PREPARACIN MECNICA PARTE 2 PROCESAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS

CAPITULO VI CONMINUCION

Es el termino general aplicado a la relacin que existe entre la energa y la reduccin de tamao.

Esta reduccin generalmente se realiza en dos etapas separadas pero relacionadas: trituracin y molienda.

Las magnitudes de las fuerzas aplicadas en la trituracin o chancado son mayores que las aplicadas en la molienda

En la conminucin la energa cintica entregada se transforma por impacto en:

Energa elstica

Calor

Energa cintica de traslacin

Energa cintica de vibracin

Energa superficial

OBJETIVO GENERAL

Es la obtencin de un material granulomtricamente adecuado para:

Conseguir una distribucin de tamaos esencial para una clasificacin determinada.

Lograr una superficie especfica esencial en hidrometalurgia.

Alcanzar el grado de liberacin necesario.

Lograr cambios en las propiedades fsica.

Todo lo anterior tiene como finalidad ayudar en la concentracin de las menas.

La Razn de reduccin de tamaos Rr se define como el cociente entre la dimensin de tamao de partcula caracterstico de la alimentacin F y la dimensin correspondiente en el producto P.

Rr=F/P

F y P se toman del anlisis de tamices del acumulado de finos; o acumulado pasante (undersize); dichos tamaos corresponden a la abertura que deja pasar el 80% del material.

PLANTA DE TRITURACIN Y MOLIENDA

La trituracin se realiza por compresin de la mena contra superficies rgidas o por impacto contra superficies corrugadas, con un recorrido de movimiento rgidamente forzado. Por su parte la molienda se efecta por abracin o por impacto del material mediante libre movimiento del medio de molienda, tales como bolas, barras y guijarros

PRINCIPIOS

La mayora de los minerales son materiales cristalinos, en donde los tomos estn colocados regularmente en formaciones tridimensionales. La configuracin de los tomos est determinada por su tamao y por los enlaces que los mantienen unidos.

Los esfuerzos de tensin o compresin pueden hacer desaparecer la accin de los enlaces

DEFORMACION DE UNA RED CRISTALINA FUENTE:WILLS

Como las rocas estn conformadas por una variedad de minerales dispersos en forma de granos de varios tamaos, los esfuerzos internos no estn igualmente distribuidos.

La presencia de grietas o defectos en la matriz o en la muestra hacen que acten como sitios de concentracin de esfuerzos lo cual facilita la fractura.

CONCENTRACION DE ESFUERZO EN UNA PUNTA DE GRIETA FUENTE:B.A.WILLS

La teora de la reduccin de tamao considera que el material es quebradizo; sin embargo en ocasiones su comportamiento es elstico y libera energa calorfica.

Cuando ocurre la fractura, una parte de la energa almacenada se transforma en energa superficial libre, que corresponde a la energa potencial de los tomos recientemente producidos.

Por causa de ste incremento de energa superficial, las superficies recientemente formadas son ms activas qumicamente y son las apropiadas para la accin de los reactivos de flotacin; tambin tiene el inconveniente de oxidarse rpidamente.

Las partculas reales tiene forma irregular y la carga no es uniforme sino que se realiza a travs de pequeas reas de contacto. El quebrado se lleva acabo principalmente por:

Trituracin

Impacto

Rozamiento

Y se distinguen tres modos de fractura:

Compresin

Tensin

Corte

Cuando se fractura una partcula irregular por compresin, los productos caen dentro de los distintos calibres: Partculas gruesas, que resultan por ruptura dela tensin inducida y partculas finas que se forman por compresin cerca de los puntos de carga o por corte en las salientes de las partculas

COMBINACION DE LOS MECANISMOS DE FRACTURA FUENTE:B.A.WILLS

En el quebrado por impacto con carga rpida, una partcula experimenta una tensin promedio ms alta mientras est sufriendo la deformacin, que si la carga es lenta.

Los productos del triturado por impacto son muy similares en forma y tamao (caolines y arcilla).

La rotura por friccin se produce por al interaccin partcula-partcula, al incrementarse el esfuerzo de compresin. sta ruptura por corte produce mucho material fino que puede ser indeseable en algunos casos.

REDUCCIN DE TAMAO DESDE EL PUNTO DE VISTA TERMODINMICO

Por la primera ley de la termodinmica se tiene:

E=q+W

E= Cambio de energa interna del material

q=Calor entregado a los alrededores

W= Trabajo efectuado sobre el sistema

Se tendrn en la reduccin de tamao los siguientes pasos:

Compresin suave sin fractura o deformacin elstica q=0

E= W

La fractura ocurre cuando se alcanza el E crtico.

E= (S2 S1) Es + ec

S2 S1 = Cambio en la superficie de las partculas.

Es = Energa superficial

ec = Energa cintica de las partculas.

