presentación cip 3er congreso-domingoc rev b

Relator: Domingo Contreras C.Consultor en Plantas de Procesamiento

de Mineraleswww.cipconsultores.cl

III Congreso en Chancado y Molienda de Mineral. Abril 3 y 4 de 2014.

APLICACIÓN DE FACTORES DE DISEÑO EN EL DIMENSIONAMIENTO DE

EQUIPOS DE PROCESO Y MANEJO DE MATERIALES EN PLANTAS DE

CHANCADO Y MOLIENDA

1. Objetivos y Alcances2. Factores de diseño a analizar.3. Circuitos Chancado y Molienda – trade off.4. Factores de dimensionamiento Plantas Chancado y

Molienda.4.1 Capacidades de Procesamiento y Transporte – Definiciones.4.2 Factores de Plantas Convencionales.4.3 Factores de Plantas de molienda Semiautógena.

5. Factores de Diseño para Selección Equipos de Proceso y Transporte.

5.1 Chancador Primario.5.2 Circuito Molienda Semiautógena (SAG).

5.2.1 Metodologías para Dimensionamiento Molinos – Motor.5.2.2 Diseño Operacional y Estructural Molinos SAG/Bolas.

a) Molino SAGb) Molino de Bolas


INDICE

Definir y aclarar la aplicación de diferentes factores y variables establecidas en criterios de diseño que empresas de ingeniería y consultores utilizan en el dimensionamiento de las plantas de chancado y molienda de una planta concentradora.Se considera analizar para los distintos circuitos de chancado y molienda, los valores (rangos) normalmente utilizados, para que en base a lecciones aprendidas que dispone el consultor (relator) por experiencia en proyectos y diagnósticos realizados a diferentes plantas en operación, compare y recomiende los factores más adecuados para dimensionar estas plantas de chancado y molienda, apuntando a tener bajos costos de capital (CAPEX) y operación (OPEX).


1.- OBJETIVOS Y ALCANCES

• Disponibilidad• Utilización• Capacidad Nominal.• Capacidad Instantánea.• Capacidad de Diseño.• Factor fluctuación de carga.• Factor de diseño para equipos

de proceso.• Factores de diseño para

sistema manejo de materiales.

• Factor dimensionamiento Chancadores.

• Factores relación Potencia

Molino de Bolas/Molino SAG.• Factor dimensionamiento

Planta SAG.• Factor dimensionamiento

Molino SAG (Diseño operacional y estructural).

• Factor dimensionamiento Molino de Bolas (Diseño operacional y estructural).

• Factor dimensionamiento Chancador de Pebbles.

• Factor dimensionamiento diseño Correa de Pebbles.

• Otros.


2.- FACTORES DE DISEÑO A ANALIZAR

Chancado

Primario

Chancado

Secundario

Chancado

Terciario MoliendaBarras - Bolas

MoliendaUnitaria

300 m/m 40 m/m

0,15 m/m

0,15 m/m

300 m/m 40 m/m 15 m/m

0,15m/m

300 m/m

0,15 m/m

10 m/m50 m/m

300 m/m

300 m/m

15 m/m

Molienda Convencional con

HPGR

Molienda SAG

HPGR


3.- CIRCUITOS CHANCADO Y MOLIENDA – ESTUDIO TRADE OFF

1.500 m/m

1.500 m/m

1.500 m/m

1.500 m/m

Ti

TN

Td

24 h

TN : Tonelaje nominal

FU : Factor de utilización

T anual

365 ∙ 24TN :

TN

FU

Ti :

TN ∙ Ffc

FU

Td :

Ffc : Factor fluctuación de carga y

recup.

(t/h)

(h)

Ti : Tonelaje instantáneo (Equipos de

Proceso)

Td : Tonelaje de diseño (Manejo

Materiales)


4.- FACTORES DE DIMENSIONAMIENTO PLANTAS DE CHANCADO Y MOLIENDA

4.1- CAPACIDADES PROCESAMIENTO Y TRANSPORTE - DEFINICIONES

FU : Horas diarias efect. trabajo con

carga 24

(Manejo Materiales)

(Equipos de Proceso)

FUx24 h

Chancado

Primario

Chancado

Secundario

Chancado

TerciarioMolienda Unitaria

FU = 0,65 – 0,75

FFC = 1,15 - 1,25

FU = 0,7 – 0,75

FFC = 1,15 – 1,25

FU = 0,7 – 0,75

FFC = 1,15 – 1,25

FU = 0,95 – 0,98

FFC = 1,2 – 1,3

CC = 350-450%

Carga Viva

12 a 24 Hrs.

Carga Viva

20 a 60 Min.

Carga Viva

30 a 60 Min.


