Clasificación Seca - Humeda

UNIDAD IV

Clasificacin Seca yHmeda

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ndiceUnidad IV : Clasificacin Seca y Hmeda

1. INTRODUCCIN........................................................................................................ 12. GENERALIDADES ...................................................................................................... 1

2.1. CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE CLASIFICACIN SECA Y HMEDA?.................. 22.2. CLASIFICACIN SECA....................................................................................... 3

2.2.1. PARRILLAS O GRIZZLY........................................................................... 42.2.2. ZARANDAS VIBRATORIAS ...................................................................... 5

2.3. CLASIFICACIN HMEDA ................................................................................. 72.3.1. CLASIFICADORES MECNICOS ............................................................... 82.3.2. LOS HIDROCICLONES ...........................................................................10

3. RESUMEN DE LA UNIDAD.........................................................................................13

Tecsup Virtu@l Concentracin de Minerales

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UNIDAD IV

CLASIFICACIN SECA Y HMEDA

1. INTRODUCCIN

En el procesamiento de minerales, todos los circuitos de conminucin en los que se incluyetrituracin y molienda se realizan una previa clasificacin de los minerales antes de queingresen a la etapa de reduccin de tamao. En algunos circuitos como los abiertos noexiste clasificacin previa.

La previa clasificacin de tamaos contribuye a dosificar la alimentacin a los equipos dereduccin, evitando de que ingrese material cuyo tamao es inferior al setting de la mquinade trituracin, o separando material que ya ha cumplido con los mrgenes de tamaodeseado.

En el presente captulo se estudiar los equipos de clasificacin de tamaos en los que seincluye los clasificadores en seco y los hmedos.Resulta pues importante la inclusin de clasificadores en los circuitos de conminucin a finde optimizar su rendimiento.

OBJETIVOS

Describir los diferentes tipos de clasificadores en hmedo y en seco. Identificar los parmetros principales que gobiernan el funcionamiento de los

clasificadores. Determinar la importancia que tienen los clasificadores en los circuitos de conminucin.

2. GENERALIDADES

Fig. 4.1 Parrilla para tamizaje de mineral.


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Se abarca bajo este capitulo, tanto el tamizaje aplicado ms frecuentemente en seco (fig.4.1), en las operaciones de chancado como la clasificacin en hmedo (medianteclasificadores mecnicos e hidrociclones, de aplicacin en la molienda).

La funcin de ambas modalidades de clasificacin, es la misma: la separacin de partculassuficientemente finas del material en proceso de conminucin, a fin de que estas puedancorto-circuitar la etapa de conminucin en cuyo circuito se encuentra el aparato declasificacin, para avanzar a la etapa siguiente.

2.1. CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE CLASIFICACIN SECA Y HMEDA?

La diferencia entre ambos tipos de clasificacin, reside enel hecho que la separacin de los tamices o cedazos seefecta estrictamente segn el tamao de la partcula,mientras que en la clasificacin hmeda, la separacintiene lugar segn el principio de sedimentacin, en queintervienen tanto tamao, como forma y peso de laspartculas.

En ambos casos, se aumenta tanto la capacidad como laeficiencia de los procesos de conminucin respectivos yse evita (o reduce) la sobremolienda de los finos cuyoefecto metalrgico perjudicial sobre los procesos de concentracin consiguientes hasido ya mencionado. En vista de lo expuesto en el prrafo anterior, puede existirsobremolienda en los circuitos de molienda / clasificacin hmeda, a pesar de laclasificacin hmeda, a pesar de la clasificacin, por la tendencia de las partculasfinas pero "pesadas" por ejemplo normalmente de alto contenido metlico, derecircular repetidamente por el circuito antes de ser descargadas.

En general, la separacin es ms precisa y ntida en los tamices o cedazos que en losclasificadores hmedos. Mientras que en los primeros, el fino o "undersize" que pasapor la malla, prcticamente no arrastra partculas de sobretamao (salvo casos dedesperfectos mecnicos) el rebalse de los clasificadores hmedos contiene siempreuna produccin de sobretamao, debido a las diferencias de forma y densidad yadescritas, tambin es mayor el fino en el producto grueso de los clasificadores, que enel de los tamices.

Clasificacin

Seca

Hmeda


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2.2. CLASIFICACIN SECA

La clasificacin seca o tamizado es una operacin de clasificacin dimensional degranos de mineral de formas y dimensiones variadas, por presentacin de estosgranos sobre una superficie perforada que dejan pasar los granos de dimensionesinferiores a las dimensiones de la perforacin, mientras que los granos dedimensiones superiores son rechazados y evacuados separadamente. Idealmente laspartculas mayores que las aberturas son retenidas sobre la superficie mientras quelas partculas menores pasan a travs de las aberturas.

