tesis laboratorio pmm

7/25/2019 Tesis Laboratorio PMM

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas

INFORME FINAL DE LABORATORIO

PREPARACIÓN MECÁNICA DE MINERALES

Alumno

Sebastián Jara Contreras

Profesora

Rossina Mena Olivares

AsignaturaPreparación Mecánica de Minerales

Antofagasta, Chile

3 de diciembre de 2015



2

Resumen

El presente informe presenta las experiencias realizadas en el laboratoriocorrespondiente a Preparación Mecánica de Minerales.

Primeramente se estudiaron las técnicas de muestreo y la

caracterización de un mineral. Para esto se realizaron 4 métodos: Paño

roleador, cortador de riffles, división por incrementos y cortador giratorio.

También se realizaron los ajustes de distribución de tamaño de Gaudin-

Schuhmann y Rosin-Rammler, entregando resultados más acertados en todos

los casos el ajuste de G-S. Además se determinaron las densidades aparente y

real, y el porcentaje de humedad de las muestras, obteniendo 1,47 g/ml; 2,63

g/ml y un 0,40%, respectivamente.

En el segundo laboratorio se estudiaron los circuitos de chancado

abierto, cerrado directo y cerrado inverso. Para esto se simularon los circuitos

mediante un chancador y un harnero, siguiendo el orden correspondiente, para

luego determinar razón de reducción y carga circulante de cada circuito. Del

circuito con mayor reducción de tamaño se obtuvo una razón de reducción de

3,15 y una carga circulante de un 15,59%.En el tercer laboratorio se estudió el paso posterior al chancado, la

molienda. Para esto, al molino se ingresaron el material con agua y un collar de

bolas, para proceder a moler con tiempos de 5, 10 y 15 minutos. Luego,

mediante análisis granulométrico e interpolación, se determinó el tiempo

necesario para un P60 de malla 200#, obteniendo un tiempo de 3,19 minutos.

En el último laboratorio se realizó el test de Bond por medio de un molino

estándar. Para ello se utilizó una alimentación fresca de 1.241,4 g y un número

inicial de 100 vueltas. A partir de los datos obtenidos se elabora una tabla para

los ciclos realizados y se determinan los valores de Gbp, Rcc, Wi y W

obteniendo 2,84 g/rev, 46,34%, 10,30 kW*h/tc y 55,14 kW*h/tc,

respectivamente.



3

Tabla de Contenidos

Resumen .............................................................................................................. 2

Tabla de Contenidos ............................................................................................ 3

Índice de tablas y gráficos ................................................................................... 5

Nomenclatura ....................................................................................................... 6

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN .......................................................................... 7

1.1 Objetivos .................................................................................................. 7

1.1.1 Objetivo General ............................................................................... 7

1.1.2 Objetivos Específicos ........................................................................ 7

1.2 Descripción de la problemática ................................................................ 7

1.3 Hipótesis .................................................................................................. 8

CAPÍTULO 2: FUNDAMENTOS TEÓRICOS ...................................................... 9

2.1 Muestreo de Minerales ............................................................................ 9

2.2 Separación por Tamaños ........................................................................ 9

2.3 Reducción de Tamaño ........................................................................... 10

2.3.1 Chancado ........................................................................................ 10

2.3.2 Molienda Convencional ................................................................... 10

2.3.3 Índice de Moliendabilidad (de Bond) ............................................... 11

2.3.4 Postulado de Bond .......................................................................... 11

CAPÍTULO 3: PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL ......................................... 12

3.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral ........................ 12

3.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución .............................. 12

3.3 Variables en Molienda ........................................................................... 13

3.4 Índice de Moliendabilidad (de Bond) ..................................................... 14

CAPÍTULO 4: RESULTADOS, ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONES

........................................................................................................................... 15

4.1 Resultados ............................................................................................. 15

4.1.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral .................. 15



4

4.1.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución ........................ 16

4.1.3 Variables en Molienda ..................................................................... 18


4.2 Análisis y discusión de resultados ......................................................... 20

4.2.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral .................. 20

4.2.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución ........................ 21

4.2.3 Variables en Molienda ..................................................................... 21


CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES ....................................................................... 22

5.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral ........................ 22

5.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución .............................. 22

5.3 Variables en Molienda ........................................................................... 22

5.4 Índice de Moliendabilidad (de Bond) ..................................................... 23

CAPÍTULO 6: RECOMENDACIÓN .................................................................... 24

CAPÍTULO 7: BIBLIOGRAFÍA ........................................................................... 25

CAPÍTULO 8: ANEXOS ..................................................................................... 26

8.1 Anexo A ................................................................................................. 26

8.2 Anexo B ................................................................................................. 28

8.3 Anexo C ................................................................................................. 30

8.4 Anexo D ................................................................................................. 30

8.5 Anexo E ................................................................................................. 31

8.6 Anexo F.................................................................................................. 32

8.7 Anexo G ................................................................................................. 33

8.8 Anexo H ................................................................................................. 35

8.9 Anexo I ................................................................................................... 35

8.10 Anexo J .................................................................................................. 36



5

Índice de tablas y gráficos

Tabla 1 % P.A. y Ajustes; G-S y R-R, para cada método de muestreo ............. 15

Tabla 2 Error de ajuste para cada método de muestreo utilizado ..................... 15

Tabla 3 Densidad Aparente, Densidad Real y Porcentaje de Humedad ........... 16

Tabla 4 Resultados de Razón de reducción y Carga circulante para Circuito

Cerrado Inverso .......................................................................................... 17

Tabla 5 % P.A. Malla #200 para cada tiempo de molienda y el P60 ................. 18

Tabla 6 Datos de Ciclo de Molienda .................................................................. 19

Tabla 7 Resultados de Gbp, Rcc, Wi y W .......................................................... 20

Tabla 8 Análisis Granulométrico del Método de Paño roleador ......................... 26

Tabla 9 Análisis Granulométrico del Método de Cortador por Riffle .................. 26 Tabla 10 Análisis Granulométrico del Método de Incremento ........................... 27

