrado inverso: El material de alimentación fresca entra primeramente a un

clasificador y el sobretamaño pasa al molino como carga circulante.


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CIRCUITOS DE MOLIENDAFlotación

Alimentación

Circuito Cerrado directo

Flotación

Alimentación

Circuito Cerrado inverso


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Alimentación

Fig. 4b: Circuito Abierto

Descarga

DescargaAlimentación

Circuito abierto: estos se caracterizan porque no existe un equipo clasificador enla descarga y por ende la descarga del molino continuo su paso a la próxima etapa.


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Variables en el Proceso de Molienda

En general, las variables del proceso de molienda pueden clasificarse en variables de

diseño y variables operacionales.

a) Variables de DiseñoEl diseño de circuitos de molienda debe considerar una serie de variables tales como:

1.- Velocidad crítica del Molino: Velocidad a la cual las fuerzas centrífugas actúan sobre

la carga de un molino, obligándola a adherirse a las corazas internas, con la

consiguiente pérdida de eficiencia.

2.- Volumen de carga : Se expresa como el porcentaje del volumen entre las corazas quees llenado con bolas y mineral.

3.- Potencia versus carga en el molino: La máxima potencia se consume en el caso de

que la carga ocupe aproximadamente el 50 % del volumen.

4.- Tamaño del Molino: El tamaño del mlino se determinará sólo en base a la potencia

requerida para moler.b) Variables Operacionales

Las variables de operación más relevantes del proceso de molienda son las siguientes:

a) Porcentaje de sólido en el molino: El porcentaje de sólido de la pulpa en el interior del

molino, se regula normalmente con adición de agua para obtener una viscosidad

adecuada.


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b) Tamaño de bolas: Es la variables simple más importante en el circuito de

molienda; asimismo, el tamaño, densidad, forma, dureza, tenacidad ycantidad de medios de molienda, tienen marcados efectos sobre la molienda.

c) Carga circulante y eficiencia de clasificación: Una eficiencia de

clasificación baja significa que el fino en vez de salir por el rebose sale por la

descarga (cortocircuito) lo que lleva consigo un aumento de la carga

circulante. Si se mejora la eficiencia de clasificación, disminuirá el corto

circuito de finos, y podrá por ende, disminuir la carga circulante y aumentar la

alimentación fresca al molino, con el consiguiente aumento de capacidad que

es del mayor interés.


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CONTROL DEL CIRCUITO DE MOLIENDA

El propósito de la molienda es reducir el tamaño de las partículas de mineral hasta que

se pueda conseguir una liberación económica del material valioso, entonces esesencial que un molino no sólo que acepte una cierta cantidad de material por día, sino

que debe entregar un producto de tamaño conocido y controlable.

Las principales variables que pueden afectar este control son los cambios en la

velocidad de alimentación, distribución de tamaños y dureza de la alimentación,

alimentación de agua y las interrupciones en la operación del circuito, tales como

paradas para cambios de revestimientos del molino, bombas o ciclones, etc.

El control de la velocidad de alimentación es esencial para una operación suave, de tal

forma que se hace necesario el uso de alimentadores especiales de peso constante. El

control de la carga del medio de molienda se efectúa controlando la potencia

consumida por el molino. Una caída en el consumo de energía hasta un cierto nivel

requerirá la recarga de medios de molienda frescos.


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Las fluctuaciones en el tamaño de la alimentación y la dureza probablemente son los

factores más significativos que provocan problemas con el balance del circuito de

molienda. Estas fluctuaciones pueden provenir de diferencias en composición,

mineralización, tamaños de grano y cristalización del mineral que viene de diferentes

partes de la mina; de cambios en la abertura del o los chancadores (a menudo debido

al desgaste) y del daño de los harneros en el circuito de chancado. El almacenamiento

del material tiende a suavizar las variaciones.

El incremento en el tamaño de la alimentación o dureza produce un producto de mayor

tamaño a menos que la alimentación sea automáticamente reducida, inversamente una

disminución de tamaño o dureza permitirá un incremento de la alimentación. Un

producto más grueso resulta en una mayor carga circulante, incrementado el flujo

volumétrico y reduciendo el tiempo de residencia de las partículas en el molino.

Esto causa un mayor incremento en el tamaño del producto y en el flujo volumétrico.

