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Chancado primario

Nombre Rodrigo contreras nº 7 Curso 3ºb

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Índice

Chancado Etapas y equipo de chancado o trituración Tamaño de trituración o chancado y elección de equipos Según el índice de abrasividad medido experimentalmente a través del porcentaje de sílice presente en la roca, éstas se clasifican en: Según prácticas industriales, los tamaños típicos de menas para lixiviación de distintos minerales pueden ser los siguientes De manera general, según el método que se aplique, pueden considerarse los siguientes tiempos de lixiviación: Diseño de la trituración o chancado Localización Transporte del mineral a la trituración o chancado

Planta fija o estacionaria Planta semi-fija o semi-estacionaria Planta semi -móvil o semi-portátil Planta móvil o portátil Proceso de extracción Planta de chancado Flotación y relaves Chancadoras Giratorias Chancadoras de Mandíbulas

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Introducción

Para beneficiar los minerales con el objeto de recuperar él o los elementos de valor comercial que contienen, la industria minera ha necesitado de maquinarias apropiadas para desarrollar los procesos a los cuales los compuestos minerales son sometidos.Los procesos metalúrgicos son muy variados y dependen principalmente de las características propias de cada mineral. Por ejemplo, generalizando para los minerales oxidados podría necesitarse dos o tres etapas de chancado, utilizando percolación para que la solución lixiviante logre llegar hasta el mineral en la roca que lo contiene. Pero podría suceder que otro mineral oxidado necesite un tamaño menor para lograr recuperaciones económicamente rentables y deba utilizar molienda para someterlo al proceso de lixiviación por agitación. Con respecto a los minerales sulfurados, el proceso más utilizado hasta nuestros tiempos es la flotación para lo cual es necesario del proceso de molienda y si es molienda convencional, lo más probable es que necesite tres etapas de chancado y si fuese semiautógena, necesita sólo de la etapa de chancado primario

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Chancado En el esquema general del proceso, tanto el mineral derivado de la explotación a cielo abierto o subterránea, como el de viejos vertederos integrados en programas de aprovechamiento, deben ser ligeramente preparados en una planta de trituración o chancado y luego, si es necesario, de aglomeración para conseguir una granulometría controlada que permita asegurar un buen coeficiente de permeabilidad de la solución. El principal propósito del chancado es efectuar las reducciones de tamaño necesarias, hasta obtener un producto de una granulometría adecuada que permita el desarrollo de la lixiviación en pilas o depósitos en forma eficiente.

Etapas y equipos de chancado o trituración Como todos los procesos de conminución, la trituración requiere de un elevado consumo energético, lo cual tiene gran impacto económico en el desarrollo de cualquier proyecto de hidrometalurgia. La energía necesaria para la trituración se calcula experimentalmente, midiendo la fuerza necesaria (kilopondios-m/cm) para romper probetas de la roca mediante una máquina de impacto. Plantas de chancado secundario A partir de esta fuerza se calcula el Índice y terciario. Faena Radomiro de Trabajo (Work Index Wi), que entrega los Tomic kilovatios/t necesarios para realizar la trituración o chancado, desde un tamaño medio de alimentación (granulometría del material de inicio) al tamaño medio del producto (granulometría del producto). La molienda húmeda tiene un gasto energético mayor que la trituración seca, y por tanto un costo más alto. De esta forma, el tamaño final de las partículas estará limitado por la operatividad en seco. En consecuencia, con un material húmedo y una cantidad apreciable de finos, el tamaño final de trituración o chancado debe ser mayor al de materiales rocosos y secos. Considerando el menor costo de la trituración seca, se puede llegar a productos de tamaños límites inferiores a 6 mm, (entre 3 y 4 mm,), el equivalente a la trituración o chancado cuaternaria. Tamaño de trituración o chancado y elección de equipos

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El proceso de chancado se realiza en dos grandes etapas, las cuales requieren de equipos específicos para lograr la granulometría adecuada: Trituración o chancado primario o grueso. Trituración o chancado fino: proceso que comprende las etapas de chancado secundario, terciario y cuaternario.

La selección del tipo y tamaño del equipo chancador para cada etapa se determina según los siguientes factores: Volumen de material o tonelaje a triturar. Tamaño de alimentación. Tamaño del producto de salida. Dureza de la roca matriz, ya que la proporción de mineral suele ser pequeña. Éste índice es de suma importancia y se expresa normalmente por la escala de Mohs, la cual tiene implicancia al momento de seleccionar el tipo de equipo a utilizar. Tenacidad, según el índice de tenacidad de la roca a triturar, el que se compara con el de la caliza, a la que se le asigna el índice 1. Abrasividad. Debida fundamentalmente al contenido de sílice, principal causante del desgaste de los equipos.