Tabla 11 Análisis Granulométrico del Método de Cortador giratorio ................. 27

Tabla 12 % Pasante Acumulado de la alimentación y del producto del circuito

cerrado inverso ........................................................................................... 30

Tabla 13 % Pasante Acumulado para 5, 10 y 15 minutos ................................. 33

Tabla 14 Análisis Granulométrico para material con molienda de 5 minutos .... 34

Tabla 15 Análisis Granulométrico para material con molienda de 10 minutos .. 34

Tabla 16 Análisis Granulométrico para material con molienda de 15 minutos .. 34

Tabla 17 Análisis Granulométrico de la Alimentación para el Test de Bond ..... 35 Tabla 18 Análisis Granulométrico del Producto para el Test de Bond .............. 36

Gráfico 1 % P.A. v/s Abertura, para división por riffle y su ajuste G-S .............. 16

Gráfico 2 Porcentaje Pasante Acumulado v/s Tamaño de Abertura, para

Alimentación y Producto del Circuito Cerrado Inverso ............................... 17

Gráfico 3 % P.A. Malla #200 v/s Tiempo de Molienda ....................................... 18

Gráfico 4 Logaritmo del porcentaje de Pasante Acumulado v/s Logaritmo del

tamaño de abertura, para Alimentación y Producto ................................... 19

Gráfico 5 % P.A. v/s Abertura, para paño roleador y sus ajustes ...................... 28

Gráfico 6 % P.A. v/s Abertura para cortador de riffle y sus ajustes ................... 28

Gráfico 7 % P.A. v/s Abertura para división por incremento y sus ajustes ........ 29

Gráfico 8 % P.A. v/s Abertura para cortador giratorio y sus ajustes .................. 29

Gráfico 9 Porcentaje Pasante Acumulado v/s Tamaño de Abertura, para todos

los circuitos ................................................................................................. 30



6

Nomenclatura

A.G.: Análisis granulométricoC(%): Porcentaje de humedad

C.A.: Circuito abierto

CC: Carga circulante

C.C.D.: Circuito cerrado directo

C.C.I.: Circuito cerrado inverso

Da: Densidad aparente

Dr: Densidad real

F80: Abertura por la que pasa el 80% de la alimentación

Gbp: Índice de moliendabilidad

G-S: Gaudin-Schuhmann

P80: Abertura por la que pasa el 80% del producto

P.A.: Pasante acumulado

RC: Peso de carga circulante requerido

R(r): Razón de reducción

R-R: Rosin-Rammler

W: Consumo de energía específica

Wi: Índice de trabajo



7

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN

Las menas están constituidas por minerales metálicos valiosos y dedesecho. La preparación mecánica de minerales considera la preparación de la

mena para la extracción del metal valioso en el caso de las menas metálicas. El

procesamiento de minerales corresponde a la etapa posterior a la extracción de

la mena, y comprende dos operaciones fundamentales: la liberación del mineral

valioso de su ganga, y la separación de estos desde la ganga. En todo proceso

metalúrgico es necesaria la preparación del mineral, de manera que su manejo

y tratamiento se simplifique.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo General

Conocer y analizar, mediante experiencias de laboratorio, los procesos

de toma de muestras, caracterización y reducción de tamaño de un mineral.

1.1.2 Objetivos Específicos

Conocer, evaluar y comparar distintos métodos de muestreo.

Realizar caracterización de sólidos por medio de análisis granulométrico.

Conocer y comparar los distintos circuitos de chancado.

Comparar las distintas variables que intervienen en la molienda.

Determinar la energía específica de un molino de bolas tradicional para

una reducción de tamaño específica.

1.2 Descripción de la problemática

Prácticamente todas las decisiones tomadas en un proyecto minero,

desde la exploración hasta el cierre de la mina, están sustentadas en el análisis

de material muestreado, por lo que cada operación relacionada a este ámbito

debe ser realizada con las mayores precauciones posibles, de tal manera que la



8

muestra en cuestión represente lo más fielmente posible al lote de donde

proviene.

La operaciones mecánicas además, constituyen procesos de reducción

de tamaño, y la separación o clasificación por tamaños del material, donde se

prepara la mena mineral para un posterior proceso de extracción y

concentración. Estas operaciones son de vital importancia ya que los elementos

que se encuentran en la corteza terrestre no se encuentran de una forma

uniforme; se presentan como compuestos minerales, los cuales tienen

distribuciones irregulares.

1.3 Hipótesis

A partir de información previa, para las técnicas de muestreo, se espera

que los valores obtenidos por medio de los métodos mecánicos sean más

certeros.

En el caso de los circuitos de chancado, en cuanto a razón de reducción,

debiesen obtenerse mayores resultados para los circuitos cerrados, ya que en

estos circuitos el material sobre tamaño recircula, mientras que en el directosolo se trata una vez. Por consiguiente, el P80 del circuito abierto se presume

bastante mayor al de los circuitos cerrados.

Para el cálculo del tiempo de molienda necesario para la obtención de un

porcentaje pasante específico, se presume que el tiempo será directamente

proporcional con la dureza y el tamaño de partículas del mineral alimentador. Es

decir, si el material se presenta blando y con partículas en su mayoría

pequeñas, se espera un tiempo de molienda bajo.

Basándose en información previa, el test de Bond no debería considerar

menos de 4 ciclos. Además, debido a que este procedimiento se realiza en

seco, se requerirá especial cuidado a la hora de remover el mineral del collar de

bolas utilizado, evitando así pérdidas de material.



9

CAPÍTULO 2: FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.1 Muestreo de MineralesEn toda preparación mecánica de minerales se considera inicialmente la

toma de muestras, para posteriormente realizar una caracterización física y

química de dicho mineral. Dependiendo de la clase del mineral, o el contexto en

el que se realiza el muestreo, el método irá variando, por lo que resulta

complejo elaborar reglas absolutas. Considerando aspectos estadísticos, el

muestreo de minerales se clasifica en cinco tipos: al azar, sistemático,

estratificado, en dos etapas y secuencial.

