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CAPTULO V FUNDAMENTOS TERICOS DE LA REDUCCIN DE TAMAO 5.1 Introduccin. Las formas en que los metales se encuentran en la corteza terrestre y como depsitos en el lecho de los mares, depende de la reactividad que tengan con su ambiente, en especial con el oxgeno, azufre y bixido de carbono. El oro y los metales del grupo del platino se encuentran principalmente en forma nativa o metlica. La plata, cobre y mercurio se encuentran nativos, as como tambin en forma de sulfuros, carbonatos y cloruros. Los metales ms reactivos siempre estn en forma de compuestos, tales como los xidos y sulfuros de hierro y los xidos y silicatos de aluminio y berilio. Los compuestos que se presentan en forma natural se conocen como minerales y a muchos se les conoce de acuerdo a su composicin (por ejemplo, la galena es sulfuro de plomo, PbS; la esfalerita es sulfuro de zinc, ZnS; la casiterita, xido de estao, SnO2). Por definicin los minerales son sustancias inorgnicas naturales que poseen estructura atmica y composicin qumica definida. Muchos minerales presentan isomorfismo, que es la sustitucin de tomos dentro de la estructura cristalina por tomos similares sin cambiar la estructura atmica. Los minerales tambin exhiben polimorfismo, minerales diferentes que tienen la misma composicin qumica, pero propiedades fsicas marcadamente diferentes debido a una diferencia en la estructura atmica. Frecuentemente el trmino mineral se usa en un sentido ms extenso para incluir cualquier cosa de valor econmico que se extraiga de la tierra. As la hulla o carbn mineral, yeso, arcilla y granito no entran dentro de las definiciones de minerales, aunque los detalles de su produccin generalmente se incluyan dentro de los valores nacionales para la produccin mineral. De hecho tales minerales son rocas, material estril ganga las cuales no son homogneas en su composicin fsica y qumica, como son los minerales, pero generalmente consisten de una variedad de minerales y forman gran parte de la corteza terrestre.

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Frecuentemente en la naturaleza, un depsito natural se encuentra sometido a la accin de un sin nmero de fenmenos naturales de tipo climatolgico y/o sismolgico cuyo efecto en el tiempo es la concentracin de la especie mineral. Cuando esta concentracin llega a niveles tales que haga econmicamente atractivo su recuperacin, los depsitos pasan a denominarse mena. La mayor parte de las menas son mezclas de minerales valiosos posible de extraer y de material rocoso (de ningn valor comercial) denominado ganga. Una mena se describe brevemente como una acumulacin de mineral en cantidad suficiente para permitir una extraccin econmica. El precio de mercado del metal establece esto como un criterio crtico en la definicin y vara de acuerdo a las demandas comerciales. Con el paso del tiempo y el agotamiento del material ms rico o ms fcilmente accesible, un depsito mineral mejora hasta convertirse en una mena. La Ley (contenido de metal) de la mena triturada y procesado depender de varios factores y generalmente las menas de ms bajo grado se tratan en las plantas de mayor capacidad que las menas de grado ms alto. Los factores que se deben considerar para definir si un depsito de mineral es o no atractiva econmicamente para su explotacin, se pueden resumir en:

Localizacin y tamao del depsito. Ley de alimentacin de la mena, mineraloga y textura de la mena. Aspectos financieros; requisitos de inversin, capital disponible

y costos de los prstamos, impuestos y pagos de regalas. Costo de tronadura. Costo de servicios subordinados, tales como suministro de

energa, agua, carreteras y disposicin de los relaves. Docilidad de la mena para el tratamiento: diagrama de flujo del

proceso, costos de operacin, ley de concentrados y recuperaciones obtenibles.

La demanda y el valor del metal, los precios del concentrado metlico y el valor del concentrado colocado en la mina.

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El contenido mnimo de metal necesario para que un depsito se califique como una mena, vara de un metal a otro de acuerdo a los factores antes mencionados. Con frecuencia las menas se clasifican de acuerdo con la naturaleza del mineral valioso. As en las menas nativas, el metal est presente en forma elemental; las menas sulfuradas contienen el metal en forma de sulfuro y en las menas oxidadas, el mineral valioso puede estar presente como xido, sulfato, silicato, carbonato o alguna forma hidratada de los mismos. Las menas complejas son aquellas que contienen cantidades aprovechables de ms de un mineral valioso. Las menas tambin se clasifican por la naturaleza de sus gangas, tales como calcreas o bsicas, o silceas o cidas. 5.2 Antecedentes generales. Debido a que los minerales se encuentran finamente diseminados e ntimamente asociados con la ganga, deben ser liberados antes de realizar un proceso de separacin. Para flotacin, interesa un determinado tamao del material, una superficie especfica o el mencionado grado de liberacin. Las primeras etapas de conminucin se realizan para facilitar el manejo del material proveniente de la mina y luego, en sucesivas etapas de chancado y molienda, para separar el mineral de la ganga. El chancado se realiza con material seco, y el mecanismo de reduccin de tamao es la compresin o impacto . La molienda se realiza principalmente en hmedo. El mecanismo de reduccin es abrasin e impacto del mineral por el movimiento de los medios de molienda, tales como barras, bolas o el mismo material grueso (guijarros ). Debido a que estas son etapas que consumen grandes cantidades de energa, la filosofa en la aplicacin de cada etapa, es moler lo mnimo necesario. La tabla 2.1 muestra los rangos de tamao de aplicacin de cada una de las etapas .

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Tabla N 2.1 : Rangos de tamao de aplicacin en cada etapa.

Etapa

Sub-etapa

Rango

Tamao

Consumo

Energa

Kwh/ton

Equipo

Trituracin ( 100 cm-0.5

cm )

Primaria

Secundaria

Terciaria

100 cm-10 cm

10 cm-1cm (4"-3/8")

1cm-0.5cm (3/8"-1/4")

0.35

0.3 - 3

Trituradora Mandbula y

Giratoria Trituradora Cono

Estndar Trituradora Cono

Cabeza Corta

Molienda ( 10 cm - 10

m )

Primaria Secundar

ia Terciaria

10 mm - 1 mm

1mm 100m

100m 10m

3 - 6 10

10 - 30

Molino de Barras Molino de Bolas Molino de Bolas

5.3 Antecedentes Generales.

La reduccin de tamao de partculas es una operacin necesaria en una variada gama de actividades que incluye a las industrias mineras, metalrgica, qumica, del cemento, entre otras. El objetivo que normalmente se persigue en la industria minera es obtener un producto, de un tamao, en el cual las especies mineralgicas valiosas se encuentren liberadas y puedan ser separadas de la ganga en procesos posteriores.

Las operaciones de reduccin de tamao, se caracterizan por involucrar un alto consumo de energa. En una evaluacin del uso de energa en la conminucin de minerales de cobre porfdico mediante mtodos tradicionales, se concluye que la reduccin de tamao consume

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aproximadamente un 74% de un promedio de 13 Kwh/ton. de mineral, necesarias para producir un concentrado y ello representa el 25% de un total de 2400 KW requeridos para obtener una tonelada de cobre catdico. (Seplveda, Gutirrez. 1986) 5.3.1 Relacin Energa - Tamao de Partcula.

