guía laboratorio 4 procesos mineralúrgicos 1 2015

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA DPTO. DE INGENIERÍA EN MINAS

Guía de Laboratorio 4

Operaciones de Molienda-1 Parámetros Cinéticos PRIMER SEMESTRE 2015

PROFESOR

EDUARDO CUBILLOS

COORDINADOR SEBASTIÁN PÉREZ

AYUDANTES DAGOBERTO OBREQUE

FELIPE AGUILERA

ISSA ESPINOZA

KATHERINE CERDA

MIGUEL MELLADO

PAULA BADILLA

SEBASTIAN SAN MARTIN

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas

Procesos Mineralúrgicos Profesor: Eduardo Cubillos

Coordinador: Sebastián Pérez s

PROCESOS MINERALURGICOS | PRIMER SEMESTRE 2015

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Introducción Tras las aplicaciones de Fred Bond (Década de los 60’s) los investigadores comenzaron a

necesitar modelos más complejos que revisaran no solo lo macro, como lo hace F. Bond, sino que

lo micro, el detalle de la eficiencia de molienda que presenta la malla x cualquiera, esto lleva a que

investigadores como J. Herbst, L. Austin y otros plantearan un modelo del tipo poblacional que

llevara detalle al comportamiento de eventos de molienda. La primera de estas versiones solo

consideraba el tiempo como variable del proceso, concepto equivocado, dado que el tiempo no es

UNICAMENTE lo que determina los resultados de la molienda; la verdadera variable de control de

proceso era, finalmente, la cantidad de energía entregada a una tonelada en una unidad de

tiempo. Esta variable se llamó “Función Selección” (1/Tiempo) y la versión final de ella fue llamada

“Función Selección Especifica” (Ton/Kw/Hr).

En esta experiencia se expone una técnica, llamada de “Modelo Reducido” que obtiene un

parámetro cinético de molienda, que resulta del producto entre la función selección y la función

distribución de fractura acumulada, Bij, este parámetro, llamado Ki, es logrado para cada malla y la

obtención de este vector es uno de los objetivos de logro del laboratorio.

La manera como Ki se expresa es a la forma de una pendiente, negativa, de una recta

trazada a cortos tiempos de molienda para cada malla en particular, en que tales datos son posible

de ajustar a la forma lineal de:

𝑅𝑖(𝑡) = 𝑅𝑖(0) ∗ 𝑒𝐾𝑖∗𝑡

Llamado el “Modelo Reducido de la Molienda Batch”, donde, si uno de los ejes es un Logaritmo

Natural, queda a la forma:

𝐿𝑛(𝑅𝑖(𝑡)) = 𝐿𝑛(𝑅𝑖(0)) + 𝐾𝑖 ∗ 𝑡

que es el equivalente a:

𝑌 = 𝑎 + 𝑏 ∗ 𝑡

Esto hace que Y = Ln(Ri(t))

b = Ki

t = Variable tiempo

El valor de Ki, según los investigadores, se deduce del producto Ki = Bij x Si





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Cuando esta experiencia y cálculo se realiza y grafica, para diversas malla vecinas y a diversos

tiempos consecutivos de molienda, desde cero a 240 segundos, por ejemplo, su data se deberá

expresar como la gráfica siguiente lo indica:

Gráfica experimental de cinética de molienda Batch usando el tiempo como variable de control.

Procedimiento

La tarea experimental es realizar moliendas secas, continuadas y consecutivas,

incrementales sobre la misma alimentación, con pasos de análisis granulométricos intermedios

para construir la gráfica anterior y con tal data obtener los valores de las pendientes de cada

malla.

Materiales:

Molino de bolas/barras con carga de medios de molienda con collar 2,5” necesarias para

usar un 40% del volumen interno del molino.

Mineral bajo 10 mallas, seco (Max 3% H20), en cantidad adecuada para operar

intersticialmente en el molino especificado operando con un 40% del volumen interno del

molino.

Cronometro o reloj con segunderos.

Equipo para análisis granulométrico (Paño, brochas, balanza, etc.)

Set de Mallas desde 10 a 100 mallas, limpias, consecutivas, ordenadas y disponibles.

Elementos de EPP:

Guantes de protección (Golpeado por)

Tapones de Oído (protección a ruido sobre 80 Db)

Zapatos de seguridad contra caída de bolas/barras a pies.





