EVALUACIÓN Y ESTABILIZACIÓN DEL PRODUCTO DE

Transcripción

Reyes Bahena, J.L., Aparicio Ramírez, M.R., Aleman, J.E.
1
EVALUACIÓN Y ESTABILIZACIÓN DEL PRODUCTO DE MOLIENDA USANDO EL
SIMULADOR JKSIMMET
Juan Luis Reyes Bahena1, Mario Rafael Aparicio2, Jorge Enrique Alemán2
1
Instituto de Metalurgia, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Av. Sierra leona 550, Lomas 2ª
Sección, 78210 San Luis Potosí, S.L.P., México.
Tel/Fax (52-444) 825-43-26; 8254584 Ext. 124, e-mail: [email protected]
2
Unidad Minera Santa Eulalia, Domicilio Conocido, Francisco Portillo, Chihuahua, México.
Tel/Fax (52-614) 451-5155; 451-5157, e-mail: [email protected];
[email protected]
RESUMEN
La simulación matemática es una de las herramientas más prácticas y
poderosas para optimizar los circuitos de reducción de tamaños y clasificación
de partículas minerales o bien ayudar en el diseño de nuevos circuitos. El
simulador JKSimMet es uno de muchos simuladores en estado estable que
permite optimizar los circuitos de reducción de tamaños (trituración y molienda).
Este simulador fue desarrollado desde hace más de 40 años por la contribución
de estudiantes de doctorado de la Universidad de Queensland, a través del
Julius Kruttschnitt Mineral Research Center.
En este estudio, la aplicación de este simulador conjuntamente con pruebas de
laboratorio ha permitido realizar una evaluación detallada de la operación actual
del circuito de molienda con la finalidad de determinar y estabilizar el tamaño del
producto de molienda de la Unidad Santa Eulalia, al cual se tenga la mejor
respuesta metalúrgica del proceso de flotación. El análisis de simulación mostró
que la adición de agua afecta significativamente la estabilidad del circuito de
molienda y clasificación. Por otro lado, la evaluación del circuito concluyó que en
la fracción -140+200 mallas (-106+75 µm) se tiene una baja liberación de las
partículas del mineral de zinc (79.8% de liberación). Las pruebas de laboratorio
confirmaron que el tiempo requerido para favorecer al menos el 85.0% de la
liberación del mineral de zinc es de 12.5 minutos a la fracción de -140+200
mallas.
El estudio de optimización determinó que el circuito de molienda puede
incrementar su capacidad de tratamiento en un 16.5%; es decir, 9.7 ton/h más
de la capacidad de diseño (58.3 ton/h); mientras que los estudios de liberación a
diferentes tiempos de molienda mostraron que el tamaño óptimo debe estar en
el rango de 72.0 a 77.0% a menos 200 mallas (0.075 mm). Esto es equivalente a
un tiempo de residencia del molino entre 13 y 16 minutos. Sin embargo, un
producto de molienda a un porcentaje mayor al 77.0% -200 malla resultará en un
efecto negativo en la separación de los minerales de zinc, debido a la intima
asociación del mineral de esfalerita con el mineral de ganga.
XIV Encuentro Sobre Procesamiento de Minerales
8-10 Octubre 2008, San Luis Potosí, S.L.P., México
2
Tabla de Contenidos
1.
INTRODUCCION ........................................................................................................................................ 3
2.
DESARROLLO EXPERIMENTAL ........................................................................................................... 4
3.
4.
2.1
Circuito de molienda ............................................................................................................................. 4
2.2
Muestreos .............................................................................................................................................. 4
2.3
Pruebas de molienda ............................................................................................................................. 5
2.4
Caracterización de minerales................................................................................................................ 6
EVALUACIÓN DEL CIRCUITO............................................................................................................... 7
3.1
Rendimiento metalúrgico ...................................................................................................................... 7
3.2
Flujo de minerales................................................................................................................................. 9
3.3
Relación molienda/liberación ............................................................................................................. 12
OPTIMIZACIÓN ....................................................................................................................................... 13
4.1
Validación del modelo matemático ..................................................................................................... 13
4.2
Relación tiempo-molienda-liberación ................................................................................................. 14
4.3
Incremento de capacidad .................................................................................................................... 16
5.
