Monografia

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA MINERA Y

METALURGICA

METODOLOGIA DEL ESTUDIO

ANALISIS DE LA ETAPA DE MOLIENDA

DE MINERALES

DOCENTE:

ING. JAVES ARAMBURÚ, MANUELA

AUTORES:

-HUALAN YUPANQUI, JHON

-NUÑEZ-MELGAR, PABLO

-ROJAS IRURI, DARIO

Lima, Junio 2013

ii

RESUMEN

La presente investigación tiene como objetivo fundamental el brindar

información ordenada, detallada y comprensible sobre la última etapa del

proceso de conminución, la molienda, para analizar el proceso de

molienda en la industria metalurgia peruana. La manera en la que se

analizo fue contrastando la molienda realizada de barras con el molino de

bolas, dar a conocer el máximo rendimiento de la energía utilizada en este

proceso, averiguar las variables que afectan la molienda, definir molienda

autógena y molienda semiautógena. Para la metodología se utilizó la

entrevista estructurada como técnica de investigación; se entrevistó a la

Ing. Lily Ponce Gago, egresada de la Universidad Nacional de Ingeniería

y jefe de práctica de la escuela de metalurgia, que con sus respuestas se

pudo confirmar la veracidad de la información recolectada de los

siguientes libros:

- Tecnología de procesamiento de minerales de autor Wills.

- Circuitos de trituración y molienda de minerales de autor Lynch.

- Ingeniería Metalúrgica “Operaciones unitarias en procesamiento

de minerales” de autor Quiroz.

iii

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCION………………………………………………………….........1

METODOLOGIA…………………………………………………………..........3

CAPITULO l:

GENERALIDADES………………………………………………….…….........4

CAPITULO ll:

ETAPAS………………………………………………………………….…........6

CAPITULO lll:

ELEMENTOS IMPORTANTES EN LA MOLIENDA……………….…......….7

CAPITULO lV:

TIPOS DE MOLINOS DE MOLIENDA…………………………….………...11

CAPITULO V:

MOMENTO ACTUAL DE LA MOLIENDA SAG. Y AG……………….….…18

CAPITULO Vl:

EL FUTURO…………………………………………………………….….......19

CAPITULO Vll:

LINEAMIENTOS GENERALES DEL COSTO DE PRODUCCION………20

CAPITULO Vll:

PARTES PRINCIPALES DE UN MOLINO………………….……………....21

CAPITULO lX:

CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS MOLINOS………….……...25

CAPITULO X:

CONSUMO DE ENERGIA EN MOLIENDA DE MINERALES…….……....26

DISCUSIONES………………………………………………………………...29

REFERENCIAS……………………………………………………………......31

ANEXO A…………………………………………………………………….….32

ANEXO B…………………………………………………………….………....33

ANEXO C……..……………………………………………………….…….….35

ANEXO D………………………………………………………………….…....37

ANALISIS DE LA ETAPA DE MOLIENDA DE MINERALES 1

INTRODUCCION

La molienda de minerales es la última etapa del proceso de

conminución de las partículas minerales; en esta etapa se reduce el

tamaño de las partículas por una combinación de mecanismos de

quebrado de impacto y abrasión, ya sea en seco o en suspensión en

agua. Esto se realiza en recipiente cilíndrico rotatorio de acero que se

conoce como molino de rodamiento de carga.(Wills, 1987, 171)

Aunque los molinos de rodamiento de carga se han desarrollado para un

mayor grado de eficiencia e integridad mecánica, gastan demasiado en

términos de energía consumida, puesto que la mena se quiebra

principalmente como resultado de impactos repetidos al azar, los cuales

quiebran tanto las partículas liberadas como las no liberadas.

“La molienda generalmente se realiza en húmedo, aunque en ciertas

aplicaciones se usa la molienda en seco” (Wills, 1987,173).

Frecuentemente se prefieren en lugar de las máquinas de molienda fina

cuando la mena es “arcillosa” o húmeda; tienden así a ahogar las

trituradoras. La característica distintiva de un molino de barras es que la

longitud de la coraza cilíndrica está entre 1.5 a 2.5 veces su diámetro.

(Wills, 1987, 185)


La mayor parte de la energía cinética del rodamiento de la carga hacia

abajo se dispersa como calor, ruido y otras perdidas, solamente se

consume una pequeña fracción en el quebrado real de las partículas. La

molienda consume aproximadamente el 70% de la energía utilizada en

todo el proceso, es decir es la etapa que consume mayor energía.

“Las etapas finales de la disminución del tamaño se efectúan en los

molinos de rodamiento de carga usando bolas de acero como medio de

molienda” (Wills, 1987, 191).

OBJETIVO GENERAL:

Analizar cómo se realiza el proceso de molienda en la industria

metalúrgica peruana.

OBETIVOS ESPECIFICOS:

Contrastar la molienda realizada por el molino de barras con el

molino de bolas.

Definir molienda autógena y molienda semiautógena.

Dar a conocer el máximo rendimiento de la energía utilizada en

este proceso.


METODOLOGÍA

La Entrevista

Tipo de Entrevista:

Entrevista Estructurada

Datos del Entrevistado:

Ing. Ponce Gago, Lily

o Ingeniera metalúrgica egresada de la UNI.

o Docente y jefa de práctica de la FIGMM.

Lugar Entrevista:

Oficina de la Ing. ubicada en la Escuela de metalurgia.

Fecha/Hora de Entrevista:

Viernes 26 de Abril del 2013 / 1:00pm

Ambiente de Entrevista:

-Desordenado (los papeles estaban fuera de su lugar).

-Cálido (la temperatura no era sofocante ni fría).

