Operaciones de Separación
No de componentes, sino una separación de material en fracciones de tamaños más pequeños. En esta operación el material puede ser tanto homogéneo como heterogéneo.
Conminución
Sin embargo, debido a que los minerales se encuentran fuertemente ligados con la ganga, deben ser liberados antes de separados. Esto se realiza en la conminución, que es el término que se emplea para designar procesos de reducción de tamaño.
La primera etapa de la conminución se realiza en la mina cuando se remueven los minerales del yacimiento empleando explosivos en la voladura.
Los Objetivos: de los procesos de conminución (trituración y molienda) son liberar la parte valiosa del mineral, aumentar la superficie específica para las reacciones y producir partículas de tamaño y formas definidos. Además de reducir el mineral a un tamaño óptimo para el proceso de concentración.
Los Objetivos: de los procesos de conminución (trituración y molienda) son liberar la parte valiosa del mineral, aumentar la superficie específica para las reacciones y producir partículas de tamaño y formas definidos. Además de reducir el mineral a un tamaño óptimo para el proceso de concentración.
Principios: Son cuatro los modos de fractura impacto, compresión, atrición y corte, los cuales dependen de la roca y el tipo de carga.
- Impacto: por un golpe instantáneo y seco o choques entre partículas.
- Atrición: división por fuerzas de fricción entre dos superficies o partículas.
- Compresión: por una fuerza de compresión generada entre dos superficies duras.
- Por corte: por acción de una fuerza cortante.
Etapas: La reducción de tamaño se realiza en una secuencia de etapas, estas son principalmente chancado (reducción hasta partículas de aproximadamente 1cm) y molienda (reducción hasta partículas desde 1cm hasta 100 o 10 micrometros). Estas se subdividen en dos o tres etapas denominadas: primaria, secundaria y terciaria.
Chancado
Es la primera etapa del procesamiento de minerales. La aplicación de fuerza para romper los trozos grandes de mineral, es decir, el proceso mediante el cual se disminuye el tamaño de las rocas mieneralizadas, triturándolas con chancadores hasta 20 o 1 centímetros.
Etapas de Chancado
- Chancado Primario: fractura el mineral proveniente de la mina, hasta 8"-6" (20cm-15cm).
- Chancado Secundario: fractura el mineral proveniente del chancador primario, hasta 3-2" (8cm-5cm)
- Chancado Terciario: fractura el mineral proveniente del chancador secundario, hasta 1/2-3/8" (1.5cm-1cm).
- El tipo y el tamaño del equipo chancador para cada etapa se determina según los siguientes factores: volumen de material, tamaño de alimentación, tamaño del
producto de salida, dureza de la roca, tenacidad, abrasividad. Debida fundamentalmente
al contenido de sílice y principal causante del desgaste de los equipos.
- Chancador de mandíbula: consiste en dos placas trituradoras, una fija y una móvil que realiza la operación de aplastamiento. Realiza movimientos tipo Blake (alimentación fija y descarga variable), Dodge (alimentación variable y descarga fija) o Universal (alimentación y descarga variable).
- Chancador de rodillos: disminuye el tamaño por presión y cizallamiento, el mineral pasa en caída libre entre los rodillos. Principalmente utilizado en la etapa secundaria.
Variables
- Las principales variables son la oscilación y la velocidad de oscilación.
- El factor que influye en esta variable son las características del mineral, tales como humedad, dureza, tamaño, entre otras.
Molienda
Al igual que el chancado, la molienda es una operación de reducción de tamaño de las rocas mineralizadas, empleando molinos para una reducción hasta 3 - 0.02 milímetros o incluso micrones. Esta etapa esta directamente relacionada con la trituración o chancado, etapa previa en la que el producto se entrega entre 1/2 y 5/8".
Es posible moler desde pocos kilogramos por hora, ejemplo en operaciones de baja escala, hasta cientos de toneladas por hora, como en la industria minera. Además, puede ser necesaria una secuencia de equipos.
Es posible moler desde pocos kilogramos por hora, ejemplo en operaciones de baja escala, hasta cientos de toneladas por hora, como en la industria minera. Además, puede ser necesaria una secuencia de equipos.
- Molienda Gruesa: hasta 3mm-0.8mm
- Molienda Media: hasta 0.5mm-0.1mm
- Molienda Fina: hasta 0.1mm-0.02mm
Tipos de Molienda
Aunque esta operación suele llevarse a cabo cuando el material esta en pulpa, puede realizarse:
- Molienda Seca: con materiales secos.
