• Author / Uploaded
• Idelia Cutipa Yauri

Citation preview

Molienda 2 Objetivo y componentes Encabezados de las sesiones: Objetivos de aprendizaje

Objetivos de aprendizaje Una vez concluida esta sección, usted podrá: 

Comprender el objetivo de un molino de tambor.



Describir los principales componentes de un molino de tambor.



Describir el proceso de lubricación del muñón y del engranaje principal.



Describir el movimiento de volteo.



Caracterizar los medios o elementos de molienda.



Comprender la velocidad y potencia de un molino.



Comprender la relación entre las propiedades de la alimentación y la granulometría del producto.



Reconocer una condición de sobrecarga.



Comparar molinos de bolas con molinos de barras y con molinos autógenos/semiautógenos.



Comprender las principales etapas a seguir en el encendido y apagado de un molino de tambor.



Monitorear y solucionar problemas durante la operación de un molino de tambor.

Objetivo El molino de tambor es el centro del circuito de molienda. Su objetivo es fragmentar el mineral utilizando medios de molienda (por ejemplo, bolas de acero) que caen sobre el mineral.

Los eventos de fragmentación que ocurren dentro del molino generan partículas suficientemente pequeñas para liberar el mineral valioso contenido en la ganga. Existen cuatro tipos básicos de molinos de tambor los cuales se clasifican por el tipo de elemento de molienda que utilizan. Estos son: 

molinos de barras



molinos de bolas



molinos autógenos (AG)



molinos semiautógenos (SAG)

Los molinos AG y SAG se usan para moler material muy grueso (hasta 30 cm). Los molinos de barras se utilizan para material de hasta 3 cm. Los molinos de bolas se usan para molienda fina. A menudo, se usan después de un molino AG, SAG o de barras.

Molinos El molino de tambor se divide en tres partes: 

el molino mismo



la unidad de transmisión, y



el sistema de lubricación

La Figura 2 indica los nombres de los principales componentes de un molino de tambor típico. El buzón de alimentación incorpora mineral al molino. Entre el buzón de alimentación estacionario y el molino giratorio existe un revestimiento que impide las filtraciones. El buzón de alimentación más sencillo y más común es el alimentador de tubo. Los elevadores favorecen el movimiento de volteo de los medios de molienda fijando la carga. A veces, el elevador y el revestimiento forman parte de una misma pieza. Los revestimientos protegen la carcasa del desgaste. Los revestimientos pueden ser metálicos o de caucho y pueden tener distintas formas. Los de caucho pueden ser menos económicos, pero son más livianos, lo que facilita su mantención.

La carcasa es la parte que contiene el mineral y los medios de molienda. Se trata de un cilindro que posee un cabezal plano o cónico en cada extremo. Los muñones sirven como puntos de carga y descarga de pulpa. Por lo general, se encuentran recubiertos con rastras en espiral. El espiral que se encuentra dentro del muñón de alimentación empuja el material hacia el interior del molino. En el caso de los molinos de descarga por rebalse, el espiral ubicado dentro del muñón de descarga es el que mantiene la carga dentro del molino. Normalmente, los muñones son el punto de apoyo del molino. Sin embargo, algunos molinos de grandes dimensiones se apoyan en la carcasa y no en los muñones. El trómel evita que fragmentos grandes, metales residuales o elementos de molienda salgan junto con el producto. El material molido pasa a través de los orificios del harnero mientras que los objetos más grandes son expulsados por las rastras espirales del trómel. En ocasiones, este último se lava con agua pulverizada. Los medios de molienda son los objetos sueltos que se desplazan libremente por el interior del molino y que, al voltearse, fragmentan el mineral. Dentro de los elementos de molienda más comunes se encuentran las barras y bolas de acero y los trozos de mineral de gran tamaño.

Descarga del molino Los siguientes son los dos tipos de descarga principales de un molino: 

descarga por rebalse



descarga por parrilla

En un molino de descarga por rebalse, la pulpa se desborda a través del muñón de descarga. Se utiliza en todos los molinos de barras para contar con un punto de entrada a través del cual agregar nuevas barras. Este tipo de descarga permite que las barras quebradas sean expulsadas del molino. La mayoría de los molinos de bolas también aplica descarga por rebalse. Los molinos de descarga por parrilla poseen una rejilla que impide que el material grueso salga del molino a través del muñón. Este tipo de descarga se usa, principalmente, en molinos AG y SAG pues retiene las partículas gruesas de mineral dentro del molino.

Unidad de descarga por parrilla La unidad de descarga por parrilla, también conocida como diafragma de descarga, cumple dos objetivos: impedir que partículas gruesas salgan del molino y extraer por bombeo la pulpa del molino. La Figura 4 indica los nombres de los principales componentes de una unidad de descarga por parrilla típica. Las áreas de parrillas impiden que las partículas gruesas salgan del molino permitiendo el paso solo del material fino. Las condiciones de operación serán las que determinen los parámetros de diseño como el tamaño, la forma (cuadrada o rectangular) y la orientación (radial o tangencial) de la abertura de la parrilla. A veces se utilizan orificios más amplios, conocidos como puertos de guijarros, para retirar material de tamaño crítico. El anillo de llenado bloquea la zona existente entre los revestimientos de la carcasa y la unidad de descarga por parrilla (donde la carcasa se junta con el extremo de la descarga) para evitar el desgaste en la juntura. El cabezal de descarga es el componente que sostiene la unidad de descarga por parrilla. Va apernado a la carcasa del molino. Los elevadores de pulpa (también conocidos como alas de descarga o elevadores de descarga) transportan la pulpa desde la parrilla hasta el cono, mientras gira el molino. La pulpa sale del molino impulsada por esta acción de bombeo. El cono redirecciona la pulpa desde los elevadores hasta la abertura del muñón de descarga. El revestimiento del anillo del cono protege el muñón de descarga del desgaste.

Unidad de transmisión La unidad de transmisión convierte la energía eléctrica en energía mecánica con la cual se hace girar el molino. Los diseños más modernos de molinos de gran escala vienen equipados con un motor perimetral que reemplaza la unidad de transmisión. En ellos, el engranaje principal es reemplazado por un motor. La Figura 5 indica los nombres de los principales componentes de una unidad de transmisión típica.

El engranaje principal o corona transmite el movimiento del piñón al molino. El molino rota a medida que el piñón diferencial se acopla con el engranaje principal, ya sea haciendo subir o bajar este último. Los cojinetes del muñón dan soporte a ambos extremos del molino. Los cojinetes del piñón sostienen el piñón y el eje del motor. El motor eléctrico provee la energía para hacer rotar el molino. El motor cuenta con sensores para monitorear el consumo de potencia, las temperaturas de devanado y de los rodamientos. El eje del motor transfiere la energía que entrega el motor al piñón. El embrague neumático conecta el eje del motor al piñón. El embrague neumático evita que el motor se sobrecargue durante el encendido: el motor se lleva a su máxima velocidad antes de aplicar el embrague para hacer girar el molino. El piñón diferencial transfiere el movimiento del eje al engranaje principal. El molino rota cuando los dientes del piñón se acoplan a los dientes del engranaje principal.