Figura 4.2 - Esquema de presentacin de partculas sobre una superficie detamizado.

Objetivos deltamizado

Separar los fragmentos ms gruesoscontenidos en una mezcla de material, yasea para eliminarlos o para ser enviados auna nueva etapa de chancado.

Separar los fragmentos ms pequeos,como un producto final o eliminarlos comodeshechos.

Clasificar los productos fragmentados endimensiones comerciales.

Extraer desde la alimentacin a unachancadora aquel material que ya cumplecon las especificaciones del producto demodo de aumentar la capacidad y eficienciade la mquina.


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Durante el tamizado, la separacin por tamao se produce por la accin de superficiesplanas o curvas, con aberturas de un tamao definido, sobre las cuales se alimentanel material que se desea tamizar.

La inclinacin de la superficie o su movimiento, har queel material fluya y al mismo tiempo sufra unaestratificacin en las que las partculas grandes se sitanen la parte superior, mientras que las finas pasarn ellecho de partculas gruesas por los espacios vacos yllegarn a la superficie del tamiz atravesndola si lasaberturas son mayores a ellas. Esta seccin origina dosproductos, uno de partculas ms gruesas que la aberturadel tamiz llamado rechazo u oversize y otro de partculas

de tamao menor a la abertura llamado pasante o undersize.

El tamizaje se efecta sobre una superficie perforada o tejida en forma de malla dealambre, llamada cedazo, que se encuentra montada sobre un marco slido, dotadogeneralmente de un mecanismo vibrador, que lleva el nombre de zaranda.

Cuando la zaranda es del tipo estacionario (normalmente utilizada para tamizarmaterial de un grosor superior a 1 plg.), se le denomina parrilla. Su cubierta tendruna gradiente suficiente para asegurar el avance o transporte del material por tamizary suele estar formada por plancha de acero perforada o de barras y con unesparcimiento adecuado para la separacin que se desee realizar.

2.2.1. PARRILLAS O GRIZZLY

Figura 4.3- Grfico de un grizzly en el chancado primario

Se utiliza para el tamizado de material muy grueso. En su forma ms simpleconsiste de una serie de barras paralelas o rieles con aberturas de anchouniforme montadas en un marco ( fig. 4.3). Algunos grizzly emplean cadenasen lugar de barras y algunos son agitados o vibrados en forma mecnicaparta ayudar la separacin.


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Los gizzlies pueden ser horizontales o inclinados (35 a 45) para ser usadosantes de chancadoras o correas transportadoras. Su mayor aplicacin en elprocesamiento de minerales es en la preclasificacin de la alimentacin dechancadoras primarias. Si la chancadora tiene un producto de 10 cm,entonces la alimentacin se hace pasar sobre un grizzly con barrasespaciadas 10 cm para remover el bajo tamao. El flujo de material es en ladireccin de las barras para facilitar el flujo y reducir la obstruccin de lasaberturas.

2.2.2. ZARANDAS VIBRATORIAS

Son los tamices que mayor aplicacin en el procesamiento de minerales;estn constituidos por tales metlicas o placas perforadas, montadas sobrearmazones que vibran a gran velocidad (1000 a 3600 ciclos/minuto), conoscilaciones de 1/8 a que originan movimientos circulares, elpticos o devaivn en un plano oblicuo a la superficie del tamiz (fig. 4.4). El movimientopermite que las partculas pueden estratificarse y entrar en contacto con lasuperficie tamizante y al mismo tiempo que el material pueda avanzar sobrela superficie.

Fig. 4.4 (a) Principales elementos de una zaranda vibratoria.

Se acuerdo a su disposicin respecto a la horizontal, los tamices vibratoriosse clasifican en:


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Horizontales, en los cuales el movimiento de la superficie tamizanteocurre en una direccin oblicua a su superficie. Este movimiento produceel avance del material.

Inclinados, aquellos en los que la superficie tamizante se encuentrainstalada con una pendiente que puede oscilar entre 15 y 35. Lainclinacin, justamente con el movimiento elptico o circular del tamizoriginan un desplazamiento.

