LA MOLIENDA
NDICE
1. Introduccin 1
2. Objetivos 1
3. Generalidades 2
4. Qu es un molino? 2
5. Cules son los medios de molienda? 3
6. Clasificacin de los molinos 4
6.1. Molinos de barras 4
6.2. Molinos de bolas 5
6.2.1. Partes de un molino de bolas 5
6.2.2. Mecanismo de molienda 9
6.2.3. Velocidad de los molinos 10
7. Variables de un molino 11
7.1. Carga de mineral 11
7.2. Alimentacin de Agua 12
7.3. Carga moledora 14
8. Control durante la molienda 15
8.1. El sonido de las barras o bolas en el molino 15
8.2. La densidad de la descarga del molino 15
8.3. La potencia requerida 15
8.4. La granulometra 15
9. Circuitos de molienda 16
9.1. Circuitos abierto 16
9.2. Circuitos cerrados 16
9.3. Carga circulante 17
10. Densidad de pulpa 17
10.1. Qu es una pulpa mineral? 17
10.2. Formas de expresar la concentracin de slidos en una pulpa 18
10.3. Medicin de la densidad de pulpa 19
10.4. Porcentaje de slidos 20
11. Molienda SAG 22
11.1. En qu consiste la molienda SAG? 22
11.2. Cmo opera un molino SAG? 23
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11.2.1. Accionamiento en los molinos SAG 23
11.3. Principales variables en molino SAG 24
11.3.1. Control de la densidad de pulpa del molino SAG 25
11.3.2. Control del flujo de agua al trommel del molino SAG 27
11.3.3. Control de rgimen de alimentacin de bolas al molino SAG 27
11.3.4. Control del sonido del molino SAG 27
11.3.5. Control de la velocidad del molino 27
11.3.6. Control de consumo de potencia del molino 27
11.4. Comparacin entre molienda SAG y convencional 28
11.5. Configuracin con molienda SAG 28
12. Mapa conceptual 30
13. Cuestionario desarrollado 31
14. Glosario 34
15. Bilbliografa 35
La Molienda
LA MOLIENDA
1. INTRODUCCIN
Una vez terminada la primera etapa de trituracin de minerales, se requiere que se consiga el grado de liberacin ptimo de la partcula para lo cual se somete a operaciones de molienda. En esta etapa se lograr la liberacin total o parcial de las partculas que se requiere a fin de que puedan flotar y concentrarse por flotacin.
Esta etapa constituye un punto crtico en el procesamiento de los minerales debido a que los procesos de molienda requieren de una mayor demanda energtica. Es una razn ms que suficiente para que el operador sea consciente del rol que desempear en las operaciones de molienda.
Dada la importancia que representa esta etapa en el proceso de la concentracin de minerales, se requiere del conocimiento y los fundamentos de las operaciones involucradas y de sus parmetros y variables que influyen en el rendimiento ptimo de los equipos del proceso de molienda para la liberacin del metal de inters mediante la reduccin de tamao de partcula. El curso comprende aspectos fundamentales para operar los circuitos de molienda convencional de molinos de bolas, barras y finalmente los molinos semi-autgenos SAG.
La evolucin de los circuitos de molienda, hasta llegar a los actuales, ha sido relativamente rpida durante los ltimos 50 aos, y ahora posiblemente estamos llegando al final de la escalada de tamao de los molinos y sus equipos auxiliares como bombas centrfugas, hidrociclones y en los circuitos SAG incluyndose la trituracin de los pebbles.
El trabajo que se presenta a continuacin da un enfoque de la operacin de los molinos y sus respectivos circuitos de molienda.
2. OBJETIVOS
Reconocer los fundamentos de la operacin de molienda de los minerales.
Identificar las partes de los molinos de barras, bolas y molinos semi-autgenos.
Reconocer los efectos que las variables ejercen sobre las operaciones de molienda.
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3. GENERALIDADES
Figura 1: Molino de bolas.
La molienda es una operacin unitaria que permite la reduccin del tamao del material hasta tener una granulometra final deseada, mediante los diversos equipos denominados molinos figura 3.1 mediante impacto (por choques y aplastamiento) y atraccin (rozamiento).
En esta operacin es donde se completa la liberacin de los minerales valiosos de la materia inerte que se denomina ganga (no valioso).
Por lo general, la molienda est precedida de una seccin de trituracin y por lo tanto, la granulometra de los minerales que entran a la seccin molienda es casi uniforme.
Los tamaos de material que se pueden manejar en la operacin de molienda pueden variar desde tamaos promedio de 20 mm. (20000 micras) a unos 5 mm. (5000 micras), hasta obtener un producto molido fino cuyo tamao vara normalmente entre 75 micras hasta 147 micras.
4. QU ES UN MOLINO?
Son cilindros metlicos rotatorios forrados interiormente con materiales resistentes y cargados en una fraccin de su volumen con el mineral y el medio de molienda.