-Amigable (la atención fue cordial y directa).

-Sencillo (el lugar fue lo suficientemente acogedor).


RESULTADOS

1. Capítulo I

GENERALIDADES

La etapa de molienda de minerales, corresponde a la segunda fase

en una planta concentradora, anterior a esta es la etapa de

chancado y las siguientes son la etapas de flotación, fundición,

conversión, refinación y fundición y electro refinación. (Ver figura

N°1).

Figura N°1. Etapas en una planta concentradora.


La molienda es una operación unitaria que reduce el volumen

promedio de las partículas de una muestra sólida. La reducción se

lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios

mecánicos hasta el tamaño deseado. Los métodos de reducción

más empleados en las máquinas de molienda son compresión,

impacto, frotamiento de cizalla y cortado.

En el proceso de molienda partículas de 5 a 250 mm son reducidas

en tamaño a 10 - 300 micrones, aproximadamente, dependiendo

del tipo de operación que se realice.

El propósito de la operación de molienda es ejercer un control

estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón

frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de

una buena recuperación de la especie útil.

Por supuesto, una submolienda de la mena resultará en un

producto que es demasiado grueso, con un grado de liberación

demasiado bajo para separación económica obteniéndose una

recuperación y una razón de enriquecimiento bajo en la etapa de

concentración.

Figura N° 2. Planta concentradora Cerro Verde. (Tia Maria)


2. Capítulo II

ETAPAS

2.0 La primera etapa consiste en fraccionar sólidos de gran tamaño.

Para ello se utilizan los trituradores o molinos primarios. Los más

utilizados son: el de martillos (ver figura N°3), muy común en la

industria cementera, y el de mandíbulas.

Los trituradores de quijadas o molinos de mandíbulas se dividen en

tres grupos principales: Blake, Dodgey excéntricos. La alimentación

se recibe entre las mandíbulas que forman una "V". Una de las

mandíbulas es fija, y la otra tiene un movimiento alternativo en un

plano horizontal. Está seccionado por una excéntrica, de modo que

aplica un gran esfuerzo de compresión sobre los trozos atrapados

en las mandíbulas.

2.1 La segunda etapa sirve para reducir el tamaño con más control,

manejándose tamaños intermedios y finos. Para esta etapa el

molino más empleado en la industria es el molino de bolas.

El molino de bolas o de guijarros lleva a cabo la mayor parte de la

reducción por impacto. Cuando éste gira sobre su propio eje,

provoca que las bolas caigan en cascada desde la altura máxima

del molino. Esta acción causa un golpeteo sobre el material a

moler; además de un buen mezclado del material. De esta manera

la molienda es uniforme.

Figura N° 3. Molino de martillo.


3. Capítulo III

ELEMENTOS IMPORTANTES EN LA MOLIENDA

Existe una serie de elementos que influyen en la molienda de los

materiales los cuales son:

Velocidad critica

Relaciones entre los elementos variables de los molinos

Tamaño máximo de los elementos moledores

Volumen de Carga

Potencia

Tipos de Molienda: húmeda y seca

3.0 Velocidad Crítica

La velocidad crítica para un molino y sus elementos moledores es

aquella que hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los

moledores, equilibre el peso de los mismos en cada instante.

Cuando esto ocurre, los elementos moledores quedan “pegados” a

las paredes internas del molino y no ejercen la fuerza de

rozamiento necesaria sobre el material para producir la molienda,

ni la de percusión.

Ej. Del cálculo con elementos esféricos.

𝐹𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑖𝑓𝑢𝑔𝑎 =𝑚. 𝑣2

𝑅

G.senα (componente centrípeta del peso G)

Igualando queda:

𝑚.𝑣2

𝑅= 𝐺. 𝑠𝑒𝑛 ∝

Si α90º entonces senα1, reemplazando:

𝐺 =𝑚.𝑣2

𝑅

Si G=mg y v=D.n.π, reemplazando:

𝑚. 𝑔 = 𝑚. 𝐷2𝑛2𝜋2/𝑅


𝑔 = 2. 𝐷2𝑛2𝜋2/𝐷

𝑔 = 2. 𝐷2𝑛2𝜋2

𝑛2 = 𝑔/2. 𝐷. 𝜋2

𝑛 = √(9.8

2𝜋2) .

1

𝐷

𝑛(𝑟𝑝𝑠) =76.63

√𝐷(𝑚)

𝑛𝑐(𝑟𝑝𝑚) = 42,3/√𝐷(𝑚)𝑛𝑐(𝑟𝑝𝑚) = 76,63/√𝐷(𝑓𝑡)

“La velocidad critica es función inversa de la raíz cuadrada del

diámetro del molino”.

3.1 Relaciones entre los Elementos Variables

El diámetro del molino, su velocidad, y el diámetro de los

elementos moledores son los elementos variables. Las relaciones

entre ellos son:

A mayor diámetro de bolas, mayor posibilidad de rotura de

partículas grandes (percusión).

A menor diámetro de bolas, mayor molienda de partículas

pequeñas y capacidad (por una mayor superficie de los

elementos moledores, fricción)

A mayor diámetro de bolas, mejora la molienda de material

duro (percusión).

Para igual molienda, a mayor diámetro del molino o mayor

velocidad, menor el diámetro necesario de bolas.


3.2 Tamaño Máximo de Elementos Moledores

En los molinos de barras y bolas, los elementos moledores no

tienen todos los mismos tamaños, sino que a partir de un diámetro

máximo se hace una distribución de los mismos en tamaños

inferiores.