Desde los primeros aos de la aplicacin industrial de los procesos de conminucin al campo de beneficio de minerales, se pudo constatar la relevancia del consumo de energa especfica como parmetro controlante de la reduccin de tamao y granulometra final del producto, en cada etapa de conminucin.

En trminos generales, la energa consumida en los procesos de conminucin se encuentra estrechamente ligada con el grado de reduccin de tamao de las partculas en la etapa correspondiente. Por otro lado, se ha logrado demostrar que en las etapas de chancado y molienda convencional la energa mecnica suministrada supera entre 100 a 1000 veces el consumo terico de energa requerida para crear nuevas superficies, es decir, menos del 1 % del total de energa entregada al equipo de conminucin es efectivamente empleada en la fragmentacin de las partculas. Los posibles caminos que puede tomar la energa cuando los slidos estn sujetos a reduccin de tamaos fueron presentados por C. Orr en 1966 y se resumen a continuacin: 5.3.2 Energa Suministrada para Reduccin de Tamao.

Material que se Fractura

Reordenamiento cristalino Energa superficial Deformacin elstica de las partculas Deformacin plstica de las partculas

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Mquina de Conminucin

Friccin entre partculas Roce entre piezas de la mquina Energa cintica proporcionada a la mquina Deformaciones elsticas de la mquina Efectos elctricos Ruido Vibraciones de la instalacin

Lo anterior indica la importancia de establecer correlaciones confiables entre la energa especfica, KWh/ton, consumida en un proceso de conminucin y la correspondiente reduccin de tamao alcanzada en dicho proceso, a objeto de determinar la eficiencia energtica de los respectivos equipos, facilitar su apropiada eleccin y proyectar su correcto dimensionamiento a escala industrial.

La molienda es una funcin esencial en muchas reas de la

industria minera. Por muchos aos los molinos de bolas, inventado hace ms de 100 aos, ha servido los propsitos de la industria. En el desarrollo de las modernas tecnologas aplicada a los procesos han surgido las necesidades de equipos ms adecuados. Muchas de las operaciones actuales requieren de una molienda fina, que los molinos convencionales no pueden cumplir eficientemente. Como respuesta a esta necesidad se puso a disposicin de la industria minera el Molino Torre, el cual fue desarrollado para satisfacer necesidades especficas de una eficiente molienda fina. (Minera Chilena N75, Junio de 1987)

5.4 Principios de la Conminucin Los minerales poseen estructura cristalina y sus energas de unin se deben a los diferentes tipos de uniones y enlaces que participan en la configuracin de sus tomos. Estos enlaces interatmicos son efectivos slo a corta distancia y pueden ser rotos por la aplicacin de esfuerzos de tensin o compresin .

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Para romper un material se necesita una menor energa que la terica, debido a que el material presenta fallas que pueden ser:

microscpicas (de Griffith) microscpicas o grietas

Se ha demostrado que stos son sitios en que al aplicar los esfuerzos, stos se concentran en dichas fallas, y as stas se activan y aumentan el largo de la grieta, aumentando la concentracin de esfuerzos y causando una rpida propagacin de la grieta, producindose entonces la fractura. Cuando la fractura ocurre, la energa almacenada se puede transformar en energa libre superficial, la cual es la energa potencial de los tomos en estas superficies creadas, y as estas superficies frescas son ms reactivas, y aptas para la accin de los reactivos de flotacin. La energa requerida en la conminucin se puede reducir por la presencia de agua o por otros aditivos que se absorben en el slido. Esto puede deberse a la disminucin de la energa superficial en la adsorcin, dado que el agente tenso-activo puede penetrar en la grieta y reducir la fuerza del enlace y as facilitar la ruptura .

Los tipos de esfuerzos que pueden dar origen a la fractura son:

Compresin: La aplicacin de estos esfuerzos es lenta, se produce en mquinas de chancado en que hay una superficie fija y otra mvil. Da origen a partculas finas y gruesas. La cantidad de finos se puede reducir, disminuyendo el rea de contacto, usando superficies corrugadas.

Impacto: Es la aplicacin de un esfuerzo en forma instantnea, y as la partcula absorbe ms energa que la necesaria para romperse. El producto es a menudo muy similar en tamao y forma.

Cizalle: Produce gran cantidad de finos y, generalmente, no es deseable. Se debe principalmente a interaccin partcula- partcula.

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En partculas pequeas, las grietas tienden a desaparecer y slo quedan las fallas del material, lo cual produce un aumento de la dureza del material.

La dureza de un material, queda definida por:

La distribucin de esfuerzos. La distribucin de fallas y grietas. El tamao de la partcula.

5.5 Teoras de Conminucin 5.5.1 Teoras Clsicas de Conminucin Desde los primeros aos de aplicacin industrial de los procesos de conminucin al campo de beneficio de minerales (es decir, hace aproximadamente un siglo atrs), se pudo constatar la relevancia del consumo de energa especfica como parmetro controlante de la reduccin de tamao y granulometra final del producto, en cada etapa de conminucin. En trminos generales la energa consumida en los procesos de chancado, molienda/clasificacin y remolienda se encuentra estrechamente relacionada con el grado de reduccin de tamao alcanzado por las partculas en la correspondiente etapa de conminucin, an cuando la eficiencia energtica de estos procesos raras veces supera el 10% del total de energa mecnica suministrada a los mismos. A manera de ejemplo, los investigadores Rose y Sullivan demostraron que en las etapas de chancado y molienda convencional la energa mecnica transferida a las partculas de un mineral supera entre 100 a 1000 veces el consumo terico de energa requerida para crear nuevas superficies; es decir, menos del 1% del total de la energa entregada al equipo de conminucin, es efectivamente empleada en la

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fragmentacin de las partculas. En general se ha logrado establecer que gran parte de la energa mecnica suministrada a un proceso de conminucin se consume en vencer resistencias nocivas de diversos tipos, tales como:

Deformaciones elsticas de las partculas antes de romperse. Deformaciones plsticas de las partculas, que originan

posteriormente la deformacin de las mismas. Friccin entre las partculas. Vencer la inercia de las piezas de la mquina. Deformaciones elsticas de la mquina. Produccin de ruido, calor y vibraciones de la instalacin. Generacin de electricidad. Roce entre partculas y piezas de la mquina. Prdidas de eficiencia en la transmisin de la energa elctrica y

mecnica. La breve discusin anterior pone en relieve la necesidad de establecer correlaciones confiables entre la energa especfica (KWh/ton) consumida en un proceso de conminucin y la correspondiente reduccin de tamao alcanzada en dicho proceso, a objeto de determinar la eficiencia energtica de los respectivos equipos, facilitar su propia eleccin y proyectar su correcto dimensionamiento a escala industrial. En este sentido, existen diversas teoras de correlaciones empricas entre consumo de energa y tamao de partculas que sern brevemente analizadas a continuacin.