Las técnicas de muestreo abarcan métodos manuales y mecánicos. El

método manual implica la toma de muestra por una persona, mediante una

herramienta sencilla. Generalmente es costoso, lento, y en todos los casos

carga gran responsabilidad en la persona a cargo. Se realiza en minas,

camiones, correas, stock pile, etc. Los métodos manuales corresponden a

división por palas fraccionadas, por incrementos, por cono y cuarteo y muestreo

mediante tubo sonda. En el caso de los métodos mecánicos, los procedimientos

ofrecen ventajas cuando se manipulan de manera continua grandes cantidades

de materiales de una misma clase. El método usual de muestreo mecánico

consiste en tomar de tiempo en tiempo una porción del material que se está

procesando. Las técnicas de división por cortador giratorio y división por rifles

corresponden a métodos mecánicos. (Mena, R., 2015)

2.2 Separación por Tamaños

Corresponde a la separación de un sistema particulado, de una ciertadistribución granulométrica, en dos fracciones, una con una distribución en la

que prevalecen los tamaños mayores y otra en la que prevalecen los menores.

Cuando se trata de tamaños gruesos la separación se produce por impedimento

físico de una superficie provista de aberturas, la que retiene sobre ella aquellas

partículas con tamaños mayores que su abertura; en este caso la operación se



10

denomina harneado. Cuando los tamaños de la distribución son relativamente

pequeños, la separación se realiza haciendo uso de principios hidrodinámicos y

la operación recibe el nombre de clasificación. (Cárcamo, H., 2003)

2.3 Reducción de Tamaño

2.3.1 Chancado

El chancado es la primera etapa mecánica en el proceso de

conminución, en el cual el principal objetivo es la liberación de los minerales

valiosos de la ganga. Los procesos de chancado pueden ser llevados a cabo en

circuitos abiertos o cerrados, dependiendo del tamaño del producto. Para elcircuito abierto, el fino del harnero se combina con el producto chancado y es

enviado a la siguiente operación. Este circuito es utilizado comúnmente en

chancado intermedio o cuando la planta de chancado secundaria produce

alimentación para molinos de barras. En el caso de los circuitos cerrados, es

buena práctica utilizarlos cuando la chancadora está produciendo alimentación

para el molino de bolas. En este circuito, el material fino del harnero es el

producto terminado, mientras que cualquier material grueso será recirculado.

Según el rango de tamaño de partículas, se establecen las etapas de

chancado primario, chancado secundario y chancado secundario, para

partículas de entre 100 cm – 10 cm, 10 cm – 1 cm, y 1 cm – o,5 cm,

respectivamente. (Melo, E., 2015)

2.3.2 Molienda Convencional

Corresponde a la última etapa en el proceso de conminución. Se realiza

en cilindros rotatorios conocidos como Molinos. La molienda tiene como objetivolograr una fragmentación del mineral de manera tal que queden separadas las

partículas de las especies útiles de las de ganga. Para esto, los equipos están

provistos de elementos moledores o molturantes, los cuales constan

usualmente de bolas de acero, barras de acero, guijarros o autógenos; pero



11

además se usan otros tipos de elementos como las cabillas, bolas de porcelana

y el mismo mineral grueso. (Cárcamo, H., 2003)

Los elementos importantes e influyentes en la molienda corresponden a

velocidad crítica, relaciones entre elementos variables de los molinos, volumen

de carga, potencia y tipos de molienda; húmeda y seca. (Mena, R., 2015)

2.3.3 Índice de Moliendabilidad (de Bond)

El método desarrollado por Fred Chester Bond, sustentado en su Tercera

Ley de la Conminución, es utilizado para dimensionar molinos de barra y bolas

a escala industrial. Bond basó esta ley en tres principios fundamentales, los quea su vez se basan en mecanismos observados durante la reducción de tamaño

de las partículas.

Primer Principio: Dado que una partícula de tamaño finito ha debido

obtenerse por fractura de una partícula de tamaño mayor, todas ellas han

debido consumir una cierta cantidad de energía para llegar al tamaño actual.

Segundo Principio: El consumo de energía para la reducción de tamaño

es proporcional a la longitud de las nuevas grietas producidas.

Tercer Principio: La falla más débil del material determina el esfuerzo de

ruptura pero la energía total consumida está controlada por la distribución de

fallas en todo el rango de tamaños involucrado, correspondiendo al promedio de

ellas.

2.3.4 Postulado de Bond

La Tercera Ley de la Conminución, mencionada anteriormente, fue

postulada por Bond en el año 1952. Dicha teoría puede enunciarse como: "La

energía consumida para reducir el tamaño 80% de un material, es inversamente

proporcional a la raíz cuadrada del tamaño 80%; siendo este último igual a la

abertura del tamiz (en micrones) que deja pasar el 80% en peso de las

partículas". (Mena, R., 2015)



12

CAPÍTULO 3: PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL

3.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral

Equipamiento utilizado: Balanza de precisión, harnero de laboratorio

Gilson (USA), cortador de riffle, cortador giratorio, máquina tamizadora Ro-Tap

y serie de tamices, probeta graduada y horno.

A partir de un total de 21,520 kg de mineral, homogenizado previamente

mediante traspaleo, se obtienen 4 partes iguales a través de cono y cuarteo.

Cada fracción es asignada a un grupo de trabajo para llevar a cabo 4 métodos

de muestreo: Paño Roleador, División por Riffles, División por Incrementos yDivisión por Cortador Giratorio.

Por medio de la balanza se masa el balde con material y sin material

para obtener su masa real, determinándola mediante la diferencia entre ellos.

Posteriormente se procede a harnear el material a través del harnero de

laboratorio Gilson durante 5 minutos, para obtener material bajo tamaño de

malla 1#, el cual es sometido a los métodos de muestreo de cada grupo.