4.2- FACTORES DE PLANTAS CONVENCIONALES

FU = 0,7

FFC = 1,25

FU = 0,7

FFC = 1,25

FU = 0,7

FFC = 1,25

FU = 0,7 CC = 350

FFC = 1,25

18 hrs 30 min 30 min

NEGRO: Criterio de diseño

ROJO: Recomendado

Chancado

Primario

Molienda Semiautógena

FU = 0,65 – 0,75

FFC = 1,15 - 1,25

Circuito MSAG/Mbolas

FU = 0,92 – 0,95

FFC = 1,2 - 1,3

Carga Viva

12 a 24 Hrs.


4.3- FACTORES DE PLANTA DE MOLIENDA SEMIAUTÓGENA (SAG)

FU = 0,7

FFC = 1,25

18 hrs FU = 0,92

FFC = 1,3

Circuito Pebbles

FU = 0,75 – 0,92

FFC = 1,3 - 1,5

FU = 0,8

FFC = 1,5

NEGRO: Criterio de diseño

ROJO: Recomendado

A MoliendaSAG

Camiones

Desde Mina

Pesómetro

Chancador Primario

CHANCADOR PRIMARIOCorrea Transportadora

Alimentadores

Acopio de Gruesos

DATOS ENTRADA RECOMENDACIÓN

Curvas granulometría Descarga Chancado

Curva Gruesa

Capacidad Transporte (t/h) Capacidad Instantánea x Ffc

Tamaño Máximo Colpas Máximo 12’’

Humedad Mineral Obtenido de muestreos representativos

Ángulo sobrecarga en correa 25°Ángulo Máximo Correa 13°

% Llenado De acuerdo a Tamaño máximo colpasVelocidad Cinta Máx 7 m/s


DATOS ENTRADA RECOMENDACIÓN

Curvas granulometría ROM Fino, Media y Gruesa

Capacidad Procesamiento (t/h)

Capacidad Instantánea

O.S. Setting Chancador Máximo 8’’

Tamaño Máximo Colpas 0,85 x A

Densidad del MineralObtenido de muestreos

representativosDureza Mineral

Humedad Mineral

5.-FACTORES DE DISEÑO PARA SELECCIÓN EQUIPOS Y TRANSPORTE5.1- CHANCADO PRIMARIO

TRANSPORTE MINERAL


5.2- CIRCUITO MOLIENDA SEMIAUTÓGENA5.2.1 METODOLOGÍA PARA DIMENSIONAMIENTO DE CONJUNTO

MOLINO MOTOR


5.2.1 METODOLOGÍA PARA DIMENSIONAMIENTO DE CONJUNTO MOLINO MOTOR

Paso N°1: Determinación del consumo especifico de energía de molienda E (kwh/t)

1.1 Caso Molinos SAG: Utilizar muestras de mineral representativas. Pruebas piloto y/ó industrial.

Simuladores (utilizan datos de ensayos del mineral como: SPI, AxB, otros, dependiendo del simulador)

Consultor Experto. Utilizar granulometrías definidas de alimentación (F80) y

descarga (P80) Se determina el consumo especifico de energía E (kwh/t)

de la etapa de molienda SAG en base a resultados de puntos anteriores, obteniedo un balance energético MSAG/MBOLAS.

Seleccionar valores de E (kwh/t) Para responder a plan minero durante la vida útil del proyecto, aplicando un criterio técnico económico.

Ejemplo Proyecto 1: E=3,8 kwh/t, según criterio de diseño de proceso.


1.2 Caso Molinos de Bolas:

Utilizar muestras del mineral representativas. Work índex de bond obtenido en laboratorio, con máximo posible

de muestras representativas, seleccionado según plan minero para vida útil del proyecto.

Aplicar formula de Bond para WI de Bond definido según datos anteriores, granulometrías F80 y P80 con los factores correspondientes.

Se determina el consumo especifico de energía E (kwh/t) para la molienda de bolas en base a resultado de formula de Bond.

Ejemplo Proyecto 1: E= 7,8 kwh/t, según criterio de diseño de proceso.



Paso N°2: Determinación Potencias Requeridas moliendas SAG y Bolas

El tonelaje instantáneo de diseño (tph) definido por el Proyecto, se multiplica por los respectivos consumos específicos de energía determinados en el paso N°1 obteniendo, para ambos molinos el requerimiento de potencia que deben desarrollar en operación para lograr los tamaños de producto del mineral a procesar.

E(kwh/t) x tph = P (kw)

Ejemplo Proyecto 1:Capacidad procesamiento 100 ktpd con factor de utilización Fu=0,92 =4529 tph (tonelaje instantáneo)

Molienda SAG: 3,8 kwh/t x 4.529 t/h = 17.210 kwMolienda de bolas: 7,8 kwh/t x 4.529 = 35.326 kw




Paso N°3: Definición de factores de utilización de la potencia para determinar potencia Motor

Molienda SAG: factor normal de utilización de potencia = 90%(varía entre 85% y 95%)

Molienda de bolas: factor normal de utilización de la potencia = 95%(varía entre 95% y 100%)

Paso N°4: Potencia requerida al motor para cumplir con la tarea de molienda

Se aplican factores de utilización definidos en paso N°3 aplicados a resultados del paso N°2.