La energa cintica de las partculas se transforma en calor y trabajo entregados al ambiente.

Tomando el proceso total se expresa como:

W=q + (S2 S1 ) Es

DEFINICIN TERMODINMICA DE LA EFICIENCIA DE LA CONMINUCIN

La conminucin se considera como un proceso de transformacin de energa. La energa suministrada es en forma de energa cintica y la energa recuperada es energa potencial (superficial) calrica y sonido. De stas solamente es de inters la energa potencial.

Por lo tanto la eficiencia de una operacin de conminucin es la relacin de la energa superficial producida a la energa cintica gastada

La eficiencia de la conminucin se expresa:

Nc = Es (Sp Sf) /Wn Nc =Eficiencia de la reduccin de tamao.

Es = Energa superficial por unida de rea.

Sp y Sf = rea superficial del producto y la alimentacin respectivamente.

Wn = Energa absorbida por el material.

Wn es menor que la cantidad total entregada W.

Nm se conoce con el nombre de eficiencia mecnica y es la relacin de la energa absorbida a la energa entregada

Nm= Wn / W o Wn = W . Nm

Sustituyendo

Nc = EC (Sp - Sf )/ W. Nm

despejando

W=EC (Sp - Sf ) / Nc . Nm

Experimentalmente se ha comprobado que el calor entregado al sistema es un altsimo porcentaje del trabajo efectuado sobre el sistema.

TEORA SOBRE LA REDUCCIN DE TAMAO Con precisin resulta difcil valorar la cantidad de energa necesaria para implementar la reduccin de tamao de un material.

Las leyes teoricas han sido propuestas por:

RITTINGER KICK Y BOND

Todas ellas pueden deducirse de la ecuacin diferencial:

dE / dL = - C Lp

dE = Variacin de la energa

dL = Tamao de la unidad de masa

La ecuacin anterior establece que la energa

dE necesaria para efectuar un pequeo cambio dL en el tamao de la unidad de masa es una funcin exponencial sencilla de tamao.

Si hacemos p = -2

dE / dL = - C L-2

Integrando

E = C [ 1 / L2 1 / L1] C = Kr Fc

E = Kr Fc [ 1 / L2 1 / L1] LEY DE RITTINGER

Kr = Constante de RITTINGER m4 / Kg

Fc = Coeficiente de forma ( tensin de rotura del material) N / m2

Esta es la ley de Rittinger propuesta en 1867

Se define como el trabajo necesario para una desintegracin es proporcional al aumento de superficie o tambin los trabajos consumidos en la desintegracin de una materia son inversamente proporcionales a las dimensiones lineales de los granos producidos.

La ley de Rittinger es aplicable principalmente a aquella parte del proceso en que se crea una nueva superficie y resulta ms precisa para la molturacin fina en la que el incremento de la nueva superficie por unidad de masa de material es elevado.

Si hacemos P = -1

dE / dL = - C L-1

Integrando : E = C Ln L1 / L2

C = Fc . Kk

l

Fc = Coeficiente de forma N / m2

Kk = Costante de Kick m3 / Kg

L1 = Tamao inicial

L2= Tamao final

E = Fc . Kk Ln L1 / L2

LEY DE KICK

Esta ley se basa en la teora de la fractura cuando exede el lmite elstico.

Esta ms estrechamente relacionada con la energa necesaria para provocar una deformacin elstica antes que tenga lugar la fractura y resulta ms precisa para la trituracin de material grueso.

Kick estableci que el trabajo requerido para la reduccin de tamao es proporcional a la reduccin de volumen de las partculas.

Si hacemos P = -3/2

Bond asumi una ley intermedia entre las dos anteriores

dE / dL = - C L-3/2

Integrando

E = 2C (1 / L2 1/2 1 / L1

1/2)

C = 5Ei

Ei = Indice de trabajo

L2= Tamao final

L1= Tamao Inicial

E = 10 Ei / L2 1/2 - 10 Ei / L1

LEY DE BOND

Bond denomin a Ei como indice de trabajo, expresndolo como la cantidad de energa requerida para reducir la unidad de masa del material desde un tamao de partcula infinito hasta un tamao final L2 de 100 micrones. El tamao del material se toma como el de un orificio cuadrado a travs del cual pasa el 80% del mismo.

Bond admite que el ndice de trabajo no permanece constante en todo el rango de tamaos, lo cual es desventajoso; sin embargo, la teora de Bond es la ms utilizada en el dimensionamiento de la potencia de los equipos de trituracin y molienda.

Valores promedio de ndices de trabajo

CAPITULO VII TRITURACIN

Es el conjunto de operaciones unitarias cuyo objetivo es reducir masas grandes a fragmentos.