El material es reducido a muestras representativas de 300 g, las cuales

son llevadas a tamizaje en Ro-Tap para un posterior análisis granulométrico. A

partir de las mismas muestras se determinan, con la probeta graduada, las

densidades aparente y real. También se calcula el porcentaje de humedad para

lo cual fue necesario dejar el material en el horno durante 24 horas.

3.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución

Equipamiento utilizado: Balanza de precisión, harnero de laboratorioGilson (USA), máquina tamizadora Ro-Tap y serie de tamices, cortador de riffle

y chancador de mandíbula.

Inicialmente se homogenizan 20 kg de mineral mediante la técnica de

traspaleo. A partir de este total se obtienen 4 muestras por medio del método de



13

cono y cuarteo. Cada una de estas muestras se asigna a un grupo de trabajo

para realizar un análisis de cabeza y los 3 circuitos de chancado; abierto,

cerrado directo y cerrado inverso.

En el caso de la alimentación o análisis de cabeza, con una muestra

inicial de 6.330 g, se realizan procesos de harneado y Ro-Tap para realizar el

correspondiente análisis granulométrico, el cual será representativo para todas

las pruebas a realizar.

Para el circuito abierto, el material es llevado al chancador de mandíbula.

El producto se harnea y el bajo tamaño 10# es dividido en el cortador de riffle

para posteriormente ser llevado a Ro-Tap.

Por otro lado, en el procedimiento de circuito cerrado directo, el material

de masa inicial de 4.420 g, también es llevado primeramente a chancado; pero

luego de harnear, el sobre tamaño 1/4# es considerado como recirculación y se

vuelve a chancar. Posterior a esto el material del segundo chancado se harnea

y se suman las masas de las mallas 6# y 10#, mientras que el bajo tamaño 10#

del producto de ambos chancados es separado por división de riffles y llevado a

tamizaje con Ro-Tap.

Por último, para el circuito cerrado inverso, una masa inicial de 4.156,74

g es llevada primeramente al harnero, tomando el sobre tamaño 1/4# como

recirculación. Este sobre tamaño es llevado a chancado para luego pasar por el

harnero nuevamente. Este procedimientos de chancado-harnero se repite una

vez más y se masan los pesos retenidos. Finalmente se suman los pesos

masados de las mallas 6# y 10#, y el bajo tamaño 10# es riffleado y llevado a

Ro-Tap.

3.3 Variables en Molienda

Equipamiento utilizado: Molino de bolas de laboratorio con cuenta

revoluciones, parrilla de descarga de bolas, bandeja de descarga de mineral,



14

máquina tamizadora Ro-Tap y serie de tamices, balanza de precisión y probeta

graduada.

Inicialmente se determina la masa de sólido y el volumen de líquido que

ingresará al Molino. Luego son ingresados el collar de bolas, el mineral y el

líquido dentro del molino.

Se llevan a cabo procesos de molienda de 5, 10 y 15 minutos por cada

grupo de trabajo. Una vez terminado el proceso para cada tiempo de molienda,

se vacía la carga y mediante la aplicación de agua, se procede al deslame del

material bajo la malla 200#.

Finalmente, el material sobre tamaño 200# se deja secar en el horno

durante 24 horas, para luego realizar el análisis granulométrico

correspondiente.

3.4 Índice de Moliendabilidad (de Bond)

Equipamiento utilizado: Molino de bolas de laboratorio con cuenta

revoluciones, parrilla de descarga de bolas, bandeja de descarga de mineral,

máquina tamizadora Ro-Tap y serie de tamices, balanza de precisión y probetagraduada.

Se determina el peso del material en 700 ml mediante la probeta

graduada y el peso de carga circulante requerido. En el primer ciclo de

molienda se utiliza 1.241,4 g de muestra de mineral como alimentación fresca y

el molino es programado con un número inicial de 100 vueltas.

Luego de remover cuidadosamente el material del molino y del collar de

bolas, el mineral es llevado a Ro-Tap durante 10 minutos. Se realiza un análisis

granulométrico para determinar, a través de los datos obtenidos de este ciclo, el

índice de moliendabilidad.



15

CAPÍTULO 4: RESULTADOS, ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 Resultados

4.1.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral

En la tabla 1 se presentan los % Pasante acumulado de cada método,

con sus ajustes de distribución de tamaño de G-S y R-R.

Tabla 1 % P.A. y Ajustes; G-S y R-R, para cada método de muestreo

µm Paño Roleador Cortador Riffle Incrementos Riffle Giratorio %PA G-S R-R %PA G-S R-R %PA G-S R-R %PA G-S R-R 25.000 96,31 87,74 83,81 96,31 87,68 83,76 96,31 88,65 83,68 96,31 87,18 83,56

19.000 88,04 77,63 78,70 87,85 77,52 78,63 87,85 78,48 78,58 87,85 77,22 78,4612.500 64,43 64,41 70,05 64,25 64,24 69,93 64,25 65,16 69,96 64,25 64,17 69,866.300 41,94 47,44 55,16 41,85 47,23 54,98 41,85 48,06 55,13 41,85 47,40 55,083.350 30,88 35,80 42,36 30,79 35,57 42,15 30,79 36,30 42,38 30,79 35,85 42,382.000 25,77 28,44 33,33 25,68 28,22 33,11 25,68 28,87 33,38 25,68 28,54 33,41850 18,93 19,41 21,63 18,71 19,22 21,43 19,12 19,74 21,70 18,97 19,55 21,76600 16,72 16,62 17,97 16,60 16,44 17,79 16,92 16,91 18,05 16,81 16,76 18,11300 13,11 12,20 12,30 12,91 12,05 12,15 13,26 12,43 12,37 13,39 12,34 12,43212 11,28 10,45 10,12 10,97 10,31 9,99 11,40 10,65 10,19 11,38 10,58 10,25150 9,58 8,95 8,32 9,47 8,83 8,20 9,62 9,14 8,39 9,80 9,08 8,44106 7,97 7,67 6,82 7,67 7,55 6,72 7,97 7,83 6,88 7,91 7,79 6,9375 6,03 6,57 5,59 6,12 6,47 5,50 6,08 6,71 5,64 6,26 6,68 5,69

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

En el anexo A se muestran los A.G. de cada método de muestreo.

