Unidad04 Clasificación Seca y Húmeda

Tecsup Virtu@l Concentración de Minerales

Unidad IV Pag. 1

UNIDAD IV

Clasificación Seca y Húmeda


Pag. 2 Unidad IV

ÍndiceUnidad IV: “Clasificación Seca y Húmeda”

1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................ 32. GENERALIDADES ...................................................................................................... 3

2.1. ¿CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE CLASIFICACIÓN SECA Y HÚMEDA?.................. 42.2. CLASIFICACIÓN SECA....................................................................................... 5

2.2.1. PARRILLAS O GRIZZLY........................................................................... 62.2.2. ZARANDAS VIBRATORIAS ...................................................................... 7

2.3. CLASIFICACIÓN HÚMEDA ................................................................................. 92.3.1. CLASIFICADORES MECÁNICOS ..............................................................102.3.2. LOS HIDROCICLONES ...........................................................................12

3. RESUMEN DE LA UNIDAD.........................................................................................16


Unidad IV Pag. 3

UNIDAD IV

“CLASIFICACIÓN SECA Y HÚMEDA”

1. INTRODUCCIÓN

En el procesamiento de minerales, todos los circuitos de conminución en los que se incluyetrituración y molienda se realizan una previa clasificación de los minerales antes de queingresen a la etapa de reducción de tamaño. En algunos circuitos como los abiertos noexiste clasificación previa.

La previa clasificación de tamaños contribuye a dosificar la alimentación a los equipos dereducción, evitando de que ingrese material cuyo tamaño es inferior al setting de la máquinade trituración, o separando material que ya ha cumplido con los márgenes de tamañodeseado.

En el presente capítulo se estudiará los equipos de clasificación de tamaños en los que seincluye los clasificadores en seco y los húmedos.Resulta pues importante la inclusión de clasificadores en los circuitos de conminución a finde optimizar su rendimiento.

OBJETIVOS

• Describir los diferentes tipos de clasificadores en húmedo y en seco.• Identificar los parámetros principales que gobiernan el funcionamiento de los

clasificadores.• Determinar la importancia que tienen los clasificadores en los circuitos de conminución.

2. GENERALIDADES

Fig. 4.1 Parrilla para tamizaje de mineral.


Pag. 4 Unidad IV

Se abarca bajo este capitulo, tanto el tamizaje aplicado más frecuentemente en seco (fig.4.1), en las operaciones de chancado como la clasificación en húmedo (medianteclasificadores mecánicos e hidrociclones, de aplicación en la molienda).

La función de ambas modalidades de clasificación, es la misma: la separación de partículassuficientemente finas del material en proceso de conminución, a fin de que estas puedancorto-circuitar la etapa de conminución en cuyo circuito se encuentra el aparato declasificación, para avanzar a la etapa siguiente.

2.1. ¿CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE CLASIFICACIÓN SECA Y HÚMEDA?

La diferencia entre ambos tipos de clasificación, resideen el hecho que la separación de los tamices ocedazos se efectúa estrictamente según el tamaño dela partícula, mientras que en la clasificación húmeda,la separación tiene lugar según el principio desedimentación, en que intervienen tanto tamaño,como forma y peso de las partículas.

En ambos casos, se aumenta tanto la capacidad comola eficiencia de los procesos de conminuciónrespectivos y se evita (o reduce) la sobremolienda de los finos cuyo efectometalúrgico perjudicial sobre los procesos de concentración consiguientes ha sido yamencionado. En vista de lo expuesto en el párrafo anterior, puede existirsobremolienda en los circuitos de molienda / clasificación húmeda, a pesar de laclasificación húmeda, a pesar de la clasificación, por la tendencia de las partículasfinas pero "pesadas" por ejemplo normalmente de alto contenido metálico, derecircular repetidamente por el circuito antes de ser descargadas.

En general, la separación es más precisa y nítida en los tamices o cedazos que en losclasificadores húmedos. Mientras que en los primeros, el fino o "undersize" que pasapor la malla, prácticamente no arrastra partículas de sobretamaño (salvo casos dedesperfectos mecánicos) el rebalse de los clasificadores húmedos contiene siempreuna producción de sobretamaño, debido a las diferencias de forma y densidad yadescritas, también es mayor el fino en el producto grueso de los clasificadores, que enel de los tamices.

Clasificación

Seca

Húmeda


Unidad IV Pag. 5

2.2. CLASIFICACIÓN SECA

La clasificación seca o tamizado es una operación de clasificación dimensional degranos de mineral de formas y dimensiones variadas, por presentación de estosgranos sobre una superficie perforada que dejan pasar los granos de dimensionesinferiores a las dimensiones de la perforación, mientras que los granos dedimensiones superiores son rechazados y evacuados separadamente. Idealmente laspartículas mayores que las aberturas son retenidas sobre la superficie mientras quelas partículas menores pasan a través de las aberturas.