Al girar el molino ejercer fuerzas de desgaste y/o impacto sobre el mineral reduciendo su tamao.
Se realiza generalmente en hmedo con pulpas (mineral fino molido y agua) entre 60 70 % de slidos.
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Figura 2: Esquema de un molino.
5. CULES SON LOS MEDIOS DE MOLIENDA?
Los materiales que tienen la misin de ejecutar la fractura del mineral en el interior de un molino son:
Barras de acero.
Bolas de acero.
Trozos grandes del mismo mineral (molienda autgena).
Mezcla de trozos grandes del mismo material y bolas de acero (molienda semiautgena SAG).
La importancia de la molienda queda demostrada por el hecho que gran parte de la energa gastada en el procesamiento de un mineral es ocupada por la molienda algunas veces el 50%. En consecuencia esta parte del proceso es de fundamental incidencia en el costo del producto.
Cualquier mejoramiento en la eficiencia de esta operacin, se reflejar como una importante economa en el proceso.
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6. CLASIFICACIN DE LOS MOLINOS
Segn su aplicacin y el tipo de medios de molienda empleados, podemos catalogar a los molinos de la siguiente manera.
6.1. Molinos de barras
Se utilizan para moler productos de circuitos de trituracin y en algunos casos pueden reemplazar a las etapas de trituracin terciaria.
Estos molinos aceptan alimentos tan gruesos hasta de 2 y producen descargas constituidos por partculas que pasan generalmente la malla 4. La molienda es producida por barras que originan abrasin y impacto sobre el mineral.
Figura 3: Accin moledora en un molino de bolas.
Figura 4: Corte esquemtico de un molino de barras.
MOLINOS
BARRAS BOLASAUTOGENOS Y
SEMI-AUTOGENOS
Tapa de Entrada
Mun y cabezal
Trunnin
Trunnin Liner
Chumacera
Barras
Contraeje
Rueda Dentada
Casco
RevestimientoAlimentacin del material
Pin y Catalina
Salida de Material
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6.2. Molinos de bolas
Los molinos de bolas son usados para la molienda fina de minerales, como una etapa previa a la concentracin por flotacin o tambin para otros procesos como la concentracin gravimtrica o Cianuracin por agitacin.
La molienda se efecta por golpes, friccin o desgaste de las partculas, en forma tal que produzca un fraccionamiento mltiple de ellas.
Figura 5: Corte esquemtico de un molino de bolas.
Como el producto deseado es prcticamente polvo fino, las bolas deben golpearse unos a otros para aplicar la necesaria fuerza de ruptura a las partculas que se encuentran entre ellos. Estos principios se aplican en los molinos de bolas, en los que, dentro de un tambor giratorio, se carga un gran nmero de bolas de acero duras y pesadas, las que al girar el tambor ruedan y caen golpeando y friccionando el mineral en forma continua contra las paredes interiores del molino.
6.2.1. Partes de un molino de bolas
Las partes de un molino son:
Figura 6: Partes de un molino.
Catalina
Tapa de Descarga
Trunnion Liners
ContraejeMotor reductor y accesorios del pin
de ataque
Casco
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Casco del molino
Es la parte ms grande del molino, construido generalmente de acero rolado para obtener la forma de un cilindro; luego se suelda o se remacha. En los extremos del casco se sueldan anillos de fierro fundido o de acero para la fijacin de las tapas del cilindro del molino mediante pernos.
En las extremidades del molino, se fijan por medio de soldaduras remaches o pernos , unos cuellos que sobresalen y dentro llevan unos conductos circulares llamados trunnion o muones que desempean la funcin de apoyo y conducto, para la entrada del mineral o para la descarga por el otro lado.
El casco de los molinos est instalado sobre dos chumaceras o dos cojinetes macizos esfricos.
Chaquetas o forros
El interior del molino est revestido por planchas de acero especial muy duro que tienen la finalidad proteger el casco contra el desgaste que se produce por la friccin de las bolas y mineral y el golpe continuo de las bolas.
Estas planchas tienen forma ondulada que permite adems facilitar el levantamiento de la carga y que esta no resbale al girar el molino.
Figura 7: Levantamiento de carga de las chaquetas de molinos.
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Las bolas de molino
Las bolas de molino son de acero forjado al manganeso de tamaos comunes generalmente entre dos a seis pulgadas de dimetro.
Las bolas tienden a desgastarse por los efectos que ocurren al interior del molino tales como abrasin e impacto. Ser necesario que las bolas sean tenaces para resistir los diferentes efectos a los que es sometido durante la molienda.
Las bolas que se agregan para reemplazar a las que se gastan son siempre las de mayor tamao.
Figura 8: Bola de molino fabricado de manganeso.
Es conveniente usar bolas de distinto tamao, a fin de fracturar partculas finas y mejorar el efecto de abrasin.
