Curso para el personal de Operaciones de Gold Mill y Minas Conga

Ing: José Guerra Lu

Objetivos del CursoAl finalizar el presente curso, el participante podrá:

1. Explicar el principio de la conminución del mineral y lo diversos mecanismos de fractura.

2. Describir las partes de un molino rotatorio, los tipos de molinos y sus características de funcionamiento.

3. Reconocer los diferentes circuitos de molienda y clasificación.

4. Explicar como influencian los parámetros de la molienda, en el tonelaje de procesamiento.

5. Explicar donde se consume la potencia del molino y cual es la influencia de los parámetros de molienda

Metodología del desarrollo del CursoSe basa en desarrollo de las actividades del cuaderno de trabajo.

En las siguientes páginas hay diversas actividades para completar. Es necesario escuchar la información de instructor durante su exposición, antes de completar estas actividades.

Las actividades requieren que los participantes escuchen, lean y escriban las respuestas a estas preguntas. Las actividades son:

Actividad 1: Molienda de Minerales

Actividad 2: Molinos Rotatorios

Actividad 3: Circuitos de Molienda

Actividad 4: Factores de rendimiento de la molienda

Actividad 5: Tracción mecánica del molino

Evaluación del asistente

Tareas de EvaluaciónLas tareas de evaluación del presente módulo incluyen las actividades en el Cuaderno de Trabajo del Participante. Estos son principalmente completar definiciones y desarrollar ejercicios escritos.

Calificación del cuaderno de trabajo del participante:

Nota = Numero de preguntas contestadas X 100

Total de preguntas

 

Esta nota tiene peso 1 y se promedia con el examen de salida (peso 2)

Nota mínima aprobatoria = 15 (base 20) = 75 (base 100)

Actividad 1

Molienda del Mineral

Reducción Dimensional

MINADO

A: Flotación, Lixiviación, etc Chancad

o Primario

SAG

Molienda secundaria

Inicio de la reducción

Dimensional

Etapas de la Reducción Dimensional del Mineral

Etapa de Reducción de Tamaño Tamaño mayor Tamaño menor

Explosión Destructiva Infinito 1 m

Chancado Primario 1 m 100 mm

Chancado Secundario 100 mm 10 mm

Molienda Gruesa 10 mm 1 mm

Molienda Fina 1 mm 100 μm

Remolienda 100 μm 10 μm

Molienda superfina 10 μm 1 μm

Últimamente existe la tendencia de sustituir el chancado secundario, terciario y la molienda gruesa en una sola etapa. Con la utilización de molinos de mayor diámetro, Autógeno o semi autógeno. En donde se aprovecha las rocas grandes como medio de molienda.

El objetivo de la molienda

La molienda del mineral, tiene dos funciones principales:

Liberar el mineral valioso del desecho no valioso (ganga)

Aumenta el área superficial de las partículas para la reacción química (Cianuración, Flotación)

Molienda del Mineral

La molienda es un proceso se reduce de tamaño al mineral hasta valores de 80 % menos malla 150

Es una operación que se realiza en húmedo, por lo que el mineral forma una pulpa con agua.

Puede darse utilizando elementos moledores (Barras o bolas), aunque la tendencia actual es el de utilizar el mismo mineral el que reduce el costo que representan las barras o bolas de acero

Teoría de la Molienda

El molino rotatorio contienen una carga molturante, la cual se mueve libremente dentro del molino, ocasionando de esta manera la pulverización de las partículas de mineral.

las partículas se reduce de tamaño por medio de fuerzas de impacto y abrasión.

Los medios de molienda, puede ser barras de acero, o bolas, roca dura, o el propio mineral.

Mineral + Carga molturante + agua

Mecanismos de Trituración en la Molienda

La Molienda puede ocurrir por:

impacto,

astillado

abrasión

Fractura de las partículas

Abrasión

Fisura

Fragmentación

Grado Optimo de molienda• Una molienda adecuada es importante para el

procesamiento y recuperación del mineral valioso.

• En una molienda Gruesa (mala liberación) se obtiene una baja recuperación del metal valioso.