Ejemplo Proyecto 1:Molienda SAG: 17.210 kw/0,9 = 19.122 = kwMolienda de bolas: 35.326/0,95 = 37.185 kwBalance Energético Molino SAG / Bolas = 1,9


Paso N°5: Seleccionar tamaño de molinos que desarrollen la potencia requerida

• Para esta selección se considera un análisis primario para determinar en base a benchmarking la cantidad y el tamaño aproximado de los Molinos (D x L).

Ejemplo selección cantidad molinos en Proyecto 1:1 Molino SAG 38 ft Día. 19,5 MW y 2 Molinos de bolas 27ft Día. 18,6 MW., quedando libre el largo efectivo molienda por el momento.

De acuerdo a lo anterior, se definen las condiciones operacionales normales para la aplicación correspondiente, como son:

a) % llenado con bolasb) Diámetro de las bolasc) % llenado totald) % velocidad criticae) Diámetro interior molinos en base a un prediseño de los revestimientos

de cascof) Material y geometría de los revestimientosg) Se define relación D/L aproximada de los molinosh) Gravedad específica del minerali) % sólidos en pulpa de descarga molinos


• Con información anterior los ingenieros de diseño, los proveedores y consultores expertos mediante sus propios software comienzan a iterar utilizando datos operacionales y geométricos del molino hasta lograr el tamaño del molino que responda a los requerimientos de potencia (Diámetro, Largo efectivo de molienda y Largo total) para las condiciones de operación que normalmente define el proyecto, como son: %bolas, % llenado total, % velocidad critica y estado y geometría de los revestimientos.

Ejemplo Proyecto 1:

Molino SAG: 38ft día. X 20,5ft Largo efectivo, operando al 78%Vc, 15% carga en bolas, 30% carga total y revestimientos nuevos. Accionamiento gearless 19,5 MW. Ver cuadro.

Molinos de bolas: 27ft día. X 48,5ft Largo efectivo de molienda, operando al 78% Vc, 30% carga en bolas y revestimientos nuevos. Accionamiento gearless 18,6 MW. Ver cuadro.



• La toma de potencia en los molinos SAG y bolas, normalmente difiere entre las distintas propuestas y consultores expertos, debido a que cada uno de ellos por su experiencia aplica factores a la formula teórica que son propios de ellos. Estas diferencias para el mismo tamaño y condiciones operacionales, pueden alcanzar hasta un 10%, siendo mayor en el caso del molino SAG. Por estas diferencias, normalmente se tiene que realizar una homologación en tamaño de manera de tener la toma de potencia más confiable. Esta homologación lo realiza el Proyecto.

• La toma de potencia ya definida corresponde a los requerimientos en el casco del molino (flange donde se fija estructura soporte de los polos del rotor del motor). Cuando se trata de un accionamiento tipo Gearless, en el diseño del motor Gearless, los fabricantes deben considerar e incorporar las perdidas en todo el sistema: polos - estator, Cicloconversores, transformadores, etc. Cuyo valor varía dependiendo de las potencias a entregar. Para potencias sobre 12 MW la eficiencia total de un accionamiento gearless está entre 94,5% y 95%.

Ejemplo en Proyecto 1: En Molino SAG el motor Gearless debe entregar en el casco del molino los 19,5 MW y en el casco del molino de bolas los 18,6 MW.




a) Molino SAG:

- Potencia Motor Gearless : 19,5 MW- Diámetro Molino : 38 ft- Largo Total : 23,5 ft- Largo Efectivo Molienda : 20,5 ft- Velocidad de Giro : 70-82 % Vc (78%

Vc)Diseño Operacional (Garantía de toma de Potencia 19,5 MW):

- % Llenado con Bolas : 15- % Llenado Total : 30

- % Velocidad Critica : 78 - Revestimientos : NuevosDiseño Estructural:


- Espesor promedio Revestimiento : 10”

5.2.2- DISEÑO OPERACIÓNAL Y ESTRUCTURAL MOLINO SAG Y BOLASEJEMPLO PROYECTO 1


b) Molinos de Bolas:

- Potencia Motor Gearless : 18,6 MW- Diámetro Molino : 27 ft- Largo Total Molino : 48,5 ft- Largo Efectivo Molino : 49 ft- Velocidad de Giro : 70-82% Vc (78% Vc)

Diseño Operacional (Garantía de toma de potencia 18,6 MW)

- % Llenado con Bolas : 30 - % Velocidad crítica : 78 - Revestimientos : nuevosDiseño Estructural:


- Espesor promedio revestimiento : 6”

5.2.2- DISEÑO OPERACIÓN Y ESTRUCTURAL MOLINO SAG Y BOLASEJEMPLO PROYECTO 1

B) Molino de Bolas

CIP LIMITADA AGRADECE A FUENTE

MINERA LA GENTIL INVITACIÓN A

PARTICIPAR EN ESTE IMPORTANTE EVENTO,

DESEANDOLES LO MEJOR PARA TODOS


presentación cip 3er congreso-domingoc rev b

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