Analisis de Metalurgica.docx

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

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. Lynch. Ingeniería Metalúrgica “Operaciones unitarias en procesamiento de minerales” minerales” de autor autor Quiroz.

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CONTENIDO Pág. INTRODUCCION…………………………………………………………. ........1 METODO LOGIA…………………………………………………………... .......3 CAPITULO l: GENERALIDADES………………………………………………… .…….........4

CAPITULO ll: ETAPAS………………………………………………………………….…........6

CAPITULO lll: ELEMENTOS IMPORTANTES EN LA MOLIENDA……………… .…......….7 CAPITULO lV: TIPOS DE MOLINOS DE MOLIENDA……………………… MOLIENDA…………………………… …….………...11

CAPITULO V: MOMENTO ACTUAL DE LA MOLIENDA SAG. Y AG……………… 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…………………………… A…………………………………………… …………………………… ……………………… ………… .….32 ANEXO B…………………………………………………………… .………....33 ANEXO C……..…………………… C……..…………………………………… …………………………… ………………… …… .…….….35 ANEXO D………………………… D……………………………………… …………………………… ………………………… ………… .…....37

iii

ANALISIS DE LA ETAPA ETAPA DE MOLIENDA DE MINERALES

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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) 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 li beradas.

“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 t ienden 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)


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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 Ingeniera metalúrgica egresada de la UNI. o Docente y jefa de práctica de la FIGMM. o



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).

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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.


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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)


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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.


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3. Capítulo III ELEMENTOS IMPORTANTES EN LA MOLIENDA Existe una serie de elementos que influyen en la molienda de los materiales los cuales son:    

 

3.0

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

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.

G.senα (componente centrípeta del peso G) Igualando queda:

Si α90º entonces senα1, reemplazando:

Si G=mg y v=D.n.π, reemplazando:


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==2.2. /  = /92..8. 1  =  (2 76)..63  = √   = 42,3/√  = 76,63/√   “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

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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: 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: bolas 200 y barras 300 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.

  % = +  10

Habitualmente es del 30% al 40%, y de este volumen, el material a moler ocupa entre un 30% a un 40%.


3.4

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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 H MEDA -Requiere menos potencia por tonelada tratada. -No requiere de equipos adicionales para el tratamiento de polvos. -Consume más revestimiento (por corrosión).

MOLIENDA SECA -Requiere más potencia por tonelada tratada. -Si requiere equipos adicionales para el tratamiento de polvos. -Consume menos revestimiento.

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


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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.


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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

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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.

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4.2

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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.


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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.


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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.


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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.


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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.


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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.


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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.


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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.


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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.

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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.


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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".


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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.


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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 r ap = Densidad Aparente de la Carga, ton/m 3 (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.


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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.


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

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.

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

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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.


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REFERENCIAS REFERENCIA FISICA 

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

http://es.slideshare.net/reporteminero/minera-alumbrera-informesostenibilidad-2011 http://es.slideshare.net/ivandamian/procesamiento-actual-de-minerales-en-elperu http://procesaminerales.blogspot.com/2012/09/molienda-etapas-y-tipos.html


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ANEXOS 

ANEXO A: BALOTARIO DE PREGUNTAS UTILIZADAS EN LA ENTREVISTA

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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.


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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.


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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


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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.


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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.


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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.

Analisis de Metalurgica.docx

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