Proceso de conminucion de concentración de minerales Proceso de conminución 1 Aspectos técnicos generales de la conminución Se usa el concepto de conminución para identificarlos procesos que tienen que ver con la acción de reducción de tamaño de los minerales y que permiten liberar las especies valiosas contenidas en ellos. Según este concepto, la tronadura en la mina es el primer proceso de conminución en la línea de operaciones de mina y planta. Para el control metalúrgico, operacional y chequeo de las características de diseño de una planta de conminucion, operacional y chequeo de las características de diseño de una planta de conminucion de minerales, es importante contar con toda la información necesaria para realizar los balances de materiales en cada punto del proceso. Esto es importante, ya que es una manera indirecta de verificar que los equipos, habitualmente enlazados entre sí por un sofisticado sistema de automatización y control, se encuentra operando dentro de los márgenes de los diseñado y poder detectar cualquier variación de algunos de los parámetros operacionales habituales, como puede ser, por ejemplo, la granulometría de alimentación y descarga de algún circuito del proceso o el porcentaje de sólidos de la pulpa en un determinado punto del proceso. De esta forma se podrá determinar de una manera rápida cual es la fuente que esta ocasionando el problema. Desde la mina hasta las distintas etapas de chancado se estará operando en seco, sin agua. Desde la alimentación a la molienda en adelante, siempre se estará operando con pulpas, por lo que es de primordial importancia tener un amplio conocimiento sobre la ruta a seguir para obtener la información requerida para realizar y revisar los cálculos que se requieran, pero si no se cuenta con el equipo y la literatura necesaria, esto se puede volver muy complicado e implica invertir mayor tiempo en la realización de los cálculos de verificación. El mineral proveniente de la mina tiene un tamaño variado, por lo que el objetivo del chancado, la primera etapa de la conminución a ejecutarse en la planta, es reducir el tamaño de los fragmentos de rocas enviados desde la mina hasta obtener un tamaño uniforme máximo de ½” , aproximadamente 1.27 cm. Para la reducción de tamaño se utilizan las chancadoras, que son equipos mecánicos-eléctricos de grandes dimensiones. En estos equipos, los elementos trituran la roca mediante movimiento de atrición y están construidos en aleaciones especiales de acero de alta resistencia. Todo el manejo del mineral en la planta se realiza mediante correas transportadoras, desde la alimentación proveniente de la mina hasta la entrega del mineral como producto chancado a la etapa siguiente. El objetivo de la conminución es la reducción del tamaño de las rocas. Según esto, la primera pregunta que surge es por que la acción no se hace de una sola vez. Es decir, que un equipo tome una roca de mineral y los convierta en fino en una etapa. Desafortunadamente, no se ha podido hasta la fecha desarrollar un equipo eficaz de realizar todo el proceso de chancado de una sola vez, para todos los tipos de materiales. Por esto, en la mayoría de las aplicaciones son necesarias varias etapas de fragmentación y mas de un equipo. El hecho de que existan chancado y molienda y no solo uno de ellos, responde a 2 motivos muy claros: factibilidad técnica y económica. Existe un límite de tamaño de las partículas de mineral hasta donde las chancadoras son eficientes y pasado este límite realizan muy poco trabajo en comparación con la energía consumida. Para este caso, de los tamaños mas finos, existen los molinos que realizan la reducción de tamaño del mineral con un rendimiento mucho mejor que los chancadores. Lo que se debe de hacer en definitiva, es elegir los equipos adecuados que permitan conseguir la reducción de tamaño requerida y ubicarlos en un circuito de tal manera que juntos proporcionen la disminución de tamaño necesaria para el proceso siguiente. La resistencia que opone el mineral a la fragmentación es fundamental, ya que afecta, por un lado, la razón de reducción de tamaño y, por otro lado, define que tipo de maquina se debe utilizar para el trabajo