IMPORTANTE

Las zarandas vibratorias tambin se distinguen por l numerode cubiertas: Existen zarandas con 1, 2 o 3 cubiertas, cadacual con su respectivo tamiz cuya abertura es cada vez mspequea en la cubierta inferior y mayor en las cubiertassuperiores. Debido a la multiplicacin de la superficie detamizaje, aumenta la capacidad de la zaranda (aunque noproporcionalmente, ya que las cubiertas inferiores pierdencapacidad por su poca accesibilidad a ser limpiadas ymantenidas destapadas).

TAMICES VIBRATORIOS

HORIZONTALES INCLINADOS


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Fig. 4.5 Grfico de una zaranda vibratoria de 2 niveles

2.3. CLASIFICACIN HMEDA

La clasificacin hmeda es un mtodo de separacin de mezclas de minerales en 2 oms productos teniendo como base la velocidad con que caen las partculas a travsde un medio fluido. En el procesamiento de minerales, generalmente este medio es elagua y la clasificacin en hmedo se aplica a partculas lo suficientemente finas paraser separadas eficientemente por cribado.

La clasificacin interviene en varias fases de la preparacin de los minerales yparticularmente en la seccin de molienda. En efecto, en la descarga del molino todaslas partculas no son del mismo tamao, hay partculas gruesas que la malla deliberacin y entonces estas deben ser remolidas. En este caso los clasificadores tienenla finalidad de separar las partculas suficientemente finas para ser separadas de laspartculas demasiado gruesas que deben ser remolidas y, adems, stos ltimos nodeben retornar al molino con una demasiada cantidad de agua si la molienda es porva hmeda.


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Funcin de los clasificadores:

Evita una remolienda intil de partculas que ya tienen la granulometra deseada. La eficiencia de los molinos y su rendimiento se ve grandemente aumentado.

En la mayor parte de los casos los clasificadores obtienen dos productos:

Un rebose (overflow) constituido por partculas finas. Unas arenas (underflow) constituido por partculas gruesas.

Tipos de clasificadores:

Existen una serie de tipos de clasificadores, desde aquellos aparatos ms elementalesen los que la separacin es aproximada, hasta aquellos automticos que permitenefectuar una separacin casi rigurosa de partculas.

2.3.1. CLASIFICADORES MECNICOS

Los clasificadores mecnicos son muy utilizados en separacin de mineraleslos mismos que trabajan en circuito cerrado con los molinos (fig. 4.6).

Estos aparatos estn constituidos por una caja de sedimentacin larga yrelativamente estrecha, generalmente construidos de fierro o acero,inclinado de 12 a 20 sobre el horizontal, cerrado en la parte inferior yabierto en la parte superior.

CLASIFICADORESMECANICOS

CLASIFICADORES DERASTRILLO

CLASIFICADORES DEESPIRAL


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Fig. 4.6 Esquema de clasificadores mecnicos (espiral y rastrillo).


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CLASIFICADORES DE RASTRILLOS

En estos clasificadores, los rastrillo se mueven animados de un movimientoalternativo que arrastra gradualmente a las arenas depositadas hacia elpunto de descarga situada en la parte superior del aparato. Los mecanismosde comando de los rastrillos son numerosos y todos ellos se encuentrancolocados encima del nivel de la pulpa. Las partculas gruesas asprogresivamente llevadas hasta un punto de descarga, contienen en esemomento 20 a 30% de agua.

Las partculas finas se encuentran en suspensin en una pulpa por laagitacin causada por la velocidad de alimentacin y por el movimiento delos rastrillos y las mismas son arrastradas por la corriente de pulpa por elrebose ubicado en la parte inferior del aparato.

CLASIFICADORES DE ESPIRALES

En un clasificador de espirales, el sistema de elevacin de las arenas esefectuado en forma continua por un espiral helicoidal que gira lentamente(+15 vueltas por minuto). La hlice formada por una cinta de acero envuelvea un eje.

La alimentacin de la pulpa se realiza por un costado de la caja o sobreambos costados. La agitacin en la cuba es muy poca por lo que permite laclasificacin fina (hasta 80 micrones).

2.3.2. LOS HIDROCICLONES

Los clasificadores (fig. 4.3) producen una separacin similara la anterior, por la aceleracin centrifuga ejercida por latrayectoria circular de la pulpa, bombeando bajo presin alaparato dentro de ste.

En consecuencia con lo anterior, la principal diferencia entreambos tipos clasificadores hmedos estriba en el tamaofsico del equipo. Son ms compactos los hidrociclones,incluyendo sus bombas, tanques de alimentacin, etc., que

los clasificadores de rastrillo o espiral, cuya rea de pool y mecanismo detransporte de las arenas, significan un volumen mayor y, por ende, unmayor costo de mantenimiento.

