Laboratorio de Procesos químicos y metalúrgicos
PRÁCTICA DE LABORATORIO N°05 Molienda y densidad de pulpa
INFORME Integrantes:
PIMENTEL AGI!!E" #ristian $%T% GI!AL&%" Nelsy GA'ILAN M%LINA" !odrigo $A!E( GA!#IA" Genaro Sección: C11-3-B Pro)esor
$*N#+E( (,-IGA" LI$ EN!I.E $emana / 0ec1a de reali2aci3n: 4 de setiembre 0ec1a de entrega: 44 de setiembre A5o:
2015 – II MARCO TEORICO
MOLIENDA: La molienda es una operaci3n de reducci3n de tama5o de rocas y minerales de manera similar a la trituraci3n6 Los productos obtenidos por molienda son m7s peque5os y de )orma m7s regular que los surgidos de trituraci3n6 Generalmente se 1abla de molienda cuando se tratan partículas de tama5os in)eriores a 48 948 ;6/< cm= siendo el grado de desintegraci3n mayor al de trituraci3n6 $e utili2a )undamentalmente en la )abricaci3n de cemento Portland" en la preparaci3n de combustibles s3lidos pul>eri2ados" molienda de escorias" )abricaci3n de 1arinas" alimentos balanceados" etc6 Adem7s se utili2a en la concentraci3n de minerales )errosos y no )errosos" donde se muele la mena pre>iamente e?traída de canteras y luego se reali2a un proceso de @otaci3n por espumas para 1acer @otar los minerales y 1undir la ganga y así lograr la separaci3n6 En cada uno de estos casos" se procesan en el mundo" alrededor de ;6 millones de toneladas por a5o6 B6; M%LIN%$ $e llaman así a las m7quinas en donde se produce la operaci3n de molienda6 E?isten di>ersos tipos según sus distintas aplicaciones" los m7s importantes son: de !ulos y Muelas6 de &iscos6 de Carras6 de Colas6 de !odillos6 Las de !ulos y Muelas consisten en una pista similar a un recipiente de tipo balde" y un par de ruedas 9muelas= que ruedan por la pista aplastando al material6 En la antigDedad" para brindar la )uer2a necesaria para 1acer rodar las muelas por la pista se emple3 la molienda manual o impulsada por animales6 M7s tarde este mtodo )ue reempla2ado por el molino de >iento" donde las aspas del mismo captan y trans)orman la energía e3lica en energía mec7nica6 Por medio de un sistema de engranaFes adecuado se genera el mo>imiento necesario para moler el grano6 Así es como se obtenía en la antigDedad la 1arina a partir de cereales6
MOLIENDA EN CIRCITO CERRADO: Este trmino se emplea para indicar la cone?i3n de un triturador o un molino con alguno de los dispositi>os para e)ectuar una separaci3n por tama5os" de )orma que el producto total que sale de la m7quina de moler >a a parar a una unidad de separaci3n por tama5os6 La parte de menor tama5o es el producto y la de mayor tama5o se de>uel>e para ser nue>amente molida6 La molienda en circuito cerrado se e)ectúa e) ectúa con )recuencia por una corriente de líquido que circula a tra>s de la unidad de molido" combinando la unidad de molienda con cualquier de los dispositi>os de separaci3n de tama5o en 1úmedo6 na de las aplicaciones m7s comunes de este sistema es con los molinos de bolas o molinos de tubo que trabaFan en 1úmedo6