CONCLUSIÓN ........................................................................................................................................... 17
6.
AGRADECIMIENTOS .............................................................................................................................. 17
1.
3
INTRODUCCION
El proceso de molienda es altamente no lineal debido a la interacción de los molinos con la
etapa de clasificación. Adicionalmente, cambios en la granulometría de alimentación y dureza
del mineral hacen que el problema de estabilización del circuito sea difícil. Así, la
optimización de los circuitos de molienda por experimentación directa (prueba y error) es muy
difícil y costosa debido al costo de modificar y operar los circuitos para llevar a cabo estas
pruebas. Un buen simulador es una herramienta útil para el ingeniero de proceso. Un
simulador puede demostrar lo que una planta puede hacer bajo condiciones de operación
específicas.
El simulador JKSimMet fue desarrollado por el Julius Krusttchintt Mineral Research Center
(JKMRC) desde hace más de 40 años, el cual representa una compilación de muchos trabajos
de investigación desarrollados por estudiantes de posgrado de la Universidad de Queensland
en el área de modelación y simulación de proceso de reducción de tamaños. En general, el
simulador puede ser usado para:
•
Estudios de diseño.
o Ayuda al ingeniero de diseño a encontrar la mejor configuración del circuito.
o Confirma que las especificaciones de diseño reunirán las condiciones de
operación.
o Seleccionar los equipos más adecuados a ser incluidos en la planta.
o Dimensionar los equipos correctamente y evitar un sobre-dimensionamiento de
las unidades de la planta.
o Optimizar la operación de la planta al alcanzar las mejores combinaciones
económicas de grado y recuperación.
o Identificar problemas potenciales “cuello de botella”.
o Proveer una evaluación comparativa de fabricantes de equipos.
o Definir las garantías de rendimiento que deben ser cumplidas por el fabricante.
•
Rendimiento actual de una planta.
o El rendimiento óptimo de la planta puede ser alcanzable.
4
o La planta puede ser ajustada para las posibles variaciones de alimentación de
calidad y velocidad de alimentación.
o Problemas “cuello de botella” en la planta pueden ser encontrados y determinar
posibles soluciones para eliminarlos.
o El cambio del rendimiento de la planta puede ser investigado haciendo las
preguntas ¿Que pasa si…?
o Operaciones que no están del todo entendidas pueden ser identificadas y una
investigación adecuada puede ser realizada para resolver tal situación.
En el caso de este estudio de investigación, el simulador JKSimMet fue usado para evaluar y
optimizar el rendimiento del circuito actual de molienda y clasificación de la Unidad Santa
Eulalia de Industrial Minera México, S.A. de C.V.
2.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
2.1
Circuito de molienda
El circuito de molienda y clasificación de la Unidad Santa Eulalia de Industrial Minera
México, S.A. es mostrado en la Figura 1. La capacidad de diseño del circuito es de 60 ton/h
(1500 ton/d); sin embargo, durante la operación actual es en promedio 54 tph (1350 ton/d) de
material proveniente de mina. El producto alimentado al circuito de molienda tiene
aproximadamente un 10% arriba de ½ pulgada. Mediante la operación del circuito de
molienda (molino de bolas Allis Chalmer 10½ x 15 pies, motor de 1000 HP (745.7 kW) e
hidrociclón D20), el producto final presenta una granulometría de 58-60% a -200 mallas. El
índice de Bond del mineral de Santa Eulalia presenta un valor de 12.84 kWh/ton.
2.2
Muestreos
Los muestreos en el circuito de molienda y clasificación de la Unidad Santa Eulalia fueron
realizados el día 4 y 5 de Abril de 2008. Los puntos de muestreo en el circuito de molienda y
clasificación fueron:
5
D20
10.5x15
Figura 1: Circuito de molienda y clasificación
•
Alimentación fresca (banda).
•
Descarga del molino.
•
Descarga del ciclón (gruesos).
•
Derrame del ciclón (finos).
La Tabla 1 muestra la relación de los muestreos realizados en el circuito de molienda y
clasificación de la Unidad Santa Eulalia.