• En una molienda fina se desperdicia energía en el proceso, se incrementan los consumos de reactivos, se generan muchos finos los cuales se pueden perder fuera del proceso.

Tamaño de trituración óptimo

Baja-trituración • Partículas demasiado

grandes• Liberación insuficiente • Lixiviación lenta• Pérdida de oro (baja

recuperación)• Concentrado sucio

(bajo Grado)• Relave alto

Sobre-trituración • Demasiado consumo de

energía • Dificultad para Espesar

los lodos (generación de lamas)

• Concentrado de grado bajo

• Ocasiona problemas de filtración

¿DE QUE DEPENDE LA MOLIENDA? La trituración en el interior del molino (molienda), depende de:

• Tamaño del mineral alimentado, • Tonelaje que procesa el molino, • velocidad de movimiento y • de los espacios de la carga molturante del molino.

Molienda fina o molienda

gruesa

F80, T, Nc, área específica

Diferencias entre Chancado y Molienda

Chancado Molienda Rocas grandes (Seco)

Rocas pequeñas (Lodos húmedos)

Superficies de chancado rígidas

Medios moledores sueltos

Fractura por Compresión (apretamiento y aplastamiento)

Fractura por atrición (astillado) y abrasión (frotamiento) e impacto

Tamaño del producto controlado por el tamaño de abertura de descarga del equipo

Abertura de descarga del equipo impone poca limitación en tamaño del producto

Energía impartida directamente a la partícula (15 – 30 % de eficiencia)

Energía utilizada para mantener al molino y la carga en movimiento – la fractura de partículas es un subproducto (2% de eficiencia)

Consumo de energía bajo/medio Consumo de energía alto

Actividad 2

Molinos Rotatorios

Tipos de Molinos

• De Barras

• De Bolas

• Autógenos

• Semi Autógenos

Descripción general del molino

Casco cilíndrico: con revestimientos de desgaste renovables y una carga molturante como medio de trituración.

El molino se apoya sobre muñones huecos unidos a las tapas laterales.

El diámetro del molino determina la fuerza que puede ser aplicada por los medio moledores sobre las partículas del mineral.

Cuando más grande es el tamaño de la roca alimentada mayor debe ser el tamaño del diámetro del molino.

La longitud y diámetro del molino determina el volumen y capacidad del mismo

Partes del Molino

Casco (Shell).

Es un armazón, diseñado para soportar impactos y carga pesada. Está construido de placas de acero laminado suave soldadas entre sí. Su superficie está provista de agujeros para introducir los pernos que sujetan los revestimientos.

Partes del MolinoTapas del molino (Heads)Los extremos del molino están hechos de fierro fundido gris. Fijados al casco mediante pernos y presentan una abertura circular al centro

Partes del MolinoMuñones (Trunnion) y cojinetes (Trunnion Bearing).

Los cojinetes en molinos más pequeños pueden ser lubricados con grasa. En molinos grandes la lubricación es con aceite, mediante la ayuda de una bomba.

Video

Partes del Molino

Accionamiento• Los molinos de tambor rotatorio son con mayor

frecuencia girados por un engranaje de piñones conectado a la corona dentada que rodea al tambor.

• El eje del piñón es accionado desde el motor primario a través de fajas en V, en molinos pequeños menores a aproximadamente 180 kw.

• Para molinos más grandes el eje está acoplado directamente al eje de un motor sincrónico de baja velocidad.

• Molinos muy grandes accionados por engranajes de circunferencia requieren de dos a cuatro piñones.

Accionamiento con Engranajes

Accionamiento sin Engranajes

Este tipo de accionamiento son ideales en los molinos de diámetro grande donde se soporta enormes esfuerzos estructurales de los gigantescos Molinos SAG y de Bolas actuales.

En este tipo de accionamiento se puede controlar la velocidad, de acuerdo a la dureza del mineral.

Los polos se fijan al molino dándole la función de rotor y el estator descansa sobre una base sólida y resistente.

Partes del Molino

Revestimientos / Izadores• Soportan impactos, resistir el desgaste e impulsar

el movimiento de la carga. • Los revestimientos que protegen el casco se

llaman Shell liners y los de las tapas head liners.• Las pestañas (izadores) levantan la carga cuando

el molino gira. Esto evita exceso de deslizamiento y aumenta la vida del revestimiento.