Para determinar el diámetro máximo se aplica la siguiente formula:

𝑀 = √𝐹(𝜇). 𝑊𝑖

𝐾. 𝐶𝑠

√𝑆(

𝑡𝑜𝑛

𝑚3)

√𝐷(𝑓𝑡)

M: Diámetro máximo

F: tamaño de alimentación del 80% de la carga

Wi: WorkIndex, es una constante adimensional función de la

naturaleza del material molido

K: constante adimensional que vale: bolas200 y barras300

Cs: porcentaje de la velocidad critica

S: peso específico del material a moles

D: diámetro interno del molino

3.3 Volumen de Carga

Los molinos de bolas y barras no trabajan totalmente llenos, el

volumen ocupado por los elementos moledores y el material a

moler referido al total del cilindro del molino, es lo que se denomina

Volumen de Carga.

𝑉(%) =(𝑉𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑟+𝑉𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠)

𝑉𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜𝑥100

Habitualmente es del 30% al 40%, y de este volumen, el material a

moler ocupa entre un 30% a un 40%.


3.4 Potencia

La máxima es desarrollada cuando el volumen de carga es del 50%

aproximadamente.

Generalmente se trabaja entre un 30% y un 40%, ya que como la

curva es bastante plana, el % de potencia entregado es similar al

de 50%.

3.5 Tipos de Molienda: Molienda Húmeda y Molienda Seca

La molienda se puede hacer de materiales secos o a suspensiones

de sólidos en líquido (agua), el cual sería el caso de la molienda

Húmeda. Es habitual que la molienda sea seca en la fabricación del

cemento Portland y que sea húmeda en la preparación de

minerales para concentración (Ver tabla N°1).

MOLIENDA HÚMEDA MOLIENDA SECA

-Requiere menos potencia por tonelada tratada.

-Requiere más potencia por tonelada tratada.

-No requiere de equipos adicionales para el tratamiento de polvos.

-Si requiere equipos adicionales para el tratamiento de polvos.

-Consume más revestimiento (por corrosión).

-Consume menos revestimiento.

Tabla N°1. Diferencias entre molienda húmeda y seca.


4. Capítulo IV

TIPOS DE MOLINOS DE MOLIENDA

Existen alrededor de 5 tipos de molinos en la molienda de

minerales, pero para esta investigación nos vamos a centrar en 2

tipos de molinos que son el molino de barras y el molino de bolas.

4.0 Molino de barras:

Se consideran como trituradoras finas o máquinas de molienda

gruesa. Frecuentemente se prefieren en lugar de las máquinas de

molienda fina cuando la mena es “arcillosa” o húmeda; tienden así

a ahogar las trituradoras. La característica distintiva de un molino

de barras es que la longitud de la coraza cilíndrica esta entre 1.5 a

2.5 veces su diámetro (Ver figura N°4).

Figura N° 4. Molino de barras.


Actualmente se usan molinos de barras de hasta 457m de diámetro

por 64m de longitud (Ver figura N°5) que consumen

aproximadamente 1640 kW.

Mientras más pequeñas las barras, tanto más grande es el área de

la superficie total y por consiguiente será mayor la eficiencia de la

molienda.

Figura N° 5. Las barras del molino.


4.1 Molino de bolas:

Las etapas finales de la disminución del tamaño se efectúan en los

molinos de rodamiento de carga usando bolas de acero como

medio de molienda ya que las bolas tienen mayor área superficial

por unidad de peso que las barras.

Los molinos de bolas en los que la relación de longitud y diámetro

están entre 3 y 5, se conocen como molinos tubulares (Ver figura

N°5). Frecuentemente este está dividido en varios compartimientos,

teniendo cada uno diferente composición de carga ; las cargas

pueden ser bolas, barras de acero o guijarros que con frecuencia

se usan para molienda en seco.

Los molinos de bolas también se clasifican por la naturaleza de la

descarga; pueden ser molinos de muñón de derrame simple,

operados en circuito abierto o cerrado, o molinos de parrilla de

descarga. Los molinos con parrilla de descarga generalmente

toman una alimentación más gruesa que los molinos de derrame

pero no se requiere moler tan finamente.

Los molinos de bolas se caracterizan por su potencia, son

impulsados por un motor de 4000 kW. La molienda se efectúa en

los puntos de contacto de las bolas y las partículas de mena,

pudiendo alcanzar cualquier grado de finura, el choque entre estas

es totalmente al azar por lo tanto el producto presenta una gran

variedad en el tamaño de las partículas.

Los factores que influyen en un molino de bolas es la pulpa de la

alimentación, área superficial del medio de molienda.

La molienda primaria generalmente requiere de bolas de 5 a 10cm

de diámetro y la molienda secundaria de 5 a 2 cm de diámetro.

La velocidad de un molino de bolas es mayor que la del molino de

barras ya que se necesita que las bolas grandes caigan sobre las

partículas de mena pero mayor velocidad necesita de mayor

energía. Generalmente el molino de bolas va cerca de un 80% de

su velocidad crítica (Ver figura N°6).


Figura N° 5. Molinos tubulares.

Figura N° 6. Punto de velocidad critica.


4.2 Molinos Semiautógenos y Autógenos:

A principios de los años 80 se desarrolla la molienda semiautógena

(SAG) y la autógena (AG), buscando principalmente reducir los

costos operativos al reducirse o eliminarse el consumo de los

elementos de molienda, e igualmente la potencia absorbida por los

molinos. La trituración queda reducida a una sola etapa, en general

con un triturador primario de cono con admisión de hasta 1500

milímetros, entregando un material menor a los 200 milímetros.