Tabla 1: Relación de muestreos realizados en el circuito de molienda
IMA
Sólidos Secos,
ton/h
52.2
IMB
58.3
3
IMC
52.2
3
Muestreo
Bomba
4
2.3
Pruebas de molienda
Varias pruebas de molienda a diferentes tiempos fueron realizadas en el laboratorio con
material de alimentación fresca (banda). La muestra fue preparada a -10 mallas y muestras de
un kilo fueron molidas a cinco diferentes tiempos (7 min, 10 min, 13 min, 16 min y 19 min) en
un molino de bolas de laboratorio. Las curvas de acumulado % pasado vs. tamaño de partícula
de las pruebas de molienda a diferentes tiempos fueron comparadas con las curvas obtenidas
en cada uno de los muestreos realizados en planta (Figura 2). Como se observa en la Figura 2,
6
la curva de acumulado % pasado vs tamaño de partícula a 10 minutos de molienda coincide
con la curva del muestreo a 52.2 ton/h secas.
100
90
Acumulado % Pasado
80
70
60
IMA - Operación normal (Bomba 4)
IMB - 20% extra capacidad (Bomba 3)
IMC - Operación normal (Bomba 3)
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
P80 = 0.172
P80 = 0.124
P80 = 0.094
P80 = 0.079
P80 = 0.058
IMA P80 = 0.128
IMC P80 = 0.120
IMB P80 = 0.152
1
10
100
Tamaño de Partícula (mm)
7 min
10 min
13 min
16 min
19 min
IMA
IMC
IMB
Figura 2: Rompimiento de partículas en función del tiempo de molienda
Sin embargo, al incrementar la capacidad de molienda hasta 58.3 ton/h secas manteniendo
constante las condiciones de operación del circuito de molienda, la curva acumulado % pasado
vs tamaño de partícula se observó entre la curva a tiempo de molienda de 7 y 10 minutos. Esto
representa una reducción en el tiempo de residencia de las partículas en el interior del molino
y por lo tanto una reducción en el rompimiento de partículas.
2.4
Caracterización de minerales
El estudio de caracterización y liberación de minerales fue realizado usando un Microscopio
Electrónico de Barrido (MEB) marca Phillips (Modelo XL30). Las muestras usadas para este
estudio fueron del producto de molienda de los siguientes muestreos, las cuales fueron
analizadas en forma global:
•
IMA: condiciones normales a 52.2 ton/h (Bomba No. 4).
•
IMB: condiciones normales a 58.3 ton/h (Bomba No. 3).
•
7
Fracciones -150+200 y -200+325 mallas de las pruebas de molienda a diferentes
tiempos.
El estudio de liberación de los minerales de interés en la Unidad Santa Eulalia se llevó a cabo
con la muestra del producto de molienda del muestreo IMA (Figura 3). La liberación relativa
de la Figura 3 muestra que la galena y calcopirita presentan el 100.0% de liberación a tamaños
menores de 100 micrómetros. El mineral de ganga presenta una liberación de
aproximadamente 90.0% en todas las fracciones de tamaño. Sin embargo, la esfalerita y la
pirita muestran una liberación máxima de 80.0% a tamaños menores de 100 micrómetros. A
Liberación Relativa, %
tamaños mayores de 100 micrómetros, la liberación disminuye rápidamente.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10
100
1000
Tamaño de Partícula, µ m
Galena
Calcopirita
Esfalerita
Pirita
Ganga
Figura 3: Liberación relativa de los principales minerales de interés en el producto de molienda del
muestreo IMA
3.
EVALUACIÓN DEL CIRCUITO
3.1
Rendimiento metalúrgico
La Tabla 2, Tabla 3 y Tabla 4 muestran el resumen del balance agua/pulpa de los muestreos
realizados en el circuito de molienda de la Unidad Santa Eulalia. Como se observa, el
muestreo IMB presenta una granulometría de alimentación ligeramente más gruesa comparada
con la granulometría de los muestreos IMA e IMC. Esta es la principal razón por la que se
tiene una razón de reducción mayor en el muestreo IMB.