• Son hechos de fierro fundido blanco, aliado con níquel (Ni-duro), otros materiales resistentes al desgaste. También pueden ser de jebe.

Tipos de revestimientos

Parábola de caída con distintos perfiles lineales

Video

Molino de Barras

• La longitud del casco cilíndrico es entre 1.5 y 2.5 veces su diámetro

• Sirve de alimentación del molino de bolas. • Tiene una pendiente de flujo por diámetro del

muñón overflow 10 – 20 cm más grande que la abertura de alimentación.

• La carga de la barra ocupa 32 a 40% del volumen del molino.

• Los molinos normalmente operan a 50% - 70% de la velocidad crítica.

Molino de Barras• Las barras están paralelas y a medida que voltean

giran, de esta manera actúan como una serie de rodillos chancadores.

• La alimentación gruesa separa las barras en el extremo de alimentación produciendo así una abertura en forma de cuña entre las barras. Esto tiene como consecuencia la trituración preferencial de las partículas más grandes y produce una cantidad mínima de material ultra fino.

finos

Molino de Bolas

La proporción longitud a diámetro es de 1.5 a 1 y menos.

Tipos:

• Overflow de muñones.

• Descarga por rejilla

Molino de bolas Overflow de muñones

• Operan entre 70 y 80% de la velocidad crítica.• Se utilizan para molienda más fina y re-molienda.• El consumo de energía es de aproximadamente 15% menos,

comparado con un molino de descarga por rejilla.• El producto tiene un rango de tamaños y puede ocurrir la

sobre-tituración.• Operan en circuito cerrado con la clasificación

(hidrociclones), para reducir la sobre-trituración

Molino de bolas de descarga por rejilla

• La pulpa discurre libremente por la abertura en la rejilla y es descargada por los muñones terminales.

• El nivel de la pulpa dentro del molino de Rejilla es menor comparado con un molinos de descarga overflow.

• Ocurre sobre-trituración mínima.

Video

Molinos autógenos • Utiliza al mismo mineral para ocasionar la fractura del mismo. • La pulverización se logra mediante el impacto de partículas

de mineral unas sobre otras (sin utilizar bolas o barras).• Tienen diámetros muy grandes comparados con su longitud

(Alta Proporción Dimensional), • Operan a 80-85% de la velocidad crítica. • Alcanzan reducciones de tamaño desde 25 cm a 0.1 mm. • La distribución de tamaño de partículas, depende de las

características y estructura del mineral que se está triturando.

Molino Semi Autógeno

• Los molinos semi-autógenos utiliza una combinación del mineral y una carga reducida de bolas de acero.

• Las cargas de bola usadas en la trituración semi-autógena son más efectivas en el rango de 6-10% del volumen del molino.

• Las barras de izaje sujetadas por pernos, levantan la carga y reducen su deslizamiento. Evitando el desgaste rápido de los revestimientos.

• La potencia del molino varían con la tasa de alimentación.

Actividad 3

Circuitos de Molienda

Introducción

Molienda en seco• Se aplica a materiales que

sufren cambios físicos o químicos

• Causa menos desgaste en los revestimientos y medios de molienda

• Mayor porcentaje de finos en el producto.

• Generan gran cantidad de polvo

Molienda en Húmedo• Menor consumo de energía

por tonelada de producto.• Mayor capacidad por volumen

de molienda unitario.• Utiliza la clasificación

húmeda para el control del producto.

• Eliminación del problema de polvo.

• El transporte del mineral se da mediante bombas, tuberías.

Circuito Abierto• En este circuito no hay control en la distribución de tamaño del

producto. • El tonelaje de procesamiento, debe ser controlado para que la

partícula permanezca, el tiempo suficiente en el molino y ser fracturada al tamaño adecuado.

• Un mayor tonelaje impulsa al las partículas a abandonar el molino. Produciendo partículas gruesas

• Si el tiempo es muy largo, causa la sobre-trituración, se consume más energía, y el producto tiene amplio rango de tamaños.