Como el tamaño del producto que entrega un " Hidrociclón" depende o se ve afectado

por el flujo, la distribución de tamaño cambiará. Luego, el control de la carga

circulante es bastante importante en el control del tamaño del producto.


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En muchas operaciones un análisis continuo sobre la corriente (on - stream) se usa

en el rebalse del clasificador para controlar la operación de molienda, mientras que

en plantas más antiguas la densidad de la pulpa del rebalse ha sido usada como guía

para el tamaño del producto.Mediciones de la carga circulante se pueden efectuar por muestras rutinarias de

varias corrientes.

CÁLCULOS RUTINARIOS

El control de la operación de una planta de molienda es un problema de

imponderables: desde el momento que el material bruto cae a la alimentación del

molino, el proceso es continuo y sólo cesa esta continuidad cuando el producto

finalmente emerge para descansar en las bodegas de concentrado y en los tranques

de relaves. El material en proceso no puede ser pesado sin interrumpir tal

continuidad; consecuentemente, el control de la planta depende mucho del“muestreo” adecuado del material que se halla en flujo, de estas muestras se deriva

información esencial por medio del análisis, en cuanto al contenido de metal,

distribución del tamaño de partículas y contenido de agua u otros ingredientes en la

pulpa del mineral.


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a) Porcentaje de sólidos

El porcentaje de sólidos es el peso del mineral seco molido contenido en una unidad

de pulpa. Por ejemplo 40 % de sólidos significa que en 100 Kg de pulpa hay 40 Kg de

mineral seco propiamente tal y los 60 Kg restantes corresponden a agua.

Donde:

X = Porcentaje de sólido

S = Peso específico del sólido

P = Peso específico de la pulpa

MS = Masa de sólidos

MP = Masa de pulpa

100Xm

mX

P

S

1001

1X

)(

)(X

SP

PS


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La densidad (ρ), se define como la masa por unidad de volumen

Ejemplo: Determinar el porcentaje de sólidos de la pulpa, cuyo peso específico

(pulpa) es en el momento del muestreo de 1,643 g/cc, siendo el peso específico del

sólido seco de 3,1 g/cc.

VP = volumen de pulpa

Ejemplo: Si llenamos un depósito de 1000 cc de capacidad con pulpa que pesa 1.643 g,

el peso específico de la pulpa sería:

cc g cc

g P /643,1

000.1

643.1

P

P

P

V

m

% . X ),( ,

),( , X 7757100

1136431

1643113


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Balanza Marcy

Este equipo es el más ampliamente usado en el control de circuitos

de molienda en la pequeña industria. Es análogo a una pesa tipopercha, en cuyo gancho cuelga un recipiente cilíndrico dotado con

un rebalse para mantener un volumen de pulpa de 1000 cc, (1 Lt).

La lectura se realiza en el visor donde una aguja registra el valor

medido, sobre una escala circular. La escala principal (superior)

corresponde al peso específico de la pulpa (gramos).

Las escalas siguientes corresponden a porcentajes de sólidos, que

difieren (entre escalas) básicamente en el peso específico o

gravedad específica del sólido.

En el ejemplo anterior con la ayuda de la balanza Marcy se puede leer directamente el

peso especifico de la pulpa sabiendo el peso especifico o gravedad específica del

sólido (3,1 g/cc), se lee directamente al porcentaje de sólidos de la escala

correspondiente, 57,7%.


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Flotación

A = Alimentación

C

B

D

A = Tonelaje de mineral al molino; XA = Porcentaje de sólidos en la alimentación

D = Tonelaje de mineral en el rebalse o fino ; XD = Porcentaje de sólidos en

rebalse.

C = Tonelaje descarga gruesos ; XC = Porcentaje de sólidos en la descarga del

clasificador.

B = Tonelaje de mineral en la descarga del molino; XB = Porcentaje de sólidos en

la descarga del molino.

BALANCE DEL CIRCUITO MOLIENDA CLASIFICACIÓN


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Ejercicio :Una Planta Concentradora es alimentada con 120.000 t/d de mineral con una

ley de 1,8 % de Cu. De la operación se obtienen 4.482 t/d de concentrado con una ley

del 40 % en cobre. Determinar las t/d de relave y su ley en cobre.

F = t/d de alimentación = 120.000

f = % ley de alimentación = 1,8

C = t/d de concentrado = 4.482

c = % ley de concentrado = 40

T = t/d de relave = ?

t = % ley de relave = ?