8
Tabla 2: Resumen del balance agua/pulpa del muestreo IMA
Alim
Alim
Descarga
Alim
Molino
Ciclón
Fresca Molino
Mineral, ton/hr
3
Agua, m /hr
Pulpa, ton/hr
3
Pulpa, m /hr
3
Dens. Pulpa, ton/m
% Sólidos (en volumen)
% Sólidos (en peso)
Tamaño al 80% (D80, micrones)
52.2
1.6
53.8
18.5
2.916
91.3
97.00
12671
168.6
27.7
196.4
82.1
2.391
66.2
85.88
2770
168.6
73.0
241.6
127.4
1.897
42.7
69.80
316
168.6
86.8
255.4
141.2
1.809
38.5
66.03
316
Descarga Derrame
Ciclón
116.4
26.1
142.6
63.7
2.239
59.0
81.68
435
Ciclón
52.2
60.6
112.8
77.5
1.456
21.7
46.26
130
Tabla 3: Resumen del balance agua/pulpa del muestreo IMB
Alim
Alim
Descarga
Alim
Molino
Ciclón
Fresca Molino
Mineral, ton/hr
3
Agua, m /hr
Pulpa, ton/hr
3
Pulpa, m /hr
3
Dens. Pulpa, ton/m
58.3
1.8
60.1
20.6
2.916
91.3
97.00
15645
206.0
44.7
250.7
111.2
2.255
59.8
82.16
4279
206.0
89.1
295.1
155.6
1.897
42.7
69.80
355
206.0
110.5
316.5
176.9
1.789
37.6
65.09
355
Descarga Derrame
Ciclón
147.7
42.9
190.6
90.6
2.105
52.6
77.48
456
Ciclón
58.3
67.5
125.8
86.4
1.457
21.8
46.33
155.6
Tabla 4: Resumen del balance agua/pulpa del muestreo IMC
Alim
Alim
Descarga
Alim
Molino
Ciclón
Fresca Molino
Mineral, ton/hr
3
Agua, m /hr
Pulpa, ton/hr
3
Pulpa, m /hr
3
Dens. Pulpa, ton/m
52.2
1.6
53.8
18.5
2.916
91.3
97.00
11722
179.0
37.4
216.4
95.2
2.274
60.7
82.71
1131
179.0
77.5
256.5
135.2
1.897
42.7
69.80
266
179.0
96.2
275.2
153.9
1.788
37.5
65.06
266
Descarga Derrame
Ciclón
126.8
35.8
162.6
76.7
2.120
53.3
77.98
327
Ciclón
52.2
60.3
112.5
77.2
1.458
21.8
46.38
120.1
La demanda de energía para llevar a cabo la reducción de tamaños en los tres muestreos es
muy similar; 3.97 kWh/ton en el muestreo IMA, 3.26 kWh/ton en el muestreo IMB y de 3.74
kWh/ton en el muestreo IMC. La producción de finos en el circuito de molienda en el
muestreo IMB es ligeramente mayor (22.53 ton/h); mientras que en los muestreos IMa e IMC
son similares (21.16 y 20.13 ton/h, respectivamente).
9
3.2
Flujo de minerales
El flujo de minerales a las condiciones del muestreo IMA es mostrado en la Tabla 5. Como
puede observarse, de las 52.2 toneladas secas de mineral alimentado por hora al circuito de
molienda y clasificación, se producen únicamente 1.24 ton/h de galena y 6.45 ton/h de
esfalerita; mientras que el mayor flujo es observado en los minerales no deseables, tales como
la pirita (11.52 ton/h) y el mineral de ganga (32.83 ton/h). De aquí la importancia de que el
tamaño de molienda se defina en función de la máxima liberación del mineral de ganga.
Tabla 5: Flujo de sólidos de cada uno de los minerales en el producto de molienda (muestreo IMA)
Flujo de Minerales, tph
Malla
+48
Tamaño
Flujo (tph) PbS CuFeS2 ZnS
Promedio (µ
µm)
354
1.22
0.0027 0.0004 0.0107
FeS2
Ganga
0.0807
1.1218
+70
210
2.57
0.0062
0.0015
0.0459
0.2338
2.2808
+100
149
4.32
0.0140
0.0037
0.1797
0.6309
3.4885
+150
105
5.14
0.0279
0.0119
0.6539
1.1541
3.2938
+200
74
6.11
0.0550
0.0212
1.0628
1.5732
3.3950
+325
44
6.44
0.1613
0.0242
1.0258
1.6940
3.5305
-325
22
26.41
0.9760
0.0915
3.4751
6.1500
15.7178
52.20
1.2430
0.1543
6.4539 11.5167 32.8282
El flujo de partículas para cada una las diferentes clases de liberación en función del tamaño
de partícula es una manera adecuada de determinar el rendimiento esperado en el proceso de
separación de los minerales. Así, para el mineral de esfalerita, podemos observar la
distribución del flujo de partículas liberadas y asociadas (Figura 4). Como puede observarse,
de las 6.45 ton/h de mineral de esfalerita total producido en el circuito de molienda, el mayor
flujo se encuentra en la fracción a -325 mallas (22 µm en promedio). En total, se tiene un flujo
de 5.17 ton/h de partículas de esfalerita liberadas; es decir, la recuperación teórica máxima de
partículas liberadas de esfalerita es del 80.0%, y el 20.0% están asociadas con otros minerales.