requerido. Un material con bajo índice de trabajo es fácilmente fragmentable, por lo que la razón de reducción del chancador es alta, disminuyéndose las etapas necesarias de fragmentación de la planta de chancado. Por lo contrario, si un material tiene un índice de trabajo alto será imposible utilizar una abertura de salida muy estrecha, para no producir sobrecargas, con lo que se necesita mayor cantidad de etapas de fragmentación para alcanzar el tamaño de producto deseado. De lo anterior de infiere que la resistencia a la fragmentación es una propiedad muy importante del mineral, a tratar y es fundamental determinarla. En el diseño del proceso de chancado es primordial conocer las características del mineral, ya que dependiendo de estas habrá un tipo de chancador que resulte ser la mejor opción, un tipo de circuito característico, una cantidad de etapas de chancado optima, etc. Cuatro son los factores importantes para la elección del chancador adecuado: I. II. III. IV. El tipo de mineral a tratar El tamaño de la alimentación La capacidad Las características requeridas para el producto final del chancado De estos factores, solo los 2 primeros están relacionados directamente con el mineral, ya que los otros tienen relación directa con la maquina escogida. Como referencia, cabe destacar que las empresas proveedoras de equipos para chancado, tienen sus propios laboratorios de pruebas en los cuales desarrollan los estudios de manera de definir el comportamiento de sus maquina con el material en cuestión. Cada proveedor realiza las pruebas que estima convenientes para la aplicación en estudio, pudiendo representar el caso en que dos proveedores distintos realicen pruebas diferentes a base de su experiencia. La veracidad de los resultados de las pruebas con respecto a la totalidad del material a chancar, dependerá de la representatividad de la muestra tomada. Los costos asociados a la toma de muestras se pueden comparar con los costos de obtener resultados errados; por ende, invertir en la correcta toma de muestra, es importante. Cuando un chancador comienza funcionar, su rendimiento va de acuerdo a la reducción entre la abertura de la cámara de alimentación y la abertura de su descarga. A medida que el material normalmente en un intervalo de 100 a 10 micrones. 2 Chancado. terciario y eventualmente también una etapa de chancado cuaternario. Si el material es un nometálico como Calcita. los que juntos logran el objetivo de la conminucion. pero económicamente no es viable en razón a su pérdida de capacidad y mayor consumo de sus piezas de desgaste. con lo cual el mineral con un tamaño y forma dado recién logra la liberación de las especie útil que se busca. El proceso de chancado sigue hasta que se llega al punto en el cual aun no se alcanza el tamaño deseado de liberación y donde los tamaños necesario solo se logran por medio de molienda. una etapa de la conminucion 2.1. Figura2.1. De aquí que exista habitualmente en las plantas de chancado etapas de chancado primario.1 Índice de trabajo . La reducción de tamaño de minerales se realiza normalmente para liberar los minerales de valor desde la roca donde están depositados. Ver curva 2 en la fig 2. es necesario definir otro equipo. Ver curva 1 fig 2. feldespato u otros. Cuando un equipo chancador con su abertura mas pequeña no puede reducir de tamaño. Por este motivo es necesario la existencia de los procesos de chancado y molienda. Cabe destacar que si se insiste en la utilización de un determinado equipo es posible que se logre reducir el tamaño hasta lo deseado. se disminuye la abertura de la descarga del equipo de alcanzar tal necesidad. Esto significa que se debe lograr un tamaño de liberación. Para poder maximizar el valor en la reducción de tamaño de rocas y minerales se necesitan chancado y molienda en varias combinaciones.pasa por la cámara de chancado con el fin de ser reducido de tamaño y el equipo no consigue tal objetico.1. las que se mostraran mas adelante. el valor esta normalmente en la producción de polvo muy fino. secundario. es el índice de trabajo del mineral que corresponde a su capacidad para ser chancado o molido. siempre va a ser conveniente utilizarlo en los casos