Figura : Representación esquemática plantaconcentradora

PLANTACONCENTRADORA

AlimentaciónF, f

RelaveT, t

ConcentradoC, c


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1) Balance de masa total F = C + T Ec. 1

2) Balance de finos F * f = C * c + T * t Ec. 2

De Ec. 1 se despaja el flujo de relave T

T = F – C = 120.000 – 4.482

T = 115.518 t/d

Despejando de Ec. 2 el valor de la ley de relave es:

t = 0,32 %

En los balances metalúrgicos de las plantas concentradoras es común utilizar lossiguientes parámetros:

115.518

40*4.4821,8*120.000=

T

c*Cf *F=t --

100t)-(ca

t)-(ac

100*t)(c*f

t)(f *c

=100*f *F

c*C

=n x -

-

tf

tc=

C

F=iónconcentracdeRazón

-

-


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MOLINOS – CONSTRUCCIÓN

Las partes principales en un molino:

Carcasa: Las carcasas están diseñadas de tal forma que puedan soportar los

impactos, y la carga. Se construyen de planchas que se cilindran soldando los

extremos.

La plancha es perforada para permitir la sujeción del revestimiento (interno).

Normalmente disponen de 1 a 2 puertas de inspección. Para fijar los muñonescabezales a los extremos de la placa de la coraza se sueldan flanges de acero al

extremo del cilindro.

Extremos del Molino: Los cabezales o muñones pueden ser de hierro fundido para

diámetros menores de 1 metro. Diámetros mayores exigen la construcción de acero

fundido, el cual es relativamente liviano y puede ser soldado. Pueden ir soldados a la

carcasa (sin flanges) o bien unidos a través de flanges.


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Transmisión: Los molinos de rodamiento de carga se mueven por un piñón engranado

con una corona cilíndrica remachada a un extremo de la máquina. El piñón va

directamente unido al motor.

Revestimiento: Las caras internas del molino consisten en recubrimientos

reemplazables los cuales pueden soportar los impactos, ser resistentes al desgaste y

promover un movimiento más favorable de la carga. Los recubrimientos pueden teneruna gran variedad de formas.

Los recubrimientos para molinos de bolas pueden ser hechos de hierro fundido aleado

con níquel, otros materiales resistentes al desgaste o gomas. Para molinos de barras

son generalmente de acero al manganeso o acero al cromo, en forma de onda. El costo

de recubrimiento es uno de los costos grandes en la operación del molino, de aquí que

se deba hacer una muy buena elección para que tenga el máximo de vida útil.


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Vista interior del molino, destacando la coraza. (a la derecha)Tipos de coraza (a la izquierda)


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Alimentación: El tipo de alimentador dependerá de si la molienda se hace en circuito

cerrado o abierto y si esta se efectúa vía seca o vía húmeda. El tamaño y el flujo de

alimentación son importantes.

Spout Feeder : Consiste de un chute cilíndrico o elíptico, soportado

independientemente del molino y proyectado hacia el interior de este a través del

cabezal de alimentación. El material se alimenta por gravedad a través de la canal y se

usa para molinos que operan en circuito abierto o en circuito cerrado.

El chute de alimentaciónes el que ingresa la cargaal interior del molino,

desde la correa dealimentación


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Figura : Partes principales de un molino

Chute dealimentación

Muñón

Descansoalimentación Piñón

Corona

Carcasa

Descanso

Eje Piñón

Embrague

Motor


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MOLINO DE BOLAS


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MOLINO DE BOLAS


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MOLINOS DE BOLAS


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ASPECTOS PRÁCTICOS

Debe ponerse especial atención en la operación de molienda, debido a la importancia

que ella tiene en la eficiencia y operación de la etapa de concentración. Es por estoque un déficit de molienda del mineral resultará en un producto demasiado grande con

un grado de liberación demasiado bajo para una separación económica. En la etapa de

concentración se obtendrá por lo tanto una recuperación y razón de enriquecimiento

baja, Por otra parte un exceso de molienda innecesariamente reducirá el tamaño de

partícula de la ganga y reducirá el tamaño del mineral valioso hasta bajo el tamaño

requerido para una separación eficiente con un consumo "inútil" de energía en exceso.