Inicialmente, la molienda SAG presento problemas mecánicos y

operativos (principalmente la estabilidad de operación y la rotura de

blindajes). La solución de estos problemas permitió el aumento del

tamaño de los equipos, llegándose actualmente a los 12 metros de

diámetro.

El desarrollo de la molienda AG no ha sido tan impetuoso, debido a

que los molinos requieren características especiales de los

minerales a moler.

Los molinos pueden lograr reducciones de tamaño de los 25

centímetros a los 75 micrones en una etapa, siendo el costo de

capital menor al de los otros tipos de molinos.

Los mismos manejan con gran facilidad materiales húmedos y

pegajosos.

Mientras los molinos SAG pueden operar con cualquier tipo de

mineral al contar con cierta carga de bolas y trabajan en circuito

con un molino secundario de bolas, la molienda AG total opera con

dos molinos autógenos, uno primario de terrones, y uno secundario

de guijarros, y está condicionada por la molturabilidad del mineral.

Los molinos SAG utilizan una combinación de mineral y una

pequeña cantidad de bolas de acero (entre el 4 y el 15 % del

volumen del molino). Los mejores rendimientos se encuentran

cuando el porcentaje varía entre el 6 y el 10 %.

La relación diámetro/longitud varia de 1 a 3 hasta 3 a 1.

El mecanismo de reducción de tamaño es principalmente por

abrasión e impacto, ocurriendo principalmente alrededor de los

límites del grano/cristal.


Los molinos AG producen partículas de mayor calidad, dado que no

están contaminadas con el acero de las bolas. Estas flotan mejor

(más rápido y de mejor selección).Estos molinos son más

sensitivos a la dureza y tamaño que los otros molinos, siendo por

esto el consumo de energía más variable (Ver figura N° 7).

Los molinos AG trabajan mejor con materiales gruesos, que ayudan

a la rotura del material. En cambio, los molinos SAG trabajan mejor

con materiales finos, dado que la rotura la producen principalmente

las bolas.

Los molinos SAG y AG no son buenos para la reducción a tamaños

finos y ultrafinos. Ambos tipos de molienda producen una fracción

critica, que debe ser triturada en un molino de cono para evitar la

sobrecarga del molino primario que de otro modo provocaría la

recirculación de este tamaño crítico.

Figura N°7. Molino Autógeno.


Este tamaño crítico es mucho más crítico en la molienda AG por lo

que la etapa de trituración es prácticamente imprescindible. En la

molienda SAG, a menudo estos tamaños críticos pueden ser

tolerados por el molino secundario.

En cualquier caso la descarga de los molinos debe ser clasificada

en dos o tres fracciones, mediante cribas vibrantes. La selección de

la criba no es sencilla debido a la combinación de tamaño

relativamente fino que deben separar (entre 3 y 12 milímetros) y los

tonelajes importantes que manejan. Además, la superficie de

cribado debe ser lo más resistente posible a la abrasión

(usualmente se utilizan elastómeros).

La fracción fina obtenida de la criba, junto con la descarga del

molino de bolas secundario en el caso de una molienda SAG o del

molino de guijarros en el caso de la molienda AG debe ser

clasificada para cerrar el circuito. La misma se realiza con

hidrociclones de gran diámetro (entre 500 y 625 milímetros),

generalmente en baterías. Los materiales a emplearen la

construcción deben soportar la abrasión, cortes e impactos de las

partículas. La tendencia es aumentar el diámetro de los

hidrociclones a fin de reducir el número de unidades en operación

(Ver figura N°8).

Figura N° 8. Molienda Semiautógena.


5. Capítulo V

MOMENTO ACTUAL DE LA MOLIENDA SAG. Y AG.

Los proyectos mineros realizados en la última década, están en su

mayoría basados en molienda autógena o semiautógena, siendo

esta última la de mayores capacidades unitarias de tratamiento ha

alcanzado. Los molinos SAG de 12 metros de diámetro y más de

20 MW de potencia, permiten alcanzar capacidades del orden de

las 2000 toneladas/hora.

Estos molinos gigantes presentan grandes problemas de diseño,

tanto en lo que respecta a su estructura mecánica como en el

modo de aplicar la potencia requerida para su accionamiento.

Actualmente, el motor eléctrico está construido sobre la propia

virola del molino, actuando este como rotor, eliminando de este

modo los costosos y complicados sistemas de accionamiento

tradicional (reductor, embrague y piñón-corona).

Una última tendencia es reemplazar los cojinetes tradicionales en

los cuellos de entrada y salida del molino por apoyos directos

flotantes sobre la virola de modo similar de modo similar a la

solución adoptada para el motor eléctrico.


6. Capítulo VI

EL FUTURO

El aumento de capacidad en las plantas de tratamiento va en la

dirección de reducir los costos operativos, como única alternativa

de supervivencia frente a los cada vez más bajos precios de los

metales básicos.

Actualmente, los costos promedios de los mayores productores

mundiales con procesos convencionales de molienda-flotación

tienen costos de producción del orden de 0,55/0,70 USD por libra.

Los productores de cobre vía hidrometalurgia presentan en cambio

costos de producción de 0,30/0,50 USD por libra, siendo esta

producción inferior a la cuarta parte de la producción en plantas

convencionales. Estando este proceso, junto con biometalurgia,

están en etapa de desarrollo.


7. Capítulo VII

LINEAMIENTOS GENERALES DEL COSTO DE

PRODUCCION

En el caso de los molinos de Barras y Bolas, por ser máquinas

sencillas y de gran duración, pesa más el consumo de energía para

la molienda y el de revestimientos y elementos moledores, que la

amortización de la máquina. Hay fórmulas empíricas para

determinar el consumo de energía que, en el caso del molino de

Bolas, tienen en cuenta el tonelaje de la carga del molino (bolas +

material a moler) y el diámetro del mismo.

