• Author / Uploaded
• Mirna Cofre Castillo

• Categories
• Cobre
• Volumen
• Metalurgia
• Minerales
• Cobalto

Citation preview

UNIVERSIDAD DE LA SERENA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL EN MINAS PROYECTO PLANTA 2018

Primer avance: cobre y cobalto

Integrantes: Darío Bustos Mirna Cofré Makarena Milla Bastián Plaza Profesor: Mario Gaete Fecha: 16/04/2018

Contenido 1.- Introducción........................................................................................................ 3 2.- Desarrollo ........................................................................................................... 6 2.1.- Variables y restricciones iniciales ................................................................ 6 2.2.- Litología y ubicación de la planta ................................................................. 6 2.3.- Cálculo y dimensiones de depósitos de almacenamiento; Stock-pile y tolvas de almacenamiento ................................................................................... 7 2.3.1.- Stock Pile .............................................................................................. 7 2.3.2.- Calculo de aberturas de descarga en Stock-pile ................................. 11 2.3.3.- Tolva de gruesos................................................................................. 17 2.3.4.- Silos de finos ....................................................................................... 19 3. Etapas del circuito con respecto a la producción: ............................................ 20 4. Superficie ocupada por depósitos de almacenamiento. .................................... 22

1.- Introducción En el presente informe se entrega el procedimiento y cálculos para el desarrollo de una planta de procesamiento de cobre y cobalto por medio de flotación y flotación inversa respectivamente. Para esto, es necesario conocer algunos parámetros base para todo proyecto minero, tanto subterráneo como cielo abierto. Dentro de los más importantes encontramos el tipo de mena y ganga (con sus respectivas características físicas y químicas) que son variables fundamentales en el diseño de una planta de tratamiento de minerales, ya que influye en el diseño de equipos, tipo de proceso metalúrgico, costos de transporte, etc.

Las características más importantes de esta variable son: -

La especie mineralógica, que define el proceso metalúrgico. En nuestro caso nuestra mena posee Cobre insoluble y Cobalto, por lo que el proceso de obtención de estos minerales debe ser por medio de la flotación.

-

La densidad y el peso específico, que influye principalmente en el diseño del sistema de carguío y transporte y tipo de proceso metalúrgico. Por ejemplo, una mayor densidad requerirá de equipos de transportes más potentes, además en el caso de minerales sulfurados de cobre, el proceso de flotación se verá afectado negativamente.

-

La dureza provoca dificultad en la disminución de tamaño, aumentando el tiempo de residencia (reducción) en los chancadores y generando mayores costos de energía. Además, se necesitan mandíbulas de mayor dureza en los chancadores aumentando los costos de estos equipos.

-

La abrasividad afecta directamente a los equipos de conminución y transporte, produciendo un mayor desgaste en ellos. La abrasividad generará mayores costos en mantención de chancadores, molinos, tolvas, etc.

-

La granulometría hace referencia al tamaño de las partículas, ya que en el proceso metalúrgico es necesario trabajar con una granulometría adecuada, fijada dentro de un rango. Específicamente la granulometría afecta en tres

aspectos, el primero es la granulometría que sale de la mina (perforación y tronadura), la cual determinara las dimensiones y cantidad de chancadores a utilizar en la planta. El segundo aspecto está relacionado con el dimensionamiento de las correas transportadoras, provenientes del stock pile. El último aspecto tiene que ver con la selección del método de flotación ya que una granulometría muy alta dificultara este proceso impidiendo que las partículas floten. -

El esponjamiento está relacionado con el número de equipos y el tiempo a utilizar.

-

La presencia agentes perjudiciales dificultan el proceso de liberación de la especie útil, por ejemplo, el cuarzo le da mayor abrasividad, las arcillas que aumentan la cantidad de polvo en el chancado e impermeabilizan las celdas, si hay humedad puede generar barro el cual tapa los harneros y debido a su granulometría puede generar problemas de finos.

-

Al tener una buena Ley (dentro de los rangos económicamente viables) permite hacer mejores inversiones en la planta de procesamiento, equipos, capacitación de los trabajadores, etc. Mientras que una baja ley implica una constante optimización de todos los procesos mineros. En nuestro caso, nuestra mena posee una ley de Cobre insoluble de 1,1% y una ley de Cobalto de 0,6%.