También producirá un aumento de los consumos de reactivos. Las variables más

usuales de manipular por el operador son, el régimen de carga fresca al molino y elporcentaje de sólidos. A fin de prevenir anomalías en la operación por fallas en el

sistema mecánico de los molinos, el operador debe poner especial atención en el

detectar sobrecalentamiento de los descansos, filtraciones a través de la coraza,

pernos sueltos, sobrecargas, nivel de medios de molienda, operación bombas, etc.

MOLIENDA AUTÓGENA


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MOLIENDA AUTÓGENA

Aunque conocida y practicada desde principios de siglo, durante los últimos 15 años

se ha desarrollado en forma vertiginosa. Esta forma de molienda ha llegado como

respuesta a necesidad de una mayor productividad para compensar la disminución de

las leyes y al aumento de los costos de Mantención y operación. El término “Molienda

Autógena”, tiene diferentes significados para diferentes autores, por esta razón

definiremos los términos a emplear.

Molienda Autógena (Autogenous Mills): Método de reducción de tamaño en el cual los

medios moledores están formados principalmente por colpas de la mena que se

procesa.

Molienda Semiautógena (Semi-autogenous Mills): En este caso el mismo tipo de

material anterior se somete a reducción de tamaño adicionando bolas de acero comomedio de molienda, además del material mismo.

Comúnmente la molienda autógena o Semiautógena se emplea en molienda primaria

o para la primera etapa de molienda en cualquier concentrador.

MOLINO SAG


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MOLINO SAG


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La molienda autógena en molinos con descarga por rebalse ha mostrado ser ineficiente.

Por esta razón los Molinos Autógenos y Semiautógenos se caracterizan por el uso de una

parrilla de descarga. Esta parrilla evita que el material grueso escape del molino. De este

modo, el mineral alimentado al molino puede ser descargado sólo una vez que ha sido

molido a un tamaño igual o menor que las aberturas de la parrilla.

La Figura muestra en forma esquemática la clasificación que se produce por la parrilla de

descarga en un molino semiautógeno.

Parrilla interna de abertura Xp

Descarga

Alimentación

Representación de la clasificación interna efectuada por la parrilla de descarga


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Parte interior de Molino SAG

Parrillainterna


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Mecanismos de reducción de tamaños en Molienda Autógena

El proceso de conminución autógena es esencialmente por ABRASION y FRACTURA.

La abrasión se produce por efecto del roce de las partículas al rodar, provocando la

remoción de granos superficiales. La fractura se produce por efecto de los impactos

del material entre si, removiendo trozos de material. Los dos mecanismos de

reducción de tamaño se deterioran si se produce un déficit de tamaños

“COMPETENTES" en la carga del molino. Una vez que se alcanza un cierto tamaño de

partícula (pebbles), la velocidad de reducción de tamaño disminuirá drásticamente.

En estos casos se dice que el molino se llena con un “tamaño crítico” de material, el

cual es demasiado pequeño para el mecanismo de abrasión y demasiado grande para

la fractura. Este fenómeno entonces, estará asociado con pérdida de eficiencia de

molienda, pérdida de capacidad y generación excesiva de finos.


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Cuando el material tiende a comportarse de esta manera puede mejorarse la capacidad

y eficiencia agregando bolas de acero, las que mejorarán las condiciones de impacto

dentro del molino. En este caso la potencia, eficiencia y capacidad del molino

mejoraran a expensas del consumo de acero del medio de molienda.

Esta modalidad de reducción de tamaño es llamada MOLIENDA SEMIAUTOGENA. La

molienda Semiautógena entrega una distribución de tamaño del producto más gruesa

y además actúa como SCRUBBER (lavador) de los componentes pegajosos (difíciles

de tratar en chancadores terciarios y secundarios y harneros) retirándolos en el barro.

El consumo de acero para circuitos de SAG – Bolas, es de 770 g de acero por bolas/ tde mineral normal (Wi = 16.5 KWH/t) y 140 g de acero por revestimientos / t de mineral.

Utilizan parrilla de descarga con aberturas de ½” a 3”. Evita que las partículas gruesas

dejen el molino.


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Para una Operación Estable de un Molino Semiautógeno se requiere tres condiciones:

- Una adecuada proporción de las fracciones gruesa, intermedia y fina en la alimentación

fresca que le permita al molino reponer los medios moledores.

