Circuitos de molienda SAG

La molienda se realiza en varias etapas involucrando molinos de barras, bolas y  autógenos en algunos casos. Es poco habitual moler el mineral en una sola etapa para obtener los rangos de tamaño necesarios en el proceso de concentración subsiguiente ya que los consumos energéticos resultan mucho más altos que cuando se reduce de tamaño en varias etapas.

Circuito abierto: Cuando el mineral para a través de los molinos sin una etapa de clasificación paralela.

Circuito cerrado: Cuando el molino trabaja con un clasificador cuyo producto grueso retorna de nuevo al molino, mientras que el fino pasa directamente a la etapa siguiente.

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Chancadora de cono

La chancadora de cono es una chancadora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado para dar alta capacidad y alta razón de reducción del material. El objetivo es retener el material por más tiempo en la cámara de chancado para realizar mayor reducción de este en su paso por la máquina. El eje vertical de la chancadora de cono es más corto y no está suspendido como en la giratoria sino que es soportado en un soporte universal bajo la cabeza giratoria o cono. Puesto que no se requiere una boca tan grande, el casco chancador se abre hacia abajo lo cual permite el hinchamiento del mineral a medida que se reduce de tamaño proporcionando un área seccional creciente hacia el extremo de descarga. Por consiguiente, la chancadora de cono es un excelente chancador libre. La inclinación hacia afuera del casco
permite tener un ángulo de la 'cabeza mucho mayor que en la chancadora giratoria, reteniendo al mismo tiempo el mismo ángulo entre los miembros de chancado, como se aprecia en la Figura 4.20. Esto da a la chancadora de cono alta capacidad, puesto que la capacidad de una chancadora giratoria es proporcional al diámetro de la cabeza.

Las chancadoras de cono se especifican por el diámetro del revestimiento del cono. Los tamaños pueden variar desde 2 a 10 pies y tienen capacidades de hasta 3000 tc/h para aberturas de salida de 2 1/2 pulgadas. La amplitud de movimiento de una chancadora de cono puede ser hasta 5 veces la de una chancadora primaria que debe soportar mayores esfuerzos de trabajo. También operan a mucha mayor velocidad. El material que pasa a través de la chancadora esta sometido a una serie de golpes tipo martillo en vez de una compresión lenta como ocurre con la cabeza de la chancadora giratoria que se mueve lentamente.

 

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Chancado secundario y terciario

 

¿Que es Chancado Secundario y Terciario?

Las chancadoras secundarias son más livianas que las máquinas primarias, puesto que toman el producto chancado en la etapa primaria como alimentación. El tamaño máximo normalmente será menor de 6 ó 8 pulgadas de diámetro y, puesto que todos los constituyentes dañinos que vienen en el mineral desde la mina, tales como trozos metálicos, madera, arcilla y barro han sido ya extraídos, es mucho más fácil de manejar. Las chancadoras secundarias también trabajan con alimentación seca y su propósito es reducir el mineral a un tamaño adecuado para molienda o chancado terciario si es el que el material lo requiere.

Las chancadoras usadas en chancado secundario y terciario son esencialmente las mismas excepto que para chancado terciario se usa una abertura de salida menor. La mayor parte del chancado secundario y terciario (chancado fino) de minerales se realiza con chancadoras de cono, aunque también se usan rodillos de chancado y molinos de martillo para ciertas aplicaciones.

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Chancadoras giratorias

Las chancadoras giratorias son usadas principalmente para chancado primario, aunque se fabrican unidades para reducción mas fina que pueden usarse para chancado secundario. La chancadora giratoria consiste de un largo eje vertical o árbol que tiene un elemento de molienda de acero de forma cónica, denominada cabeza el cual se asienta en un mango excéntrico. El árbol esta normalmente suspendido de una araña y a medida que gira normalmente entre 85 y 150 rpm, describe una trayectoria única en el interior de la cámara de chancado fija debido a la acción giratoria de la excéntrica, al igual que en la chancadora de mandíbula, el movimiento máximo de la cabeza ocurre cerca de la descarga.