Qu ocurre en el molino si hay exceso de bolas?
Si esto ocurre, entonces stas estn ocupando el espacio que corresponde al mineral, disminuyendo la capacidad del molino y por tanto el tonelaje.
Qu ocurre si no se cargan bolas con la frecuencia deseada?
En este caso, el nivel y el peso de la carga moledora bajar y el molino perder su capacidad. Se debe cargar bolas diariamente.
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Sistema de Lubricacin
La finalidad de la lubricacin es evitar el contacto de metal a metal, que traera como consecuencia la formacin de limaduras y finalmente la ruptura, o en ciertos casos, llegar a fundirse ciertas piezas del molino, como son las chumaceras. Estas son algunas razones por las cuales se lubrica constantemente el pin y la catalina que son los engranajes dentados de la transmisin del molino.
Para que esta lubricacin sea la adecuada, debe ser instalado un sistema automtico, que en caso de averiarse est provisto de un sistema de alarma que nos indique las siguientes condiciones:
Falta de presin de aire.
Falta de grasa en el cilindro.
Falta de presin en la tubera de grasa.
Mecanismo de inyeccin de grasa al pin y la catalina.
Figura 9: El sistema de lubricacin en un molino es de alta importancia.
BajaPresinAceite
AltaPresinAceite
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6.2.2. Mecanismo de molienda
Los mecanismos de molienda que actan sobre las partculas de mineral son determinados en funcin del mecanismo del movimiento del molino. Debido a la rotacin y el roce existente, los medios moledores son levantados hasta alcanzar una altura mxima pre establecida por la velocidad de giro del molino, desde la cual caen a la parte inferior de ste. La carga del molino presenta una superficie inclinada en cuyo punto ms alto emergen los medios de molienda y caen rodando hasta el punto ms bajo en donde vuelven a entrar a la carga del molino.
Figura 10: Mecanismos de fractura del mineral.
Con el movimiento, la carga se expande, permitiendo que la pulpa (mineral fino y agua) penetre entre los medios de molienda a medida que caen rodando, generndose de este modo los dos mecanismos de molienda en el interior del molino.
A velocidades de rotacin bajas, los medios moledores tienden a rodar suavemente producindose una cascada. Esta cascada favorece la abrasin, generando gran cantidad de finos y produciendo el desgaste de las chaquetas. A medida que la velocidad aumenta, algunos de los medios se separan de la carga en el punto ms alto y al caer desarrollan una trayectoria parablica. Este movimiento se denomina catarata y conduce al fracturamiento por impacto y produciendo partculas ms gruesas.
Figura 11: Movimientos al interior del molino.
Cascada Catarata
Giro
Motor
Carga ms fina
Pie
Casacada
Centro de Gravedad de una Carga Fina
Catarata
Carga ms gruesa
Centro de Gravedad de una Carga Gruesa
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6.2.3. Velocidad de los molinos
La compaa sueca sala internacional, mediante sus investigaciones determino que la velocidad de los molinos es generalmente referida a un porcentaje de la velocidad crtica, la cual es definida como la velocidad en la cual una partcula infinitamente pequea, sigue al movimiento del molino al lado del forro interior.
La velocidad crtica del molino Nc se puede medir con la siguiente relacin:
Donde:
Nc = % de velocidad crtica
D = Dimetro interior del molino en Pies.
La velocidad crtica para molinos de bolas est entre 65% a 75% y para los molinos de barras de 60 a 68%.
Velocidad de rotacin es relativa lenta
Las bolas rozan sobre el recubrimiento del molino; rodando unos sobres otras siguiendo una trayectoria circular concntrica alrededor de una zona ms o menos estacionaria llamada zona muerta. La molienda se realiza por friccin y se le llama marcha en cascada.
Velocidad de rotacin es relativa rpida
Las bolas siguen una trayectoria que comprende parte en cada libre, donde poseen una energa cintica elevada. La molienda se realiza por choques y el rgimen se llama marcha en catarata.
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7. VARIABLES DE UN MOLINO
Los factores que influyen en una mayor capacidad de los molinos son las siguientes:
7.1. Carga de mineral
Se debe graduar de tal manera que se introduzca la cantidad ms conveniente, debido a que la carga del mineral vara con la naturaleza del mineral y con la granulometra.
Sabemos por la practica metalrgica que un aumento excesivo de la alimentacin puede producir el atoro del molino y producir granulometra gruesa en la descarga, generando una alta carga circulante, una forma de controlar el tonelaje en la alimentacin es mediante el empleo de una balanza en la faja de alimentacin al molino como se puede observar en la figura 12.
Figura 12: Movimientos al interior del molino.
Razn
Pesmetro
FIC
Cmo debe ser la carga de mineral que se alimenta al molino?
