11
Optimización y técnicas modernas de
reducción de tamaño
Por
Levi Guzmán R.
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22
Interacciones
Molienda - Clasificacion
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33
Clasificación
Los procesos de flotación son mucho más sensibles a la dispersión del tamaño de
partícula que los procesos gravitacionales.
Por lo tanto, a medida que se extendió esta vía de concentración se hizo
imprescindible el control del tamaño de partícula, lo que dio lugar a los circuitos
cerrados, con la inclusión de un clasificador que “fiscalizaba o controlaba” el
tamaño de partícula que finalmente debía enviarse a la etapa posterior de
concentración.
Al comienzo se utilizaron clasificadores de rastrillo. Su principal inconveniente fue
su elevado costo de mantenimiento.
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44
Clasificación
El alto costo de mantenimiento trajo como consecuencia que los clasificadores de
rastrillo fueran sustituidos por los clasificadores de espiral, helicoidales, de tornillo o
de gusano.
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55
Clasificación
A medida que aumentaba el tamaño del molino de bolas, también lo hacía el tamaño
de los clasificadores, el espacio requerido por éstos, su complejidad mecánica, su
peso y como consecuencia su costo. Eran equipos eficientes pero limitados en su
capacidad.
Las razones mencionadas provocaron el advenimiento del hidrociclón como
clasificador convencional. Con este tipo de clasificadores no había limitaciones para el
tamaño de los molinos de bolas, los cuales crecieron rápidamente hasta alcanzar los
20 pies de diámetro y 30 pies de longitud con accionamientos del orden de 5000 kW
de potencia. En la actualidad han sido superadas estas dimensiones (molinos de bolas
de 26’ x 38’)
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66
Historia del hidrociclón
•
Los Hidrociclones comenzaron a ser usados después de la
segunda Guerra mundial en la industria Química.
•
Durante los 50’s se conocen algunas aplicaciones en la
Minería.
•
Los primeros acercamientos diseños realizados fueron
bajo el concepto de prueba y error
•
En los 60’s comenzaron las investigaciones de los modelos
que actualmente sostienen la operación y funcionamiento
de los hidrociclones.
•
Durante lo 90’s los supercomputadores consiguieron
modelos matemáticos mas avanzados para explicar la
fenomenología interna.
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77
Clasificación
Soy más
eficiente
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Tengo más
capacidad
88
Clasificación
Rebose
Alimentación
 Como unidad independiente, el
principal
propósito
de
un
clasificador es separar partículas
finas (Rebose) de partículas gruesas
(Descarga).
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Descarga
99
Partes del hidrociclón
• Cabezal de Entrada.
• Cono intermedio.
• Cono Inferior.
• Inlet: Area de entrada.
• Vortex: Rebalse del Ciclón.
• Apex: Descarga del Ciclón
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10
¿Como trabaja el hidrociclón?
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11
Hidrociclón
El flujo de alimentación a un hidrociclón forma un torbellino primario a lo largo de
la superficie interior de la pared de las partes cilíndrica y cónica del hidrociclón ,
dirigiéndose al exterior a través del vértice cónico. Al ser éste estrecho, solamente
una parte de la corriente es evacuada como flujo inferior (undeflow), transportando
de preferencia las partículas gruesas.
La mayoría del líquido (que ha sido limpiado por la sedimentación de
los sólidos en el torbellino primario, o bien que transporta las
partículas finas sobrantes con él) es forzado a abandonar el ciclón a
través de la tobera del flujo superior (overflow) formando un torbellino
secundario ascendente.
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12
Distribución de Tamaño de Partículas
Como es bien conocidos por todos que una forma de caracterizar la distribución
de partículas en una pulpa, es por tamaño y es importante definir un estándar
de tamaños para realizar esta caracterización, la norma ASTM, Tyler entre otras.
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13
Hidroclasificación
Discriminación según tamaño de partícula
100
% Passing
Rebose
Alimentación
Cyclone Feed
Cyclone U'flow
Cyclone O'flow
Descarga
10
10
100
1000
Particle Size, microns
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10000
14
14
Hidrociclón
Existe alguna evidencia que el diseño del inlet puede influenciar la
eficiencia de clasificación. La mayoría de los inlets son
rectangulares, pero el ingreso de la pulpa se puede hacer de dos
formas: “involute” y “tangential”.
El diseño “involute” con su radio de entrada más grande reduce la
turbulencia y asi mejora la clasificación y reduce el desgaste.
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15
Hidrociclón
Efecto de la erosión generada por la turbulencia en la zona de alimentación en
ciclones para una alimentación tangencial de la pulpa.
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16
Hidrociclón
Geometría de cabezal de hidrociclón que
ofrece una trayectoria natural del flujo
de pulpa, utilizando una entrada en
forma de espiral sin uniones ni cambios
bruscos de ángulos y ningún borde de
90°.
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17
Hidrociclón
Vista planta ciclón alimentación Tangencial
Vista planta ciclón alimentación Involuta
En usos comparables, los ciclones con alimentación involuta, posee una duración
del cabezal de alimentación de 2 – 3 veces más de vida útil que aquellos que
poseen una alimentación tangencial.
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18
Hidroclasificación
Rol subsidiario a la molienda
Rebose
7
5
En aplicaciones de molienda en circuito cerrado, el rol
específico de los hidrociclones es permitir al molino
operar con un mínimo de partículas finas en su interior.
Alimentación
Ciclones
Descarga
6
1
2
Alimentación
Fresca
4
3
Agua
5
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19
Eficiencia de Clasificación
 La eficiencia de clasificación es obtenida
de la curva de partición
 La curva de partición identifica la fracción
en peso de las partículas presentes en la
alimentación que son descargadas en el
Underflow bajo condiciones de operación
estacionarias.
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20
¿Cuántas partículas se van al Underflow?
Curva de Distribución
1.00
Fracción a Underflow
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
1
10
100
1000
Micrones
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10000
100000
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Eficiencia de Clasificación
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Eficiencia de Clasificación
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23
Eficiencia de Clasificación
Descarga
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24
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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25
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Cortocircuito al
Underflow
Descarga
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26
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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27
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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28
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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29
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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30
Eficiencia de Clasificación
Rebose
Descarga
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31
Eficiencia de Clasificación
Curva de Distribución
1.00
Fracción a Underflow
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
1
10
100
1000
Micrones
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10000
100000
32
32
Curva de Eficiencia
Curva de Distribución
1.00
Fracción a Underflow
0.90
0.80
0.70
0.60
D50
0.50
0.40
Bp
0.30
Ángulo de Nitidez
0.20
0.10
0.00
1
10
100
1000
Micrones
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10000
100000
33
33
Efecto del Patrón de Descarga del Hidrociclón en la
Eficiencia de Clasificación
A.
Descarga de Semi- Roping o
tendiente al Acordonamiento
B.
Descarga de Spray o Paraguas
C.
Descarga en Roping o
Acordonamiento
B
A
C
Tamaño de Partícula
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34
EFICIENCIA DE CLASIFICACIÓN
ton / hr de particulas de tamaño i en la descarga
Ei 
ton/hr de partículas de tamaño i en la alimentaci ón
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35
Hidroclasificación
Eficiencia de separación real
( mi )F

La denominada Eficiencia Real del proceso queda
caracterizada por la Curva Tromp de Clasificación:
Ei = (mi)U / (mi)F = Fracción del Tamaño ‘i’ que
reporta a la Descarga.
donde (mi)F y (mi)U representan los flujos másicos de
partículas tamaño ‘i’ en la Alimentación y Descarga,
respectivamente.

