INFORME DE LABORATORIO DE OPERACIONES MECANICAS DE MINERALES

UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS GELOGICAS

Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas

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INFORME DE LABORATORIO DE OPERACIONES MECANICAS

 DE MINERALES

Informe final

Edgardo Romero  Ibaceta

Alexis Vera Vera

Rossina Mena

Operaciones mecánicas

Antofagasta, Chile

Agosto 2017

Resumen

En este informe se detalla la experiencia de los laboratorios de operaciones mecánicas, realizadas en los laboratorios del departamento. Estas experiencias fueron realizadas con el fin de relacionar los conceptos teóricos tratados en clases.

Para el laboratorio de métodos de muestreo, la muestra se homogeneiza por medio de traspaleo, para luego aplicar dichos métodos, obteniendo una muestra de menor tamaño, que mantiene las características de la muestra inicial. Los métodos de muestreo utilizados son: cono y cuarteo, división por incrementos, paño roleador, cortador de rifles y cortador giratorio con el fin de ver que método da un mejor análisis granulométrico. Para las pruebas de circuitos de chancado se realizan 3 circuitos: chancado abierto, chancado cerrado directo y chancado cerrado inverso con el objetivo de ver con cual se obtiene una mejor razón de reducción. En las primeras pruebas de molienda se utilizan 2 collares de bolas, uno de Collahuasi y otro collar con bolas uniformes de 1”, y se varía la velocidad crítica del molino, con un tiempo de molienda de 20 minutos. En el otro test de molienda se varía el tiempo de molienda entre 5, 8, 11, 14, 17 y 20 minutos con un 70% de la velocidad crítica. En ambas pruebas se mide la cantidad de material fino al final de la molienda.

Para métodos de muestreo resulta mejor la utilización de un cortador de rifles, debido a una menor sumatoria de errores en la distribución granulométrica. En las pruebas de chancado, el chancado abierto tiene una mayor razón de reducción mientras que el chancado cerrado inverso tiene una menor carca circulante y una mayor capacidad de tratamiento. En la primera prueba de molienda se obtiene que la velocidad óptima del molino para el collar de bolas de 1” es 58,34% de la velocidad crítica, y un 55,25% para Collahuasi. Para la segunda prueba de molienda resulta un tiempo de 14 minutos y 38 segundos para alcanzar el 60% de pasante bajo malla #200.

Índice

Introducción        1

Objetivo General:        2

Objetivos específicos:        2

Fundamentos teóricos        3

División por cono y cuarteo:        3

División por incrementos:        3

Paño roleador:        3

Cortador de rifles (CR):        3

Cortador giratorio:        4

Circuito abierto (CA):        5

Circuito cerrado directo (CCD):        5

Circuito cerrado inverso (CCI):        5

Planteamiento experimental        6

Materiales.        6

Métodos de muestreo y caracterización de un mineral.        6

Circuitos de chancado y pruebas de conminación.        7

Variables en molienda.        9

Determinación del tiempo de molienda para alcanzar una granulometría definida.        9

Resultados, análisis de resultados y discusiones        11

Laboratorio 1: Métodos de muestreo y caracterización de un mineral.        11

Laboratorio 2: Circuitos de chancado y pruebas de conminación.        12

Laboratorio 3: Variables en molienda.        14

Laboratorio 4: Determinación del tiempo de molienda para alcanzar una granulometría definida.        16

Conclusiones        18

Conclusión: Métodos de muestreo y caracterización de un mineral.        18

Conclusión: Circuitos de chancado y pruebas de conminación.        18

Conclusión: Variables en molienda.        19

Conclusión: Determinación del tiempo de molienda para alcanzar una granulometría definida.        19

Recomendaciones        20

Bibliografía        21

ANEXO        22

Índice de Ilustraciones y tablas

Tabla 1: Sumatoria de errores por método con sus respectivos R2        11

Tabla 2 : Resultados de densidades        11

Tabla 3 : Datos estadísticos        12

Tabla 4 : Errores Por Circuitos De Chancado y R2        12

Tabla 5 : Razón de reducción de tamaño.        13

Tabla 6 : Capacidad de tratamiento        14

Tabla 7 : Resultado velocidades en rpm y frecuencia        14

Tabla 8 : Resultados experimentales molienda        15

Tabla 9 : resultados de la experiencia        16

Gráfico 1 : Comparación De análisis granulométrico.        13

Gráfico 2 : Porcentaje masa bajo #200        15

Gráfico 3 : Pasante #200 vs Tiempo de molienda        17

Nomenclatura

G-S: Distribución de Gaudin-Schuhman.

R-R: Distribución de Rosin-Rambler.

CR: Cortador de rifles.

CA: Chancado abierto.

CCD: Chancado cerrado directo.

CCI: Chancado cerrado inverso.

Nc: Velocidad crítica.

CC: Carga circulante.

RR: Razón de reducción.

CT: Capacidad de tratamiento.

IPS: interpolación simple

Introducción

        Las especies valiosas, como el cobre, generalmente se encuentran asociados a otros elementos, formando conjuntos llamados minerales. Para poder separar estos conjuntos, y obtener la especie de interés pura, primero se debe conocer la composición mineralógica de la especie de interés. Esto determina que proceso extractivo es utilizado, y por ende, la granulometría requerida por ese proceso. A este proceso de reducción de tamaño se le llama conminución.

        En este informe se busca comprobar si, a nivel de laboratorio, se obtienen los mismos resultados que en la teoría.

        Realizar un buen proceso de conminución es de suma importancia para la extracción metalúrgica, ya que una mala conminución puede llevar a problemas mayores en los procesos posteriores como: cambio en las medidas de los acopios, problemas de transporte en las correas, disminución de la eficiencia de los equipos, aumento de las cargas circulantes, mayor consumo de acero en los equipos, entre otros.

Objetivo General:

• Llevar a la práctica, experimentalmente, los conocimientos teóricos aprendidos a lo largo del semestre, en la asignatura de operaciones mecánicas.

Objetivos específicos:

• Identificar como se realiza la preparación de muestras de un material particulado.
• Evaluar y comparar las operaciones de muestreo usando varias técnicas de muestreo.
• Caracterizar un mineral de forma física y química.
• Desarrollar técnicas utilizadas en circuito de chancado clasificación abierto, cerrado inverso y cerrado directo, malla de corte ¼”.
• Comprobar operaciones de conminución.
• Determinar capacidad y razón de reducción de los equipos.
• Comparar los equipos de chancado v/s molienda.
• Desarrollar los diferentes métodos y equipos que se utilizan en las industrias o también en la investigación en base a conceptos teóricos tratados en clases.
• Comparar las distintas variables que afectan al proceso de molienda
• Determinar el tiempo que se necesita moler un cierto tipo y masa de mineral en un molino y carga de bolas dado, a nivel de laboratorio, para alcanzar el grado de liberación requerido en pruebas de flotación, donde esta variable es de gran importancia.

Fundamentos teóricos

A continuación daremos algunas definiciones útiles para la mejor comprensión del informe. La conminución es la operación mecánica para reducir de tamaño un material. Debido a que las muestras que se utilizan para análisis son de pequeño tamaño, debemos utilizar distintos métodos de muestreo, que tienen como objetivo reducir de tamaño las muestras para hacerlas más manejables y que ambas partes retengan las características como contenido del metal de interés, distribución mineralógica, distribución de granulometrías, etc. (Alfaro M. 2002). Algunas de estas técnicas de muestreo son:

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