-

La humedad aumenta el peso del mineral a trabajar afectando las operaciones de transporte, chancado, molienda, disminuyendo sus capacidades.

-

Las características mecánicas de la mena afectan a los equipos de conminución, ya que éstos utilizan los esfuerzos de tracción, compresión y cizalle para llegar a la granulometría adecuada. por lo tanto, la resistencia que tenga la roca a estos esfuerzos influirá en la facilidad de reducción de tamaño.

-

La porosidad y permeabilidad están relacionadas con el grado de humedad del mineral, ya que entre más permeable sea, mayor contenido de agua puede contener dentro de él haciéndolo más pesado y ocurriendo lo que se dijo anteriormente en el concepto de humedad.

Con los parámetros anteriores definidos y analizados, construiremos una planta de procesamiento para mineral de Cobre y Cobalto de manera óptima como se muestra a continuación.

2.- Desarrollo 2.1.- Variables y restricciones iniciales 

Dureza de la mena: 4,5 Mohs



Densidad de la roca in-situ: 3.6 g/cm3



Esponjamiento: 30%



Tonelaje diario: 85.000 ton/día



Densidad de la mena: 2.52 g/cm3



Tiempo de ciclo: Por determinar



Granulometría: Por determinar

2.2.- Litología y ubicación de la planta 

Minerales presentes en la mena: Calcopirita (CuFeS2) - Linneita (Co3S4) Provenientes de yacimientos en forma de vetas hidrotermales.



Ubicación geográfica de la planta: Sector mina La Cobaltera Latitud: 28°43'38.39"S - Longitud: 71°14'3.64"O

Figura 1 Vista satelital de planta La Makita.

2.3.- Cálculo y dimensiones de depósitos de almacenamiento; Stock-pile y tolvas de almacenamiento 2.3.1.- Stock Pile EL diseño de este depósito de mineral permite contar con suministros disponibles para la operación pasando a ser parte fundamental al momento diseñar y programar actividades en una planta, esto nos permitirá definir y mantener una buena gestión en el almacenamiento de suministros de stock, con el fin de que cuando el proceso requiera alguno de ellos siempre esté disponible.

Figura 2, Stock-pile cónico, cargado con apilador

Figura 3, Stock-pile piramidal

Ilustración 1

Es importante destacar que esta operación de almacenaje consiste en una retención temporal y sus finalidades u objetivos son: -

Proporcionar regulación para lograr un flujo constante y uniforme de material

-

Reaccionar con seguridad frente a variaciones entre diversas fases de operación

-

Permitir la independencia entre la operación de la planta y de la mina

-

Aumentar la eficiencia de la planta entre un 10 al 25 %.

A continuación, se detallará el cálculo de Stock pile para material grueso y de gran tonelaje donde para el dimensionamiento se tomarán en cuenta los siguientes parámetros: Capacidad diaria

85000 ton

Densidad de la mena

2.52

Esponjamiento

30%

Angulo de escurrimiento

37º

Tiempo de almacenamiento

24 horas.

Tabla 1, datos para dimensionar Stock pile

Cabe destacar, que primeramente se considerará la forma de un cono para la realización de los cálculos de la altura, radio y área.

Figura 4, ilustración de área basal, altura y ángulo de un Stock-pile

𝑡𝑜𝑛 85000 ( ) ∗ 1 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑑í𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = ∗ 1.2 = 40476.2(𝑚3) 𝑡𝑜𝑛 2.52 ( 𝑚3 ) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 =

Á𝑟𝑒𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 ∗ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 ∗ 𝜋 3

ℎ∗ 40476.19(𝑚3) =

ℎ2 ∗𝜋 [𝑡𝑔(37°)]2 3

ℎ = 28 (𝑚)

Crear un stock pile de 28 [m] de altura no es viable, por lo que se dividirá el material en 6 stocks-piles calculados de la siguiente manera: 𝑡𝑜𝑛 14167 ( ) ∗ 1 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑑í𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = ∗ 1.2 = 6746.0 (𝑚3) 𝑡𝑜𝑛 2.52 ( ) 𝑚3 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 =

Á𝑟𝑒𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 ∗ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 ∗ 𝜋 3

ℎ2 ∗𝜋 [𝑡𝑔(37°)]2 5060(𝑚3) = 3 ℎ = 15 (𝑚) ℎ∗

Al no tener registro de alimentadores que permitan un almacenamiento sobre los 12 [m] de altura, consideramos realizar stock piles de forma piramidal, analizando la posibilidad de hacer uno, dos o tres stocks-pile piramidales. Los cálculos son mostrados a continuación.