Figura 4.2 - Esquema de presentación de partículas sobre una superficie detamizado.

Objetivos deltamizado

Separar los fragmentos más gruesoscontenidos en una mezcla de material, yasea para eliminarlos o para ser enviados auna nueva etapa de chancado.

Separar los fragmentos más pequeños,como un producto final o eliminarlos comodeshechos.

Clasificar los productos fragmentados endimensiones comerciales.

Extraer desde la alimentación a unachancadora aquel material que ya cumplecon las especificaciones del producto demodo de aumentar la capacidad yeficiencia de la máquina.


Pag. 6 Unidad IV

Durante el tamizado, la separación por tamaño se produce por la acción de superficiesplanas o curvas, con aberturas de un tamaño definido, sobre las cuales se alimentanel material que se desea tamizar.

La inclinación de la superficie o su movimiento, hará que el material fluya y al mismotiempo sufra una estratificación en las que las partículasgrandes se sitúan en la parte superior, mientras que lasfinas pasarán el lecho de partículas gruesas por losespacios vacíos y llegarán a la superficie del tamizatravesándola si las aberturas son mayores a ellas. Estasección origina dos productos, uno de partículas másgruesas que la abertura del tamiz llamado rechazo uoversize y otro de partículas de tamaño menor a laabertura llamado pasante o undersize.

El tamizaje se efectúa sobre una superficie perforada o tejida en forma de malla dealambre, llamada “cedazo”, que se encuentra montada sobre un marco sólido, dotadogeneralmente de un mecanismo vibrador, que lleva el nombre de “zaranda”.

Cuando la zaranda es del tipo estacionario (normalmente utilizada para tamizarmaterial de un grosor superior a 1 plg.), se le denomina “parrilla”. Su cubierta tendráuna gradiente suficiente para asegurar el avance o transporte del material por tamizary suele estar formada por plancha de acero perforada o de barras y con unesparcimiento adecuado para la separación que se desee realizar.

2.2.1. PARRILLAS O GRIZZLY

Figura 4.3- Gráfico de un grizzly en el chancado primario

Se utiliza para el tamizado de material muy grueso. En su forma más simpleconsiste de una serie de barras paralelas o rieles con aberturas de anchouniforme montadas en un marco ( fig. 4.3). Algunos grizzly emplean cadenasen lugar de barras y algunos son agitados o vibrados en forma mecánicaparta ayudar la separación.


Unidad IV Pag. 7

Los gizzlies pueden ser horizontales o inclinados (35 a 45º) para ser usadosantes de chancadoras o correas transportadoras. Su mayor aplicación en elprocesamiento de minerales es en la preclasificación de la alimentación dechancadoras primarias. Si la chancadora tiene un producto de 10 cm,entonces la alimentación se hace pasar sobre un grizzly con barrasespaciadas 10 cm para remover el bajo tamaño. El flujo de material es en ladirección de las barras para facilitar el flujo y reducir la obstrucción de lasaberturas.

2.2.2. ZARANDAS VIBRATORIAS

Son los tamices que mayor aplicación en el procesamiento de minerales;están constituidos por tales metálicas o placas perforadas, montadas sobrearmazones que vibran a gran velocidad (1000 a 3600 ciclos/minuto), conoscilaciones de 1/8’’ a ½’’ que originan movimientos circulares, elípticos o devaivén en un plano oblicuo a la superficie del tamiz (fig. 4.4). El movimientopermite que las partículas pueden estratificarse y entrar en contacto con lasuperficie tamizante y al mismo tiempo que el material pueda avanzar sobrela superficie.

Fig. 4.4 (a) Principales elementos de una zaranda vibratoria.


Pag. 8 Unidad IV

Se acuerdo a su disposición respecto a la horizontal, los tamices vibratoriosse clasifican en:

• Horizontales, en los cuales el movimiento de la superficie tamizanteocurre en una dirección oblicua a su superficie. Este movimiento produceel avance del material.

• Inclinados, aquellos en los que la superficie tamizante se encuentrainstalada con una pendiente que puede oscilar entre 15º y 35º. Lainclinación, justamente con el movimiento elíptico o circular del tamizoriginan un desplazamiento.

IMPORTANTE

Las zarandas vibratorias también se distinguen por él numerode cubiertas: Existen zarandas con 1, 2 o 3 cubiertas, cadacual con su respectivo tamiz cuya abertura es cada vez máspequeña en la cubierta inferior y mayor en las cubiertassuperiores. Debido a la multiplicación de la superficie detamizaje, aumenta la capacidad de la zaranda (aunque noproporcionalmente, ya que las cubiertas inferiores pierdencapacidad por su poca accesibilidad a ser limpiadas ymantenidas destapadas).

