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CONCENTRACIÓN DE MINERALES

Profesor: Álvaro Bustamante 2013

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Para qué moler ?... Rocas Mineralizada

Especie Valiosa

OBJETIVO Especie Valiosa Roca Mineralizada

Liberar las especies mineralizadas de las rocas que las contienen, mediante la fragmentación de éstas a tamaños suficientemente pequeños.

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Ocluido Asociado a ganga

100% liberado

Finamente Diseminado

EL TAMAÑO D80 20% Malla 100

P80=150 mm

80% El tamaño D80 se denomina F80 cuando se refiere a la alimentación, P80 cuando se refiere al Producto y T80 cuando se refiere a un tamaño de transferencia.

EL TAMAÑO D80 P80

F80

T80

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO CHANCADO

F

(varias etapas)

L MOLIENDA BARRAS

O

(circuito abierto)

T MOLIENDA BOLAS (circuito cerrado)

A

C I Ó N

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO CHANCADO

F

(una o dos etapas)

L MOLIENDA SAG

O

(SABC-1 ó SABC-2)

T MOLIENDA BOLAS (circuito cerrado)

A C

I Ó N

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO F L CHANCADO

O

(varias etapas)

T MOLIENDA UNITARIA (circuito cerrado)

A C I

Ó N

PROCESOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO F L CHANCADO

O

(una o dos etapas)

T MOLIENDA SAG (circuito cerrado)

A C I

Ó N

EN EL PRINCIPIO…

EL MARAY

EL TRAPICHE

LOS MINERALES

TRASLADO AL CHANCADO PRIMARIO

RECEPCIÓN DEL MINERAL

CHANCADOR PRIMARIO

CHANCADOR PRIMARIO

CHANCADOR PRIMARIO Planes de Reducción de Tamaño(1):

Balance entre Tamaños, Equipos y Eficiencia en Reducir” Tamaño de Alim.F(100)

Equipo:

Sobre 1 m Bajo 0.9 m Bajo 0.9 m Bajo 0.1 m. Bajo 4 cm Bajo 10 cm Bajo 5 cm Bajo 10- 6 mm

Explosivos (Red) Chancadora de Mandíbula Chancadora Giratoria Impactores (martillos) Rodillos Alta Presión Ch.Cono (Standard Cámara) Ch.Cono (Short Head) Molinos (Barra/Bolas E.u)

Bajo 0.4 m

Molino SAG

(1) Eduardo Cubillos A.

CHANCADOR GIRATORIO El “Rey” de la Reducción es el chancador giratorio(1): Alta capacidad.

Alta eficiencia. Adecuada reducción. Boca de admisión adecuada. Bajo consumo de energía específica.

CHANCADOR GIRATORIO

ETAPAS DE CHANCADO

Secundario

Terciario

MOLINO DE BARRAS

MOLINO DE BARRAS Los molinos de barras generalmente se utilizan en aplicaciones industriales de molienda húmeda.

Para los rangos de aplicación de molienda más fina en estos molinos (P80 entre 2000 mm y 500 mm) se acostumbra a emplear los molinos de barras que descargan por rebalse.

MOLINO DE BARRAS Para el rango de molienda más gruesa (P80 > 2000 mm) se emplean normalmente los molinos de barras que tienen un sistema de descarga periférica central, lo que significa que descargan por el centro de la carcaza.

La última aplicación se efectúa cuando el producto de molienda requerido no puede contener más que una cantidad ínfima de material extremadamente fino, tal como sucede en las especificaciones de arenas.

MOLINO DE BARRAS A objeto de prevenir que las barras se traben en el molino, se recomienda utilizar una relación L R/D entre 1,4 y 1,6 (siendo LR la longitud de la barra).

Cuando esta razón es menor que 1,25 el riesgo de trabamiento de la carga en el molino aumenta considerablemente.

