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UNIDAD TEMTICA II
MOLIENDA DE MINERALES
INACAP 2012
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OBJETIVO DE LA UNIDAD TEMTICA
MOLIENDA DE MINERALES
Reconocer los distintos tipos de molinos ya sea de bolas barras y
semiautgenos. Adems, podrn saber los tamaos de alimentacin a los
molinos, diagramas de flujos ms usados de circuito molienda, cargas
circulantes y velocidades crticas.
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MOLIENDA DE MINERALES
1. Concepto de molienda.
El proceso de molienda del mineral est diseado para reducir el tamaodel mineral triturado para prepararlo para el proceso de flotacin.
El proceso de molienda consume cantidades extremadamente elevadas de
energa elctrica.
La molienda resulta de los choques y de los impactos de los cuerposmoledores ( bolas o barras ) sobre las partculas de mineral, al igual que elroce y la abrasin entre ellos.
La abrasin es preponderante cuando las partculas vienen finas.
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MOLIENDA DE MINERALES
1. Concepto de molienda.
En los chancadores los cuerpos moledores son integrantes de la mquina( muelas, conos, martillos, etc. )
En la molienda, la fragmentacin es obtenida por cuerpos moledores libresde la mquina ( bolas, barras, guijarros, etc. ).
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MOLIENDA DE MINERALES
1. Concepto de molienda.
En el procesamiento de minerales, el inters bsico est dado en una molienda
justa y suficiente para liberar las partculas tiles a concentrar.
El costo de molienda es elevado, luego, cualquier exceso de fineza( sobremolienda ) produce prdidas econmicas y, si esta fuera excesiva,podra afectar la recuperacin global del proceso.
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2. Concepto de pulpa.
Es la mezcla matemtica de una porcin constituida por slidos de una
granulometra casi uniforme y otra constituida por un lquido, generalmente, el
agua.
En nuestro caso, ser el mineral molido ms agua, que est dentro del molino
SAG o en los molinos de bolas.
Tenemos entonces que:
Masa de pulpa = masa de slido + masa de lquido
Volumen de pulpa = Volumen de slido + Volumen de lquido
Luego densidad de pulpa = Masa de pulpa/ Volumen de pulpa
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2. Concepto de pulpa.
Un ejercicio sencillo para determinar la densidad de pulpa
masa del mineral (ms)= 200 gr volumen de mineral (vs) = 75 cc
masa del agua (ml) = 500 gr volumen de agua (vl) = 500 ccmasa de pulpa (mp) = 700gr volumen de pulpa (vp) = 575 cc
luego, densidad de pulpa = masa de pulpa/volumen de pulpa
densidad de pulpa = 700 gr/575cc= 1.22 gr/cc
NOTA: recuerde que la densidad del agua es = 1.0 gr/cc, esto significa que
masa del agua = volumen del agua
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3. Tipos de molinos: molino de barras
Normalmente se usan en aplicaciones industriales de molienda hmeda. Para
los rangos de aplicacin de molienda ms fina ( P80 entre 2 y 0.5 mm ), se
acostumbra usar los molinos de barras con sistema de descarga por rebalse.
Boca descarga molino Barras
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3. Tipos de molinos: molino de barras
Este tipo de molino tiene un casco cilndrico cuya longitud flucta entre 1-1/3 a
3 veces su dimetro. Se utiliza, por lo general, cuando se desea un producto
grueso con muy poco de lama (impurezas).
Para tener una adecuada carga de las barras, ste contendr barras de diversos
dimetros, desde dimetros grandes hasta aquellas barras que se desgastaron
lo suficiente como para ser reemplazadas.
Lo usual es cargar inicialmente un molino con barras de dimetros
seleccionados.
La mayora de las cargas inciales contiene barras de 1 " a 4" (3.8 a 10.2 cm.)
de dimetro.
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3. Tipos de molinos: molino de barras
Para el rango de molienda ms gruesa ( P80 > 2 mm ) se empleannormalmente molinos de barras con sistema de descarga perifrica central,los cuales descargan por el centro de la carcaza.
Sistema de descarga perifrica central
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3. Tipos de molinos: molino de barras
Para el rango de molienda ms gruesa ( P80 > 2 mm ) se empleannormalmente molinos de barras con sistema de descarga perifrica central,los cuales descargan por el centro de la carcaza.
Ejemplo:
Codelco Divisin Chuquicamata: cuatromolinos de barras de 8x 26y 5000 HP c/u.
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3. Tipos de molinos: molino de barras
La alimentacin que procesan es de un 80% -20[mm] a 80% -4[mm].
