04 Equipos Reduccion de Tama o.desbloqueado

UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA

FACULTAD DE INGENIERIA

DPTO. INGENIERIA DE MINAS

QUIROZ R., Apuntes de curso de MINERALURGIA, 2008

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CAPITULO CUATRO

EQUIPOS Y CIRCUITOS DE REDUCCION DE TAMAÑO.

4.1. Conceptos básicos de Fractura de minerales.

4.1.1.- Mecanismos de reducción de tamaño.

La ruptura de los minerales es un fenómeno complejo en el cual intervienen

varios mecanismos, algunos de los cuales pueden ser descritos sólo en términos

cualitativos.

Por su historia geológica y por los eventos que tuvieron lugar durante la

extracción desde la mina, las partículas minerales presentan en su interior una

distribución de fallas microscópicas que se denominan como “fallas de Griffith”.

Cuando se aplica un esfuerzo éste se concentra en los bordes de dichas fallas,

produciéndose un frente de ruptura por donde se propagan las grietas que originan la

fractura final del material. La propagación de estas grietas depende del tipo de

esfuerzos y de la velocidad de aplicación de ellos. Los tipos de esfuerzos que puede

actuar se clasifican como: de compresión, de impacto y de cizalle.

a.- Compresión. Consiste en la aplicación lenta de esfuerzos normales, originados

por el aprisionamiento de las partículas entre dos paredes sólidas. La aplicación de

estos esfuerzos hace que las grietas se propaguen preferentemente en un núcleo

desde donde se obtiene partículas pequeñas. Fuera de ese núcleo las grietas se

propagan radialmente originando partículas de mayor tamaño. Este tipo de

mecanismos se encuentra preferentemente en las chancadoras, por ejemplo en una

chancadora giratoria las partículas son aprisionadas entre la coraza y los cóncavos de

la cámara de fragmentación.

b.- Impacto. Se denomina impacto a la aplicación de esfuerzos a una alta velocidad. A

consecuencia de ello se forma un núcleo de finos en la región de contacto de la

partícula con la superficie, el que se expande produciendo grietas radiales que

originan partículas de mayor tamaño. Al aumentar la velocidad del impacto aumenta la

probabilidad de ruptura pero con un mayor consumo de energía. Este tipo de

esfuerzos se advierte cuando chocan bolas o barras de acero con partículas,

partículas con partículas o bien cuando las partículas son lanzadas hacia una

superficie.

c.- Cizalle. Consiste en la aplicación de esfuerzos tangenciales como se muestran en

la figura, este es un mecanismo abrasivo que genera partículas finas.





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ESFUERZO DE IMPACTO

Núcleo de finosPropagación radial

de grietas

Bola

Propagación radial

de grietas

ESFUERZO DE COMPRESION

Nucleo de finos

Nucleo de finos

ESFUERZO DE CIZALLE

FIGURA 4-1: MECANISMOS DE CONMINUCION

4.1.2.- Eventos de conminución.

La aplicación de los esfuerzos identificados en el punto precedente puede dar

origen a diferentes eventos de conminución. Se produce Fractura cuando se aplican

esfuerzos de compresión, o bien de impacto, en forma aproximadamente uniforme

sobre las partículas. Con ello se produce una deformación no homogénea que causa

su fragmentación originando partículas de tamaño menor. Se produce Astillamiento

cuando la aplicación de estos esfuerzos se hace fuera del centro de la partícula,

originando con ello el rompimiento de esquicios y cantos. Este evento es responsable,

por ejemplo, del redondeamiento que se advierte en algunos tamaños de partículas en

el interior de un molino SAG. Se produce Abrasión cuando los esfuerzos de cizalle se

concentran en la superficie de las partículas. En este caso se advierte un





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suavizamiento de su superficie. Como producto de este evento se producen partículas

ultrafinas.

ASTILLAMIENTO

FRACTURA

ABRASION

FIGURA 4-2: Eventos de Conminución

4.2. Equipos de reducción de tamaño.

En la reducción de tamaño se distinguen dos operaciones: Trituración y

Molienda. Estas operaciones se realizan en diferentes tipos de máquinas y que operan

para distintos rangos de tamaño.

En la primera de ellas, trituración, se emplean máquinas denominadas

trituradoras o quebrantadoras, pero en Chile es corriente utilizar el término





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Chancadora, vocablo derivado de la lengua Quechua. Una de las características

importantes de las chancadoras es que las superficies metálicas de la máquina no se

tocan entre sí, asimismo el tamaño de alimentación es relativamente grueso y

generalmente operan en seco. Las chancadoras más comunes en la industria

extractiva son la Giratoria, la de Mandíbula y la de Cono. En laboratorio o en faenas

especiales se utilizan también chancadoras de Rodillo y de Martillo.

Los molinos se utilizan para rangos de tamaño de alimentación pequeños. Los

más utilizados son los rotatorios, que se diferencia entre sí por el tipo de medios de

molienda que utilizan, Barras, Bolas, Guijarros, Semiautógeno (SAG), Autógenos. En

los últimos años se han incorporado en la técnica otras máquinas de molienda, como el

molino de Torre, que tienen un principio de acción diferente al del molino rotatorio.

Un concepto de importancia es la denominada Razón de Reducción. Esta es el

cuociente entre el tamaño de alimentación a la máquina y el tamaño del producto.

obtenido producto del Tamaño

máquina la a ónalimentaci de TamañoducciónReRazónde (4-1)

la razón de reducción hay que referirla a un tamaño determinado, uno de los valores

frecuentes es el tamaño 80 %, que es el tamaño que corresponde a la función

acumulativa pasante 80 %. También se utiliza el tamaño 100 %, en ese caso se indica

como la Razón de Reducción máxima.

4.3 Equipos de Trituración o Chancado.

La primera trituradora fue la de mandíbula Blake patentada por primera vez en

1853. Las de eje vertical (Giratoria, Cono) se desarrollaron a partir de la década de

1860 y a fines de siglo XIX se patentó la Chancadora giratoria Mc Gully.

Estas maquinas han variado poco en sus principios básicos, y los cambios

producidos han ocurrido principalmente en los mecanismos de control y de

lubricación de las máquinas, como asimismo en la aplicación de nuevos materiales

utilizado en su fabricación.

4.3.1. Trituradora Giratoria

La trituradora giratoria, que se muestra en la Figura 4-3, consiste en un eje

vertical o árbol provisto de un elemento cónico de molienda de acero duro, llamado

coraza. Este eje se encuentra suspendido en una estructura denominada “araña” y su

base está asentada en un mecanismo que gira en forma excéntrica.

El cuerpo del chancador consta de un manto de cubierta superior y un conjunto

de manto inferior. El manto superior, que forma la cámara de chancado, está revestido





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interiormente con cóncavos de acero al manganeso, material que tiene una buena

resistencia al desgaste y que tiene la propiedad de endurecerse con el uso. Tanto los

cóncavos como la coraza se asientan sobre algún material de relleno blando, como

cemento plástico o resina epóxica, también puede utilizarse zinc pero en la actualidad

este material se encuentra prácticamente en desuso.