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5.5.1.1 Postulado de Rittinger Cronolgicamente, fue Von Rittinger, en 1867, quien por primera vez postul una relacin entre la energa especfica consumida (Energa/masa) y el incremento de superficie especfica generado en las partculas durante la conminucin. El postulado de Rittinger (Primera Ley de la Conminucin) establece lo siguiente: "La energa especfica consumida en la reduccin de tamao de un slido es directamente proporcional a la nueva superficie especfica creada". Este postulado considera solamente la energa necesaria para producir la ruptura de cuerpos slidos ideales (homogneos, isotrpicos y sin fallas), una vez que el material ha alcanzado su deformacin crtica o lmite de ruptura. An cuando el postulado de Rittinger carece de suficiente respaldo experimental, se ha demostrado en la prctica que dicha teora funciona mejor para la fracturacin de partculas gruesas, es decir, en la etapa de trituracin o chancado del material. 5.5.1.2 Postulado de Kick En el ao 1874, Kirpichev y posteriormente en 1885, Kick, propusieron independientemente una segunda teora, conocida como postulado de Kick. en ella se establece: "La energa requerida para producir cambios anlogos en el tamao de cuerpos geomtricamente similares es proporcional al volumen de estos cuerpos". Esto significa que "iguales cantidades de energa producirn iguales cambios geomtricos en el tamao de un slido". Kick consider que la energa utilizada en la fractura de un cuerpo slido ideal (homogneo, isotrpico y sin fallas) era solo aquella necesaria para deformar el slido hasta su lmite de ruptura, despreciando la energa adicional para producir la energa del mismo.

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As por ejemplo, si para romper un cuerpo en dos partes equivalentes necesitamos una unidad de energa, entonces, para quebrar estas dos unidades en cuatro se necesitar otra unidad ms de energa y as sucesivamente. An cuando el postulado de Kick (al igual que el de Rittinger) carece de suficiente respaldo experimental, se ha demostrado en la prctica que su aplicacin funciona mejor para el caso de la molienda de partculas finas. 5.5.1.3. Postulado de Bond Como los postulados de Kick y Rittinger no satisfacan todos los resultados experimentalmente observados en la prctica, y como se necesitaba en la industria de una norma estndar para clasificar los materiales segn su respuesta a la conminucin, Bond postul en 1952 una ley emprica que se denomin la "Tercera Ley de la Conminucin". Dicha teora puede enunciarse como sigue: " La energa consumida para reducir el tamao 80% de un material, es inversamente proporcional a la raz cuadrada del tamao 80%; siendo este ltimo igual a la abertura del tamiz (en micrones) que deja pasar el 80% en peso de las partculas". Bond defini el parmetro KB en funcin del Work Index, WI (ndice de trabajo del material), que corresponde al trabajo total (expresado en KWh/ton corta) necesario para reducir una tonelada corta de material desde un tamao tericamente infinito (dF ) hasta partculas que en un 80% sean inferiores a 100 micrones (dp = 100 m; o sea, aproximadamente 67% - 200 mallas).

El parmetro WI (ndice de trabajo de Bond) depende tanto del material (resistencia a la conminucin) como del equipo de conminucin utilizado (incluyendo la malla de corte empleada en el clasificador, para circuitos cerrados de conminucin/clasificacin), debiendo ser determinado experimentalmente (a escala estndar de laboratorio) para cada aplicacin requerida.

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Durante el desarrollo de su Tercera Teora de la Conminucin, Fred Bond consider que no existan rocas ideales ni iguales en forma, y que la energa consumida era proporcional a las longitud de las nuevas grietas creadas. La correlacin emprica efectuada por F. Bond, de varios miles de pruebas estndar de laboratorio con datos operacionales de planta, le permiti ganar ventaja con respecto a la controversia Kick-Rittinger, haciendo que su teora funcionara tanto para chancado como para molienda, con un error promedio de estimacin del 20% para la mayora de los casos estudiados por Bond. 5.6. Teora de Bond Bond bas su Tercera Ley de la conminucin en tres principios fundamentales, los que a su vez se basan en mecanismos observados durante la reduccin de tamao de las partculas. Dichos principios son: a) Primer Principio: Dado que una partcula de tamao finito ha

debido obtenerse por fractura de una partcula de tamao mayor, todas ellas han debido consumir una cierta cantidad de energa para llegar al tamao actual. Se puede considerar, entonces, que todo sistema de partculas tiene un cierto "registro energtico" o nivel de energa, correspondiente a toda la energa consumida para llevar las partculas al tamao sealado. Solamente una partcula de tamao infinito tendra un registro energtico igual a Cero (valor de referencia inicial usado por Bond, en el desarrollo de su Tercera Ley de la Conminucin).

Consumo de Energa = Registro de EnergaRegistro de Energadel Productodel Producto

Registro de EnergaRegistro de Energade la Alimentacinde la Alimentacin

b) Segundo Principio : El consumo de energa para la reduccin de tamao es proporcional a la longitud de las nuevas grietas producidas.

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Como la longitud exterior de una grieta es proporcional a la raz cuadrada de su superficie, se puede concluir que la energa consumida es proporcional a la diferencia entre la raz cuadrada de la superficie especfica obtenida despus y antes de la conminucin.

De acuerdo a lo estipulado por Bond, el parmetro WI (ndice de trabajo) es una funcin del material, del equipo de conminucin y de las condiciones de operacin. Por esta razn, para ser til debe determinarse bajo condiciones experimentales estndar de laboratorio. c) Tercer Principio : La falla ms dbil del material determina el esfuerzo de ruptura pero la energa total consumida est controlada por la distribucin de fallas en todo el rango de tamaos involucrado, correspondiendo al promedio de ellas.

An cuando Bond extrajo parte de sus ideas de trabajos de investigacin desarrollados en el rea de fractura de slidos, su anlisis relativo a la conminucin debe ser considerado como de carcter netamente emprico. El objetivo de los trabajos desarrollados por Bond fue llegar a establecer una metodologa confiable para dimensionar equipos y circuitos de conminucin. En la ltima dcada, han aparecido mtodos alternativos que prometen desplazar definitivamente el procedimiento estndar de Bond, situacin que todava no se ha concretado en forma generalizada. En realidad el mtodo de Bond proporciona una primera estimacin (error promedio de +/- 20%) del consumo real de energa necesario para triturar y/o moler un material determinado en un equipo de conminucin a escala industrial. No obstante, y debido a su extrema simplicidad, el procedimiento estndar de Bond contina an siendo utilizado en la industria minera para dimensionar chancadoras, molinos de barras y bolas a escalas pilotos, semi industrial e industrial.

De acuerdo a los resultados de innumerables pruebas estndar de Bond a escala de laboratorio, el ndice de trabajo promedio para cobres porfdicos es del orden de 12,73 KWh/ton corta, mientras que para menas porfdicas de molibdeno es de 12,80; confirmando as la gran similitud en tipos de rocas de estos minerales. Contrario a esto, la roca andestica dura presenta un ndice de trabajo de 18,25; la roca diortica, de 20,90; granito,

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15,13; y los minerales blandos tales como bauxita, de 8,78; barita, 4,73; arcillas, 6,30; y fosfatos, 9,92.