El producto que entregan es de un 80% -2[mm] a 80% -0.5 [mm].
Trabajan generalmente en hmedo con pulpas entre 60% y 80% deslidos.
Largo de las barras es igual a la longitud del molino menos 6" a cadalado.
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3. Tipos de molinos: molino de barras
Su razn L/D vara entre 1.4 - 1.6.
Si L/D es menor a 1.25, entonces aumenta la posibilidad que lasbarras se enreden.
Si L/D es mayor a 1.6, entonces las barras se deforman.
Barras mayores a 6" tienden a doblarse.
El nivel de llenado (J) es de 35% - 45%.
Dimetros tpicos de barras varan de 2.5 - 15[cm.].
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
Se emplean generalmente en todas aquellas aplicaciones industriales en que
se necesita obtener un producto de:
Granulometra intermedia:( P80 entre 0.5 mm y 75 micrones ( 0.075 mm ))
Granulometra fina:( P80 < 75 micrones )
El molino de bolas, anlogamente al de barras, est formado por un cuerpo
cilndrico de eje horizontal, que en su interior tiene bolas libres. El cuerpogira merced al accionamiento de un motor, el cual mueve un pin queengrana con una corona que tiene el cuerpo cilndrico.
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
Las bolas se mueven haciendo el efecto decascada rompiendo el material
que se encuentra en la cmara de molienda mediante friccin y percusin.
El material a moler ingresa por un extremo y sale por el opuesto.
Los sistemas de descarga ms usados son descarga por rebalse y descarga porparrilla o diafragma.
Los molinos de descarga por rebalse pueden desarrollar potencias
comprendidas entre 75 y 18.000 HP.
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
Molino de bolas minera Teck: descarga por rebalse
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
La alimentacin que procesan es de un 80% -5 [mm] a 80% -2 [mm].
El producto que entregan es de un 80% -0.5 [mm] a 80% -75 [m].
Trabajan, generalmente, en hmedo con pulpas entre 65% y 80% deslidos.
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
El Tamao de las Bolas vara entre 2" - 5" y en la etapa de remoliendaentre 1" - 2.
Su razn L/D vara entre 1 - 2 (cuando L/D vara entre 3 - 5,corresponde a molino de tubo, en ese caso se pueden dividir en varios
compartimientos con distintos medios de molienda).
El nivel de llenado (J) es de 40% - 45%.
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3. Tipos de molinos: molino de bolas
Interior de un molino de bolas
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3. Tipos de molinos: molino SAG
La molienda SAG o semiautgena, recibe el mineral directamente del
chancador primario ( no del terciario como en la molienda convencional ) con
tamaos iguales o menores a 8 pulgadas ( 20 cms, aproximadamente ), el quese mezcla en una solucin de agua y cal.
Este material es reducido gracias a la accin del mismo material mineralizado
presente en partculas de variados tamaos (de ah su nombre de molienda
semi autgena) y por la accin de numerosas bolas de acero, de 5 pulgadas de
dimetro, que ocupan entre el 10 y 15% de la capacidad total del molino.
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3. Tipos de molinos: molino SAG
La carga del molino SAG est compuesta por mineral nuevo, bolas de
molienda de acero, partculas de mayor tamao de descarga de trommel
recicladas del molino SAG y agua.
La carga total del molino (bolas de molienda, partculas de mineral, agua y
lechada de cal) ocupa alrededor del 27 por ciento del volumen del molino.
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3. Tipos de molinos: molino SAG
Dados el tamao y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en cada
libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y
molienda ms efectivo y con menor consumo de energa por lo que, al
utilizar este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario niterciario.
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3. Tipos de molinos: molino SAG
La mayor parte del material molido en el SAG va directamente a la etapa
siguiente, la flotacin, es decir, tiene la granulometra requerida bajo los180 micrones ( P80 = 0,18 mm, la que permite finalmente la liberacin de
la mayor parte de los minerales de cobre en forma de partculas
individuales ), y una pequea proporcin debe ser enviado a un molino de
bolas.
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3. Tipos de molinos: molino SAG
Hasta los aos 80 los molinos SAG, eran entre 32 a 36de dimetro. En la
actualidad llegan a 42.
Un molino SAG con 2 3 molinos de bolas puede sustituir de 30 a40 molinos pequeos.
Las potencias han llegado hasta los 26000 HP.
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4. Mecanismos de la molienda
Efectos de la densidad de pulpa en el molino
En un proceso de molienda hmeda existe, evidentemente, una densidadde pulpa o mejor dicho, un pequeo rango de densidades de pulpa, fueradel cual la eficiencia de molienda disminuye clara y rpidamente.