MOLINO DE BARRAS El tamaño de los molinos creció hasta el límite físico de los molinos de barras, impuesto por la longitud máxima de las barras, sin que éstas pierdan su rectitud. Las dimensiones límite pueden establecerse en unos 6 metros de longitud y unos 4 metros de diámetro (13’ x 20’ D x L) con una potencia del orden de 1500 kW. El nivel de llenado del molino varía entre 30 y 40%. El porcentaje de velocidad crítica varía entre 60 y 70%. La razón L/D varía entre 1,3 y 1,6. Operan en circuito abierto.

MOLINO DE BARRAS

F80

P80

Circuito Abierto

MOLINO DE BARRAS P80

F80

P80 T80

MOLINO DE BOLAS

MOLINO DE BOLAS

MOLINO DE BOLAS Los molinos de bolas se utilizan generalmente en todas aquellas aplicaciones industriales en que se requiera obtener ya sea un producto con granulometría intermedia (P80 entre 500 mm y 75 mm) o un producto más fino (P80 < 75 mm).

Dependiendo de las características propias del material a moler y de la granulometría final requerida, existen diversos diseños de molinos y de mecanismos de descarga tales como rebalse o parrilla.

Configuraciones Típicas

CIRCUITO DIRECTO

Overflow 7

P80

5

Alimentación Ciclones

Underflow

F80

6 1

2

Alimentación Fresca

4

3

Agua

5

Configuraciones Típicas

CIRCUITO INVERSO Overflow

P80

7 5

Alimentación Fresca

F80 1

6 2

4

Agua

Underflow

3

Alimentación Ciclones 5

Configuraciones Típicas

CIRCUITO DUAL

Overflow

II Secondary 8 80 Feed

F I 80

F

5

Fresh Feed

1

6

Underflow

2

4

Water

P80

7

3

Cyclone Feed 5

Ejemplo

CIRCUIT0 DUAL

1

2

DESCARGA POR PARRILLA P80

Cámara

F80

Molienda

Parrilla

MOLINO SEMIAUTÓGENO

CIRCUITO SABC - 1

F80

P80

CIRCUITO SABC - 2

F80

I 80

P

II P80

CIRCUITO SABC – 1 - 2

F80

I 80

P

II 80

P

SAG- CIRCUITO CERRADO

P80 F80

CIRCUITO DE MOLIENDA

IMPORTANCIA !!! La liberación de especies minerales –etapa previa inevitable para su adecuada separación y concentración- es sin lugar a dudas el proceso unitario de mayor relevancia práctica en todo el circuito de beneficio de minerales, porque:

Demanda la principal inversión de capital. Incide fuertemente en los costos unitarios del proceso global. Determina la capacidad máxima de tratamiento y en consecuencia, determina también en gran medida la rentabilidad de la operación.

CLASIFICACIÓN

Izquierda: El primer uso comercial de un ciclón para separar sólidos de líquidos data de 1891, cuando se presentó una patente con el diseño de un dispositivo para separar arena de agua.

CLASIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN Los procesos de flotación son mucho más sensibles a la dispersión del tamaño de partícula que los procesos gravitacionales.

Por lo tanto, a medida que se extendió esta vía de concentración se hizo imprescindible el control del tamaño de partícula, lo que dio lugar a los circuitos cerrados, con la inclusión de un clasificador que “fiscalizaba” el tamaño de partícula que finalmente debía enviarse a la etapa de concentración. Al comienzo se utilizaron clasificadores de rastrillo. Su principal inconveniente fue su elevado costo de mantenimiento.

CLASIFICACIÓN El alto costo de mantenimiento trajo como consecuencia que los clasificadores de rastrillo fueran sustituidos por los clasificadores de espiral, helicoidales, de tornillo o de gusano.

CLASIFICACIÓN A medida que aumentaba el tamaño del molino de bolas, también lo hacía el tamaño de los clasificadores, el espacio requerido por éstos, su complejidad mecánica, su peso y como consecuencia su costo. Eran equipos eficientes pero limitados en su capacidad.