Circuito Cerrado. • Opera con un sistema de clasificación para retirar partículas

finas y evitar la sobremolienda. El material grueso regresa al molino.

• El material devuelto al molino por el clasificador es conocido como la carga circulante.

• A medida que el tonelaje de alimentación aumenta, la carga circulante aumenta. Esto porque el underflow del clasificador se vuelve más grueso.

• La capacidad de un molino aumenta con la reducción del diámetro de bolas debido al aumento del contacto de superficies.

Circuito Cerrado Directo

Circuito cerrado inverso

Control del circuito de molienda

Las variables principales que pueden afectar el control son:

• Cambios en el tonelaje de alimentación, • Distribución de tamaño de la alimentación • Dureza del mineral • tasa de adición de agua, • también interrupciones en la operación del circuito,

como paradas para la alimentación de nuevos medios de trituración o despeje de un hidrociclón atorado.

Video

Tonelaje de alimentación

El control se realiza mediante: Alimentadores de velocidad variable. Controladores de audio,

Son dispositivos sensibles al sonido que controlan la tasa de alimentación de acuerdo con el nivel de ruido de operación del molino. Una carga incorrecta causa que las formas del medio de trituración golpeen entre sí, aumentando así el nivel de ruido; un exceso de material disminuye el ruido.

Distribución de tamaño y dureza del mineral

• Las fluctuaciones del tamaño de alimentación y dureza son probablemente los factores más significativos en la alteración del equilibrio de un circuito de molienda.

• El aumento en el tamaño o dureza del mineral, produce un producto de molino más grueso a menos que la tasa de alimentación se reduzca automáticamente.

• Una disminución del tamaño o dureza del mineral permitirá un aumento en la producción total del molino.

Tasa de adición de Agua

• Se controla en relación al porcentaje de sólidos dentro del molino con relación al volumen de agua.

• Una adición alta de agua molino hará que: La carga sea más diluida, de tal forma que las bolas chocaran entre si, aumentando el consumo de bolas y de forros; Impulsara a que el material abandone más rápidamente el molino, haciendo que el producto sea más grueso. Si entra a una etapa de clasificación aumentara la carga circulante que retorna al molino.

• Una Adición baja de agua al molino hará que: la carga sea más espesa, disminuyendo la molienda por el efecto amortiguante de las bolas con la carga. Esto puede llevar a aumentar la potencia del molino. Y si el molino es de descarga por rejilla puede originar una sobrecarga.

se realiza mediante el monitoreo continuo del consumo de energía del molino. Una caída en el consumo de energía a cierto nivel indica la necesidad de reponer bolas.

El control de la carga elementos moledores.

Video

Actividad 4

Factores de rendimiento de la molienda

Factores que afectan a la molienda

1. % de sólidos y viscosidad

2. Carga circulante

3. Carga moledora

4. Izadores y revestimientos

5. Tamaño/Dureza de Mineral bruto

6. Velocidad del molino

7. Movimiento de la carga

Densidad de pulpa - % de sólidos y viscosidad

% de sólidos alto• puede causar problemas de viscosidad. • El revestimientos en el molino se pegan de arcilla. Esto

causa que la carga se apelmace a la carga molturante y tenga un efecto Amortiguante.

• Causa una disminución de la potencia del molino. Un % demasiado bajo de sólidos:

• Diluirá la carga• Aumentará el consumo de bolas por el mayor contacto de

metal con metal • Disminuirá el tiempo de residencia de la carga en el molino• Causa desgaste de revestimiento y posible rotura a alta

velocidad

Video

Viscosidad

• Alta proporción de partículas pegajosas muy finas que, en contacto con agua, forman una lechada altamente espesa.

• Mineral viscoso puede revestir el Molino (detener el levantamiento de la carga)

• El operador deberá añadir agua para enjuagar el material superfino. También se adiciona modificadores químicos para reducir la viscosidad.

Carga circulante• La carga circulante, se mide como un porcentaje del peso de la nueva

alimentación que ingresa al molino.

• La carga circulante, normalmente se encuentra en el rango de 100% a 350% pero puede llegar a 600%.

• Los circuitos con una carga circulante alta, son más eficientes que los circuitos que utilizan una carga circulante baja.