10
3.00
2.50
1.50
0.50
Ternarios
22
Ternarios
Binarios
Liberados
Tamaño de
Partícula, µm
0.00
74
149
354
1.00
Flujo, tph
2.00
Binarios
Liberados
Figura 4: Flujo de esfalerita liberada, binaria y ternaria en función del tamaño de partícula
La Figura 5 muestra el flujo de esfalerita en asociación con otros minerales. En esta figura se
puede observar que la principal asociación de la esfalerita es con el mineral de ganga y pirita.
Sin embargo, el flujo de esfalerita asociada más importante es con el mineral de ganga en la
fracción más fina (-325 mallas; 22 µm). Es decir, para poder liberar la esfalerita del mineral de
ganga, se debe moler a tamaños menores de 22 micrómetros, lo cual en términos de energía
resulta en un gran reto.
De igual forma, podemos observar en la Figura 6 que el flujo máximo de galena liberada se
concentra en la fracción a -325 mallas (22 µm en promedio). Del flujo total de galena (1.24
ton/h) en el producto de molienda, 1.21 ton/h se encuentra totalmente liberado; es decir, la
recuperación máxima teórica de galena es de 97.4%; mientras que el 2.6% se encuentra
asociado con otros minerales.
11
0.50
0.40
0.20
Flujo, tph
0.30
74
22
Galena
Calcopirita
Pirita
Ganga
0.00
149
354
0.10
Tamaño de
Partícula, µm
Galena
Calcopirita
Pirita
Ganga
Figura 5: Flujo de esfalerita en asociación binaria con otros minerales en función del tamaño de partícula
1.00
0.80
0.20
Ternarios
22
Ternarios
Binarios
Liberados
Tamaño de
Partícula, µm
0.00
74
149
354
0.40
Flujo, tph
0.60
Binarios
Liberados
Figura 6: Flujo de galena liberada, binaria y ternaria en función del tamaño de partícula
El flujo de partículas de galena asociadas es muy pequeño comparado con el flujo de
partículas liberadas. Sin embargo, es importante determinar cual es la principal asociación del
12
mineral de ganga. La Figura 7 muestra el flujo de galena asociada en función del tamaño de
partícula. La asociación de galena es principalmente con la ganga y como se observa en la
Figura 7, los máximos flujos se concentran en la fracción gruesa en el rango de -70+200
mallas (74 a 354 µm en promedio). Con un incremento en el tamaño de molienda, se lograría
disminuir este tipo de asociación, lo cual preemitiría incrementar el grado y recuperación de
galena.
0.012
0.010
0.006
Tamaño de
Partícula, µm
Pirita
22
Pirita
Calcopirita
Esfalerita
Ganga
0.000
74
149
354
0.004
0.002
Flujo, tph
0.008
Calcopirita
Esfalerita
Ganga
Figura 7: Flujo de galena en asociación binaria con otros minerales en función del tamaño de partícula
3.3
Relación molienda/liberación
El estudio de liberación se realizó también con el producto del circuito de molienda (finos del
ciclón) en el segundo muestreo IMB realizado a 58.3 ton/h. El tamaño al 80.0% del acumulado
pasado fue de 151.0 µm, ligeramente más grueso que el valor observado en el muestro IMA
(126 µm). Esto corrobora que al incrementar la capacidad de molienda sin modificar las
condiciones de operación de los equipos, se produce una granulometría más gruesa; y esto,
obviamente modificará las condiciones de liberación de las partículas minerales. El flujo de
esfalerita liberada en ambos muestreos (IMA, IMB) es graficado en función del tamaño de
partícula en la Figura 8.