TAMICES VIBRATORIOS

HORIZONTALES INCLINADOS


Unidad IV Pag. 9

Fig. 4.5 Gráfico de una zaranda vibratoria de 2 niveles

2.3. CLASIFICACIÓN HÚMEDA

La clasificación húmeda es un método de separación de mezclas de minerales en 2 omás productos teniendo como base la velocidad con que caen las partículas a travésde un medio fluido. En el procesamiento de minerales, generalmente este medio es elagua y la clasificación en húmedo se aplica a partículas lo suficientemente finas paraser separadas eficientemente por cribado.

La clasificación interviene en varias fases de la preparación de los minerales yparticularmente en la sección de molienda. En efecto, en la descarga del molino todaslas partículas no son del mismo tamaño, hay partículas gruesas que la malla deliberación y entonces estas deben ser remolidas. En este caso los clasificadores tienenla finalidad de separar las partículas suficientemente finas para ser separadas de laspartículas demasiado gruesas que deben ser remolidas y, además, éstos últimos nodeben retornar al molino con una demasiada cantidad de agua si la molienda es porvía húmeda.


Pag. 10 Unidad IV

Función de los clasificadores:

• Evita una remolienda inútil de partículas que ya tienen la granulometría deseada.• La eficiencia de los molinos y su rendimiento se ve grandemente aumentado.

En la mayor parte de los casos los clasificadores obtienen dos productos:

• Un rebose (overflow) constituido por partículas finas.• Unas arenas (underflow) constituido por partículas gruesas.

Tipos de clasificadores:

Existen una serie de tipos de clasificadores, desde aquellos aparatos más elementalesen los que la separación es aproximada, hasta aquellos automáticos que permitenefectuar una separación casi rigurosa de partículas.

2.3.1. CLASIFICADORES MECÁNICOS

Los clasificadores mecánicos son muy utilizados en separación de mineraleslos mismos que trabajan en circuito cerrado con los molinos (fig. 4.6).

Estos aparatos están constituidos por una caja de sedimentación larga yrelativamente estrecha, generalmente construidos de fierro o acero,inclinado de 12º a 20º sobre el horizontal, cerrado en la parte inferior yabierto en la parte superior.

CLASIFICADORESMECANICOS

CLASIFICADORES DERASTRILLO

CLASIFICADORES DEESPIRAL


Unidad IV Pag. 11

Fig. 4.6 Esquema de clasificadores mecánicos (espiral y rastrillo).


Pag. 12 Unidad IV

CLASIFICADORES DE RASTRILLOS

En estos clasificadores, los rastrillo se mueven animados de un movimientoalternativo que arrastra gradualmente a las arenas depositadas hacia elpunto de descarga situada en la parte superior del aparato. Los mecanismosde comando de los rastrillos son numerosos y todos ellos se encuentrancolocados encima del nivel de la pulpa. Las partículas gruesas asíprogresivamente llevadas hasta un punto de descarga, contienen en esemomento 20 a 30% de agua.

Las partículas finas se encuentran en suspensión en una pulpa por laagitación causada por la velocidad de alimentación y por el movimiento delos rastrillos y las mismas son arrastradas por la corriente de pulpa por elrebose ubicado en la parte inferior del aparato.

CLASIFICADORES DE ESPIRALES

En un clasificador de espirales, el sistema de elevación de las arenas esefectuado en forma continua por un espiral helicoidal que gira lentamente(+15 vueltas por minuto). La hélice formada por una cinta de acero envuelvea un eje.

La alimentación de la pulpa se realiza por un costado de la caja o sobreambos costados. La agitación en la cuba es muy poca por lo que permite laclasificación fina (hasta 80 micrones).

2.3.2. LOS HIDROCICLONES

Los clasificadores (fig. 4.3) producen una separación similara la anterior, por la aceleración centrifuga ejercida por latrayectoria circular de la pulpa, bombeando bajo presión alaparato dentro de éste.

En consecuencia con lo anterior, la principal diferencia entreambos tipos clasificadores húmedos estriba en el tamañofísico del equipo. Son más compactos los hidrociclones,

incluyendo sus bombas, tanques de alimentación, etc., que los clasificadoresde rastrillo o espiral, cuya área de “pool” y mecanismo de transporte de lasarenas, significan un volumen mayor y, por ende, un mayor costo demantenimiento.