Su accin se ejerce por la aplicacin de esfuerzos a las partculas mediante le movimiento de ciertas partes de las mquinas, mientras otras permanecen fijas.

El proceso de trituracin se realiza por compresin y percusin.

CLASIFICACION DE LA TRITURACION

Primaria: Con alimentos mayores de 1 m a 100 mm.

Secundaria: Su objetivo es preparar un material para la molienda 100 mm a 10 mm

Terciaria: Cuando los materiales son muy duros

Usos especiales: Trituracin selectiva

Evitar Finos

Tipos de trituradoras

Trituracin primaria: Mandbula y Giratoria

Trituracin secundaria: Giratorias, Cono y Rodillos

Trituracin especial: Rodillos dentados, Martillos

La trituracin puede ser en circuito abierto o cerrado dependiendo del tamao del producto.

Si la trituradora est produciendo alimentacin para el molino de bolas es buena prctica triturar en circuito cerrado.

Trituradora de Quijada

Su caracterstica consiste en dos placas que se abren y se cierran alternativamente. Las quijadas estn colocadas entre un ngulo agudo entre ambas. Una de ellas est apoyada de modo que oscile en relacin a la otra quijada fija. La carga alimentada por la parte superior (boca) es alternativamente mordida y liberada para descender dentro de la cmara de trituracin; cayendo finalmente por la abertura de descarga.

Las trituradoras de quijada se clasifican por el mtodo de apoyar la quijada mvil. En la Blake la quijada est apoyada en la parte superior.

En la Dodge la quijada mvil est apoyada en la base dndole un rea de entrega fija.

La quijada mvil de la trituradora Universal est apoyada en una posicin intermedia; de sta manera tiene un rea recibidora y de entrega variable.

Una caracterstica de todas las trituradoras de quijada es el pesado volante unido al impulsor, el cual es necesario para almacenar energa sobre la mitad ociosa del recorrido y entregarla en la mitad del recorrido correspondiente a la trituracin.

Las trituradoras de quijada rompen grandes masas de roca por presin, evitando la abrasin de las partculas de menas sobre las quijadas.

Las placas de la quijada misma pueden ser lisas, pero ms frecuentemente son corrugadas, siendo preferidas para materiales duros y abrasivos.

Por lo general el ngulo formado por las tangentes a las quijadas en los puntos de contacto de stas con las partculas no puede ser mayor a 30 (ngulo de pellizco).

La velocidad de las trituradoras de quijadas vara inversamente con el tamao y generalmente est entre 100 y 350 r.p.m

Capacidad segn Taggart

T= 0.6 Lr Sa

T= Ton/hora

Lr= Largo de la abertura de admisin en pulgadas

Sa= Set abierto en pulgadas

0.6=Factor que promedia la gravedad especfica de todas las rocas y convierte el sistema ingls al mtrico.

TRITURADORA DE MANDBULA BLAKE

TRITURADORA DE MANDBULA DODGE

TRITURADORA GIRATORIA

Consiste en un elemento de molienda cnico de acero duro que gira excentricamente; la cabeza est suspendida en una araa y se mueve siguiendo una trayectoria cnica dentro de una cmara de trituracin fija o coraza. Normalmente la velocidad es de 85 - 150 r.p.m.

La trituradora giratoria trabaja durante todo el ciclo teniendo una capacidad mucha ms alta que una trituradora de quijada de la misma abertura de alimentacin y generalmente la utilizan las plantas que manejan producciones muy altas.

Las trituradoras de quijada trabajan mejor que las giratorias sobre material arcilloso debido a su carrera ms grande; sin embargo, las giratorias son especialmente apropiadas para materiales duros y abrasivos.

Los costos de capital y de mantenimiento de una trituradora de quijada son ligeramente menores que los de una giratoria, pero se compensan con los costos de instalacin que son ms bajos en la giratoria.

La capacidad segn Taggart para una trituradora giratoria

T= 0.11 Sa ( L - G)

T= Ton metricas / hora

G= Abertura de admisin (Gape) cm

L= Longitud de la circunferencia exterior cm

Sa= Separacin mxima entre el cono mvil y el cono exterior

TRITURADORA GIRATORIA FUENTE:A. GUPTA

SECCIN DE LA TRITURADORA GIRATORIA FUENTE:A. GUPTA

TRITURADORAS SECUNDARIAS

Son mquinas ms ligeras que las trituradoras primarias de trabajo pesado; el tamao mximo de alimentacin normalmente ser menor de 15 cm.

Las trituradoras secundarias operan con alimentacin secas y su propsito es reducir la mena hasta un tamao apropiado para la molienda. Suelen trabajar en circuito cerrado con una criba.

TRITURADORA DE CONO

Es muy similar a la trituradora giratoria primaria. La diferencia radica en que el cono moledor es ms corto y no est suspendido, sino que est soportado por unos cojinetes en la parte inferior.