Este es el concepto denominado densidad ptima , por algunosautores y densidad crtica por otros.
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4. Mecanismos de la molienda
Efectos de la densidad de pulpa en el molino
La mxima disponibilidad de slidos, susceptibles de ser molidos en las
zonas de molienda activa del molino, se produce cuando los intersticios,entre los elementos moledores ( bolas ), estn completamente llenos de
pulpatan densa como sea posible, pero con una adecuada fluidez.
Un excesivo porcentaje de slidos aumenta el efecto amortiguante de lapulpa en los contactos bola-bola y disminuye el efecto de molienda.
Dicho en forma vulgar, esto equivale a colocar colchones de pulpa espesaentre las bolas.
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4. Mecanismos de la molienda
Efectos de la densidad de pulpa en el molino
De manera anloga, una dilucin exagerada es perjudicial para conseguir
un trabajo efectivo de molienda ( slo sentir un ruido metlico por faltade carga en el molino).
Un volumen excesivo de agua agregado al molino:
Disminuye el tiempo de residencia de la pulpa.Aumenta el cortocircuitaje de producto no molido por efecto de la
descarga ms rpida.Aumenta la segregacin de gruesos y finos en el interior del molino.
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4. Mecanismos de la molienda
Efectos de la densidad de pulpa en el molino
Una excesiva dilucin de la pulpa en el molino produce lo que algunos
operadores llaman el lavado de la carga de bolas y corazas,impidiendo o disminuyendo la adherencia de una adecuada pelcula sobre
la superficie de los cuerpos moledores y permitiendo, por lo tanto,
contactos improductivos entre bolas y bolas y, bolas y casco.
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4. Mecanismos de la molienda
Porcentaje de slidos
Se estima que el mximo porcentaje de slidos permisibles de molienda
de minerales silceos ( valores muy generales ), se aproxima al 78% u 80%en etapas de molienda primaria en molinos de barras y flucta entre 70%
y 75% para un proceso de molienda secundaria con molinos de bolas.
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4. Mecanismos de la molienda
Porcentaje de slidos
La mayora de los molinos SAG, operan entre 62 a 66% de slidos, aunquepueden operar cercanos a los porcentajes de slidos de los molinos de
bolas.
Siendo entre 60% y 65% para una molienda secundaria muy fina tambincon molinos de bolas, como sera el caso de la prctica usual de
remolienda de concentrados de cobre despus de una etapa de flotacinrougher .
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4. Mecanismos de la molienda
Porcentaje de slidos
Ejercicio:
Supongamos los siguientes datos de un molino de bolas:
Densidad real del mineral ( ds ) = 3,5 t/m3Densidad de la pulpa ( dp ) = 1,972 t/m3
Cul es el porcentaje de slidos en la pulpa ?
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4. Mecanismos de la molienda
Porcentaje de slidos
)1(*
100*)1(*%
dsdp
dpdss
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4. Mecanismos de la molienda
Velocidad crtica
Velocidad crtica es la velocidad del molino en el que la fuerza centrfugamantiene todo el material apegado a las paredes del molino e impide laaccin de catarata requerida por la molienda.
El uso de alrededor del 68 al 77% de la velocidad crtica es generalmentelo ms deseable para molinos de bolas.
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4. Mecanismos de la molienda
Velocidad crtica
Cul es la velocidad crtica de un molino SAG de 30de dimetro ?
Cul es la velocidad de rotacin del molino si consideramos un 77% de
la velocidad crtica ?
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4. Mecanismos de la molienda
Se puede decir que a medida que un molino de bolas rota en torno a sueje, se producir el siguiente fenmeno:
A velocidad baja, solamente un deslizamiento, producindose moliendaslo por friccin.
A media velocidad, adems de friccin, se produce impacto por cascada.
A velocidad ms alta se produce friccin e impacto por catarata.
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4. Mecanismos de la molienda
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4. Mecanismos de la molienda
Carga de bolas
Es necesario que el molino siempre tenga su carga normal de medios
moledores, porque las barras y bolas se gastan y es necesario reponerlas.
El consumo de las barras y bolas dependen del tonelaje tratado, dureza del
mineral, tamao del mineral alimentado y la finura que se desea obtener
en la molienda.
Diariamente, en el primer turno, debe reponerse el peso de bolas
consumidas del da anterior.
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5. Carga de bolas balanceada
Cuando el molino tiene exceso de bolas, se disminuye la capacidad delmolino, ya que stas ocupan el espacio que corresponde a la carga.Cuando la carga de bolas est por debajo de lo normal, se pierdecapacidad moledora porque habr dificultad para llevar al mineral a lagranulometra adecuada.