Lubricación del muñón Los cojinetes del muñón se lubrican con aceite. Una bomba de alta presión es la encargada de aplicar el aceite al momento de la partida para superar el peso del molino; durante la operación normal, el aceite es provisto por una bomba de baja presión. Los cojinetes del muñón soportan una pesada carga. Cuando el molino está detenido, los cojinetes no giran y el peso del molino comprime el aceite lubricante hasta expulsarlo del cojinete. Antes de que el molino comience a girar, una bomba pulveriza aceite sobre los cojinetes del muñón. Dicho aceite permite que el molino se desplace sobre una delgada capa de aceite. Cuando el molino comienza a funcionar, dicha bomba se cierra y los cojinetes del muñón son lubricados por una bomba de baja presión. Los cojinetes del muñón también se pueden lubricar mediante anillos lubricantes que recogen el aceite desde un colector ubicado en la base del muñón y lo transportan a la parte superior de los cojinetes.

Lubricación del engranaje principal El engranaje principal es lubricado a intervalos regulares con grasa para engranajes. Esta se impulsa con la ayuda de una bomba neumática conectada a un tambor y se aplica con un inyector de aire. El piñón se lubrica por contacto con el engranaje principal.

Principios de operación de molinos de tambor 1 Encabezados de las sesiones: Movimiento de volteo

Movimiento de volteo Los molinos de tambor fragmentan las partículas volteando los elementos de molienda y dejándolos caer sobre el mineral. Existen dos tipos de movimientos de volteo: el de cascada y el de catarata. 

El movimiento de cascada produce fractura por atrición, lo que genera molienda de partículas finas. 

El movimiento de catarata produce fractura por impacto, lo que genera molienda de partículas gruesas.

La carga cae en cascada cuando los medios de molienda ruedan desde la parte alta hasta el pie de la carga. Generalmente, el movimiento de cascada produce fractura por atrición, lo

cual mejora la molienda de partículas finas. La carga cae en catarata cuando los medios de molienda se desploman desde la parte alta de la carga al pie de ésta. Por lo general, este movimiento de catarata produce fractura por impacto lo cual mejora la molienda de partículas gruesas. El movimiento de volteo que se produce dentro de un molino es una combinación de caída en cascada y en catarata.

Acción del elevador de pulpa En un molino de descarga por parrilla el elevador de pulpa extrae por “bombeo” mineral fino y agua. Su función es similar a la que cumple una rotopala que se usa para bombear agua. La descarga por parrilla gira con la carcasa del molino. A medida que la pulpa fina pasa por la parrilla, ésta se apoza en la cámara del elevador de pulpa. Cuando el elevador de pulpa gira y alcanza la altura suficiente, la pulpa cae del elevador y el cono la desvía para que fluya a través del muñón.

Carga del molino La Figura 3 muestra un diagrama simplificado de carga del molino (pulpa y elementos de molienda combinados). En ella se muestra el punto de rotación al centro del molino y cuatro fuerzas:



el motor (en el piñón)



la carga que cae en cascada



la carga que cae en catarata



la carga al pie (sobre la cual cae la carga que se mueve en catarata) La Figura 3 muestra que el motor y el pie generan la energía y que las cargas que se mueven en cascada y en catarata consumen energía (el diagrama no considera la fricción de cojinetes).

Tipos de medios de molienda Los tipos de molienda más comunes son: 

bolas o trozos de metal



barras



trozos de mineral de grandes dimensiones Por lo general, las barras, bolas y trozos de metal están hechos de aleaciones de acero.

Tamaño de los medios de molienda Para una misma masa, los medios pequeños ofrecen mayor número de colisiones, pero de menor energía, por unidad de tiempo, que los medios más grandes. Los primeros funcionan bien en molinos que trabajan con pulpa fina, puesto que existen muchas partículas que requieren muchos impactos, si se compara con un molino que trabaja con pulpa gruesa, donde existen menos partículas, pero que requieren impactos de mayor energía. Dentro del molino, el tamaño de los elementos de molienda incide directamente en la tasa de fractura. La eficiencia de la molienda será deficiente, si los medios de molienda son demasiado grandes o

demasiado pequeños para el mineral. La tasa de fractura será baja para las partículas pequeñas. Pero este índice mejora cuando aumenta el tamaño de las partículas. Sin embargo, cuando las partículas son muy grandes para las bolas, la tasa de fractura desciende. La tasa de fractura para bolas de mayor tamaño, por ejemplo, de 5 cm, es similar a la curva que generan bolas más pequeñas, pero las partículas son más grandes. Para un mismo tamaño de partículas, la tasa de fractura será distinta si se usan bolas grandes o pequeñas. Si se trata de partículas finas, la tasa de fractura es superior cuando se utilizan bolas pequeñas. Pero, sin son partículas grandes, la fragmentación será mayor, si se usan bolas más grandes. Si las partículas son suficientemente grandes, la tasa de fractura aumentará debido a la fragmentación autógena. Por lo general, el diámetro de las bolas de molinos SAG fluctúa entre 10 cm y 15 cm; las barras, entre 5 cm y 10 cm; y las bolas de los molinos, entre 1.5 cm y 9 cm.

Forma de los medios de molienda En los molinos de bolas, a veces las bolas son reemplazadas por trozos de metal u otros objetos de distintas formas. Los molinos de tambor que utilizan trozos de metal tienen un comportamiento muy similar al de los molinos de tambor que usan bolas. Los trozos de metal pueden ser más económicos que las bolas, pero es probable que su eficiencia sea menor ya que su tasa de fractura es inferior a la que generan las bolas. Existe evidencia que afirma que, con bolas más pequeñas (menos de 2.5 cm), los trozos de metal se desempeñan de manera similar a las bolas; tal vez por la mayor superficie, lo que compensa el menor efecto de volteo que estos generan.

Carga de los medios de molienda Los medios de molienda ocupan hasta casi un tercio del molino. La carga de los medios de molienda se puede medir fácilmente. Esta carga se puede determinar a partir del diámetro

del molino y de la distancia entre la parte superior de la carga y la parte superior del molino. Para tener un número certero de elementos de acero, es necesario triturar todo el material del molino antes de hacer las mediciones. En el caso de los molinos AG y SAG, al triturar todo el material del molino se reduciría la cantidad de medios de molienda pues una parte de éstos está formada por las partículas gruesas.

Medición de la carga del molino durante la operación No es posible determinar directamente la carga del molino (medios de molienda y pulpa) sin antes detener el molino. Algunas faenas cuentan con celdas de carga que miden el peso total del molino. Para inferir la carga del molino también se usa la contrapresión sobre los cojinetes (CPC). Para estimar la carga del molino se puede utilizar la CPC de alimentación o de descarga. Los molinos de bolas por rebalse rara vez utilizan esta modalidad ya que gran parte de la carga del molino está formada por bolas de acero y la contrapresión sobre los cojinetes es casi permanente. Como lo muestra la Figura 8, en los molinos SAG la CPC puede servir para determinar la carga volumétrica del molino. A medida que se desgasten los revestimientos, la CPC disminuirá; por lo tanto, se deberá aplicar con precaución. La temperatura afecta la CPC, por el cambio que sufre la viscosidad del aceite. Será importante, entonces, que el sistema de refrigeración de los cojinetes funcione correctamente.

Incorporación de medios de molienda Los elementos de

molienda se desgastan. El consumo de acero varía entre 0.2 kg y 1 kg de acero por tonelada de alimentación al molino. Para mantener la eficiencia de la molienda, periódicamente se deben

agregar nuevos elementos de molienda. Para definir el mejor momento en que se deben incorporar nuevos medios de molienda se usan factores como la potencia del molino y otros. Las bolas se pueden agregar mientras el molino está funcionando. Las bolas se pesan y se depositan en el buzón de alimentación. En algunas faenas, el número de bolas que se agregará se determina por volumen y no según el peso. Las barras se pueden incorporar solo cuando el molino está detenido. Para recargar un molino de barras, éstas se introducen a través del trómel ubicado en el extremo de la descarga del molino.