La carga de mineral que se alimenta al molino debe reunir ciertos requisitos:
Flujo uniforme y continuo.
Cantidad de carga apropiada, de acuerdo a lo especificado.
Tamao de mineral apropiado que depender de la seccin de chancado.
Debe estar limpia, libre de maderas, trapos, planchas o piezas metlicas por los problemas de atoros que puedan ocasionar en la descarga del molino.
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7.2. Alimentacin de Agua
Esta variable se controla tomando la densidad de descarga de los molinos, esta densidad debe de estar entre ciertos lmites y est en funcin del porcentaje de slidos.
El porcentaje de slidos en la molienda es variable y oscila entre 60 a 70% dependiendo las caractersticas del mineral.
Figura 13: Operador controlando elporcentaje de slidos.
Resultados cuando hay un exceso de agua
Molienda gruesa. Densidad de pulpa
baja. Aumento en el costo
de operacin. Menor eficiencia del
molino. Excesivo desgaste de
bolas y chaquetas.
Cul es la funcin del agua en la molienda?
En la molienda, el agua y el mineral ingresan formando un barro liviano (pulpa espesa) que es la encargada de hacer avanzar la carga molida hasta la descarga adems de preparar a la pulpa para el siguiente proceso de flotacin.
Qu ocasiona un exceso de agua en la molienda?
Si en el molino hay un exceso de agua quiere decir que la pulpa est muy diluida es decir la densidad de descarga del molino es baja ejemplo 1500 gr/lt.
Qu pasa cuando hay poca agua en la molienda?
Cuando la adicin de agua es la inadecuada, la densidad de pulpa se incrementar (ejemplo: 2700 grs/lt.), de tal manera que la pulpa ser muy espesa y amortiguar el impacto de las bolas disminuyendo la fragmentacin de las partculas.
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El control de la cantidad de agua al molino se regula midiendo la densidad de pulpa. El control de la densidad de pulpa se efecta en la descarga del molino (aprox. 2000-2500 g/l de pulpa) y se realiza mediante el densmetro Marcy.
Dicho densmetro nos permite determinar no solo la densidad de pulpa sino tambin el porcentaje de slidos conociendo la gravedad especfica del mineral.
Figura 14: Molinos en planta concentradora.
Resultados cuando hay poca agua
Molienda gruesa y mala
Paradas obligadas del molino por sobrecarga
Densidad de pulpa elevada
Prdida de tonelaje en el molino.
Qu se debe hacer si se sobrecarga el molino?
Cortar inmediatamente la carga al molino. Agregar agua al molino para soltar la carga y
obligarla a salir. Controlar la descarga del molino, hasta que la
densidad se normalice. Cuidado minucioso en la operacin del hidrocicln. Verificar la correcta alimentacin del mineral.
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7.3. Carga moledora
El aumento de la carga de bolas o barras en un molino, hace incrementar el gasto de energa hasta alcanzar un valor mximo, por encima del cual la energa necesaria disminuye al aumentar la carga, por acercarse el centro de gravedad del eje de rotacin.
Normalmente la carga de bolas se debe determinarla mediante ensayos metalrgicos.
La carga moledora ocupa alrededor del 45% del espacio vaco al interior del molino, recordando que los molino de bolas trabajan por rebose de manera que el 55% est prcticamente vaco.
Figura 15: Espacio ocupado por las bolas.
Figura 16: Bolas para molinos.
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8. CONTROL DURANTE LA MOLIENDA
Durante el proceso de molienda se puede controlar por:
8.1. El sonido de las barras o bolas en el molino
El sonido al interior de los molinos es una seal de la cantidad de carga dentro del molino. Si las bolas hacen un ruido fuerte es porque el molino tiene poca carga dentro o la alimentacin al molino est fallando. Y si no hay un sonido normal es debido a que esta sobrecargado, por exceso de carga o poco agua.
8.2. La densidad de la descarga del molino
Mediante la medicin de la densidad es otra forma de controlar la adicin de agua y carga. La densidad de descarga de los molinos cilndricos debe estar entre 2000 2500 gr./Lt.
8.3. La potencia requerida
La energa especfica (KWh/TM), necesaria para reducir un mineral entre dos tamaos determinados de una muestra representativa de mineral, es el parmetro global de mayor importancia del proceso de molienda SAG, en vista de que nos indica el consumo de energa.
8.4. La granulometra
El control de la descarga del molino se realiza teniendo en cuenta un factor muy importante como lo es la granulometra. Teniendo en cuenta que un molino trabaja por rebose, el tamao de partcula depende de varios factores ya mencionados. Es usual tener una malla de referencia de finos y esa malla es la numero 200 (55-70 % menor a la malla 200). Para el control de partculas gruesas se utiliza la malla 65 (mximo de 15-25 % mayor a la malla 65).