Por otra parte, numerosos estudios sobre el comportamiento de los

molinos en trabajos de minería y la industria del cemento, han

permitido determinar los desgastes de los revestimientos y los

elementos moledores. Así, para el molino de Barras, los desgastes

de revestimientos oscilan entre 20 y 200 gr. /tn tratada y para los de

Bolas, entre 100 y 1000gr./tn tratada.

En lo que hace a la diferencia entre el uso para minería y para

cemento para el molino de bolas:

Minería: 100gr. /tn tratada

Desgaste de revestimientos

Cemento: 30 gr. /tn tratada

Minería: 300 a 500 gr. /tn tratada

Desgaste de bolas

Cemento: 170 a 350 gr. /tn tratada

En el caso de los molinos de Rodillos, será necesario considerar

convenientemente la amortización de la máquina, por tratarse de

un equipo más complejo que los anteriores. Esto hace que sólo se

apliquen para grandes producciones y utilización a pleno.


8. Capítulo VIII

PARTES PRINCIPALES DE UN MOLINO

Trunión de alimentación (o muñón de entrada)

Es el conducto para la entrada de carga impulsada por la cuchara de alimentación.

Chumaceras

Se comporta como soporte del molino y la vez la base sobre la que gira el molino.

Piñón y catalina Son los engranajes que sirven como mecanismo de transmisión de movimiento. El motor del molino acciona un contra-eje al que esta adosado el piñón, este es encargado de accionar la catalina la que proporciona movimiento al molino, dicha catalina es de acero fundido con dientes fresados. Cuerpo o casco del molino o Shell

El casco del molino está diseñado para soportar impactos y carga pesada, es la parte más grande de un molino y está construido de placas de acero forjadas y soldadas. Tiene perforaciones para sacar los pernos que sostienen el revestimiento o forros. Para conectar las cabezas de los muñones tiene grandes flanges de acero generalmente soldados a los extremos de las placas del casco. En el casco se abren aperturas con tapas llamadas manholes para poder realizar la carga y descarga de las bolas, inspección de las chaquetas y para el reemplazo de las chaquetas y de las rejillas de los molinos. El casco de los molinos está instalado sobre dos chumaceras o dos cojinetes macizos esféricos. Tapas

Soportan los cascos y están unidos al trunión.


Forros o Chaquetas Sirven de protección del casco del molino, resiste al impacto de las bolas así como de la misma carga, los pernos que los sostiene son de acero de alta resistencia a la tracción forjados para formarle una cabeza cuadrada o hexagonal, rectangular u oval y encajan convenientemente en las cavidades de las placas de forro. Trunión de descarga Es el conducto de descarga del mineral en pulpa, por esta parte se alimenta las bolas, sobre la marcha. Cucharón de alimentación (scoopfreeders)

Que normalmente forma parte del muñón de entrada del molino

Trommel

Desempeña un trabajo de retención de bolas especialmente de aquellos que por excesivo trabajo han sufrido demasiado desgaste. De igual modo sucede con el mineral o rocas muy duras que no pueden ser molidos completamente, por tener una granulometría considerable quedan retenidas en el trommel. De esta forma se impiden que tanto bolas como partículas minerales muy gruesas ingresan al clasificador o bombas.

Ventana de inspección

Está instalada en el cuerpo del molino, tiene una dimensión suficiente como para permitir el ingreso de una persona, por ella ingresa el personal a efectuar cualquier reparación en el interior del molino. Sirve para cargar bolas nuevas (carga completa) así como para descargarlas para inspeccionar las condiciones en las que se encuentra las bolas y blindajes.


Rejillas de los molinos

En los molinos se instalan unas rejillas destinadas a retenerlos cuerpos trituradores y los trozos d mineral grueso, durante el traslado del mineral molido a los dispositivos de descarga. Para dejar el mineral molido, el muñón el trunnion de descarga, está separado del espacio de trabajo por parillas dispuestas radialmente con aberturas que se ensanchan hacia la salida. El mineral molido pasa por las parillas, es recogido por las nervaduras, dispuestas radialmente y se vierte fuera del molino por el muñón trunnion de descarga. Las parillas y lasa nervaduras se reemplazan fácilmente cuando se desgastan. Cuerpos trituradores Los cuerpos trituradores van a ser utilizados en los molinos cuya acción de rotación transmite a la carga de cuerpos moledores fuerzas de tal naturaleza que estos se desgastan por abrasión, impacto y en ciertas aplicaciones metalurgistas por corrosión Mientras sea el cuerpo moledor, más resistente a la abrasión va a ser para los trabajadores de abrasión tenemos una gran dureza, pero dentro de un molino tenemos moliendo por impacto, se desea que el producto sea lo más tenaz posible.


Figura N° 9. Partes principales de un molino.


9. Capítulo IX

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS MOLINOS

A título ilustrativo, en el siguiente cuadro, se dan las características

de los molinos de Barras, Bolas de tamaños grandes.

Tipo de Molino De Barras De Bolas

Tamaño en pies(metros) D:10(3,05) L:14(4,3)

D:10(3,05) L:16(4,9)

Potencia max. En HP 800 1000

Capacidad de producción en tn/24 hs

2700 3000

Descarga Rebalse Periféricas Rebalse Diafragma

Molienda Húmeda y seca Húmeda y seca

Tabla N° 2. Características generales entre los molinos.