58

FIGURA 4-3: Chancador Giratorio Nordberg





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El tren de accionamiento del sistema consiste en el motor, el eje del piñón

y el piñón del excéntrico. Este sistema permite que el eje del chancador gire a

velocidades comprendidas entre 85 y 150 RPM y debido a la acción de la excéntrica

describe una trayectoria como la mostrada en la Figura 4-4

FIGURA 4-4: Acción de un chancador giratorio

Cuando la coraza del eje principal se aleja de la pared externa, cóncava, el

mineral cae a través de la cámara, en cambio cuando el eje se acerca las partículas

son comprimidas, entre la coraza y las cóncavas, provocándose su fractura. Estos

dos efectos, al aplicarse alternadamente, permiten que la chancadora triture a las

partículas de mineral.

Las distancia máximas y mínimas entre la coraza móvil y las cóncavas se

denominan, respectivamente, como ”ajuste lateral abierto” y “ajuste lateral cerrado”,

también suelen denominarse con la terminología inglesa “setting”. El tamaño del

producto en una chancadora giratoria es de aproximadamente un 90 % pasante de una

abertura cuadrada igual al ajuste lateral abierto. En la operación de la chancadora

debe controlarse el ”ajuste lateral abierto” a fin de hacer las correcciones cuando ello

sea necesario.

El tamaño de las chancadoras giratorias se especifica por dos

dimensiones, la primera da el ancho de la boca de admisión y la segunda el diámetro





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del manto. En esta idea, una chancadora giratoria de 60” x 85”, tendrá una abertura de

admisión de 60” y un diámetro de manto de 85”, lo que se esquematiza en la Figura 4-

5. El tamaño máximo de alimentación está con relación a la abertura de la boca, este

tamaño debe ser del orden del 65 % al 70 % de la abertura de la boca y a menudo es

un valor indicado por el fabricante de la máquina.

FIGURA 4-3: Dimensiones características de un chancador giratorio.

Para la selección de estas máquinas se utiliza la información entregada por el

propio fabricante, esta información se encuentra sistematizada en forma de tablas

donde se consigna el tamaño de la máquina, su peso, la velocidad de giro y las

diferentes capacidades, en función de la abertura lateral en su posición abierta, para

un material estándar de densidad conocida, normalmente caliza.

4.3.2. Trituradora de Mandíbula.

Esta es una maquinaria, que se utiliza preferentemente en trituración primaria,

recibe ese nombre por analogía con una mandíbula. Esta constituida por dos placas,

una móvil y otra fija, al oscilar la placa móvil aprisiona a las partículas contra la placa

fija, los esfuerzos aplicados mediante este movimiento fracturan a las partículas. Los

productos descienden a través de la cámara donde son nuevamente fracturados hasta

caer por la abertura de descarga.

En la figura se muestra una chancadora de este tipo, debe señalarse que estas

máquinas se especifican por las dimensiones G x lr, donde G da la abertura de

admisión, distancia horizontal medida en la boca, y lr la longitud de la boca.

A : Abertura de la boca de admisión

B: Diámetro del manto

C: Ajuste lateral





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FIGURA 4-6: Chancadora de mandíbula de palanca doble.

Las chancadoras de mandíbula se clasifican por la forma como pivotea la

mandíbula móvil. En la chancadora Blake la mandíbula es pivoteada por la parte

superior, por lo cual tiene la boca de admisión fija y la abertura de descarga variable.

En cambio, la chancadora Dodge es pivoteada por la parte inferior, por lo cual tiene la

abertura de descarga fija mientras que la abertura de admisión es variable. El diseño

Dodge se utiliza preferentemente en operaciones de laboratorio y de preparación de

muestras, mientras que el Blake se utiliza en operaciones industriales.

En las máquina Blake se distinguen dos diseños, el de doble palanca y el de

palanca simple o de excéntrica superior. Estos dos tipos se esquematizan en las

figuras siguientes, en el primero de ellos el movimiento de la mandíbula móvil se

origina por el desplazamiento vertical de la biela hacia arriba o hacia abajo, mientras

que en el segundo diseño la mandíbula está suspendida en el eje excéntrico.

Las chancadoras de mandíbula y giratoria tienen una función similar. Sin

embargo, para una misma abertura de admisión, la chancadora giratoria es de mayor

capacidad, por lo cual, cuando es deseable una alta capacidad se prefiere utilizar este





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tipo de máquinas. Sin embargo, en el caso que el problema sea de tamaño máximo y

no de capacidad resulta más conveniente una chancadora de mandíbula por la

posibilidad de que la giratoria quede sobredimensionada. Otro aspecto tiene relación

con los costos, la chancadora de mandíbula es una máquina menos compleja que la

giratoria, ello redunda en menores costos de inversión y de mantención. De allí que en

las operaciones de bajo tonelaje de procesamiento se prefieran utilizar este tipo de

máquinas.

4.3.3. Trituradora de Cono.

Es una chancadora de eje vertical similar a una giratoria, pero difiere de el la en

varios aspectos, entre ellos: el eje principal es más corto y no se encuentra

suspendido, como en la giratorio, sino que es soportado por un soporte universal

ubicado bajo el cono; el diseño de la cámara de chancado es más plano lo que permite

un mayor tiempo de residencia del mineral en la cámara de chancado y una mayor

razón de reducción y; son máquinas más rápidas con mayor velocidad de giro. El

primer diseño corresponde al Symons que se muestra en la Figura 4-7





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FIGURA 4-7 : Chancador de Cono Symons

Estas máquinas se utilizan en la trituración secundaria y terciaria. Existen

dos diseños, los que se muestran comparativamente en la Figura 4-8, la estándar y la

de cabeza corta, esta última se utiliza preferentemente en la trituración terciaria.

Cabeza Standard Cabeza Corta

FIGURA 4-8 : Chancadoras de Cono, estándar y cabeza corta

El material se alimenta al chancador por la parte superior hacia el plato de

distribución, que gira junto con el cabezal y ayuda a distribuir uniformemente la carga

en la cámara de chancado.

Debido al uso, el revestimiento de los chancadores va sufriendo desgaste a

consecuencia de lo cual cambia el ajuste lateral de la descarga. Este ajuste debe ser

regularmente corregido a fin de mantener el tamaño del producto en el rango deseado.

Para efectuar dicha corrección la estructura principal de la máquina tiene un anillo con

hilo interior y la taza del chancador una rosca o tuerca por fuera que está articulada

con dicho anillo, de tal forma que atornillando la tuerca en el sentido hacia arriba o

hacia abajo se puede acercar o alejar el cabezal de la taza, cambiando con ello el

setting de la descarga.

Este tipo de máquinas ha tenido una evolución en lo que respecta a los

materiales utilizados, el diseño del sistema de amortiguación, cambios en los sistemas

de lubricación, etc. estos cambios están presentes en el diseño Nordberg, que se





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muestran en la figura 4-9. Llama la atención en su estructura externa el cambio del

sistema de resortes, característico de la Symons, por un sistema de amortiguadores.

Asimismo, para ajustar la abertura lateral se dispone de un dispositivo de mayor

facilidad operativa que el de las máquinas antiguas.

Figura 4-9: Chancadora de cono Nordberg.

Otras innovaciones importantes se han dado en los denominados Hidroconos,

como se muestra en la Figura 4-10, estos chancadores disponen de un sistema

hidráulico que es permite hacer el ajuste de la abertura lateral de manera

automática, cuando la presión de aceite aumenta el cono sube, disminuyendo con

ello la abertura. Este proceso es “inteligente”, el chancador se ajusta

automáticamente cuando detecta que la abertura ha aumentado por sobre el rango

establecido.