Figura N2.2 : Molino de Bond. 5.7. ndice de Trabajo El ndice de trabajo WI, es un parmetro que depende del material y del equipo de conminucin, por lo que es conveniente que en su obtencin se utilice un mecanismo de ruptura similar al de la mquina para la cual se efecta la determinacin. As, por ejemplo, se puede hacer ensayos de impacto (simulando etapas de trituracin del material), ensayos en molinos de barras y ensayos en molinos de bolas.(Seplveda, Gutirrez. 1986)

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Ensayos de moiendabilidad: 2.11 Molienda Convencional 2.11.1. Introduccin Es la ltima etapa en el proceso de Conminucin. Se realiza en cilindros rotatorios conocidos como Molinos, y existen diversos tipos de ellos que se clasifican segn su forma y segn su medio de molienda as por ejemplo tenemos molinos segn su forma en: Cilndricos rotatorios, cilindro - cnicos rotatorios, tubular rotatorio. A pesar de la diversidad de tipos el objetivo comn de su utilizacin es lograr una fragmentacin tal de las partculas de mineral que queden separadas las partculas de las especies tiles de las de ganga. Dicha separacin es deseada con el fin de aplicar luego una operacin o un proceso que nos permita concentrar la fraccin til, o extraer el elemento de inters con mayor eficiencia, en lo relativo a recuperacin principalmente. Es importante, entonces, moler hasta alcanzar el grado de liberacin del mineral. Para desarrollar su trabajo de molienda la mquina est provista de elementos moledores o molturantes. Dichos elementos son usualmente bolas de acero, barras de acero, guijarros o autgenos; pero adems se usan otros tipos de elementos como las cabillas, bolas de porcelana y el mismo mineral grueso. Desde el punto de vista de la continuidad en la alimentacin y descarga del molino diferenciamos entre operacin batch y continua. Nos referimos a batch cuando el molino es cargado con el mineral, luego se cierra, realiza la molienda y se abre para ser descargado. Es una molienda continua, si permanentemente a lo largo de la operacin del molino, tenemos alimentacin y descarga de l. Indudablemente el diseo del molino vara para cada forma de operacin. En la segunda etapa de la conminucin, denominada molienda, los productos de la trituracin son reducido hasta valores de 10 micrones. Dependiendo de la fineza del producto final, la molienda se dividir as en: Molienda primaria, secundaria y terciaria.

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Esta puede realizarse en seco o en hmedo. Se llama molienda seca cuando el mineral es alimentado en tal estado. Si se agrega agua, con lo que se forma una pulpa, se denomina molienda hmeda. Pero en general la molienda se realiza en hmedo, y solo en casos excepcionales en seco. La gran aplicacin de la molienda en hmedo se debe a que no produce polvo, es ms eficiente, permite un contacto ms ntimo con los reactivos de flotacin y por ltimo permite fcil transporte de los productos. La molienda, a diferencia del chancado, es un proceso aleatorio, en el cual debe juntarse la partcula y el medio de molienda para que la reduccin de tamao tenga lugar . La reduccin de tamao ocurre debido a impactos, astillamientos y por abrasin. El movimiento de la carga del molino (medios de molienda, mineral y agua ntimamente mezclados) depende de la velocidad de rotacin del molino. Esta velocidad de rotacin proporciona la energa necesaria para moler, pero parte importante de ella se disipa como calor y ruido. Esta etapa es la que consume mayor energa de todo el proceso de tratamiento de minerales, por lo cual debe ser estrictamente controlada . Tabla N 2.2: Datos generales sobre consumo de energa y acero en

molinos.

Etapa

Consumo Acero Kg/ton

Energa KWh/ton

Primaria 0,15 - 0,30 4 - 6 Secundaria 0,50 - 1,0 6 - 10 Terciaria 0,50 - 1,0 10 - 30 Los molinos se especifican por el dimetro y el largo del molino,

en pies: D x L .

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2.11.2 Constitucin del Molino

El molino est constituido por: 1) La carcaza, que es el cuerpo cilndrico y se construye de chapa de

acero. 2) La coraza, que es el recubrimiento interior del cuerpo cilndrico y de

las tapas. Est provista para cumplir dos funciones: absorber el desgaste provocado por el roce propio del trabajo realizado, y de acuerdo con su diseo ayudar el desplazamiento de los elementos molturadores y el mineral dentro del molino. Esta coraza se fabrica de materiales diversos, segn sean ms adecuados a la funcin que realiza; se utilizan por ejemplo: acero, goma y porcelana industrial. Los revestimientos de las corazas tienen una variedad de formas para levantar la carga. La mayora de ellos son ondulados, de doble paso, con traslado. El costo en revestimientos es un costo importante en la operacin de un molino, y es as como continuamente se estn probando nuevos materiales, como por ejemplo, goma, el que se ha encontrado que duran ms y son ms fciles de instalar y, adems, reducen considerablemente el ruido, aunque aumentan el desgaste de medios de molienda.

3) Las tapas, son discos de acero o de aleaciones Fe-Ni u otro material

resistente al desgaste, con una leve convexidad, que cierran los extremos del cuerpo del molino; estn unidos solidariamente a la carcaza y generalmente mediante pernos. Si el molino es alimentado y/o descargado por sus extremos a travs de los muones, entonces las tapas son perforadas en su centro geomtrico.

4) Los muones, son cilindros unidos en forma solidaria y resistente a las tapas. Actan como ejes que permiten la suspensin y giro del molino en torno a ellos. Los muones se apoya en descansos de rodamientos o metales que permiten un giro eficiente.

5) El sistema motriz, est constituido por el motor, caja de reduccin,

eje - pin y corona perifrica. El motor normalmente es elctrico y su potencia adecuada a los requerimientos impuestos por el tamao

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del molino y el trabajo a desarrollar; otra caracterstica es su baja velocidad.

6) La corona perifrica, est ubicada abrazando solidariamente el

contorno del cuerpo cilndrico del molino y recibe el movimiento del pin para transmitirlo al molino mismo.

Figura N2.3 : Algunos componentes del molino.

2.11.3. Alimentacin y Descarga en Molinos Continuos La alimentacin a los molinos depende del tipo de circuito (abierto o cerrado) y el tipo de molienda (seca o hmeda). Para introducir la alimentacin al molino se utilizan los dispositivos siguientes: alimentador de tubo, de tambor y de cucharn. (Figura N 2.4).

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Figura N2.4: Alimentacin al molino.

El de tubo es aplicado cuando la alimentacin es seca; est constituido por un chute que descarga el material a travs de un tubo que penetra directamente en el mun de alimentacin. El alimentador de mun tambin se utiliza para manipular material seco, y se combina con el de cucharn cuando la alimentacin suministrada al molino est constituida por una fraccin que ingresa seca y otra en forma de pulpa. Para una molienda hmeda, la alimentacin se realiza a travs de un chute soportado en forma independiente del molino; se usa normalmente en barras en circuito abierto o bolas en circuito cerrado con hidrocicln. Los alimentadores de tambor se usan cuando la altura del edificio est limitada. La alimentacin entra al tambor por un chute y un espiral interno lleva la carga al interior. Adems es posible alimentar, sin ningn inconvenientemente las bolas al molino.