En la tabla 2 se presentan los errores de ajuste en Gaudin-Schuhmann y

Rosin-Rammler, para las cuatro técnicas de muestreo realizadas.

Tabla 2 Error de ajuste para cada método de muestreo utilizado

AjusteError de Ajuste

PañoRoleador

División porRiffles

División porIncrementos

CortadorGiratorio

G-S 0,0989 0,0896 0,1105 0,1031R-R 0,4433 0,4353 0,4474 0,4549



16

En el gráfico 1 se muestra el ajuste de G-S para el método de división

por riffle, el cual presentó el menor error entre todos los ajustes..

Gráfico 1 % P.A. v/s Abertura, para división por riffle y su ajuste G-S

En el anexo B se muestran los gráficos de los dos ajustes realizados

para cada método de muestreo.

En la tabla 3 se presentan los resultados de densidad aparente,

densidad real y porcentaje de humedad.

Tabla 3 Densidad Aparente, Densidad Real y Porcentaje de Humedad

Da 1,47 [g/ml]Dr 2,63 [g/ml]

C(%) 0,40%

4.1.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución

Se presentan los resultados del circuito de chancado con mayor razón de

reducción, el cual corresponde al circuito cerrado inverso.

"

#"

$"

%"

&"

'"

("

)"

*"

+"

#""

# #" #"" #""" #"""" #"""""

% P

a s a n t e A c u m u l a d o

Abertura (um)

% P.A.

G.S.



17

En el anexo C se muestran los porcentajes P.A. de la alimentación y el

producto de C.C.I.

En el gráfico 2 se presenta el porcentaje P.A. con respecto al tamaño de

abertura, para la alimentación y el producto del C.C.I.

Gráfico 2 Porcentaje Pasante Acumulado v/s Tamaño de Abertura, para

Alimentación y Producto del Circuito Cerrado Inverso

En la tabla 4 se presentan los resultados de razón de reducción y carga

circulante para el C.C.I.

Tabla 4 Resultados de Razón de reducción y Carga circulante para Circuito

Cerrado Inverso

F80 18.148,48 µmP80 5.764,27 µm

R(r) 3,15CC 15,59%

En el anexo D se muestra el gráfico de % P.A. v/s Tamaño de abertura y

en el anexo E el detalle de los cálculos de R(r) y CC para todos los circuitos.

"

#"

$"

%"&"

'"

("

)"

*"

+"

" $""" &""" (""" *"""

% P

a s a n t e

A c u m u l a d o

Abertura (µm )

Alimentación

Producto



18

4.1.3 Variables en Molienda

En el Anexo F se detalla la determinación de masa de sólido y masa delíquido que van al molino.

En el anexo G se muestran los % P.A. para 5, 10 y 15 minutos y los A.G.

para cada producto de molienda.

En la tabla 5 se muestran los P.A. malla #200 para cada tiempo de

molienda, incluyendo el P60.

Tabla 5 % P.A. Malla #200 para cada tiempo de molienda y el P60 Tiempo(min)

Pasante(%)

3,19 605 65,91

10 82,2715 85,97

En el gráfico 3 se presenta el Porcentaje P.A. malla #200 con respecto al

tiempo de molienda.

Gráfico 3 % P.A. Malla #200 v/s Tiempo de Molienda

'"

''

("

('

)"

)'

*"

*'

+"

" ' #" #' $"

% P . A .

2 0 0 #

Tiempo (min)

% P.A.



19


En el anexo H se detalla el cálculo del Peso de Carga CirculanteRequerido.

En la tabla 6 se presentan los datos de Ciclo de Molienda.

Tabla 6 Datos de Ciclo de Molienda

CicloMasaAlim.

(g)

Peso -70#Alim.

(g)Rev

Producto Peso-70#

Prod.Gbp RccPeso

+70#Peso-70#

1 1.241,40 558,63 100 390,40 842,40 283,77 2,84 46,342 842,40 379,08 - - - - - -

En el anexo I se muestra el A.G. de la alimentación y del producto.

En el gráfico 4 se muestrea el Logaritmo del porcentaje de P.A. con

respecto al Logaritmo del Tamaño de partícula, para alimentación y producto.

Gráfico 4 Logaritmo del porcentaje de Pasante Acumulado v/s Logaritmo del

tamaño de abertura, para Alimentación y Producto

#,""

#,$"

#,&"

#,("

#,*"

$,""

$,$"

#,'" $,"" $,'" %,"" %,'"

L o g ( % P . A . )

Log(abertura)

Alimentación

Producto



20

En la tabla 7 se presentan los resultados de Gbp, Rcc, Wi y W para el

ciclo único realizado en laboratorio.

El detalle de los cálculos puede consultarse en el anexo J.

Tabla 7 Resultados de Gbp, Rcc, Wi y W

Gbp 2,84 [g/rev]Rcc 46,34%Wi 10,30 [kW*h/tc]W 55,14 [kW*h/tc]

4.2 Análisis y discusión de resultados

4.2.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral

Es imposible determinar experimentalmente la representatividad de los

métodos al no tener información de la granulometría del mineral en términos

absolutos. Lo que si es posible es reconocer el método que mejor se ajusta a

las funciones de distribución de tamaño de Rosiin-Rammler y Gaudin-

Schuhmann. En la tabla 2, correspondiente a los errores de cada ajuste dedistribución de tamaño, se puede apreciar que la función que mejor ajusta para

todos los métodos de muestreo es la de Gaudin-Schuhmann, cuyos errores en

todos los casos fueron cercanos a 0,1, mientras que en la función de Rosin-

Rammler el error alcanzó valores entre 0,4 y 0,5. El mejor ajuste, entre todos

los métodos, fue el de G-S para la técnica de división por riffle.