Movimiento de la carga de bolas en el interior de
un molino de bolas
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6. El hidrocicln
El hidrocicln
El hidrocicln es un equipo desprovisto de partes
mviles y est compuesto, bsicamente, por dos
piezas: una cilndrica y una cnica, cuyo ngulo
vara de 10 a 20 grados.
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6. El hidrociclnManmetro
Inyector
Overflow
Vortex-finder
Seccin
cilndrica
Seccin
Cnica
Apex
Underflow
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6. El hidrocicln
El flujo que sale por el apex se denomina underflow y elflujo que sale por el vortex se denomina overflow .
El flujo que sale por el apex, es el material que debe volver a serclasificado, para lograr su granulometra deseada.
El flujo que sale por el vortex, es el material que ya cumple con lagranulometra deseada.
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6. El hidrocicln
Las principales variables ligadas al proceso son:
a) Densidad de los slidosb) Porcentaje de slidos en la alimentacin del hidrociclnc) Presin de alimentacin
d) Flujo de alimentacine) Porcentaje de slidos en el underflow f) Porcentaje de slidos en el overflow g) Flujo de slidosh) Distribucin granulomtrica
i) Cantidad de finos en la pulpaj) Viscosidad de la pulpa
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6. El hidrocicln
Se debe vigilar constantemente la descarga del hidrocicln:
Una abertura de apex de descarga demasiado grande da comoresultado la situacin ( c ) mostrada en la figura. En ese caso ladescarga es del tipo paragua y presenta una alta dilucin.
La situacin ( b ) de la figura, muestra el tipo de descarga conocidocomo cordel o soga y ocurre porque la abertura del apex dedescarga es demasiado pequea.
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6. El hidrocicln
La situacin ( a ) muestra el ngulo de descarga adecuado quepermite la clasificacin del hidrocicln sea eficiente.
Bajo condiciones de operacin correcta la descarga debe formar unchorro cnico hueco con un ngulo comprendido entre 20 y 30.
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6. El hidrocicln
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7. Harneado
b) Principios y variables
En los harneros vibratorios, el transporte del material depende de la forma
de vibracin, que puede ser circular, elptica o lineal.
Diversos son los factores que influyen en el comportamiento de las
partculas sobre la superficie de tamizado y, consecuentemente, en la
eficiencia de harneo, estos factores son:
a) rea y forma de la malla
b) tipo de superficiec) inclinacin de la superficied) tipo de equipamientoe) humedad del material
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7. Harneado
c) Tipos de harneros
Harneros vibratorios:
Los harneros vibratorios son los equipamientos de harneado msconocidos y de uso ms frecuente en la minera.
Son muy empleados en las operaciones de chancado y en la
preparacin de la mena para los procesos de concentracin.
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7. Harneado
c) Tipos de harneros
Harneros vibratorios:
Los harneros vibratorios pueden ser: inclinados, horizontales, de altafrecuencia ( sonic screen y high speed ).
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7. Harneado
d) Capacidad de harneros
La capacidad de harneado depende de diversos factores:granulometra, humedad, forma predominante de las partculas, etc.
y el flujo de material, el tipo de equipamiento y de superficie msadecuada y el rea de harneado necesaria, para una eficiencia dada.
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7. Harneado
e) Concepto de pebbles
El material con tamao superior a 1/2(Pebbles), que descarga delharnero que est despus del molino SAG, debe ser conducido hacia
la etapa de chancado de Pebbles.
Los chancadores de pebbles, son generalmente, de cono de cabezacorta.
El material descargado de stos, vuelve al molino SAG.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
En el presente captulo se presentan los Criterios de Diseo de Procesosdel rea de molienda.
Descripcin Circuito
El circuito de molienda contempla tres sub-reas: molienda SAG, moliendasecundaria y chancado de pebbles.
