Trituración Y Molienda

TRITURACION Y MOLIENDA

1. Introducción

La reducción de tamaño de un mineral es la etapa más importante durante el procesamiento de minerales. Esta etapa es el proceso unitario del circuito de beneficio de minerales de mayor demanda de inversión de capital, incide en los costos unitarios y determina en gran medida la rentabilidad de la operación de la planta.

El objetivo de la reducción de tamaño es:

1. Generar partículas cuyo tamaño y forma sea el adecuado para el siguiente proceso.

2. Liberar el mineral de valor de la ganga

3. Incrementar el área superficial disponible para los procesos de recuperación metalúrgica

De acuerdo al tamaño de partícula esperado los tipos de conminución se clasifica en:

• Trituración donde se generan partículas gruesas mayores a 2”

• Molienda para partículas menores de ½”-3/8”

La molienda se considera una operación para reducir de tamaño a rocas y minerales y lograr la liberación de especies. Para diferenciar entre trituración y molienda, a partir de esta última se generan sólidos de menor tamaño y de forma mas regular.

Uno de los aspectos de mayor relevancia como parámetro para controlar en la reducción de tamaño y granulometría final del producto es el consumo de energía. Este aspecto se debe de evaluar en cada etapa de reducción de tamaño (trituración y molienda).

2. Energía y reducción de tamaño

En general, la energía consumida en el circuito de molienda esta estrechamente relacionada con el tamaño de partícula a lograr. Sin embargo estudios han demostrado que gran parte de la energía mecánica se consume en vencer resistencias nocivas como:

• Deformaciones elásticas de las partículas antes de romperse.

• Deformaciones plásticas de las partículas, que originan la fragmentación de las mismas.

• Fricción entre las partículas.

• Vencer inercia de las piezas de la máquina.

• Deformaciones elásticas de la máquina.

• Producción de ruido, calor y vibración de la instalación.

• Generación de electricidad.

• Roce entre partículas y piezas de la máquina.

• Pérdidas de eficiencia en la transmisión de energía eléctrica y mecánica

En base a lo anterior se considera que el conocimiento de los fenómenos de energía en la conminución es de vital importancia en el proceso. Por tal motivo las investigaciones respecto a la molienda y trituración se han enfocado en este rubro. Las primeras investigaciones realizadas para comprender los fenómenos que están implicados en la trituración y molienda, se realizaron por Rittinger R, 1867 y Kirk, 1883 ambos se enfocaron en explicar la relación energía-reducción de tamaño. Ellos analizaron la trituración y molienda considerando que la reducción de tamaño esta en función del área de la superficie de la partícula nuevamente formada y el volumen del material molido y el diámetro.

En 1867 Rittinger presento el modelo que indica que el área de la superficie nuevamente formada era proporcional a la energía consumida en la molienda. Esto se conoce como la primera ley de conminación. Su modelo se expone a continuación:

Donde;

F es el tamaño de la partícula antes de la conminución

P es el tamaño de la partícula después de la conminución

En la práctica esta teoría es aplicable durante el proceso de trituración.

Kick por su parte en 1883 expuso la teoría de que la energía requerida para producir cambios análogos en el tamaño de cuerpos geométricamente similares, es proporcional al volumen de estos cuerpos. Este modelo es conocido como segunda ley de conminución.

Donde;

F es el tamaño de la partícula antes de la conminución

P es el tamaño de la partícula después de la conminución

En 1960 Fred Bond expuso los tres principios básicos de su teoría, que se expresa en la actualidad como “tercera ley de molienda. Esta ley indica que la energía consumida para reducir el tamaño 80% de un material, es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del tamaño 80%; siendo éste último igual a la abertura del tamiz (en micrones) que deja pasar el 80% en peso de las partículas.

Donde K=10 Wi

Wi (índice de trabajo) que corresponde al trabajo total necesario para reducir una tonelada corta de material desde un tamaño teóricamente infinito hasta partículas que en un 80% sean inferiores a 100 [μm].

El parámetro WI depende tanto del material (resistencia a la conminución) como del equipo de conminución utilizado y se debe determinar para cada aplicación. A diferencia de Kirk y Rittinger, durante el desarrollo de la ley, Bond no considero que las rocas fueran iguales y que la energía consumida era proporcional a la longitud de las nuevas grietas creadas.

Las relaciones de energía-reducción propuestas por Kirk, Rittinger y Bond son validas en una gama limitada de variables específicas. En la Figura 1 se presenta la relación entre la potencia de entrada y el tamaño de las partículas en la conminución. En esta figura se muestra que para la generación de tamaños más pequeños de partículas la potencia requerida aumenta; sin embargo para los rangos de conminación más finos las leyes de conminación habituales no son aplicables. [1]

Figura 1 Relación entre la potencia de entrada y el tamaño de las partículas en la conminución.

3. Limitaciones de las aproximaciones de energía

El considerar a la energía como el factor principal en las funciones del sistema de molienda es lógico; sin embargo no toda la energía que se suministra a un molino se consume en la fracturación de las partículas y este puede llegar a ser independiente del efecto sobre la fracturación. Este efecto se aprecia mas claramente al poner como ejemplo que el mayor consumo de energía para un molino de bolas se presenta cuando esta girando y poniendo en movimiento únicamente a la carga de bolas sin material a moler. Cuando se alimenta carga al molino, este se encuentra más equilibrado

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