Según el índice de abrasividad medido experimentalmente a través del porcentaje de sílice presente en la roca, éstas se clasifican en: Clasificación Poco abrasiva Abrasiva Muy abrasiva Extremadamente abrasiva

Porcentaje de Silice (%) < 0,05 0,05 - 0,50 0,5 - 1 >1

Humedad del material en el yacimiento y en la planta, según las condiciones climatológicas del lugar. Contenido de finos y lamas. Los materiales lamosos o pegajosos pueden disminuir la permeabilidad, originando dificultades en la percolación posterior. Para cada una de estas etapas existen equipos apropiados, cuyas características principales de abertura de alimentación, capacidad a distintos cierres, tamaños de productos, potencia, etc., suelen ser tabuladas por los fabricantes de trituradoras en función de una densidad y dureza media. En general, se recomienda no moverse en los extremos límites de trituración (máxima razón de reducción) sino considerar los valores medios propuestos por las tablas de los fabricantes de equipos. 5

Para lixiviación en pilas, el mineral se suele triturar a tamaños entre 100 y 250 mm, para lixiviación en depósitos o tanques, entre 50 y 1 mm, para lixiviación dinámica, chancado y molienda a tamaños inferiores a 1 mm. Independientemente de otras variables, el tamaño de partícula de mineral o metal a lixiviar define la velocidad de disolución y por consiguiente, el porcentaje de recuperación en un tiempo determinado.

Según prácticas industriales, los tamaños típicos de menas para lixiviación de distintos minerales pueden ser los siguientes: Mineral Cobre oxidado Oro Concentrado de oro (sulfuros) Uranio Bauxita Ilmenita Laterita (níquel) Concentrado de níquel (sulfuros) Calcinados de zinc

Tamaño mm (malla ASTM) -12,00 -0,25 a (-60 mallas) -0,044 a (-325 mallas) -2 a -0,15 (-10 a -100) -0,15 a (-100) -0,074 a (-200 mallas) -0,841 a -0,074 (-20 a -200 mallas) -0,074 a (-200 mallas) -0,074 a (-200 mallas)

Por sobre los 2 mm (10 mallas), el tamaño de las partículas impide efectuar una lixiviación dinámica operativa (agitación). Si se desea una molienda más fina debe considerarse, además del incremento en costo de energía, la posible producción de lamas, sobre todo en el caso de minerales friables como lo son el estaño o el tungsteno.

De manera general, según el método que se aplique, pueden considerarse los siguientes tiempos de lixiviación:

Estática

Dinámica

Método de lixiviación En sitio En vacies En pilas En tanques Con agitación Con agitación

Tamaño (mm) Grandes y variable Hasta 1500 Hasta 150 Hasta 12 Hasta 2 Hasta 0,010

Tiempo aproximado Variable Años 1 a 6 meses 15 a 30 días 2 a 24 horas 1 a 10 horas

La siguiente tabla es una guía para la selección preliminar de los tipos de trituradoras que se recomienda utilizar, dependiendo del material que sea necesario triturar (según Neuhoff).

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Diseño de la trituración o chancado Antes de que el material se lleve a la trituración o chancado, se recomienda realizar el cribado, operación que consiste en el harneo o selección del tamaño previo, segmentando en diferentes granulometrías. Este proceso tiene ventajas tales como el aumento de la capacidad del equipo, evitar las dificultades que provocan los finos en las cámaras trituradoras (atascos), y la reducción del consumo de energía, permitiendo la obtención de un producto final con menos finos. En el diseño de una trituración y en la perspectiva de reducir los costos de operación, principalmente de la trituración primaria, se deben tener en cuenta los siguientes factores:

Localización Dada la ubicación de la mina y la planta, la trituradora (chancador) se emplaza en el lugar en que la distancia económica entre esos dos puntos sea la mínima. Además, por aspectos de seguridad de tronaduras, el chancador primario se ha mantenido hasta hoy relativamente alejado de la mina. Sin embargo, se debe tener presente que el transporte del material ya triturado es menos costoso, debido a su menor volumen y menor impacto en las cajas de camiones. Asimismo es más continuo que el material que viene de la mina. Por ello, sería más conveniente ubicar el chancador primario lo más cerca posible del yacimiento e incluso dentro de él.