Aunque tanto hidrociclones como clasificadores mecnicos seanmetalrgicamente equivalentes, con tcnicas de control similares y lasmismas frmulas para calcular eficiencias y cargas circulantes, etc., no cabeduda que a medida que aumenta la capacidad de tratamiento de la planta, yel tamao de sus unidades de molienda y clasificacin, las ventajasmecnicas y econmicas de los hidrociclones son cada vez ms decisivos,hasta tal punto que en proyectos nuevos rara vez se especifiqueclasificadores mecnicos.


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Mecanismo de un hidrocicln

Aparato esttico de operacin continua que realiza la fuerza centrfuga paraacelerar la velocidad de asentamiento de las partculas contenidas en unapulpa.

Consiste en un recipiente de forma cnica, abierto en su pice o descargaque est unido a una seccin cilndrica, la cual tiene una entrada dealimentacin tangencial.

Su principio de clasificacin se basa en alimentar la pulpa a clasificar enforma tangencial a la altura de la parte cilndrica originando un torbellino a lolargo de la superficie interior, que arrastrar partculas gruesas a la descarga(underflow) situada en la parte inferior del vrtice cnico (APEX).

El lquido contenido en los finos es forzado a evacuado el cicln por la partesuperior que se comunica con la tubera del rebose (VORTEX) formando untorbellino interno.

El funcionamiento de un hidrocicln est afectado por varias variables entrelos que destacan:

VARIABLESRELACIONADASCON EL CICLN

DIMETRO DEL CICLN

DIMETRO DEL VORTEX

DIMETRO DEL APEX

LONGITUD DE LA PARTECILNDRICA

NGULO DE INCLINACIN


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Figura 4.7 Corte de un hidrocicln.

PORCENTAJE DE SLIDOS

VARIABLESRELACIONADASCON LA PULPA

MINERAL

DENSIDAD DE SLIDOS

CAUDAL ALIMENTADO

PRESIN DE ALIMENTACIN


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Partes de un hidrocicln

Cmara cilndrica de alimentacin (A) a la que la pulpa ingresatangencialmente a presin por la tubera de alimentacin (B). Esta partecilndrica est provista en su parte superior de un diagrama llamada vrtexfinder (C) que luego se prolonga a travs de una tubera (D) por dondesern evacuados los productos finos de la clasificacin (rebose). Ver fig. 4.8

Seccin cilndrica (E) que se transformar en la parte inferior en un cono (F)que termina en una boquilla (G) por donde son evacuados los productosgruesos (descarga). Esta boquilla recibe el nombre de apex.

Un hidrocicln se especifica por el dimetro de la cmara cilndrica dealimentacin Dc, siendo las dimensiones restantes funciones de estamagnitud.

El vortex tiene un dimetro Do, que oscila entre el 30 al 40% del dimetroDc y penetra hasta la seccin cilndrica para evitar los cortocircuitos quepodran arrastrar partculas gruesas al rebose.

Parmetros bsicos en un cicln

El parmetro ms importante es el dimetro de cicln. Esto es el dimetrointerno de la cmara cilndrica que recibe la alimentacin.

El siguiente parmetro en importancia es el rea de tubo de ingreso, este esgeneralmente un orificio rectangular con la dimensin mayor paralela al ejedel cicln. El rea bsica se considera generalmente como 0,05 veces alcuadrado del dimetro del cicln.

3. RESUMEN DE LA UNIDAD

Las operaciones de concentracin de minerales requieren en sus circuitos una clasificacinprevia de los materiales, la cual se puede llevar a cabo en las etapas de trituracin omolienda (conminucin). La clasificacin puede ser realizada en seco, en las operaciones dechancado o puede haber clasificacin hmeda en los circuitos de molienda.

La funcin de ambas modalidades de clasificacin es la misma: la separacin de partculassuficientemente finas del material en proceso de conminucin, a fin de que estas puedanevitar la etapa de reduccin de tamao, en cuyo circuito se encuentra el aparato declasificacin para avanzar a la siguiente etapa.

Dentro de la clasificacin seca existe zarandas del tipo vibratoria y zarandas horizontales.La clasificacin en hmedo se realiza en clasificadores mecnicos del tipo rastrillo yhelicoidal. Sin embargo en la actualidad ha cobrado vigencia el uso de los hidrociclones, elcual es un aparato que utiliza fuerzas centrfugas para clasificar slidos contenidos en unapulpa.

Estos clasificadores son muy verstiles y presentan variadas ventajas respecto a losclasificadores convencionales mecnicos.

FIN DE LA UNIDAD

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