En estos equipos el sistema hidráulico evita el daño si a la cámara de

chancado pasara material infracturable que pudiera producir atochamiento en la





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máquina. En esa situación, el sistema automáticamente hace bajar el cono a fin

que el objeto que obstruye la cámara pueda caer libremente.

FIGURA 4-10: Hidrocono

4.3.4. Otros diseños.

Los diseños comentados, giratorias, mandíbula y cono, son de uso extendido en

la industria minera del cobre, pero existen otros diseños de chancadores que son de

utilidad en otro tipo de industrias y que resulta de interés el presentar.

a.- Chancadora de martillo.

En estas máquinas la reducción de tamaño es causada por impactos a la roca

aplicados a alta velocidad cuando ella se encuentra en caída libre. En la Figura 4-11

se muestra un esquema de este tipo de máquinas. Los martillos, que pueden pesar

hasta 100 Kg., están fabricados de acero al manganeso y tienen una placa de ruptura

del mimo material. Los martillos se encuentran pivoteados a un rotor que gira a

velocidades entre 500 y 3000 RPM.





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Una de las características importantes está en el tipo de mecanismo de fractura,

este es principalmente impacto, por lo cual las partículas del producto no almacenan

grietas que se manifiesten en forma posterior. Esto hace recomendable su uso en

materiales de canteras, por ejemplo calizas, y sobre todo en materiales que son

utilizados con fines ornamentales.

FIGURA 4-11: Chancador de martillo

b.- Chancadora de rodillo

Esta consiste básicamente en dos rodillo que giran en sentido inverso dejando

una abertura entre ellos. El material es forzado a pasar por dicha abertura

experimentando una fuerte compresión y fracturándose. Estos rodillos pueden ser

dentados, como el mostrado en la Figura 4-12, y se utilizan para materiales que son

blandos o que se disgregan con facilidad.





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FIGURA 4-12: Chancadora de Rodillo

4.3.5.- Equipos auxiliares en plantas de chancado.

En la operación de unidades de chancado se advierten varios equipos e

instrumentos que complementan a la operación. Entre ellos se tienen:

a.- Martillos hidráulicos. Se sitúan normalmente en la cercanía de la boca de

alimentación de las chancadoras primarias, tienen como misión fragmentar las rocas

que presentan un tamaño mayor al máximo permitido como alimentación de la

máquina.





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FIGURA 4-13 : Martillo hidráulico

b.- Correas transportadora

Las correas transportadoras son equipos utilizados en el transporte de

materiales gruesos y relativamente secos. La correa está fabricada con capas de

género y goma prensada o vulcanizada. La capa superior e inferior esta hecha de una

goma resistente a la abrasión

Las correas funcionan sobre polines, estos pueden ser planos pero lo más

corriente es que ellos sean con depresión en la forma como se indica en la Figura 4-

10. La capacidad de una correa depende de su ancho, velocidad y depresión.

Las correas transportadoras están equipadas con detectores de velocidad;

interruptores de emergencia del cordón de seguridad; detectores de desalineamiento

(desplazamiento lateral); y un detector de chute en el punto de descarga. Al activarse

cualquiera de estos dispositivos se activa una alarma que puede, en situaciones de

emergencia incluso detener la correa.





69

En una correa normal, como la mostrada en la Figura 4-14, se identifican los

siguientes elementos:

a. Polea delantera: Es la polea que se encuentra en el punto de descarga de la

correa, frecuentemente es allí donde se encuentra el motor de impulsión del

sistema.

b. Polea de apoyo: Es la polea que se utiliza para aumentar el arco de contacto de

la polea motriz.

c. Polea de curvatura: Es la polea que se utiliza para cambiar la trayectoria de la

correa.

d. Polea de tensión: Es la polea que se utiliza para centrar la correa, puede

utilizarse para los efectos la polea trasera o bien una polea que actúe por

gravedad.

e. Polea trasera: Es la polea que se utiliza para girar la correa desde la dirección

de retorno a la trayectoria cargada.

f. Polines de carga: Son los rodillos que se encuentran debajo de la correa

cargada y que soportan tanto a la correa como a la carga.

g. Polines de impacto: Son los que están ubicados bajo los puntos de alimentación

de la correa.

h. Polines de retorno: Son los polines que se encuentran debajo del lado de retorno

de la correa y soportan el peso de la correa transportadora vacía que regresa.

Existen diferentes diseños de correas especiales, entre ellos se encuentran las

correas de largo alcance, por ejemplo las que conducen el material chancado desde la

mina hacia la Planta y las correas de alimentación, Feeders, situadas bajo los silos o

las cámaras de roca, stock pile, y que normalmente tienen polines de tipo plano.

Para el diseño de sistemas de transporte por correa es conveniente utilizar la

información entregada por el propio fabricante, que permite especificar el tipo y

características de las correas a utilizar en conformidad con la capacidad requerida y la

topografía del terreno o la altura a la que debe llevarse la carga.





70

Polea

delantera

Polea de apoyo

Polea de curvatura

Polea de Tensión

Polines de retorno

Polea trasera

Peso

Polines de carga

Descarga

de mineral

Alimentación

de mineral

Detector de

atollo

Polea

delantera

Polea de apoyo

Polea de curvatura

Polea de Tensión

Polines de retorno

Polea trasera

Peso

Polines de carga

Descarga

de mineral

Alimentación

de mineral

Polea

delantera

Polea de apoyo

Polea de curvatura

Polea de Tensión

Polines de retorno

Polea trasera

Peso

Polines de carga

Descarga

de mineral

Alimentación

de mineral

Detector de

atollo

FIGURA 4-14: Correa transportadora

c.- Sistemas de recolección de polvo.

Los sistemas de chancado generan una gran cantidad de polvo que se va hacia

el ambiente, por lo cual es frecuente que estas unidades dispongan de sistemas de

control o de recolección de polvo.

Un procedimiento normal es utilizar boquillas que nebulizan agua en los puntos

de traspaso de mineral o de generación de polvo. Las boquillas dispersan finas gotas

de agua las que al chocar con las partículas de polvo las adhieren y permiten que ellas

sedimenten. En caso contrario las partículas en suspensión pasarían hacia la

atmósfera con el consiguiente daños hacia el medio ambiente y la salud de las

personas.

d.- Correas magnéticas y detector de metales.

El paso de materiales no triturables, como trozos de metal, puede originar

severos daños por atascamiento en las cámaras de chancado, de allí que como

elementos de seguridad se utilicen electroimanes, que eliminan el acero arrastrado por

el mineral y sistemas de detección de metales.

Los electroimanes ellos van montados en correas transportadoras sobre la

correa principal y en disposición perpendicular a ésta, de tal forma que los trozos de





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acero que pudieran haber sido transportados serán atraídos por el electroimán y

mediante la correa serán sacados fuera del sistema.

El detector de metales es un instrumento electrónico que detecta la presencia

metales magnéticos o no magnéticos. El principio en el cual se basa es la mayor

conductividad eléctrica que tienen los metales respecto de las partículas de mineral. En

la parte superior de la correa se emite una señal electromagnética que es captada bajo

ésta. La presencia de metal en la carga de la correa modificará dicha señal, lo cual

accionará una alarma o un interruptor a fin de corregir esta anomalía..

f.- Pesómetros.

Es un conjunto de báscula que permite determinar el peso de material

transportado por las correas. Esta formado por polines pesadores y por una pila piezo

eléctrica indicadora de la tensión de precisión que registra el peso que pasa por el

sistema. La carga sobre la correa se traslada a los polines pesadores y luego a la pila

piezoeléctrica que lo traduce a peso.