Distribución del tamaño de los medios de molienda En una carga de molienda madura, el tamaño de los elementos de molienda no es uniforme. La distribución del tamaño ocurre como consecuencia natural del desgaste que sufren dichos elementos. Los medios de molienda de acero de gran tamaño poseen un núcleo relativamente blando y una cubierta exterior más dura. Una vez que ésta se desgasta, el núcleo se desintegra rápidamente, lo cual evita la acumulación de pequeños elementos de molienda dentro del molino.

Diseño del elevador El movimiento de volteo es transmitido a la carga por los elevadores que son los que fijan la carga. El diseño de los elevadores dependerá del tipo y tamaño de los medios de molienda. Este diseño afectará el tipo de movimiento de volteo. Los elevadores de mayor capacidad favorecen la caída en catarata y la molienda por impacto mientras que, los elevadores de menor capacidad o biselados, favorecen la caída en cascada y la molienda por atrición. El desgaste de los elevadores afecta la eficiencia, porque los medios de molienda no voltean tanto. La incorporación de elevadores nuevos puede aumentar el movimiento en cataratas al punto de reducir la eficiencia de la molienda. También pueden favorecer las aglomeraciones entre los elevadores, lo cual reducirá la elevación y el diámetro efectivo del molino. Estas aglomeraciones se pueden evitar, si el molino se hace funcionar con menor densidad.

Velocidad del molino La velocidad del molino afecta el movimiento de volteo. Si la velocidad es baja, la caída en cascada es el principal movimiento. Si la velocidad aumenta, predomina el movimiento de catarata y la molienda se vuelve más gruesa. Si la velocidad alcanza un punto crítico, los medios de molienda se apegan a la carcasa por efecto de la fuerza centrífuga y la eficiencia del proceso disminuye notoriamente. Por lo general, la velocidad del molino varía entre 55% y 80% de la velocidad crítica. Normalmente, ésta es una velocidad fija y dependerá del diseño del piñón diferencial. Sin embargo, algunos molinos poseen transmisión de velocidad variable.

Velocidad crítica La velocidad mínima a la cual

los elementos de molienda se adhieren a los revestimientos del molino sin desplomarse se llama velocidad crítica. La fuerza centrífuga es lo suficientemente rápida para mantener los medios de molienda en los revestimientos del molino. La velocidad crítica, que suele expresarse en rpm, dependerá del diámetro del molino. Los molinos grandes tienen una velocidad crítica menor. La mayoría de los molinos de bolas funcionan a 70% - 80% de su velocidad crítica; la mayoría de los molinos de barras operan a 55% - 70% de su velocidad crítica.

Potencia del molino La potencia del molino es una excelente herramienta para monitorear su operación. La potencia de molino suele estar asociada a: la carga de los medios de molienda la velocidad del molino las condiciones de operación El diagrama de carga de un molino que muestra la Figura 3 se puede usar como modelo para comprender los efectos sobre la potencia. Por ejemplo, si aumenta la densidad en un molino de bolas,

lo más probable es que la carga aumente; esto creará mayor deslizamiento, su centro de gravedad se acercará más a la línea media del molino y, por lo tanto, lo más probable es que la potencia baje.

Potencia del molino y carga de medios de molienda La potencia del molino dependerá de la carga de los elementos de molienda pues el torque depende del peso de la carga del molino. Normalmente, el molino consume más energía a medida que se agregan nuevos medios de molienda. Sin embargo, la potencia disminuye si la carga gana demasiada altura (cerca de 50%). En ese momento, el centro de gravedad de la carga se desplaza hacia la línea media del molino más rápido de lo que aumenta el peso. En consecuencia, el torque producido por la carga disminuye. Conforme se desgastan los medios de molienda, la potencia disminuye lentamente por la reducción del peso. El consumo de energía es uno de los factores utilizados para determinar en qué momento incorporar nuevos elementos de molienda.

Potencia del molino y carga total del molino La carga total del molino sobre los cojinetes está formada por el molino mismo (carcasa, revestimientos, elevadores, engranaje principal, etc.), la carga de los medios de molienda (bolas, barras, roca gruesa) y la pulpa dentro del molino. Considerando que el peso del molino mismo no varía mucho en el tiempo (los revestimientos se desgastan lentamente), por lo general, este dato no se considera al momento de evaluar las condiciones de operación de un molino; se considera solo lo que está en su interior. La carga del molino no varía mucho en un molino de bolas o de barras; sin embargo, la relación potenciacarga es muy importante en un molino AG o SAG. La potencia del molino dependerá de la carga de los medios de molienda, pues el torque depende del peso de la carga del molino. En un molino de bolas o de barras, el peso de la carga que está dentro del molino corresponde, principalmente, a los elementos de molienda; cerca de 82% de acero y 18% de pulpa. En el caso de molinos de rebalse, esta proporción es relativamente constante, de modo que la potencia es

bastante constante, a menos que se produzca un cambio en el centro de gravedad de la carga; e.g. por un cambio en la viscosidad. En los molinos SAG la proporción se acerca a 52% de acero, 20% de mineral grueso, 26% de mineral fino y 2% de agua, en base a una carga de bolas de 8% y una carga total de 30% del volumen del molino. Puesto que la descarga por parrilla retiene las partículas gruesas, la carga total variará dependiendo de las condiciones de la molienda. Los cambios que se produzcan en la masa y en la distribución granulométrica dentro del molino incidirán en el peso y en el centro de gravedad de la carga y, por lo tanto, en la potencia. Lo anterior se puede resumir en un gráfico de potencia vs. carga en molinos AG y SAG. A medida que aumenta la carga, también aumenta la potencia porque el peso es mayor hasta que se llega a un máximo. Después del punto máximo, la potencia disminuye porque el centro de gravedad de la carga se desplaza hacia la línea media más rápido de lo que aumenta el peso. Las partículas gruesas son elementos rígidos que son recogidos y levantados por los elevadores. Las partículas finas se comportan como pulpa y escapan del elevador; o sea, son transportadas a menor altura. En el caso de la carga de un molino de finos, el efecto por caída en catarata es menor. En cuanto a la masa, el movimiento de catarata consume más energía que la caída en cascada pues su centro de gravedad se encuentra más distante de la línea media. El resultado final es un menor consumo de energía. Si se controla la potencia del molino, se deberá reducir el punto de control para una carga de molino más fina. Como muestra el gráfico de la secuencia de figuras anterior, no será posible alcanzar el punto de control de potencia para una carga de molino más gruesa mientras esté presente la carga de finos. Intentarlo solo generaría una sobrecarga pues el tonelaje seguiría aumentando en un esfuerzo por alcanzar el punto de control de potencia. Si cambia la granulometría de la carga del molino, se pasará de una curva a la siguiente. Dependiendo de las condiciones del molino, en especial de la capacidad de bombeo del elevador de pulpa, la carga del molino se podría volver más gruesa por una disminución de los finos del molino. En este caso, la relación potencia-carga se trasladará a la curva superior. Habrá un aumento de potencia. En ciertas situaciones es posible exceder los límites de potencia. Como lo muestra la secuencia de figuras, si aumenta el tonelaje en el punto D, la carga de potencia puede bajar a la curva inferior, si se aumentan los finos en la carga del molino. Observe que, de D a A, la carga aumenta y

disminuye la potencia lo que, normalmente, es una señal de sobrecarga. Conocer el rango de la carga o dónde se alcanza el punto máximo, ayudará a determinar si se ha producido una variación en la curva o si se está generando una sobrecarga. Si aumenta la carga de bolas, aumentará la potencia puesto que las bolas producen el mismo efecto de un aumento en las partículas gruesas; i.e., mayor movimiento en catarata. Por otra parte, y puesto que las bolas de acero tienen una densidad mayor que el mineral con el mismo volumen, la carga será más pesada. Este punto máximo cambia a medida que aumenta la carga de bolas, porque el efecto que produce este aumento en el pie de la carga, entregando potencia, se ve realzado con mayores cargas de bolas.