Para el caso de las densidades, según la tabla 3, el valor real dista

considerablemente del aparente, presumiblemente por los espacios que puedapresentar el material seco entre partículas.



21

4.2.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución

La R(r) obtenida para los 3 circuitos realizados marca una notablediferencia entre circuito abierto y cerrado. Sus valores se aproximan a una

reducción de 2:1 para el C.A. y a un 3:1 para el C.C.D. y el C.C.I.

La abertura de las partículas del 80% pasante, es considerablemente

mayor en el circuito abierto, lo cual es consecuente con el estudio realizado

previamente.

4.2.3 Variables en Molienda

El material alimentador utilizado, a simple vista se presumió con un alto

porcentaje de finos, por lo que, para obtener el 60% pasante establecido en un

comienzo, se estimó un tiempo de molienda relativamente bajo. El tiempo

obtenido corresponde a 3,19 minutos, valor coherente con lo esperado

previamente.

En el gráfico 3 se puede observar una pendiente más pronunciada en los

primeros 10 minutos, lo cual supone una mayor producción de bajo tamaño

200# en este intervalo de tiempo.


En el ciclo de molienda realizado, debió reponerse 842,2 g de material.

Esto debido a que es necesario mantener el peso de carga del molino, el cual

corresponde a 1241,40 g. Esto significa que 842,4 g del producto resultó ser

bajo tamaño de la malla 70#; más del 50% de la alimentación fresca utilizada

inicialmente.

Al tener que reponer como alimentación fresca para un siguiente ciclo

842,4 g; y teniendo en cuenta que según el A.G. la alimentación viene con un

45% bajo tamaño, este bajo tamaño corresponde en masa a 379,08 g, valor que

supera al valor del peso de carga circulante requerido (RC), por lo que al

calcular el número de vueltas, se obtiene un número negativo.



22

CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES

5.1 Métodos de Muestreo y Caracterización de un Mineral

Según los errores obtenidos de cada ajuste, la función que representó de

mejor manera los datos de los muestreos en todos los métodos fue la de

Gaudin-Schuhmann; los datos más certeros fueron proporcionados por la

función de G-S para el método de división por riffle, con un error de 0,0896.

Entre la densidad aparente y la densidad real, 1,47 g/ml y 2,63 g/ml

respectivamente, existe una diferencia considerable. A partir de esto se

concluye que la densidad real proporciona un valor más confiable, además decomprobar la presencia de huecos inter partículas en el material.

5.2 Circuitos de Chancado y Pruebas de Conminución

Si se toma en cuenta el objetivo principal, que consiste en la reducción

de tamaño, e ignorando el consumo de energía, el tiempo requerido, u otros

aspectos relevantes que se presentan a nivel industrial; el circuito de chancado

que lleva a cabo una reducción de tamaño más alta es el circuito cerrado

inverso, con una razón de reducción de 3,15; quedando solo un 15,59% sobre

la malla 1/4.

La hipótesis planteada con respecto a los P80 de circuito abierto y

circuitos cerrados es comprobada, ya que el P80 en el circuito abierto

corresponde a un tamaño de abertura de 10.283,46 µm, valor bastante superior

a los 6.535,61 µm y 5.764,27 µm de los circuitos cerrados directo e inverso,

respectivamente.

5.3 Variables en Molienda

A partir de los porcentajes de pasante acumulado de la malla 200#

obtenidos para cada tiempo de molienda; es decir, el bajo tamaño o under size

de dicha malla, los valores para los tiempos de 5, 10 y 15 minutos resultan



23

superiores al 60% requerido inicialmente; 65,91%, 82,27% y 85,97%

respectivamente; por lo que el tiempo de molienda requerido es inferior a 5

minutos, dando un tiempo de 3,19 minutos, comprobándose la hipótesis

preliminar, mencionada en el análisis de resultados.

Según el gráfico 3, es claro que mientras más tiempo se produce la

molienda, más material fino se produce. Por otro lado se puede percibir una

reducción más significativa en los primeros 10 minutos de molienda, por lo que

posterior a este tiempo, si fuese necesario un porcentaje superior de pasante

acumulado, lo más adecuado sería utilizar otro proceso de molienda, o bien,

modificar los elementos variables; velocidad o diámetro de los elementos

moledores o molturantes.

5.4 Índice de Moliendabilidad (de Bond)

Observando el análisis del primer ciclo de molienda, en el producto se

aprecia un bajo tamaño 70# muy alto en relación a la alimentación. Esto se

debe a que fue utilizada la malla 10# como malla de corte, por lo que se

permitió el paso solo de partículas muy pequeñas. En este caso correspondíahaber utilizado la malla #6 como malla de corte.

Para la determinación del número de vueltas necesarias del molino; para

un hipotético segundo ciclo, el valor resultó negativo; además, el peso bajo

tamaño de la alimentación fresca resultó siendo muy cercano al peso requerido

para una recirculación de 250%; por lo cual solo se llevó a cabo un ciclo de

molienda.

A partir de los valores obtenidos de Wi y W se concluye que el índice detrabajo que presenta el material utilizado para ser molido es de 10,3 kW*h/tc;

mientras que la energía específica que el molino consume para efectuar la

reducción de tamaño es de 55,14 kW*h/tc. Estos valores pueden no resultar

certeros debido a fue levado a cabo solo un ciclo de molienda, y por lo

estudiado previamente, el método de Bond converge después de 7 a 10 ciclos.



24

CAPÍTULO 6: RECOMENDACIÓN

Uno de los principales problemas que se presentaron en los laboratoriosfue la pérdida de masa, luego de realizar la clasificación. Esto puede atribuirse

a impurezas presentes en las aberturas y en los bordes del tamiz, en los cuales

resultan atrapadas algunas partículas de mineral. Se recomienda por tanto, la

implementación de limpiadores mecánicos para las mallas. Por ejemplo,

limpiadores ultrasónicos de tamices, los cuales pueden proporcionar una

liberación de las impurezas de manera más efectiva.