• Cuando la carga circulante es baja, el mineral permanece más tiempo dentro del molino, de modo que está sujeto a más eventos de fractura lo que se traduce por una mayor producción de finos.

• Esta gran cantidad de finos puede tener un impacto negativo en los procesos de separación subsiguiente.

• Aunque una carga circulante alta, maximiza la capacidad del circuito, hay un límite para el flujo reciclado al molino.

• Dado que un aumento en la recirculación reduce el tiempo de Residencia en el molino, una cantidad de las partículas grandes, serán molidas en cada pasada por el molino.

• Si la velocidad de fragmentación no es lo suficientemente alta, la cantidad de mineral grueso en el circuito, continuará aumentando. Esto eventualmente producirá una sobrecarga del molino.

Ejemplo

Si la faja transportadora que alimenta un molino está operando a 200 tph y la cantidad de reciclado desde el clasificador también es 200 tph, entonces la carga circulante, se calcula de la siguiente manera;CC = (Alimentación fresca + Reciclado) * 100

Alimentación fresca = 200 tph + 200 tph * 100 200 tph

= 400 * 100 200 = 200% de carga circulante

Medios de Molienda

• La distribución del tamaño de bola es importante. Se necesita un rango de tamaños de bola para reducir los espacios vacíos.

• La bola más grande debe ser lo suficientemente pesada para triturar las partículas más grandes. Bolas más pequeñas maximizan la trituración (produciendo partículas finas).

Carga de Medios

Ejemplo

7.61)81.0(arg% R

HJaC

7.61)5.3

181.0(arg% aC

% Carga = 32.34 %

Carga de medios

M

c

D

HJaVc 126113(%)arg

Ejemplo

7

5.4126113(%)arg JaVc

V carga = 32 %

Izadores o revestimientos

• Los izadores mejoran la eficiencia de trituración• protegen contra el desgaste al CASCO DEL MOLINO• Del tipo de forma y tamaño de los izadores habrá un tipo

de movimiento de la carga dentro del molino.• Para bolas de 2.5” o menores, usar forros de doble onda con

4D elevaciones para una circunferencia (D, diámetro del molino en pies). La onda sobre los forros debe ser de 1.5 a 2.0 veces el espesor del forro.

• Para bolas de más de 2.5” se recomienda usar forros de una onda con 2D elevaciones por circunferencia. Los forros deberán tener de 2” a 2.5” de ancho con ondas de 2.5” a 3” sobre los forros.

Distribución de tamaño y dureza de mineral

• La distribución del tamaño de mineral se determina mediante la regulación del set de la chancadora primaria.

• La dureza del mineral determina cuánta energía se requiere para romperlo y qué tan grande debe ser el Molino.

• Si el mineral es duro disminuye el tonelaje de procesamiento.

• Las partículas suaves y grandes no son un problema.

Velocidad del molino

• La velocidad del molino se refiere a un porcentaje de la velocidad crítica.

La velocidad crítica es la velocidad en que las bolas empiezan a centrifugar y se quedan adheridas en los revestimientos del molino durante la revolución completa

Video

Velocidad Crítica

• Es la velocidad en que las bolas empiezan a centrifugar y se quedan adheridas en los revestimientos del molino durante la revolución completaLa velocidad Crítica se calcula de la formula:

en rpm

Donde: Dm es en pie (0 a 30)

Dm es en metros

DmNc

63.76

DmNc

3.42

Ejemplo

El molino tiene las siguientes dimensiones 10 x 8 pies (LxФ)

Calcular la velocidad critica.

Solución

Nc = 27.1 rpm

8

63.76Nc

Velocidad del molino

• Se calcula como un porcentaje de la velocidad crítica

• El tonelaje de alimentación, depende de la velocidad del molino

• El rango de la velocidad esta entre 60 y 85 % de la velocidad crítica

• En los molinos de bolas la velocidad es fija, mientras que los molinos SAG la velocidad puede ser fija o variable.

Movimiento de la carga de bolas

• En cascadaEs cuando las bolas resbalan por la pared del molino, conjuntamente con la carga. produce la trituración más fina y aumenta el desgaste de los revestimientos.