Las razones mencionadas provocaron el advenimiento del hidrociclón como clasificador convencional. Con este tipo de clasificadores no había limitaciones para el tamaño de los molinos de bolas, los cuales crecieron rápidamente hasta alcanzar los 20 pies de diámetro y 30 pies de longitud con accionamientos del orden de 5000 kW de potencia. En la actualidad han sido superadas estas dimensiones (dos molinos de bolas de 26’ x 38’ que acompañan un SAG de 40’ x 24’ en Collahuasi).

CLASIFICACIÓN

Soy más eficiente

Tengo más capacidad

CIRCUITOS UNITARIOS Los circuitos barras – bolas (un molino de barras con dos molinos de bolas) se expanden rápidamente, pero además, esta ausencia de limitación en el tamaño que imponían los clasificadores mecánicos, trae como consecuencia que comiencen a surgir circuitos constituido exlusivamente por molinos de bolas; es decir, circuitos unitarios.

Estos circuitos, basados únicamente en molinos de bolas requieren una alimentación más fina, con tamaños máximos preferentemente en el entorno de los 6000 a 9000 mm, lo que provocó un inevitable desarrollo paralelo en los circuitos de trituración.

CIRCUITOS UNITARIOS Antes del advenimiento de los molinos unitarios los circuitos de chancado estaban constituidos por un chancador primario de mandíbulas en circuito abierto y un chancador secundario de cono “estándar”, en circuito abierto o cerrado con un harnero.

Después del advenimiento de los molinos unitarios la necesidad de una granulometría más fina obliga a instalar una tercera e inclusive una cuarta etapa de chancado en circuito cerrado con harneros.

HIDROCICLÓN Torbellino secundario

Flujo Superior

Torbellino primario

Alimentación

Flujo inferior

HIDROCICLÓN

HIDROCICLÓN

HIDROCICLÓN El flujo de alimentación a un hidrociclón forma un torbellino primario a lo largo de la superficie interior de la pared de las partes cilíndrica y cónica del hidrociclón , dirigiéndose al exterior a través del vértice cónico. Al ser éste estrecho, solamente una parte de la corriente es evacuada como flujo inferior (undeflow), transportando de preferencia las partículas gruesas. La mayoría del líquido (que ha sido limpiado por la sedimentación de los sólidos en el torbellino primario, o bien que transporta las partículas finas sobrantes con él) es forzado a abandonar el ciclón a través de la tobera del flujo superior (overflow) formando un torbellino secundario ascendente.

HIDROCICLÓN

Existe alguna evidencia que el diseño del inlet puede influenciar la eficiencia de clasificación. La mayoría de los inlets son rectangulares, pero el ingreso de la pulpa se puede hacer de dos formas: “involute” y “tangential”.

El diseño “involute” con su radio de entrada más grande reduce la turbulencia y asi mejora la clasificación y reduce el desgaste.

HIDROCICLÓN

Efecto de la erosión generada por la turbulencia en la zona de alimentación en ciclones para una alimentación tangencial de la pulpa.

HIDROCICLÓN

Geometría de cabezal de hidrociclón que ofrece una trayectoria natural del flujo de pulpa, utilizando una entrada en forma de espiral sin uniones ni cambios bruscos de ángulos y ningún borde de 90°.

HIDROCICLÓN

Vista planta ciclón alimentación Tangencial

Vista planta ciclón alimentación Involuta

En usos comparables, los ciclones con alimentación involuta, posee una duración del cabezal de alimentación de 2 – 3 veces más de vida útil que aquellos que poseen una alimentación tangencial.

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Finos Alimentación Fresca

Gruesos

Circuito Abierto: El ciclón es instalado antes del molino para deslamar la alimentación al molino.

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Producto Final

Arenas Alimentación Fresca

Circuito Cerrado: La alimentación va directamente al molino, cuya descarga ingresa al ciclón para su desarenado. El flujo superior es el producto final, mientras que el inferior regresa al molino (CCD).