Puesto que no necesita una gran abertura, la armadura de trituracin se extiende o se ensancha haca afuera, lo que permite el aumento de volumen de la mena quebrada al ofrecer un rea transversal creciente haca el extremo de descarga.

Estas trituradoras operan a velocidades ms altas que las primarias, lo cual permite a las partculas fluir libremente a travs de la trituradora.

TRITURADORA SECUNDARIA DE CONO

TRITURADORAS DE RODILLOS

Los rodillos de resorte estandar consisten en dos rodillos horizontales que giran uno haca el otro.

El ajuste se determina por un ajuste que mantienen separado el rodillo sostenido por resortes del rodillo slidamente montado.

Tienen aplicacin til en alimentaciones quebradizas, pegajosas y menos abrasivas tales como, roca caliza, carbn, arcillas, yeso, fosfatos y menas de hierro blandas.

TRITURADORA DE RODILLOS

FUENTE:A. GUPTA

GEOMETRIA DE UNA TRITURADORA DE RODILLOS

De la figura anterior

Cos = R+L/2 / R+ d/2

R= L - d cos / 2 (cos -1) Radio de los rodillos

En condiciones de equilibrio:

F sen = F cos c

= tang Coeficiente de rozamiento

El coeficiente de rozamiento entre el acero y la mayora de las partculas de mena oscila entre 0.2-0.3, de manera que el ngulo de mordida nunca debe exceder de 30.

Mientras ms grande sea el ngulo de mordida (es decir tanto ms gruesa la alimentacin) tanto ms lenta debe ser la velocidad perifrica de los rodillos para permitir que la partcula sea mordida.

Produccin de los rodillos:

Caudal = Velocidad de los rodillos x generatriz de los rodillos x separacin de los rodillos

T= 60. . cilim.(N r.p.m).long cilin.sep cilin.

T=Ton/hora

DISEO DE UN CIRCUITO CON TRITURADORA DE RODILLOS

DIAGRAMA DE FLUJO CON VARIAS MQUINAS TRITURADORAS

RODILLOS DENTADOS

Son las mquinas que se emplean en la trituracin del carbn. Estn controladas por una sola polea o por un eje con engranaje.

Los dientes son de fundicin en segmentos cilndricos de 60 de arco sujetos con pernos al cilindro. La altura a que sobresalen los dientes oscila entre 1.25 y 15-20 cm, siendo tanto mayor cuanto ms grueso sea el tamao lmite del producto deseado. La separacin entre dientes es del orden del doble de su altura.

Su ventaja estriba en su accin de corte con mnima produccin de finos.

RODILLOS DENTADOS

TRITURADORAS DE IMPACTO

La rotura de la mena se realiza por impacto o golpe sobre el grano por un rotor que gira a gran velocidad (30 - 45 m/s), dentro de una cmara revestida de planchas o barras.

La trituracin en el molino de martillos depende de la inercia de la partcula para dar lugar a la fuerza de rotura.

TRITURADORA DE MARTILLOS

BOLA ELASTICA GOLPEADA POR UN MARTILLO

Sea b una esfera de peso w que cae verticalmente en el instante del contacto con el martillo H que se desplaza horizontalmente a la velocidad vH,1

Por el principio de conservacin de la cantidad de movimiento, la cantidad de movimiento total de los dos cuerpos en una direccin dada permanece inalterada por el impacto:

mHvH,1 +mbvb,1 = mHvH,2 + mbvb,2

El coeficiente de restitucin , expresa el hecho experimental de que un cuerpo siempre pierde velocidad en la direccin original dada al chocar de frente con otro cuerpo que se mueva en cualquier otra direccin.

Simblicamente :

= v0 / v1

Los valores aproximados de para algunas sustancias son:

Vidrio y Marfil 0.9

Acero 0.6

Madera 0.5

Plomo y Arcilla hmeda 0.0

De lo anterior en el caso de coliciones entre cuerpos de la misma sustancia

vH,2 - vb,2 = - (vH,1 - vb,1 )

La solucin simultnea de las ecuaciones anteriores y suponiendo que la masa de acero del martillo mH sea muy grande con respecto a mb y teniendo en cuenta que vB,1 =0 en la direccin horizontal entonces vb,2 =1.6 vH,1

La fuerza media de impacto Fav es:

Fav = 1.6 mb vH1 / t

t oscila entre 0.001 y 0.002 segundos.

TIPO DE MARTILLOS

CAPITULO VIII MOLINOS DE RODAMIENTO DE CARGA

Son recipientes cilndricos rotatorios de acero que contienen una carga suelta de cuerpos moledores y as pulverizan las partculas de la mena.

Los cuerpos moledores pueden ser: bolas, barras de acero, roca dura o la misma mena.