4.4.- Máquinas de molienda.

4.4.1.- Molinos rotatorios

El equipo más utilizado en la industria minera es el molino rotatorio, este

consiste en un tambor que gira y que contiene en su interior cuerpos de molienda. A

consecuencia del giro del molino los cuerpos moledores son levantados hasta cierta

altura desde donde caen rodando hasta el piso.

Los cuerpos de molienda pueden ser barras, bolas, conos, guijarros o

partículas de gran tamaño del mismo mineral que se está moliendo. Estos cuerpos

determinan la denominación del molino, así se distinguen molinos de barras, molinos

de bolas, molinos de guijarros, molinos autógenos y semiautógenos.

En la Figura 4-11 se muestra un molino rotatorio, los componentes normales que

pueden identificarse son:

i. Carcaza : Cuerpo del molino, (compuesto de hojas de acero soldadas o

remachadas, o laminadas de una sola pieza.

ii. Revestimiento, el molino está revestido interiormente por placas de goma

o de acero al manganeso. Estas constituyen la guarnición que protege a la

carcaza del desgaste.

iii. Parrillas: En algunos molinos se instalan rejillas o parrillas en el interior y

próximas a la descarga. Estas parrillas, de abertura 3/4" a 1/2", están

destinadas a retener los cuerpos moledores y las partículas que aún no han

alcanzado un tamaño apropiado.





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iv. Rodamiento Trunión (descansos) : Son las bases horizontales

concéntricas de carga y descarga en los cuales se apoya el tambor

cilíndrico.

v. Trommel : Harnero dispuesto a la salida de la carga, cuya finalidad es

clasificar el sobretamaño que expulsa el molino.

vi. Engranaje del anillo (corona):Elemento mecánico que actúa con un

piñón y que es accionado por el Motor del Molino.

vii. Motor del Molino: El molino de bolas funciona con un motor eléctrico

sincrónico el cual transmite potencia al grupo reductor.

viii. Embrague: Dispositivo que conecta el eje del motor con el piñón que

acciona la corona del molino.

ix. Dispositivo de Carga (chute de alimentación): Ubicado en extremo de

la alimentación y que recibe la carga circulante del sistema.

x. Dispositivo de descarga: Es aquel que transfiere la pulpa desde el

molino al cajón de alimentación a los clasificadores.





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FIGURA N° 4-11. Esquema de un Molino Rotatorio

Como elementos auxiliares se tienen:

- Sistema de Lubricación de aceite. Este sistema está asociado a los

rodamientos de los descansos. Importa la presión, la que da una indicación

de la carga en el interior del molino, y la temperatura que tiene el aceite.

Frente a temperaturas elevadas el sistema reacciona enfriando.

- Sistema de Lubricación de Grasa Asfáltica. Es quien lubrica el sistema

de piñón – corona que acciona al molino.

- Sistema de Aire de Embrague. El sistema motriz del molino se conecta al

motor eléctrico mediante un embrague, este dispositivo es neumático por lo

cual importa la presión de aire en la red.

4.4.2. Acción de los cuerpos moledores





74

La carga de los medios de molienda, cuyo volumen aparente es del orden del

30 al 40 % del volumen interno del molino, presenta una superficie inclinada que se

caracteriza a través del denominado “ángulo de levantamiento de carga”, Figura 4-12.

En su giro los cuerpos de molienda emergen desde el punto más alto y caen hasta el

punto más bajo desde donde vuelven a incorporarse a la carga. Con el movimiento la

carga ésta se expande y permite que las partículas penetren los intersticios haciendo

más efectiva la labor de los medios de molienda. Estos al caer Aplican diversos

esfuerzos a las partículas, destacando los de impacto y de compresión.

Para que pueda tener lugar la elevación y posterior caída de los cuerpos

moledores es necesario que en la pared interior del molino existan barras

levantadoras o lainas corrugadas (lifter), de otra forma la carga se deslizaría como un

todo por la superficie interior del molino.

Zona de cataratas

Zona de cascada

Volumen muerto

FIGURA 4-12 : Movimiento de la carga de bolas en un molino

Además de la presencia de elevadores, resulta importante la velocidad de

rotación del molino. A baja velocidad los cuerpos moledores se elevan y caen dando

tumbos, originando una serie de compresiones sucesivas sobre las partículas, este

tipo de movimiento se denomina de cascada, a velocidades mayores algunas de los

cuerpos se desprenden y se proyectan separándose de la carga, este régimen se

llama de catarata. Los cuerpos en catarata muelen por impacto y principalmente a las

partículas que se encuentran en los pies de la carga. Finalmente, al aumentar la

velocidad se llega a la denominada velocidad crítica, Nc, en la cual los cuerpos se

mantienen pegados a la carcaza sin caer. Esto ocurre cuando la fuerza centrífuga

contrarresta a la fuerza de gravedad, de allí que este fenómeno se denomine

centrifugación. De un balance de fuerza se obtiene, en el caso de molinos de bolas,

la siguiente relación:





75

Nk

D dc

(4-1)

donde D es el diámetro del molino y d el diámetro de las bolas, k es una constante que

depende de las unidades, su valor 76,6 si las longitudes se expresan en pies y 32,4

cuando se expresan en metros. Usualmente el diámetro de los medios de molienda es

despreciable frente al diámetro del molino, por lo que la expresión anterior se escribe

como:

Nk

Dc (4-2)

Los molinos operan a velocidades menores que la velocidad crítica. Además, es

corriente que esta velocidad se exprese como una fracción de la velocidad crítica:

NN

Nc

* (4-3)

donde N* es la fracción de la velocidad crítica y N es la velocidad de giro del molino.

Mediante un balance de energía mecánica puede demostrarse que al caer el

cuerpo de molienda la mayor energía cinética en el impacto se logra cuando

N* = 0,78. Los valores utilizados normalmente en la práctica son de 0,77 para molinos

de bolas y 0,70 para molinos de barras.

4.4.3.- Potencia del Molino.

Modelo teórico de consumo de potencia

Para derivar un modelo teórico que de cuenta del consumo teórico de

potencia en el molino puede utilizarse el sistema descrito por la figura (4-13).





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Carga del molino

Angulo de elevación

de la carga

O

G

c

W

a

b

Nivel de la carga

FIGURA 4-13: Modelo para el cálculo de potencia teórica de un molino.

En ella se representa un molino de diámetro D que gira a N revoluciones

por minutos (rpm), con una carga constituidas por bolas y pulpa cuyo peso total es W y

que tiene una densidad aparente igual a ap. El centro de gravedad G se encuentra

ubicado a una distancia c del eje del molino, O. En estado estacionario se establece

un ángulo de elevación , entre el nivel de la carga y la horizontal. En esas

condiciones el consumo neto de potencia está dado por la expresión:

P = (Torque) x (velocidad de rotación) (4-4)

en el sistema considerado la componente del peso en la dirección del movimiento está

dado por (W sen ), con lo cual:

Torque = c W sen (4-5)

al reemplazar este valor en la ecuación (4-4) y expresando la velocidad de rotación en

radianes por segundo se obtiene:

P = 2 c N W sen (4-6)

Haciendo uso de las ecuaciones anteriores la velocidad del molino puede

expresarse como un porcentaje de la velocidad crítica, con ello se tiene.