MOLINO DE BOLAS ! DE TBOS: La distinci3n entre estos dos tipo es únicamente por la relaci3n entre la longitud y el di7metro6 El molino de bolas tiene una longitud igual al di7metro" mientras que el molino de tubo tiene una longitud de apro?imadamente dos di7metros o mayor" consisten en un cilindro 1ori2ontal que contiene bolas de porcelana6 La alimentaci3n se introduce por un e?tremo y el impacto de las bolas sobre el material produce una nal pul>eri2aci3n del mismo6 Molinos de bolas: la g 4/H4 representa un molino de bolas en secci3n6 Esta )ormado por un cilindro 1ori2ontal6 El tami2 de descarga es un tami2 de mallas grandes que tiene por obFeto retener las bolas" pero no tami2ar las partículas que no 1an sido molidas al tama5o desaseado6 $i el molino gira a mayor >elocidad" ser7 mayor el consumo de potencia" pero la gura" para una capacidad dado o la capacidad" para una nura dada" aumentan6 Tambin" cu7nto m7s peque5as sean las bolas" mayor ser7 la nura del producto6 0inalmente" cuanto m7s r7pida sea la alimentaci3n del molino m7s r7pida ser7 la descarga que llega al otro e?tremo y el producto ser7 m7s grueso6 Pueden trabaFar tanto en 1úmedo como en seco6
Molino de bolas: A" en>ultaJ C" caracol de alimentaci3nJ #" espiral de alimentaci3nJ &" tami2 de descargaJ E" embudo de descargaJ 0" engranaFe de mo>imientosJ G" placas de re>estimiento6
DENSIDAD DE PLPA: La densidad es una propiedad general de todas las sustancias6 No obstante su >alor es especíco para cada sustancia" lo cual permite identicarla o di)erenciarla de otras6 La densidad es una propiedad intensi>a y su >alor depende de la temperatura y de la presi3n6 $e dene como la masa de una sustancia presente en la unidad de >olumen: d m K ' $e acostumbra a e?presar la densidad de los líquidos y s3lidos en gKmL o gKcmB y la densidad de los gases en gKL6 En el caso especíco" para este laboratorio y en general en la minería" la densidad de pulpa es probablemente el par7metro que se controla m7s )recuentemente en una planta" por lo sencillo que resulta determinarla a utili2ar la Calan2a Marcy6
BALAN"A MARC!: La balan2a Marcy esta constituida principalmente por una balan2a graduada pro>ista de un recipiente met7lico capa2 de contener un >olumen Fo de 4 cmB 6 La balan2a debe ser colgada de manera tal que quede suspendida libremente en el espacio6 Este instrumento es el m7s utili2ado para el control de las pulpas" por la )acilidad de uso" costos y casi nulo mantenimiento6
M#TODO DE LA BALAN"A MARC!: Todos los procesos metalúrgicos de tratamiento de minerales por molienda 0lotaci3n" se requiere moler 1asta tama5os con la nalidad de liberar las especies met7licas" para conseguir la m7?ima recuperaci3n metalúrgica6 Para poder mo>er este material a tra>s de todos los procesos que componen una planta de benecios" 1abitualmente secuenciales 1acia adelante" pero tambin con recirculaci3n" ser7 necesario 1acerlo como pulpa" es decir" una me2cla de mineral namente molido y agua en proporciones >ariables6 El control metalúrgico y operacional de la planta requiere tener un estricto control sobre las toneladas solidas tratadas" agua utili2ada para alcan2ar el porcentaFe de s3lidos requeridos" >olumen que ocupa la pulpa para determinar tiempos de residencia" @uFo de pulpa en la etapas propias de mo>ilidad de s3lidos6
PROCEDIMIENTO TAMI"ADO POR $%A &MEDA ! POR $%A SECA'
$e nos proporcion3 una muestra de mineral de masa de un 46%;gr para luego despus molerlo en un tiempo de minutos6 Es el tiempo m7?imo en todos los grupos y por consecuencia teníamos las partículas m7s nas6