• En cataratacuando las bolas son arrojadas de la carga e impactan en la base de la misma (no en los revestimientos). La caída es en catarata y tiene como resultado la pulverización por impacto y un producto final más grueso con menos desgaste de revestimientos.

Video

Zona Muerta

Actividad 5

tracción mecánica del molino

Tracción Mecánica del Molino

La tracción mecánica es un parámetro importante para el control del Molino. Puede utilizarse para monitorear lo siguiente:

Adición de carga de bolas Adición de agua Condición de izadores y revestimientos Advertencia de atascamiento o recubrimiento

del Molino (disminución rápida de potencia) Para maximizar el tonelaje (búsqueda de picos

– tracción mecánica máxima)

¿Dónde se consume la potencia del molino?

1. La potencia para impulsar el molino sin una carga. Ésta es la potencia que debe superar las fuerzas de fricción en el tren de accionamiento, cojinetes del molino, etc.

2. La potencia para voltear el contenido de la carga del molino. Esto incluye:

Carga de bolas de acero. Carga de rocas Carga de lodos (agua y sólidos finos)

Fuu… Necesito fuerza para:

Carga del Molino – Molinos SAG • La carga del molino es el peso de la cantidad de carga (tanto

bolas como lodos) en el Molino.• Algunos molinos tienen un indicador de presión para medir el

peso del molino. Esto se monitorea en los descansos de entrada y principalmente en la salida

• A medida que la carga del molino aumenta, la Potencia mecánica aumenta a un punto donde la potencia empieza a caer. Este punto es donde el centro de gravedad dentro del molino cambia y la carga del molino ayuda al motor que acciona el molino a voltearse.

• Si el nivel de carga de bolas aumenta por encima de la potencia máxima del motor del molino instalado, el molino girará.

• Esto sucede porque las bolas de acero tienen mayor densidad que la roca (aproximadamente dos veces la densidad de roca) y entonces para el mismo peso de molino (o relleno volumétrico) jalará más potencia del molino.Video

El Efecto de la Densidad del Mineral

Efecto del tamaño del mineral en la potencia

Efecto en la carga de bolas

Recubrimientos del molino

Rejilla de descarga

Si el peso del molino aumenta mientras la potencia del molino disminuye y esto sucede rápidamente, el molino se está llenando demasiado y está en peligro de sobrecarga.

Razones para la Sobrecarga

• El mineral está ingresando al molino sin suficiente agua y el lodo está demasiado espeso dentro del molino para permitir que los materiales fluyan a través de la rejilla.

• El mineral es duro y el molino está siendo alimentado a una tasa de alimentación demasiado alta. La tasa de descarga del molino es menor a la tasa de alimentación. Esto causa que la carga dentro del molino aumente.

• El molino está rotando demasiado lento. La velocidad tiene un gran efecto en la tasa de descarga de lodo y roca desde un molino de descarga por rejilla.

Instrumentación para medir la carga al molino

IMPACTMETER

SAG-ANALYZER

Podremos moler mas Podremos moler mas ToneladasToneladas

Podriamos moler Podriamos moler

mas fino..?mas fino..?

Si alimentamos Si alimentamos mas fino...?mas fino...?

Podremos aumentarPodremos aumentarLa potencia del La potencia del

MolinoMolino

Necesitaremos ciclonesNecesitaremos ciclonesMas Grandes....?Mas Grandes....?

Necesitare cambiar de Necesitare cambiar de Bombas..?Bombas..?

Deberiamos añadirDeberiamos añadirMas agua..?Mas agua..? Como Afectara el nuevo Como Afectara el nuevo

Mineral a los molinos..?Mineral a los molinos..?

Necesitaremos umNecesitaremos umMolino mas...?Molino mas...?

Cual sera la configuraciónCual sera la configuraciónIdeal del cicuito.? SAG o sin SAG..?Ideal del cicuito.? SAG o sin SAG..?

Que puede ocurri si:....??Que puede ocurri si:....??

En la mente de un ‘estudioso’ Ingeniero de procesos

Actividad 6

Operación de Arranque y Parada de un molino