Potencia del molino y tamaño de las partículas de carga En los molinos de bolas y de barras, la mayor parte del peso de la carga corresponde a medios de molienda de acero. Los cambios que se produzcan en el tamaño de partículas dentro del molino solo tendrán un efecto menor, a menos que el tamaño de partículas genere un gran cambio en la viscosidad. A mayor viscosidad, la carga es “lubricada”, lo que favorece el deslizamiento; esto significa que el centro de gravedad de las zonas de cascada, de catarata y del pie estará más abajo y más cerca de la línea media del molino; de esta forma, se reducirá el consumo de energía. La granulometría es importante para los molinos AG y SAG ya que éstas también son parte de los medios de molienda. Las partículas más gruesas son levantadas más alto que las partículas más finas, las que permanecen con el grueso de la pulpa, alejando el centro de gravedad de la línea media y aumentando el consumo de energía.

Potencia y velocidad del molino

La potencia del molino aumenta con la velocidad de éste. Para una misma carga de elementos de molienda, un molino que funcione a 80% de la velocidad crítica consume más energía que un molino que esté funcionando a 60% de la velocidad crítica. A mayor velocidad, mayor será la proporción de la carga que se mueva en catarata. La disminución de la carga en cascada y el aumento de la carga en catarata hacen que el centro de gravedad de la carga se aleje de la línea media del molino. Esto genera mayor torque y mayor consume de energía. Sin embargo, pasado el 80%, el consumo de energía disminuye pues se está alcanzando la velocidad crítica. Aquí, el centro de gravedad del pie se desplaza hacia la carcasa, en dirección ascendente. Esto genera mayor torque, lo que aporta energía.

Ruidos del molino Durante muchos años, los operadores confiaron en los ruidos que hacía el molino para deducir las condiciones de operación. Hoy día, existen sistemas de control de procesos que utilizan sensores de ruido y vibraciones con el mismo objetivo. Los factores que afectan el ruido y vibraciones del molino también influyen en la potencia del molino. Éstos tienden a ser más ruidosos cuando el consumo de energía es alto y, más silenciosos, cuando el consumo es inferior. Considerando esta relación, el ruido también constituye un elemento de medición útil; en especial, en la detección de sobrecargas inminentes del molino.

Principios de operación de molinos de tambor 2 Encabezados de las sesiones: Sobrecarga de molinos AG y SAG

Sobrecarga de molinos AG y SAG Los molinos AG y SAG presentan potencial de acumulación de material debido a la descarga por parrilla. Si el molino tiene mucho material, la molienda no será buena, la carga aumentará aún más, quizás al punto de dañar el molino o rebalsar el muñón de alimentación y podría ser necesario retirar el material en forma manual. Para evitar esta situación, es necesario monitorear la potencia y la carga del molino. Si las condiciones del molino se encuentran a la derecha del límite que muestra la Figura 1, el molino estará en condición de sobrecarga. Es importante reconocer la importancia de las condiciones de alimentación para evitar una sobrecarga. Si no existe plena certeza, una forma rápida de verificar si el molino está en condición de sobrecarga es detener la alimentación por algunos minutos. Un aumento de potencia indicará que el molino estaba sobrecargado. Si se trata de mineral fino, se podría generar una sobrecarga si se deja aumentar la carga con la intención de llegar a cierta potencia deseada, la cual no se puede lograr porque la selección se hizo para mineral más grueso.

Sobrecarga del molino de barras Cuando un molino de barras entra en condición de sobrecarga, aumenta la potencia y el ruido del molino. La carga aumenta a medida que se acumulan rocas gruesas dentro del molino. El movimiento de las barras se propaga aún más hacia la zona de caída en catarata. El resultado es que el centro de gravedad de la carga se aleja de la línea media del molino, aumentando, de esta forma, el consumo de energía. En una situación de sobrecarga, aumenta el número de rocas y de barras quebradas que son expulsadas por el harnero del trómel. Si no se toman medidas, la sobrecarga del molino de barras puede generar una maraña de barras, lo que sí es un problema serio.

Sobrecarga de molino de bolas Cuando un molino de bolas entra en situación de sobrecarga, se produce un importante descenso de la potencia y del nivel de ruido del molino. Existen dos tipos de sobrecargas:  

sobrecarga por excesiva viscosidad de la pulpa sobrecarga por entrabamiento de tonelaje excesivo La sobrecarga por viscosidad excesiva se corrige agregando agua mientras que, la sobrecarga por entrabamiento, se soluciona reduciendo el tonelaje. En ambos casos, la drástica caída de potencia va acompañada de un aumento de la cantidad de rocas gruesas y pequeñas bolas de molienda que son expulsadas por el harnero del trómel.

Sobrecarga por viscosidad La pulpa actúa como un medio viscoso. Si aumenta la viscosidad, disminuye la fricción interna de la carga y ésta se asienta. Lo anterior acerca el centro de gravedad a la línea media del molino reduciendo, así, el consumo de energía. La menor fricción y elevación implican un menor nivel de molienda. Puesto que la viscosidad se eleva abruptamente con un porcentaje de sólidos a cierto valor crítico, cerca de este valor ocurrirá una sobrecarga viscosa. Si la distribución granulométrica en el molino se vuelve más fina, es posible que la sobrecarga viscosa ocurra antes de lo esperado porque se ha producido un descenso en el valor crítico del porcentaje de sólidos.

Sobrecarga por entrabamiento Si el flujo de pulpa es demasiado grande para ser absorbido por la carga, al pie de la carga se formará una poza de pulpa. El peso de esta

acumulación reducirá el consumo de energía. La pulpa que pase por el molino, mientras esté en la poza, se desviará de la carga y no será molida. Los medios que caigan en catarata sobre la poza perderán parte de su impulso por la resistencia hidráulica antes de impactar con otro elemento o con el revestimiento del molino, reduciendo su efectividad para moler partículas gruesas. Al mismo tiempo, la carga recibirá un volumen de pulpa mayor al requerido para llenar los vacíos de la carga y ésta se expandirá. Esta expansión cambiará el centro de gravedad hacia la línea media del molino, con un aumento relativamente pequeño de la masa por la adición de pulpa. El efecto combinado es que disminuirá la potencia. Esta expansión también causará una pérdida de presión entre las bolas de molienda y, por lo tanto, menor capacidad para moler las partículas finas.