En la imagen podemos obser>ar el proceso de la molienda6 Luego se la>a las bolas en un balde" con la pulpa obtenida "se procede a ltrar al >acío6
Podemos obser>ar en la imagen el ltrado al >acío6 Luego di>idimos el bi2coc1o en dos partes una de ellas la utili2amos para repulpear6 %btu>imos su peso y tami2amos por >ía 1úmeda con malla ;6 Es necesario tami2ar sin que la malla se sature6 $i la malla es saturada en consecuencia se puede romper" el >ibrador no trabaFa ecientemente clasicando las partículas y por ende esto a)ectara a todo el an7lisis granulomtrico6
na >e2 tami2ado lo lle>amos a secarlo en la estu)a6 Es necesario tener cuidado en el momento del secado ya que al ele>ar la temperatura se )orman burbuFas del mineral y por temperatura saltan6 Es por eso que se tiene que mo>er la muestra para no perder peso 1asta que se termine su secado6 na >e2 secado esperar que se en)ri para poder pesarlo y posteriormente a esto 1acer el an7lisis granulomtrico con mallas <" " O" 4"4/ y ;6
CÁLCLO DE LA DENSIDAD DE PLPA MEDIANTE EL MATRA" $e pes3 46;gramos de mineral en un matra2 de un litro de capacidad6 Luego taramos y agregamos agua al matra2 1asta el ni>el de un litro" anotamos el peso del >olumen de agua6 Peso del matra2: ;;6O g Peso del matra2 mineral agua: 4B;6< En la imagen podemos >er como se est7 agregando agua al matra2 mediante un embudo para que no se pierda o se derrame el agua6
#on todos los datos obtenidos calculamos la densidad de pulpa6 Luego repetimos el procedimiento pero con ; gramos del mismo mineral Peso del matra2: ;;6O g Peso del matra2 mineral agua: 4B464
CALCLO DE LA DENSIDA DE PLPA MEDIANTE LA BALAN"A MARC! A1ora c3mo podemos apreciar la )oto 1acemos uso de la balan2a marcy6 Lo primero que se 1iso es calibrar la balan2a para un litro de agua6 El recipiente que utili2amos tenía la capacidad para un litro de >olumen de me2cla6 Primero utili2amos 46;gr del mismo mineral que se utili23 con el matra26 'ertimos al recipiente y agregamos agua 1asta la mitad y agitamos6
Agitamos e>itando las burbuFas y luego lo lle>amos a la balan2a6 #omo se muestra en la imagen6 $e completa agua 1asta el ras 91asta los dos 1uecos del recipiente marcy= y se toma nota de la densidad de pulpa6 Esto repetimos otra >e2 pero con un peso de ;gr de la misma muestra6
CÁLCLO DEL PESO ESPECIFICO O (RA$EDAD ESPEC%FICA MEDIANTE EL PICNOMETRO
Pesamos el picn3metro que nos proporcionaron con todo y tapa6 Posteriormente agregamos agua 1asta la mitad de >olumen del picn3metro6 Luego e?pulsamos las burbuFas mediante el equipo que nos proporcionaron6 na >e2 e?pulsado todas las burbuFas completamos agua 1asta el ras del picn3metro y colocamos su tapa6 Pesamos el total6
Luego de 1aber pesado el total >aciamos toda la pulpa y lo la>amos6 na >e2 limpia Agregamos agua sola al picn3metro 1asta el ras y lo pesamos6 na >e2 obtenido todos los datos calculamos el peso especíco para obtener el porcentaFe en peso del mismo en la balan2a Mars116
RESLTADOS : Tabla64 del tiempo de molienda
M)**) 4 4; 4< 4 ; < O 4 4< ; H;
A+e,., Pe ) /ic,) /7,' ; 4O 4<4 44 O<4 < ;/ 4 4< 4/ <
total
6;4 /6 4B6O 4;6/ 4//64B 4<64 O64/ /;6< B6B /464 B6<< OB 6O;
Tiempo B 0iltrado al >acio :4O64
4Pe 6;;O 4O /6;; B/ 4B644 ; 4;6
4Ac..* 4Ac..* ) ) ,eeni 6))ne 6;;O4 O /6
6B4 O <6B/<< / O46;B
4
M)**) ; < O 4 4< ; H;