- Un flujo de alimentación fresca del molino que permita igualar la tasa de ingreso de

mineral grueso con su tasa de molienda hacia tamaños más pequeños.

- Una tasa de descarga de mineral fino, a través de la parrilla del molino, que permitaigualar la tasa que ingresa sumada con la que se genera por fracturamiento de los

tamaños superiores.

Sobre estas tres condiciones el operador puede actuar muy levemente utilizando los

alimentadores que le proporcionen una granulometría adecuada, subiendo o bajando eltonelaje de acuerdo con la dureza del mineral, y aumentando o disminuyendo el caudal

de agua en la alimentación. Cada vez que cambia la granulometría o dureza del mineral y

la viscosidad de la pulpa, el molino varía su nivel de llenado afectando su productividad

y el operador debe actuar para compensar la perturbación.

FACTORES QUE AFECTAN LA OPERACIÓN DE UN MOLINO SAG


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FACTORES QUE AFECTAN LA OPERACIÓN DE UN MOLINO SAG

a) Flujo de alimentación fresca: Mientras mayor sea el flujo de alimentación, mayor será

el volumen de la carga con que trabaja el molino. En la práctica el nivel de la carga se

controla ajustando el flujo de alimentación. Además de la relación mencionada, el

volumen de la carga tiene un efecto directo en la potencia, de tal manera que el flujo de

alimentación y la potencia quedan relacionados. A medida que el flujo de alimentación

crece, la potencia consumida se incrementa hasta llegar a un valor máximo.

Zonaestable

Zona

inestable

Flujo de alimentación

PotenciaUn flujo de alimentación aún mayor provocaráuna sobrecarga y la potencia comenzará a caer

rápidamente. En esta condición de sobrecarga,

la intensidad de la acción de molienda se

reduce y la capacidad de tratamiento del

molino disminuye. Frente a esta situación el

operador parará la alimentación de sólidos al

molino y permitirá que se vacíe (“grind out”).

Luego reanudará la alimentación a una tasa

más baja que permita una operación estable

nuevamente.


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b) Distribución granulométrica en la alimentación: Para un volumen de carga

constante, una mayor capacidad de tratamiento se logra cuando el mineral de

alimentación es más grueso. Lo anterior se debe a que la capacidad rnoledora delmolino, está determinada por los medios de molienda, los cuales se forman a partir de

las rocas de mayor tamaño en la alimentación. Si la cantidad de gruesos es

insuficiente, la intensidad de la molienda en el molino será reducida y la capacidad del

molino decrecerá.

c) Dureza del mineral : La dureza del mineral que se alimenta al molino, es algo sobrelo cual el operador no tiene control. Mientras mas duro es el mineral, mayor será el

tiempo que toma su reducción de tamaño, por esto, para un flujo de alimentación

constante, el volumen de la carga aumentará junto con la dureza del mineral. Si el

molino está operado con un tonelaje inferior a su capacidad máxima, al aumentar el

volumen de su carga consumirá más potencia y el cambio en la dureza se compensarácon un aumento del consumo de energía por tonelada de mineral fresco, sin embargo

si el molino está siendo operado a su máxima capacidad, un aumento de la dureza,

producirá un sobrellenado que sólo podrá ser compensado con una disminución del

tonelaje tratado.

d) Densidad y viscosidad de la pulpa: La Viscosidad y la densidad de la pulpa, están muy


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) y p p y p p , y

ligadas, desafortunadamente la densidad de la pulpa dentro del molino no puede ser

medida directamente, de modo que lo que se mide y controla es la densidad de la pulpa

en la descarga del molino. En términos de las tasas de descarga lo que ocurre es que,

aumentando la densidad, se incrementa la viscosidad y se reducen las tasas dedescarga, provocando un aumento del volumen de pulpa y de la potencia además de una

disminución de la capacidad de tratamiento de mineral. El aumento de la potencia se

debe a un leve crecimiento de la masa en el molino y del ángulo de apoyo de la carga.

Una pulpa más densa y viscosa favorecerá un ángulo de apoyo mayor que, significa

mayor demanda de potencia.

e) Carga de bolas : Un factor que influye mucho, en la operación de un molino

semiautógeno, es el volumen de la carga de bolas. Este volumen se expresa como una

fracción del volumen total del molino y puede variar entre 4 y 14 %, siendo el valor más

usado un 8 %. Existen dos casos generales en los cuales es deseable agregar bolas en

un molino autógeno.

