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Produciendo Futuro
SERVICIO DE FORMACIÓN PARA ÁREAS DE LA SUPERINTENDENCIA GENERAL CONCENTRADORA DIVISIÓN CODELCO NORTE
CURSOS DE CAPACITACIÓN TÉCNICA OPERACIÓN SISTEMA HIDROCICLONES CONC_MOL_05
PRESENTADO POR APIRES S.A. Julio 2006
Programa de Actividades
Temáticas Programa Capacitación DCN
APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
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Flotación colectiva Molienda SAG y clasificación Reactivos planta de molibdeno Molienda convencional y clasificación Sistema de Hidrociclones Espesamiento Remolienda de mineral Alimentadores Circuito de aguas industriales
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Programa de Actividades
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Desde
Hasta
Día 1 (Yalquincha)
Día 2 (Yalquincha)
08:00
08:30
Presentación
Generalidades Molienda
08:30
09:00
Evaluación Diagnóstico
Generalidades Molienda
09:00
09:30
Conceptos Básicos
Clasificación
09:30
10:00
Conceptos Básicos
Clasificación
10:00
10:30
Coffe Break
Coffe Break
10:30
11:00
Conceptos Básicos
Clasificación
11:00
11:30
Conceptos Básicos
Clasificación
11:30
12:00
Conceptos Básicos
Clasificación
12:00
13:00
Almuerzo
Almuerzo
13:00
13:30
Conceptos Básicos
Clasificación
13:30
14:00
Conceptos Básicos
Clasificación
14:00
14:30
Ejercicios de Aplicación
Clasificación
14:30
15:00
Ejercicios de Aplicación
Clasificación
15:00
15:30
Coffe Break
Coffe Break
15:30
16:30
Resumen
Resumen
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Programa de Actividades
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Desde
Hasta
Día 3 (Yalquincha)
Día 4 (Terreno)
7:00
7:30
Evaluación Teórica
Inicio y Coordinación
7:30
8:00
Objetivos Planta
Visita a Terreno
8:00
8:30
Diagrama de Flujo
Visita a Terreno
8:30
9:00
Lazos de Control
Visita a Terreno
9:00
9:30
Variables Operacionales
Visita a Terreno
9:30
10:00
Coffe Break
Visita a Terreno
10:00
10:30
Variables Operacionales
Visita a Terreno
10:30
11:00
Operación de Planta
Taller Desarrollo Procedimientos
11:00
11:30
Listado de Inspecciones
Taller Desarrollo Procedimientos
11:30
12:00
Almuerzo
Taller Desarrollo Procedimientos
12:00
13:00
Fallas más Comunes
Almuerzo
13:00
13:30
Fallas más Comunes
Evaluación Práctica
13:30
14:00
Seguridad y Medioambiente
Evaluación del Relator y Curso
14:30
15:00
Coffe Break
Término Curso
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Tabla de Contenidos
Introducción
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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Introducción
Necesidad
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Para la División Codelco Norte (DCN) resulta extremadamente importante la formación, tanto teórica como práctica de sus trabajadores.
Cumpliendo con estas necesidades DCN, entrega una adecuada respuesta a los compromisos de desarrollo asumidos en sus Planes de Desarrollo Individual (PDI).
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Introducción
Objetivos Generales
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El presente curso, pretende entregar las herramientas técnicas necesarias, para cumplir con los objetivos planteados por DCN, específicamente en lo referente a las competencias asociadas a: Operar Sistemas de Hidrociclones
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Objetivos Específicos
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Introducción
Al finalizar el curso los asistentes serán capaces de: Explicar los conceptos básicos involucrados en los procesos de clasificación de pulpas minerales Entender y comprender los principios de operación y control de las principales variables del proceso de clasificación por hidrociclones. Identificar los hidrociclones. Reconocer
las
componentes fallas
más
principales
de
los
comunes
de
los
hidrociclones. Reconocer los principales aspectos ambientales y
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de seguridad relacionados con clasificación en hidrociclones.