A+e, Pe .,) /ic,) /7,' O<4 < ;/ 4 4< 4/ <
total
B/ /6 /64B B64 B6B B6/< BB6< 4O6< / <<
4Pe 6O/; ;< 446/4 4/6;O/ ; O64O;4O ; 6O< B 6B4 4B 6O4 B6<;4 / 4
4Ac..* 4Ac..*) ) ,eeni 6))ne 6O/;; < 4O6<<B B BB6/B<<4 B <464/
;64< O46;//B 6<//O /O6;OB<O /46<B;4 <<6//;B4/O
;6;/O/ B6<;4<O 4
Tiempo 0iltrado al >acio :46Bg Tabla6B tabla del tiempo de molienda
M)**) ; < O 4 4<
A+e, Pe .,) /ic,) /7,' O<4 < ;/ 4 4< 4/
6
4Pe
4Ac..* 4Ac..*) ) ,eeni 6))ne
6BB 44 6O<4;O < /64O;; OB 446;;O < O6B4<;O / /6/OB
6BB4 4 6
6BO 6/
; H;
;6
<
;<6
total
<<6B<
; 4<6B; ; /B6;< ; 4
<6;/ /B6;<;; O 4
Tiempo PE$% 9H;=0ILT!A&% AL 'A#I% B46/g Tabla6< tabla del tiempo de molienda
M)**) ; < O 4 4< ; H; total
A+e, Pe .,) /ic,) /7,' O<4 < ;/ 4 4< 4/ <
6; 6BB 6O/ 64 46B ;6O /B6BB B;64 <6;
4Pe 6<4B 4 6O4 < 6444; O/ 46
4Ac..* 4Ac..*) ) ,eeni 6))ne 6<4B 4 644
6/OB;B 6OO/<B 64;
Tabla6/ Q de acumulado pasante en los tiempos "B" y minutos en la molienda t min
tB min
t min
t min
A+e,., ) 4Ac.. 4Ac.. /ic,) *) *) 6))ne 6))ne 6B4 ; O <6B/<< 4O / O46;B
4Ac.. 4Ac.. *) *) 6))ne 6))ne
6B 6/
6/OB; < 6OO/ < 64;
4 O 4Ac..*)ne 6))ne
T MIN T B MIN T MIN T MIN
< ;
/
4
4/
;
T))8 e 6),ic.*)
Tama5o de particula pasante OQ para T min 0 4BO
0O4BO
Tama5o de particula pasante OQ para T B min 04 BO
POBO para TB min
Tama5o de particula pasante OQ para T min
0; 44 PO44 para T min
Tama5o de particula pasante OQ para T min 0B O POO para T min
Tabla Q del mineral que tiene un tama5o de partícula menor a ;M O6B;<O B6<;4 /B6;< 6/<;/ ; / ; 4O B /<
QH;M Tiempo9s= OA
MM6//
MA IA /B6NB
/A
4 en31 200M
BM6M<
BA ;A O6BB 4A A A
4AA
;AA
BAA
/AA
Tie63 5e 3*ien5) /1e7
Tabla 6 Tama5o de partícula con el cual OQ del mineral pasa la malla ;M
09micras= Timepo9s=
4BO
BO 4O
44 B
O /<
44BO 4< 4; 4 T))8 e 6),ic.*) 904 )c..*) 6))ne/ O BO < 44 ; O
#ur>a RO
Tie6 e *ien) /e7
Tabla O &ensidad de la pulpa para 4 g de mineral
Peso del matra2 Peso del matra2 mineral agua Mineral &ensímetro
;;6O g 4B;6< 46; 1035 7;L
Mp =1302.4 g−272.86 g
Mp =1029.54 g Vp=¿ 4L
dp =
1029.54 g 1 L
=1029.54 g / L
P Q de s3lidos64Q &&iluci3n6; Tabla &ensidad de la pulpa para ; g de mineral Peso del matra2 Peso del matra2 mineral agua Mineral: &ensímetro:
;;6O g 4B464 ; 1095 7;L
Mp =1361.61 g −272.86 g
Mp =1088.14 g Vp=¿ 4L
dp =
1088.14
g
1 L
=1088.14 g / L
P Q de s3lidos4O6BOQ &&iluci3n<6<<
Tabla 4 'alores del picn3metro 'olumen inicial marca 4 ml 'olumen nal marca: 4Oml 4Oml Peso total del aparato con agua <46 g Peso total del aparato con agua y mineral
Vagua=18 m L −1 mL Vagua=17 mL=17 cm γ del mineral = g . e =
3
45.1 g 17 cm
3 = / =2,653 Kg / L g cm 2,653 3
Tabla 44 PorcentaFe de s3lidos para una g6e ;"/B RgKL y para c7lculos con el matra2 respecti>amente6 Masa usada
Qsolido
Calance marcy g6e
&el matra2
2,653 Kg / L
4g ;g
Q 4BQ
64Q 4O6BOQ
Tabla 4; Colas del molino
A+e,.,) +*) /6.*7)) < ; 46/
;4
46;/
;<
4
;
6/
4Ac..* 4Pe ) /7 ,eeni B6B<4< B6B<4< /4B<64 B6B <;BO6 6B<<4; 4 ;<<6/ 46/B< O<64<; / BB B 4<6/;4; O6/;;<< ;/46/ ;B /
6e
4Ac..* ) 6))ne B6/O/ 4 BB6//O4 4/6O/; 46<;//<
6/
O
;O6
46<;// 4
B6
4<4;6 //
total
&i7metro del molino: ;46/ cm Altura del molino : ;; cm
CESTIONARIO: 1'-C)*c.*), e* =*.en e )7.) > 6e e ine,)* 6),) ene, .n) 6.*6) cn eni) 15007;*? en .n )[email protected] e 20 3 /( 3'2 ;L 'mineral 'agua SPulpa Masa de pulpaK>olumen de pulpa Masa de pulpa 'olumen de pulpa ? densidad de pulpa Masa de pulpa 4/ gKL ? ; L Masa de pulpa BRgKL Masa de mineral Masa de agua B