Una diferencia a tener en cuenta entre los molinos de Bolas y los

de Barras (dado que sus tamaños son similares, así como sus

potencias y capacidades) es la máxima velocidad que pueden

alcanzar, en el primero la máxima posible puede llegar a alcanzar

hasta un 90% dela velocidad crítica mientras que en el segundo

puede alcanzar hasta un 70% de la velocidad crítica. Otra

diferencia, que se explica más abajo, es el desgaste de los

elementos moledores por tonelada tratada.


10. Capítulo X

CONSUMO DE ENERGÍA EN OPERACIONES DE

CONMINUCIÓN DE MINERALES

La liberación de las especies minerales es el proceso unitario de

mayor relevancia práctica en todo circuito de procesamiento de

minerales; por cuanto demanda la principal inversión de capital,

incide fuertemente en los costos unitarios del proceso metalúrgico,

determina la capacidad máxima de tratamiento e influye en la

rentabilidad de la operación. A pesar de su reiteradamente

reconocida ineficiencia energética, los molinos de bolas, que

operan en circuito cerrado con clasificadores hidráulicos, ha sido la

alternativa tecnológica tradicionalmente seleccionada para la

molienda fina de minerales; sea en etapas únicas o múltiples,

integrados con molinos de barras o molinos SAG.

La principal ventaja para el uso de sistemas convencionales de

chancado-molienda reside en el menor consumo de energía

respecto a los procedimientos no convencionales (molienda

autógena, SAG., etc.).

Esto debido a que las operaciones de trituración presentan mayor

eficiencia en aplicación de energía en relación a su aplicación en

molienda que posee mecanismos que generan significativa pérdida

de energía por acción entre medios moledores y los forros.

Los procesos de reducción de tamaño se cuantifican en términos

de la energía consumida durante la operación misma del equipo de

conminución. Este enfoque resulta ser bastante lógico ya que tales

operaciones son los responsables en gran medida del elevado

costo, por consumo de energía, de las operaciones involucradas en

el procesamiento de minerales.

De esta manera, la información es interpretada casi exclusivamente

en términos de relaciones empíricas de energía versus reducción

de tamaño o más conocidas como las "Leyes de la Conminución".


Fabricantes y proveedores ofrecen al supervisor de planta los

programas informáticos que permiten simular y evaluar la

operación de conminucion.

Estos programas son de diseño propio, o han sido elaborados por

compañías especializadas de ingeniería. Algunos programas de

simulación y control han sido desarrollados por centros de

investigación adscritos a universidades o institutos

tecnológicos de educación superior. Estos programas están

basados en modelos matemáticos y algoritmos, a menudo son

utilizados total o parcialmente para el control de las operaciones de

conminucion, siendo la tendencia en el control de las plantas el uso

de modernos sistemas de control, entre los que sobresalen los de

última generación llamados Sistemas Expertos.

En cuanto a los programas de simulación y evaluación son

destacables un conjunto de planillas MS Excel desarrollado por el

Dr. Jaime Sepúlveda, llamado Moly-Cop Tools, diseñadas para

caracterizar la eficiencia operacional de un determinado circuito de

molienda, en base a metodologías y criterios de amplia aceptación

práctica.

Por ejemplo, con la ayuda de la planilla “Mill Power Ball Mills” de

Moly Cop Tools, se puede calcular la potencia requerida por un

molino de bolas, a partir de datos de la operación misma o de

ensayos en laboratorio, pudiendo luego simularse otras

condiciones variando simplemente los parámetros operacionales

en las celdas Excel. Esto permite estimar los requerimientos

energéticos y las inversiones necesarias para alcanzar

determinados resultados sin necesidad de pruebas o ensayos

costosos en planta.


Reconociendo el crítico rol de la potencia demandada por un

molino, es de interés entonces disponer de una adecuada

correlación con respecto a sus dimensiones y condiciones básicas

de operación, tal como:

Donde: D = Diámetro Interior del molino, pie L = Largo Interior del molino, pies Nc = Velocidad de Rotación, expresada como fracción de la Velocidad Crítica, Ncrit = 76.6/D0.5

rap = Densidad Aparente de la Carga, ton/m3 (incluyendo los espacios intersticiales) f = Nivel Aparente de Llenado, % (incluyendo los espacios intersticiales) a = Angulo de Levante del centro de gravedad de la carga con respecto a la vertical, típicamente en el rango de 35º a 40º.


DISCUSIÓN

RESPUESTAS DE LA ENTREVISTA

La Molienda de minerales es la segunda etapa después de la etapa

de chancado, hasta obtener una granulometría adecuada mediante

pruebas de laboratorio, para luego proceder a la etapa de flotación.

La Molienda de minerales se desarrolla en el Perú en 3 etapas:

primaria, secundaria y terciaria. Como también en pequeña minería

y gran minería.

La etapa más importante es la etapa de Liberación, que se

desarrolla mediante la ayuda de reactivos como ejemplo: La Call.

No existe mineral dificultoso para moler sino el mineral que gasta

más energía en el proceso de molienda.

Los equipos más eficaces en el proceso de molienda son Los

Molinos de Bolas, molinos de barras y Molinos SAG

(Semiautógenos).

Las bolas o barras de acero en los molinos se clasifican según el

diámetro y su densidad.

En el Perú no se utiliza mayormente la molienda autógena sino la

Semiautógena (SAG). La molienda Semiautógena son de mayores

dimensiones que los molinos de bolas o de barras. La molienda

Semiautógena es más eficiente que la molienda Autógena.

Este tipo de molienda se utilizan en compañías mineras como

ANTAMINA, XSTRATA y en el PROYECTO LAS BAMBAS.


La diferencia del molino de bolas y el molino de barras es la

prioridad de utilización es decir un molino de bolas se utiliza en una

molienda primaria y secundaria; mientras que un molino de barras

se utiliza en la etapa de remolienda.