Los tamaos de las partculas de alimentacin suelen estar entre 5 250 mm y se reducen entre 10 300 m

Mecanismo de molienda en molinos tubulares

La molienda se logra por varios mecanismos de impacto o compresin debido a fuerzas aplicadas normalmente a la superficie de la partcula; cincelado debido a fuerzas oblicuas y la abrasin debido a fuerzas paralelas a la superficie.

La molienda puede efectuarse en seco o en hmedo.

La alimentacin se hace controladamente en un extremo del molino y se desborda por el otro extremo despus de un tiempo de residencia apropiado.

El control del tamao de grano obtenido depende de :

Tipo de medio moledor que se usa.

Velocidad de rotacin del molino.

Naturaleza de alimentacin de la mena.

Tipo de circuito que se utiliza.

Movimiento de la carga en un molino

Debido a la rotacin y friccin de la coraza del molino, el medio de molienda es levantado a lo largo del lado ascendente del molino, hasta que se alcanza una posicin de equilibrio dinmico y los cuerpos moledores caen haca abajo en cascada o en catarata por la superficie libre de los otros cuerpos.

Movimiento de la carga de las bolas

VELOCIDAD CRITICA

Es un parmetro que se calcula a partir del dimetro del molino y de la fuerza centrfuga ejercida por ste.

La velocidad crtica del molino ocurre cuando el medio moledor abandona su ruta circular en el punto vertical ms alto

Vc =42.3/ (D-d) rpm

D= Dimetro del molino

d= Dimetro del cuerpo moledor

d generalmente se le da el valor de 0

La velocidad ideal se toma como el 75% de la velocidad crtica; suponiendo que el molino trabaja por percusin y friccin.

Una molienda en cascada a velocidades bajas produce material fino debido a la abrasin de los cuerpos moledores sobre la mena.

Las altas velocidades se usan para molienda gruesa de alta capacidad y no produce tanto material fino como la molienda en cascada.

Coeficiente de llenado o de ocupacin del molino por los cuerpos moledores

Este parmetro representa la relacin de volumen Vm de trabajo del cilindro v

= Vm / V .100

El coeficiente de llenado del molino con cuerpos moledores

= (Gm / m). 4 / .D.L

Gm = Peso de cuerpos moledores, ton.

m = Peso especfico de cuerpos moledores, ton/ m3

TIPOS DE MOLINOS DE RODAMIENTO

Barras

Bolas

Autgenos

Estructuralmente un molino contiene una coraza horizontal cilndrica, provista de un revestimiento renovable contra el desgaste y un medio de molienda.

El tambor se sostiene sobre muones huecos unidos a los lados de los extremos para as girar sobre su eje.

Partes de los molinos:

Coraza

Muones y chumaceras

Transmisin

Revestimientos

Alimentadores de molino

Forros o revestimientos de la carcaza

Molinos de barras

La caracterstica distintiva de un molino de barras consiste en que la longitud de la coraza cilndrica est entre 1.5 a 2.5 veces su dimetro. Esta relacin es importante porque se debe evitar que las barras lleguen a trabarse a travs del dimetro del cilindro.

Giran a velocidades correspondientes al rgimen de cascada, rodando y atijeretando la carga. Trabajan casi siempre en circuito abierto; es un molino preparador para los molinos de bolas.

Se clasifican de acuerdo a la naturaleza de la descarga. Las barras deben ser de alto carbono porque son duras y no se doblan.

Su velocidad de giro es de 50 65 % de la velocidad crtica.

La densidad de pulpa es de 60 75 % de slidos.

Molino de barras

Molinos de bolas:

Es la mquina ms usual en las plantas de preparacin mecnica, para finalizar la disminucin de tamao.

Las bolas tienen mayor rea superficial por unidad de peso que las barras y son ms apropiadas para el acabado fino.

El trmino molino de bolas se refiere especficamente a las mquinas que tienen una relacin de longitud de dimetro de 1,5 a 1 y a un menor.

Cuando la relacin de longitud a dimetro es de 3 y 5 se les denomina Molinos tubulares.

Estos molinos pueden estar divididos en varios compartimientos longitudinales, cada uno con un tamao diferente de bola ( de mayor a menor dimetro). Son muy usados para moler clinker de cemento, yeso o fosfatos.

Tipos de molinos tubulares

Los molinos de bolas tambin se clasifican por la naturaleza de la descarga a saber:

Molinos de descarga simple que operan en circuito abierto o cerrado.

Molinos de parrilla de descarga.

Molino de parrilla de descarga

Factores de eficiencia

Densidad de pulpa: debe ser tan alta como sea posible y compatible con la facilidad de fluir a travs del molino. Del 65 80% de slidos por peso.