Por lo tanto, Ei debiera tomar valores cercanos a 1.0 para
las partículas más gruesas y mucho menores (idealmente
0.0) para las partículas más finas.
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( mi )U
36
36
Eficiencia corregida
( mi )F
( 1-Bpf ) ( mi )F
Bpf ( mi )F
( mi )U - Bpf ( mi )F
Se define entonces una Eficiencia
Corregida como:
( mi )U
E ic =
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(mi)U - Bpf (mi)F
(1 - Bpf ) (mi)F
Ei - Bpf
=
(1 - Bpf )
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37
Eficiencia real vs corregida
 Las definiciones previas dan origen a la clásica expresión:
Ei = Bpf + (1 - Bpf ) Eic
La cual descompone la eficiencia real del ciclón en un cortocircuito de
pulpa (Bpf) y la eficiencia de un ciclón ideal (Eic) sin cortocircuito.
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38
Eficiencia de Clasificación
1.0
% to Underflow
0.8
Los Ciclones no son separadores
‘ideales’. En la realidad, una fracción
de la alimentación (Bpf) pasa
directamente a la descarga.
0.6
0.4
By-Pass
0.2
d50 Tamaño de Corte
0.0
10
100
1000
Particle Size, microns
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10000
39
39
La Curva Tromp
Eficiencia de clasificación
1.0
Separation Efficiency
Corrected Efficiency
% to Underflow
0.8
0.6
0.4
<<< Cortocircuito
0.2
d50
d50c
0.0
10
100
1000
Particle Size, microns
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10000
40
40
Descarga del Hidrociclon
Cuando el underflow es diluido, la descarga tiene la forma de un amplio paragua o
“spray”. Mientras que el roping o acordonamiento es cuando el solido es muy alto en
el underflow.
Criterio de Roping
%Sol UFv > 𝟓𝟔 + 𝟎. 𝟐 ( %𝑺𝒐𝒍 𝑪𝒚 − 𝟐𝟎)
Donde :
%Sol Ufv = %solidos en volumen en el underflow
%Sol Cy = % solidos en volumen en alimentación a ciclón
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41
El BY-PASS
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42
TAMAÑO DE CORTE
½”
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½”
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Tiene la misma
posibilidad de
reportar en el
sobre tamaño
como en el bajot
amaño del
harnero.
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43
TAMAÑO DE CORTE
½”
Tiene la misma
posibilidad de
reportar en el
sobre tamaño
½” como en el bajo
tamaño del
harnero.
Ei = 0,5
d50
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44
TAMAÑO DE CORTE
(d50 )
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45
Variables de Operación
Las variables de operación son los factores externos al ciclón que afectarán su
rendimiento :
Concentración de Sólidos en la Alimentación:
• Usualmente expresada como porcentaje de sólido por peso, la proporción
de sólidos en la alimentación de pulpa tiene un efecto sustancial en el
rendimiento de un ciclón.
• En principio, a mayor porcentaje de sólidos, más grueso será el tamaño de
corte (mayor d50). Por ejemplo, un aumento de sólidos de un 5% a un 20%
por volumen, doblará aproximadamente el valor del tamaño de corte de
un ciclón.
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46
Variables de Operación
•Presión a Ciclones
La presión requerida para la correcta operación de un ciclón varía
dependiendo del tamaño del ciclón y de la aplicación para la cual será
utilizado. Es importante que un sensor de presión preciso sea localizado en el
distribuidor de alimentación o en la cañería de alimentación adyacente a la
entrada del ciclón, para indicar en forma constante la presión de operación.
El rango de operación de los ciclones es, usualmente 50 a 150 kPa
dependiendo de la aplicación (7 – 22 psi).
Un cambio en la presión de alimentación afectará el rendimiento de operación
y la razón de separación de agua del ciclón.
Generalmente mientras más alta sea la presión más fina la separación y
menor el valor de la razón de separación de agua.
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47
Efecto de las Variables de Operación
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48
APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Finos
Alimentación Fresca
Gruesos
Circuito Abierto: El ciclón es instalado antes del molino para deslamar la
alimentación al molino.
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49
APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Producto Final
Arenas
Alimentación Fresca
Circuito Cerrado Directo: La alimentación va directamente al molino, cuya descarga
ingresa al ciclón para su desarenado. El flujo superior es el producto final,
mientras que el inferior regresa al molino.
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50
APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Producto Final
Alimentación Fresca
Arenas
Circuito Cerrado Inverso: Aquí se combinan los dos casos anteriores, de modo que la
alimentación fresca y la descarga del molino se mezclan y se clasifican conjuntamente
con el mismo ciclón, el cual desempeña las dos funciones de deslamado de los
gruesos y desarenado de los finos a la vez también se conoce como doble circuito.
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A OneSteel Group Business
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51
APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Producto Final
Alimentación Fresca
Arenas Primarias
Arenas Secundarias
Circuito Cerrado con Preclasificación: Lo ideal es efectuar el deslamado y desarenado
independientemente en ciclones separados de diferentes tamaños de corte. Los flujos
superiores constituyen producto final y los inferiores ingresan al molino. Esta es una
combinación mejor de los dos primeros casos, por esa razón se conoce como “circuito
mejorado”.
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APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Producto circuito
Alimentación desde
circuito molienda
A circuito molienda
Re-clasificación de overflow primario
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APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Alimentación desde
circuito molienda
Producto circuito
A circuito molienda
Re-clasificación de underflow primario
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APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
Producto circuito
Alimentación desde
circuito molienda
A circuito molienda
Re-clasificación del underflow y overflow mejora la
clasificación y remueve el agua
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APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
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56
APLICACIONES DEL HIDROCICLÓN
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HIDROCICLONES DE FONDO PLANO
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A OneSteel Group Business
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59
Marco Teorico
MODELAMIENTO DE
HIDROCICLONES
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60
Modelo de Clasificación con Hidrociclones
El enfoque empirico
 En razón a la falta de Modelos Fenomenológicos suficientemente
simples y representativos, la literatura técnica contiene varias
Correlaciones Empíricas, que intentan describir la respuesta de un
hidrociclón bajo un conjunto dado de condiciones operacionales.
 Ejemplos de estas formulaciones son el trabajo de Rao y Lynch de
Australia, los desarrollos de Plitt en Canadá y las correlaciones
propuestas por CIMM en Chile.
 Siendo todas de naturaleza similar, la última se presenta en mayor
detalle a continuación.
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Informacion de Fabricantes
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62
Modelos de Clasificacion con Hidrociclones
DO
 Un modelo matemático funcional de
una batería de hidrociclones debiera
permitir la completa caracterización
de los flujos de Rebose y Descarga
generados a partir de un flujo
conocido de Alimentación, una vez
conocidos el número y “geometría” de
los ciclones.
DI
h
DC
DU
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63
Modelos de Clasificacion con Hidrociclones
?
O'FLOW
425
638
1063
789
1.346
19.2
40.0
+ SIZE DISTR.
FEED
Ore, ton/hr
1703
Water, m3/hr
1041
Slurry, ton/hr
2744
Slurry, m3/hr
1649
Slurry Dens., ton/m3
1.664
% Solids (by volume)
36.9
% Solids (by weight)
62.1
+ FULL SIZE DISTRIBUTION
U'FLOW
1278
404
1681
860
1.955
53.1
76.0
+ SIZE DISTR.
?
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64
El Ciclón KREBS Ideal
DO = 0.35 DC
DI = 0.25 DC
h = 3 DC
DC
DU = DO / 2 ( = 0,175 DC)
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65
Modelo de Clasificación con Hidrociclones
EL MODELO CIMM (1983)
 El modelo empírico desarrollado en CIMM (Chile), en
1983, se basa en 5 correlaciones independientes:

Corr. 1: Para la Presión de Alimentación a Ciclones.

Corr. 2: Para el Tamaño de Corte Corregido.

Corr. 3: Para la Partición Volumétrica de Flujo.

Corr. 4: Para el Parámetro de Plitt en la curva de
clasificación corregida.

Corr. 5: Para el Cortocircuito de Pulpa.
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66
Modelo Empírico de Clasificación
(CIMM, 1983)
 Correlación 1. PRESION DE ALIMENTACION
Q1.46 exp( -7.63+ 10.79 2 )
H = a1
(DC)0.20 h0.15 (DI)0.51 (DO)1.65 (DU)0.53
donde H representa la Presión de Alimentación a Ciclones
expresada como la altura de columna de pulpa de
alimentación equivalente.
Valor de Default: a1 = 7.217 (DC)0.098
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67
Modelo Empírico de Clasificación (CIMM, 1983)
Correlación 1. PRESION DE ALIMENTACION
(ajustada)
Presión, ft
100
10
1
1
10
Presión, ft
(experimental)
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100
68
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Modelo Empírico de Clasificación
(CIMM, 1983)
 Correlación 2. TAMAÑO DE CORTE CORREGIDO
(DC)0.44 (DI)0.58 (DO)1.91 exp( 11.12  )
d50c = a2
(DU)0.80 h0.37 Q0.44 ( s - 1 )0.5
Valor de Default : a2 = 1.96 / (DC)0.112
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69
Modelo Empírico de Clasificación (CIMM, 1983)
Correlación 2. TAMAÑO DE CORTE CORREGIDO
d 50 C (ajustado)
1000
100
10
10
100
d 50
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C
(experimental)
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1000
70
70
Modelo Empírico de Clasificación
(CIMM, 1983)
 Correlación 3. PARTICION DE FLUJO
h0.19 (DU/DO)2.64 exp( -4.338.77 )
Qu
S=
Qo
= a3
H0.54 (DC)0.38
Valor de Default: a3 = 83.9 / (DC)0.141
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71
Modelo Empírico de Clasificación (CIMM, 1983)
Correlación 3. PARTICION DE FLUJO
Q u / Q o (ajustada)
1
0
0
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Q u / Q o (experimental)
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1
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72
Modelo Empírico de Clasificación
(CIMM, 1983)
 Correlación 4. EFICIENCIA CORREGIDA (Plitt)
Eic = 1 - exp [ - 0.693 (di/d50c)m ]
con :
m = exp [ a4 - 1.58 S/(S+1) ] [ (DC)2 h / Q ]0.15
Valor de Default: a4 = 3.62 / (DC)0.646
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73
Modelo empírico de clasificación
(Cimm, 1983)
1.0
m = 1.5
m = 2.0
0.8
0.6
C
Ei , %
m = 4.0
0.4
0.2
0.0
0.1
1.0
Tamaño de Partícula Relativo, d
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10.0
i/
d50
C
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74
Modelo Empírico de Clasificación (CIMM, 1983)
Correlación 4. EFICIENCIA CORREGIDA (Plitt)
(ajustada)
Presión, ft
100
10
1
1
10
Presión, ft
(experimental)
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100
75
75
Modelo Empírico de Clasificación
(CIMM, 1983)
 Correlación 5. CORTOCIRCUITO DE PULPA
Bpf = Bpw
con :
S/(S+1) -  Rsc
Bpw =
Recuperación másica en
la Descarga si la
eficiencia real del ciclón
fuera la eficiencia
corregida.
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Rsc =
1 -  [ 1 - Rsc)]
n
f i Eic
i=1

Valor de Default:  = 0.95
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76
Modelo Empírico de Clasificación (CIMM, 1983)
Correlación 5. CORTOCIRCUITO DE PULPA
Cortocircuito de Pulpa, %
50
40
 = 0.931
30
20
10
0
0
10
20
30
40
Cortocircuito de Agua, %
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Minería Peruana en América latina
50
60
77
77
Modelo Empirico de Clasificacion
Ejemplo de Analisis
Raw Data
Cyclone Dimensions, inches
DC
h
DI
20
75
3.5
Operating Conditions

Q
DO
7.5
DU
3.50
s
M
Water
m3/hr
% (vol)
ton/m3
ton/hr
m3/hr
200
0.320
2.80
179.2
136.0
a3
54.96
a4
0.523