Porcentaje de sólidos en el molino Existe un equilibrio entre aumentar el porcentaje de sólidos para maximizar el número de partículas en la pulpa y, así, aumentar las probabilidades de eventos de fractura y disminuir el porcentaje de sólidos para asegurar el paso de un flujo razonable por el molino y que los medios de molienda puedan colisionar con suficiente energía. El efecto es más evidente con medios de molienda pequeños y en partículas finas, como en los molinos de bolas, puesto que la viscosidad comenzará a aumentar abruptamente a un porcentaje de sólidos inferior, en el caso de partículas finas. En los molinos de barras, el tamaño de las partículas suele ser lo suficientemente grande para maximizar el porcentaje de sólidos y para conservar un volumen de agua suficiente que asegure la circulación de un flujo de pulpa adecuado a través del molino. El porcentaje de sólidos también desempeña un rol importante en la molienda AG y SAG. Los valores tienden a estar en el rango de 65% a 75% para asegurar que por el molino pase un caudal de agua suficiente para retirar el mineral triturado. Para un mismo tonelaje de alimentación de sólidos, con un porcentaje de sólidos inferior en el molino, las partículas finas tienen un tiempo de residencia más breve debido al aumento del flujo volumétrico. Esto

tiende a generar un leve engrosamiento del producto puesto que las partículas llegan a la parrilla antes de lo esperado y tienen la posibilidad de salir, en lugar de continuar en la molienda. Esto también reducirá la carga del molino. Existe un porcentaje de sólidos óptimo al cual se produce la mayor tasa de fractura. La eficiencia de la molienda puede mejorar mucho, si se trabaja a este óptimo de porcentaje de sólidos.

Dureza de la alimentación La granulometría del producto dependerá de la dureza del mineral. Si aumenta la dureza del material a moler (si aumenta el índice de trabajo del mineral), el contenido del molino (y producto para un molino de bolas) se engruesa porque disminuye la tasa de fractura. El patrón de fractura del mineral duro tiende a ser por efecto de atrición mientras que, el patrón de un mineral más blando, es más el resultado de fractura por impacto. En un molino AG o SAG el producto clasificado para mineral duro será más fino y se generará más tamaño crítico debido a la descarga por parrilla. Para mantener la misma molienda, o evitar una posible sobrecarga, será necesario reducir el tonelaje. Si el mineral es blando, se podrá obtener un mayor volumen de material procesado; pero esto podría generar problemas en los procesos aguas abajo, si éstos se ven limitados en su capacidad. En el caso de un molino AG o SAG tal vez no sea posible alcanzar plena potencia antes de entrar en condición de sobrecarga pues un mineral más blando producirá una carga más fina en el molino. Ahora que quedan menos partículas gruesas intactas en el molino para el proceso de molienda, su acción disminuye y se genera un producto más grueso. Si no es posible aumentar la velocidad de alimentación, tal vez se pueda reducir la velocidad del molino para evitar que se dañe el revestimiento como resultado de una menor carga en el molino.

Tamaño de la alimentación El efecto de la distribución del tamaño

de la alimentación en el desempeño de un molino de tambor es complejo. En rangos operacionales normales, el material más grueso con

que se alimente un molino hará que el producto del molino sea más grueso. Sin embargo, dado que las tasas de fractura son mayores en partículas más gruesas, los cambios en el tamaño del producto del molino suelen ser muy pequeños. Para los molinos AG y SAG las partículas gruesas (idealmente, cerca de 20% de 10 cm a 25 cm) son muy importantes pues son parte del medio de molienda. Aquí, un aumento de las partículas gruesas (a una velocidad de alimentación constante) puede incrementar la tasa de fractura y, en consecuencia, el producto será levemente más fino. Se cree que la presencia de algunos finos en la alimentación del molino aumenta la tasa de fractura de las partículas grandes. Este efecto se atribuye a una menor velocidad de sedimentación de las partículas más grandes en presencia de partículas finas (más viscosidad). Las partículas grandes permanecen en la carga por más tiempo, donde están expuestas a fractura, en lugar de sumergirse en la pared del molino, donde se produce poca fractura. En el caso de material de alimentación muy fino, cuando la tasa de fractura es relativamente baja, la eficiencia del molino suele ser deficiente (altos índices de trabajo operacional). Lo anterior confirma la necesidad de que los medios de molienda sean del tamaño adecuado.

Velocidad de alimentación La velocidad de alimentación del molino determinará el tiempo de residencia dentro del molino. Si esta velocidad aumenta, el producto será más grueso, porque el mineral permanece menos tiempo dentro el molino; a menor tiempo de residencia, menor ocurrencia de eventos de fractura. En los molinos AG y SAG, el tiempo de residencia de las partículas grandes lo determinará el tamaño de éstas, en razón de la descarga por parrilla. Si disminuye la velocidad de alimentación, también disminuirá la carga en el molino hasta que se recupere el equilibrio. Aquí ocurre lo contrario a un molino de bolas, donde la carga es prácticamente constante dado que, gran parte de ella, está formada de bolas.

Tamaño crítico En un molino con descarga por parrilla (o en molinos de circuito cerrado, donde el material grueso de la descarga del molino regresa al molino), se puede producir una acumulación de lo que se conoce como material de tamaño crítico (típicamente 2.5 cm a 7.5 cm). La tasa de fractura de este material no es lo suficientemente alta para que una determinada velocidad de alimentación elimine acumulaciones producidas. La parrilla puede tener orificios grandes, denominados puertos de guijarros, para que salga el exceso de material de tamaño crítico. En un molino de bolas esto ocurre con aquel material que es muy grande para las bolas. En molinos AG y SAG esto ocurre con aquel material que es muy pequeño para funcionar como medio de molienda, pero muy grande para ser molido con suficiente velocidad.

Características de los molinos AG y SAG Los molinos AG o SAG se usan cuando el material es suficientemente grande para funcionar, por sí mismo, como medio de molienda. En los molinos SAG se agregan grandes (10 cm a 15 cm) bolas (habitualmente, 6 a 12% del volumen de la carga) para mejorar el trabajo de molienda; en especial, en casos de material de tamaño crítico. La carga total del molino varía de 25% a 35% del volumen del molino. Por lo general, estos molinos reciben el producto del circuito de trituración primaria (normalmente, 25 cm o menos) y lo reducen a un tamaño menor (normalmente, menos de 5 cm). Debido al uso predominante de descarga por parrilla, las partículas gruesas son retenidas en el molino para efectuar el proceso de molienda hasta que alcanzan un tamaño que les permita pasar por la parrilla. El tamaño de las aberturas de la parrilla determinará al tamaño máximo del producto del molino. Habitualmente, el molino está conectado a un clasificador y ambos forman un circuito cerrado. Casi siempre el material sobredimensionado se envía a la alimentación del SAG para ser reciclado y, a veces, es triturado antes de su retorno al molino SAG.

Características de un molino de barras El molino de barras se usa para moler el producto que proviene de un circuito de trituración (granulometría habitual de 3 cm) y lo reduce a un tamaño suficiente para ser procesado por un molino de bolas (0.5 cm). Generalmente, las partículas gruesas se desplazan con más lentitud por el molino. El material grueso dispersa las barras en el extremo de la alimentación; esto significa que la molienda ocurre, de preferencia, en las partículas más gruesas. Debido a la acción de blindaje que ejercen las partículas gruesas en los molinos de barras, éstos producen menos finos que los molinos de bolas. Puesto que, casi siempre, los molinos de barras se usan para preparar alimentación para un molino de bolas, los molinos de barras trabajan en circuito cerrado.

Características de un molino de bolas Los molinos de bolas se usan para moler material fino. Por lo general, estos reciben el producto de un molino de barras o de un circuito AG/SAG (granulometría habitual de 0.5 cm y menos) y lo reducen a un tamaño menor (0.1 cm o menos). Normalmente, los molinos de bolas están conectados a un clasificador con el cual forman un circuito cerrado. De esta forma, solo las partículas que son suficientemente finas pasan a la etapa de separación. Las partículas gruesas se devuelven al molino para un nuevo proceso de molienda.