El tamao de la bola debe ser tan pequeo como sea posible. La bola grande debe emplearse para tamao grueso.

d=kD0.5-1

d=Dimetro de la bola

D= Tamao de la alimentacin

k= Constante, que varia de 55 para material silicioso y 35 para dolomita

Consumo de bolas: 0.1 1 kg por tonelada de alimentacin nueva.

Material de las bolas: Acero al manganeso y Acero al carbono

Volumen de carga: Es aproximadamente de 40 50% del volumen interno del molino

Volumen de carga % =113 -126 Hc / Dm

Hc =Distancia interior de la parte superior del molino a la parte superior de la carga estacionaria.

Dm= Dimetro del molino por el interior del blindaje.

Consumo de energa: Se gasta esencialmente en:

-Movimiento de los cuerpos moledores.

-Movimiento del mineral.

-Giro de la carcasa.

-Superacin de la friccin de la transmisin.

Potencia requerida aprox = L. Dm 2.5

L= Longitud

Dm=Dimetro del molino

P=844Dm 2.5L KMKLKSP

Dm=Dimetro del molino

KM =Factor del tipo de molino (1 para molinos de derrame en hmedo; 1.13 para molinos de bolas con diafragma en hmedo y 1.25 para molinos de bolas con diafragma en seco)

KL =Factor de carga

KSP =Factor de velocidad

Factores para calcular el consumo de potencia

Ventajas de los molinos de bolas

Trabaja en circuito abierto o cerrado

Molino preparador o acabador

Muele explosivos (en atmsfera inerte)

Trabaja en seco o hmedo

Cuando trabaja en hmedo no genera polvo

Muele todo tipo de material

Muele con piedras duras o bolas de hierro

Molino de bolas

Molino Hardinge

Molinos autgenos

Son equipos para moler pero en lugar de utilizar barras o bolas de acero pulverizan la carga por la accin de las partculas unas contra otras.

La molienda semiautgena, usa una combinacin de mena y una carga reducida de barras o bolas como medio de molienda.

Cuando la carga no tiene material grueso se usan en el molino guijas o guijarros.

La molienda autgena se hace en seco o en hmedo; para minerales como asbesto, mica o talco, se usa molienda semiautgena en seco.

Una caracterstica de los molinos autgenos son dimetros grandes en relacin con sus longitudes (11m de dimetro por 4.3m de longitud). Algunos tienen barras elevadoras para reducir el resbalamiento de la carga del molino.

Los molinos autgenos giran con una velocidad del 80 al 85% de la velocidad crtica.

El volumen de la carga y la potencia del molino varan con la velocidad de la alimentacin.

Los tamaos de reduccin alcanzan de 25cm hasta 0.1 mm en una unidad.

La molienda autgena se prctica sobre materiales quebradizos tales como: dolomita, bauxita, ferrosilicio, caliza, taconita, hematita especular.

La forma de los tambores de los molinos autgenos es similar a la forma de los molinos semi-autgenos.

Los molinos autgenos que trabajan por va hmeda van a presentar dos diseos de tambor muy diferentes. Por un lado tenemos el diseo Norteamericano en los que la relacin L/D vara entre 0.3 y 0.6, por otro lado tenemos el diseo Escandinavo o Surafricano en el que los molinos tienen relaciones L/D que varan desde 1 a 2.5 o superiores. Los molinos de estilo Surafricano son parecidos a los molinos normales de molienda.

REDUCCION DE TAMAO

Las barras elevadoras que forman el revestimiento interior del molino estn fabricadas con una combinacin de caucho y acero. Estas barras son de dos alturas que van alternndose.

La alimentacin se realiza por la abertura que existe en un extremo del eje a travs de canaletas inclinadas instaladas sobre un carro que permite la retirada de la canaleta cuando es necesario acceder a su interior.

BARRAS ELEVADORAS DE CAUCHO

MOLINO SEMIAUTOGENO

MOLINO SEMIAUTOGENO

MOLINO AUTOGENO

DIAGRAMA DE FLUJO CON MOLINOS AUTGENOS

DIAGRAMA DE FLUJO CON MOLINO SEMIAUTOGENO

CIRCUITOS DE MOLIENDA

La alimentacin puede ser hmeda o seca dependiendo del proceso y de la naturaleza del producto.

La molienda en seco causa menos desgaste sobre el revestimiento y los medios moledores y hay una proporcin ms alta de finos en el producto.

La molienda en hmedo es muy usada en las operaciones de procesamiento de minerales a causa de la economa total de la operacin.

Ventajas de la molienda hmeda

Eliminacin de la produccin de polvo.

Es factible el uso de mtodos simples de manejo y transporte como bombas, tubos y canales.

Hace posible el uso de cribado en hmedo.

Mayor capacidad por unidad de volumen del molino.