0.950
Model Constants
a1
a2
9.68
1.401
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
78
78
Modelo Empirico de Clasificacion
Ejemplo de Analisis
Calculations
Correlation 1. Feed Pressure, ft of pulp.
H
16.161
Correlation 2. Corrected Cut Size, microns.
c
134
d50
m (with Corr.
4)
Correlation 3. Flow Split.
S
0.766
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
79
79
Modelo Empirico de Clasificacion
Ejemplo de Analisis
Underflow
m (Plitt)
1.95
Fraction
#
R sc
0.623
Tyler
Mesh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
0.371
3
4
6
8
10
12
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
0
TOTAL
www.peruminalati.com
B pw
0.278
Opening
B pf
0.264
di*
microns microns
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
Water
36.14
Feed
Ei (corr)
tons
% Ret
6.4
4.4
4.0
4.2
4.8
5.7
7.5
8.8
11.3
13.9
16.0
16.3
14.6
12.1
9.4
7.3
5.5
43.8
3.3
2.2
2.0
2.1
2.5
2.9
3.8
4.5
5.8
7.1
8.2
8.3
7.5
6.2
4.8
3.7
2.8
22.3
196.0
100.0
Rsc
c
0.03
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.08
0.05
0.03
0.01
0.01
0.00
0.00
= fi Ei
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.99
0.91
0.70
0.46
0.27
0.15
0.08
0.02
Ei
% Sol
79.67
Overflow
Water
93.86
% Sol
36.68
Underflow
Overflow
(actual)
tons
% Ret
tons
% Ret
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.99
0.93
0.78
0.60
0.46
0.37
0.32
0.28
6.4
4.4
4.0
4.2
4.8
5.7
7.5
8.8
11.3
13.9
15.9
15.2
11.4
7.3
4.4
2.7
1.8
12.1
4.5
3.1
2.8
3.0
3.4
4.0
5.3
6.2
8.0
9.8
11.2
10.7
8.1
5.1
3.1
1.9
1.3
8.5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.1
1.1
3.2
4.8
5.1
4.6
3.8
31.7
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.2
2.0
5.9
8.8
9.3
8.4
6.9
58.4
141.6
100.0
Circulating Load :
54.4
2.60
100.0
0.623
Minería Peruana en América latina
80
80
Analisis de Sensibilidad
CASE
0
---------Apex
------------------Apex
---------1
2
3
---------- Vortex ---------4
5
6
Dimensions
DC
h
DI
DO
DU
20
75
3.5
7.5
3.50
8
8.5
9
4
4.5
5
16.16
15.06
14.15
13.38
14.53
13.15
11.96
d50
S
m
B pw
134
0.77
1.95
0.278
120
1.13
1.67
0.399
110
1.60
1.47
0.505
101
2.17
1.31
0.594
152
0.68
2.04
0.250
170
0.62
2.12
0.225
190
0.56
2.20
0.204
B pf
CL
% -400#, U'flow
% -400#, O'flow
% Solids, U'flow
% Solids, O'flow
0.264
2.60
8.51
58.37
79.67
36.68
0.379
3.47
11.45
60.16
74.60
35.92
0.479
4.56
13.79
61.31
71.02
35.38
0.564
5.88
15.59
62.02
68.46
35.03
0.238
2.29
7.87
55.43
80.75
37.95
0.214
2.02
7.32
52.74
81.74
39.16
0.194
1.80
6.84
50.28
82.64
40.31
Operating Conditions
Q
% Solids (by volume)
200
35
Cyclone Response
H
c
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
---------- F
81
81
Analisis de Sensibilidad
CASE
0
---------------------------ApexFlow
---------9
8
7
---------- % Solids ---------12
11
10
Dimensions
DC
h
DI
DO
DU
20
75
3.5
7.5
3.50
Operating Conditions
240
200
35
220
16.16
18.57
21.09
d50
S
m
B pw
134
0.77
1.95
0.278
128
0.71
1.98
0.252
B pf
CL
% -400#, U'flow
% -400#, O'flow
% Solids, U'flow
% Solids, O'flow
0.264
2.60
8.51
58.37
79.67
36.68
0.239
2.56
7.80
59.53
81.15
36.16
Q
% Solids (by volume)
260
34
33
32
23.70
16.19
16.26
16.36
124
0.66
2.01
0.228
119
0.62
2.03
0.206
120
0.75
1.97
0.272
107
0.74
1.98
0.266
96
0.73
1.99
0.262
0.217
2.52
7.15
60.61
82.56
35.69
0.196
2.49
6.55
61.61
83.91
35.26
0.258
2.77
8.26
61.32
79.59
34.45
0.253
2.95
8.07
64.38
79.45
32.27
0.249
3.14
7.93
67.52
79.23
30.15
Cyclone Response
H
c
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
82
82
Ejercicio de balance de Ciclones y simulación de Ciclones .Según la información brindada a continuación realizar lo siguiente
a) Balance de Ciclones ; b) Calibración de Simulador, c) Optimización del clasificador,
con el objetivo de obtener un P80 de 125 y un D50 de 150 micrones
Perfiles granulométricos
Batería de Hidrociclones
Condiciones de operación y diseño
Capacidad de tratamiento
Densidad del mineral
Sólidos alimentación
Sólidos underflow
Sólidos overflow
Número
Diámetro
Altura
Entrada
Vortex
Apex
Presión
www.peruminalati.com
1623
2.8
62.2
76.0
40.0
10
20
75
3.5
7.5
3.67
7.98
tph
ton/m3
%
%
%
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
psi
malla
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
abertura
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
Minería Peruana en América latina
% Pasante Acumulado
Aliment.
U'flow
O'flow
100.00
100.00
100.00
98.88
98.51
100.00
96.32
95.12
100.00
93.81
91.79
100.00
91.53
88.76
100.00
89.16
85.61
100.00
86.44
82.00
100.00
83.28
77.81
100.00
79.16
72.34
100.00
74.30
65.89
100.00
68.10
57.67
99.97
60.53
47.78
99.49
51.77
37.05
96.76
42.92
27.54
89.96
35.18
20.52
80.00
29.08
15.87
69.49
24.57
12.89
60.29
21.24
10.91
52.82
18.84
9.59
47.13
83
83
Moly-Cop Tools
TM
(Version 3.0)
HYDROCYCLONE MASS BALANCE CLOSURE
Remarks
Base Case Example
Cyclone Dimensions, inches
Number
Diameter
Height
10
20.0
75.0
Default Values:
60.0
Sample N°
Inlet
3.50
5.00
Vortex
7.50
7.00
Ore Density, ton/m3
Dry Feedrate, ton/hr
Volumetric Flow, m3/hr
Cyclones Pressure, psi
Apex
3.67
3.75
1
2.80
1623.0
1566.0
7.98
EXPERIMENTAL SIZE DISTRIBUTIONS
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Mesh
1
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Totals
% Solids
Weighting Factor
www.peruminalati.com
Opening
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
Mid-Size
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
ton/hr
0.00
18.17
41.49
40.76
37.01
38.54
44.14
51.21
66.98
78.84
100.62
122.87
142.12
143.64
125.62
98.97
73.25
54.00
38.98
305.79
1623.00
Cyclone Feed
% Retained % Passing
100.00
0.00
100.00
1.12
98.88
2.56
96.32
2.51
93.81
2.28
91.53
2.37
89.16
2.72
86.44
3.16
83.28
4.13
79.16
4.86
74.30
6.20
68.10
7.57
60.53
8.76
51.77
8.85
42.92
7.74
35.18
6.10
29.08
4.51
24.57
3.33
21.24
2.40
18.84
18.84
0.00
100.00
ton/hr
0.00
18.17
41.49
40.76
37.01
38.53
44.14
51.21
66.98
78.83
100.51
120.93
131.21
116.40
85.80
56.90
36.44
24.14
16.23
117.23
1222.93
Cyclone U'flow
% Retained % Passing
100.00
0.00
100.00
1.49
98.51
3.39
95.12
3.33
91.79
3.03
88.76
3.15
85.61
3.61
82.00
4.19
77.81
5.48
72.34
6.45
65.89
8.22
57.67
9.89
47.78
10.73
37.05
9.52
27.54
7.02
20.52
4.65
15.87
2.98
12.89
1.97
10.91
1.33
9.59
9.59
0.00
100.00
62.20
1.000
Minería Peruana en América latina
76.00
1.000
ton/hr
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.10
1.94
10.91
27.23
39.82
42.07
36.82
29.86
22.75
188.57
400.07
Cyclone O'flow
% Retained % Passing
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.00
100.00
0.02
99.97
0.49
99.49
2.73
96.76
6.81
89.96
9.95
80.00
10.52
69.49
9.20
60.29
7.46
52.82
5.69
47.13
47.13
0.00
100.00
40.00
1.000
Moly-Cop Tools
TM
(Version 3.0)
84
84
CYCLOBAL
Sample N°
1
Cyclone Mass Balance Closure
Remarks : Base Case Example
Number of Cyclones :
Cyclone Dimensions, in :
Diameter
Height
Inlet
Vortex
Apex
Ore Density, ton/m3
Mesh
10
20.00
75.00
3.50
7.50
3.67
2.80
Opening
Mid-Size
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
1
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
Operating Conditions :
Feed Flowrate, m3/hr
Pressure, psi
D50 (corr.), microns
Water By-Pass, %
Solids By-Pass, %
Plitt's Parameter
Circulating Load, %
Size Distributions, % Passing
Feed
U'flow
O'flow
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
100.00
100.00
98.51
95.12
91.79
88.76
85.61
82.00
77.81
72.34
65.89
57.67
47.78
37.05
27.54
20.52
15.87
12.89
10.91
9.59
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.97
99.49
96.76
89.96
80.00
69.49
60.29
52.82
47.13
1273
2022
150.0
1623.0
986.3
2609.3
1565.9
1.666
37.0
62.2
1222.9
386.2
1609.2
823.0
1.955
53.1
76.0
400.1
600.1
1000.1
743.0
1.346
19.2
40.0
D80, microns
Ore, ton/hr
Water, m3/hr
Slurry, ton/hr
Slurry, m3/hr
Slurry Dens., ton/m3
% Solids (by volume)
% Solids (by weight)
www.peruminalati.com
1565.9
8.0
179.8
39.2
37.2
1.62
306
Classifier Efficiency
Actual
Corrected
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.999
0.984
0.923
0.810
0.683
0.575
0.497
0.447
0.416
0.383
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.998
0.975
0.878
0.698
0.495
0.323
0.200
0.119
0.071
0.018
Classifier Constants
a1
9.682
a2
1.402
a3
54.935
a4
0.523

0.950
Bpc
0.000
Classifier Constants
a1
9.682
a2
1.402
a3
54.935
a4
0.523

0.950
Bpc
0.000
Minería Peruana en América latina
Moly-Cop Tools
TM
(Version 2.0)
85
85
CYCLOSIM
HYDROCYCLONE SIMULATOR
Moly-Cop Tools
TM
(Version 2.0)
Simulation N°
Remarks
CYCLOSIM
Hydrocyclone Simulator
Remarks :
# of
Cyclones
10
10
Mid-Size
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
30206
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
1
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Operating Conditions :
Feed Flowrate, m3/hr
Pressure, psi
D50 (corr.), microns
Water By-Pass, %
Solids By-Pass, %
Plitt's Parameter
Circulating Load, %
20.00
75.00
3.50
7.50
3.67
2.80
Opening
Base Case Example
1
Base Case Example
Number of Cyclones :
Cyclone Dimensions, in :
Diameter
Height
Inlet
Vortex
Apex
Ore Density, ton/m3
Mesh
Sample N°
Size Distributions, % Passing
Feed
U'flow
O'flow
D80, microns
Ore, ton/hr
Water, m3/hr
Slurry, ton/hr
Slurry, m3/hr
Slurry Dens., ton/m3
% Solids (by volume)
% Solids (by weight)
www.peruminalati.com
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
100.00
100.00
98.48
95.00
91.59
88.49
85.26
81.56
77.27
71.66
65.05
56.63
46.36
34.83
24.40
16.91
12.30
9.60
7.95
6.92
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.93
98.87
94.43
85.97
75.76
66.21
58.20
52.00
1273
2099
123.1
2487.4
1511.6
3999.0
2400.0
1.666
37.0
62.2
1829.4
406.7
2236.1
1060.0
2.109
61.6
81.8
658.0
1105.0
1762.9
1340.0
1.316
17.5
37.3
Diameter
20.0
Default Values:
2400.0
14.9
149.0
26.9
25.6
1.73
278
Classifier Efficiency
Actual Corrected
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.998
0.968
0.867
0.711
0.557
0.440
0.363
0.317
0.270
1
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.997
0.957
0.822
0.612
0.405
0.248
0.145
0.083
0.019
Classifier Constants
a1
9.682
a2
1.402
a3
54.935
a4
0.523

0.950
Bpc
0
Cyclones Geometry, inches
Height
Inlet
Vortex
75.0
3.50
7.50
60.00
5.00
7.00
Operating Conditions :
Dry Tons
ton/hr
2487.41
Water
m3/hr
1511.64
Ore Density, ton/m3
Cyclone Feed Conditions
Slurry
Flow
Density
ton/hr
m3/hr
ton/m3
3999.05
2400.00
1.666
% Solids
(by volume)
37.01
Apex
3.67
3.75
2.80
% Solids
(by weight)
62.20
Classifier Constants : (from Cyclobal_Single, Ballbal_Direct or Ballbal_Reverse)
a1
a2
a3
a4

Bp (coarse)
9.682
1.402
54.935
0.523
0.950
0.000
9.680
1.401
54.964
0.523
0.950
0.000 Default Values
Feed Size Distribution :
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Mesh
1
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Minería Peruana en América latina
Opening
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
Mid-Size
30206
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
Total
ton/hr
0.00
0.00
27.85
63.59
62.47
56.72
59.06
67.65
78.49
102.66
120.82
154.20
188.31
217.81
220.14
192.52
151.69
112.27
82.76
59.74
468.65
% Ret
0.00
0.00
1.12
2.56
2.51
2.28
2.37
2.72
3.16
4.13
4.86
6.20
7.57
8.76
8.85
7.74
6.10
4.51
3.33
2.40
18.84
2487.41
100.00
% Pass
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
0.00
86
86
BALANCES DE CIRCUITOS DE MOLIENDA
Y ESTIMACION DE PARAMETROS
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87
87
Interacciones molienda-clasificacion
Cual es el óptimo contenido de
Sólidos...
... En la alimentación a los
ciclones...?
... En el underflow de los
ciclones....?
... En el Overflow de los
ciclones....?
Existe una Carga Circulante
óptima... ?
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88
88
Restricciones Operacionales