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Las tareas a realizar serán las siguientes:

1. Tarea Cero: Caracterizar el Molino a usar, se mide su diámetro y largo internos para

determinar el volumen del molino disponible. Análisis Granulométrico de la Alimentación al

Molino, ello corresponderá al valor Ri(0) que estará en el eje Y para tiempo cero en el gráfico.

2. Terminado 1, vacíe bolas/barras y material al molino de modo que mineral y bolas/barras

se mezclen desde la primera vuelta de operación del molino, esta molienda se realizará en seco

solo por razones de facilitar los sucesivos análisis granulométrico inter molienda.

En cada uno de los pasos a continuación, y cada vez que ellos ocurran, extreme el cuidado de no

activar el molino inesperadamente, de no golpear sus dedos o manos con bolas/barras, en no

ser golpeado en sus pies por bolas/barras rodando sobre la mesa, cuando ellas salgan del molino

y sean ya limpiadas, deben ser llevadas a una bandeja que las acoja hasta la nueva reposición de

bolas/barras y carga para un nuevo ciclo.-

3. Realice la molienda por 30 segundos usando un reloj o timer.

4. Abra el molino y retire cuidadosamente la carga evitando la pérdida de finos y limpie el

molino y cada una de las bolas/barras con la brocha.

5. Homogenizar el producto y haga la subdivisión de esa carga para un análisis

granulométrico que debe realizar inmediatamente.

6. Realizado el Análisis, reconstruya la carga al molino, No olvide que debe retornar la

muestra al molino para reconstituir la carga del molino cada vez.

7. Repita la molienda por otros 30 Segundos.

8. Repita los puntos 4, 5 y 6 hasta que el tiempo de molienda acumulado llegue a los 210

segundos (0, 30, 60, 90, 150, 210) en las progresiones que se indican. (30 seg, 30 seg, 30 seg, 1

min, 1 min).

9. Para cada uno de los datos obtenidos en los 6 análisis granulométricos del laboratorio

lleve a la forma de R(i) % y grafique como va disminuyendo el valor de Ln(Ri(t)%) v/s tiempo .

Ajuste una recta a cada set de curvas. Calcule el valor de la pendiente (Debe ser negativa).

Conceptos a Manejar:

Molienda y molinos de bolas/barras, variables en el proceso, efectos esperados en la eficiencia de

molienda, ¿cómo explicar las diferencias en las pendientes de gruesos y finos? ¿Cómo explicar

diferencias de tiempos en la linealidad del modelo? ¿Si el modelo parece no depender del tiempo,

de quien lo hace?





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Informe a realizar

El informe describe las condiciones de la experiencia realizada, una descripción de los

equipos, las condiciones en que se usó, el procedimiento que se llevó a cabo, resultados parciales

y finales con la validación de ellos antes y después de obtener un resultado.

Tema importante será describir condiciones de posibles errores en el proceso, en los

resultados y sugerencias para evitar tales errores y/o mejorar los resultados.

Los resultados y los elementos que serán evaluados son:

Parte 1.- Caracterizaciones de Equipo y Tareas Iniciales:

Caracterización del Molino a la forma de sus dimensiones internas, de la carga de bolas/barras, del

collar asignado a esta experiencia, de la construcción del collar y su constitución de bolas/barras,

de la determinación del espacio intersticial. Análisis granulométrico de la alimentación y de cada

una de las moliendas intermedias.

Obtención de datos calculados con el adecuado ajuste, obtención de la gráfica deseada, cálculo de

las mejores pendientes por tendencias lineales

Parte 2.- Análisis del Proceso:

Observaciones del proceso de molienda con el tiempo, comportamiento y análisis de los finos y de

los gruesos en la “velocidad de desaparición”.

Tareas y Preguntas Propuestas

1. Investigar sobre Molienda SAG, incluyendo parámetros técnicos, tales como: Capacidad,

tamaños, F80, Razones de reducción, proceso en el cual se utiliza y porque, etc.

2. Compare los resultados del modelo y de la realidad cuando el tiempo llega a 210 seg y una

extrapolación a los 300 segundos. ¿Es válido el valor? ¿Qué ha pasado con la linealidad del

modelo?

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