Consumo ms bajo de energa por tonelada del producto.

Los circuitos se dividen en dos clasificaciones: abierto y cerrado.

En el circuito abierto, el material se alimenta haca el interior del molino a una velocidad calculada para producir el producto correcto en un paso. ste tipo de circuito rara vez se usa en las aplicaciones del procesamiento de minerales, ya que no hay control sobre la distribucin del tamao en el producto. La velocidad de alimentacin debe ser baja para asegurar que cada partcula permanezca en el molino para ser quebrada hasta el tamao del producto

CIRCUITO ABIERTO

La molienda en la industria minera casi siempre se presenta en circuito cerrado , un clasificador extrae el material con el tamao necesario y a la vez regresan los gruesos al molino.

La operacin en circuito cerrado no realiza gran esfuerzo para efectuar la reduccin de todos los tamaos en un solo paso.

El material que regresa al molino por el clasificador se conoce como carga circulante y su peso se expresa como un porcentaje del peso de la nueva alimentacin

CIRCUITO CERRADO SIMPLE

Se considera que mientras ms grande sea la carga circulante dentro de los lmites fijados, tanto ms grande ser la capacidad til del molino. Generalmente la carga circulante oscila entre 100 - 350%.

Se pueden usar varios tipos de aparatos clasificadores para cerrar los circuitos, tales como los clasificadores mecnicos y los hidrociclones.

CALCULO DE LA CARGA CIRCULANTE

CALCULO DE LA CARGA CIRCULANTE A PARTIR DE LOS ANLISIS DE TAMICES

MOLINOS CENTRFUGOS

La molienda se hace por una o ms muelas rotativas que ejercen una presin sobre el material y lo trituran total o parcialmente por molienda fina, el Raymond combina en una sola unidad una mquina de moler y un separador de aire. Las cabezas muelen por accin de laminado en lugar de accin de frotamiento. Todas las partes deben proyectarse muy cuidadosamente para asegurar que todas las superficies sobre las que existe rozamiento estn libres de polvo.

MOLINO RAYMOND

CAPITULO IX CRIBADO INDUSTRIAL

En la preparacin mecnica el cribado es una operacin unitaria de separacin que se basa fundamentalmente en las diferencias de tamao de las partculas.

Una criba es una superficie perforada que permite efectuar la separacin por tamaos.

PROPOSITOS DEL CRIBADO

Producir tamaos adecuados para la industria: cemento, siderurgia, materiales de construccin, metalurgia del niquel y otros metales.

Preparar un tamao clasificado para los procesos de concentracin por gravedad: Cribas hidrulicas, Mesas de concentracin, sedimentadores.

Controlar tamaos finos para la trituracin.

Evitar que llegue material grueso a ciertos procesos, como la pulverizacin.

RENDIMIENTO DE LAS CRIBAS

El rendimiento de una criba se puede calcular a partir de un balance de masa:

El balance de masa sobre la criba es:

F = C+U

El balance de masa del material grueso es:

Ff = Cc + Uu

y el balance de masa del material fino es:

F(1 f) = C(1 c) + U(1 u)

Por lo tanto:

C / F = f u / c u

Y tambin

U / F = c f / c - u

La recuperacin de material grueso en el derrame de la criba es:

Cc / Ff = c (f u) / f (c u )

La recuperacin correspondiente de material fino en la descarga de la criba es:

U (1 u) / F(1 f)

(1 u)(c f) / (1 f)(c u)

Las dos recuperaciones anteriores miden la efectividad de la criba en la separacin de material grueso en la descarga de material fino y de el material fino del derrame.

Una efectividad combinada y eficiencia total E se obtiene por la multiplicacin de las dos ecuaciones

E = c (f u) (1 u) (c f) / f (c u)2 (1 f)

Si no hay aberturas deformadas o rotas, la cantidad de material grueso en la descarga de finos usualmente es muy bajo, se asume entonces que:

u= 0

La formula para recuperacin de finos y para la eficiencia total se reduce a:

E = c f /c (1 f)

Otra forma de evaluar la eficiencia de las cribas es elaborando la curva de particin, tema tratado en los captulo de los tamices.

FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LAS CRIBAS

Inclinacin de las cribas.

Factor de cabalgamiento.

Forma de los granos

Velocidad de alimentacin. La alta capacidad y la alta eficiencia son opuestas para cualquier separacin propuesta.

rea abierta: chapas perforadas o cribas de alambre.

Humedad presente en el material.

Presencia de arcillas y materiales pegajosos.

TIPOS DE CRIBAS

CRIBAS ESTACIONARIAS

Parrillas: Consisten en una serie de barras paralelas colocadas en un bastidor. Algunas son vibradas mecnicamente para ayudar a la clasificacin.

Se usan antes de las trituradoras primarias.