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Existe una cantidad limitada de agua
fresca disponible para el proceso
(mínimo % Sólidos de Rebalse).
La descarga de los ciclones debe ser
suficientemente diluida para evitar la
indeseable condición de
‘acordonamiento’ (máximo % Sólidos
de Descarga).
Existe una capacidad de bombeo de
pulpa circulante limitada por la
capacidad máxima de la bomba
(máxima Carga Circulante).
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89
89
La cuarta ley de la molienda / clasificación
Para una óptima eficiencia energética
del proceso de
Molienda, se requiere que el contenido de particulas finas en el molino
sea lo mas baja posible............para una tarea de molienda dada
Este Objetivo se consigue operando con el mínimo % de solidos en
el overflow y el maximo % solidos posible en el underflow.
El % de solidos en la alimentación y la carga circulante optima seran
obtenidas como una expresión del balance de masa.
(1 + CCopt)
(fs5)opt =
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1/(fs7)min + CCopt/(fs6)max
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90
90
La Cuarta Ley
Postulados basicos
 La fineza del producto molido es función directa de la
energía específica (kWh/ton) aplicada a las partículas.
 Las bolas en la carga impactan a todas las partículas
presentes en el molino, aleatoriamente distribuyendo la
energía total entre las distintas fracciones granulométricas,
en directa proporción a su concentración relativa.
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91
91
La ’Cuarta Ley’ de Molienda/Clasificación
(% de sólidos)Op
CLOp
(% de sólidos)Min
(% de sólidos)Max
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92
92
La Cuarta Ley
Postulados basicos
Consecuentemente,
 Con el propósito de maximizar la velocidad de molienda de
las partículas más gruesas, éstas deben ser predominantes
en la carga,
 Con el propósito de minimizar la sobremolienda de las
partículas más finas, su presencia relativa en la carga debe
ser tan baja como sea posible,
... teniendo siempre en mente que se debe cumplir con la
tarea de molienda establecida.
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93
93
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94
94
Las “Odiosas”
Limitantes Operacionales
Mandamiento # 6
La descarga de los ciclones debe ser
suficientemente diluída para evitar la
indeseable condición de 'acordonamiento’
(máximo % Sólidos de Descarga).
El bloqueo de su apex
le puede acarrear
serios problemas ...
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95
95
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96
96
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97
97
% de Sólidos
ton/hr
% de Sólidos
Agua
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98
98
% de Sólidos
ton/hr
% de Sólidos
Agua
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Esas “Odiosas”
Restricciones Operacionales
99
99
 Existe una cantidad limitada de agua
fresca disponible (mínimo % Sólidos de
Rebalse).
 Existe una capacidad limitada de
bombeo de la pulpa circulante (máxima
Carga Circulante).
 En algunos casos, el molino podría
experimentar limitaciones al transporte
interno de la pulpa (máxima Carga
Circulante).
 La operación de ciclones por sobre las
13 psi de presión puede impactar
negativamente en su eficiencia de
clasificación (Corto Circuito de Gruesos).
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10
100
0
Recolección de la Información
Moly-Cop Tools

TM
Alimentación Fresca



Las muestras compositadas deberán ser acumuladas durante un tiempo suficientemente largo (por
lo menos 4-6 horas) con incrementos de corte cada 15-30 minutos.
- Cada muestra compositada deberá ser completamente caracterizada en términos de distribución de
tamaños y % de sólidos.
- Se debe registrar tratamiento del circuito, demanda de potencia del molino y presión de
alimentación a la batería de ciclones.
- Se debe registrar nivel de llendado de bolas, tamaño y geometría del molino e hidrociclones.
-
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10
101
1
Balance de solidos secos
MS1 + MS6
7
= MS2
5
MS2
= MS3
MS3
= MS5
6
1
2
MS5
= MS6 + MS7
4
3
= CC MS7
MS6
… un sistema lineal de 5 ecuaciones y 5 incógnitas, tomando MS1 y CC
como variables independientes.
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5
10
102
2
Balance de solidos secos
MS1
MS2
MS3
MS6 4
1
MS5
MS6
MS7
=
=
=
=
=
=
=
MS71
(dado)
5
(1 + CC) MS1
(1 + CC) MS1
0
2
(1 + CC) MS1
(CC) MS1
MS1
4
3
5
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10
103
3
Balance de pulpas
MP1 + MP6 7
5
MP2
MP3 + MP4
MP65
1
2
MP1
MP6
MP7
= MP2
=
=
=
=
=
=
MP3
MP5
MP6 + MP7
MS1 / fs14
3
MS
6 / fs6
MS7 / fs7
… 7 ecuaciones y 7 incógnitas, tomando MS1, CC,
fs1, fs6 y fs7 como variables independientes.
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Minería Peruana en América latina
5
10
104
4
Balance de pulpas
7
MP1
= 5 MS1/fs1
MP2
= (1/fs1 + CC/fs6) MS1
MP63
= (1/fs1 + CC/fs6) MS1
1
2
MP4
= (1/fs7 - 1/fs1) MS1
MP5
3
= (CC/fs6 + 1/fs7) MS
1
MP6
= (CC/fs6) MS1
MP7
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= (1/fs7) MS1
Minería Peruana en América latina
4
5
10
105
5
El Algoritmo de los Multiplicadores de Lagrange
AJUSTE DE DATOS PARA LA CONSISTENCIA DEL BALANCE DE
MATERIALES EN TORNO AL CIRCUITO
o La ecuación básica para el balance de masa alrededor de los
para partículas de tamaño di :
fiF (1+CL) = fiU CL + fiO ... ???
hidrociclones,
, para i = 1,n
nunca se satisface, debido a errores de naturales de muestreo.
o Las rutinas BallBal_Direct o BallBal_Reverse permiten calcular un nuevo set de
valores ajustados fiF, fiU y fiO, de tal manera que la diferencia de los mínimos
cuadrados de la función objetivo :
o
fi = [ wF (fiF - fiF)2 + wU (fiU - fiU)2 + wO(fiO - fiO)2 ]
, para cada
tamaño di sean minimizados y los valores ajustados así generados satisfagan
estrictamente las restricciones de equilibrio de masa establecidos.
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Minería Peruana en América latina
10
106
6
El Algoritmo de los Multiplicadores de Lagrange
AJUSTE DE DATOS PARA LA CONSISTENCIA DEL BALANCE DE
MATERIALES EN TORNO AL CIRCUITO
o Los valores así ajustados son nuevamente afinados de manera que
cumplan la condición de la Curva de Eficiencia de Clasificación de Plitt :
Ei = Bpf + (1 - Bpf ) (1 - exp [ - 0.693 (di/d50c)m ])
o Con la ayuda de la Subrutina Solver de Excel, es posible entonces
encontrar los valores de los parámetros Bpf, d50c y m que mejor
expliquen la distribución de partículas observadas en todos los flujos del
circuito, estableciendo un valor estimado de CL como punto de partida.
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Minería Peruana en América latina
10
107
7
Rutina de Balance de Materiales (método de LAGRANGE)
BALLBAL_REVERSE.XLS (Data_File)
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Minería Peruana en América latina
10
108
8
Estimación de balance ajustado de materiales (método de LAGRANGE)
BALLBAL_REVERSE.XLS (Control_Panel, uso de SOLVER)
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Minería Peruana en América latina
10
109
9
Estimación de balance ajustado de materiales (método de LAGRANGE)
BALLBAL_REVERSE.XLS (Control_Panel, uso de SOLVER)
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Minería Peruana en América latina
11
110
0
Estimación de balance ajustado de materiales (método de LAGRANGE)
Reporte de balance de Masa
Moly-Cop ToolsTM, Version 3.0
Sample:
1
Moly-Cop ToolsTM, Version 3.0
BALLBAL
Remarks:
Sample:
1
BALLBAL
Grinding Circuit Mass Balance Estimator
Grinding Circuit Mass Balance Estimator
Base Case Example
Remarks:
Base Case Example
CIRCUIT MASS BALANCE
CLASSIFIERS PERFORMANCE
Configuration : DIRECT
Ore, ton/hr
Water, m3/hr
Slurry, ton/hr
Slurry, m3/hr
Slurry Dens., ton/m3
% Solids (by volume)
% Solids (by weight)
Fresh
Feed
1668.2
373.7
2041.9
864.3
2.362
56.8
81.7
Mill
Mill
Feed
Discharge
8385.2
8385.2
1885.7
2395.5
10270.9
10780.7
4351.9
4861.7
2.360
2.217
56.7
50.7
81.6
77.8
Sump
Water
0.0
1095.9
1095.9
1095.9
1.000
0.0
0.0
Cyclone
Feed
8385.2
3491.3
11876.5
5957.6
1.994
41.4
70.6
Cyclone
U'flow
6717.0
1512.0
8229.0
3487.6
2.360
56.6
81.6
Cyclone
O'flow
1668.2
1979.3
3647.5
2469.9
1.477
19.9
45.7
Particle Size Distributions (Cummulative % Passing)
Mesh
Number of Cyclones :
Cyclone Dimensions, in :
Diameter
Height
Inlet
Vortex
Apex
Ore Density, ton/m3
11
Operating Conditions :
Feed Flowrate, m3/hr
Pressure, psi
D50 (corr.), microns
Water By-Pass, %
Solids By-Pass, %
Plitt's Parameter
Circulating Load, %
26.00
90.00
9.80
8.00
5.25
3.40
5957.6
9.6
66.8
43.3
10.9
0.79
403
Mass Balance around the Classifiers
Mesh
Opening
Mid-Size
Size Distributions, % Passing
Feed
U'flow
O'flow
Classifier Efficiency
Actual
Corrected
Opening
3/4"
1/2"
3/8"
1/4"
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
325
400
D80, microns
19050
12700
9500
6350
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
44
37
100.00
98.49
96.18
91.83
88.72
84.08
78.85
73.13
66.42
60.09
53.32
45.93
39.29
33.29
28.46
23.74
19.30
15.36
13.65
12.77
100.00
99.30
98.35
96.87
95.81
94.04
91.73
89.06
85.17
80.52
73.83
61.96
47.59
32.30
21.27
14.21
9.90
7.04
6.03
5.40
100.00
99.60
99.11
98.49
98.05
97.20
95.93
94.39
91.83
88.43
83.02
72.29
58.31
42.22
29.66
21.10
15.64
11.78
10.39
9.36
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100.00
99.60
99.11
98.49
98.05
97.20
95.93
94.39
91.83
88.43
83.02
72.29
58.31
42.22
29.66
21.10
15.64
11.78
10.39
9.36
100.00
99.50
98.89
98.13
97.57
96.51
94.93
93.02
89.83
85.60
78.93
65.94
49.66
32.05
19.48
11.84
7.57
4.97
4.14
3.57
100.00
100.00
99.99
99.98
99.98
99.97
99.95
99.93
99.90
99.82
99.50
97.86
93.16
83.15
70.63
58.41
48.14
39.20
35.54
32.64
2554
828
547
0
547
636
195.4
Specific Energy Consumption :
Operational Work Index :
www.peruminalati.com
5.01
9.68
KWH/ton (Gross)
KWH/ton
3/4"
1/2"
3/8"
1/4"
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
325
400
19050
12700
9500
6350
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
44
37
Ore, ton/hr
Water, m3/hr
Slurry, ton/hr
Slurry, m3/hr
Slurry Dens., ton/m3
% Solids (by volume)
% Solids (by weight)
Minería Peruana en América latina
15554
10984
7767
5492
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
48
40
19
100.00
99.60
99.11
98.49
98.05
97.20
95.93
94.39
91.83
88.43
83.02
72.29
58.31
42.22
29.66
21.10
15.64
11.78
10.39
9.36
100.00
99.50
98.89
98.13
97.57
96.51
94.93
93.02
89.83
85.60
78.93
65.94
49.66
32.05
19.48
11.84
7.57
4.97
4.14
3.57
100.00
100.00
99.99
99.98
99.98
99.97
99.95
99.93
99.90
99.82
99.50
97.86
93.16
83.15
70.63
58.41
48.14
39.20
35.54
32.64
8385.2
3491.3
11876.5
5957.6
1.994
41.4
70.6
6717.0
1512.0
8229.0
3487.6
2.360
56.6
81.6
1668.2
1979.3
3647.5
2469.9
1.477
19.9
45.7
0.998
0.998
0.998
0.998
0.998
0.998
0.998
0.997
0.995
0.988
0.970
0.933
0.876
0.802
0.716
0.626
0.539
0.478
0.439
0.306
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.997
0.989
0.968
0.927
0.863
0.779
0.683
0.582
0.484
0.415
0.372
0.221
Classifier Constants
a1
4.147
a2
0.383
a3
30.892
a4
-0.024