Figura 5, ilustración Stock-pile piramidal

-

Caso A) considerando 1 solo stock-pile piramidal: 𝑡𝑜𝑛 ) ∗ 1 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑑í𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘 𝑃𝑖𝑟𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎𝑙 = ∗ 1.2 = 40476.2(𝑚3) 𝑡𝑜𝑛 2.52 ( 𝑚3 ) 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑡𝑔(37°) 85000 (

𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 =

12 = 15.9 (𝑚) 𝑡𝑔(37°) Á𝑟𝑒𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 ∗ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 ∗ 𝜋 3

15.92 ∗ 𝜋 ∗ 12 = 3186,9 (𝑚3) 3

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 40476.2 − 3186.9 = 37289.3 (𝑚3) 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =

𝑉𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

37286.3 = 195.1 (𝑚) 15.9 ∗ 12

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 195.1 + 15.6 ∗ 2 = 227 (𝑚)

-

Caso B) considerando 2 solo stock piramidal: 𝑡𝑜𝑛 ) ∗ 1 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑑í𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘 𝑃𝑖𝑟𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎𝑙 = ∗ 1.2 = 20238.1 (𝑚3) 𝑡𝑜𝑛 2.52 ( 𝑚3 ) 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑡𝑔(37°) 42500 (

𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 =

12 = 15.9 (𝑚) 𝑡𝑔(37°) Á𝑟𝑒𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 ∗ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 ∗ 𝜋 3

15.92 ∗ 𝜋 ∗ 12 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = = 3186.9 (𝑚3) 3 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 20238.1 − 3186.9 = 17051.2 (𝑚3) 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =

𝑉𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =

17051.2 = 89.2 (𝑚) 15.9 ∗ 12

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 89.2 + 15.6 ∗ 2 = 121.1 (𝑚)

-

Caso C) considerando 3 solo stock piramidal: 𝑡𝑜𝑛 ) ∗ 1 (𝑑í𝑎𝑠) 𝑑í𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘 𝑃𝑖𝑟𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎𝑙 = ∗ 1.2 = 13492.1(𝑚3) 𝑡𝑜𝑛 2.52 ( 𝑚3 ) 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑡𝑔(37°) 28333,3 (

𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 =

12 = 15.9 (𝑚) 𝑡𝑔(37°) Á𝑟𝑒𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 ∗ 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 ∗ 𝜋 3

15.92 ∗ 𝜋 ∗ 12 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 = = 3186.9 (𝑚3) 3 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 13492.1 − 3186,9 = 10305.2 (𝑚3) 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =

𝑉𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

10305.2 = 53.9 (𝑚) 15,9 ∗ 12

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 53.9 + 15,6 ∗ 2 = 85.8 (𝑚)

Debido a la gran cantidad de espacio que dispone la planta, se selecciona la opción de operar con 3 stock piramidales de 12 [m] de alto y 85.8 [m] de largo total. Con esto, se asegura el procesamiento de minerales durante 24 [hrs] en caso de emergencia con un factor de seguridad de 1,2.

2.3.2.- Calculo de aberturas de descarga en Stock-pile La teoría dice que, al descargar materiales desde un punto elevado, las partículas finas tienden a concentrarse directamente bajo el punto de descarga, mientras que las partículas más gruesas tienden a rodar hacia el exterior o periferia (figura 6), con lo cual se segrega y separa parcialmente el material por tamaño de partícula. La

diferenciación entre material fino, el cual puede ser cohesivo, y material grueso, el cual es generalmente de fácil escurrimiento y alta fluidez, es difícil de precisar.