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En el molino rotatorio de trabajo continuo la alimentacin se realiza a travs de uno o de los dos muones, huecos en este caso, dependiendo del tipo de descarga para el cual est diseado. Si la descarga es perifrica central la alimentacin se practica por ambos muones; pero si la descarga es perifrica y por un extremo solo se alimenta por el mun opuesto al extremo de descarga. Cuando la descarga se efecta por rebalse central, un mun permite el paso de la alimentacin y el otro al paso del producto La descarga por rebalse central tiene dos modalidades; una por rebalse central libre llamada tambin por overflow y otra por rebalse central por parrilla. En este ltimo caso se intercala, en posicin inmediata a la tapa del extremo de descarga, una placa ranurada que permite el paso de partculas de un tamao mximo predeterminado. Para facilidad de instalacin la placa est constituida por sectores circulares que se ensamblan y apernan unos a otros dentro del molino y en la posicin requerida. 2.11.4. . Medios de Molienda, Carga Balanceada de Medios de

Molienda, Nivel de Llenado. La carga de elementos moledores puede ser de dos tipos: balanceada y uniforme. En la carga de tipo uniforme los elementos molturadores se caracterizan por tener un dimetro comn. Esta variedad de carga por efecto del desgaste de los elementos moledores y su reposicin tiende a transformarse en balanceada. La carga balanceada se caracteriza por estar constituida por elementos de dimetros diversos, lo que desde el punto de vista de su accin para moler la hace ms eficiente, ya que los elementos moledores de mayor dimetro actan sobre las partculas mayores eficientemente, e igualmente sucede con los de menor dimetro respecto de las partculas pequeas.

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A) Las barras como medio de molienda.

Son cilindros de acero al manganeso, o con alto contenido de carbono. Estos se usan en la molienda gruesa; ocupando un volumen de 35% a 45% del volumen del molino. Estos varan de tamao de 1 1/2" a 4 1/2" de dimetro, hasta 10 de largo.

Los consumos de acero en las barras son del orden de 0,2 libras/ton en minerales blandos hasta 2 libras/ton en los duros.

La carga de barras en los molinos vara desde 2 ton para los molinos 2' x 6 con una capacidad de molienda de 48 TPD, hasta 140 ton de barras para molino de 12' x 4' con una capacidad de 3200 TPD.

Estas capacidades estn en base a una alimentacin de -3/4" a 4 mallas Tyler (5mm) entregando un producto de 5% - 4 mallas Tyler (5 mm).

La molienda con barra se caracteriza por entregar un producto

exento de sobre molienda, debido a que el material entre barras slo se moler el mayor, entregando un producto ms parejo en tamao. B) Bolas como medios de molienda.

Las bolas empleadas en la molienda se construyen de acero al cromo, o al nquel o al molibdeno, deben tener una fuerte resistencia al choque y a la friccin.

Los tamaos varan desde 5" hasta 1/2". En la primera etapa de molienda se emplean tamao desde 5" - 2".

En molienda secundaria estas varan en tamao desde 3" - 3/4" y para molienda ms fina hasta 1/2".

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La carga de bola puede usarse de un solo tamao o mantener una

carga balanceada de varios tamaos.

El volumen que ocupa en el molino es de un 45% - 50% del volumen total del molino.

La capacidad de los molinos de bolas vara de acuerdo a su tamao, carga de bolas , tamao de alimentacin y descarga. Por ejemplo, uno de 12' x 14 se tendr una carga de bolas de 100 ton y con una alimentacin de 1/4" entregar un producto 98% - 200 mallas, tendr una capacidad de 1500 TPD. 2.11.5 Movimiento de la Carga en un Molino Giratorio Debido a la rotacin del molino, los medios de molienda son levantados hasta alcanzar una posicin de equilibrio dinmico, cuando el peso del cuerpo vence la fuerza centrfuga otorgada por la rotacin; y cae sobre la superficie de otros cuerpos (zona de impacto) en el pie de la carga del molino. La velocidad a la cual se corre un molino es importante puesto que sta gobierna la naturaleza del producto y la cantidad de desgaste sobre los revestimientos de la coraza. Por ejemplo, un conocimiento prctico de las trayectorias seguidas por las bolas de acero en un molino determina la velocidad a la cual se debe correr para que las bolas ascendentes caigan sobre el pie de la carga y no sobre el revestimiento, lo cual lleva a un rpido desgaste del mismo. La fuerza impulsora del molino se transmite por el revestimiento de la carga. A velocidades relativamente bajas, o con revestimientos lisos, las formas del molino tienden a rodar hacia abajo hasta el pie del molino y la pulverizacin que experimentan ocurre por abrasin. Este efecto de cascada conduce a una molienda ms fina, con produccin creciente de lamas y mayor desgaste de revestimiento. A mayores velocidades, las formas del medio son proyectadas claramente de la

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carga para describir una serie de parbolas antes de descansar alrededor del pie de la carga. Este efecto de catarata produce una conminucin por impacto y un producto final ms grueso con menor desgaste del revestimiento. A la velocidad crtica del molino, la trayectoria terica del medio de molienda es tal que caera contra la armadura. En la prctica se presenta la centrifugacin y el medio es llevado a una posicin ms bien fija sobre la coraza. En el viaje alrededor del interior del molino el medio y los trozos grandes de mena siguen un recorrido que consta de dos partes. La seccin ascendente prxima al revestimiento de la coraza es circular mientras que la seccin de cada hacia el pie de la carga del molino es parablica. As la velocidad de rotacin del molino determina que el medio de molienda caiga sobre el pie de la carga y no sobre el revestimiento, lo que provocara excesivo consumo de corazas. A una velocidad crtica determinada (el peso del cuerpo es igual a la fuerza centrfuga) el medio de molienda podra caer fuera de la carga y causar excesivo desgaste. A velocidades sobre ella, el medio de molienda se pega a la pared del molino en una posicin fija. 2.11.6. Velocidad Crtica

Supongamos un molino con una carga de bolas que rota en torno a su eje; se producir el siguiente fenmeno:

Se observa que al ir aumentando la velocidad del molino se producen:

Solo un deslizamiento, produciendo molienda slo por friccin.

Adems de friccin se produce impacto por cascada. Friccin e impacto por catarata. Cuando la gravedad se iguala a la fuerza centrfuga.

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Cuando esto sucede se dice que se lleg a la velocidad crtica, sobre la velocidad crtica se produce deslizamiento entre las distintas capas de bolas produciendo molienda por friccin solamente. Un aumento en la velocidad de rotacin aumenta la capacidad, pero hay poco efecto en la eficiencia de molienda (esto es en KWh/ton).

Cuando no se puede obtener una capacidad total del molino, algunas veces se usan velocidades muy bajas. Las altas velocidades se usan para la molienda gruesa de alta capacidad. 2.12 Tipos de Molinos Rotatorio Los molinos rotatorios se clasifican segn el medio de molienda: de barras, de bolas, vibratorios y autgenos. El largo del molino y su dimetro determinan el volumen y as la capacidad del molino. El dimetro determina, por otro lado, la presin que pueda ser ejercida por el medio de molienda sobre las partculas y, en general mientras mayor es el tamao de partcula alimentado mayor debe ser el dimetro del molino . El material es alimentado continuamente por un extremo y sale por el otro, aunque en ciertas aplicaciones el producto puede dejar el molino por la periferia de la carcaza. Los molinos se pueden clasificar por el tipo de medio de molienda que se usan, de acuerdo al mtodo de descarga del producto o de acuerdo a su modo de operacin. Segn el medio de molienda que utilizan, los molinos pueden clasificarse en: Molinos de barras, de bolas y autgenos.