Aunque tanto hidrociclones como clasificadores mecánicos seanmetalúrgicamente equivalentes, con técnicas de control similares y lasmismas fórmulas para calcular eficiencias y cargas circulantes, etc., no cabeduda que a medida que aumenta la capacidad de tratamiento de la planta, yel tamaño de sus unidades de molienda y clasificación, las ventajasmecánicas y económicas de los hidrociclones son cada vez más decisivos,hasta tal punto que en proyectos nuevos rara vez se especifiqueclasificadores mecánicos.


Unidad IV Pag. 13

Mecanismo de un hidrociclón

Aparato estático de operación continua que realiza la fuerza centrífuga paraacelerar la velocidad de asentamiento de las partículas contenidas en unapulpa.

Consiste en un recipiente de forma cónica, abierto en su ápice o descargaque está unido a una sección cilíndrica, la cual tiene una entrada dealimentación tangencial.

Su principio de clasificación se basa en alimentar la pulpa a clasificar enforma tangencial a la altura de la parte cilíndrica originando un torbellino a lolargo de la superficie interior, que arrastrará partículas gruesas a la descarga(underflow) situada en la parte inferior del vértice cónico (APEX).

El líquido contenido en los finos es forzado a evacuado el ciclón por la partesuperior que se comunica con la tubería del rebose (VORTEX) formando untorbellino interno.

El funcionamiento de un hidrociclón está afectado por varias variables entrelos que destacan:

VARIABLESRELACIONADASCON EL CICLÓN

DIÁMETRO DEL CICLÓN

DIÁMETRO DEL VORTEX

DIÁMETRO DEL APEX

LONGITUD DE LA PARTECILÍNDRICA

ÁNGULO DE INCLINACIÓN


Pag. 14 Unidad IV

Figura 4.7 Corte de un hidrociclón.

PORCENTAJE DESÓLIDOS

VARIABLESRELACIONADASCON LA PULPA

MINERAL

DENSIDAD DE SÓLIDOS

CAUDAL ALIMENTADO

PRESIÓN DEALIMENTACIÓN


Unidad IV Pag. 15

Partes de un hidrociclón

Cámara cilíndrica de alimentación (A) a la que la pulpa ingresatangencialmente a presión por la tubería de alimentación (B). Esta partecilíndrica está provista en su parte superior de un diagrama llamada vórtexfinder (C) que luego se prolonga a través de una tubería (D) por dondeserán evacuados los productos finos de la clasificación (rebose). Ver fig. 4.8

Sección cilíndrica (E) que se transformará en la parte inferior en un cono (F)que termina en una boquilla (G) por donde son evacuados los productosgruesos (descarga). Esta boquilla recibe el nombre de apex.

Un hidrociclón se especifica por el diámetro de la cámara cilíndrica dealimentación Dc, siendo las dimensiones restantes funciones de estamagnitud.

El vortex tiene un diámetro Do, que oscila entre el 30 al 40% del diámetroDc y penetra hasta la sección cilíndrica para evitar los cortocircuitos quepodrían arrastrar partículas gruesas al rebose.

Parámetros básicos en un ciclón

El parámetro más importante es el diámetro de ciclón. Esto es el diámetrointerno de la cámara cilíndrica que recibe la alimentación.

El siguiente parámetro en importancia es el área de tubo de ingreso, este esgeneralmente un orificio rectangular con la dimensión mayor paralela al ejedel ciclón. El área básica se considera generalmente como 0,05 veces alcuadrado del diámetro del ciclón.


Pag. 16 Unidad IV

3. RESUMEN DE LA UNIDAD

Las operaciones de concentración de minerales requieren en sus circuitos una clasificaciónprevia de los materiales, la cual se puede llevar a cabo en las etapas de trituración omolienda (conminución). La clasificación puede ser realizada en seco, en las operaciones dechancado o puede haber clasificación húmeda en los circuitos de molienda.

La función de ambas modalidades de clasificación es la misma: la separación de partículassuficientemente finas del material en proceso de conminución, a fin de que estas puedanevitar la etapa de reducción de tamaño, en cuyo circuito se encuentra el aparato declasificación para avanzar a la siguiente etapa.

Dentro de la clasificación seca existe zarandas del tipo vibratoria y zarandas horizontales.La clasificación en húmedo se realiza en clasificadores mecánicos del tipo rastrillo yhelicoidal. Sin embargo en la actualidad ha cobrado vigencia el uso de los hidrociclones, elcual es un aparato que utiliza fuerzas centrífugas para clasificar sólidos contenidos en unapulpa.

Estos clasificadores son muy versátiles y presentan variadas ventajas respecto a losclasificadores convencionales mecánicos.

FIN DE LA UNIDAD

Documents

Unidad04 Clasificación Seca y Húmeda