Pueden estar inclinadas entre 20- 50

PARRILLA

CRIBAS CURVAS

Corresponden a las cribas Dutch states mines (D.S.M) y la Dorr Rapifine que trabajan en hmedo; sus hilos son alambres en acero inoxidable en forma de cua.

El rango de los tamaos comerciales oscila de 750 2500 mm de longitud y de 50 mm a 2400 mm de ancho.

La curvatura de la criba ayuda a limpiar el material de la superficie por fuerza centrifuga. La tensin superficial del fluido tambin contribuye a que fluya la carga sobre la superficie de la criba.

Un problema de la (D.S.M) es la formacin de una delgada capa de pulpa por el efecto de pared; al implementar un golpeteo peridico se corrige ste fenmeno.

La presin diferencial sobre la criba est dada por:

P=DSL g sen (segn Fontain)

D= Espesor de la carga(Slurry)

SL =Densidad de la carga (Slurry)

G =Gravedad

=El ngulo que el centro de la curvatura hace con la horizontal

CRIBA CURVADA

CRIBAS MVILES

CRIBAS ROTATORIAS (Trommel):Es una criba cilndrica rotatoria, ligeramente inclinada que trabaja en seco o en hmedo. Su problema es el desgaste rpido por efecto de la friccin con la carga. Se puede trabajar en serie; los ms gruesos descargan sus tamaos ms pequeos dentro de las otras mallas consecutivamente ms finas. Su costo es bajo.

TROMMEL

CRIBAS RECIPROCANTES: Emplean un movimiento giratorio horizontal por medio de un rbol o flecha rotatoria desbalanceada que gira alrededor de 1000 rpm; se usan especialmente en seco para materiales de 10 mm hasta 250 m.

CRIBA RECIPROCANTE

CRIBAS GIRATORIAS: Consiste en un juego de cribas que se apoya sobre una mesa montada en resortes sobre una base.

Por debajo de la mesa existe un motor suspendido con dobles extensiones de flecha, que impulsan los pesos excntricos y al hacerlo efecta el movimiento giratorio horizontal.

CRIBA GIRATORIA

CRIBAS VIBRATORIAS:(tipo la del laboratorio)

Manejan materiales de 25 cms hasta 250 m. Trabajan con pendientes bajas y pueden generar vatios tamaos clasificados.

La tipo Hummer es una criba vibrada por un magneto mvil que se activa con corriente alterna.

Las ms usadas se vibran mecnicamente con excentricas o poleas descentradas.

La amplitud de la carrera se ajusta agregando o quitando elementos de los pesos remachados a los volantes dentro de los anillos. Se genera un movimiento elptico inclinado haca adelante en el extremo de la alimentacin, un movimiento circular en el centro y un movimiento elptico inclinado haca atrs, en el extremo de descarga.

CRIBA VIBRATORIA

SUPERFICIES DE CRIBADO

PARRILLAS: Son placas perforadas para trabajo muy pesado; con aberturas circulares, rectangulares o cuadradas; sus dimensiones de trabajo estn entre 3 y 25 mm. Estn hechas de acero inoxidable y plsticos duros como poliuretano y caucho.

PARRILLAS PERFORADAS CON HUECOS CIRCULARES A 60, EN ESCUADRA Y RECTANGULAR

GEOMETRIA DEL AREA ABIERTA PARA PARRILLAS DIAGONALES Y CUADRADAS

CRIBAS DE ALAMBRE: Son telas de alambre tejido de diversos materiales tales como acero al carbn, acero inoxidable, cobre o bronce; son las superficies de cribado que ms se usan en los circuitos de trituracin.

Las mallas cuadradas generalmente se emplean para el cribado grueso y la rectangular para el cribado fino.

Actualmente se usan hilos de poliuretano que ofrecen mayor resistencia a la abrasin y al impacto

CRIBAS DE ALAMBRE

PLACAS Y ALAMBRES

ABERTURAS

La abertura til por unidad de rea de una criba es un concepto importante. Se puede determinar si son conocidos los dimetros de la trama y del urdimbre

A0=(LA/ LA +dw)2 100

LA =Luz del espacio

dw =Dimetro del alambre

A0 =rea abierta en porcentaje

Para un rectngulo el rea abierta es:

A0=LA1.LA2 /( LA1 +dw1)( LA2 + dw2 )100

Para una criba de barras paralelas:

A0=(LA/ LA +dw) 100

Cuando el tamiz forma un ngulo con la horizontal, el rea ser la proyeccin de la actual abertura

Area . cos

La malla de un tamiz est definida por la relacin:

M=(1 / LA + dw) inch

M= 25.4(1 / LA + dw) mm

Si remplazamos en la ecuacin anterior el tamao de la malla puede ser calculado:

M=25.42 A0 / 100 LA2