Masa de mineralK B6; Masa de agua ; ;6; ? 9Masa de mineral=KB6;4 Masa de mineral4
2'-C)*c.*), 6),) e, c+ic e 6.*6) e* 6e e ine,)* > =*.en e )7.) @.e e ,) cn .n 25'5 4 e ó*i /(3 ;/6/ Masa del mineralK Masa Total ?4 Masa total;K/4 Masa del mineral 'olumen total 'olumen de mineral 'olumen de agua <LMasa del mineralKB 4<K/4 Masa del mineral Masa del mineral4;;O6; Rg 'olumen de agua B/6B L
'-.e .i*i) iene e* cnce, *) eni) e *) 6.*6) >; e* 6,cen)e e ó*i en .n ci,c.i e *ien)' La utilidad de conocer la densidad de la pulpa y el porcentaFe de solido en un circuito de molienda es lo mismo que conocer la carga constante que meteremos en la molienda y la cantidad de agua que necesitaremos para este proceso es adem7s una regla que el Q en solido deba estar en un Q apro?imadamente6
5'-DeGni, +,e=eene :P90 ?F90? 4 e ó*i en 6e P90:Es el tama5o de partícula que pasa el O Q acumulante pasante luego de 1aber reali2ado un proceso )ísico6 /ALIMENTACIHN F90: Es el tama5o de partícula que pasa el O Q acumulante pasante antes de 1aber reali2ado un proceso )ísico6 /PRODCTO 4 e ó*i en 6e: Es el porcentaFe que resulta de di>idir la masa del s3lido entre la masa de la me2cla solido agua multiplicada por 46 '-C)*c.*), L) eni) e 6.*6) > *) i*.ción /L;S en e* .ne, e .n Ji,cic*ón i e* 6,cen)e e ó*i e 524 (3'2 /;Masa s3lido K Masa total ?4 Masa total;/K4B Masa s3lido 'olumen de mineral B6; Masa s3lido SPulpa ;/K4BK9B6;Masa del s3lido 4;K4BMasa del s3lido= SPulpa 6< RgKL &4;K4B9Masa del solido=KMasa del s3lido 6;B RgKL
K'-C)*c.*), e* 6,cen)e e ó*i > *) i*.ción/L;S en *) ec),7) e .n *in i *) eni) e 6.*6) e 1'5 7;L > ( 3'3 SPulpa 4"/ RgKL Masa del solido Masa de agua 4"/9'olumen del solido 'olumen del agua= Masa del solido Masa de agua 4"/9Masa del solidoKB6B Masa del agua= Masa del solidoK Masa de agua6/K46B/ P 6/K;6B ? 4 Q<46B< Q &46B/K6/46<; RgKL
9'-P),) . ,)+) e *ien) ee,in),: i*ice *) 6*)ni**) M*> c6' a= 0O 4BO micras b= 1allar PO
T 3 in
04 BO
POBO
T in 0; 44 PO44
T in 0B O POO
c=!atio reducci3n:
T 3 in
04 BO
POBO
!r 4BOKBOB6/
T in 0; 44 PO44
!r 4BOK44O644
T in 0B O POO
!r 4BOKO46B< d=#onsumo de enegía en UH1r" si Vi 4; Para t Bmin E=10 Wi(
E=10 Wi(
1
√ P 80 1
√ 386
−
−
E= 2.886 kw− hr
Para t min
1
√ F 80 1
√ 1387
) )
E=10 Wi(
E=10 Wi(
1
√ P 80 1
√ 171
−
−
1
√ F 80 1
√ 1387
) )
E=5.95 kw− hr
Para t min E=10 Wi(
E=10 Wi(
1
√ P 80 1
√ 80
−
−
1
√ F 80 1
√ 1387
)
)
E=10.194 kw −hr
CONCLSIONES: •
$e obser>a que a medida que el tiempo aumenta el porcentaFe pasante aumenta tambin" esto es correcto" ya que las partículas son m7s peque5as mientras m7s tiempo de molienda se le d y esto se puede obser>ar en la gr7ca tiempo de molienda >s Q;M6
•
•
•
$e concluy3 que el pasante en la malla H; en el proceso de repulpear es )undamental ya que este in@uye directamente en el porcentaFe obtenido en el tami2ado de la malla ; 6 $e concluy3 que la medici3n de las bolas de acero nos proporciona en )orma te3rica que a mayor tama5o de estas la molienda es m7s na y tambin que es directamente proporcional al tiempo de molienda dado6 El picn3metro sir>e para saber la gra>edad especica del mineral tratado cuyo uso se da en la balan2a marcy para saber el Q de s3lido de la pulpa6