Figura 6, Distribución de material fino y grueso al caer de un punto libre en un Stock-pile

Dado este fenómeno hay que destacar que se genera un ángulo de vaciado (𝛼𝑣 ) al descargar el material por la o las aberturas de descarga cuadradas de ancho B. El ángulo de vaciado determina el volumen vivo máximo a extraer y su valor depende de las características del material acumulado, principalmente por la cohesión. No hay que confundir ángulo de vaciado con ángulo de reposo del material (𝛼𝑟 ), ya que son conceptos distintos; el ángulo de reposo del material es un valor más bajo que el ángulo de vaciado (Figura 7).

Figura 7, Angulo de reposo y de vaciado del material en un Stock-pile

Para los cálculos se asumió un ángulo de vaciado 𝛼𝑣 = 40°, medido desde la horizontal. Claramente se puede observar que, a mayor resistencia cohesiva del

material almacenado, y por ende mayor ángulo de vaciado, menor será la capacidad viva de almacenamiento en el stock-pile. Hay que diferenciar a la capacidad total de almacenamiento con la capacidad viva de almacenamiento, entendiéndose a la capacidad total de almacenamiento como el múltiplo del volumen máximo de 𝑡𝑜𝑛

almacenamiento por la densidad aparente promedio del material, dado en [ 𝑚3 ]. Como ya sabemos el ángulo de reposo del material es de 𝛼𝑟 = 37°. Existe una posición óptima para ubicar las aberturas de descarga del material de manera de maximizar la capacidad viva de almacenamiento en la pila (Figura 8). Esta ubicación depende de la separación entre ambas aberturas de descarga (S), de los ángulos de reposo y de vaciado del material almacenado, de la forma y de las dimensiones generales de la pila y de las aberturas de descarga en la base de la pila.

Figura 8, Relación entre distancia de las aberturas de descarga y el volumen vivo a extraer

Las zonas muertas deberán ser trabajadas por maquinaria externa para poder ser aprovechadas, lo que implica un costo extra al tener equipos en funcionamiento. Bajo esta noción se determinó mediante iteraciones la cantidad optima de aberturas de extracción de material, todo en función de obtener el máximo volumen vivo. Se proyecto un perfil transversal uno de los Stock-pile obtenidos anteriormente y se obtuvo el volumen vivo bajo condiciones ideales. Con B (Abertura de descarga) de 2 metros por 2 metros sección cuadrada.

Figura 9, Perfil transversal Stock-pile

𝑥 + 𝑦 = 14, 9(1) tan 37° =

ℎ (2) 𝑦

tan 40° =

ℎ (3) 𝑥

Reemplazando (2) y (3) en (1): ℎ(

1 1 + ) = 14,9 tan 37° tan 40° ℎ = 5,9 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑥 = 7,0 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑦 = 7,8 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠

En la Figura 9, se aprecia que se generara un volumen al abrir la abertura de descarga. Este volumen es difícil de calcular, pero se puede estimar una aproximación mediante el siguiente cálculo de dos volúmenes. 𝜋 ∙ 6.92 ∙ 6.2 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 1 = = 309,11(𝑚3) 3 Esto se hace más complicado aun cuando integro varias aberturas de descarga de material. Al extraerse todo el volumen vivo, el volumen que no se recupera del

Stock-pile se denomina Volumen muerto o zona muerta. Se determino una altura del material de la zona muerta de 3,5 metros, debido a la altura de los Bulldozers que trabajaran para recuperar este volumen.

Figura 10, cálculo de proyección horizontal en función a la altura de Bulldozer

tan 40° =

3.5 𝑦´

𝑦´ = 4,2 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 Lo mismo se hace para la proyección con respecto al ángulo de reposo del material.

Figura 11, segundo cálculo de proyección horizontal en función a la altura de Bulldozer

tan 37° =

3.5 𝑥´

𝑥´ = 4,6 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 En función a estas ideas se itero y resulto un numero de 6 aberturas de extracción de material para 1 de los 3 Stock-pile, como se muestra en la Figura 12.

Figura 12, Perfil longitudinal del Stock-pile con las 6 aberturas de extracción de material

Con estos valores se puede obtener volver a estimar los volúmenes vivos a extraer presentados con color verde y violeta en la figura 12. Para esto debemos volver a calcular la proyección horizontal de la nueva altura.

Figura 13, Nueva proyección horizontal vista perfil transversal del Stock-pile.