Esto tiende a aliviar el atorado debido al hinchamiento, y la maquina trabaja bien en chancado libre. El árbol esta libre para girar en torno a su eje de rotación en el mango excéntrico, de modo que durante el chancado los trozos de roca son comprimidos entre la cabeza rotatoria y los segmentos superiores del casco, y la acción abrasiva en dirección horizontal es despreciable.

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Chancadoras de quijadas

El prototipo de la chancadora de mandíbula o de quijadas, actualmente en uso, fue patentado por Blake en EEUU, conduciendo a una verdadera revolución en la reducción de tamaños de rocas de gran calibre en gran escala. Constaba, como todavía en los modelos perfeccionados de hoy en día, de un marco o caja, robusto, de acero fundido o similar, con una cámara de chancado en un lado, formada por una mandíbula móvil (mas hacia el interior), ambas revestidas con “liners” reemplazables de desgaste de una aleación de alta resistencia al impacto y a la abrasión. La mandíbula móvil es impulsada por un poderoso mecanismo excéntrico, que ejerce una presión elevada sobre los trozos de mineral, hasta exceder su limite de ruptura (como se vera, los trozos de mineral se trituran en realidad, según grietas preexistentes).

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Circuitos típicos de chancado

En todas las operaciones de plantas de chancado- molienda, el valor de la eficiencia se logra con el producto fino obtenido, típicamente bajo 100 micrones equivalentes a malla 150. Normalmente el numero de etapas de chancado se puede reducir dependiendo del tamaño de alimentación que acepta la etapa de molienda primaria.

Circuito típico de 3 etapas de chancado alimentado a un molino de barras:

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Sección chancado

Chancado Primario

El chancado primario es la primera etapa de reducción del mineral tal cual llega a la mina. El tamaño inicial depende del tipo de minado y de transporte y de la escala de la explotación; de el depende, a su vez, el dimensionamiento y el diseño del equipo de chancado primario.

Si el mineral proviene de una explotación a tajo abierto, y sobretodo, si aquella se efectúa a gran escala, el tamaño inicial es función de la fragmentación primaria o secundaria (por ejemplo: profundidad, diámetro, espaciamiento y carga de explosivo de los taladros y altura de los bancos); capacidad y dimensiones del equipo de carguío (pala, retroexcavadora), etc.

El cuadro adjunto (reproducido del catalogo de la firma manufacturera telsmith/Barber Greene) muestra la relación entre dimensiones de cucharas de las palas, en yardas cubicas y el tamaño recomendado de chancadoras de quijadas (jaw crushers) y giratorias, especificando las dimensiones de su abertura de alimentación.

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Plantas concentradoras

 

La preparación mecánica y la concentración de minerales

Tecnología que se ocupa de preparar y transformar mecánicamente los minerales.

Prepara los minerales obtenidos de la explotación de yacimientos, en productos aptos para ser sometidos a procesos que comprende la metalurgia extractiva.

Una planta concentradora es una unidad metalúrgica constituida por una serie de equipos y maquinas instaladas de acuerdo a un Lay Out o diagrama de flujo, donde la mena es alimentada y procesada hasta obtener uno o mas productos valiosos denominados concentrados y un producto no valioso denominado relave. Los minerales no sufren ningún cambio químico.

 

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Chancado: Relaciones de energía–tamaño de partícula

Desde los primeros años de aplicación industrial de los procesos de conminución al campo de beneficio de minerales, se pudo constatar la relevancia del consumo de energía especifica como parámetro controlante de la reducción de tamaño y granulometría final del producto, en cada etapa de conminución.
En términos generales, la energía consumida en los procesos de conminución se encuentran estrechamente relacionada con el grado de reducción de tamaño alcanzado por las partículas en la etapa correspondiente. Por otro lado, se ha logrado demostrar que en las etapas de chancado y molienda convencional la energía mecánica suministrada al equipo de conminución supera entre 10 a 100 veces el consumo teórico de energía requerida para crear nuevas superficies; es decir, menos del 10% del total de energía entregada al equipo de conminución es efectivamente empleada en la fragmentación de las partículas.
Energía suministrada para reducción de tamaño