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9. CIRCUITOS DE MOLIENDA
La molienda de los minerales involucra empleos de molinos de barras, bolas, autgenos y semi-autgenos SAG en algunos casos. Sin embargo las plantas de molienda se configuran como:
9.1. Circuitos abierto
Cuando el mineral es alimentado y pasa a travs de los molinos obtenindose una descarga sin una etapa de clasificacin.
Figura 17: Molino en circuito abierto.
9.2. Circuitos cerrados
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 de denomina circuitos cerrados Figura 18.
Figura 18: Molino en circuito cerrado.
CIRCUITO ABIERTO
CIRCUITO DIRECTO
Agua
Agua
Agua
Agua
Underflow
OverflowProducto
Alimentacin
Alimentacin
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9.3. Carga circulante
Es la resultante del proceso de clasificacin correspondiente a la parte gruesa que es retornado al molino segn Fred C. Bond esta carga debe estar en el rango de 250% respecto al alimento fresco del circuito de molienda.
Figura 19: La descarga del hidrocicln al molino es la carga circulante.
El valor de la carga circulante oscila, por lo general entre 100 350% aunque puede ser tan alta como 600%.
10. DENSIDAD DE PULPA
10.1. Qu es una pulpa mineral?
Para estudiar la densidad de pulpas ser necesario en primer lugar conocer acerca de lo que es una pulpa mineral.
DirectoCIRCUITO CERRADO DE MOLIENDA BOLAS
50 agua50 mineral
o o o
100 agua0 mineral
100 mineral0 agua
Alimentacin
Producto final
Carga circulante
Se denomina pulpa al mineral que ha sido triturado, molido y que ha sido mezclado con agua en determinadas proporciones.
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La densidad de pulpa representa el peso de una determinada cantidad de pulpa respecto a su volumen. Se expresa en general en gr/Lt o en Kg/Lt.
A continuacin, con el fin de poder describir procesos de tratamiento de minerales, se definen ciertas caractersticas de las pulpas metalrgicas y de sus fases slidas y lquidas, se fija una notacin y se mencionan en forma breve algunos mtodos de medicin de estas caractersticas, considerando un volumen fijo de una suspensin, ste puede estar contenido en un recipiente o estar contenido en un sistema en movimiento. Se utilizan los subndices s, l y p para referirse a la fase slida, lquida y a la pulpa respectivamente, y se usan los smbolos V para volumen, M para masa y P para peso. As, se deben cumplir las siguientes relaciones:
10.2. Formas de expresar la concentracin de slidos en una pulpa
Las siguientes formas se usan para indicar la concentracin, fraccin o contenido de slido en una pulpa:
Concentracin de slido en volumen Cv: Es la razn entre el volumen de slido y el volumen total de pulpa. Es decir,
lVsVsV
pVsVVC +==
Claramente Cv es mayor que cero y menor que 1.
Concentracin de slido en peso Cp: Es la razn entre el peso (masa) de slido y el peso (masa) total de la pulpa.
1MsM
sMpMsMPC +
==
En este caso tambin se tiene que Cp es mayor que cero y menor que 1.
Se acostumbra expresar Cv y Cp en forma porcentual, es decir, se expresa 100Cv 100 Cp y se designan por porcentaje de slido en volumen o en peso, respectivamente. Es costumbre tambin decir que, por ejemplo, una pulpa tiene 60% de slido, sin especificar si ste es en volumen o en peso.
pC1P)pC1(s
PC1PCv+
=
y
)vC1(1PvCsP
vCsPCp+
=
Volumen de la pulpa (VP) = Volumen de slido + Volumen de lquidoMasa de la pulpa (MP) = Masa de slido + Masa de lquidoPeso de la pulpa (PP) = Peso de slido + Peso de lquido
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La Molienda
Dilucin (D): Se define como la razn entre el peso de lquido y el peso de slido que forma la pulpa. En smbolos,
sMlMD =
D puede tomar cualquier valor positivo. Normalmente D se expresa en forma fraccionada con denominador uno, por ejemplo, 3:1 1.8:1.
10.3. Medicin de la densidad de pulpa
La densidad de una pulpa mineral se puede calcular, pesando una determinada cantidad de pulpa y luego dividindola entre su volumen ocupado, es decir:
El mtodo ms prctico y ampliamente usado, aunque no tan exacto, implica el muestreo de la corriente de pulpa, en un recipiente especial.
Este mtodo se basa en la medicin de la masa total de una muestra de pulpa que tiene un volumen fijo conocido (normalmente de 1000 cm3). El resultado de la densidad se obtiene directamente, por lo cual la balanza Marcy es muy usada en anlisis industrial rutinario.
Las balanzas tipo Marcy traen un disco graduado con escalas para distintas gravedades especficas de slidos. Puede leerse la densidad de pulpa (Dp Cp), porcentaje de slidos e inclusive determinar la gravedad especfica del slido.