Sea el material de bolas o barras el volumen debe ser el 35% del

volumen total del molino.

Se calcula que de un 30% a 50% es el costo de energía en el

proceso de molienda.

CONSUMO DE ENERGÍA EN LA ETAPA DE MOLIENDA

Es posible concluir que la energía es más eficientemente empleada en las etapas de trituración respecto a la subsiguiente etapa de molienda.

La eficiencia del empleo de energía en los circuitos de chancado y su comparación respecto a la etapa de molienda demuestra la necesidad de reajustar condiciones operativas y/o modificar el diseño de instalación, en las que la utilización efectiva de energía resulte inferior respecto a la correspondiente etapa de molienda.

Un rubro significativo en los costos de reducción de conminucion es el correspondiente al consumo de acero en medios de molienda y blindajes como consecuencia directa de la energía aplicada en la molienda, y que es a su vez directa consecuencia de la calidad granulometrica del mineral que entrega la etapa de chancado.


REFERENCIAS

REFERENCIA FISICA

Wills B. (1°Ed.).(1987). Tecnología de procesamiento de minerales.

México: Limusa Noriega.

Lynch A.(1980). Circuitos de trituración y molienda de minerales.

Madrid: Rocas y Minerales.

Quiroz J. (1986). Ingeniería Metalúrgica: “Operaciones unitarias en

procesamiento de minerales”. Lima: Medina.

REFERENCIA VIRTUAL

Recuperado de:

http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/mineria/metalurgia/004.pdf

www.youtube.com/watch?v=B-tDzY746XA

http://www.manfredinieschianchi.com/405-3ES-micronizacion-carbonato-de-

calcio.htm

http://www.xstratacopper.com/ES/Operaciones/Paginas/LasBambas.asp

http://es.slideshare.net/reporteminero/minera-alumbrera-informe-sostenibilidad-2011

http://es.slideshare.net/ivandamian/procesamiento-actual-de-minerales-en-el-

peru

http://procesaminerales.blogspot.com/2012/09/molienda-etapas-y-tipos.html

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http://www.youtube.com/watch?v=B-tDzY746XA

http://www.manfredinieschianchi.com/405-3ES-micronizacion-carbonato-de-calcio.htm

http://www.manfredinieschianchi.com/405-3ES-micronizacion-carbonato-de-calcio.htm



http://es.slideshare.net/ivandamian/procesamiento-actual-de-minerales-en-el-peru

http://es.slideshare.net/ivandamian/procesamiento-actual-de-minerales-en-el-peru

http://procesaminerales.blogspot.com/2012/09/molienda-etapas-y-tipos.html


ANEXOS

ANEXO A:

BALOTARIO DE PREGUNTAS UTILIZADAS EN LA

ENTREVISTA

Pregunta General:

-¿En qué consiste la molienda de minerales?

-¿Cómo se desarrolla la molienda de minerales en el

país?

Pregunta para ejemplificar:

-¿Cuál es la etapa más importante en la molienda de

minerales? Podría darnos un ejemplo que resalte su

importancia.

-Según Ud. ¿Cuál cree que es el mineral más dificultoso

para molerlo?

Pregunta de estructura:

-¿Cuál serían los equipos más eficaces en la molienda

de minerales?

-En el molino se utilizan diversos tipos de bolas de acero,

¿Cómo se clasifican?

Pregunta de contraste:

-¿En qué se diferencia la molienda autógena de la

molienda semiautógena?

-¿En qué se diferencia un molino de barras y un molino

de bolas?

NOTA: Mediante esta investigación adjuntamos un CD,

donde podemos encontrar el video correspondiente a

esta entrevista.


ANEXO B:

PROYECTO LAS BAMBAS

El proyecto cuprífero Las Bambas se ubica entre las provincias de Cotabambas y Grau en Perú.

En marzo de 2005, se dio inicio a los trabajos de exploración en Las Bambas, luego de un exhaustivo proceso de consulta a las comunidades locales.

En agosto 2010 el directorio de Xstrataplc aprobó el desarrollo del proyecto. Se estima una producción inicial de 400.000 toneladas de cobre en concentrado al año, incluidos importantes subproductos de oro, plata y molibdeno y cuyos costos directos se situarán en el primer cuartil. El inicio de la puesta en servicio de la mina está estimada para el cuarto trimestre de 2014.

En julio de 2010, la Evaluación de Impacto Ambiental y Social del proyecto recibió la aprobación de la comunidad; mientras que en marzo de 2011 recibió la aprobación de las autoridades peruanas. Su construcción comenzó en el segundo semestre de 2012 tras la recepción de los permisos de construcción en mayo del mismo año.

http://www.xstratacopper.com/ES/MediaCentre/2010Noticias/Paginas/Xstrataapruebainversionde4200millonesded%C3%B3laresparaelproyectocupr%C3%ADferoLasBambas.aspx



http://www.xstratacopper.com/ES/MediaCentre/2011Noticias/Paginas/AutoridadesPeruanasApruebanelEstudiodeImpactoAmbientaldelProyectoLasBambas.aspx

http://www.xstratacopper.com/ES/MediaCentre/2011Noticias/Paginas/AutoridadesPeruanasApruebanelEstudiodeImpactoAmbientaldelProyectoLasBambas.aspx


En diciembre de 2011 XstrataCopper anunció una nueva estimación de recursos minerales del proyecto Las Bambas, mostrando un aumento a 1.710 mil millones de toneladas, con una ley de 0,60% de cobre y a una ley de corte de 0,2% cobre, lo que representa un incremento de 10% en comparación con la estimación previa al 1 de octubre de 2010.