0.252
Bpc
0.002
11
111
1
BALL MILL PERFORMANCE
Eff. Diameter, ft
Eff. Length, ft
Speed, % Critical
23.3
36.1
78.0
Mill Power, kW (Gross)
Mill Power, kW (Net)
Throughput, ton/hr
11768
11179
6431.5
App. Density, ton/m3
Charge Level, %
Balls Filling, %
Lift Angle, (°)
5.42
34.6
34.6
32.5
% Solids (by weight)
Sp. Energy, kWh/ton
Reduction Ratio
Arbiter's Flow Number
74.3
1.83
1.90
4.46
Mesh
1/2"
0.371
0.25
4
6
8
12
16
20
30
40
50
70
100
140
200
270
325
400
635
Opening
Mid-Size
12700
9510
6350
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
44
38
20
D80, microns
www.peruminalati.com
10990
7771
5492
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
48
41
28
10
Size Distributions
Mill
Mill
Feed
Discharge
100.00
100.00
98.19
96.39
91.61
85.67
80.30
72.70
64.56
54.59
42.83
30.02
19.06
11.98
8.14
6.09
4.90
4.44
4.13
3.19
100.00
100.00
98.65
97.54
95.58
93.19
90.23
85.54
79.27
70.69
59.79
46.99
34.67
25.33
19.27
15.50
12.99
11.92
11.18
8.79
1677
884
Minería Peruana en América latina
11
112
2
Ejercicio Ajuste de balance de circuito Directo
Moly-Cop Tools
TM
(Version 2.0)
Sample N°
Remarks
Base Case Example
psi
7.98
# of Cyclones
Vortex
Apex
10
7.50
3.67
% Solids
76.00
ton/hr
F80
1
400.0
9795
kWh/ton
Wio
www.peruminalati.com
40.00 % Solids
60.29 % - Size 18
150.0 P80
0.372 Bpf
0.392 Bpw
Water,
m3/hr
10.79
15.08
Circ. Load
m3/hr
305.73
1566
Water,
m3/hr
355.1
% Solids
62.20
223.9
Gross kW
% Balls
% Critical
% Solids
4316.1
38.00
72.00
72.00
Minería Peruana en América latina
11
113
3
Ejercicio de ajuste de balance de molienda - Circuito Directo
Perfiles granulométricos obtenidos en la campaña de muestreo a planta
Información proporcionada por planta
tratamiento
densidad del mineral
humedad del mineral de alimentación fresca
top size
tph
ton/m3
%
pulgadas
Datos de diseño y operación del molino
diámetro nominal
largo nominal
velocidad de rotación
nivel de llenado de bolas
consumo de potencia bruta
pies
pies
rpm
%
kW
Datos de diseño y operación batería de clasificadores
número de ciclones operando
diámetro
altura
inlet
vortex
apex
presión de la batería
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
psi
10
20
75
3.50
7.50
3.67
7.98
Porcentaje de sólidos medidos en laboratorio
alimentación fresca
descarga molino
alimentación batería ciclones
underflow ciclones
overflow ciclones
%
%
%
%
%
95.0
72.0
62.2
76.0
40.0
www.peruminalati.com
400
2.8
5.0
3.0
19.0
22.5
12.82
38
4316
malla
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
abertura
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
alimen.
fresca
100.00
100.00
95.00
78.40
64.33
54.00
45.66
38.82
33.41
28.31
24.41
20.87
17.86
15.27
13.06
11.18
9.56
8.18
7.00
6.15
descarga
molino
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
u'flow
ciclones
100.00
100.00
98.51
95.12
91.79
88.76
85.61
82.00
77.81
72.34
65.89
57.67
47.78
37.05
27.54
20.52
15.87
12.89
10.91
9.59
o'flow
ciclones
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.97
99.49
96.76
89.96
80.00
69.49
60.29
52.82
47.13
11
114
4
Ejercicio Ajuste de balance de circuito Inverso
Moly-Cop Tools
TM
Remarks
(Version 2.0)
Sample N°
Balance GoldFields Noviembre 08
30.64 % Solids
55.98 % - Size 18
132.6 P80
15.50 psi
Bpf
Bpw
ton/hr
F80
Water,
m3/hr
0.413
0.340
777.0
1293
5 # of Cyclones
8.86 Vortex
7.28 Apex
69.56 % Solids
3
161.2 Water, m /hr
1269.1
Gross kW
% Balls
% Critical
% Solids
kWh/ton
Wio
1
6770.0
34.00
72.00
65.99
8.71
14.76
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
Circ. Load
m3/hr
% Solids
266.44
3760
51.65
11
115
5
Ejercicio de ajuste de Balance de Molienda - Circuito Inverso
Perfiles granulométricos obtenidos en la campaña de muestreo a planta
Información proporcionada por planta
tratamiento
densidad del mineral
humedad del mineral de alimentación fresca
top size
tph
ton/m3
%
pulgadas
Datos de diseño y operación del molino
diámetro nominal
largo nominal
velocidad de rotación
nivel de llenado de bolas
consumo de potencia bruta
pies
pies
rpm
%
kW
23.3
36.1
12.38
34.6
11768
Datos de diseño y operación batería de clasificadores
número de ciclones operando
diámetro
altura
inlet
vortex
apex
presión de la batería
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
psi
7
33
120
16.00
16.00
3.67
15.20
Porcentaje de sólidos medidos en laboratorio
alimentación fresca
descarga molino
alimentación batería ciclones
underflow ciclones
overflow ciclones
%
%
%
%
%
40.37
74.25
61.92
80.08
31.76
www.peruminalati.com
1530
2.8
59.6
2.5
malla
abertura
1/2"
0.371
0.25
4
6
8
12
16
20
30
40
50
70
100
140
200
270
325
400
635
12700
9510
6350
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
44
38
20
Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
alimen.
fresca
100.00
98.07
95.15
83.25
68.30
58.14
45.91
37.98
32.06
27.87
24.64
21.97
19.66
17.57
15.67
13.98
13.20
12.53
10.17
6.15
descarga
molino
100.00
99.88
98.25
95.33
93.16
89.46
85.28
79.81
71.18
60.69
45.82
35.20
25.71
19.79
15.37
12.74
11.61
11.00
9.02
18.84
u'flow
ciclones
100.00
99.42
97.09
91.33
85.59
79.47
72.37
65.01
54.97
43.58
28.67
19.33
12.18
8.32
5.95
4.75
4.37
4.10
3.39
9.59
o'flow
ciclones
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.97
99.55
96.48
88.45
76.37
65.65
55.14
47.43
43.56
41.46
33.79
47.13
11
116
6
Modelo general de la molienda
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
11
117
7
La ley de Bond
ES SUFICIENTE ?
P80 = 150 mm
Distribución del Tamaño de Producto
?
Vortex ?
# de Ciclones ?
Carga
Circulante ?
Apex ?
170 tph
F80 = 10500 mm
Tamaño Optimo de
Recarga de Bolas ?
www.peruminalati.com
Water ?
1833 kW
Minería Peruana en América latina
11
118
8
Modelación Matemática
•
Es importante destacar que, desde hace algunas décadas atrás, se ha recurrido casi
exclusivamente al empleo de métodos empíricos de diseño, cuyos procedimientos se
basan normalmente, en el consumo de energía específica (Bond). También
constituye una práctica común correlacionar información experimental obtenida a
nivel industrial de Work Index (Wi) con el valor teórico, del mismo parámetro, pero
obtenido a escala de laboratorio.
•
Dichas correlaciones han permitido revisar y/o mejorar estimaciones de energía
específica obtenidas a través del método tradicional de Bond, mejorando tanto la
precisión del cálculo de consumo de potencia como el tamaño del molino requerido.
Finalmente, la introducción del Molino de Torque y del método de Wi Comparativo,
ha permitido mejorar notablemente la estimación del consumo de energía específica
requerida para cada aplicación en particular.
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Minería Peruana en América latina
11
119
9
Modelación Matemática
•
Muchas veces, la falta de conocimiento cabal del proceso de molienda así, como
el uso exagerado de factores de seguridad, conducen a un
sobredimensionamiento innecesario del equipo de molienda, con el consiguiente
incremento en costos y pérdidas de eficiencia en el proceso de molienda. Por
todo esto, la alternativa de modelar circuitos de molienda-clasificación utilizando
el concepto de energía específica como parámetro controlante de la molienda, se
convierte en una poderosa herramienta de cálculo que permite superar con
creces las limitaciones del método convencional de Bond.
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Minería Peruana en América latina
12
120
0
Modelación Matemática
• La técnica matemática de simulación en el computador de circuitos
múltiples de molienda-clasificación, cumple ampliamente con los
objetivos de proporcionar niveles de precisión y detalle satisfactorios
para muchas aplicaciones industriales existentes. Esta técnica
permite optimizar el proceso molienda clasificación y/o establecer
esquemas de controles más adecuados para cada situación en
particular, puesto que con ella se pueden:
– Dimensionar en forma óptima los tamaños y cantidades de equipos
requeridos para cada instalación específica (molinos e hidrociclones)
– Predecir los efectos que determinadas modificaciones operacionales
pueden causar sobre las características finales del producto molido.
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Minería Peruana en América latina
12
121
1
Modelación Matemática
•
Durante la última década, distintos grupos de investigadores han venido desplegando
grandes esfuerzos tendientes a la formulación y verificación empírica de relaciones
matemáticas semiteóricas que caractericen los diversos mecanismos de fractura
operativos en molinos de bolas y otros equipos afines. A la fecha, diversos investigadores
coinciden en que la relación controlante del proceso de fracturación, en un instante de
tiempo dado, es del tipo:
df i
= - S iE fi +  bij Sj E f
dE
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Minería Peruana en América latina
j
12
122
2
Un buen MODELO es una representación simplificada
de la REALIDAD observada, pero que incorpora sus
aspectos más relevantes para la INVESTIGACION
particular en desarrollo.
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Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
12
123
3
Modelamiento
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Minería Peruana en América latina
12
124
4
EL CICLO OPTIMIZANTE
Nuevos
Proyectos
Instalaciones
Existentes
Pruebas Piloto
o de Laboratorio
Muestreo en
Planta
Balance
de Materiales
Estimacion
de Parametros
Escalamiento y
Simulación
BallBal
SAGBal
BallParam
SAGParam
BallSim
SAGSim
Implementacion
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Nuevas Cond.
De operación
Recomendaciones
Minería Peruana en América latina
12
125
5
Caracterización Cinética de la Molienda
t=t
(1-S1Dt) f1
f1
2
S1Dt f1
2
b21S1Dt f1
f2
3
(1-S2Dt) f2