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Producto Final Alimentación Fresca

Arenas

Circuito Cerrado: Aquí se combinan los dos casos anteriores, de modo que la alimentación fresca y la descarga del molino se mezclan y se clasifican conjuntamente con el mismo ciclón, el cual desempeña las dos funciones de deslamado de los gruesos y desarenado de los finos a la vez (CCI) también se conoce como doble circuito.

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Producto Final

Alimentación Fresca

Arenas Primarias

Arenas Secundarias

Circuito Cerrado con Preclasificación: Lo ideal es efectuar el deslamado y desarenado independientemente en ciclones separados de diferentes tamaños de corte. Los flujos superiores constituyen producto final y los inferiores ingresan al molino. Esta es una combinación mejor de los dos primeros casos, por esa razón se conoce como “circuito

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Producto circuito

Alimentación desde circuito molienda

A circuito molienda

Re-clasificación de overflow primario

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN

Alimentación desde circuito molienda

Producto circuito

A circuito molienda

Re-clasificación de underflow primario

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN Producto circuito

Alimentación desde circuito molienda

A circuito molienda

Re-clasificación del underflow y overflow mejora la clasificación y remueve el agua

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN

APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN

DESCARGA DEL HIDROCICLÓN

Cuando el underflow es diluido, la descarga tiene la forma de un amplio paragua o “spray”.

A medida que el contenido de sólidos aumenta en la descarga, el diámetro del “paragua” disminuye, hasta que la concentración de sólidos alcanza un valor crítico y el núcleo de aire colapsa, produciéndose la indeseable condición de acordonamiento.

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO A mediados de la década de los 80 aparece en escena el hidrociclón de fondo plano, de diseño diferente, totalmente cilíndrico y con un fondo prácticamente horizontal.

Los ciclones de fondo plano fueron creados por el Dr. Helmut Trawinski, quien los llamó CBC (Circulating Bed Cyclone), ciclones de lecho circulante.

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO

Lecho circulante o fluido

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO El lecho “fluido”creado en la zona inferior de los ciclones de fondo plano, no es un lecho estacionario, sino que está dotado de movimiento de convección alrededor del núcleo central, lo cual favorece la reclasificación de partículas ligeras o de pequeño tamaño mal clasificadas, que en su movimiento constante podrían ser en algún momento arrastradas por el torbellino interior o principal, siendo finalmente evacuadas por el rebose superior. Además el lecho fluido creado en el fondo del ciclón actúa como un “colchón”, amortiguando las variaciones en la alimentación, tanto en caudal como en concentración de sólidos.

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO La tendencia a la obstrucción de la descarga por aumentos en la concentración de sólidos en el underflow, es menor en los ciclones de fondo plano que en los convencionales, resultando extraño llegar a la obstrucción total.

La responsabilidad de esta resistencia al bloqueo se debe buscar en los flujos de convección existentes en el lecho de sólidos que lo mantiene en rotación.

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO Un ciclón de fondo plano puede alcanzar cortes mayores, hasta casi tres veces que uno convencional de su mismo diámetro; es decir, manteniendo sin variación el caudal de pulpa. También se pueden usar ciclones convencionales más grandes, pero esto afecta la flexibilidad del circuito.

Su menor cortocircuito y menor tendencia al bloqueo lo convierten en una alternativa digna de considerar en los circuitos de molienda – clasificación.

HIDROCICLONES DE FONDO PLANO

DIMENSIONES REFERENCIALES DO

DI

h DC

DU

CICLÓN IDEAL SEGÚN KREBS DO = 0.35 DC

DI = 0.25 DC

h = 3 DC DC

DU = DO / 2

FLUJOS EN EL HIDROCICLÓN

EFICIENCIA DE CLASIFICACIÓN

Ei 

ton / hr de particulas de tamaño i en la descarga ton/hr de partículas de tamaño i en la alimentaci ón

EFICIENCIA DE CLASIFICACIÓN

1.0

% to Underflow

0.8

Los Ciclones no son separadores ‘ideales’. En la realidad, una fracción de la alimentación (Bpf) pasa directamente a la descarga.