en que existan condiciones para ello. ya que si bien un chancador puede fragmentar todo tipo de roca. chancadoras chancadoras de cono o chancadores de chancadores giratorios y Chancador de con en Michilla Cada uno de estos equipos tiene un campo especifico de aplicación. . lo que no implica necesariamente que no pueda realizar otra función mas que la que le corresponda. esta fragmentación tiene que efectuarse en forma económica. En la fragmentación de tamaños pequeños de martillos e impactadores de eje vertical chancadoras de rodillos.Existen vario tipos de chancadoras. Todas las operación de reducción de tamaño. Todo chancador. cada uno de los cuales tiene un trabajo especifico a realizar. se determinan por las características de alimentación de los minerales que ingresan al circuito. sin embargo. Ya sea en la fragmentación de rocas de grandes tamaños de mandíbulas En fragmentación de tamaño intermedio rodillos. tanto en chancado como en molienda. El parámetro más importante que es necesario conocer para el diseño de circuitos de chancado y molienda.1. Esto es importante. Los valores para algunos materiales de alimentación típicos de circuitos de chancado y/o molienda se muestran a continuación en la tabla 2. todas las operaciones de reducción de tamaños tanto en chancado como en molienda se realizan por etapas. Una medida de la compactación del mineral es la diferencia entre la densidad real y la densidad aparente del mineral. atascamiento de mineral o atollamiento del chancador que las distintas características de los diferentes minerales producen en estos equipos de reducción de tamaño en seco. Todos los equipos involucrados. Mientras mayor es esta diferencia. tienen una relación diferente entre los tamaños de alimentación y descarga. . atoramiento. 2. menor es la compactación. A la relación entre el tamaño de alimentación y el tamaño de descarga de cualquier equipo de conminucion se le llama razón de reducción. ya sean chancadoras o molinos.2 Razón de reducción Tal como ya se ha mencionado.Otros de los factores que influyen en la imposibilidad de realizar el chancado de una sola etapa es la compactación. Figura2. Todos los chancadores tienen una razón de reducción limitada en el sentido que la reducción de tamaño global del circuito se va a realizar en etapas. Razón de reducción total = 25 Razón de reducción en la etapa primaria R1 = 3 Razón de reducción en la etapa secundaria R2 = 4 Razón de reducción en 2 etapas de chancado: R1*R2 = 3*4 = 12 .2 Se muestra algunos equipos y sus valores típicos de razón de reducción. Para un tamaño de material de alimentación F80 = 400 mm correspondiente a roca de voladura. como puede visualizarse en el siguiente ejemplo. tamaño 80% menor que 400 mm. Tamaño deseado de producto: P80 = 16 mm correspondiente a mineral de alimentación de molino de barras. La cantidad de etapas esta guiada por el tamaño de la alimentación y el producto final requerido. Dos etapas no son suficientes. . se puede disminuir un poco la razón de reducción en cada etapa. estas tres etapas dan R3*R2*R1 = 27 = reducción suficiente. Por ejemplo: Razón de reducción primera etapa R1 = 3 Razón de reducción segunda etapa R2 = 3 Razón de reducción tercera etapa R3 = 3 Juntas. Se necesita una tercera etapa de chancado Ya que se deben usar tres etapas. dando mayor flexibilidad al circuito. Circuito típico de 3 etapas de chancado alimentando a un molino de barras . típicamente bajo 100 micrones equivalentes a malla 150.Figura 2. Normalmente el numero de etapas de chancado se puede reducir dependiendo del tamaño de alimentación que acepta la etapa de molienda primaria.3 Circuitos típicos de chancado En todas las operaciones de plantas de chancado-molienda.4.3 2. Figura 2. el valor de eficiencia se logra con el producto fino obtenido. En el caso de los chancadores primarios estacionarios. capacidad. dureza. Para u mineral mas bien duro las opciones de elección están entre .4 Selección y dimensionamiento de chancadores primarios Al tener ya definida la cantidad de etapas de chancado.6. Ya sea en superficie o subterráneo. la primera opción es normalmente un chancador de impacto horizontal. 