1) Cuando se tiene una excesiva acumulación de mineral fino e intermedio, debido a

una falta de colpas grandes en la alimentación al molino, que permita formar una

carga apta para moler esos tamaños.


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2. Cuando existe una acumulación de rocas grandes, debido a la incapacidad de la

carga para romper esos tamaños.

La determinación de la carga de bolas óptima es finalmente un problema de carácter

económico pues una de las principales ventajas de costos para los sistemas

autógenos es el bajo consumo de acero.


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SISTEMA DE ACCIONAMIENTO DE UN MOLINO SAG

El accionamiento del molino SAG consiste en un motor de anillosincrónico envuelto alrededor del casco del molino SAG, una fuente de poder

para el motor, un sistema de enfriamiento y un sistema de control complejo. El

motor de anillo está construido en segmentos; los segmentos del rotor están

empernados a la brida del molino y el estator es independiente. El estator estáconstruido en cuatro segmentos, y cada segmento tiene su propio sistema de

enfriamiento integral. El aire es arrastrado a través de los filtros, enfriado por

el agua que pasa a través del intercambiador de calor y soplado a través del

motor.


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REVESTIMIENTOS DE MOLINO


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REVESTIMIENTOS DE MOLINO

El molino está forrado con revestimientos de aceroal cromo-molibdeno resistentes al desgaste paraproteger el casco. Los revestimientos están fijados

con elevadores que ayudan a levantar la cargadurante la rotación del molino. La carga se levantahasta casi dos tercios de la extensión del arco derotación del casco antes de caer hasta el pie de lacarga.


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En el cilindro van 2 corazasaltas por línea, intercaladas condos corazas bajas. Juegan unrol fundamental, para producir ellevante del material con las bolas, paraproducir el efecto de cascada en la

molienda interna.

CORAZA CILINDRO ALTA


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CORAZA CILINDRO BAJA

La coraza baja no

produce efecto demolienda, solo sirvepara proteger elcasco del cilindro


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CORAZA EXTERIOR TAPA ALIMENTACION

Esta pieza se ubicaEn el exterior de latapa de alimentación


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PARRILLA DE DESCARGA

Las parrillas dedescarga, evacuanpor los slot queposeen el materialdesde el interior delmolino, traspasándolo

a los cajones dedescarga


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CORAZA INTERIOR TAPA DESCARGA

Esta coraza seubica hacia elInterior de laparrilla de des-carga


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PERNOS FIJACION CORAZAS

Los pernos defijación de corazastienen la cabezaovalada, para quecuando se montenen el alojamientode las corazas, seevite el giro al serapretados con lasllaves neumáticas

MOLIENDA AUTOGENA VERSUS CONVENCIONAL


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La molienda autógena o circuito autógeno viene a reemplazar a los circuitos

convencionales consistentes normalmente en:

Chancador primario, almacenamiento, chancado secundario, almacenamiento,

chancado terciario, molino de barras y molino de bolas, todo esto unido a los

sistemas de movimientos de materiales y clasificación. Frente a este tipo de circuito,

la molienda autógena presenta las siguientes ventajas:

Menor costo de capital, por un menor número de etapas en el proceso ya queelimina el chancado secundario, terciario y equipo auxiliar. Algunos operadores creen

que incluso el chancado primario es innecesario.

Menor costo de operación, principalmente debido al menor consumo de acero.

(particularmente en molinos autógenos).

Mayor capacidad por superficie ocupada.

Mejor comportamiento operacional frente a minerales barrosos.


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Cambio de sistema de transporte independiza la operación de los fenómenos

climáticos.

Mayor rentabilidad de la operación,

Distribución de los equipos más simples.

Gran flexibilidad, lo que hace más fácil la operación y control.

Menor requerimiento de mano de obra.


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Molienda Convencional Molienda SAG

Incluye chancado secundario y terciariomás molienda en barras

Sólo chancado primario más chancado de pebblessin molienda en barras

Nivel volumétrico de los medios de

Molienda es del orden de 35 a 45% delvolumen disponible en el interior de unmolino de bolas.

Menor cantidad de medios de molienda de 4 a

14% con respecto al volumen interno del molino.