Breve historia de la operación En agosto de 2004, se otorgó a XstrataCopper un plazo de seis años para efectuar trabajos de exploración y de factibilidad en Las Bambas, durante cuyo período Xstrata puede ejercer la opción sobre las concesiones mineras para la explotación del yacimiento.

Diciembre 2012

Vaciado de concreto en

el área del concentrado

Diciembre 2012

Concentrador - Comienzo de

montaje de la grúa torre de

flotación

http://www.xstratacopper.com/ES/MediaCentre/2011Noticias/Paginas/xstratacopperanuncianuevossignificativosaumentos.aspx

http://www.xstratacopper.com/ES/MediaCentre/2011Noticias/Paginas/xstratacopperanuncianuevossignificativosaumentos.aspx


ANEXO C:

SISTEMA DE LUBRICACIÓN

La finalidad de la lubricación es evitar el contacto de metal a metal, traería como consecuencia la formación de limaduras y finalmente la ruptura o en todo caso llegase a fundir valiosas piezas del molino como son las chumaceras causando graves pérdidas en la producción y esta es una de las razones por la cual se lubrica constantemente el piñón y la catalina que son los engranajes dentados de la transmisión del molino. Para que esta lubricación sea lo más exactamente posible debe ser instalado un sistema automático que en caso de averiarse este provisto de un sistema de alarma eléctrico que nos indicara las condiciones.

1. Por el mecanismo del sistema de engranaje

- falta de presión de aire - falta de grasa en el cilindro - falta de presión en la tubería de grasa

2. por el mecanismo del sistema de lubricación

- mecanismo de bomba - control de reloj - bomba neumática

Funcionamiento del sistema de lubricación y engrase del molino

Todo el sistema funciona con aire a la presión de 100 Lbs por pulgada cuadrada que viene de las compresoras, llega a un filtro de aire donde se elimina las impurezas, el aire a presión y limpio pasa a una válvula de solenoide o de tres vías o líneas.


La primera línea está conectada al switch de presión y al mecanismo de alarma, cualquier variación de la presión o falta de ella será registrada y sonara automáticamente la alarma.

La segunda línea está a los inyectores y finalmente la tercera línea suministrara aire a la bomba de contrapeso y el tamaño de grasa. Por su parte, el tiempo de lubricación, es regulado, es graduado a voluntad en el sistema automático de reloj.

Al cerrar el circuito de control automático de reloj, la válvula de solenoide dejara pasar, aire, parte de cual ejercer presión en el tanque de grasa y la otra parte actuara sobre los balancines de la bomba haciendo salir la grasa conveniente diluida a una presión que llega cerca de las 2000 Lbs/pulg2

El lubricante una vez llegada a los inyectores será atomizado, por el aire a presión, en esta lubricara a los engranajes dentados del piñón y la catalina

Lubricación de los trunnions o muñones del molino

Todo esto es un sistema cerrado y la lubricación es permanente. La circulación de aceite es el sistema efectuado por la bomba, la presión constante asegura una lubricación normal del molino. Cualquier ciada de presión actuara sobre el circuito eléctrico del molino parándolo de inmediato. De igual manera una temperatura superior a los 46 °C hará sonar la alarma indicando con esto la necesidad de para el molino. Por lo cual se deberá pararse de inmediato o de lo contrario puede fundirse las chumaceras principales del molino.


ANEXO D:

LEY DE BOND

El índice de trabajo es un parámetro de conminución, expresa la resistencia de un material a ser triturado y molido.

Numéricamente son los kilowatts-hora por tonelada corta requeridos para reducir un material desde un tamaño teóricamente infinito a una producto de 80% menos 100 micrones, lo que equivale aproximadamente a un 67% pasante a la malla 200.

El trabajo pionero de Fred C. Bond marcó un hito en la caracterización de circuitos convencionales de molienda/clasificación. Su Tercera Teoría o “Ley de Bond” se transformó en la base más aceptada para el dimensionamiento de nuevas unidades de molienda:

(1)

Donde: E = Consumo Específico de Energía, Kwh/ton molida.

F80 = Tamaño 80% pasante en la alimentación, µm

P80 = Tamaño 80% pasante en el producto, µm

Wi = Índice de Trabajo de Bond, indicador de la Tenacidad del mineral, Kwh/ton.


En la expresión anterior, el par (F80, P80) se denomina la ‘tarea de molienda’; es decir, el objetivo de transformar partículas de tamaño característico F80 en partículas de tamaño menor P80.

Mediante la ecuación (1), el índice de Bond permite estimar la energía (Kwh) requerida para moler cada unidad (ton) de mineral. Dicho consumo específico de energía determina a su vez la capacidad de la sección de molienda por la relación:

Donde: M = Tasa de Tratamiento o Capacidad del molino, ton/hr.

P = Potencia Neta demandada por el molino, Kw.

Aplicaciones del Índice de Bond:

a) En simulación: Cuando se tiene que predecir el funcionamiento de un molino a partir de datos obtenidos de otro modo de funcionamiento, teniendo como variable respuesta el Wi, o como parámetro de escalamiento, etc.

b) Como parámetro de diseño: Conociendo el Wi, puede determinarse la potencia del motor que accionara el equipo (molino)/dimensiones del molino.

Control de molinos industriales: El índice de trabajo determinado en planta Wi debe ser igual al determinado mediante el procedimiento Standard. La comparación es válida para las condiciones standard de Bond las cuales son: Molino de bolas de 8´x 8¨, circuito cerrado con clasificación y 250% de carga circulante, para otras condiciones se debe realizar las correcciones pertinentes.

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Law

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