fi
i+1
S2Dt f2

bi1S1Dt f1
bi2S2Dt f2

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n+1

i+1



3


fn
t = t + Dt

bn1S1Dt f1
bn2S2Dt f2
Minería Peruana en América latina

n+1
12
126
6
Laboratorio de Molienda de Minerales
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Minería Peruana en América latina
12
127
7
Energia Especifica, kwh/ton
E
=
kWh
ton
=
kW
ton/hr
Para una tarea de molienda dada (F80,P80), La Energia Especifica
requerida es el parametro Controlante de la capacidad de tratamiento
del molino
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12
128
8
Los Expertos Dicen...
En el analisis del proceso de conminucion
Este No se mide en tiempo..sino debe ser
medido en………….
t, (hrs)
en...
kW
E,
 hr
ton
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Minería Peruana en América latina
12
129
9
Ensayos de Molienda con Monotamaños
Mill Diameter
Charge Level
Mill Speed
Net Power
8"
45%
70%
0.047 KW
Mineral
Size
% Solids
1983 gr
10 x 14 #
65%
Size Distributions (% Passing)
Mesh
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
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Opening,
microns
1700
1180
850
600
425
300
212
150
105
74
53
37
0
0.5
100.00
5.85
0.18
0.12
0.10
100.00
22.52
7.74
4.74
3.21
2.31
1.85
1.53
1.29
1.07
0.92
0.84
Grinding Time, min
1
2
100.00
33.86
14.86
9.61
6.70
4.92
3.92
3.23
2.72
2.22
1.91
1.69
Minería Peruana en América latina
100.00
54.89
28.04
18.26
12.64
9.25
7.37
6.16
5.27
4.42
3.88
3.48
4
8
100.00
78.24
52.25
37.55
27.44
20.51
16.54
13.83
11.65
9.62
8.29
7.21
100.00
94.55
81.79
68.15
53.82
41.33
33.87
28.33
23.67
19.46
16.76
14.68
13
130
0
Ensayos con Monotamaños
Funcion seleccion
100
.
Fraction 10x14 #
% + 14 #
-S1 = - 0.356 min-1
10
1
0
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2
4
6
Grinding Time, min
Minería Peruana en América latina
8
13
131
1
Ensayos con Monotamaños
Mill Diameter
Charge Level
Mill Speed
Net Power
8"
45%
70%
0.047 KW
Mineral
Size
% Solids
1983 gr
10 x 14 #
65%
Size Distributions (% Passing)
Mesh
Opening,
microns
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
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1700
1180
850
600
425
300
212
150
105
74
53
37
0
0.00
100.00
5.85
0.18
0.12
0.10
0.5
0.20
100.00
22.52
7.74
4.74
3.21
2.31
1.85
1.53
1.29
1.07
0.92
0.84
Grinding Time, min
1
2
0.40
100.00
33.86
14.86
9.61
6.70
4.92
3.92
3.23
2.72
2.22
1.91
1.69
0.79
100.00
54.89
28.04
18.26
12.64
9.25
7.37
6.16
5.27
4.42
3.88
3.48
4
E=Pt/H
Minería Peruana en América latina
1.58
100.00
78.24
52.25
37.55
27.44
20.51
16.54
13.83
11.65
9.62
8.29
7.21
8
3.16
100.00
94.55
81.79
68.15
53.82
41.33
33.87
28.33
23.67
19.46
16.76
14.68
13
132
2
Ensayos con Monotamaños
Funcion seleccion
100
% + 14 #
Fraction 10x14 #
10
-S1E = - 0.902 ton/kWh
1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Specific Energy, kWh/ton
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3
3.5
13
133
3
Ensayos con Monotamaños
Funcion seleccion Especifica
1.0
S iE, ton/kWh .
8 x 10 #
4x6#
14 x 20 #
28 x 35 #
0.1
100
1000
Particle Size, m m
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10000
13
134
4
FUNCION SELECCION ESPECIFICA, ton/kWh

Velocidad Fraccional de Fractura.
Fraccion de las partículas de tamaño ‘i’, presentes en el
molino, que serán fracturadas durante el siguiente
incremento marginal de energía específica.
Por ejemplo, S2E = 0.10 ton/kWh, significa que el 10%
de las particulas ahora retenidas en la Fracción ‘2’
serán fracturadas durante el siguiente kWh/ton
aplicado a la carga mineral.
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13
135
5
Selection Function, ton/kWh
FUNCION SELECCION ESPECIFICA, ton/kWh
10
SiE = a0 (di)a1 / [ 1 + (di/dcrit)a2]
- a2 - a1)
1
0.1
a1
0.01
dcrit
a0
0.001
1
10
100
1000
Particle Size, mm
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10000
100000
13
136
6
Funcion Fractura
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13
137
7
FUNCION FRACTURA, bij
 Distribución Primaria de Fragmentos.
Fracción, en peso, de los fragmentos resultantes de
la fractura de partículas de tamaño original ‘j’, que
reportan a la fracción más fina ‘i’.
Por ejemplo, b52 = 0.10, significa que el 10% de todos
los fragmentos de aquellas partículas originalmente
retenidas en la fracción ‘2’ resultan retenidas en la
fracción ’5’ más fina, como resultado de un evento
primario de fractura.
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13
138
8
Ensayos con Monotamaños
Funcion Fractura Acumulada, Bij
100
Fraction 10x14 #
Fraction 14x20 #
B ij
Fraction 20x28 #
10
1
0.01
b0
b1
Bij = b0 (di /dj+1)b1 + (1 - b0) (di/dj+1)b2]
0.1
Relative Particle Size, d i / d j+1
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1
13
139
9
CRITERIOS DE ESCALAMIENTO
J. A. Herbst postula que :


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La Funcion Selección Específica, SiE, es
característica del mineral. Pero es influenciada
por el tamaño de bola
La Fución Fractura, Bij, es igualmente
invariante y característica del mineral.
Minería Peruana en América latina
14
140
0
Efecto de la carga de bolas
S iE, ton/kWh .
1.0
3.0" String
2.5" String
2.0" String
0.1
100
1000
Particle Size, mm
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10000
14
141
1
Interpretación Geométrica del
TAMAÑO CRÍTICO DE MOLIENDA
Altura del Triángulo Equilátero:
dB = (6/8) dR
h = dB (√3)/2
= dB/2 + dcrit + X
y además:
tan 30° = (dcrit/2+X)/(dB/2)
de donde:
h
X = tan 30°(dB/2) - dcrit/2
dcrit
X
30°
dB
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y por substitución en la primera
ecuación:
dcrit = dB[√3 -1 - tan 30°]
= 0.155 dB = 0.116 dR
Minería Peruana en América latina
14
142
2
Ensayos con Monotamaños
Ref. : M. Siddique (Univ. of Utah)
 Mill
100
10"
% + 14 #
15"
30"
10
1
0
1
2
3
4
Grinding Time, min
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Minería Peruana en América latina
5
6
7
14
143
3
Ensayos con Monotamaños
Ref. : M. Siddique (Univ. of Utah)
 Mill
100
10"
% + 14 #
15"
30"
10
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Specific Energy, kWh/ton
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Minería Peruana en América latina
1.8
2
2.2
14
144
4
Ensayos con Monotamaños
Ref. : Dr. S. Malgham (Univ. of Berkeley)
 Mill / Mill Speed / % Filling
% + 10 #
100
5"/60/30
10"/60/30
20"/60/30
5"/50/40
10"/50/40
20"/50/40
5"/70/50
10"/70/50
20"/70/50
10
1
0
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2
4
6
Grinding Time, min
Minería Peruana en América latina
8
14
145
5
Ensayos con Monotamaños
Ref. : Dr. S. Malgham (Univ. of Berkeley)
 Mill / Mill Speed / % Filling
% + 10 #
100
5"/60/30
10"/60/30
20"/60/30
5"/50/40
10"/50/40
20"/50/40
5"/70/50
10"/70/50
20"/70/50
10
1
0
0.5
1
1.5
Specific Energy, kWh/ton
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Minería Peruana en América latina
2
2.5
14
146
6
Interpretación Geométrica Del
Tamaño Crítico De Molienda
20
“Regla del Pulgar”: dcrit ≈ 0.116 dR
dcrit , mm
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
Bolas de Recarga, pulgadas
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Minería Peruana en América latina
6
7
14
147
7
Selection Function, ton/kWh
.
ESCALAMIENTO LABORATORIO / PLANTA
10


Laboratorio : 8”x 11”
Industrial : 9.5’ x 11’
1
0.1
0.01
10
100
1000
Particle Size, mm
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Minería Peruana en América latina
10000
14
148
8
Selection Function, ton/kWh
.
ESCALAMIENTO LABORATORIO / PLANTA
1