En la realización de los circuitos cerrados, se tenía como objetivo que la

totalidad del material pase por la malla #1/4. Debido a las condiciones del

equipamiento, solo fue posible realizar un circuito a la vez, ya que algunas

máquinas chancadoras no se encontraban en funcionamiento. Por esto, y por

motivos de tiempo, el objetivo mencionado anteriormente no fue posible. Se

considera necesaria, por tanto, una mantención constante de las maquinarias, y

una cuidadosa selección del material ingresado a las chancadoras, de manera

tal que no generen desgaste excesivo ni daños al equipo.

Al momento de masar materiales finos en poca cantidad, en algunas

ocasiones, la pesa marcó un valor de 0 g. La necesidad de pesar material en

esta cantidad y con estas características se presentó, por ejemplo, en el

laboratorio de variables en molienda. Por lo tanto se propone la implementación

de balanzas de mayor precisión para solucionar este tipo de inconvenientes.

Para realizar el test de Bond, es necesario tener clara y previamente

establecida, dependiendo del material empleado, la malla de corte a utilizar, ya

que en caso de no usar la adecuada, no es posible realizar dicho test de forma

satisfactoria.



25

CAPÍTULO 7: BIBLIOGRAFÍA

1. Cárcamo, Hugo. Operaciones Mecánicas: Apunte para alumnos de

ingeniería metalúrgica. Antofagasta: Universidad Católica del Norte. Facultad de

Ingeniería y Ciencias Geológicas. Departamento de Ingeniería Metalúrgica,

2003. 173p.

2. Cybertesis UCN. Manual No.1 Pauta para presentación de tesis [en línea]

<http://online.ucn.cl/files/bidoc/manual1_pauta_ucn_digitalizacion_tesis.pdf>

[Consulta: 24 noviembre 2015]

3. Melo, Evelyn. Preparación mecánica de minerales [diapositivas].

Antofagasta: Universidad Católica del Norte. Facultad de Ingeniería y Ciencias

Geológicas. Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas, 2015.

4. Mena, Rossina. Laboratorio preparación mecánica de minerales,

ingeniería de ejecución en metalurgia [guía]. Antofagasta: Universidad Católica

del Norte, Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas, Departamento de

Ingeniería Metalúrgica y Minas, 2015.



26

CAPÍTULO 8: ANEXOS

8.1 Anexo A

En las tablas 8, 9, 10 y 11 se muestran los análisis A.G. para paño

roleador, división por riffle, incremento y cortador giratorio, respectivamente.

Tabla 8 Análisis Granulométrico del Método de Paño roleador

Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado 1'' 25.000 794,40 3,69 3,69 96,31

3/4'' 19.000 1.780,00 8,27 11,96 88,041/2'' 12.500 5.080,00 23,61 35,57 64,431/4'' 6.300 4.820,00 22,40 57,97 42,03

6 3.350 2.380,00 11,06 69,03 30,9710 2.000 1.100,00 5,11 74,14 25,8620 850 1.471,79 6,84 80,98 19,0230 600 475,77 2,21 83,19 16,8150 300 775,72 3,60 86,79 13,2170 212 394,06 1,83 88,62 11,38

100 150 366,14 1,70 90,32 9,68140 106 346,49 1,61 91,93 8,07200 75 417,85 1,94 93,88 6,12-200 1.317,78 6,12 100 0

Masa Total 21.520

Tabla 9 Análisis Granulométrico del Método de Cortador por Riffle

Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado 1'' 25.000 794,40 3,69 3,69 96,31

3/4'' 19.000 1.820,00 8,46 12,15 87,851/2'' 12.500 5.080,00 23,61 35,75 64,251/4'' 6.300 4.820,00 22,40 58,15 41,85

6 3.350 2.380,00 11,06 69,21 30,7910 2.000 1.100,00 5,11 74,32 25,6820 850 1.498,15 6,96 81,29 18,7130 600 455,00 2,11 83,40 16,6050 300 793,47 3,69 87,09 12,9170 212 418,00 1,94 89,03 10,97

100 150 323,68 1,50 90,53 9,47140 106 386,56 1,80 92,33 7,67200 75 334,77 1,56 93,88 6,12-200 1.315,97 6,12 100 0

Masa Total 21.520



27

Tabla 10 Análisis Granulométrico del Método de Incremento

Malla(#) Abertura(µm) MasaRetenida (g) % RetenidoParcial % RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado 1'' 25.000 794,40 3,69 3,69 96,31

3/4'' 19.000 1820,00 8,46 12,15 87,851/2'' 12.500 5080,00 23,61 35,75 64,251/4'' 6.300 4820,00 22,40 58,15 41,85

6 3.350 2380,00 11,06 69,21 30,7910 2.000 1100,00 5,11 74,32 25,6820 850 1410,21 6,55 80,88 19,1230 600 473,24 2,20 83,08 16,9250 300 789,18 3,67 86,74 13,2670 212 400,01 1,86 88,60 11,40

100 150 382,39 1,78 90,38 9,62140 106 355,27 1,65 92,03 7,97200 75 406,79 1,89 93,92 6,08-200 1308,52 6,08 100 0

Masa Total 21.520

Tabla 11 Análisis Granulométrico del Método de Cortador giratorio

Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado 1'' 25.000 794,40 3,69 3,69 96,31

3/4'' 19.000 1.820,00 8,46 12,15 87,85

1/2'' 12.500 5.080,00 23,61 35,75 64,251/4'' 6.300 4.820,00 22,40 58,15 41,856 3.350 2.380,00 11,06 69,21 30,7910 2.000 1.100,00 5,11 74,32 25,6820 850 1.444,27 6,71 81,03 18,9730 600 464,17 2,16 83,19 16,8150 300 736,01 3,42 86,61 13,3970 212 432,73 2,01 88,62 11,38

100 150 338,42 1,57 90,20 9,80140 106 406,84 1,89 92,09 7,91200 75 356,91 1,66 93,74 6,26-200 1.346,26 6,26 100 0

Masa Total 21.520



28

8.2 Anexo B

En los gráficos 5, 6, 7 y 8 se muestran los ajustes para los métodos depaño roleador, división por riffle, división por incremento y cortador giratorio.