Tamaño de bola máximo es 3” Tamaño de bola máximo 5-6”

Capacidad de tratamiento menor

Mayor Capacidad de tratamiento por causa debajas leyes

Se alimenta de la descarga de un molinobarras o a un SAG, por lo cual no requiereun acopio de gruesos

Requiere una cantidad de material grueso con lasuficiente calidad y competencia de una bola paraimpactar y reducir el material menos grueso

Mayor número de operadores por circuito

Casi el 50% menos de personal operador

Menor consumo de energía por circuito

Un 64% más de consumo de energía

Menor consumo de revestimientos Considerablemente más caro

Mayor costo de operación Costo de operación de un circuito semiautógenoes el 90% del convencional

EQUIPOS QUE COMPONEN EL CIRCUITO MOLIENDA – CLASIFICACIÓN

É


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Línea 1 Línea 2 Línea 3

Molino SAG 1

28 pies de diámetro, 14 pies delargo(1) Motor de 5500 HP y 200 RPM12,6 RPM carcaza

Molino SAG 2

28 pies de diámetro, 14 pies delargo(1) Motor de 5500 HP y 200 RPM12,6 RPM carcaza

Molino SAG 3

36 pies de diámetro, 19 pies delargo(2) Motor de 9000 HP y 176,5 RPM10,11 RPM carcaza

Molinos de bolas 1 y 2 18 pies de diámetro, 24,5 pies delargo

(1) Motor de 5500 HP y 200 RPM16,12 RPM carcaza

Molinos de bolas 3 y 4 18 pies de diámetro, 24,5 pies delargo

(1) Motor de 5500 HP y 200 RPM16,12 RPM carcaza

Molinos de bolas 5 y 6 20 pies de diámetro, 35 pies delargo

(1) Motor de 9000 HP y 176,5 RPM13,67 RPM carcaza

Molinos d e bolas 7 26,4 pies de diámetro, 36 pies delargo(2) Motor de 9000 HP y 176,5 RPM15 RPM carcaza

Baterías de h idr oc icl on es B-1 : 12 Hidrociclones Krebs D-26B-2 : 11 Hidrociclones Krebs D-26B-3 : 11 Hidrociclones Krebs D-26

Baterías de h id ro cic lon es B-4 : 11 Hidrociclones Krebs D-26B-5 : 11 Hidrociclones Krebs D-26B-6 : 12 Hidrociclones Krebs D-26

Baterías de h idr oc icl on es B-7 a B-12 : 12 Hidrociclones

Krebs D-33

Bombas (4) Warman 20”x 18”

Bombas (4) Warman 20”x 18”

Bombas (2) Warman 20”x 18” (6) GIW 26 x 28”

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

CLASIFICACIÓN


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CLASIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN


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La clasificación es un método de separación de mezclas de minerales en dos o más

productos teniendo como base la velocidad con que caen los granos a través de un

medio fluido. En el procesamiento de minerales, generalmente este medio es el agua y la

clasificación en húmedo normalmente se aplica a partículas minerales que se consideran

demasiado finas para ser separadas eficientemente por harneado.

TIPOS DE CLASIFICADORES

Se ha diseñado y construido muchos tipos diferentes de clasificadores. Sin embargo,

todos se pueden agrupar en dos grandes grupos, dependiendo de la dirección del flujo

de la corriente portadora de las partículas. Los clasificadores de corriente horizontal,

tales como los clasificadores mecánicos, son principalmente del tipo de asentamiento

libre y acentúan la función del tamaño en la clasificación ; los clasificadores

hidráulicos o de corriente vertical son normalmente del tipo de asentamiento obstruido

y aumentan así el efecto de la densidad sobre la separación.


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El mayor uso de los clasificadores hidráulicos en la industria de los minerales es para

clasificar la alimentación de ciertos procesos de concentración por gravedad. Talesclasificadores son del tipo de asentamiento obstruido difieren de los de libre

asentamiento en que la columna de separación se estrecha en el fondo para producir

una cámara de vaivén.

EL HIDROCICLON

Los Hidrociclones son equipos de clasificación continua que utilizan la fuerza

centrífuga para acelerar la velocidad de asentamiento de las partículas.

Un Hidrociclón típico consiste de un recipiente de forma cónica, abierto en su

descarga, que está unido a una sección cilíndrica, la que tiene una entrada de

alimentación tangencial.

