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5/26/2018 Almacen. de Minerales y Skips
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UNIVERSIDAD AUTNOMA DELESTADO DE HIDALGO
INSTITUTO DE CIENCIAS BSICASE INGENIERA
REA ACADMICA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y MATERIALES
LICENCIATURA EN INGENIERA MINERO-METALRGICA
INSTALACIONES MINERO-METALRGICAS
Almacenamiento de Minerales y skips
Francisco Ral Barrientos Hernndez
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El almacenaje de mineral en una Planta de Procesamiento deminerales constituye una operacin metalrgica auxiliar que
consiste en la retencin temporal del mineral en algn lugar de la
Planta, cuyo fin, es proporcionar capacidad de regulacin o de
variaciones entre las diversas fases de una operacin principal, tal
como por ejemplo, entre mina y planta o entre la trituracin
primaria y secundaria, si el mineral es grueso y de gran tonelaje
se utiliza los stocks piles o pilas; entre la trituracin terciaria ymolienda se utilizan tolvas.
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Almacenamiento de Mineral
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Estos equipos o dispositivos se clasifican en:
Para material grueso y gran tonelajeoStock pile o pila de almacenamiento
Para material grueso y pequeo tonelaje
oTolva de gruesos
Para gran y pequeo tonelaje y material fino
oTolvas de finosoSilos para concentrados
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Pilas de almacenamiento
Las pilas de almacenaje de mineral se construyen de tal modo
que estn formadas por un lecho o piso de concreto o tierra
apisonada, las cuales ocasionalmente estn cubiertas por un
techo. Estn provistas de alimentadores para poder extraer el
mineral por debajo del piso mediante bandas transportadoras.
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La capacidad de regulacin de una pila tienelas siguientes ventajas:
1.- Proporcionar un flujo uniforme de mineral a la planta.
2.- Proporcionar una ley de cabeza uniforme a la planta, debido almezclado adecuado.
3.- Permite que la operacin de mina y planta sean independientes.
4.- La incorporacin de la pila permite aumentar la eficiencia de laplanta entre el 10 al 25 %.
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Mtodos para formar una pilade almacenamiento
oBanda transportadora fija.
oBanda transportadora por sistema de descarga mvil.
oBanda transportadora reversible.
oApiladores radiales.
oPila Cnica.
oPila Radial.
oPila Alargada.
La pila puede tener la siguiente forma
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Stock pile cnico Stock pile cnico radial
Estas tres formastienen taludesinclinados, cuyongulo de talud es
una propiedad de losslidos a granel quese conoce comongulo de reposo.
Stock pile Alargado
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Capacidad de una Pila de almacenamiento
Si la pila es cnica, la capacidad total est dada por:
Donde:
Q1= Capacidad de almacenamiento en toneladas mtricas
= ngulo de reposo del mineralR= Radio de la pila en metros
D= Densidad del mineral en kg/m3
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Capacidad de una Pila de almacenamiento
Si la pila es alargada, la capacidad de la seccincentral est dada por:
Donde:
Q2= Capacidad de almacenamiento de la seccin central
en toneladas mtricas
R= Radio del medio cono final en metrosL= Longitud de la seccin central de la pila en metros
La capacidad total de esta pila ser: Q1+Q2
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Capacidad de una Pila de almacenamiento
Si la pila es radial, el anlisis de capacidad es idntica quepara la anterior; excepto que la longitud del arco de la seccincentral se sustituye el valor de L por la longitud del arco:
Donde:
LA= Longitud del arco de la seccin central
Pr= Radio de la seccin central en metros= ngulo de reposo del mineral
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La recuperacin del mineral se realiza mediante la construccin detneles en los que se instalan alimentadores los cuales cargan elmineral a una banda transportadora, la cual se encarga de llevar elmineral a la etapa siguiente del proceso.
Recuperacin del mineral
Sistema de extraccinde mineral de una pila Detalle de la disposicinde los alimentadoresy cargado a la banda
transportadora
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Pila Cnica
Pila Alargada
Recuperacin del mineral
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Tolvas para almacenamiento de minerales
Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral yasea grueso o fino, la cual se compone de dos partes:
Una seccin convergente situada en su parte inferior a la quese conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cnica o enforma de cua.
Una seccin vertical superior que es la tolva, la cualproporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento demineral.
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Tolvas para almacenamiento de minerales
Principales problemas de las tolvas paraalmacenamiento de minerales:
Encampanamiento o Arqueo:
El campaneo o arqueo produceinterrupcin del flujo del mineral
por el puenteo del mineral a granel
sobre la abertura de la boquilla.
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Tolvas para almacenamiento de minerales
Formacin de tubo o tubeado:
La formacin de tubos restringe alflujo de mineral a un canal verticalque se forma en la parte superior dela abertura de descarga y slo sale el
material contenido en este caudal.
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Tolvas para almacenamiento de minerales
Segregacin de partculas:
Se produce en el momento de cargadode la tolva, donde las partculas ms
gruesas tienden as moverse hacia lapared de la tolva donde las partculasms gruesas tienden a moverse hacia
la pared de la tolva, dando lugar a
grandes variaciones en la descarga dela misma.
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De acuerdo con las teoras de diseo de tolvas de los Dr. A.W.Jenike y Dr. J.R Johanson, el diseo de tolvas de almacenamientopara slidos a granel es bsicamente un proceso de 4 etapas. Estasson:
1.- Determinacin de la resistencia y caractersticas de flujo de
slidos a granel para las probablemente peores condicionesesperadas que ocurran en la prctica.
