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UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO

INSTITUTO DE CIENCIAS BSICAS E INGENIERA

REA ACADMICA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y MATERIALES

LICENCIATURA EN INGENIERA MINERO-METALRGICA

INSTALACIONES MINERO-METALRGICAS

Almacenamiento de Minerales y skips

Francisco Ral Barrientos Hernndez11 El almacenaje de mineral en una Planta de Procesamiento de minerales constituye una operacin metalrgica auxiliar que consiste en la retencin temporal del mineral en algn lugar de la Planta, cuyo fin, es proporcionar capacidad de regulacin o de variaciones entre las diversas fases de una operacin principal, tal como por ejemplo, entre mina y planta o entre la trituracin primaria y secundaria, si el mineral es grueso y de gran tonelaje se utiliza los stocks piles o pilas; entre la trituracin terciaria y molienda se utilizan tolvas.2Almacenamiento de Mineral3Estos equipos o dispositivos se clasifican en: Para material grueso y gran tonelaje Stock pile o pila de almacenamiento

Para material grueso y pequeo tonelaje Tolva de gruesos

Para gran y pequeo tonelaje y material fino Tolvas de finos Silos para concentrados4Pilas de almacenamiento Las pilas de almacenaje de mineral se construyen de tal modo que estn formadas por un lecho o piso de concreto o tierra apisonada, las cuales ocasionalmente estn cubiertas por un techo. Estn provistas de alimentadores para poder extraer el mineral por debajo del piso mediante bandas transportadoras.5La capacidad de regulacin de una pila tiene las siguientes ventajas:1.- Proporcionar un flujo uniforme de mineral a la planta.

2.- Proporcionar una ley de cabeza uniforme a la planta, debido al mezclado adecuado.

3.- Permite que la operacin de mina y planta sean independientes.

4.- La incorporacin de la pila permite aumentar la eficiencia de la planta entre el 10 al 25 %.6Mtodos para formar una pila de almacenamiento Banda transportadora fija. Banda transportadora por sistema de descarga mvil. Banda transportadora reversible. Apiladores radiales. Pila Cnica. Pila Radial. Pila Alargada.La pila puede tener la siguiente forma

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Stock pile cnico

Stock pile cnico radialEstas tres formas tienen taludes inclinados, cuyo ngulo de talud es una propiedad de los slidos a granel que se conoce como ngulo de reposo.Stock pile Alargado8Capacidad de una Pila de almacenamiento Si la pila es cnica, la capacidad total est dada por:

Donde:Q1= Capacidad de almacenamiento en toneladas mtricas= ngulo de reposo del mineralR= Radio de la pila en metrosD= Densidad del mineral en kg/m39Capacidad de una Pila de almacenamiento Si la pila es alargada, la capacidad de la seccin central est dada por:

Donde:Q2= Capacidad de almacenamiento de la seccin central en toneladas mtricasR= Radio del medio cono final en metrosL= Longitud de la seccin central de la pila en metrosLa capacidad total de esta pila ser: Q1+Q210Capacidad de una Pila de almacenamiento Si la pila es radial, el anlisis de capacidad es idntica que para la anterior; excepto que la longitud del arco de la seccin central se sustituye el valor de L por la longitud del arco:

Donde:LA= Longitud del arco de la seccin centralPr= Radio de la seccin central en metros= ngulo de reposo del mineral11

La recuperacin del mineral se realiza mediante la construccin de tneles en los que se instalan alimentadores los cuales cargan el mineral a una banda transportadora, la cual se encarga de llevar el mineral a la etapa siguiente del proceso.Recuperacin del mineralSistema de extraccinde mineral de una pila

Detalle de la disposicin de los alimentadores y cargado a la banda transportadora12

Pila CnicaPila AlargadaRecuperacin del mineral13Tolvas para almacenamiento de minerales Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral ya sea grueso o fino, la cual se compone de dos partes: Una seccin convergente situada en su parte inferior a la que se conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cnica o en forma de cua.

Una seccin vertical superior que es la tolva, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral.14Tolvas para almacenamiento de minerales Principales problemas de las tolvas para almacenamiento de minerales:

Encampanamiento o Arqueo:

El campaneo o arqueo produce interrupcin del flujo del mineral por el puenteo del mineral a granel sobre la abertura de la boquilla.15Tolvas para almacenamiento de mineralesFormacin de tubo o tubeado:

La formacin de tubos restringe al flujo de mineral a un canal vertical que se forma en la parte superior de la abertura de descarga y slo sale el material contenido en este caudal.

16Tolvas para almacenamiento de minerales

Segregacin de partculas:

Se produce en el momento de cargado de la tolva, donde las partculas ms gruesas tienden as moverse hacia la pared de la tolva donde las partculas ms gruesas tienden a moverse hacia la pared de la tolva, dando lugar a grandes variaciones en la descarga de la misma.17De acuerdo con las teoras de diseo de tolvas de los Dr. A.W. Jenike y Dr. J.R Johanson, el diseo de tolvas de almacenamiento para slidos a granel es bsicamente un proceso de 4 etapas. Estas son:1.- Determinacin de la resistencia y caractersticas de flujo de slidos a granel para las probablemente peores condiciones esperadas que ocurran en la prctica.