0.6

0.4

By-Pass 0.2

d50 Tamaño de Corte

0.0 10

100

1000

Particle Size, microns

10000

BY-PASS

TAMAÑO DE CORTE

½”

Tiene la misma posibilidad de reportar en el sobretamaño ½” como en el bajotamaño del harnero.

TAMAÑO DE CORTE ½”

Tiene la misma posibilidad de reportar en el sobretamaño ½” como en el bajotamaño del harnero.

Ei = 0,5

d50

TAMAÑO DE CORTE

(d50 )

CLASIFICACIÓN

EL ROL DE LOS CICLONES

Overflow 7 5

Alimentación Ciclón

En molienda en circuito cerrado, el rol específico de los ciclones, es permitir que el molino opere con un mínimo hold-up de partículas finas.

6 Underflow 1

2

Alimentación Fresca

4 3

Agua

5

Conceptos Básicos y Terminología

TAMAÑO DE PARTÍCULA

d  d1  d2

Conceptos Básicos y Terminología

DISTRIBUCIÓN TAMAÑO DE PARTÍCULA DEFINICIONES

f1 2 f2

3   

fi-1 i   

fn

n+1

- % Retenido en la Malla ‘i’ (Parcial) : fi-1 - % Retenido en la Malla ‘i’ (Acumulado) : Ri = f1+ f2+...+fi-1

- % Pasante la Malla ‘i’ (Acumulado) : Fi = fi+fi+1+...+fn

Conceptos Básicos y Terminología

DISTRIBUCIÓN TAMAÑO DE PARTÍCULA 100

80

% % Pasante

10 10

100

1000

Particle Size, mm

D80

10000

Conceptos Básicos y Terminología

DISTRIBUCIÓN TAMAÑO DE PARTÍCULA 100

80

% Retenido

%

% Pasante

10 10

100

1000

Particle Size, mm

D80

10000

Conceptos Básicos y Terminología

TAREA DE MOLIENDA 100

% Passing

80

Producto Alimentación 10 10

100

P80

1000

Particle Size, mm

F80

10000

Conceptos Básicos y Terminología

TAREA DE MOLIENDA

P80

F80

Conceptos Básicos y Terminología

CARGA CIRCULANTE Se define como el cuociente entre el tonelaje de sólido seco que está siendo recirculado a través del underflow del ciclón y el tonelaje de sólido seco que sale del proceso de clasificación en el overflow. Es conveniente pensar en la Carga Circulante como una propiedad del ciclón, más que del circuito o del molino mismo.

O’flow

U’flow

Conceptos Básicos y Terminología

CARGA CIRCULANTE ton/hr secas O’flow

ton/hr secas U’flow

ton/hr secas U'flow CL  ton/hr secas O'flow

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA El control de la densidad de pulpa de los diversos flujos en una concentradora es una actividad cotidiana. El conocimiento de este parámetro es esencial en la operación de las diversas etapas del procesamiento de un mineral:

Molienda. Clasificación. Flotación. Separación sólido – líquido. Transporte de concentrados y relaves.

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA

Balanza Marcy

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA

V = 1 LITRO

Conceptos Básicos y Terminología

PORCENTAJE DE SÓLIDOS EN PESO Si se conoce la rs (densidad del sólido) entonces la balanza Marcy nos entrega:

1) RHOP (densidad de la pulpa). 2) % Sólidos en peso (PS).

3) Ambas variables están relacionadas. RHOP 

RHOS * RHOL PS * RHOL  (1  PS) * RHOS

Si L = Agua, entonces RHOP = 1 g/cm3 o ton/m3. RHOP 

RHOS PS  (1  PS)RHOS

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA

Agua Pulpa Partículas

Conceptos Básicos y Terminología

PORCENTAJE DE SÓLIDOS EN PESO

Masa Pulpa (MP)

Masa Sólido Seco (MS)

MS %Sol (Peso )  * 100 MP

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA La Balanza Marcy tiene limitaciones, como por ejemplo su precisión y lectura dificultosa. Dada la importancia de la densidad de pulpa (o porcentaje de sólidos en peso) se desarrolló un instrumento digital que reemplaza con ventajas a la Balanza Marcy.