Se asume que la densidad del agua es igual a 1.Por tanto el peso de agua es igual a su volumen, es decir: 1 gr. de agua = 1 ml agua = 1 cm3
1 kg. de agua = 1 litro agua 1 tonelada agua = 1 m3 agua
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La Molienda
Figura 20: Medicin de densidad de pulpa con lata de densidad.
10.4. Porcentaje de slidos
El porcentaje de slidos en peso en una pulpa representa el peso del mineral respecto al peso de la pulpa expresado en porcentaje.
MARCY
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Frmulas bsicas
Donde:
X = Fraccin de porcentaje de slidos (en peso)
Dp = Densidad de pulpa (Kg/Lt)
Ds = Densidad del slido (mineral)
D = Dilucin (Peso lquido a peso de slidos)
L,S = Pesos de lquido y slidos
Formulas deducidas
Formulas adicionales
Donde:
Wp = Peso de pulpa Vp = Volumen de pulpa Wm = Peso de mineral Wagua = Peso de agua Vm = Volumen de mineral Vagua = Volumen agua
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La Molienda
11. MOLIENDA SAG
Los molinos SAG (semi-autgenos) son equipos de mayores dimensiones y ms eficientes que los molinos convencionales. Gracias a su gran capacidad y eficiencia, acortan el proceso de chancado y molienda, reduciendo costos de operacin.
Figura 21: El Molino SAG tiene un dimetro mayor que su largo.
La instalacin de un molino SAG constituye una innovacin reciente en algunas plantas. Son equipos de mayores dimensiones y alcanzan dimensiones hasta de 38 pies de dimetro.
11.1. En qu consiste la molienda SAG?
La alimentacin del mineral a los Molinos SAG son el producto del chancado primario partculas con un tamao cercano a 8 pulgadas (20 cm, aproximadamente) y se mezcla con agua durante la alimentacin. Este material es reducido gracias a la accin del mismo material mineralizado presente en partculas de variados tamaos adems la carga moledora del molino consiste en 10% de bolas del volumen del molino (de ah su nombre de molienda semi- autgena).
Dados el tamao y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en cada libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y molienda ms efectivo y con menor consumo de energa por lo que, al utilizar este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario ni terciario.
Molino SAG
Este es un molino de gran capacidad que recibe material directamente del chancador primario. El molino tiene en su interior bolas de acero que giran hasta una determinada altura desde donde caen y muelen el material por efecto del impacto.
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La Molienda
Figura 22: Molino SAG en una planta concentradora.
11.2. Cmo opera un molino SAG?
Los molinos Semi-autgenos operan con parrillas de descarga para evitar la salida del material grueso del molino el cual es una alternativa ms eficiente que la descarga por rebose en molienda convencional.
Por otro lado cuando el molino SAG no cuenta con parrillas de descarga. Lo usual es que se instalan zarandas vibratorias para la clasificacin de los pebbles que retornaran a los luego de ser triturados.
La alimentacin tpica a molino SAG es mediante una faja transportadora que descarga al chute de alimentacin del molino SAG. Este molino es accionado por un motor de velocidad variable sin engranajes de aproximadamente 20,100 KW.
Para la descarga de la pulpa del molino SAG se realiza a travs del trommel descargando hacia un distribuidor que alimenta a bombas de alimentacin. Estas bombas alimentan a los nidos de ciclones para su clasificacin respectiva. Los finos de los nidos de ciclones pasan a la flotacin, retornando los gruesos del cicln hacia los molinos de bolas que operan en circuito cerrado.
11.2.1. Accionamiento en los molinos SAG
El molino SAG y los molinos de bolas cuentan con sistemas de lubricacin, los cuales estn incorporados y cuentan con depsitos de aceite y filtros, intercambiadores de calor, bombas circulantes y dems accesorios. Cada uno de los sistemas de lubricacin cuenta con un sistema de elevacin hidrulica que proporciona aceite con presin suficientemente alta para hacer flotar al molino con toda su carga antes de su arranque y despus de una breve parada.
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La Molienda
Los molinos SAG son accionados con motores Gearless (sin engranaje) de velocidad variable.
Figura 23: Accionamiento de molino SAG sin engranaje.
El accionamiento sin engranajes elimina todos los componentes mecnicos de un sistema de accionamiento convencional, tales como la corona, piones, cajas reductoras, acoplamientos, eje de motor y rodamientos de motor: el molino se convierte en el rotor del motor sin engranajes al instalar los polos del rotor directamente en el cuerpo del molino.
La solucin sin engranajes elimina toda necesidad de una corona, piones, acoplamientos, etc.
11.3. Principales variables en molino SAG
Los siguientes parmetros son importantes durante la molienda en el molino SAG figura 3.23 y 3.23A:
Densidad de la pulpa del molino SAG.
Flujo de agua del trommel del molino.