13
3.00
ZnS Liberada, tph
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
105
0.00
149
IMA
210
IMB
354
74
44
22
Tam año Prom edio de Partícula,
µm
Figura 8: Flujo de esfalerita liberada en función del tamaño de partícula del muestreo IMA y IMB
Al moler a un tamaño más grueso (muestreo IMB), se observa una disminución en el flujo de
partículas liberadas de esfalerita en las fracciones 44 y 22 micrómetros; sin embargo, en la
fracción gruesa se incrementa ligeramente.
4.
OPTIMIZACIÓN
4.1
Validación del modelo matemático
Para proceder a la realización del estudio de optimización del circuito es fundamental validar
la calibración del modelo matemático del circuito de molienda y clasificación. Así, la Figura 9
presenta la validación del modelo usando la granulometría del producto final de molienda
(finos del ciclón) del muestreo IMB el cual fue comparado con la predicción del modelo
calibrado usando los datos del muestreo IMA.
14
100
Acumulado % Pasado
90
80
70
60
50
40
30
Medido
Modelado
20
Sólidos
Ton/h
%
58.3
56.75
58.3
56.75
P80
mm
0.151
0.140
10
0
0.01
0.1
1
10
100
Tamaño de Partícula, mm
Medido
Modelado
Figura 9: Distribución granulométrica del producto de molienda del muestreo IMB y modelado con el
modelo matemático del muestreo IMA
4.2
Relación tiempo-molienda-liberación
Las pruebas de molienda a diferentes tiempos realizadas en el molino de bolas de laboratorio
han confirmado que no existe liberación del mineral de ganga al incrementar el tiempo de
molienda. La Figura 10 muestra la liberación relativa de esfalerita en función del tiempo de
molienda en dos fracciones de tamaño; -150+200 mallas y -200+325 mallas.
En esta figura no se observa un importante incremento en partículas liberadas de esfalerita al
incrementar el tiempo de molienda, excepto a los 19 minutos de molienda, en el cual la
proporción de partículas liberadas disminuyen considerablemente. En relación con la
asociación esfalerita/ganga no se observa ningún cambio al incrementar el tiempo de
molienda; por el contrario, a mayor tiempo de molienda (producto más fino), la asociación de
esfalerita/ganga se incrementa lo que resulta en una respuesta negativa para mejorar el
rendimiento metalúrgico del proceso de separación.
Esto confirma que la asociación esfalerita/ganga es muy fuerte a tamaños menores, debido a
que el mineral de ganga (principalmente SiO2) se encuentra diseminado en tamaños menores a
22 µm. En conclusión, una molienda muy fina (aproximadamente 80.0% a -20 micrómetros)
15
sería requerida para liberar el mineral de ganga de la esfalerita lo que se significa un consumo
de energía muy alto.
sd
eL
ibe
rac
ión
Ternarios
Cla
se
Esf/Ccp
Libres
19
Esf/Gln
10
(b)
60
50
40
30
20
10
0
Esf/pi
7
16
e
o d in
mp a , m
e
i
T e nd
li
Mo
13
70
Esf/Gan
Ternarios
Esf/Ccp
eL
ibe
rac
ión
Esf/Gln
Esf/pi
sd
Liberación Relativa , %
(a)
60
50
40
30
20
10
0
Esf/Gan
Cla
se
80
70
Libres
Liberación Relativa, %
80
7
10
16
19
e
o d in
mp a, m
e
i
T
nd
lie
Mo
13
Figura 10: Liberación relativa de esfalerita en función del tiempo de molienda: (a) fracción -150+200
mallas, (b) fracción -200+325 mallas1
La Figura 11 muestra la relación tiempo-molienda-liberación del mineral de Santa Eulalia.
Esta figura muestra que el óptimo tamaño de molienda debe estar entre el rango de 72.0 a
77.0% a -200 mallas. Una molienda mayor a los 77.0% a -200 mallas puede resultar en una
baja proporción de partículas liberadas de esfalerita debido al incremento de la asociación
esfalerita/ganga tal y como se observa en la Figura 10.
Los resultados a nivel laboratorio permiten tener una restricción en cuanto al estudio de
optimización del circuito de molienda y clasificación. Así, la optimización debe estar basada
en estabilizar el tamaño del producto de molienda en el rango de 72.0 a 77.0% pasando la
malla 200 (0.075 mm).