Comparación entre tipos de molinos Comparación entre tipos de molinos



Los molinos de barras tienen una mayor relación longituddiámetro.



En Estados Unidos, los molinos AG y SAG suelen tener un gran diámetro, pero una pequeña relación longitud-diámetro (denominados molinos planos). En cambio, en la península escandinava y Sudáfrica, son más frecuentes los molinos de bolas o de barras.



La carga de los medios de molienda aumenta en este orden: molino AG - SAG - barras - bolas.



La velocidad de molienda es inferior en los molinos de barras.



El porcentaje de sólidos es mayor en los molinos de barras.



Los elementos de molienda de acero son más grandes en los molinos de barras y en los SAG.



La molienda es más gruesa en los molinos AG, SAG y de barras.



Solo se pueden agregar barras nuevas cuando el molino está detenido; se pueden agregar bolas nuevas mientras el molino de bolas está funcionando. Los molinos AG no requieren la adición de medios de molienda. Tabla 1: Comparación de tipos de molinos

Resumen 

Los molinos de tambor logran liberación generando eventos de fractura.



El movimiento de volteo (en cascada o en catarata) determina el tipo de fractura Procedimientos de operación

Encabezados de las sesiones: Seguridad

Seguridad 

Seguir las reglas generales de seguridad



Seguir procedimientos de bloqueo y rotulado



Seguir procedimientos de entrada a espacios confinados, según corresponda



No ingresar a áreas cercadas



Nunca levantar algo con una grúa directamente sobre equipos o personas



Verificar que el área dentro y fuera del molino se encuentre despejado antes de encender el molino

Encendido Los siguientes son los principales pasos a seguir en el encendido de un molino de tambor: 

Hacer verificación de pre-inicio Revisiones de seguridad El molino está en buenas condiciones mecánicas Hay aire para el embrague Hay aire para los instrumentos Hay suministro eléctrico Hay suministro de agua El sistema de control está funcionando



Encender el sistema de lubricación del muñón



Encender el sistema de lubricación del engranaje



Encender el motor del molino



Activar el molino en marcha lenta para movilizar la carga (en molinos grandes); asegúrese de aplicar los procedimientos de marcha lenta específicos para esa faena



Ponga el embrague

Apagado Una vez que la alimentación se ha interrumpido y el molino se ha detenido: 

Desconecte el embrague



Apague el motor del molino El motor seguirá girando por bastante tiempo después de ser desenergizado



Si debe activar el molino en marcha lenta, asegúrese de aplicar los procedimientos específicos para esa faena

Enclavamientos Algunas condiciones desactivarán el molino de tambor en forma automática para protegerlo de daños graves: 

Baja presión de aire (embrague neumático)



Baja presión de aceite o de flujo de aceite (lubricación del muñón)



Alta temperatura de devanado del motor



Alto amperaje del motor



Alta temperatura de cojinetes (cojinetes del muñón, del motor del molino, del piñón)



Sincronización del motor del molino (trifásico)

Monitoreo Periódicamente, verifique lo siguiente: 

Signos visibles de sobrecarga. Observe si el trómel expulsa un volumen excesivo de roca gruesa o medios de molienda. En molinos AG y SAG, observe la relación potencia-carga.



Potencia y ruidos.



Porcentaje de sólidos.



Viscosidad de la pulpa. Observe el muñón y el trómel para deducir la condición del recubrimiento.



Tamaño de la alimentación.



Lubricación del muñón y del engranaje principal.



Filtraciones (extremo de alimentación, extremo de descarga, pernos del revestimiento).



Temperatura de los cojinetes (muñón, motor y piñón).

Solución de problemas Tabla 1: Solución de problemas en molinos de tambor.

Molienda 2 - Operaciones unitarias Parte 1: Molinos de tambor

Cambi Map Ayud ar a a nivel del curs

o

Componentes ... | Principios de operación 1 ... | Principios de operación 2 ... | Procedimientos de operación ... |

Revisión 1 ...

Revisión 1 Las preguntas de selección múltiple han sido diseñadas para que revise su comprensión del material abarcado en las sesiones anteriores. Esta revisión está en la modalidad de práctica. Si está registrado para certificación, entonces debe Salir del curso y volver a ingresar antes de continuar. Las preguntas que aparecen a continuación tienen una o más respuestas correctas. Al marcar una respuesta, ésta se muestra inmediatamente como correcta o incorrecta.

Q1. Por lo general, la potencia de un molino aumenta con la carga de los medios de molienda, hasta cerca de 50% por volumen.

Verdadero

Falso

Q2. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es la correcta?

La velocidad crítica es la velocidad a la cual la carga comienza a caer en catarata. La velocidad crítica es la velocidad a la cual los medios de molienda se apegan al revestimiento.

La velocidad crítica depende de la longitud del molino.

Q3. La carga de bolas es mayor en un molino AG que en un molino SAG.

Verdadero

Falso

Q4. ¿Cuál curva de velocidad de fractura corresponde a los medios de molienda más grandes?

Curva A

Curva B

Q5. Los molinos AG/SAG se usan cuando el material es suficientemente grande para actuar como medio de molienda.

Verdadero

Falso

Q6. El porcentaje óptimo de sólidos en la descarga de un molino es inferior en un molino de barras que en un molino de bolas.

Verdadero

Falso

Q7. Si la mayor parte de la alimentación fluctúa en un rango de tamaño entre 100 µm y 1000 µm, ¿qué medios de molienda seleccionaría usted para un molino de bolas?

Curva A

Curva B

Q8. Por lo general, la carga de medios de molienda es mayor en los molinos de barras que en los molinos de bolas.

Verdadero

Falso

Q9. Por lo general, la potencia de un molino disminuye cuando aumenta la velocidad, hasta cerca de 80% de la velocidad crítica.

Verdadero

Falso

Q10. El punto de control de la potencia del molino SAG debiera ser ajustada de acuerdo al tipo de mineral y tamaño de alimentación.

Verdadero

Falso

Q11. Los elevadores de alta capacidad favorecen la caída en cascada.

Verdadero

Falso

Q12. La potencia del molino SAG puede disminuir, mientras que la presión de los cojinetes aumenta cuando...

¿el molino se recupera de una sobrecarga?

¿la alimentación se vuelve más gruesa?

¿la alimentación se vuelve más fina?

Q13. La principal función de las bolas de un molino SAG es triturar guijarros.

Verdadero

Falso

Q14. ¿Cuál de los siguientes es indicio de sobrecarga en un molino SAG?

La potencia aumenta y aumenta la presión de los cojinetes

La potencia aumenta y disminuye la presión de los cojinetes

La potencia disminuye y aumenta la presión de los cojinetes

La potencia disminuye y disminuye la presión de los cojinetes

Q15. ¿Qué medida se debería adoptar para manejar una condición de sobrecarga por viscosidad en un molino de bolas?

Agregar agua a la descarga del molino

Reducir el agua que va a la alimentación del molino

Aumentar el tonelaje

Agregar más agua a la alimentación del molino

Reducir el tonelaje

Q16. En un molino de bolas, un aumento del ruido del molino es indicio de sobrecarga inminente.

Verdadero

Falso

Q17. Para una alimentación más fina del molino AG, ¿cuál afirmación es correcta?

La relación potencia/carga no cambia

La curva potencia/carga se mueve a la izquierda

La curva potencia/carga se mueve a la derecha

La curva potencia/carga se mueve hacia arriba

La curva potencia/carga se mueve hacia abajo

Q18. Los molinos de barras trituran partículas gruesas mejor que los molinos de bolas.