Rgimen de adicin de lechada de cal al chute de alimentacin.
Alimentacin de bolas al molino SAG.
Sonido del molino SAG.
Consumo de potencia.
Velocidad del molino.
Presin en los descansos y peso total del molino.
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La Molienda
11.3.1. Control de la densidad de pulpa del molino SAG
El objetivo de este lazo de control es mantener el porcentaje de slidos deseados en el molino. La eficiencia de molienda es una funcin de la densidad de pulpa en el molino. Para controlar la densidad de la pulpa en el molino, se agrega agua en proporcin a la carga de mineral que ingresa al molino. Al mismo tiempo, se agrega tambin agua en la descarga del molino, donde el material de tamao excesivo es retornado con agua al molino SAG. Ambas adiciones son consideradas en el clculo de densidad.
Figura 24: Molino SAG en operacin.
PRIN
CIPA
LES
VARI
ABL
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Figura 25: Molino SAG en operacin.
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11.3.2. Control del flujo de agua al trommel del molino SAG
El objetivo primario de adicin de agua al trommel es retornar el material de tamao excesivo con agua al molino SAG para su molienda. Si no se usa el volumen de agua adecuado, se puede acumular este material en el trommel, lo que podra parar el circuito por atoro.
11.3.3. Control de rgimen de alimentacin de bolas al molino SAG
El objetivo de este lazo de control es asegurarse que el peso de alimentacin sea entre 6 a 12 % del volumen del molino en todo momento, dependiendo del tipo de mineral que est siendo tratado.
11.3.4. Control del sonido del molino SAG
El objetivo de este parmetro es optimizar la velocidad del molino y proporcionar el nivel de sonido adecuado en el rea alrededor del casco. Los medidores de impacto alrededor del casco miden el flujo de impacto de material libre que cae (bolas y rocas) en el molino. Un molino sobrecargado casi no suena mientras que un molino vaco tiende a ser ruidoso.
11.3.5. Control de la velocidad del molino
La variable que ms impacto tiene sobre los dems indicativos es la velocidad del molino, con la cual se puede controlar los otros parmetros tales como el sonido y la presin en los descansos.
11.3.6. Control de consumo de potencia del molino
Este parmetro de operacin es de importancia ya que nos permite decidir cuando se llega a puntos de sobrecarga del molino con respecto a la presin en los descansos.
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La Molienda
11.4. Comparacin entre molienda SAG y convencional
De acuerdo con la tecnologa actual de la molienda, y considerando los criterios debidos durante el diseo, la mayora de los minerales de las diferentes menas se adaptan al procesamiento de conminucin con moliendas SAG seguida por molienda convencional. Recordemos que el circuito de conminucin clsico es el de usar trituradoras seguidas por la molienda convencional.
La seleccin de una u otra configuracin, en la mayora de los casos, depende de consideraciones ms bien econmicas que tcnicas. En todo caso, se puede identificar las siguientes ventajas y desventajas de la molienda SAG seguida por la molienda convencional de los circuitos clsicos:
a.- Ventajas tcnicas de la molienda SAG seguida por la molienda convencional:
Menor nmero de etapas en el proceso por la eliminacin del chancado secundario y terciario de las operaciones anexas.
Menor consumo de acero de desgaste para revestimientos y medios de la molienda en general.
Mayor capacidad especfica en TPH por M2 de terreno ocupado (ventaja importante en faenas de cordillera).
Mejor comportamiento operacional frente a minerales que presentan contenido de arcillas.
Mayor cintica de adecuacin de parmetros de molienda frente a cambios de dureza.
Disminucin en el requerimiento de recursos humanos.
Facilidad para manejar minerales hmedos o difciles de chancar.
b.- Desventajas de la molienda SAG :
Menor tiempo de disponibilidad de la planta de molienda (90% vs 95%).
Mayor inestabilidad operacional (altas fluctuaciones) .
Mayor consumo de energa.
Requiere personal de mayor nivel educacional.
11.5. Configuracin con molienda SAG
Son los arreglos que incluyen todos los equipos asociados a los molinos autgenos o semi-autgenos y que permiten su funcionamiento en forma eficiente. Entre estos tenemos los molinos primarios; equipos que se organizan para lograr la reduccin de tamao deseado del mineral en forma econmica.
Los equipos de un circuito de molienda autgena o semi-autgena incluyen, adems del molino secundarios (Pebles), chancadoras, molinos de bolas, zarandas, bombas, hidrociclones, etc. Se presentan algunas configuraciones en las grficas siguientes:
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Figura 26: Molino SAG.
Figura 27: Molino SAG con chancador Pebles 1.
Figura 28: Molino SAG con chancador de Pebles 2.
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12. MAPA CONCEPTUAL
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13. CUESTIONARIO DESARROLLADO
En los molinos de bolas a que se debe que emplean las rejillas metlicas en el lado de descarga?