77

N = 0,7663 (% N*) D

-0.5 (4-7)

Por otra parte, la masa de la carga está dada por su densidad aparente

multiplicada por el volumen que ocupa. Si c es la fracción de volumen del molino que

ocupa la carga se tiene:

W D Lap c

4

2 (4-8)

donde L es el largo efectivo del molino.

Si la carga se encuentra homogéneamente distribuida, a través de

consideraciones geométricas se obtiene la siguiente correlación para el llenado del

molino:

c

Dx c 0 4502 0 844 10 2, , (4-9)

Reemplazando las ecuaciones anteriores en la expresión (4-6) y reordenando

términos se obtiene la expresión final que da cuenta del consumo teórico de potencia:

P K DL

DN xp ap c c

3 5 2 2100 1076 10. * (% , (% ) ) sen (4-10)

La constante Kp vale 2,386113 x 10-5 y los otros términos tienen el

sentido ya indicado. Esta ecuación es aplicable a cualquier tipo de molinos.

4.4.4.- Molinos de barras.

Los molinos de barras se utilizan en la molienda primaria del mineral y tratan

mineral proveniente de una trituración secundaria o terciaria. Operan en circuito

abierto y su producto alimenta a sistemas de molienda-clasificación donde operan

molinos de bolas. Su diseño corresponde al de un molino rotatorio con una relación

Largo/Diámetro mayor a 1,5 : 1.

En su interior actúan como cuerpos moledores barras de acero cuyo largo es

del orden de 1,4 a 1,6 veces el diámetro interno del molino. Longitudes de barras

menores a 1,25 el diámetro pueden producir entrabamiento, asimismo, longitudes

superiores a 6,8 mtrs dificultan el movimiento del molino en torno a su eje y las barras

se fracturan dañando los sistemas de descarga del molino. El volumen aparente de la

carga de barras es del orden de 35 a 40 % del volumen interno del molino.





78

Uno de los aspectos prácticos de interés es la acción de clasificación interna de

las barras. Estas actúan como parrillas originando productos de granulometrías

relativamente uniformes.

En el procesamiento de minerales de cobre su uso a decaído. En faenas de

tamaño medio, menores a 20.000 TPD, resulta más conveniente instalar equipos de

trituración terciaria como etapa previa a la molienda y en plantas de mayor capacidad

es más conveniente realizar la molienda primaria en molinos SAG. Sin embargo, en

algunas operaciones de minería no metálica es un equipo plenamente vigente.

4.4.5.- Molinos de bolas.

En un molino de bolas los cuerpos moledores son bolas de acero, fundidas o

forjadas, y que se fabrican con diámetros máximos de 5”. Las bolas ocupan alrededor del

35% a 45% del volumen interior del molino. Esta operación se realiza en húmedo a un

porcentaje de sólidos que varía entre 55% y 70%, pulpas muy densas impiden el

movimiento libre de las bolas y el transporte de los sólidos en el interior del equipo, pulpas

muy diluidas “lavan” las partículas pegadas a las bolas disminuyendo la eficiencia y

elevando el consumo de acero.

Al girar el molino las bolas son levantadas hasta alcanzar una altura máxima

desde la cual caen hacia el piso del molino. En este proceso las bolas imprimen a las

partículas los diferentes esfuerzos que originan su reducción de tamaño. Además, gran

parte de la pulpa se ubica en los intersticios entre bolas, de allí que al producirse el

movimiento ascendente en las paredes y descendente en el centro, sobre las partículas

se aplican esfuerzos tangenciales que producen abrasión y generación de partículas

finas.

Las principales variables que se identifican en un molino de bolas son las

siguientes:

- Alimentación al molino

- Potencia consumida.

- Porcentaje de Sólidos en la Descarga.

- Presión en los descansos.

- Consumo de bolas.

- Velocidad de rotación del molino.

En general puede indicarse:

Alimentación al molino: Para un mineral de una dureza determinada el tamaño de

producto depende de la tasa de alimentación. Si el flujo de alimentación es elevado,

las partículas permanecerán poco tiempo en el molino y la granulometría de la

descarga será más gruesa. Lo contrario también es válido. Este hecho permite





79

reaccionar frente a cambios en la dureza del mineral a través de disminuciones o de

aumentos en la tasa de alimentación al molino.

Una tasa de alimentación elevada puede causar problemas de atochamientos

en el interior de la máquina. En este caso la carga tiende a devolverse y obstruir la

alimentación.

Potencia consumida : La potencia consumida por el molino depende casi

exclusivamente de la fracción aparente de medios de molienda y es poco dependiente

de la carga de mineral. Esto por la considerable diferencia en peso entre la fracción

cargada con bolas y la masa de pulpa situada en los intersticios y superficie de la

carga.

Este hecho, potencia dependiente de la fracción de los medios de molienda,

se utiliza en algunas plantas como criterio para agregar bolas al sistema, por ejemplo

si el operador detecta que disminuye el amperaje puede, con algún grado de certeza,

atribuirlo a la disminución de bolas en el interior del molino. No obstante, este criterio

debe ser verificado en forma práctica por la posibilidad que contribuyan a esta

evidencia otros factores, como ser cambios en el ángulo de levante o cambios en el

espesor de corazas.

En una operación normal la potencia debiera de mantenerse constante, pero

puede presentar algunas variaciones. Para explicar la conducta es necesario

contrastar con la presión de aceite de los descansos. Si fuese mucha la carga la

potencia debiera de disminuir con el consiguiente aumento de la presión de aceite. Si

la carga fuese poca, la potencia presenta una conducta oscilante con tendencia al

aumento.

A modo de ilustración se presenta una relación empírica aceptada de la

potencia de un molino de bolas:

)D

L( )N (100 ) (100 (D) K = P 1,505*0,555

b

3,5

rE (4-11)

en ella puede observarse que la potencia depende de la fracción volumétrica de bolas,

la fracción de la velocidad crítica y de las dimensiones del molino, (largo, L y diámetro,

D). La constante Kb depende del tipo de descarga, por rebalse o por parrilla.

Porcentaje de sólidos de la pulpa: El agua que se adiciona al molino tiene como

función principal el transporte de la carga en el interior del equipo. Las pulpas diluidas

hacen que el paso del material por la máquina sea rápido, aumentando el desgaste de

acero por el choque entre bolas. Pulpas muy concentradas dificultan el transporte





80

produciéndose atochamientos. Los valores corrientes de operación se encuentran en el

orden de 70 (%) en sólidos, pero debe indicarse que por la propia dinámica de la

máquina este valor se encuentra distribuido en el interior del molino y en algunos

sectores puede presentar valores diferentes..

Presión de aceite en los descansos: La presión de aceite en los descansos provee

de una medida indirecta del peso de la carga en el interior del molino. Pero, como se

indicó, ésta depende en gran medida de la carga de bolas presentes y es

relativamente independiente de la carga del mineral.

Consumo de bolas: En la operación las bolas de acero van sufriendo desgaste, este

es producto de la abrasión y de los impactos que sufren con el mineral y también por

corrosión del medio. Diariamente deben incorporarse bolas al sistema de acuerdo a

patrones estadísticos de la planta.

Velocidad de rotación: En algunos molinos de bolas es posible modificar la velocidad

de rotación. Esto tiene importancia en las situaciones de partida del molino con carga

ya que en esta situación es posible hacer partir el molino “desde cero”, sin que haya

riesgo de producir daños en la estructura de la máquina.