Gráfico 5 % P.A. v/s Abertura, para paño roleador y sus ajustes

Gráfico 6 % P.A. v/s Abertura para cortador de riffle y sus ajustes

"

$"

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# #" #"" #""" #"""" #"""""

% P

a s a n

t e A c u m u l a d o

Abertura (µm)

% P.A.

G-S

R-R

"

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#""

# #" #"" #""" #"""" #"""""

% P


Abertura (µm)

% P.A.

G-S

R-R



29

Gráfico 7 % P.A. v/s Abertura para división por incremento y sus ajustes

Gráfico 8 % P.A. v/s Abertura para cortador giratorio y sus ajustes

"

$"

&"

("

*"

#""

# #" #"" #""" #"""" #"""""

% P


Abertura (µm)

% P.A.

G-S

R-R

"

$"

&"

("

*"

#""

# #" #"" #""" #"""" #"""""

% P


Abertura (µm)

% P.A.

G.-SR-R



30

8.3 Anexo C

En la tabla 12 se muestra el % P.A. de alimentación y producto del C.C.I.

Tabla 12 % Pasante Acumulado de la alimentación y del producto del circuito

cerrado inverso

Malla(#)

Abertura(µm)

% P.A.Alimentación

% P.A.Producto (C.C.I.)

1/4 6.300 40,70 84,416 3.350 30,91 60,1410 2.000 26,22 50,5020 850 19,61 36,1130 600 17,51 31,56

50 300 13,91 24,2770 212 11,93 20,69100 150 10,30 17,89140 106 8,56 15,04200 75 5,66 13,59-200 0 0

8.4 Anexo D

El gráfico 9 muestra los porcentajes pasante acumulado v/s abertura de

la alimentación y todos los circuitos.

Gráfico 9 Porcentaje Pasante Acumulado v/s Tamaño de Abertura, para todos

los circuitos

"

#"

$"

%"

&"

'"

("

)"

*"

+"

" $""" &""" (""" *"""

%

P a s a n t e A c u m u l a d o

Abertura (µm)

Alimentación

C.A.

C.C.D.

C.C.I.



32

8.6 Anexo F

Determinación de masa de sólido y masa de líquido.

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Celda

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Molino

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Masa de Sólido:

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Masa de Líquido:

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33

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8.7 Anexo G

En la tabla 13 se muestran los % P.A. para 5, 10 y 15 minutos.

Tabla 13 % Pasante Acumulado para 5, 10 y 15 minutos

Malla(#)

Abertura(µm)

% Pasante Acumulado5 minutos 10 minutos 15 minutos

20 850 99,70 99,99 10030 600 99,37 99,98 10050 300 96,34 99,82 99,9870 212 90,96 99,13 99,80

100 150 82,69 95,98 98,62140 106 72,71 88,99 94,34200 75 65,91 82,27 85,97-200 0 0 0

En las tablas 14, 15 y 16 se presentan los A.G. para el material producido

en 5, 10 y 15 minutos de molienda.



34

Tabla 14 Análisis Granulométrico para material con molienda de 5 minutos

Malla(#) Abertura(µm) MasaRetenida (g) % RetenidoParcial % RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado20 850 2,90 0,30 0,30 99,7030 600 3,30 0,34 0,63 99,3750 300 29,70 3,03 3,66 96,3470 212 52,70 5,38 9,04 90,96

100 150 81 8,27 17,31 82,69140 106 97,80 9,98 27,29 72,71200 75 66,70 6,81 34,09 65,91-200 645,90 65,91 100 0

Masa Total 980


Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado20 850 0,10 0,01 0,01 99,9930 600 0,10 0,01 0,02 99,9850 300 1,60 0,16 0,18 99,8270 212 6,70 0,68 0,87 99,13

100 150 30,90 3,15 4,02 95,98140 106 68,50 6,99 11,01 88,99200 75 65,90 6,72 17,73 82,27-200 806,20 82,27 100 0

Masa Total 980


Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado20 850 0 0 0 10030 600 0 0 0 10050 300 0,20 0,02 0,02 99,9870 212 1,80 0,18 0,20 99,80

100 150 11,50 1,17 1,38 98,62

140 106 42 4,29 5,66 94,34200 75 82 8,37 14,03 85,97-200 842,50 85,97 100 0

Masa Total 980



35

8.8 Anexo H

Peso de carga circulante requerido.

!""!" ! !!!"#!! !

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!!!

!" ! !"#!!"

!

8.9 Anexo I

A continuación, en la tabla 17 se muestra el A.G. de alimentación.

Tabla 17 Análisis Granulométrico de la Alimentación para el Test de Bond

Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado20 850 99,40 28,70 28,70 71,3030 600 26 7,51 36,21 63,7950 300 42,80 12,36 48,57 51,4370 212 21,60 6,24 54,81 45,19

100 150 22,20 6,41 61,22 38,78140 106 24,10 6,96 68,18 31,82200 75 38,90 11,23 79,41 20,59-200 71,30 20,59 100 0

Masa Total 346,3



36

En la tabla 18 se muestra el A.G. del producto.

Tabla 18 Análisis Granulométrico del Producto para el Test de Bond

Malla(#)

Abertura(µm)

MasaRetenida (g)

% RetenidoParcial

% RetenidoAcumulado

%Pasante

Acumulado20 850 0 0 0 10030 600 0 0 0 10050 300 0 0 0 10070 212 15,40 1,83 1,83 98,17100 150 136,36 16,19 18,02 81,98140 106 177,02 21,01 39,03 60,97200 75 116,65 13,85 52,88 47,12-200 396,97 47,12 100 0

Masa Total 842,40

8.10 Anexo J

Cálculos de Gbp, Rcc, Wi y W.

Determinación de la moliendabilidad:

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Determinación del Rcc:

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Determinación del Work Index :

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Determinación del consumo de energía específica:

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tesis laboratorio pmm

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