Las rejillas metlicas que se emplean en el lado de descarga de los molinos de bolas son para retener los cuerpos moledores (bolas de acero) y los trozos gruesos de mineral. Al momento que descarga la pulpa el molino.
Adems utilizando este sistema se puede dar mayor capacidad al molino y tambin se puede producir granulometras finas.
Qu factores influye en el desgaste de los revestimientos de caucho en las tapas de los molinos?
Los factores son: Corrosin, Impacto y Roce.
Corrosin. La corrosin qumica ordinaria no se produce con el molino en condiciones de uso norma. Pero si a temperaturas de ms de 80C. y cuando sucede esto cuando algunas veces al molino no ingresa la carga, entonces el rozamiento entre bolas empieza a desprender alta cantidad de energa elevando la temperatura al interior de los molinos.
Impacto: Cuando el impacto ocurre a velocidades bajas, la deformacin es completamente elstica, pero puede daar la superficie un impacto a velocidades superiores a 9m/seg, aproximadamente a 4 mts de cada libre. Este escenario se presenta generalmente en la molienda SAG.
Roce. Se ha probado mientras ms duro es el mineral por moler, mas econmico es un revestimiento de caucho en comparacin en comparacin con uno de acero al manganeso. A mayor grado de dureza de un mineral, un molino con revestimiento interior de caucho sufre mayor desgaste que el revestimiento de acero.
Qu condiciones de molienda influye en el desgaste de los revestimientos de caucho en las tapas?
Las variables de molienda que ms influyen en el desgaste de los revestimientos de cauchos son:
- La granulometra de la carga y el tamao de los elementos molturadores: Se sabe que si se incrementa el tamao de la granulometra de la carga en otras palabras si se tiene un producto de chancado grueso y se incrementa el dimetro de recarga de las bolas, el desgaste del revestimiento interior se intensifica.
Por otro lado se ha probado en molinos de gran dimetro de 4.0 a 9.0 mts. Las bolas demasiados pequeas dan origen a un lomo inactivo en la carga.
Segn Chester Rowland para los molinos de gran dimetro recomienda el dimetro mximo de bola debe ser por lo menos 1/80 del dimetro del molino.
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- Velocidad de rotacin del molino: Diversos trabajos de investigacin sealan que el desgaste del revestimiento es por lo menos proporcional al cuadrado de la velocidad del molino.
En los molinos secundarios con revestimientos de caucho, la velocidad mas adecuada debe ser de 77% a 78% de la velocidad critica.
- Dimetro del molino: En molienda se reconoce que la capacidad es proporcional al dimetro del molino elevado a la potencia de volor 2.6 osea que:
C= K x D2.6
Configurar un circuito de molienda primario abierto utilizando un molino de barras con doble clasificacin y empleando un dos molinos de bolas como molinos secundarios. La descarga del molino de barras es clasificado en un nido de hidrociclones D15; el overflow del hidrocicln es enviado a una bomba para una segunda clasificacin en un nido de hidrociclones D10. Los underflow de los dos hidrociclones son retornados a los dos molinos de bolas a travs de un distribuidor que descargan a la misma bomba de descarga del molino de barras. El overflow del nido de hidrociclones D10 es el producto final del circuito de molienda. El circuito debe considerar la adiciones de agua y las bombas respectivas.
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14. GLOSARIO
Pin : Unidad dentada que est instalado en el contra eje del molino que impulsara girar el molino.
Catalina: Unidad dentada instalado en el contorno del lado de descarga del molino que trabaja con el pin
Anlisis Granulomtrico: Clasificacin de partculas en diferentes tamaos.
Liberacin: Es cuando la superficie del mineral de inters se esta preparado para recuperacin de un proceso qumico.
Sistema de lubricacin. Es la adicin del liquido lubricante para evitar desgaste de las partes en movimiento de los molinos.
Trunnion Muones: Es la parte del molino que desempean la funcin de apoyos y conductos, para la entrada y descarga del mineral.
Chaquetas o forros: Son planchas de acero especial que tienen la finalidad proteger el casco contra el desgaste que se produce por la friccin de las bolas y mineral y el golpe continuo de las bolas. Estas planchas tienen forma ondulada que permite adems facilitar el levantamiento de la carga.
Cascada: Se refiere al movimiento de las bolas en el interior del molino cuando la molienda es por impacto.
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15. BIBLIOGRAFA
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John M. Currie Ph D. Operaciones Unitarias en Procesamiento de Minerales, Diciembre 1984.
Quiroz Nuez, Ivan; Ingeniera Metalrgica; Operaciones Unitarias en Procesamiento de Minerales, Setiembre 1986.
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Romero, Fernando; Mtodos efectivos de Chancado y Clasificacin Para la Conservacin de la Energa en la Molienda; Workshop de Molienda SAG 2001; Via del Mar 2001.
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