Dicho instrumento es el Densitest, mantiene el principio de pesar un volumen determinado de pulpa, pero reemplaza el resorte de la Balanza Marcy por una celda de carga y los diales de lectura por un circuito que realiza los cálculos.

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA El Densitest tiene una precisión de 0,01% para el porcentaje de sólidos en peso y soporta un importante nivel de vibraciones. La vasija del Densitest puede tener cualquier volumen, ya que éste es un dato que se ingresa al instrumento junto con la densidad del sólido y del líquido utilizado (si es agua la densidad es uno). Esto presenta una gran ventaja cuando se dispone de pequeñas muestras de pulpa. La pantalla del instrumento entrega las siguientes unidades de medidas: Densidad de pulpa, % de sólidos en peso, fracción de sólidos en volumen y dilución.

Conceptos Básicos y Terminología

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA

Terminología y Conceptos Básicos

CARACTERIZACIÓN DE LA PULPA Las pulpas minerales de los distintos flujos de un circuito de molienda pueden ser caracterizadas por una o más de las siguientes propiedades : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Tonelaje Sólido Seco, ton/hr Caudal de Agua, m3/hr Tonelaje de Pulpa, ton/hr Caudal de Pulpa, m3/hr Densidad de Pulpa, ton/m3 Porcentaje Sólidos, en volumen Porcentaje Sólidos, en peso.

MS 100.00 MW 70.00 MP 170.00 QP 105.71 RHOP 1.608 PSV 33.78 PS 58.82

MALLA DE CONTROL

% +65#

MALLA DE CONTROL ¿Cómo determinar el porcentaje retenido sobre la malla de control? Tomar una muestra en el rebalse de los hidrociclones. Determinar la densidad de pulpa y el % de sólidos en peso en la balanza Marcy. MP R HOP  VP como VP  1, entonces :

MP R HOP  1

 R HOP  M P(numéricamente) VP = 1 LITRO

MALLA DE CONTROL rS = 2,7 g/cm3 PS = 30% RHOP = 1232,86 g/l

MP = 1232,86 g

VP = 1 litro

MS = 369,86 g

MALLA DE CONTROL RHOP = 1232,86 g/l

MP RHOP  VP Como el VP = 1 litro, entonces:

MP RHOP   RHOP  MP (numéricam ente) 1 Entonces, MP = 1232,86 g Luego, MS = 1232,86 *0,3 = 369,86 g

MALLA DE CONTROL

Agua

# 65

Agua

MALLA DE CONTROL rS = 2,7 g/cm3 PS(+65#) = 8,74% RHOP(+65#) = 1058,23 g/l

MP(+65#) = 1058,23 g

V = 1 litro

MS

(+65#)=

92,49 g

% + MALLA DE CONTROL

92,49 %  65#  * 100  25% 369,86

% + MALLA DE CONTROL

%  65# 

MP( 65 # ) PS( 65 # ) MP PS

* 100

ECUACIÓN DE POTENCIA DEL MOLINO Modelo de Hogg & Fuerstenau

N

Pnet  Torque  Veloc .Angular



W sin 





W

CONSUMO DE POTENCIA Pnet = f (D, (L/D), Nc, rap, J,) D = Diámetro del molino, pies. L/D = Razón largo / diámetro.

Nc = % de velocidad crítica. rap = Densidad aparente, ton/m3. J = Nivel de llenado del molino, %.  = Ángulo de levante, radianes.

Pnet = 0.238 D3.5 (L/D) Nc rap ( J - 1.065 J2 ) sen 

ECUACIÓN DE POTENCIA DEL MOLINO Modelo de Hogg & Fuerstenau

1050 Molino : 12.5' x 16'

Nc

Neta, kW Potencia Net Power, kW

1000 76 % 74 % 72 %

950

70 %

900 850 800 28

32

36

40

44

48

Charge Level,%% Nivel de llenado,

52

56

60

DENSIDAD APARENTE Corresponde al cuociente entre el peso total de la carga en el molino y el volumen aparente ocupado por dicha carga :

r ap

Peso(bolas  rocas  pulpa)  Volumen Aparente de la Carga

Normalmente se expresa en ton/m3.