2.- La estimacin de las cargas ejercidas sobre las paredes de latolva y el alimentador bajo condiciones de operacin.
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3.- La determinacin de la geometra de la tolva para lacapacidad deseada que proporcione el modelo de flujo con lascaractersticas aceptables y asegurar que la descarga sea seguray predecible.
4.- Diseo y detalles de la estructura de la tolva.
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Segn Jenike, los modelos de flujos de tolvas son 2:
oFlujo de embudo
oFlujo masivo
Flujo caracterstico en tolvas: a) Flujo de embudo b) Flujo masivo
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El flujo de embudoo de ncleo, ocurre cuando el mineral sedesprende de la superficie y descarga a travs de un canal verticalel cual se forma dentro del material en la tolva. Este modo de flujoocurre cuando las paredes de la boquilla son speras y el ngulo de inclinacin es grande.
En el flujo masivoel mineral a granel esta en movimiento entodos los puntos de la tolva, siempre que el mineral sea extradopor la salida. El mineral fluye a lo largo de las paredes de la tolva y
de la boquilla son suficientemente empinadas y lisas y no haytransiciones abruptas o zonas de influjo.
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Una forma prctica de disear y dimensionar una tolva estomado en cuenta los siguientes parmetros:
Capacidad de almacenaje en toneladas mtricasDensidad del mineral en t/m3ngulo de reposo del mineralngulo de la tolva =+15Volumen intil de 15 a 30% del volumen totalPorcentaje de humedad del mineral
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Tolvas de gruesos
Las tolvas de gruesos son generalmente de forma
paraleleppeda cnica de seccin cuadrada o rectangular,
fabricadas en la mayora de casos de concreto armado, pocas
veces de madera o de hierro. En la parte superior se puede
colocar una parrilla hecha de barras de hierro (tipo riel), la cual
nos permite el paso del mineral ms grande que la boquilla de
descarga o tamao de recepcin de la quebradora.
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L
H
h
Tolvas de gruesos
Para determinar las dimensiones de una tolva paraleleppeda de seccin
cuadrada se debe hacer el siguiente anlisis.
Tolva de gruesos
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Tolvas de finos
Las tolvas de finos son de forma cilndrica con un fondo cnico, las
cuales se fabrican con planchas de acero. Para determinar lasdimensiones, se hace el siguiente anlisis.
h
H
D
Tolva de finos
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Descripcin del skip hoisting
El Skipping, es descrito por Souter (1973); consiste en el llenado,
manteo, vaciado y el retorno del bote para ser llenado otra vez. El mineral
y la ganga pueden estar quebrados o sin quebrar; el llenado puede ser por
volumen o por peso. Y la operacin de llenado puede ser manual o
automtica.
Durante el llenado, el bote es sometido a altas cargas dinmicas, y
dependiendo de la profundidad ocurre un alargamiento del cable.
Los botes pueden vaciar en cualquier punto del tiro, sin embargo el lugarms comn es el castillo.
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Tipos de skips
Existen tres tipos principales de skips en uso:
oOverturning (vuelta de campana).
oThe swing-out body (cuerpo oscilante).
oThe fixed body (de cuerpo fijo)
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Overturning-Kimberley skip
Consiste de un bote el cual como caracterstica principal es que tiene que
girar sobre su eje para vaciar la carga (mineral).
Ventajas:
oExiste menos derrame de mineral cuando est muy fino y hmedo.
oManejan piezas ms grandes para un rea de seccin transversal fija.
Las desventajas son:
oLa capacidad es limitada a la relacin altura/anchura
oLa relacin de carga til es usualmente ms baja particularmente con
material pegajoso que tiende a acumularse en el fondo.
oGeneralmente imponen mayores esfuerzos en el castillo ycontenedores.
oRequieren castillos ms altos para poder vaciar.
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Swing-out body skip
Consiste de un marco, un eje y elcuerpo del bote, en este caso el
cuerpo del bote se encuentra
suspendido del eje y el bote vaca
por medio de rodillos montados a
cada lado (en el fondo) del cuerpo
del bote.
Existen 3 tipos de skips de cuerpo
oscilante, stos son el Jeto,
Saunders y Rollamatic. Las
diferencias entre estos tipos es el
mecanismo para abrir y cerrar la
puerta; y la localizacin de la
bisagra de la puerta.
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Fixed body skip
El bote se mantiene fijo mientras seabre una puerta por debajo paradescargar el mineral. Existen variostipos de botes de cuerpo fijo, talescomo el Rolla-Chute, the Arc Door, ySala-Type skip.
Ventajas: La nica parte movible esla puerta, este tipo de skips producemenos esfuerzos sobre el castillo, elcuerpo del skip y los cables duranteel vaciado, existen menos derrames
en las puertas.Desventajas: requiere un adecuadodiseo e inspeccin durante suoperacin.
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Bibliografa
Mineral Processing Technology, An Introduction to the PracticalAspects of Ore Treatment and Mineral,B. A. Wills and T. J. Napier-Munn, sptima edicin Elsevier 2006.
Procesamiento de mineralesMineralurgia I, Ing. Nataniel LinaresGutirrez.
SME Mining Engineering Handbook, Segunda Edicin Volumen 2