12 8.5 = 15.9 𝑧 𝑧 = 11.2 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠

Ahora calculamos nuevamente dos volúmenes estimativos para el volumen vivo a extraer. En la zona de color verde de la figura 12 se calculan dos volúmenes: un cono en las orillas y una pirámide de base cuadrada al centro del Stock-pile. 𝜋 ∙ 11.22 ∙ 8.5 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑜 = = 1116.5 (𝑚3) 3 𝜋 ∙ 11.2 ∙ 8.5 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑟𝑎𝑚𝑖𝑑𝑒 = ∙ 36.3 = 5428.3 (𝑚3) 2 La zona de color violeta es más difícil de estimar por las intersecciones de los volúmenes en las orillas del Stock-pile. Para un mejor análisis las estimamos como 6 conos y 6 cilindros.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 6 𝑐𝑜𝑛𝑜𝑠 =

𝜋 ∙ 4.22 ∙ 3.5 ∙ 6 = 387.9 (𝑚3) 3

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 6 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜𝑠 = 𝜋 ∙ 12 ∙ 3.5 ∙ 6 = 65.9 (𝑚3) Sumando la totalidad de los volúmenes estimados en la zona de color verde y violeta de la figura 12, se obtiene un valor de: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 387.9 + 65.9 + 5428.3 + 1116.5 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 6998.6 (𝑚3)

2.3.3.- Tolva de gruesos

Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral, ya sea grueso o fino que se conforma por una sección convergente situada en su parte inferior de forma cónica o en forma de cuña y una sección vertical superior que es la tolva propiamente tal, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral. Es el depósito donde se almacenará el mineral proveniente de la mina para alimentar a los chancadores primarios. La boca de recepción de mineral en la parte superior, tiene forma cuadrada o rectangular y posee una parrilla que impiden el paso del material de mayor granulometría al chancador primario, y da paso al material que posea la granulometría óptima para iniciar el proceso de conminución.

Estas tolvas generalmente tienen forma de paralelepípedo con un plano inclinado en el fondo para facilitar el escurrimiento del material. El ángulo de escurrimiento de la mena a procesar es de aproximadamente 37°, por lo que, según criterio, el ángulo de escurrimiento de las tolvas deberá tener un ángulo de acuerdo con la siguiente fórmula:

Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 + 15° Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 37° + 15° = 52°

Para dimensionar nuestras tolvas de gruesos, hay que destacar que serán 3 ubicadas entre el proceso de chancado primario y secundario, y poseerán aproximadamente un almacenamiento de 1500 m3 de mineral por tolva, lo que se traduce en aproximadamente 3 [hrs] continuas de alimentación al chancado secundario. Para esto se necesitan los siguientes cálculos:

Figura 14, desglose volumétrico de tolva de gruesos

𝑉𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 𝑉𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑒𝑝í𝑝𝑒𝑑𝑜 + 𝑉𝑡𝑟𝑜𝑛𝑐𝑜𝑝𝑖𝑟á𝑚𝑖𝑑𝑒 1 𝑉𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 𝑎 ∗ 𝑏 ∗ 𝑐 + ∗ [ℎ(𝐴1 + 𝐴2 + √𝐴1 ∗ 𝐴2)] 3 El parámetro A1 y A2, corresponden respectivamente a las áreas de mayor y menor dimensión del tronco de pirámide respectivamente. 𝐴1 = 𝑎 ∗ 𝑏 = 12 ∗ 12 = 144 (𝑚2 ) 𝐴2 = 𝑑 ∗ 𝑒 = 2 ∗ 2 = 4 (𝑚2 )

1 𝑉𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 12 ∗ 12 ∗ 15 + ∗ [4.2(144 + 4 + √144 ∗ 4)] = 2309 (𝑚3 ) 3 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = (1 − 𝐸𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜) ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑔 𝑔 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = (1 − 0.3) ∗ 3.6 ( 3 ) = 2.52 ( 3 ) 𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 2309 (𝑚3 ) ∗ 2.52 (

𝑡𝑜𝑛 ) 𝑚3

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 5818.6 (𝑡𝑜𝑛) Esta capacidad de almacenamiento, tomada en cuenta para 3 tolvas de gruesos, nos permite una alimentación a los chancadores secundarios y terciarios de aproximadamente 5 (hrs).