LA “RAZÓN DE REDUCCIÓN” (Circuito)

P80 F80

Rr 

F80 P80

9136   53,1 172

LA “RAZÓN DE REDUCCIÓN” (Molino)

F80

Rr 

P80

F80 P80

5698   5,2 1088

ENERGÍA ESPECÍFICA, kWh/ton

ENSAYOS DE MOLIENDA A ESCALA DE LABORATORIO CON VARIOS TAMAÑOS DE MOLINOS

Mill Net Diameter, Power, inches kW

Mineral Grinding Energy Weight, Time, Input, gr min kWh/ton

D80 Feed, mm

P80 Product, mm

10 10

0,069 0,069

3300 3300

1,0 4,0

0,348 1,394

810 810

620 370

15 15

0,214 0,214

7425 7425

0,5 2,0

0,240 0,961

835 835

720 470

30 30

1,260 1,260

46500 46500

2,0 4,0

0,903 1,806

920 920

530 310

(*) M.Siddique, M. S. Thesis, Univ. of Utah, USA.

ENERGÍA ESPECÍFICA, kWh/ton

ENSAYOS DE MOLIENDA A ESCALA DE LABORATORIO CON VARIOS TAMAÑOS DE MOLINOS

Mill

Net

Mineral

Grinding

Diam eter,

Pow er,

Weight,

Tim e,

inches

kW

gr

m in

Energy Input, kWh/ton

D80

P80

Feed, mm

Product, mm

10 10

0,069 0,069

3300 3300

1,0 4,0

0,348 1,394

810 810

620 370

15 15

0,214 0,214

7425 7425

0,5 2,0

0,240 0,961

835 835

720 470

30 30

1,260 1,260

46500 46500

2,0 4,0

0,903 1,806

920 920

530 310

(*) M.Siddique, M. S. Thesis, Univ. of Utah, USA.

Conceptos Básicos y Terminología

ENERGÍA ESPECÍFICA, kWh/ton kWh kW E  ton ton / hr Definida como la cantidad de Energía (kWh) aplicada, en promedio, a cada ton de mineral molido. Equivalente al cuociente entre la Potencia consumida por el molino y el tonelaje horario que está siendo procesado.

El Descubrimiento Básico :

RELACIÓN ENERGÍA / TAMAÑO 2.0

KWH/ton

1.6 1.2 0.8

0.4 0.0 200

300

400

500

Product Size, P80, m m

600

700

800

“Existe una clara relación entre el Consumo de Energía Específica y la Fineza de Producto resultante”. Más kWh/ton, menor P80 !

FRED C. BOND

LAS ‘LEYES’ DE LA CONMINUCIÓN Fred C. Bond (1951)

“La Energía consumida para reducir el tamaño 80% de un Material, D80, es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de dicho tamaño.”

LA LEY DE BOND

 1  1  E  10Wi    P  F 80   80 Donde,

WI= Indice de Trabajo.

F80= Tamaño 80% pasante en la alimentación, mm. P80= Tamaño 80% pasante en el producto, mm.

LA LEY DE BOND

 1  1  ,kWh/ton E  10Wi    P  F 80   80

LA LEY DE BOND

Por definición, el Indice de Trabajo, Wi, corresponde a la Energía necesaria, kWh/ton, para reducir el mineral desde un tamaño F80 muy grande hasta 80% pasante 100 mm (P80 = 100 mm).

E2, kWh/ton

E2

Mayor que

E1, kWh/ton

E1

LA LEY DE BOND F. C. Bond estableció una rigurosa metodología experimental para determinar el Indice de Trabajo de, Laboratorio, comunmente llamado Indice de Bond. También, desde Datos a Escala de Planta, es posible obtener el mismo índice equivalente.