el
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proceso
de
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Alcance
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El presente curso está enfocado al proceso de clasificación de minerales, particularmente a:
Clasificación en Hidrociclones
Específicamente, nos referiremos a los procesos de clasificación que se llevan a cabo en las concentradoras A0, A1 y A2 de DCN. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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Generalidades Molienda
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Clasificación Separación de Tamaños Generalidades Clasificación Hidrociclones
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Molienda/ Generalidades
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Debido a la intima relación existente entre los hidrociclones y los molinos rotatorios, se presenta una breve descripción del proceso de molienda. Proceso de Chancado Partículas “gruesas”, generalmente mayores que ½ pulgada Proceso de Molienda Partículas “finas” generalmente menores a ½ pulgada (Excepto Molienda SAG) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Fundamentos Teóricos
Molienda/ Generalidades
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Otra clasificación dentro del proceso de reducción de tamaño, tiene relación con la vía de tratamiento. Se tienen dos grandes grupos, los cuales se diferencian entre sí, por las etapas que los componen. Vía SAG
Vía Convencional
Chancado Primario
Chancado Primario Chancado Secundario
Molienda SAG (Primaria-Secundaria)
Chancado Terciario Molienda Primaria Molienda Secundaria
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Remolienda
Remolienda
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Una tercera clasificación del proceso de reducción de tamaño dice relación con la secuencia en el proceso productivo. A grandes rasgos se puede decir que existen tres (3) tipos:
Molienda Primaria Molienda Secundaria Molienda de Repaso
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Molienda/ Generalidades
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Una última clasificación del proceso de molienda, tiene relación con el tipo de molino utilizado (según los medios de molienda). De esta manera se tiene: Molienda de Barras Molienda de Bolas Molienda Autógena o Semiautógena
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Proceso de Molienda
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La molienda es la etapa final del proceso de conminución o reducción de tamaño de la mena sulfurada. La molienda, es una operación unitaria, que permite la reducción de tamaño de las partículas de mena, para su posterior beneficio (generalmente en plantas de flotación). La reducción de tamaño se produce por una combinación de impacto y abrasión. Se puede realizar ya sea vía seca o húmeda (pulpa) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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El principal objetivo de la molienda es liberar las especies valiosas de la ganga presente en la mena, para su posterior concentración. Por especies valiosas se entiende, por ej: cobre y molibdeno. Por ganga, se entiende el material estéril (principalmente SiO2) También se considera como un objetivo, específicamente en la REMOLIENDA de concentrados (plantas de flotación), el hecho de aumentar el área superficial disponible para reacción química (con la lechada de cal). Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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La mena generalmente se alimenta en forma continua al molino a través del muñón de un extremo y el producto molido sale por el muñón del extremo opuesto (excepto en molinos con descarga periférica).
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Alimentación
Descarga
Todos los tipos de molinos pueden utilizarse por vía húmeda (pulpa) o seca, mediante modificaciones en los sistemas de carga y descarga Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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A diferencia del proceso de chancado, que se efectúa entre superficies relativamente rígidas, la molienda es un proceso aleatorio que está sujeto a las leyes de probabilidad. El grado de molienda de una partícula de mineral depende de la probabilidad que esta llegue a una zona en que actúa el medio de molienda y la probabilidad que ocurra algún efecto o evento de molienda.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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La molienda generalmente se realiza en molinos de forma cilíndrica o cilindro-cónica, los cuales giran alrededor de su eje horizontal. Los molinos contienen una carga de cuerpos “sueltos”, conocidos generalemente como “medios de molienda”, los cuales permanecen libres para moverse al interior, a medida que el molino gira, produciendo de esta manera la conminución de partículas de mena.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Los principales molienda” son:
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“medios
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de
Barras de acero Bolas de acero Materiales cerámicos Guijarros de roca dura o Guijarros de la misma mena Dichos “medios de molienda” determinan la identificación del tipo de molino. Así se distinguen: molinos de barras, molinos de bolas, molinos autogenos, semiautógenos, etc.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Molino de Bolas
Molino de Barras
Molino SAG
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Molienda/ Proceso de Molienda
Norte
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Estructuralmente cada uno de estos equipos esta compuesto por: Sistema motriz Casco cilíndrico o cónico Extremos Revestimientos Muñones
Casco
Sistema Motriz Revestimientos Muñones
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Extremos
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Sistema Motriz Sistema Piñón-Corona Usado en los molinos de bolas y barras hasta potencias del orden de 7000 hp.