Verdadero

Falso

Molienda 2 - Operaciones unitarias Parte 2: Ciclones

Map Cambi a Ayud ar del a nivel curs o

Componentes ... | Principios de operación 1 ... | Principios de operación 2 ... | Procedimientos de operación ... | Revisión 2 ... Objetivo y componentes Encabezados de las sesiones: Objetivos de aprendizaje

Objetivos de aprendizaje Después de concluir esta sección, usted podrá: 

Explicar el objetivo de un ciclón



Describir los principales componentes de un ciclón y de una batería de ciclones



Explicar el principio de operación de un ciclón



Explicar cómo distintas variables determinan el desempeño de un ciclón



Monitorear y solucionar problemas durante la operación de un ciclón

Objetivo Un ciclón es un clasificador. Éste separa la alimentación en dos flujos: 

un flujo que contiene, principalmente, partículas finas o livianas



un flujo que contiene, principalmente, partículas gruesas o pesadas

La separación ocurre porque partículas de distinto peso y tamaño tienen distintas velocidades de sedimentación. La alimentación de un ciclón puede ser una combinación de aire y partículas (como en un colector de polvo, por ejemplo) o una pulpa formada de agua y partículas. En el procesamiento de minerales, los ciclones suelen trabajar con pulpas acuosas. A veces se denominan ciclones húmedos o hidrociclones.

El ciclón La Figura 2, derecha, indica el nombre de los principales componentes de un ciclón típico. La entrada lleva la alimentación al interior del ciclón. Su diseño crea un movimiento circular. La sección cilíndrica recoge el material fino que se encuentra cerca de la parte superior del ciclón. El material que pasa a través del vórtice se denomina flujo de rebalse. Por lo general, el rebalse se envía a la siguiente operación. La mayor parte del agua contenida en la alimentación sale

con el rebalse. El buscador de vórtice se prolonga hasta el interior de la sección cilíndrica para impedir el cortocircuito de la alimentación hacia el rebalse. La sección cilíndrica es donde ocurre la clasificación. La sección cónica dirige el material grueso hacia el fondo del ciclón. El ápice ubicado al fondo del ciclón descarga el material grueso o pesado. El material que sale por el ápice se conoce como flujo de descarga. En algunos ciclones, es posible ajustar el tamaño del ápice.

Batería de ciclones Para mejorar su capacidad, los ciclones se pueden agrupar en conjuntos compactos. Si es necesario ajustar la capacidad, se puede modificar el número de ciclones en operación. Por otra parte, las válvulas permiten que los ciclones sean intercambiados para efectos de mantención. El distribuidor central de alimentación dirige la alimentación a cada ciclón. Las válvulas de entrada del ciclón se usan para aislar los ciclones. Los ciclones separan las partículas finas o livianas de las gruesas o pesadas. La canaleta de descarga común recoge la descarga proveniente de ciclones individuales. La canaleta de rebalse común recoge el rebalse proveniente de ciclones individuales. Principios de operación de ciclones 1 Encabezados de las sesiones: Separación granulométrica

Separación granulométrica La forma de la entrada tangencial del ciclón hace que la alimentación avance en una rápida trayectoria circular. La fuerza centrífuga que genera este movimiento circular dentro del ciclón separa las partículas finas de las gruesas. Las partículas más grandes y más pesadas, en color azul, que tienen mayor velocidad de sedimentación son lanzadas contra la pared del ciclón y, desde, allí descienden al ápice. El equilibrio que se produzca entre la fuerza centrífuga y la fuerza de arrastre determinará el punto de salida de las partículas. Debido al diseño de los ciclones, donde el fondo cónico del buscador de vórtice es mayor que el ápice, la mayor parte del agua se mueve hacia el flujo de salida arrastrando consigo las partículas más livianas, en color amarillo. Estos finos y el agua forman una espiral interna que sale a través del buscador de vórtice. En operaciones normales, se forma una columna de aire en el centro del ciclón que se extiende desde el ápice al vórtice.

Eficiencia de la clasificación En condiciones ideales, todas las partículas gruesas debieran llegar al flujo de descarga; y, todas las gruesas, debieran desembocar en el flujo de rebalse. En la práctica, algunas partículas gruesas terminan en el flujo de rebalse y, algunas partículas finas, pasan al flujo de descarga. La curva de partición describe la eficiencia de clasificación. La eficiencia de un ciclón se describe en términos del tamaño de corte, precisión de la separación y desvío. Algunas partículas gruesas pasan el flujo de rebalse, si se produce un cortocircuito del flujo de alimentación hacia el flujo de rebalse o si el espiral interno arrastra partículas gruesas. Si la liberación no es total, las partículas más gruesas en el flujo de rebalse afectarán el proceso de separación. Algunas partículas finas pasan al flujo de descarga porque se produce un desvío. En un circuito cerrado de molienda, donde el flujo de

descarga es devuelto al molino de bolas, esto podría generar una sobremolienda o la producción de lodos. Sin embargo, se cree que la presencia de cierto volumen de fino en la alimentación es fundamental para la eficiencia de la molienda.

Desempeño del ciclón Existen dos grupos de variables que afectan el desempeño de un ciclón: 

variables de operación



variables de diseño

En la práctica, el porcentaje de sólidos en la alimentación es la variable de operación más importante.

Tamaño de corte y finura del producto El tamaño de corte es un parámetro importante para un ciclón. El tamaño de corte no se puede medir directamente. No obstante, este parámetro está estrechamente relacionado con la finura del flujo de rebalse. Esta última se puede determinar midiendo la cantidad de partículas de rebalse que pasan a través de un determinado tamaño de malla; por ejemplo, una malla 200. A medida que disminuye el tamaño de corte, aumenta el porcentaje de pasante por la malla 200. Un tamaño de corte mayor significará un flujo de rebalse más grueso que, en proporción, contendrá menor cantidad de partículas suficientemente pequeñas para pasar a través de una malla 200.

Porcentaje de sólidos en la alimentación Un bajo porcentaje de sólidos en la alimentación producirá un flujo de rebalse más fino. La forma más efectiva de controlar la operación del ciclón es diluyendo la alimentación con agua. Al agregar agua, el tamaño de corte disminuye. Un alto porcentaje de sólidos aumentará la viscosidad de la pulpa lo que, a su vez, reducirá la velocidad de sedimentación de las partículas. Las partículas de tamaño intermedio que, en circunstancias normales, irían a la pared del ciclón y, luego, al flujo de descarga, son arrastradas al caudal de rebalse. Dada la importancia del porcentaje de sólidos en la alimentación del ciclón, la mayoría de los circuitos de molienda utilizan un sistema de medición en línea (medidor gama). Utilizando la Figura 5, calcule el porcentaje de sólidos que produce una finura de rebalse de 85% malla -200.