En tal caso, se denomina Indice de Trabajo Operacional

LEY DE BOND

P80 = 170 mm

500 tph F80 = 7000 mm

4359 kW

Ejercicio 1a - -Determine el Indice de Trabajo Operacional para una sección molienda que procesa 100 tons/hr, con un molino que opera en las condiciones que se indican a continuación. - Tamaño de alimentación, F80 = 9795 micrones, Tamaño producto, P80 = 150 micrones.

Moly-Cop Tools TM (Version 2.0) BOND'S LAW APPLICATION Estimation of the Operating Work Index from Plant Data Remarks

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh/ton (metric) 0,00 Feed Size, F80, microns 9795 Product Size, P80, microns 150,0 Total Plant Throughput, ton/hr 100,00

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

Mill Power, kW

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. DiameterEff. Length Mill Speed ft ft % Critical 12,00 15,50 72,00 L/D rpm

% Solids in the Mill Ore Density, ton/m3 Slurry Density, ton/m3 Balls Density, ton/m3

72,00 2,80 0,00 7,75

Charge Filling,% 36,00

1

Balls Interstitial Lift Filling,%Slurry Filling,% Angle, (°) 36,00 100,00 10,0 1036 Charge Volume, m3

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total

Mill Charge Weight, tons Apparent Ball Slurry Density Charge Interstitial above Balls ton/m3

Planilla Bond_Op. Work Index ... Moly-Cop Tools

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BOND'S LAW APPLICATION Estimation of the Operating Work Index from Plant Data Remarks

Base Case Example

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh/ton (metric) 13,03 Feed Size, F80, microns 9795 Product Size, P80, microns 150,0 Total Plant Throughput, ton/hr 100,00

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

9,33 933 1 933

Mill MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Power, kW 804 Eff. DiameterEff. Length Mill Speed Charge Balls Interstitial Lift 0 ft ft % Critical Filling,% Filling,%Slurry Filling,% Angle, (°) 129 12,00 15,50 72,00 36,00 36,00 100,00 36,00 933 L/D rpm 10,0 1,29 15,92 1036 % Solids in the Mill 72,00 Ore Density, ton/m3 2,80 Slurry Density, ton/m3 1,86 Balls Density, ton/m3 7,75

Charge Volume, m3 17,91

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total

Mill Charge Weight, tons Apparent Ball Slurry Density Charge Interstitial above Balls ton/m3 83,26 13,33 0,00 5,395

Ejercicio 1b - Para la operación descrita en el ejercio anterior, estimar el incremento en la capacidad de molienda asociada con un aumento en el nivel de llenado de la carga a un 40%. - Cuál será el incremento en capacdad resultante de un aumento en el porcentaje de velocidad crítica a un 76%? Moly-Cop Tools

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BOND'S LAW APPLICATION Estimation of a Conventional Ball Mill Grinding Capacity Remarks

GRINDING TASK : Ore Work Index, kWh/ton (metric) 13,03 Feed Size, F80, microns 9795 Product Size, P80, microns 150,0 Total Plant Throughput, ton/hr 0,00

Specific Energy, kWh/ton Net Power Available, kW Number of Mills for the Task Net kW / Mill

Mill Power, kW

MILL DIMENSIONS AND OPERATING CONDITIONS : Eff. DiameterEff. Length Mill Speed Charge ft ft % Critical Filling,% 12,00 15,50 72,00 40,00 L/D rpm

% Solids in the Mill 72,00 Ore Density, ton/m3 2,80 Slurry Density, ton/m3 0,00 Balls Density, ton/m3 7,75

1

Balls Interstitial Lift Filling,%Slurry Filling,% Angle, (°) 40,00 100,00 36,00 10,0

Charge Volume, m3

Balls Overfilling Slurry Net Total % Losses Gross Total

Mill Charge Weight, tons Apparent Ball Slurry Density Charge Interstitial above Balls ton/m3