2. Circuitos típicos de una o dos etapas de chancado alimentando a un molino SAG. se puede comenzar a seleccionar el chancador adecuado para cada etapa de reducción de tamaño. tamaño de alimentación.Figura 2. se tienen como opciones: Figura 2. Para minerales blandos. siempre existen algunas opciones. etc..5. Dependiendo de las condiciones operacionales. si es necesario no es muy alta. sabiendo su capacidad se puede seleccionar el equipo adecuado. la selección correcta es un tipo superior a un chancador S60-89 Figura 2. Para el ejemplo. Su capacidad necesaria debe ser de 2000 t/h. Ejemplo: considerar que la alimentación a un chancador primario a definir es mineral de roca dura de voladura con un tamaño máximo de 750 mm. ya que es la alternativa más económica Regla 2: para bajas capacidades. Regla 4: para capacidades muy altas. Para un determinado tamaño de mineral de alimentación. son obtenidos del método de dimensionamiento que utiliza Metso Minerals. y las siglas de los gráficos corresponden a los modelos de sus chancadores. siempre es bueno aplicar las siguientes reglas de diseño: Regla 1: siempre utilizar un chancador de mandíbula si se puede.un chancador giratorio o uno de mandíbula.7. Estos. utilice un chancador giratorio En general todos los chancadores son normalmente dimencionables a partir del tamaño máximo de alimentación. utilice un chancador de mandíbula con una apertura de alimentación grande. . Al igual que el ejemplo que se presenta a continuación. El dimensionamiento adecuado de cualquier chancador no es fácil y los gráficos que se muestran mas adelante son solo una guía. utilice un chancador de mandíbula y un martillo hidráulico para el sobretamaño Regla 3: para capacidades muy altas. el chancador de mandíbula queda descalificado como chancador secundario etapa en la que se utiliza con más eficiencia el chancador de cono estándar. Comparado a otros tipos de chancadores.5 Selección y dimensionamiento de chancadores secundarios En un circuito de chancado. La razón es la forma de la cámara de chancado y las posibilidades que posee para cambiar las aberturas de la alimentación y la descarga durante la operación.8. .Figura 2. Figura 2. Debido a esto. que lo hace muy adecuado para la reducción de tamaño y forma de su producto final. el chancador de cono cuenta con algunas ventajas. la segunda etapa comienza a tener importancia para el control de tamaño.9. 2. normalmente. en la mayoría de los casos. 10.11. Chancadores secundarios – tamaño de alimentación Vs capacidad (modelos GPS) . Figura 2.2. 13. la etapa de chancado terciario es la que requiere de mayor certeza en su diseño. El tamaño final del producto de esta etapa es fundamental en el éxito de la etapa siguiente de la molienda.Figura 2. Para circuitos de chancado con roca mineralizada dura. Chancador de cono – Tamaño de alimentación Vs Capacidad (modelos HP y MP) Figura 2. Impactor secundario – Tamaño de alimentación Vs Capacidad (modelos NP) 2.12. hay solo dos opciones: Chancadores de cono Chancadores de impacto de eje vertical o VSI.6 Selección y dimensionamiento de chancadores terciarios Dentro de todos los circuitos de chancado. . 16.15.Figura 2.7 Consumo de energía en circuitos de chancado . Chancadores de cono terciario – serie GP Tamaño de alimentación vs capacidad Figura 2. Chancadores de cono terciario – serie HP y MP Tamaño de alimentación vs capacidad Figura 2.14. Chancador VSI – Tamaño de alimentación vs capacidad 2. En 1990 J. el coeficiente de chancado es mayor que el índice de trabajo. Al respecto. Adicionalmente. En el 70% de los casos. Kw-hr/TC. en el caso de muchas plantas. Al respecto. y el radio de reducción. sobre todos cuando el desgaste de las piezas excede el límite permisible y que compromete seriamente la normal operación de las plantas. la menor eficiencia detectada excede límites normales. Deficiente estado mecánico de las unidades de chancado y utilización de motores sobredimensionados en algunos casos. señala que la eficiencia de utilización de energía en los circuitos de chancado reporto ser menor que la correspondiente en las etapas de molienda.1 Generalidades sobre harneros y clasificación Los harneros son los equipos que se usan comúnmente en las etapas de chancado y