Velocidad de alimentación Una mayor velocidad de alimentación del ciclón aumentará la velocidad de la pulpa que, a su vez, aumenta la fuerza centrífuga. Mayor fuerza centrífuga aumenta la velocidad de sedimentación, lo cual reduce el tamaño de corte. Las partículas que, en otro momento, pasarían al flujo de rebalse, descienden y se van al ápice. La velocidad de alimentación para cada ciclón dependerá de la velocidad total de alimentación y del número de ciclones en funcionamiento. La detención de un ciclón producirá un flujo de rebalse ligeramente más fino. Produce el mismo efecto que se genera al aumentar la velocidad de alimentación, ya que cada uno de los restantes ciclones de la batería debe manejar una velocidad de alimentación mayor para poder mantener la misma velocidad total de alimentación. Principios de operación de ciclones 2

Encabezados de las sesiones: Gravedad específica de las partículas

Gravedad específica de las partículas Dado que la sedimentación depende de la masa de las partículas, es más probable que una partícula con una alta gravedad específica se vaya al flujo de descarga que otra partícula del mismo tamaño, pero con baja gravedad específica. En otras palabras, el tamaño del corte aumenta, cuando disminuye la gravedad específica. Por su altísima densidad, el oro libre casi siempre se irá al flujo de descarga, a menos que las partículas sean muy finas. La concentración de oro en el flujo de descarga puede ser de 10 a 1000 veces la concentración de oro en el flujo de rebalse. En estos casos extremos, es frecuente usar un equipo de concentración de gravedad para extraer el oro del flujo de descarga.

Tamaño del vórtice Un vórtice más pequeño producirá un flujo de rebalse más fino. Al reducir el tamaño del vórtice se limita el volumen de material que llega al flujo de rebalse. Esta reducción de flujo significa que las fuerzas de arrastre sobre las partículas también se reducen. La velocidad de sedimentación de las partículas de tamaño medio que, en otro momento, se habrían ido al flujo de rebalse, ahora es suficiente para contrarrestar el arrastre. Ahora, las partículas se pueden desplazar a la pared del ciclón y, luego, descender al flujo de descarga. Como resultado, el tamaño de corte disminuye.

Tamaño del ápice Un ápice más grande genera un flujo de rebalse más fino. Al aumentar el tamaño del ápice, aumentará el volumen de pulpa que llega al flujo de descarga. Esto reducirá la cantidad de material que llegue el flujo de rebalse lo que, a su vez, disminuirá la fuerza de arrastre sobre las partículas. Como resultado, el tamaño de corte disminuye.

Acordonamiento Si se sobrepasa la capacidad del ápice, podría ocurrir una situación conocida como acordonamiento. Por lo general, el flujo de descarga sale expulsado del ápice. Cuando se produce acordonamiento, la columna de aire que se forma dentro del ápice colapsa, al punto de que el movimiento en espiral se pierde, casi por completo. La descarga parece un cordón. En casos extremos, el acordonamiento puede bloquear el ciclón. Pese a que esta situación es poco frecuente, podría ocurrir si un ápice pequeño es obstruido por partículas grandes, pequeños medios de molienda u otros objetos extraños.

Flujo intermitente – Surgencia La surgencia es un problema que puede ocurrir ocasionalmente (esto es especialmente cierto, cuando la caja de bomba que alimenta a los ciclones no posee un control de niveles). La surgencia desestabiliza la operación del ciclón pues el rebalse solo fluye en forma intermitente. Cuando se produce una surgencia en la velocidad de alimentación, suele ocurrir que el material grueso, por

error, se va al flujo de rebalse. Esto puede generar consecuencias nefastas en la recuperación de metales y en las operaciones aguas abajo del circuito. Las fluctuaciones de potencia en la bomba de alimentación o de presión del ciclón son indicios de surgencia.

Resumen 

El ciclón es un equipo de clasificación.



Para obtener un flujo de rebalse más fino, es necesario disminuir el porcentaje de sólidos en la alimentación, aumentar la velocidad de alimentación o reducir el número de ciclones.



Estas prácticas se aplican a los ciclones que funcionan en circuito abierto. En un circuito cerrado, los efectos son más complicados.



Para obtener un efecto de largo plazo o, si no es posible obtener el efecto deseado cambiando las variables de operación, tal vez sea necesario cambiar una variable de diseño (tamaño del ápice, del vórtice, del cuerpo o de la entrada).

Procedimientos de operación Encabezados de las sesiones: Encendido y apagado

Encendido y apagado La operación del ciclón depende, en gran medida, del circuito de molienda. Pero siempre se aplican estas recomendaciones: 

Para abrir un ciclón Abrir la válvula de alimentación del ciclón Observar el ciclón por unos minutos para comprobar que el flujo de rebalse y de descarga sean constantes.



Para intercambiar ciclones Abrir un ciclón antes de cerrar la unidad obstruida o dañada.



Para apagar un ciclón Cerrar la válvula de alimentación del ciclón Cerrar la válvula de alimentación del ciclón

Monitoreo Periódicamente, verifique los siguientes aspectos: 

Porcentaje de sólidos en la alimentación



Presión de la alimentación



Tamaño del flujo de rebalse



Porcentaje de sólidos en el flujo de rebalse



Surgencia (fluctuaciones de flujo, presión y corriente de la bomba de alimentación del ciclón)



Acordonamiento



Bloqueo del ciclón



Acumulaciones en canaleta



Filtración de válvulas de entrada



Desgaste del ápice



Filtraciones

Solución de problemas Tabla 1: Solución de problemas de los ciclones.

Revisión 2

Las preguntas de selección múltiple han sido diseñadas para que revise su comprensión del material abarcado en las sesiones anteriores. Esta revisión está en la modalidad de práctica. Si está registrado para certificación, entonces debe Salir del curso y volver a ingresar antes de continuar. Las preguntas que aparecen a continuación tienen una o más respuestas correctas. Al marcar una respuesta, ésta se muestra inmediatamente como correcta o incorrecta.

Q1. Para eliminar el acordonamiento podemos... Intercambiar ciclones.

Abrir un ciclón adicional.

Disminuir el porcentaje de sólidos en la alimentación. Aumentar el porcentaje de sólidos en la alimentación.

Agregar agua al caudal del flujo de descarga del ciclón. Q2. Si aumenta el tamaño de corte, el flujo de rebalse se vuelve más grueso. Verdadero

Falso

Q3. Los ciclones debieran funcionar en condición de acordonamiento pues, así, se minimiza el desvío. Verdadero

Falso

Q4. Un aumento del desvío significa que están llegando menos partículas finas al caudal del flujo de descarga. Verdadero

Falso

Q5. El flujo de rebalse se vuelve mucho más grueso, si aumenta la velocidad de alimentación.

Verdadero

Falso

Q6. ¿Cuál de los siguientes porcentajes de sólidos producirá un flujo de rebalse con una finura de 94% pasante en malla 200?

35%?

40%?

45%?

Q7. ¿Qué combinación de acciones volverían más grueso el flujo de rebalse? Aumento del porcentaje de sólidos en la alimentación, aumento del tamaño del ápice y aumento del tamaño del vórtice.

Aumento de la velocidad de alimentación, aumento del tamaño del ápice y aumento del tamaño del vórtice. Disminución del tamaño del ápice, disminución del tamaño del vórtice y disminución del porcentaje de sólidos en la alimentación. Aumento del porcentaje de sólidos en la alimentación, disminución del tamaño del ápice y aumento del tamaño del vórtice. Q8. El flujo de rebalse se vuelve ligeramente más fino, si disminuye el tamaño del vórtice. Verdadero

Falso

Q9. Si la alimentación de un ciclón contiene una mezcla de silicatos y sulfuros bien liberados... Los sulfuros se irán, de preferencia, al flujo de rebalse porque son más densos. Los sulfuros se irán, de preferencia, al flujo de descarga porque son más densos.

Los sulfuros se irán, de preferencia, al flujo de rebalse porque son más finos. Q10. El flujo de rebalse es más fino en minerales que tienen alta gravedad específica. Verdadero

Falso

Q11. El flujo de rebalse se vuelve ligeramente más grueso, si aumenta el tamaño del ápice. Verdadero

Falso