Laboratorio : 18”x 15”
Industrial : 16.5’ x 24’
0.1
10
100
1000
Particle Size, mm
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
10000
14
149
9
EL CICLO OPTIMIZANTE
Nuevos
Proyectos
Instalaciones
Existentes
Pruebas Piloto
o de Laboratorio
Muestreo en
Planta
Balance
de Materiales
Estimacion
de Parametros
Escalamiento y
Simulación
BallBal
SAGBal
BallParam
SAGParam
BallSim
SAGSim
Implementacion
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Nuevas Cond.
De operación
Recomendaciones
Minería Peruana en América latina
Moly-Cop Tools
TM
Sample N°
15
150
0
1
BALLBAL
Grinding Circuit Mass Balance Estimator
Remarks : Balance GoldFields Noviembre 08
BALL MILL PERFORMANCE
Informacion para ajuste
de parametros de
molienda
Eff. Diameter, ft
Eff. Length, ft
Speed, % Critical
App. Density, ton/m3
Charge Level, %
Balls Filling, %
Lift Angle, (°)
Mesh
1.05
0.742
0.525
0.25
4
6
8
10
14
20
30
40
45
60
100
140
200
270
325
400
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Opening
25400
19050
12700
6350
4750
3350
2360
2000
1414
841
595
425
354
250
150
106
75
53
44
38
Mill Power, KW (Gross)
Mill Power, KW (Net)
Throughput, ton/hr
% Solids (by weight)
Sp. Energy, KWH/ton
Reduction Ratio
19.5
34.0
72.0
5.32
34.0
34.0
32.6
Mid-Size
Size Distributions
Mill
Mill
Feed
Discharge
21997
15554
8980
5492
3989
2812
2173
1682
1090
707
503
388
297
194
126
89
63
48
41
19
Minería
Peruana en América latina
D80,Group
microns
A OneSteel
Business
100.00
100.00
100.00
97.52
97.13
96.65
95.87
94.81
92.90
88.30
78.88
63.80
53.66
37.97
23.92
19.72
16.93
14.77
13.94
13.15
100.00
100.00
100.00
99.32
99.53
99.62
99.74
99.41
99.35
98.94
91.47
78.21
69.00
54.35
39.25
32.52
27.19
23.15
21.59
20.01
621
446
6770
6093
2070.2
69.6
3.27
1.39
15
151
1
Ingreso de datos (BallParam Open)
Moly-Cop Tools
Remarks
TM
(Version 3.0)
BALLPARAM_OPEN : Estimation of Grinding Parameters from Plant Scale Data
Base Case Example
Test N°
Mill Dimensions and Operating Conditions
Eff. Diam. Eff. Length
Speed
Charge
Balls
ft
ft
% Critical
Filling,%
Filling,%
18.50
22.00
72.0
38.00
38.00
rpm
12.82
% Solids (by weight)
Ore Density, ton/m3
Slurry Density, ton/m3
Balls Density, ton/m3
Make-up Ball Size, mm
72.0
2.80
1.86
7.75
75.00
Interstitial
Slurry Filling,%
100.00
Lift
Angle, (°)
35.00
3348
0
536
3885
10.0
4316
Balls
Overfilling
Slurry
Net Power
% Losses
Gross kW
Charge
Mill Charge Weight, tons Apparent
Volume,
Ball
Slurry
Density
m3
Charge Interstitial Excess
ton/m3
63.76
296.48
47.48
0.00
5.395
Mill Flowrate, tph (dry)
1622.8
Total Energy, kWh/ton
Balls Energy, kWh/ton
2.39
2.06
Feed Size Distributions
Mill Feed
i
Mesh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Opening
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
Mid-Size
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
% Ret
0.00
2.35
6.65
5.98
4.83
4.43
4.41
4.49
5.38
5.82
7.07
8.19
8.72
7.72
5.75
3.91
2.59
1.78
1.21
8.74
% Pass
100.00
100.00
97.65
91.00
85.02
80.19
75.76
71.36
66.87
61.49
55.67
48.60
40.41
31.68
23.97
18.22
14.31
11.73
9.95
8.74
0.00
Objective Function
Mill Disch. (exp)
Mill Disch. (adj)
% Ret
% Ret
0.00
1.12
2.56
2.51
2.28
2.37
2.72
3.16
4.13
4.86
6.20
7.57
8.76
8.85
7.74
6.10
4.51
3.33
2.40
18.84
% Pass
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
0.00
0.00
1.19
2.53
2.47
2.25
2.35
2.72
3.19
4.17
4.89
6.19
7.51
8.69
8.85
7.78
6.13
4.52
3.32
2.39
18.84
% Pass
100.00
100.00
98.81
96.28
93.81
91.56
89.21
86.48
83.29
79.12
74.23
68.04
60.52
51.83
42.98
35.20
29.07
24.55
21.23
18.84
0.00
% Passing
Exp
Adj.
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
0.00
100.00
98.81
96.28
93.81
91.56
89.21
86.48
83.29
79.12
74.23
68.04
60.52
51.83
42.98
35.20
29.07
24.55
21.23
18.84
0.00
%
Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
wi
wi (error)^2
Error
(0.00)
0.07
0.04
0.00
(0.03)
(0.06)
(0.05)
(0.01)
0.04
0.10
0.09
0.01
(0.11)
(0.14)
(0.05)
0.05
0.08
0.04
(0.02)
0.00
sum
www.peruminalati.com
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.01
0.01
0.00
0.01
0.02
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
19.00
0.08
15
152
2
Ajuste de parámetros : Funciones selección y Fractura
Moly-Cop Tools
TM
(Version 3.0)
BALLPARAM_OPEN : Estimation of Grinding Parameters from Plant Scale Data
Test N°
1
100
alpha0
alpha1
alpha2
Dcrit
Expanded Form
alpha02
alpha12
0.014847
0.570
2.5
6459
0.0000000
1.000
% Passing
SELECTION FUNCTION :
10
BREAKAGE FUNCTION :
beta0
beta1
beta2
Expanded Form
beta01
Feed
Discharge (Exp.)
Discharge (Adjusted)
SiE * 10
0.20000
0.250
4.0
1
0.000
10
100
1000
10000
100000
Particle Size, microns
Objective Function
www.peruminalati.com
0.06
Note : Current calculations are not valid, if SOLVER has not been run after the last data modification.
Minería Peruana en América latina
15
153
3
www.peruminalati.com
Minería Peruana en América latina
15
154
4
Moly-Cop ToolsTM, Version 3.0
Test N°
1
BALL_PARAM
Conventional Grinding Model Parameter Estimator
Remarks :
Base Case Example
DESIGN AND OPERATING CONDITIONS
Configuration : OPEN
Throughput, ton/hr
Water, m3/hr
Slurry, ton/hr
Slurry, m3/hr
Slurry Dens., ton/m3
% Solids (by weight)
Arbiter's Flow Number
1622.8
631.1
2254.0
1210.7
1.862
72.0
2.47
Eff. Diameter, ft
Eff. Length, ft
Balls Filling, %
Speed, % Critical
App. Dens., ton/m3
Net Power, kW
Energy, kWh/ton
18.50
22.00
38.0
72.0
5.395
3884.53
2.39
Ajuste de parametros de
Moliendabilidad del Mineral
Particle Size Distributions (Cumm. % Passing)
Mesh
Opening
Feed
Discharge
Exp.
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
D80, microns
Adj.
100.00
100.00
97.65
91.00
85.02
80.19
75.76
71.36
66.87
61.49
55.67
48.60
40.41
31.68
23.97
18.22
14.31
11.73
9.95
8.74
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
100.00
100.00
98.81
96.28
93.81
91.56
89.21
86.48
83.29
79.12
74.23
68.04
60.52
51.83
42.98
35.20
29.07
24.55
21.23
18.84
4680
1273
/
1276
MODEL PARAMETERS
Selection
alpha01
alpha02
alpha11
alpha12
alpha2
Dcrit
Breakage
0.014847
0.0000000
0.570
1.000
2.500
6459
www.peruminalati.com
beta00
beta01
beta1
beta2
Obj. Function
0.20000
0.000
0.250
4.000
0.06
Minería Peruana en América latina
Deben de ser lo
mas parecidos
posibles para
considerar que hay
un buen ajuste
15
155
5
Integración de Balance y Estimacion de Parametros.- Para usuarios de Nivel avanzado
de Moly-Cop Tools , el ajuste de balance y estimacion de parametros , se puede realizar en
forma conjunta como veremos a continuación.
Información proporcionada por planta
Perfiles granulométricos obtenidos en la campaña de muestreo a planta
tratamiento
densidad del mineral
humedad del mineral de alimentación fresca
top size
tph
ton/m3
%
pulgadas
Datos de diseño y operación del molino
diámetro nominal
largo nominal
velocidad de rotación
nivel de llenado de bolas
consumo de potencia bruta
pies
pies
rpm
%
kW
Datos de diseño y operación batería de clasificadores
número de ciclones operando
diámetro
altura
inlet
vortex
apex
presión de la batería
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
psi
10
20
75
3.50
7.50
3.67
7.98
Porcentaje de sólidos medidos en laboratorio
alimentación fresca
descarga molino
alimentación batería ciclones
underflow ciclones
overflow ciclones
%
%
%
%
%
95.0
72.0
62.2
76.0
40.0
www.peruminalati.com
400
2.8
5.0
3.0
19.0
22.5
12.82
38
4316
malla
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
abertura
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
Minería Peruana en América latina
alimen.
fresca
100.00
100.00
95.00
78.40
64.33
54.00
45.66
38.82
33.41
28.31
24.41
20.87
17.86
15.27
13.06
11.18
9.56
8.18
7.00
6.15
descarga
molino
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
u'flow
ciclones
100.00
100.00
98.51
95.12
91.79
88.76
85.61
82.00
77.81
72.34
65.89
57.67
47.78
37.05
27.54
20.52
15.87
12.89
10.91
9.59
o'flow
ciclones
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.97
99.49
96.76
89.96
80.00
69.49
60.29
52.82
47.13
15
156
6
Planilla BallParam_Direct.
Moly-Cop Tools
TM
(Version 3.0)
BALLPARAM_Direct : Simultaneous Mass Balance Closure and Grinding Parameters Estimation.
Circuit Type
DIRECT
Remarks
Sample N°
1
Base Case Example
Mill Dimensions and Operating Conditions
Eff. Diam. Eff. Length
Speed
Charge
ft
ft
% Critical
Filling,%
18.5
22.0
72.0
38.00
rpm
12.82
Balls
Filling,%
38.00
Cyclone Dimensions (inches) and Operating Pressure (psi)
Number
Diameter
Height
Inlet
Vortex
10
20.0
75.0
3.50
7.50
Default Values:
60.0
5.0
7.0
Interstitial
Slurry Filling,%
100.00
Apex
3.67
3.5
Lift
Angle, (°)
35.0
3348
0
536
3885
10.0
4316
Balls
Overfilling
Slurry
Net Power
% Losses
Gross kW
Charge
Volume,
m3
63.76
Mill Charge Weight, tons
Apparent
Ball
Slurry
Density
Charge
Interstitial
Excess
ton/m3
296.48
47.48
0.00
5.395
Feedrate, ton/hr (dry)
Ore Density, ton/m3
Balls Density, ton/m3
Make-up Ball Size, mm
psi
7.98
400.0
2.80
7.75
75.00
EXPERIMENTAL SIZE DISTRIBUTIONS
i
Mesh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Opening
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
Totals
% Solids
Slurry Density, ton/m3
Weighting Factor
www.peruminalati.com
Mid-Size
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
ton/hr
0.00
20.00
66.40
56.28
41.32
33.36
27.36
21.64
20.40
15.60
14.16
12.04
10.36
8.84
7.52
6.48
5.52
4.72
3.40
24.60
400.00
Fresh Feed
% Retained % Passing
0.00
5.00
16.60
14.07
10.33
8.34
6.84
5.41
5.10
3.90
3.54
3.01
2.59
2.21
1.88
1.62
1.38
1.18
0.85
6.15
100.00
100.00
100.00
95.00
78.40
64.33
54.00
45.66
38.82
33.41
28.31
24.41
20.87
17.86
15.27
13.06
11.18
9.56
8.18
7.00
6.15
0.00
95.00
2.569
ton/hr
Mill Discharge
% Retained % Passing
0.00
13.69
31.26
30.70
27.88
29.03
33.25
38.58
50.46
59.39
75.79
92.56
107.05
108.20
94.62
74.55
55.18
40.67
29.36
230.34
1222.56
0.00
1.12
2.56
2.51
2.28
2.37
2.72
3.16
4.13
4.86
6.20
7.57
8.76
8.85
7.74
6.10
4.51
3.33
2.40
18.84
100.00
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
0.00
ton/hr
Cyclone Feed
% Retained % Passing
0.00
18.17
41.48
40.75
37.00
38.53
44.13
51.20
66.96
78.81
100.59
122.84
142.08
143.60
125.58
98.95
73.24
53.98
38.97
305.71
1622.56
0.00
1.12
2.56
2.51
2.28
2.37
2.72
3.16
4.13
4.86
6.20
7.57
8.76
8.85
7.74
6.10
4.51
3.33
2.40
18.84
100.00
72.00
1.862
1.000
Minería Peruana en América latina
100.00
100.00
98.88
96.32
93.81
91.53
89.16
86.44
83.28
79.16
74.30
68.10
60.53
51.77
42.92
35.18
29.08
24.57
21.24
18.84
0.00
62.20
1.666
1.000
ton/hr
Cyclone U'flow
% Retained % Passing
0.00
18.17
41.48
40.75
37.00
38.52
44.13
51.20
66.96
78.81
100.48
120.89
131.17
116.37
85.77
56.89
36.43
24.13
16.23
117.19
1222.56
0.00
1.49
3.39
3.33
3.03
3.15
3.61
4.19
5.48
6.45
8.22
9.89
10.73
9.52
7.02
4.65
2.98
1.97
1.33
9.59
100.00
100.00
100.00
98.51
95.12
91.79
88.76
85.61
82.00
77.81
72.34
65.89
57.67
47.78
37.05
27.54
20.52
15.87
12.89
10.91
9.59
0.00
76.00
1.955
1.000
ton/hr
Cyclone O'flow
% Retained % Passing
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.10
1.94
10.90
27.23
39.81
42.06
36.81
29.86
22.75
188.54
400.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.49
2.73
6.81
9.95
10.52
9.20
7.46
5.69
47.13
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.97
99.49
96.76
89.96
80.00
69.49
60.29
52.82
47.13
0.00
40.00
1.346
1.000
15
157
7
Moly-Cop Tools
TM
(Version 3.0)
BallParam_Direct : SIMULTANEOUS MASS BALANCE CLOSURE AND GRINDING PARAMETERS ESTIMATION
Sample N°
1
Weighting Factors :
Streams :
Mill Discharge
Cyclone U'flow
Cyclone O'flow
1
1
1
Size Distributions
% Solids
1
1
Grinding Parameter Guesses :
alpha0
alpha1
alpha2
dcrit
0.01087
0.605
2.26
6033
alpha02 alpha12
0
1
0
1 Default Values
% Passing
100
10
beta0
beta1
beta2
0.226
0.260
3.47
beta01
0
0 Default Value
Mill Discharge
Cyclone U'flow
Cyclone O'flow
Fresh Feed
Classifiers Parameter Guesses :
Bpf
Bpc
d50c
m
0.372
0.000
179.8
1.619
Circulating Load :
3.056
Obj. Function :
0.024
www.peruminalati.com
Delta:
1
10
100
4
1000
Particle Size, microns
0.000
Note : Current calculations are not valid, if SOLVER has not been run after the last data modification.
Minería Peruana en América latina
10000
15
158
8
EL CIRCULO ‘VIRTUOSO’ DE LA OPTIMIZACION
Nuevo
Proyecto
Operación
Existente
Muestreo
Industrial
Test Escalamiento
Piloto o Laboratorio
Balance de
Materiales
BallBal
SAGBal
Implementación
www.peruminalati.com
Nuevas Condiciones
de Operación
Estimación de
Parametros
BallParam
SAGParam
Escalamiento
y Simulación
BallSim
SAGSim
Recomendaciones
Minería Peruana en América latina
Moly-Cop Tools
TM
15
159
9
BALLSIM : Conventional Closed Circuit Grinding Simulator
Simulaciones de
Interés
Información del Molino
y clasificador
Alimentacion Fresca al
Circuito
Provienen de la hoja de
estimacion de parametros
Valores provienen del
balance de materiales
www.peruminalati.com
(see Flowsheet )
Circuit Type
REVERSE
Remarks
Base Case Example
Mill Dimensions and Operating Conditions
Diameter
Length
Speed
Charge
ft
ft
% Critical
Filling,%
18.5
22.0
72.0
38.0
rpm
12.82
Cyclone Dimensions (inches) and Operating Conditions
Number
Diameter
Height
Inlet
10
20.0
75.0
3.50
% Solids O'flow
40.0
% Solids U'flow
76.0
% Solids Mill Discharge
72.0
Circulating Load
2.80
7.75
Feedrate, ton/hr (dry)
Feed Moisture, %
400.0
5.0
Mesh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Balls
Filling,%
38.0
App. Dens.
ton/m3
5.39
Vortex
7.50
Apex
4.05
3.849 (Guess)
3.849 (Actual)
0.000 (Delta)
Ore Density, ton/m3
Balls Density, ton/m3
i
Simulation N°
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
-400
Opening
Very Important :
Simulation results are not valid until
the Iterate button has been clicked
after any input data changes.
Mid-Size
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
0
21997
15554
10984
7978
5641
3989
2812
2003
1416
1001
714
505
357
252
178
126
89
63
45
19
Selection Function Parameters :
alpha0
alpha1
alpha2
0.00918
0.65
2.5
dcrit
6532
Breakage Function Parameters :
beta0
beta1
beta2
0.2
0.25
Classifier Constants :
a1
a2
9.680
1.401
9.680
1.401
Main Simulated Outputs
P80
160.2
Wio
15.66
% Fines MD
20.04
Q
1779
Bpf
0.425
Cycl. Psi
9.4
Sump Water
466.4
0.00
20.00
66.40
56.28
41.32
33.36
27.36
21.64
20.40
15.60
14.16
12.04
10.36
8.84
7.52
6.48
5.52
4.72
3.40
24.60
0.00
5.00
16.60
14.07
10.33
8.34
6.84
5.41
5.10
3.90
3.54
3.01
2.59
2.21
1.88
1.62
1.38
1.18
0.85
6.15
Bond's
Feedrate
for a
Target P80
Target P80
170.0
ton/hr
413.8
100.00
100.00
95.00
78.40
64.33
54.00
45.66
38.82
33.41
28.31
24.41
20.87
17.86
15.27
13.06
11.18
9.56
8.18
7.00
6.15
0.00
Expanded Form :
alpha02
alpha12
0
1
0
1
Suggested Default Values
Expanded Form :
beta01
0
0 Suggested Default Value
a4
0.523
0.523
3348
0
536
3885
10.0
4316
Lift
Angle, (°)
35.0
Feed Size Distribution
ton/hr
% Retained
% Passing
4
a3
54.964
54.964
Interstitial
Slurry, %
100.0
0