Transporte del mineral a la trituración o chancado Generalmente se afirma que un 40% del costo minero en una explotación a cielo abierto corresponde a las operaciones de perforación, tronadura y carguío, y que el 60% restante se asigna al transporte del material a la planta. Está demostrado que el transporte en camiones, a pesar de su flexibilidad, es más costoso que el que se realiza por cintas transportadoras. Sin embargo, se debe tener presente que este último tipo de transporte encuentra su limitante en el tamaño del material. Por lo tanto, un transporte por cintas requiere la trituración o chancado en el yacimiento. Considerando el transporte del material y la movilidad de éste, se distinguen cuatro tipos de plantas:

Planta fija o estacionaria Las plantas fijas o estacionarias de trituración permanecen en el lugar de la instalación durante gran parte de la vida del yacimiento. En estos casos y en lo posible ésta debe localizarse cerca del yacimiento y en un nivel inferior respecto de la zona de extracción, para contar con un transporte descendente de los camiones cargados. 7

Planta semi-fija o semi-estacionaria Se instalan en faenas de períodos largos en las que se prevé la reubicación de la planta de trituración o chancado, de este modo, sus equipos y bases se construyen para ser individualmente desmantelados y transportados al nuevo lugar, aún cuando se pueda perder parte de los cimientos de apoyo. La nueva localización requiere de un acondicionamiento del lugar, incluyendo la construcción de nuevas fundaciones, lo que puede ocupar algún tiempo y provocar el cese temporal de producción.

Planta semi -móvil o semi-portátil Este tipo de plantas se construyen por unidades (tolvas, trituradoras, cribas, etc.), las que se montan sobre plataformas o bases metálicas, para ser trasladadas con transportes especiales, a los que se les acoplan estas unidades móviles. La planta semi -móvil o semi-portátil requiere de cierta preparación del terreno y origina paralizaciones breves de producción (del orden de semanas).

Planta móvil o portátil Estas plantas van equipadas con un sistema de transporte integral; la mayoría auto transportables y montadas sobre ruedas con cubierta de goma, zapatas de orugas o railes. Debido a su excelente maniobrabilidad y su aceptable movilidad de traslado, se localizan junto al rajo de la mina, para ser alimentadas directamente por el equipo de carga. Como se mueven frecuentemente, necesitan de un sistema adicional de transportadores flexibles que les permitan acoplarse al transporte general de la planta de concentración. Hasta hace algo más de una década, el incremento de la movilidad del sistema estaba limitado por el tamaño de los equipos. Las primeras unidades móviles fueron pequeñas trituradoras para la producción de áridos en canteras. La gran masa que poseen chancadores de cierta capacidad, la altura y las grandes fuerzas desarrolladas por las excéntricas, hacían difícil su adaptación a unidades móviles. Sin embargo, los avances obtenidos en los diseños y en las nuevas técnicas de construcción han hecho posible que hoy en día existan grandes trituradoras móviles. En la mina de Chuquicamata hay dos unidades semi-estacionarias de trituración gigantes, que tienen la mayor capacidad del mundo. Cada una consta de una trituradora giratoria 89/109"con capacidad media de 8200 t/h. Estas trituran material estéril (montera) para sacarlo de la mina por medio de cintas transportadoras que tienen pendientes de 17/18º.

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Proceso de extracción Planta de chancado El mineral extraído se transporta en camiones de 240 toneladas a una tolva de alimentación del chancador primario, a una tasa de aproximadamente 50 mil toneladas por día. Este mineral de alta ley alimenta a un chancador primario giratorio. El material que sale desde este chancador es enviado a los chancadores secundarios, desde donde a través de cintas transportadoras se envía hacia el área de stock pile, para luego pasar al área de pre-harneado y chancador terciario. Desde aquí, de acuerdo a su tamaño o granulometría, se selecciona el material que será derivado a pilas de lixiviación o al proceso de flotación. Flotación y relaves El material fino de bajo tamaño es enviado a las celdas de flotación, donde se mezcla con agua, cal, colectores y espumantes. Esta mezcla se agita y produce burbujas que llevan a la superficie las partículas de cobre adheridas a ellas; para luego pasar a los espesadores y por un filtro que extrae el exceso de humedad, constituyéndose en concentrado de cobre. El material que queda de este proceso (cola o relaves) se transporta por gravedad a través de una tubería de 4 kilómetros hasta el depósito de relaves, donde se produce la evaporación de agua, quedando finalmente sólo material sólido.