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2.12.1 Molino de Barras

Tienen capacidad para alimentacin hasta de 50 mm y pueden hacer un producto tan fino como de 300 m. Frecuentemente se prefieren en lugar de las mquinas de molienda fina cuando la mena es arcillosa o hmeda; tienden as ahogar las trituradoras.

La caracterstica distintiva de un molino de barras es que la longitud de la coraza cilndrica est entre 1,5 a 2,5 veces su dimetro. Esta relacin es importante, por que se debe evitar que las barras, que solamente son unos pocos centmetros ms cortas que la longitud de la coraza, giren de manera que lleguen a trabarse a travs del dimetro del cilindro. Sin embargo , la relacin no debe ser demasiado grande, para el dimetro mximo de la coraza en uso, de tal manera que las barras se deformen y quiebren. Puesto que las barras ms grandes que alrededor de 6 metros se doblarn, esto establece la longitud mxima del molino. Por lo tanto con un molino de 6,4 metros de largo, el dimetro no debe ser mayor de 4,57 metros. Actualmente se usan molinos de barras de hasta 4,57 metros de dimetro por 6,4 metros de longitud que consumen aproximadamente 1640 KWh.

Los molinos de barras se clasifican de acuerdo a la naturaleza de la descarga. Se puede hacer el enunciado general que mientras ms estrecha sea la descarga en la periferia de la coraza, pasar ms rpido y habr menos sobremolienda.

Los molinos de descarga central perifrica se alimenta por ambos extremos a travs de los muones y la descarga del producto medio a travs de puertas circunferenciales situadas en el centro de la coraza. El corto recorrido y el declive muy alto dan una molienda gruesa con un mnimo de finos, pero la relacin de reduccin es limitada. Este molino se usa para molienda en hmedo o en seco y se usan ms para preparar arenas para condiciones especficas, cuando son necesarias altas velocidades de tonelajes y un producto extremadamente grueso.

Los molinos de descarga perifrica extrema son alimentados por

unos de los extremos a travs del mun y descargan el producto molido

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por el otro extremo por medio de varias aberturas perifricas dentro de un canal circunferencial adaptado. Este tipo de molino se usa principalmente para molienda seca y hmeda, cuando intervienen productos moderadamente gruesos.

El tipo de molino de barras que se usa ms ampliamente en la industria minera es el de mun de derrame, en el cual la alimentacin se introduce a travs de un mun y se descarga a travs de otro. Este tipo de molino se usa solamente para molienda hmeda y su principal funcin es convertir el producto de la planta de trituracin en alimentacin para el molino de bolas. Se obtiene un declive del flujo de material haciendo el dimetro de derrame unos 10 - 20 cm ms grande que el de la abertura de alimentacin. El mun de descarga frecuentemente se adapta con una criba en espiral para eliminar el material vagabundo.

Figura N 2.5 : Vista del interior del molino de barras.

Los molinos de barras se cargan inicialmente con una seleccin de

barras de dimetro de todas las clases; la proporcin de cada tamao se calcula para ofrecer una superficie mxima de molienda y aproximarse a

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una carga equilibrada. Una carga conveniente contendr barras de diferentes dimetros que variarn desde las cambiadas recientemente hasta los dimetros de las barras gastadas por el rozamiento que tienen un tamao tal que ya justifica el cambio. Los dimetros reales en uso varan de 25 a 150 mm. Mientras ms pequeas las barras, tanto ms grande es el rea de la superficie total y por consiguiente ser mayor la eficiencia de la molienda. Los dimetros ms grande no deben ser mayores de lo necesario para quebrar la partcula ms grande en la alimentacin. Normalmente una alimentacin o producto grueso requiere barras ms grandes. Generalmente, las barras se deben cambiar cuando se han desgastado hasta alrededor de 25 mm del dimetro, o menos, dependiendo de la aplicacin , ya que las barras delgadas tienden a doblarse o quebrarse. Se usan barras de acero al alto carbono por que son ms duras y se quiebran en vez de doblarse al desgastarse, no enredndose como las otras barras. Las velocidades de molienda ptima se obtienen cuando el volumen es un 35% del de la coraza. Este se reduce a 20% - 30% con el desgaste y se mantiene en este valor al sustituir las barras gastadas por otras nuevas. Esta proporcin significa que con una cantidad normal de vacos, alrededor del 45% del volumen del molino estar ocupado. La sobrecarga da por resultado una molienda ineficiente y un mayor consumo de barras y revestimiento. El consumo de barras vara ampliamente con las caractersticas de la alimentacin del molino, velocidad del molino, longitud de las barras y tamao del producto.

Los molino de barras normalmente trabajan entre el 50% a 65% de

la velocidad crtica, con el fin de que las barras formen una cascada en vez de una catarata lo cual tienden a trabar las barras. Normalmente la densidad de pulpa est entre 60% a 75% de slidos en peso, requiriendo las alimentaciones ms finas densidades de pulpa ms bajas. La accin de molienda resulta de la lnea de contacto de las barras sobre las partculas de la mena ; la cada de las barras es principalmente una alineacin paralela y adems al dar vueltas, actan ms bien como una serie de rodillos de trituracin. La alimentacin gruesa tiende a desparramar las barras en el extremo de la alimentacin produciendo as una formacin de cua o en forma de cono. Esto aumenta la tendencia a que la molienda tenga lugar preferentemente sobre las partculas ms grandes, produciendo de este modo una cantidad mnima de material

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extremadamente fino. Esta molienda selectiva proporciona un producto de un margen de tamao extremadamente estrecho, con pocas lamas. Por lo tanto, los molinos de barras son apropiados para preparar la alimentacin de los concentradores por gravedad, ciertos procesos de flotacin con problemas de lamas, separador magntico y molinos de bolas. Los molinos de barras casi siempre se operan en circuito abierto debido a esta reduccin controlada de tamao.

Conviene tener presente las siguientes ventajas de costos cuando se compara la molienda en molinos de barras con otros :

La accin de la molienda controla la distribucin de tamao del producto, por lo tanto, no es necesario el equipo de circuito cerrado.

Se usa un medio de molienda de un costo relativamente bajo. Se obtiene una alta eficiencia de molienda puesto que hay menos

espacio vaco en una carga de barras que con cualquier otro medio de molienda. Esto tambin da como resultado un bajo consumo de acero. Debido a su mayor masa, las barras en cascada ejercen un golpe ms fuerte que una carga de bolas de acero y por consiguiente las partculas gruesas se quiebran ms fcilmente.

2.12.2 Molinos de Bolas

La etapa final de conminucin se realiza en molinos cilndricos usando bolas de acero como medio de molienda y por esa razn se conocen como molinos de bolas, ya que las bolas tienen una mayor rea superficial por unidad de peso que las barras y as son ms aptas para molienda fina .

El trmino molino de bolas se utiliza en aquellos que tienen una razn largo a dimetro de 1,5 a 1 o menor y no hay un criterio general para elegir una razn L/D (largo/dimetro) dada. Los molinos de bolas en que la relacin de longitud a dimetro est entre 3 y 5, se conocen como molinos tubulares.