Dureza: Para un molino de bolas el concepto de dureza se expresa en términos del

llamado Indice de Trabajo, (Work Index), definido por Fred Bond en 1952. El Wi

corresponde al trabajo total, expresado en Kwh/Ton corta, necesario para reducir una

tonelada de material desde un tamaño teórico infinito hasta partículas que sean

inferiores en un 80 % a 100 micrones ( aproximadamente 67 % - 200 mallas). Este

valor se obtiene experimentalmente en un equipo denominado Molino de Bond.

Las perturbaciones, variables aleatorias no controladas, provienen del mineral.

Entre ellas está la dureza, tamaño de partícula de la alimentación y la abrasividad.

Las dos primeras determinan la tasa de alimentación al molino, materiales más finos o

más blandos requieren de un menor tiempo de residencia en el equipo por lo que

puede aumentarse la tasa de alimentación. El consumo de bolas está determinado, en

gran parte, por la abrasividad del mineral. Además, estas perturbaciones dependen de

las características del yacimiento y del ritmo de explotación de la mina.

4.4.6. Molinos Autógenos (FAG) y Semiautógenos (SAG).

Estos molinos utilizan como medios de molienda colpas de gran tamaño del

propio mineral que está en proceso. Estas colpas, que pueden ser inclusive de 8 “ y

que son elevadas a una altura del orden del diámetro del molino, deben de tener una

dureza apropiada para fracturar partículas de tamaños menores, asimismo, a

consecuencia de su ascenso y caída, se produce una autofractura que rompe la roca

y da origen a trozos de tamaños menores.





81

En el caso de los molinos autógenos (FAG), estos utilizan exclusivamente las

rocas del mineral como medios de molienda, pero uno de los problemas que se

advierte es la aparición de un cierto tamaño de partículas, denominado tamaño crítico,

que no se muele y que se acumula en el interior del molino. El problema anterior se

soluciona si se le agregan bolas de gran tamaño a la carga. En este caso la operación

se denomina molienda semiautógena, SAG.

Un molino semiautógeno, SAG, (abreviación del término inglés Semi

Autogenous Grinding), es un molino rotatorio donde la mayor parte de la acción de

molienda es realizada por trozos de gran tamaño, (8 – 10 pulg.), del mismo material,

los que son ayudados por bolas de acero de 4” o mayores.

Estructuralmente son molinos rotatorios por lo cual son de características

similares a los molinos de bolas.

Algunas diferencias importantes con los molinos de bolas son las siguientes:

a. Los molinos SAG disponen siempre de una parrilla interna que impide

que los trozos mayores de mineral y las bolas salgan del sistema.

b. El diámetro del molino es mayor que su largo, la razón de ello se debe a

la mayor altura a la que debe llevarse la carga a fin de que cumpla con el

cometido de moler y de autofracturarse.

c. En cuanto al sistema motriz pueden ser accionados por un sistema de

piñón-corona, o bien por un sistema integrado en el cual el molino es el

rotor y un anillo que lo rodea actúa como estator.

No obstante la existencia de bolas en el molino es inevitable que aparezca un

cierto tamaño de material particularmente duro que no se fracturará. Estos se

denominan con la palabra inglesa “Pebbles” y deben extraerse desde el sistema. Para

el efecto, en la descarga de los molinos SAG, además del harnero tromell común a los

otros molinos, se ubican harneros vibratorios cuyo sobretamaño está constituido por

dichos pebbles. La operación normal es que estos pebbles, una vez eliminados los

restos de acero, sean triturados en chancadoras de cono y retornen al sistema como

alimentación al SAG.

En un molino SAG es de gran importancia la potencia consumida, de acuerdo a

la ecuación teórica, (4-10), la potencia aumenta con la fracción de llenado de la

máquina para luego empezar a disminuir pasando por un máximo. Cuando se está en

condición de aumento de potencia, o bien ésta se muestra estacionaria, el molino

cumple con su función, las partículas mayores y las bolas son proyectadas originando

impacto sobre el pie de la carga, pero si la potencia disminuye, a causa del llenado, se

está en una situación anormal, la carga puede estarse moviendo como un todo, sin





82

producir fractura, y con riesgo para la estructura del equipo, a esta situación se le

denomina como: de “sobrecarga”.

La fracción de llenado depende de una multiplicidad de factores, entre ellos se

cuentan:

a. Tasa de alimentación de carga fresca.

b. Granulometría de alimentación

c. Dureza del mineral.

d. Viscosidad de la pulpa.

e. Densidad del mineral y de la pulpa

f. Carga de bolas

g. Descarga de parrillas

a. Tasa de alimentación de carga fresca. En este punto es necesario establecer una

diferencia fundamental entre la operación de un molino SAG y uno de bolas. En este

último, a mayor tasa de alimentación las partículas tendrán un menor tiempo de

residencia en el equipo, en cambio, en un molino SAG, su efecto será sobre la fracción

de llenado del molino. La tasa de descarga depende de la fracción de tamaño menor a

la abertura de la parrilla interna, existentes en el del equipo, por lo que no puede

establecerse una relación directa como en el caso de un molino de bolas.

b. Granulometría de alimentación: La eficacia de un molino SAG depende de la

disponibilidad de trozos lo suficientemente grande como para producir fractura y que a

su vez se autofracturen. Pero, por otra parte, el flujo de descarga del molino depende

de la cantidad de finos en su interior, por lo cual es deseable que la alimentación

llegue con una cierta cantidad de tamaño particulado menor. Como esta no es una

variable que pueda controlarse en la planta han surgido procedimientos que permiten

una mejor compatibilización con los procedimientos utilizados en la mina, “Mine to

Mills”.

c. Dureza del mineral: El efecto de la dureza del material apunta en dos direcciones

contrarias, por una parte, el tener un material más duro será beneficioso para la acción

como medio de molienda, pero por otra parte, disminuirá su autofractura. En general,

una mayor dureza aumenta el llenado del molino y genera una mayor cantidad de

“pebbles”.

d. Viscosidad de la pulpa: La viscosidad de la pulpa afecta el transporte en el interior

del molino hacia la parrilla de descarga originando acumulaciones puntuales de

material.

e. Densidad del mineral y de la pulpa: La concentración de sólidos en el molino,

mediada por la densidad de pulpa tiene importancia para el transporte del material en





83

el interior del equipo. Si la pulpa es demasiado densa, ese transporte será dificultoso y

habrá tendencia a la acumulación. La densidad del mineral tiene efecto sobre la

densidad de la pulpa.

f. Carga de bolas: Como se ha indicado, las bolas permiten fracturar las partículas de

tamaño crítico, (que son demasiado pequeñas para fracturar a otras y demasiado

grandes para ser fracturadas), si en el sistema faltasen bolas puede producirse un

acumulamiento de dichos tamaños en el interior del molino. La fracción de bolas en el

molino es del orden de 6 a 8 %. Al respecto debe indicarse que la principal ventaja de

un molino SAG, respecto de la molienda en un circuito convencional de bolas, es

precisamente la disminución del consumo de acero.

FIGURA 4-14: MOLINO SEMIAUTOGENO





84

4.5. Clasificadores

La operación de clasificación consiste en separar en fracciones una mezcla de

partículas de diferentes tamaños. Cada una de estas fracciones presentará una mayor

uniformidad en su distribución granulométrica. En particular, en el caso de sistemas de

molienda-clasificación se obtienen dos fracciones, una que contiene las partículas

mayores a un cierto tamaño, denominado tamaño de corte, y otra que contiene a las

partículas de tamaño menor.