Características del movimiento en el interior del Hidrociclón


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La pulpa entra por una tubería de alimentación en la sección cilíndrica y corre hacia

abajo en espiral, forzada por la nueva carga que va entrando detrás. A medida que la

pulpa va ingresando, su movimiento en espiral crea fuerzas centrífugas que hacen que

las partículas sólidas se muevan a la pared externa. Esto desplaza al líquido que es

forzado hacia el centro del ciclón y lleva con él las partículas sólidas más finas. La

pulpa continúa descendiendo hacia el ápex (el punto de descarga en el fondo) del

ciclón, donde el estrechamiento del cono restringe el flujo.

Las partículas más gruesas y pesadas que están en suspensión en la parte exterior del

ciclón continúan acelerándose y salen a través de la parte más estrecha de la sección

cónica ( apex).

La mayor parte del líquido y de las partículas finas son forzados ahora hacia el interior

y hacia arriba. Esta fracción de la pulpa sale en forma de un vórtice por la salida del

rebose (overflow).

Un tubo buscador de vórtice (un tubo que se introduce en la sección cilíndrica del

ciclón) sirve para proteger el vórtice de ser perturbado por la nueva alimentación y

para conducir la corriente ya clasificada fuera del ciclón. El material que sale por la

parte superior del ciclón es el rebose (overf low ) y el material grueso que sale por el

ápex es la descarga (underf low ).


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Figura : Ciclón


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Debe haber siempre una columna central de aire para mantener el vórtice. Si el ciclón se

llenara de pulpa, la acción de movimiento en espiral cesaría y el ciclón ya no clasificaría

apropiadamente. El aire se pierde por el rebose, pero la columna de aire escontinuamente reemplazada por aire introducido hacia arriba del ciclón por el ápex.

El ciclón exige altas velocidades de pulpa para generar las fuerzas interiores necesarias

para el funcionamiento apropiado. Las velocidades altas producen resistencia alta para

fluir y requieren que la alimentación sea presurizada. La densidad de la pulpa dealimentación, la presión de carga y los diámetros de salida del ápex y del tubo buscador

de vórtice determinan la eficiencia con que el mineral grueso y el fino son separados.

Estos factores también determinan el tamaño por debajo del cual las partículas tienden a

salir por el rebose. Esto se llama la tasa de corte . A medida que los sólidos sonrechazados por el ápex, la fuerza centrífuga que actúa sobre ellos tiende a hacerles

pasar al exterior, para que los sólidos que descienden salgan como l lamarada por el

ápex. (ver Figura).


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Figura : Angu lo de Descarga de un Ciclón


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A medida que la tasa de alimentación, presión y/o densidad de la pulpa que entra en el

ciclón disminuye, las fuerzas descendentes en la pulpa disminuyen comparadas con las

fuerzas centrífugas dentro del ciclón y el ángulo de dispersión aumenta. Esto se conoce

como roc iado y origina un rebose (overflow) del ciclón más fino. A medida que la tasa de

alimentación y la presión aumentan, el ángulo de dispersión disminuye.

Un ángulo de dispersión bajo indica una eficacia del ciclón baja, porque las fuerzas deseparación (centrífuga) son relativamente bajas. El caso extremo ocurre cuando el ciclón

se carga excesivamente y la pulpa desciende verticalmente por el ápex del ciclón (en

forma de cordón ). El cordón indica que el vórtice ya no existe; la columna central de aire

no está presente. En este caso, el ciclón ya no está clasificando la carga correctamente.

Cuando el ciclón está operando según diseño, el ángulo de descarga aproximadamente

es similar al ángulo de la punta del ciclón.


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Los ciclones se colocan en baterías para ahorrar espacio y asegurar una

distribución igual de alimentación a cada ciclón. La Figura es una vista

parcial en corte de una batería de ciclones. La pulpa proveniente de las

bombas de alimentación de ciclones entra en el fondo de un distribuidor

cilíndrico de alimentación, alrededor del cual las tuberías de alimentación

de ciclones se colocan simétricamente. Las válvulas de alimentación que

conducen a cada ciclón pueden abrirse o pueden cerrarse

independientemente. El underflow de cada ciclón descarga en una

canaleta circular instalada alrededor de la tubería de alimentación. Otracanaleta circular recoge todos los reboses (overflows).


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ALIMENTACIÓN


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OVER

ALIMENTACIÓN

FINOS

GRUESOS

OVER


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proceso y operacion de molienda y clasificación

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