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Los molinos de bolas tambin se clasifican por la naturaleza de la descarga. Pueden ser molinos de derrame simple, operados en circuito abierto o cerrado, o molinos de parrilla de descarga (descarga de nivel bajo). Este ltimo tipo est acondicionado con parrillas de descarga entre el cuerpo cilndrico del molino y el mun de descarga. La pulpa fluye libremente a travs de las aberturas de la parrilla y despus es elevada hasta el nivel del mun de descarga. Estos molinos tienen un nivel de pulpa ms bajo que los molinos de derrame, reduciendo as el tiempo de permanencia de las partculas dentro del molino. Existe muy poca sobremolienda y el producto tiene una fraccin grande de material grueso, la cual regresa al molino por algn tipo de mecanismo clasificador. La molienda en circuito cerrado, con altas cargas circulantes, produce un producto final estrechamente clasificado y una alta produccin por unidad de volumen, si se compara con la molienda en circuito abierto. Los molinos con parrilla de descarga, generalmente toman una alimentacin ms gruesa que los molinos de derrame y no se requiere moler tan finamente; la razn principal es que con la formacin de muchas bolas pequeas, el rea de aberturas de la parrilla se obstruye rpidamente. El molino de mun de descarga es la ms simple para operar y se usa la mayor parte de las aplicaciones del molino de bolas, especialmente para molienda fina y remolienda. se dice que el consumo de energa es alrededor de 15% menor que el de un molino con parrilla de descarga del mismo tamao, aunque la eficiencia de la molienda en los dos molinos es la misma.

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Figura N 2.6: Vista del interior del molino de bolas.

Los molinos de bolas se clasifican por la potencia, ms bien que

por la capacidad; los molinos de bolas ms grandes comnmente en operacin tienen 5,5 metros de dimetro por 7,3 metros de longitud y son impulsados por motores de 4000 KW. La molienda se efecta en los puntos de contacto de las bolas y las partculas de mena y en un tiempo dado, se puede alcanzar cualquier grado de finura. El proceso de molienda es completamente al azar, la posibilidad de que una partcula fina sea golpeada por una bola es la misma que la de una partcula gruesa. Por lo tanto, el producto de un molino de bolas en circuito abierto presenta una gran variedad en el tamao de las partculas y la sobremolienda de cuando menos algo de la carga constituye un problema. La molienda en circuito cerrado en los molinos que proporcionan un bajo tiempo de residencia para las partculas, casi siempre se usa en las ltimas etapas para vencer esta sobremolienda.

Varios factores influyen sobre la eficiencia de la molienda en los molinos de bolas. la densidad de la pulpa de la alimentacin debe ser tan alta como sea posible y compatible con la facilidad de fluir a travs del

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molino. Es indispensable que las bolas estn cubiertas con una capa de mena; una pulpa demasiado diluida aumenta el contacto de metal a metal, produciendo un consumo de acero elevado y una eficiencia reducida de molienda. Los molinos de bolas deben trabajar entre 65 y 80% de slidos por peso. La viscosidad de la pulpa aumenta con la finura de las partculas, por consiguiente los circuitos de molienda fina requieren menores densidades de pulpa.

La eficiencia de molienda depende del rea superficial del medio de molienda. As, las bolas deben ser tan pequeas como sea posible y su carga se grada de manera que las bolas grandes sean justo lo bastante pesadas para moler las partculas ms grandes y ms duras de alimentacin. Una carga preparada consiste de una gran variedad de tamaos de bola en que las nuevas bolas que se agregan al molino generalmente tienen mayor tamao del necesario. Las bolas finas dejan el molino con el producto de la mena y se extraen al pasar la descarga del molino sobre harneros. Se han propuesto varias frmulas para la relacin de tamao de bola a tamao de mena requerida pero ninguna es enteramente satisfactoria.

Normalmente la molienda primaria requiere una carga de bola graduada de 10 cm hasta 5 cm de dimetro, mientras que la molienda secundaria generalmente requiere bolas de 5 a 2 cm de dimetro.

Las bolas usadas son construidas de fundiciones o acero forjado, o de aleaciones especiales. Su caracterstica ms importante es su dureza ya que aumenta la capacidad del molino y disminuye el desgaste. Generalmente las bolas son esfricas, pero ltimamente se han desarrollado medios moledores cilndricos, cnicos u otras formas irregulares .

Algunos factores que inciden en el aprovechamiento de energa de un molino de bolas son:

La carga de bolas: Vara entre un 40% a 50% del volumen interno

del molino, alcanzando un mximo en 50%, en una zona en que la eficiencia no vare mucho con la carga.

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Velocidad de rotacin: Se opera de modo de obtener un movimiento de catarata y as aumentar la molienda, por impacto 80%, astillamiento 10% y abrasin 10%. Se trabaja normalmente en un 77% de la velocidad crtica.

Porcentaje de slido: Se recomienda trabajar con densidad de pulpa tan alta como sea posible, pero obteniendo una viscosidad adecuada; si es muy alta puede actuar como amortiguador de los impactos. Si es muy baja, disminuye la probabilidad de contacto del mineral con las bolas y as hay mayor consumo de metal, se opera normalmente entre 70 - 75 % de slidos, lo que da un mejor aprovechamiento de la energa.

Las bolas se cargan inicialmente de modo de simular la

distribucin de bolas de equilibrio. Como la molienda depende del rea superficial del medio de molienda, las bolas grandes se agregan slo para moler las partculas mayores y ms duras en la alimentacin. En un determinado instante existen un amplio rango de bolas (collares) y en operacin continua slo se agregan las bolas del tamao mayor requerido.

Las bolas ms pequeas dejan el molino con el producto y quedan retenidas en parrillas o harneros colocados en la descarga.

La alimentacin de mineral a los molinos puede ser en seco o con agua, dependiendo del proceso subsiguiente y de la naturaleza del producto a obtener. La molienda en seco es necesaria cuando se desea evitar que ocurran cambios fsicos o qumicos mediante el agregado de agua. Esta ocasiona un menor consumo de corazas y reduce la molienda media, con lo cual existir una alta proporcin de finos en el producto.

La molienda hmeda se usa generalmente en las operaciones del procesamiento de minerales a causa de un menor costo. Las ventajas de la molienda hmeda son:

Alta capacidad por unidad de volumen del molino. Ms bajo consumo de potencia del molino por tonelada de

producto.

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Permite el uso del cribado hmedo o clasificacin para el control total del producto.

Elimina el problema de la contaminacin por polvos. Hace posible la utilizacin de mtodos simples para la

manipulacin y transporte, tales como bombas, caeras y canales. 2.13 Descripcin de Circuitos de Molienda Los circuitos de molienda son utilizados para reducir el tamao de las partculas de la mena, hasta el tamao necesario para su beneficio. Estos circuitos consisten en uno o ms equipos que muelen los slidos productos del chancado . Generalmente se incluyen en estos circuitos los molinos, equipos de clasificacin, y los equipos de manipulacin de materiales, como por ejemplo bombas, hidrocicln, tuberas y correas transportadoras. Existen una serie de diferentes tipos de equipos principales que pueden utilizarse, en un circuito de molienda - clasificacin. Los molinos de barras y de bolas son los ms comnmente usados. Sin embargo; existe una creciente tendencia de utilizar molinos semiautgenos, en molienda primaria o como nico medio de molienda, evitando as la etapa de chancado secundario y terciario. El tipo de molino para una molienda particular y el circuito en el cual se usar se deben considerar simultneamente. Los circuitos se dividen en dos amplias clasificaciones: Abierto y cerrado . a) Circuito abierto

Los circuitos abiertos (figura 2.7) consisten en instalaciones en las cuales se tiene uno o dos molinos con o sin clasificacin por tamao en ninguna de sus secciones, pero sin recirculacin (carga circulante) del material molido. La alimentacin al circuito, compuesta por el mineral y

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agua (pulpa), pasa por el interior del molino a una velocidad calculada para producir el producto correcto, en un paso, y pasar a otra etapa del proceso.