1. Material que se fractura:
   • Reordenamiento cristalino
   • Energía superficial
   • Deformación elástica de las partículas
   • Deformación plástica de las partículas
2. Maquina de conminución y efectos interpartículas
   • Fricción entre partículas
   • Roce entre piezas de la maquina
   • Anergia cinética proporcionada a la maquina
   • Deformaciones elásticas de la maquina
   • Efectos eléctricos
   • Ruido
   • Vibraciones de la instalación

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Chancado : Etapas de conminución

Los productos minerales en bruto son chancados y/o pulverizados por varias razones. Algunos de los objetivos mas importantes para reducir de tamaños un mineral son: lograr la liberación de especies minerales comerciables desde una matriz formada por minerales de interés económico y ganga; para promover reacciones químicas rápidas a través de la exposición de una gran área superficial; para producir un material con características de tamaño deseable para su posterior procesamiento, manejo y/o almacenamiento; y satisfacer requerimientos de mercado en cuanto a especificaciones de tamaños particulares en el producto.

R.T. Hukki en 1961propuso la clasificación de etapas básicas de reducción de tamaño de partículas que se presentan en la tabla 1:

Tabla 1 Etapas básicas en conminución

Etapa de reducción de tamaño	Tamaño mayor	Tamaño menor
Explosión destructiva	Infinito	1 m
Chancado primario	1 m	100 m
Chancado secundario	100 m	10 mm
Molienda gruesa	10 mm	1 mm
Molienda fina	1 mm	100 µm
Remolienda	100 µm	10 µm
Molienda superfina	10 µm	1 µm

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Chancado: mecanismos de conminución

 

1.Generalidades

Conminución es un termino utilizado para indicar la reducción de tamaño de un material y que pueden se aplicado sin importar el mecanismo de fractura involucrado. Entre los equipos de reducción de tamaño se incluyen, chancadoras (trituradoras), molinos rotatorios de varios tipos, molinos de impacto y molinos de rodillos. Algunas maquinas de conminución efectúan la reducción de tamaños a través de compresión lenta, algunos  a través de impactos de alta velocidad y otros principalmente a través de esfuerzos de corte o cizalle.

El ros de la conminución y de las operaciones unitarias relacionadas a ella es de gran importancia. Esto es especialmente cierto en términos de los costos de operación, ya que estos procesos unitarios representan la mayor fracción de los costos totales en el procesamiento de minerales, como se cio anteriormente. Además, son procesos caros desde el punto de vista de capital.

2.Mecanismos de conminución

Los minerales poseen estructuras cristalinas y sus energías de unión se deben a los diferentes tipos de enlace que participan en la configuración de sus átomos. Estos enlaces interatómicos son efectivos solo a corta distancia y pueden ser rotos por la aplicación de esfuerzos de tensión o compresión.

Para desintegrar una partícula se necesita una energía menos que la predicha teóricamente, debido a que todos los materiales presentan fallas que pueden ser macroscópicas (grietas) o microscópicas.

Se ha demostrado que estas fallas son sitios en que se concentran los esfuerzos aplicados. Las grietas se activan aumentando la concentración de esfuerzos, que causan su propagación, produciendo la desintegración de la partícula.

Los mecanismos presentes en un evento de conminución puede ser:

• Fractura: es la fragmentación de un cuerpo solido en varias partes debido a un proceso de deformación no homogénea. Los métodos de aplicar fractura en un mineral son:
  1. Compresión: la aplicación de esfuerzos de compresión es lenta. Normalmente se produce en maquinas de chancado en que hay una superficie fija y otra móvil. Da origen a partículas finas y gruesas. La cantidad de material fino se puede disminuir reduciendo el área de contacto utilizando superficies corrugadas.
  2. Impacto: Es la aplicación de esfuerzos comprensivos a alta velocidad. De esta manera la partícula absorbe mas energía que la necesaria para romperse. El producto, normalmente, es muy similar en forma y tamaño.
  3. Cizalle: El cizalle ocurre como un esfuerzo secundario al aplicar esfuerzos de compresión y de impacto. Produce gran cantidad de finos y, generalmente, no es deseable.
• Astillamiento: La ruptura de esquicios de una partícula, ocurrida por la aplicación de esfuerzos fuera del centro de la partícula, genera el mecanismo de astillamiento.
• Abrasión Cuando el esfuerzo de cizalle se concentra en la superficie de la partícula se produce abrasión.

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