La configuracin del circuito es SABC-A: molienda SAG en circuito abierto,
secundaria en circuito cerrado y pebbles chancados retornando al molino
SAG.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
El molino SAG es alimentado desde el acopio de gruesos a travs de un
sistema de alimentadores y correa y descarga sobre dos harneros
vibratorios, uno operando, uno stand by.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
El molino SAG es alimentado desde el acopio de gruesos a travs de unsistema de alimentadores y correa y descarga sobre dos harnerosvibratorios, uno operando, uno stand by.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
El producto grueso del harnero es conducido por una serie de correashasta la planta de pebbles, mientras que el producto fino alimenta a lamolienda secundaria.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)La planta de pebbles cuenta con una tolva de recepcin de pebbles,
alimentadores vibratorios y dos chancadores de cono cuyo productoretorna a la alimentacin al SAG.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
La planta de molienda secundaria cuenta con dos molinos de bolas operando encircuito cerrado inverso con dos bateras de ciclones cnicos, los que son alimentados
por dos bombas desde un cajn comn de descarga de los molinos.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Programa de Operacin:
Das por ao : 365Horas por da : 24Utilizacin : 92%
Capacidad de diseo:
Media: 2.491 tmsph
Configuracin del Circuito:
Tipo : SAG abierto, bolas cerrado, retorno Pebbles chancados a SAG
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Granulometras principales:
Alimentacin Fresca (F80) : 67 mmProducto Circuito SAG (T80) : 7.6 mm (tamao transferencia)Pebbles (D80) : 41 mm
Equipos circuito:
Molino SAGCantidad : 1Tamao : FFE Minerals 36x 19EGL
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Lmites de batera
Aguas arribaAlimentador de correa descarga acopio grueso (incluido)
Aguas abajoPebbles : a correa traspaso pebblesFino de harnero: a cajn pulpa alimentacin hidrociclones
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Molino SAG
Tipo de motor : El molino no cuenta con sistema de transmisin pincorona sino que es accionado por un motor de anillo de velocidad variable,
enfriado por ventilador.
( El rotor de este motor est conectado al molino, y el estator estconstruido en un crculo alrededor del molino ).
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Molino SAG
Tamao bolas : 125 mm
% Carga bolas
- Media : 1013%- Mximo operacional : 15%
% Carga total : 24.9%
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Molino SAG
Velocidad giro
- Media : 76.5% velocidad crtica- Mxima : 82% velocidad crtica
% de Slidos : 72 % descarga molino SAG
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda SAG (rea 301)
Harnero descarga Molino SAG:
Tipo : Harnero vibratorio planoDimensiones : 12x 24doble bandejaCantidad : 2 (1 operando, 1 stand by)Abertura : 19 mmTipo de malla : PoliuretanoBajo tamao harnero (T80) : 7.6 mm
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Chancado de Pebbles (rea 320)
Lmites de batera:
Aguas arribaCorrea descarga Pebbles de Molino SAG
Aguas abajoPebbles chancados retornados a correa alimentacin SAG.
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Chancado de Pebbles (rea 320)
Granulometras Pebbles
Mx. Alimentacin : 80 mmAlimentacin (F80) : 41 mmProducto (P80) : 13 mm
Circuito Chancado : Abierto
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Chancado de Pebbles (rea 320)
Equipos circuito:
a) Chancador de Pebbles
Tipo : Cono cabeza cortaTamao/Modelo : H8800 EF SandvikPotencia : 800 HPCantidad : 2
Excentricidad : 70 mmC.S.S. : 12.7 mm
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
b) Tolva de almacenamiento : 430 toneladas vivas
c) Alimentadores chancadores : Vibratorios
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Lmites de batera
Aguas arriba
Cajn distribuidor pulpa alimentacin hidrociclones
Aguas abajo
Producto fino ciclones a flotacin
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Media: 2491 tmsph
- Tipo circuito: Cerrado inverso con alimentacin producto molienda SAG- Producto de Molienda (P80) : 150 um- pH Pulpa : 99.5
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Carga circulante
Media : 350%Mxima : 400%Mnima : 300%
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Equiposa) Molinos de bolas
Cantidad : 2Tamao : FFE 25x 39EGLPotencia requerida (diseo) : 18.000 HP @ pin
Potencia instalada por molino : 19.000 HP (2 x 9.500 HP)Tipo motor : rotores bobinadosTipo accionamiento : doble pin con reductor
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Equiposa) Molinos de bolas
Carga de bolas
- Media : 3035% en volumen- Mxima : 40%en volumen
Tamao bolas : 75 mm ( 3 pulgadas)Velocidad : 75% de la velocidad crtica
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Equipos
b) Hidrociclones cnicosModelo : gMAX 33/20 KrebsDimetro : 800 mm (33 pulg)N bateras : 2 unidades
N ciclones instalados : 9 unidades (por batera)N ciclones operando : 7/9 por batera (condiciones media/mxima)N ciclones stand by : 2/0 por batera (condiciones media/mxima)
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CIRCUITO DE MOLIENDA (REA 300)
Molienda Secundaria (rea 302-303)
Capacidad de diseo
Presin alimentacin ciclones : 10 - 12 psi
% de slidos:
- Alimentacin ciclones : 58 a 60 %- Rebose ciclones : 34%
- Descarga ciclones : 7678%
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