- Molienda Húmeda: con suspensiones de sólidos en agua o slurry.
Variables
- El factor principal para la obtención de las curvas granulométricas deseadas es la selección del tipo de molienda adecuado (sistema de molienda) teniendo en cuenta la aptitud del mineral a la molienda, es decir, la molturabilidad.
- Las principales variables son:
- Velocidad crítica: aquella que hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los elementos moledores, equilibre el peso de los mismos en todo momento.
- Diámetro del molino: a mayor diámetro del molino o mayor velocidad, menor el diámetro necesario de bolas.
- Diámetro de los elementos moledores: no todos tienen el mismo tamaño, a partir de un diámetro máximo se hace una distribución de los mimos. A mayor diámetro de bolas, mayor posibilidad de rotura de partículas grandes (percusión). A menor diámetro de bolas, mayor molienda de partículas pequeñas y capacidad (fricción). A mayor diámetro de bolas, mejora la molienda de material duro (percusión).
- Volumen de carga: los molinos no trabajan llenos en su totalidad. Se denomina volumen de carga al volumen ocupado por los elementos moledores y el material a moler. Este suele estar entre el 30% y el 40%, y de este volumen el material a moler ocupa entre un 30% - 40%.
- Potencia: Se dice que se desarrolla la máxima potencia cuando el volumen de carga es del 50% aproximadamente. Se suele trabajar entre un 30% y un 40%, porque la curva es bastante plana y el porcentaje de potencia entregado es similar al 50%.
Equipos
Existen diferentes tipos de acuerdo al tamaño del producto final:
- Molino de rodillos: molino de rodillo de gruesos (crusher). Es un equipo en el que dos cilindros de acero rotan en sentido contrario con el fin de atrapar las partículas y someterlas a fuerzas de compresión para reducirlas de tamaño. Factores importantes son la distancia entre ambos rodillos, la superficie de los rodillos (lisa, corrugada o con dientes), entre otros. Consta de rodillos grandes a presión sobre un mecanismo giratorio donde el material se desplaza for fuerza centrifuga y una corriente de gas caliente levanta el material molido hacía el clasificador.
- Molino de Tambor: De bolas, de Barras y Compartimentado: Tanto el material a moler como las bolas o barras del equipo son levantadas en las paredes del tambor (debido a la rotación), las que caen nuevamente en el lecho. La rotación y el impacto del material al caer favorecen la molienda. Se pueden poner baffles en el tambor, dividiendo el equipo en compartimientos donde se cargan bolas de diferentes tamaños
- 1 Molinos de bolas: formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal que en su interior tiene bolas libres. Algunas de las bolas de molienda incluyen bolas de acero inoxidable, bolas de cerámica, guijarros y piedras. Las propiedades importantes que se consideran para seleccionar el tipo de bolas son: tamaño, dureza, densidad y composición. Los molinos de bola se pueden clasificar en función de la marcha: en continuos o discontinuos.
- 2 Molino de barras: formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior cuenta con barras cilíndricas sueltas dispuestas a lo largo del eje, de longitud aproximadamente igual a la del cuerpo del molino. Su giro se debe a una corona, la cual está acoplada a un piñón que se acciona por un motor generalmente eléctrico. Las barras se elevan, ruedan por las paredes del cilindro hasta determinada altura y caen realizando un movimiento de cascada.
- 3 Molino Compartimentado: formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal que incluye separaciones en el tambor para dividir el equipo en compartimentos donde se cargan bolas de diferentes tamaños. De esta forma la rotación y el impacto de caída favorecen la molienda; además, permite la entrega de mayor energía en las zonas donde hay partículas de mayor tamaño y las más pequeñas se envían a la salida del equipo.
- Molino de martillos: formado por un rotor de alta velocidad que gira dentro de una carcasa cilíndrica, donde el rotor posee un collar con un dado número de martillos en la periferia. Por medio del impulso del motor al rotor, el material es triturado con el movimiento de los martillos. Reduce la granulometría , mediante la rotación de un eje al que están adosados los martillos de aleaciones duras. Realiza la función del molino de impacto o molino secundario.
- Molino de discos de atrición: formado por discos con canaletas que rotan a alta velocidad enfrentando a un disco fijo. El espacio entre los discos generalmente puede regularse. Existen varios modelos, molinos de atrición de uno o varios discos; estos rotan en direcciones opuestas, lo cual facilita un intenso desgaste. Se utilizan las fuerzas de corte para lograr la reducción de tamaño y se emplean para dar partículas finas.