En la figura (4-15) se esquematiza un clasificador, por convención a la fracción

que contiene a las partículas de tamaños mayores se le denomina Descarga y a la

que contiene a las partículas de tamaños menores se le da el nombre de Rebose.

Debe destacarse que estos nombre son referenciales ya que suelen utilizarse otras

denominaciones de acuerdo al tipo de clasificador y a la costumbre de las faenas. Por

ejemplo, en el caso de hidrociclones suele utilizarse la nomenclatura inglesa

designando como underflow (o simplemente under) a la fracción de tamaño mayor y

como overflow (o simplemente over) a la fracción menor.

CLASIFICADOR

fd (xi)fa (xi)

fr (xi)

Flujo másico de

alimentación : A

Flujo másico de

descarga : D

Flujo másico de

rebose : R

FIGURA 4-15: esquema de un clasificador de tamaños.

En los equipos de clasificación se distinguen dos grandes grupos: los que

separan por la acción de mallas y los que lo hacen con la participación de un fluido. En

el primero se encuentran los harneros y en los segundos los hidrociclones y los

clasificadores mecánicos de flujo transversal.





85

4.5.1. Harneros

Los equipos de clasificación de uso corriente en las plantas de chancado son los

harneros. Básicamente un harnero es una superficie que cuenta con orificios de una

determinada abertura. Las partículas cuyo tamaño es inferior a dicha abertura son

capaces de atravesar la superficie, mientras que las partículas de tamaños mayores no

pueden hacerlo.

Los orificios pueden provenir de la separación de barras dispuestas en forma

paralela, del tejido de una malla metálica o de las perforaciones hechas en una placa.

En cualquier caso, la abertura que queda permite separar a las partículas en dos

fracciones, las mayores, que no pasan por dicha abertura, y las menores, que si lo

hacen.

Los harneros pueden ser de tipo estacionario y de tipo móvil. En los primeros se

identifican a las parrillas y los harneros curvos. En los móviles el Trommel, los harneros

vibratorios y los harneros de alta frecuencia y, relativamente nuevos en la técnica, los

harneros tipo banana.

a.- Parrillas (Grizzly).

Consisten en un marco en el que se han dispuesto barras o cadenas, en forma

paralela, dejando una abertura constante entre ellas. Este marco se dispone inclinado

de tal forma que las partículas que no atraviesan la abertura rueden hacia el pie desde

donde son evacuadas. Este tipo de equipos permite tratar materiales relativamente

gruesos y suele disponerse previo al chancado primario. Para identificar esta

operación se utiliza también el término en ingles “scalper” .

Se identifican también parrillas móviles, con un concepto similar al de los

harneros vibratorios, las que se utilizan para un rango de tamaño menor que el de

aplicación en parrillas fijas.

b.- Harneros curvos.

Estos equipos se utilizan en húmedo y permiten clasificar partículas en el rango

de 100 a 12000 m, aún cuando su mayor aplicación tiene lugar entre 200 y 3000 m.

Este rango cubre el tamaño mínimo de uso en harneros vibratorios, 10 # , y el rango

superior de uso en hidrociclones, 100 #.

Los harneros curvos, como su nombre lo indica, están compuestos por una

superficie cóncava y tiene dispuesta barras en ángulo recto con el flujo de alimentación.

La pulpa se alimenta por la parte superior, en forma tangencial a la superficie, y

buscando distribuirla por todo el ancho del harnero. En la Figura (4-16) se muestra un

harnero de este tipo.





86

SUPERFICIE DEL HARNERO

SOBRE TAMAÑO

BAFFLE DE AJUSTE DE ALIMENTACION

LIQUIDO Y SOLIDOS DE

BAJO TAMAÑO

FIGURA 4-16: Esquema de Harnero Curvo

c.- Trommel.

Consiste en un cilindro, fabricado de una malla metálica o de una chapa

perforada, que gira alrededor de un eje inclinado del orden de 10 a 20º sobre la

horizontal. Este giro permite que las partículas, cuyo tamaño sea superior al de la

abertura de la malla del tambor, se desplacen hacia el punto de descarga mientras que

las partículas menores atraviesan la malla y son colectadas en la parte inferior.

Los trommel se utilizan en operaciones especiales, por ejemplo en lavado o

deslamado de materiales. En un principio se utilizaron en la clasificación de materiales

en circuitos de chancado, pero en la actualidad esto se lleva a cabo casi exclusivamente

con harneros vibratorios. Otro uso importante es el que tienen como componentes

estructurales de los molinos rotatorios, en efecto, todos los molinos tienen en la

descarga dispuesto un trommel, que permite eliminar los trozos de acero de las bolas o

bien los pebbles que se hayan generado.

c.- Harneros vibratorios.

Estos son los equipos de mayor uso para la clasificación de partículas en

circuitos de chancado de minerales. Básicamente consisten en una superficie fabricada,

con una malla, o una chapa perforada, que está dispuesta sobre un marco que es

movido por un mecanismo mecánico.





87

El efecto de vibración causa dos fenómenos: en el primero de ellos las partículas

de tamaño menor a la abertura de la malla, al desplazarse y saltar, aumentan su

probabilidad para ponerse en contacto con la superficie y ser clasificadas; en el

segundo caso, respecto de las partículas de tamaño mayor, la vibración permite el

transporte de éstas desde la alimentación hacia el punto de descarga. En la técnica se

distinguen tres grandes tipos de harneros vibratorios:

- Harneros de pendiente media con vibración normal a la superficie.

- Harneros de pendiente media y vibración circular.

- Harneros horizontales con vibración dirigida.

De los anteriores los primeros son los de uso más frecuente. En cuanto al

mecanismo vibrador se identifican dos tipos, uno es un dispositivo mecánico constituido

por un eje excéntrico (harneros de dos cojinetes o de mecanismo simple) y el otro está

conformado por dos asientos excéntricos (harnero de cuatro cojinetes o de mecanismo

doble). El mecanismo doble permite una mejor vibración y se utiliza en el caso de

harneros de gran tamaño. Asimismo, para aumentar su rendimiento los harneros

pueden tener más de una bandeja. En la Figura (4-17) se muestra un harnero

vibratorio típico.

FIGURA 4-17: Harnero Vibratorio

d. Harneros tipo Banana





88

Los harneros tipo banana, desarrollados por Nordberg, tienen básicamente tres

secciones, las que se muestran en la figura 4-18.

a. La sección por donde entra la alimentación, es empinada con una inclinación del

orden de 30º a 35º. Debido a esta inclinación el material adquiere velocidad

adelgazándose la cama y permitiendo que se forme una película delgada que

facilita el contacto de las partículas con la superficie cribante. Se estima que en

este sector se clasifica entre el 85 y el 90 % del material del bajo tamaño.

b. Una sección intermedia en la cual la pendiente es de aproximadamente 20º a

25º. En este sector la pendiente es menor, pero aún la suficiente para que el

material tenga una velocidad suficiente para formar capas delgadas que

facilitan el contacto de las partículas con la superficie.

c. La sección final o plana con una pendiente aproximada de 10º a 15º. En esta

sección el mecanismo vibratorio permite el transporte de las partículas de sobre

tamaño hacia la descarga.