2.3.4.- Silos de finos

Los silos de finos serán ubicados para guardar material de alimentación procesado por el chancado secundario y terciario. Mantiene material para procesar en la molienda. Los silos son estructuras cilíndricas con entrada de material en su parte superior y salida en la parte inferior con forma cónica truncada. Se ubicarán 3 silos de almacenamiento de finos con las dimensiones presentadas a continuación: El ángulo de escurrimiento de la mena a procesar es de aproximadamente 37°, por lo que, según criterio, el ángulo de escurrimiento de la parte inferior de los silos deberá tener un ángulo de acuerdo a la siguiente fórmula:

Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑠𝑖𝑙𝑜 = á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑠𝑐𝑢𝑟𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 + 15° Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑠𝑖𝑙𝑜 = 37° + 15° = 52°

Para dimensionar nuestros silos de finos, hay que destacar que serán 3 ubicadas entre el chancado terciario y la molienda, y poseerá una capacidad de almacenamiento aproximadamente 5000 m3 de mineral por sil. Para esto se necesitan los siguientes cálculos:

Figura 15, desglose volumétrico de Silo de finos

𝑉𝑠𝑖𝑙𝑜 = 𝑉𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 + 𝑉𝑐𝑜𝑛𝑜𝑡𝑟𝑢𝑛𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑉𝑡𝑜𝑙𝑣𝑎 = 𝜋 ∗ 𝑟 2 ∗ ℎ +

ℎ∗𝜋 ∗ [(𝑅 2 + 𝑟 2 + 𝑅 2 ∗ 𝑟 2 )] 3

El parámetro R y r, corresponden respectivamente al radio mayor y menor del tronco de cono respectivamente. 𝑅 = 8 (𝑚) 𝑟 = 1 (𝑚) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑥 𝑠𝑖𝑙𝑜 = 𝜋 ∗ 82 ∗ 9 +

9∗𝜋 ∗ [(82 + 12 + 82 ∗ 12 )] = 5070.4 (𝑚3 ) 3

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = (1 − 𝐸𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜) ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑔 𝑔 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = (1 − 0,3) ∗ 3.6 ( 3 ) = 2.52 ( 3 ) 𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑙𝑜 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑙𝑜 ∗ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑙𝑜 = 5070.4 (𝑚3) ∗ 2.52 (

𝑡𝑜𝑛 ) 𝑚3

𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑙𝑜 = 12777.5 (𝑡𝑜𝑛)

Esta capacidad de almacenamiento, tomada en cuenta para 3 silos de finos, nos permite una alimentación continua a los molinos de aproximadamente 10 (hrs).

3. Etapas del circuito con respecto a la producción:

Considerando una producción de 85.000 Ton/día se diseña un circuido de almacenamiento y movimiento de mineral en la planta concentradora. Para esto es necesario conocer los tiempos de residencia y producción de cada proceso. Tabla 2.- desglose volumétrico de tolva de gruesos

Etapa

Producción

Observación

de alimentación [ton/hra] Stock pile

Capacidad 85.000

disponible para 24 de producción.

Chancado Primario 1200 Tolva gruesos

Con su operación 17455.8

se mantiene una producción por 5 hrs aprox.

Chancado Secundario 1800 Chancado terciario 1800 Tolva de finos

38332.4

Con su operación se mantiene una producción por 10 hrs aprox.

A continuación, se representan de forma esquemática el circuito de procesamiento de reducción de tamaño de la planta, considerando una vista básica y generalizada de. Cada una de las etapas y su relación entre sí.

Figura 16, Diagrama o circuito de movimiento de material en procesos de conminución.

4. Superficie ocupada por depósitos de almacenamiento. Si consideramos el espacio en superficie ocupado solo por tres de los depósitos de almacenamiento, el total necesario es de 7.340 m2 aproximadamente lo que se encuentra dentro de los límites del recito destinado para la planta de

procesamientos. Cabe destacar que no se ha considerado aún el dimensionamiento de los equipos. Tabla 3, Datos de superficie de almacenamiento

Item Stock piles Tolva gruesos Silos finos Total

Cálculo de superficie de almacenamiento Largo Ancho [m] Superficie por [m] item[m2] 85.77539 31.850338 2731.975286 12 12 144 16

16

256

Superficie total [m2] 8196 432 768 9396