Detalla Piñón-Corona
Conexión Motor Principal
Motor Sistema Inching
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Sistema Gearless (tipo añillo) Usado en los molinos de SAG, y en los molinos de bolas de altas potencias (15000 hp). Este motor se caracteriza porque el rotor esta adjunto al cilindro del molino (solidario al molino) y el estator esta montado alrededor de éste. Estator
Rotor adjunto a molino
Estos molinos tienen la particularidad de ofrecer sistemas de variación de la velocidad (e incluso de inversión de giro)
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Molienda/ Proceso de Molienda
Norte
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Casco
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Casco
El casco del molino está diseñado para soportar impactos y carga pesada, esta construido de placas de acero forjadas y soldadas. Tiene perforaciones para introducir los pernos de fijación de los revestimientos. Las cabezas de los muñones se fijan al casco mediante grandes flanges de acero soldados al extremo del cilindro. Normalmente tiene 1 o 2 escotillas de (manholes)
Flange
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Extremos o Cabezales
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Los extremos o cabezales de los muñones pueden ser de fierro fundido o nodular para diámetros menores de 1 metro.
Norte
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Extremo de Carga Molino Bolas
Extremo de Descarga Molino SAG
Diámetros mayores exigen la construcción de acero fundido, el cual es relativamente liviano y puede ser soldado. Pueden ir soldados a la carcasa (sin flanges) o bien unidos a través de flanges. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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El cilindro, que incluye los medios de molienda, es soportado por muñones huecos fijos a las paredes laterales, de modo que puede girar en torno a su eje. El diámetro del molino determina la presión que puede ejercer el medio de molienda en las partículas de mena. En general, mientras mayor tamaño de alimentación, mayor debe ser el diámetro del molino. La longitud en conjunto con el diámetro determinan el volumen y por consiguiente la capacidad del molino. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Los molinos se identifican por las dimensiones internas de diámetro (D) y longitud (L), en la forma D x L. Generalmente se considera para efectos de identificación del molino, el uso de la longitud efectiva de molienda (de las siglas en inglés, effective grinding length, EGL) en vez de la longitud total (L). En el proceso de molienda, partículas entre 5 a 250 mm son reducidas a tamaños entre 10-300 micrones
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Molienda/ Proceso de Molienda
Vista Elevación Molino Rotatorio Típico Longitud Muñón Alimentación
Longitud Molino (L)
Diámetro Molino (D)
Extremo Alimentación APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Longitud Efectiva de Molienda (EGL)
Extremo Descarga
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Revestimientos y Lifters Los revestimientos y lifters (elementos de desgaste) son las caras internas de trabajo del molino y tienen por función. Proteger el molino (impactos, abrasión) Transferir energía a la carga (promover movimiento favorable) Funciones de transferencia de pulpa Parrillas: retención, clasificación y nivel de pulpa Descargadores de pulpa: (pulp lifters). APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Molienda/ Proceso de Molienda
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El costo de los revestimientos es relevante (10-15%) en la estructura de costos operacionales de la molienda, como se verá más adelante. No solo por lo que significa en costos directos del insumo (acero u otro), sino además en lo que implican las detenciones para realizar el cambio de dichos revestimientos desgastados (pérdidas de producción, HH, etc.). Por ende una adecuada elección es extremadamente importante para maximizar su vida útil y por ende maximizar la producción. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Lifters (Levantadores de carga)
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Para evitar que la carga (mineral y medios de molienda) se deslice “como un todo” por la superficie interior del molino, resulta imprescindible el uso de barras levantadoras ("lifter") ó lainas corrugadas al interior del molino.
De esta manera puede tener lugar la elevación y caída de los cuerpos moledores sobre la carga de mineral a ser reducido de tamaño. Los revestimientos y lifters (levantadores de pulpa) pueden tener una gran variedad de formas, lo cual va directamente relacionado con el tipo de molino a utilizar. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.36
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Fundamentos Teóricos
Molienda/ Proceso de Molienda Efecto caída carga interior molino para distintos tipos de revestimientos e igual velocidad de rotación.