Entre las ventajas que tiene esta tecnología respecto a los harneros vibratorios

convencionales se tienen::

Se puede usar en todo tipo de minerales, gangas, carbones y rocas de cuarzo.

Alta capacidad y eficiencia de pasado del material a través del tamiz.

Diseñado para aplicaciones de uso terminal.

Virtualmente elimina el cegado del tamiz por humedad o tamaños finos..

Requiere menos espacio que un harnero convencional de capacidad similar.





89

Figura 4-18 : Partes Importantes de un Harnero Banana.

4.5.2. Clasificadores en húmedo.

Los clasificadores que actúan en un fluido, agua o aire, basan su mecanismo en

el diferente comportamiento que presentan, en el fluido, partículas de densidad simi lar

pero diferente tamaño. En este curso se considerarán sólo los clasificadores húmedos,

entre los que se cuentan los clasificadores mecánicos de flujo transversa, los

clasificadores hidráulicos y los hidrociclones.

a.- Clasificadores mecánicos de flujo transversal.

En estos clasificadores las partículas sedimentan en una cámara por donde fluye

un flujo de agua en la dirección transversal a la de sedimentación de las partículas. Esta

situación se esquematiza en la figura (4-19). Las partículas pequeñas tienen una baja

velocidad de sedimentación y son Arrastradas por el fluido. En cambio, las partículas de

mayor tamaño sedimentarán y se irán al fondo del recipiente.

Las partículas que han sedimentado deben ser evacuadas del sistema, para ello

se utilizan dispositivos mecánicos. Respecto a estos dispositivos se identifican dos

mecanismos. El de espiral, que consiste en un tornillo sin fin que al girar arrastra a las

partículas depositadas en el fondo, y el de rastra, que logra el efecto anterior por un

conjunto de rastras que al moverse arrastran a las partículas sedimentadas. En la

Figura (4-19) se muestra un clasificador de espiral.





90

Dirección fluido

vf

vf

vs

vs

FIGURA 4-19: Acción de un clasificador de flujo transversal

FIGURA 4-20: Clasificador de espiral

En la minería metálica estos clasificadores se utilizaron en forma intensiva hasta

mediados de la década del cuarenta, pero después fueron reemplazados por

hidrociclones, porque éstos tienen mayor capacidad. En la actualidad se utilizan en

faenas de pequeña envergadura y como unidades de lavado. Por ejemplo, estos

equipos son muy eficientes en el tratamiento de arena que se utiliza como medio





91

filtrante, debido a que logran un buen ajuste de la granulometría y eliminan los finos

presentes.

b.- Clasificadores hidráulicos.

En estos clasificadores el agua fluye en sentido contrario al de

sedimentación de las partículas, de tal forma que las partículas de tamaño pequeño,

cuya velocidad de sedimentación es menor que la velocidad del fluido, serán

arrastradas aguas arriba. En cambio las partículas de tamaño mayor, cuya velocidad de

sedimentación es mayor que la velocidad del fluido, caerán hacia el fondo del equipo.

Estos equipos no se utilizan en minería metálica, sin embargo son

eficientes como equipos de lavado de partículas, cuando se quieren eliminar los finos, y

permiten un buen ajuste de las fracciones granulométricas, ya que modificando el flujo

de agua pueden separarse adecuadamente distintas fracciones de tamaño.

c.- Hidrociclones.

Los Hidrociclones son equipos de clasificación continua que utilizan la fuerza

centrífuga para producir la separación de las partículas conforme su tamaño.

Estructuralmente está constituido por dos partes, un recipiente de forma cónica,

abierto en su descarga, el que se encuentra unido a una sección cilíndrica, la que

tiene una entrada de alimentación tangencial, Figura 4-21. La pulpa se introduce

tangencialmente en la sección cilíndrica y circula hacia abajo forzada por la

alimentación que ingresa.

Los ciclones están dispuestos en grupos o baterías para ahorrar espacio y para

asegurar una distribución pareja y adecuada de la alimentación que ingresa a cada

ciclón, Figura 4-22. La pulpa de las bombas de alimentación ingresa a la parte inferior

del distribuidor de la alimentación cilíndrica, alrededor del cual se encuentran

distribuidas simétricamente las tuberías de alimentación. Las válvulas de alimentación

a cada ciclón permiten que los ciclones entren en operación o se detengan en forma

independiente.

El material que sale de la parte superior del ciclón se denomina rebalse (u

Overflow) y el material grueso de la parte estrecha se denomina descarga (o

Underflow). Cada descarga de ciclón pasa a una canaleta circular dispuesta en anillo

alrededor de la tubería de alimentación ( cajón de Underflow). Otra canaleta anular

colecta el rebalse ( cajón de Overflow).





92

ALIMENTACION

BUSCADOR DE

VORTICE

DESCARGA ( UNDERFLOW )

APEX

REBASE

OVERFLOW

VORTEX

BOQUILLA DE ENTRADA

A

L

I

M

E

N

T

A

C

I

O

N

BUSCADOR DE VORTICE

VORTICE

FIGURA 4-21 : ESQUEMA DE UN HIDROCICLON

A C TU A D O R

VA LVU LA D E

A LIM EN TA C ION

R EB A LSE

TU B ER IA

R EB A LSE

C A N A LETA

R EB A LSE

C A N A LETA

D ESC A R G A

D ISTR IB U C IO N

A LIM EN TA C ION

D ESD E B OM B A

A LIM EN TA C ION

A C IC LO ND ESC A R G A A C H U TE

A LIM EN TA C ION D EL M OLIN O

O C A JON 6 VIA S - 4 V IA S

D ISTR IB U C IO N

A LIM EN TA C ION

LIM PIA D O R

D ESC A R G AC A N A LETA

R EB A SE

FIGURA 4-22 : ESQUEMA DE DISPOSICION DE HIDROCICLONES





93

La pulpa se alimenta al hidrociclón desde pozos, (sump), y se impulsa mediante

la acción de bombas centrífugas. Esta pueden ser de velocidad variable o de velocidad

fija, esta característica determina algunos procedimientos de operación. En el caso de

velocidad variable la presión de alimentación se controla desde la bomba, en el caso

de velocidad fija la presión se controla abriendo o cerrando unidades en la batería.

La alimentación tangencial origina que el movimiento de la pulpa en el interior

del hidrociclón siga un patrón que puede describirse mediante un doble vórtice, un

vórtice externo que tiene el sentido hacia abajo y un vórtice interno que tiene el sentido

hacia arriba.

5.- CIRCUITOS DE MOLIENDA-CLASIFICACIÓN

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

- Austin L., Concha F. “Diseño y simulación de circuitos de molienda y clasificación”,

CYTED, 1994.

- Wills B.S., “Tecnología de Procesamiento de Minerales”, Limusa Noriega Editores,

1994 .

- Gutierrez L., Sepúlveda J. “Dimensionamiento y optimización de plantas

concentradoras mediante técnicas de simulación matemática”. CIMM, Santiago,

1986.

- Magne Luis, Curso “Conminución de Minerales”, CIMM, JICA, AGCI. Primer Curso

Internacional de procesamiento de minerales” Santiago, Julio 1995.

- Diferentes autores en: Weise N.L. “SME; Mineral processing Handbook”, American

Institute of minning metallurgican and petroleun Engineering, NY, 1985 3C1-3C56

- Catalogos de fabricantes de equipos.

04 Equipos Reduccion de Tama o.desbloqueado

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