Los métodos de reducción de tamaños pueden agrupar sede varias maneras, pero como la reducción ocurre en etapas, el tamaño de las partículas aporta el método primario de agrupamiento. Si el cuerpo de minerales de carácter masivo, el minado o extracciones en realidad la primera etapa de reducción de tamaño, y generalmente se realiza con explosivos, aunque pueden usarse medios mecánicos en los minerales más blandos. El término chancado se aplica a las reducciones subsecuentes de tamaño hasta alrededor de 25(mm), considerándose las reducciones a tamaño más finos como acuerdo a las formas de aplicación de fuerzas .En general, el chancado puede dividirse en chancado grueso y fino: • Chancado grueso - Chancador primario. • Chancado fino - Chancador Secundario, Terciario, 40, 50 9

Chancador Primario: Fractura la mena de alimentación proveniente de la mina, desde 60” hasta bajo 8”a 6” de producto. (Fig. 1)Chancador Secundario: Toma el producto del chancador primario y lo reduce, en una pasadahasta3”o2”de producto. (Fig. 2)Chancador Terciario: Toma el producto del chancador secundario o Chancado Elementos y técnicas del 1.- Chancador Giratorio (Primario) 2.- Chancador de Cono Standard (Secundario) 3.- Chancador de Cono de Cabeza Corta (Terciario) molienda. Tanto el chancado como la molienda pueden subdividirse aún más en etapas primaria, secundaria, terciaria, y a veces hasta cuaternaria. Como estas etapas se relacionan con la maquinaria que se emplea, los límites de las divisiones no son rígidos, y en cualquier operación dada pueden no requerirse todos. Equipos Utilizados La decisión en cuanto a que tipo de chancador utilizar, dependerá del tipo de material y aplicación que se quiera dar al material. Los chancadores son clasificados de acuerdo al tamaño del material tratado, Chancadoras Giratorias Está constituido por un eje vertical (árbol) con un elemento de molienda cónico llamado cabeza, recubierto por una capa de material de alta dureza llamado manto. La cabeza se mueve en forma de elipse debido al efecto de movimiento excéntrico que le entrega el motor.El movimiento máximo de la cabeza ocurre en la descarga evitando los problemas de hinchamiento del material. Debido a que chanca durante el ciclo completo, tiene más capacidad que un chancador de mandíbulas del mismo tamaño (boca), por lo que se le prefiere en plantas que tratan altos flujos de material. Operan normalmente en circuito abierto, aunque si el material de alimentación tiene mucho fino, éste debe ser preclasificado. El tamaño de los Chancadores Giratorios se especifica por la boca (ancho de la abertura de admisión) y el diámetro del manto. El casco exterior es de acero fundido, mientras que la cámara de chancado está protegida con revestimientos o “cóncavos” de acero al manganeso. La cabeza está protegida por un manto de acero al manganeso la que a su vez está recubierta por alguna resina epóxica, poliuretano, goma o algún otro recubrimiento. Chancadoras de Mandíbulas Los chancadores de mandíbulas son equipos dotados de 2 placas o mandíbulas, en los que una de ellas es móvil y presiona fuerte y rápidamente a 10

la otra, fracturando el material que se encuentra entre ambas. Según el tipo de movimiento de la placa móvil, estos chancadores se clasifican en los Siguientes tipos: a) Blake b) Dodge c) Universal Los chancadores tipo Blake pueden clasificarse en Palanca Simple y Palanca Doble. El chancador de mandíbulas se especifica por el área de entrada, es decir, la distancia entre las mandí-bulas en la alimentación (Feed) que se denomina “Boca” y el ancho de las placas (largo de la abertura de admisión). Por ejemplo un chancador de mandíbulas de 30”x48” tendrá una boca de 30” y un ancho de las placas de 48”. Criterios de Selección de Chancadoras Los criterios de selección son importantes para efectos de poder dividir entre qué tipo de chancador utilizar en la etapa primaria de la conminución .Si se quiere alta capacidad, en general se prefieren los chancadores giratorios. Como norma general se debe tener muy en claro la capacidad requerida y el tamaño máximo a tratar. • Si el tamaño de abertura (boca) es más importante, se prefiere el chancador de mandíbulas. • Si lo importante es el flujo másico, se prefiere el chancador giratorio. Para una misma boca de entrada, el chancador giratorio procesa aproximadamente 3 veces más material que el chancador de mandí-bulas, debido a que chanca durante el ciclo completo. Desde el punto de vista Económico: Para equipos de tamaño similar se tiene que: • Los costos de capital y de mantención de un chancador de Mandíbulas son levemente menores que los de un chancador Giratorio. • El costo de instalación de un chancador de Mandíbulas es mayor que el chancador Giratorio. Según el tipo de aplicación. • Los chancadores de Mandíbulas se prefieren en materiales arcillosos, plásticos, etc., en general materiales blandos. • Los chancadores Giratorios se prefieren en materiales duros, abrasivos, etc

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Bibliografía http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/015.pdf

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