Wave
Hi-Lo Rectangular Lifter Profile
Smooth Hi-Lo
Shiplap Wave
Rectangular Lifter Profile APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Norte
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Bevel
Bevel
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Molienda/ Proceso de Molienda
Fundamentos Teóricos
Sellado de los Revestimientos
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Espacios
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entre
En busca de minimizar el tiempo y esfuerzo requerido para la remoción de los revestimientos desgastados y prevenir la acumulación de material en las junturas, generalmente se utiliza una pieza conocida como “WEDGIT”. El wedgit es un trozo de goma (utilizable en más de un cambio de revestimientos) de forma triangular instalado en el espacio entre dos revestimientos.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Beneficios de su uso Reducción del tiempo de retiro de revestimientos gastados Eliminación del “torche” de los revestimientos (alto riesgo para mantenedores)
Wedgit APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Movimiento de Carga Cuando el molino gira, los medios de molienda son elevados en el lado ascendente (ayudado por los lifters), hasta que se produce una situación de equilibrio dinámico entre las fuerzas centrífuga y de gravedad sobre dichos medios de molienda, generándose dos tipos de movimiento:
Catarata (caída libre) APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Cascada (rodando) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Zona Vacía
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Caída en Catarata
Fc Zona Muerta Zona de Impacto
Fg Caída en Cascada Zona de Abrasión
Pie de Carga La magnitud del elevamiento que sufren los medios de molienda depende de la velocidad de rotación del molino y del tipo de revestimiento. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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A velocidades bajas o con revestimientos lisos, los medios de molienda tienden a caer en cascada, resultando una molienda principalmente abrasiva (producto fino y alto desgaste de revestimientos).
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Simulación Computacional Movimiento Interior Carga
En cambio a velocidades de rotación altas y en presencia de revestimientos apropiados, los medios de molienda caen en catarata sobre la carga (describiendo una serie de parábolas). Aquí se produce molienda por impacto y un producto más grueso con menos desgaste de los revestimientos. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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La velocidad crítica (Cs) del molino es la velocidad mínima a la cual la capa exterior de medios de molienda, se adhiere a la superficie interior del cilindro debido a la fuerza centrífuga. A esta velocidad la fuerza centrífuga es justo balanceada por el peso de los medios de molienda.
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Fc
Fg
La velocidad de los molinos, normalmente se expresa como porcentaje de la velocidad crítica, siendo el rango de operación entre 65 – 82% de Cs Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Dependiendo de las unidades, la velocidad crítica queda expresada como:
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Cs
Cs
42,3
Dinterior (mt) 76,63
Dinterior (pies)
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(rpm)
(rpm)
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100% Cs 80% Cs
50% Cs 60%Cs
70% Cs
Caída carga interior molino, para distintas velocidades de rotación e idéntico tipo de revestimiento Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Consideraciones sobre Cs Velocidades bajas se utilizan, generalmente cuando no puede obtenerse capacidad total del molino. Se consume poca potencia y el producto de molienda es fino (exceso de lamas) Velocidades muy altas generalmente se utilizan para molienda gruesa con alta capacidad. Alto consumo de potencia, y posible daño a zona de revestimientos del molino. A la velocidad crítica teóricamente los medios de molienda caen fuera del pie de carga (sobre el revestimiento)
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Circuitos de Molienda Los circuitos de molienda, se utilizan para reducir el tamaño de las partículas de mena, al tamaño requerido para su posterior beneficio. La molienda puede ser húmeda o seca (en seco se requiere cuando hay potenciales reacciones no deseadas del mineral con el agua). La molienda seca produce menos consumo de acero (revestimientos y medios de molienda) generando una alta fracción de finos (deseable en algunos casos)
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Menor consumo especifico de energía. Mayor capacidad específica La mayor parte de las menas sulfuradas se procesan vía húmeda, las ventajas son:
Posibilita uso de harneado en húmedo o clasificación por hidrociclones (mejor control de producto) Elimina problema ambiental (polvo en suspensión)
Posibilita el uso de sistema de transporte sencillos (bombas, canaletas, cañerías, etc.) Sirve de base como alimentación directa a proceso siguiente (flotación)
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La tendencia general en la industria minera es hacia la simplificación de los diagramas de flujo (flowsheets), usando pocos circuitos en paralelo con equipos de gran tamaño. Esto se debe principalmente a los ahorros en capital y costos de operación y mantenimiento asociado.
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Los equipos principales utilizados en los circuitos de molienda son:
Molinos Rotatorios Equipos de clasificación Bombas Correas transportadoras
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Los circuitos en paralelo aumentan la flexibilidad del sistema, puesto que cada unidad individual puede detenerse, o la alimentación puede variarse, sin mayor impacto en el diagrama de flujos. La molienda en una sola etapa es difícil de realizar, ya que se requiere usar bolas relativamente grandes, para moler la alimentación gruesa, las cuales pueden no ser eficientes para tamaños finos. La molienda en multi-etapas, (molinos en serie), se utiliza para producir el tamaño adecuado, procesando el material sucesivamente en distintos molinos.