0.950
0.950
Minería Peruana en América latina
A OneSteel Group Business
Suggested Default Values
Balls
Overfilling
Slurry
Net kW
% Losses
Gross kW
16
160
0
Rutina de Balance de Materiales
BALLSIM_DIRECT.XLS (Data_File)
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Minería Peruana en América latina
16
161
1
“Sintonización” de un Simulador
COMPARACION DE VALORES MEDIDOS vs SIMULADOS
Measured
Simulated
% Deviation
GRINDING TASK
ton/hr
Circ. Load, %
F80
P80
504
278
6,913
168.1
504
277
6,913
169.4
0.0
(0.4)
0.0
0.8
ENERGY EFF.
kW (net)
kWh/ton (gross)
Wio
3,885
8.56
13.16
3,885
8.56
13.21
0.0
0.0
0.4
8.0
34.9
37.5
7.7
34.9
37.5
CLASSIFIERS EFF.
Pressure, psi
Fines By-Pass, %
Water By-Pass, %
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Minería Peruana en América latina
(3.8)
0.0
0.0
16
162
2
Ejercicio de simulacion.
Segun los criterios siguientes:
•
•
Realizar comparación de los valores medidos vs los simulados, determinando su
error porcentual
Lograr el Máximo Tonelaje a procesar posible, con las siguientes restricciones :
•
•
•
•
P80 menor a : 120 micrones
Potencia de Molino : 7500 Kw, max
Flujo de alimentación a bomba : 4500 m3/hr
Presión de ciclones : 17 PSI
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Minería Peruana en América latina
16
163
3
Trabajo Practico.- Optimize el tonelaje pasante (Tph) del circuito directo, con la
información brindada a continuación y las restricciones establecidas
Perfiles granulómétricos obtenidos en la campaña de muestreo a planta
Información proporcionada por planta
tratamiento
densidad del mineral
humedad del mineral de alimentación fresca
top size
tph
ton/m3
%
pulgadas
Datos de diseño y operación del molino
diámetro nominal
largo nominal
velocidad de rotación
nivel de llenado de bolas
consumo de potencia bruta
pies
pies
rpm
%
kW
Datos de diseño y operación batería de clasificadores
número de ciclones operando
diámetro
altura
inlet
vortex
apex
presión de la batería
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
pulgadas
psi
6
26
78
6.50
9.10
4.55
8.00
Porcentaje de sólidos medidos en laboratorio
alimentación fresca
descarga molino
alimentación batería ciclones
underflow ciclones
overflow ciclones
%
%
%
%
%
95.0
72.0
62.0
74.0
40.0
www.peruminalati.com
504
2.8
5.0
3.0
19.0
22.5
12.82
38
4316
malla
1.05
0.742
0.525
0.371
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
abertura
25400
19050
12700
9500
6700
4750
3350
2360
1700
1180
850
600
425
300
212
150
106
75
53
38
Minería Peruana en América latina
alimen.
fresca
100.00
94.43
91.95
87.83
79.27
65.97
54.82
43.71
37.93
33.04
28.60
26.54
23.04
20.16
18.01
15.78
14.12
12.64
11.31
9.78
descarga
molino
100.00
97.69
96.30
95.51
93.93
92.57
90.64
88.54
84.95
81.73
78.04
73.31
65.12
55.78
46.61
36.99
28.87
24.18
19.78
16.40
u'flow
ciclones
100.00
97.32
95.96
94.78
92.97
90.77
87.73
83.56
80.09
73.15
66.62
59.38
48.40
39.81
30.20
22.31
17.26
12.67
9.68
8.14
o'flow
ciclones
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
99.99
99.84
98.80
95.08
85.99
77.38
65.91
55.82
45.59
37.09
16
164
4
Restricciones del Ejercicio
 CYCLONES :
 PRODUCT : 76% - 100 #
max. 10
 P80 :
 Psi : < 13
 % Sol. :
 F80 :
< 0.18 mm
 CLASSIFIERS :
 6 Cyclones @ 26” diam
< 80
 POWER : < 4500 KW
> 4.8 mm
WATER : < 1050 m /hr
3
 Feed :
 Throughput : 500 ton/hr
 Feed Size : 92% - 1/2”
 PUMP :
 MILL :
 Dimensions : 18.5’f x 22.0’ (eff.)
 Rotational Speed : 72 % Critical
 Charge Level : 38 % balls
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Minería Peruana en América latina
< 3000 m3/hr