2.- La estimacin de las cargas ejercidas sobre las paredes de la tolva y el alimentador bajo condiciones de operacin. 183.- La determinacin de la geometra de la tolva para la capacidad deseada que proporcione el modelo de flujo con las caractersticas aceptables y asegurar que la descarga sea segura y predecible.

4.- Diseo y detalles de la estructura de la tolva.19 Segn Jenike, los modelos de flujos de tolvas son 2:

Flujo de embudo

Flujo masivo

Flujo caracterstico en tolvas: a) Flujo de embudo b) Flujo masivo20 El flujo de embudo o de ncleo, ocurre cuando el mineral se desprende de la superficie y descarga a travs de un canal vertical el cual se forma dentro del material en la tolva. Este modo de flujo ocurre cuando las paredes de la boquilla son speras y el ngulo de inclinacin es grande.

En el flujo masivo el mineral a granel esta en movimiento en todos los puntos de la tolva, siempre que el mineral sea extrado por la salida. El mineral fluye a lo largo de las paredes de la tolva y de la boquilla son suficientemente empinadas y lisas y no hay transiciones abruptas o zonas de influjo. 21 Una forma prctica de disear y dimensionar una tolva es tomado en cuenta los siguientes parmetros:

Capacidad de almacenaje en toneladas mtricas Densidad del mineral en t/m3 ngulo de reposo del mineral ngulo de la tolva =+15 Volumen intil de 15 a 30% del volumen total Porcentaje de humedad del mineral

22Tolvas de gruesos Las tolvas de gruesos son generalmente de forma paraleleppeda cnica de seccin cuadrada o rectangular, fabricadas en la mayora de casos de concreto armado, pocas veces de madera o de hierro. En la parte superior se puede colocar una parrilla hecha de barras de hierro (tipo riel), la cual nos permite el paso del mineral ms grande que la boquilla de descarga o tamao de recepcin de la quebradora.23

Tolvas de gruesosPara determinar las dimensiones de una tolva paraleleppeda de seccin cuadrada se debe hacer el siguiente anlisis.Tolva de gruesos24

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26Tolvas de finosLas tolvas de finos son de forma cilndrica con un fondo cnico, las cuales se fabrican con planchas de acero. Para determinar las dimensiones, se hace el siguiente anlisis.

Tolva de finos27

28Descripcin del skip hoisting El Skipping, es descrito por Souter (1973); consiste en el llenado, manteo, vaciado y el retorno del bote para ser llenado otra vez. El mineral y la ganga pueden estar quebrados o sin quebrar; el llenado puede ser por volumen o por peso. Y la operacin de llenado puede ser manual o automtica.

Durante el llenado, el bote es sometido a altas cargas dinmicas, y dependiendo de la profundidad ocurre un alargamiento del cable.

Los botes pueden vaciar en cualquier punto del tiro, sin embargo el lugar ms comn es el castillo.29Tipos de skips Existen tres tipos principales de skips en uso:

Overturning (vuelta de campana).

The swing-out body (cuerpo oscilante).

The fixed body (de cuerpo fijo)30Overturning-Kimberley skipConsiste de un bote el cual como caracterstica principal es que tiene que girar sobre su eje para vaciar la carga (mineral).

Ventajas: Existe menos derrame de mineral cuando est muy fino y hmedo. Manejan piezas ms grandes para un rea de seccin transversal fija.

Las desventajas son: La capacidad es limitada a la relacin altura/anchura La relacin de carga til es usualmente ms baja particularmente con material pegajoso que tiende a acumularse en el fondo. Generalmente imponen mayores esfuerzos en el castillo y contenedores. Requieren castillos ms altos para poder vaciar.31Swing-out body skip

Consiste de un marco, un eje y el cuerpo del bote, en este caso el cuerpo del bote se encuentra suspendido del eje y el bote vaca por medio de rodillos montados a cada lado (en el fondo) del cuerpo del bote.

Existen 3 tipos de skips de cuerpo oscilante, stos son el Jeto, Saunders y Rollamatic. Las diferencias entre estos tipos es el mecanismo para abrir y cerrar la puerta; y la localizacin de la bisagra de la puerta. 32

Fixed body skipEl bote se mantiene fijo mientras se abre una puerta por debajo para descargar el mineral. Existen varios tipos de botes de cuerpo fijo, tales como el Rolla-Chute, the Arc Door, y Sala-Type skip. Ventajas: La nica parte movible es la puerta, este tipo de skips produce menos esfuerzos sobre el castillo, el cuerpo del skip y los cables durante el vaciado, existen menos derrames en las puertas.

Desventajas: requiere un adecuado diseo e inspeccin durante su operacin.33Bibliografa Mineral Processing Technology, An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral,B. A. Wills and T. J. Napier-Munn, sptima edicin Elsevier 2006.

Procesamiento de mineralesMineralurgia I,Ing. Nataniel Linares Gutirrez.

SME Mining Engineering Handbook, Segunda Edicin Volumen 2