molienda para control de tamaño por medio de la separación del mineral de alimentación en dos o más productos cada uno de tamaños similares entre si. 3 Harnero. . debiendo construir prioritariamente áreas de trabajo para optimizar condiciones y reducir costos operativos. Rri = F80/P80. indicando la existencia de dificultades para la transformación de energía en reducción de tamaño de partícula. sostiene que la baja eficiencia de utilización de energía en los circuitos de trituración se debe a: Baja eficiencia del harneado debido al efecto combinado o individual de tratamiento de minerales húmedos en harneros de un solo piso o deck con reducida área efectiva. existen conceptos equivalentes al índice de trabajo convencionalmente empleado en circuitos de molienda. sugiere que es condición fundamental realizar mantenimiento completo de los equipos. En el caso de circuitos de chancado se le denomina coeficiente de chancado y se define mediante la siguiente ecuación: ( √ ) √ Juan Zegarra West (1900) sostiene que la comparación directa del índice de trabajo de la molienda Wi frente al coeficiente de chancado Cch muestra que. Otra forma de expresar la eficiencia es el cociente entre energía unitaria de trituración. Esta separación se puede realizar en seco o en húmedo.Para determinar consumos de energía en operación de chancado. Zegarra realizo un estudio acerca de la racionalización del uso de energía en plantas de chancado. Empleo de circuitos abiertos para superar el problema anterior o por diseño original de la planta. clasificación en seco 3. Con este criterio es posible concluir el principio básico de que la energía es más eficientemente empleada en las etapas de trituración frente a la siguiente molienda. 1. El rendimiento de los harneros se caracteriza por tres parámetros: Movimiento Inclinación Medios de clasificación Figura 2.1 Harneado por estratificación Formando un lecho de material sobre la malla de un harnero.17. el resultado puede mejorar tanto en cuanto a la capacidad. .Es sabido que los chancadores ni los molinos son equipos demasiado exactos en su trabajo de reducción de tamaño y normalmente se genera muchas fracciones de diferentes tamaños que quedan mal clasificadas y presentes erróneamente en la fracción de oversize o descarga. como al tamaño y forma de la partícula. el material se estratificara cuando el movimiento del harnero reduzca la fricción interna en el material. dando lugar a una separación notoria entre tamaños de partícula. Esto significara que las partículas más finas podrán pasar entremedio de las de mayor tamaño. Utilizando el control optimo de tamaño a través de equipos de clasificación. 3. el 80% de los que se usan mundialmente en minería son del tipo de harneros por estratificación de inclinación simple. Los demás son modelos de inclinación doble.2 Modelos de Harneros Existen variados modelos de harneros que se pueden reducir a cuatro tipos. Su uso óptimo es cuando una gran cantidad de finos tiene que ser retirada en forma rápida. en donde el colado por estratificación y caída libre se combinan para diferentes aplicaciones.1.18.Figura 2. 3. .19. triple o múltiple. 3. desde 10-15o hasta 20-30 o. Las partículas se harnearan en forma directa a través de la malla. se tiene a las partículas pasando en caída libre y significa que no se está creando una capa de partículas en la malla de harnero. De estos. como los que se muestran a continuación. dando mayor capacidad o una instalación más compacta.2 Harneado por caída libre Si se utiliza la doble inclinación que se usa para estratificación. 2. .20.a) Inclinación simple Harneado de estratificación Movimiento circular Inclinación de 15o Se mantiene como líder para harneado selectivo Figura 2. . c) Inclinación triple Combina capacidad y selectividad Harnero de control típico para fracciones de productos diferentes. Típico en circuitos de plantas de chancado Figura 2.21. su alta capacidad se paga por selectividad menor.b) Inclinación doble Harneado por caída libre Compacto. 22. d) Inclinación múltiple Harnero banana Harnero de capa delgada Muy usado en minería de carbón y metálica .Figura 2. Figura 2. .23.
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