1
Esf = esfalerita, Gan = ganga, Pi = pirita, Gln = galena, Ccp = calcopirita.
16
100
100
90
95
80
90
70
85
60
80
50
75
40
70
30
65
20
60
10
55
0
% Liberación Relativa
% menor a la Malla 200
50
0
5
10
15
20
25
Tiempo, min
% -200#
%Lib -150+200#
%Lib -200+325#
Figura 11: Relación tiempo-molienda-liberación del mineral de Santa Eulalia
4.3
Incremento de capacidad
De acuerdo a los resultados de la simulación matemática usando el software JKSimMet (Tabla
6), el circuito de molienda de la Unidad Santa Eulalia puede incrementar su capacidad de
molienda en un 16.5%; es decir, un incremento de 9.7 ton/h manteniendo un porcentaje de
partículas que pasan la malla 200 de 66.6%. Debido a las limitaciones de capacidad del
bombeo, el porcentaje a -200 mallas y/o la capacidad de molienda no pueden ser mejorados en
el circuito.
Tabla 6: Resumen del rendimiento del circuito a 68 ton/h secas
Alim
Alim Descarga Alim Descarga Derrame
Fresca Molino Molino Ciclón Ciclón
Ciclón
Mineral, ton/hr
3
Agua, m /hr
Pulpa, ton/hr
3
Pulpa, m /hr
68.0
251.3
251.3
251.3
183.3
68.0
2.1
21.94
62.8
81.06
62.9
81.06
114.9
81.06
41.2
59.13
73.6
21.94
143.93 195.93
24.04 143.89
3
Dens. Pulpa, ton/m
100.38
95.54
2.916
91.25
97.0
2.183
56.34
80.0
2.183
56.32
80.0
1.869
41.37
68.63
2.237
58.91
81.63
1.482
22.96
48.02
12690
1935
327
327
405
116
17
Para lograr esto, es necesario hacer las siguientes modificaciones en las condiciones de diseño
y operación del circuito de molienda y clasificación:
•
Diámetro de vortex de 8 pulg y apex de 4 1/4 pulg.
•
Carga de llenado de bolas de 36.0% en el interior del molino.
•
19.5 m3/h de agua agregada a la alimentación del molino de bolas.
•
52.0 m3/h de agua agregada a la descarga del molino de bolas.
Bajo estas condiciones de operación, el circuito trabaja con una carga circulante de 270% y el
molino de bolas estará demandando un consumo de energía de 735.6 kW; es decir, se utiliza el
98.6% de la energía disponible para llevar a cabo la reducción de tamaño. Por otro lado, la
presión de operación del ciclón es de 14.5 psi (100 kPa).
5.
CONCLUSIÓN
A través del uso del simulador JKSimMet, se ha determinado que el circuito de molienda de la
Unidad Santa Eulalia puede incrementar su capacidad de tratamiento en un 16.5%; es decir,
9.7 ton/h más de la capacidad de diseño (58.3 ton/h). En conjunto con los estudios de
laboratorio se ha corroborado que el tamaño óptimo de molienda debe estar en el rango de
72.0 a 77.0% a menos 200 mallas (0.075 mm). Esto es equivalente a un tiempo de residencia
del molino entre 13 y 16 minutos. Una molienda a un porcentaje mayor al 77.0% -200 malla
resultará en un efecto negativo en la separación de los minerales de zinc, debido al incremento
de la asociación de este mineral con la ganga.
6.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean agradecer sinceramente el apoyo por parte de la Unidad Santa Eulalia de
Industrial Minera México por las facilidades otorgadas para la realización de este trabajo de
investigación, en especial a los ingenieros Sergio Ginez Jiménez, Víctor Manuel Morales, y al
Ing. Humberto Arreola. Se agradece sinceramente a los ingenieros Rocio y Obed por la
realización de los muestreos y preparación de las muestras en el laboratorio. A la M.C. María
del Carmen Ojeda Escamilla por el estudio de caracterización de minerales y al I.E. Cristobal
A Pérez Alonso por el estudio de liberación.

EVALUACIÓN Y ESTABILIZACIÓN DEL PRODUCTO DE

Transcripción

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