Figura N2.7: Circuito abierto de molienda.

Este tipo de circuito rara v z se usa en las aplicaciones del proces

Las principales ventajas de los circuitos abiertos sin clasificacin son l

Otras caractersticas de estos circuitos son :

La razn de reduccin es pequea . ilar a la arena.

AAlliimmeennttaacciinn PPrroodduuccttooMMOOLLIINNOO

e

amiento de minerales, ya que no hay control sobre la distribucin del tamao en el producto. La velocidad de alimentacin debe ser bastante baja para asegurar que cada partcula permanezca el tiempo necesario en el molino, y as obtener un tamao ptimo del producto. Como resultado, muchas partculas en el producto estn sobremolidas, lo cual se traduce en un consumo de energa innecesaria, dificultando su posterior tratamiento.

os requerimientos mnimos de equipos que tiene; y las altas densidades de pulpa que entregan. Por esta ltima razn, estos circuitos deben ser forzosamente ocupados, en casos como el mineral de Uranio, y algunos minerales de oro y plata, que son tratados posteriormente a altas densidades.

El material se reduce a un tamao sim

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La distribucin granulomtrica del producto final no es crtica ya que el bajo tamao y el sobretamao tienen un margen de tolerancia .

b) Circuitos cerrados

La molienda en la industria minera casi siempre se presenta en circuito cerrado.Estos circuitos (figura 2.8 y 2.9) consisten en uno o ms molinos y clasificadores mediante los cuales se entrega en forma eficiente el producto que se desea. En este caso se puede controlar el tamao mximo del producto y minimizar la sobremolienda .

El material que descarga del molino, se separa en fracciones

gruesas y finas en el clasificador. El bajo tamao o fino es el producto final y va a la etapa siguiente del proceso, en tanto que el material grueso o sobretamao retorna al molino. El tamao de separacin es controlado por medio del clasificador.

MOLINOALIMENTACIN

CARGA CIRCULANTE

PRODUCTO

AGUA

Figura N2.8: Circuito cerrado directo de molienda.

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MMOOLLIINNOO

Alimentacin

Figura N2.9: Circuito cerrado inverso de molienda.

El material que regresa al molino por el clasificador se conoce como carga circulante y su peso se expresa como un porcentaje del peso de la nueva alimentacin.

Mientras ms grande la carga circulante dentro de los lmites fijados, tanto ms grande ser la capacidad til del molino. El incremento es ms rpido en el primer 100% de carga circulante, continuando hasta un lmite, que depende del circuito, antes de que ocurra el ahogamiento del molino. La carga circulante ptima para un circuito particular depende de la capacidad del clasificador y del costo de transportar la carga hasta el molino. Generalmente la carga circulante est entre 100 - 350%.

La molienda en circuito cerrado reduce el tiempo de residencia de las partculas en cada paso y disminuye as la proporcin de los tamaos terminados dentro del molino, comparada con la molienda en circuito abierto. Esto disminuye la sobremolienda y aumenta la energa disponible para la molienda til mientras est presente un suministro amplio de material sin terminar.

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En muchas plantas de beneficio ,se obtiene un producto

relativamente grueso en la molienda primaria , con el objeto de evitar la sobremolienda para rebajar los costos y minimizar la produccin de finos que frecuentemente interfieren en los procesos con que se recupera el mineral . La remolienda es tambin usada frecuentemente para obtener la liberacin final de la especie til , y obtener as un concentrado final ms comercial. c) Circuitos cerrados de una etapa

Estos circuitos se utilizan en molienda primaria y para remolienda.

Los circuitos de una etapa pueden estar compuestos por molinos de barras o de bolas. Son utilizados ms frecuentemente, cuando tenemos como alimentacin a molienda un producto relativamente fino, de una etapa de chancado terciario.

En general estos circuitos usan un nmero mnimo de componentes

y equipos, con lo cual son de Lay-out y configuracin simple, sacrificando algunas veces la flexibilidad de ellos . 2.14 Variables en el Proceso de Molienda En general , las variables del proceso de molienda pueden clasificarse en variables de diseo y variables operacionales: 2.14.1 Variables de Diseo

El diseo de circuitos de molienda debe considerar una serie de variables tales como : a) Velocidad crtica ( Nc ) del molino

Se haba definido anteriormente la velocidad crtica como la velocidad a la cual las fuerzas centrfugas actan sobre la carga de un

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molino, obligndola a adherirse a las corazas internas, con la consiguiente prdida de eficiencia. En esta condicin se impiden los efectos de cataratas y cascadas de los medios moledores, que son los efectos de los que depende la molienda . b) Volumen de la carga

El volumen de la carga en un molino de bolas se expresa como el porcentaje del volumen entre las corazas que es llenado con bolas y mineral. Cuando el molino est detenido, el volumen de carga puede obtenerse en forma rpida, midiendo el dimetro interno entre corazas y la distancia desde la parte superior del molino y la carga . c) Potencia versus carga en el molino

La mxima potencia se consume en el caso de que la carga ocupe aproximadamente el 50 % del volumen . d) Tamao del molino

El tamao del molino se determinar slo en base a la potencia requerida para moler. La estimacin del tamao puede realizarse en base a frmulas empricas. 2.14.2 Variables Operacionales

Por otra parte, las variables de operacin ms relevantes del proceso de molienda son las siguientes : a) Porcentaje de slido en el molino

El porcentaje de slido de la pulpa en el interior del molino , se regula normalmente con condiciones de agua, en general se desea obtener una pulpa, que no sea ni tan diluida, como para que las partculas no se adhieran a las bolas, ni tan espesas de modo que la alta viscosidad impida el choque de las bolas entre s y con la carga .

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b) Tamao de bolas

La composicin de la carga de medios de molienda, es la variable ms importante del circuito; asimismo, el tamao, densidad, forma, dureza, tenacidad y cantidad de medios de molienda, tienen marcados efectos sobre la misma. La forma de los medios de molienda es importante por dos razones; primero, puede ayudar a manipular la carga y a la vez le da mxima movilidad y segundo, su rea superficial es muy importante para la produccin de tamaos finos . c) Carga circulante y eficiencia de clasificacin

A menudo, al operar un circuito de molienda, con una eficiencia de clasificacin baja, se traduce en aumentar la cantidad de finos que salen por la descarga del hidrocicln (underflow) y que deben en realidad salir por el rebose del hidrocicln (overflow), constituyendo lo que se denomina como cortocircuito de finos, lo anterior lleva consigo un aumento en la carga que retorna al molino, por consiguiente un aumento de la carga circulante. En general, si se mejora la eficiencia de clasificacin, disminuir el corto circuito de finos y podr por ende, disminuir la carga circulante y aumentar la alimentacin fresca al molino, con el consiguiente aumento de capacidad, que es del mayor inters .