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En operaciones en circuito cerrado no se intenta alcanzar toda la reducción de tamaño en una pasada por el molino. El énfasis se concentra en tratar de sacar el material desde el circuito tan pronto alcance el tamaño deseado, aumentando de esta manera la capacidad (hasta 35% de aumento en circuito cerrado versus circuito abierto).
La molienda en circuito cerrado reduce el tiempo de residencia de las partículas en cada paso, eliminando el exceso de molienda (generación de finos, lamas, etc. que afectan el proceso de flotación) e incrementando la energía disponible para molienda útil. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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El material retornado al molino se denomina “carga circulante” y se expresa como un porcentaje de la alimentación fresca (ó producto).
La carga circulante óptima, para un circuito en particular, depende de la capacidad del clasificador y del costo de transporte de dicho flujo hasta el molino (bombeo de altos flujos generalmente). Comúnmente está en el rango de 100 - 400%, llegando a valores cercanos a 600% en casos particulares.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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La molienda tiene un gran impacto en la estructura de costos del procesamiento de minerales.
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Energía Consumida Concentradoras de Minerales Sulfurados (Kwh/ton) Flotación 16%
Chancado 13%
Molienda 71%
Valores Referenciales
Generalmente es la etapa limitante que determina la capacidad de las plantas de beneficio.
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Además como se explicó anteriormente, desde el punto de vista energético la molienda es una operación altamente ineficiente, ya que sólo una parte muy pequeña de la energía suministrada se emplea efectivamente en la reducción de tamaño.
La energía se ocupa principalmente en: Deformación elástica de la máquina Deformación elástica de las partículas antes de la fractura Ruido, calor y vibraciones entre otras
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Molienda/ Proceso de Molienda
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Se puede decir que las plantas caracterizan, en general, por:
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de
molienda
Altos costos de capital
Alto costo mantenimiento Baja energética
de
se
Energía 34% Remuneraciones 3%
eficiencia
Alto consumo de acero (bolas, barras, lifters, etc.)
Servicio de Apoyo 22%
Bolas 16% Agua Depreciación 4% 10%
Lifters y Revest. 11%
Estructura de Costos Planta de Molienda (Valores Referenciales) APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Generalidades Molienda
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Clasificación Separación de Tamaños Generalidades Clasificación Hidrociclones
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Generalidades Molienda
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Clasificación Separación de Tamaños Generalidades Clasificación Hidrociclones
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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En procesamiento de minerales, existen dos tipos básicos de separadores de tamaño:
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Harneros Se utilizan para separación de tamaños en material grueso (circuitos de chancado principalmente) Clasificadores Se utilizan para separación de tamaños de material fino (pulpas en circuitos de molienda principalmente). A continuación se presenta una breve descripción del proceso de harneado, para luego estudiar el proceso de clasificación por hidrociclones. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Harneado
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El harneado es una operación unitaria muy parecida al tamizaje (visto en capítulos anteriores del presente curso). Es decir la separación de partículas basada en su tamaño se logra usando una superficie perforada. Idealmente las partículas mayores que las aberturas son retenidas sobre la superficie, en cambio las partículas menores (al menos 2 dimensiones menores) pasan a través de las aberturas.
La diferencia entre el tamizado y el harneado es que este ultimo es un proceso continuo usado a escala industrial, en cambio el tamizado es un proceso Batch, con aplicación casi exclusiva para laboratorios Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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En ambos procesos (harneado y tamizaje) la separación se basa en las diferencias de tamaño no importando las diferencias en peso de ellas.
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Se usan principalmente el circuitos de chancado y sus principales objetivos son: Impedir que material tamaño pase a la siguiente.
sobre etapa
Extraer material que cumple con especificaciones de tamaño
El harneado en seco se usa generalmente para tamaños gruesos. En cambio en húmedo deben harnearse tamaños más finos (10-35 # Ty) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Acción de Harneado
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El harneado es efectuado por presentación continua del material a ser separado a una superficie perforada o malla que tiene un movimiento relativo con respecto a la alimentación. El material a separar se alimenta en un extremo del harnero. El movimiento excéntrico del equipo resulta en el desplazamiento del material a través del harnero produciendo dos corrientes: Sobre tamaño (oversize) y Bajo tamaño (undersize) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Debido a la forma irregular de las partículas fracturadas en los procesos de conminución y a la existencia de tamaños críticos (tamaños cercanos a la abertura de la superficie de harneado), se puede decir que: La probabilidad que estas partículas se reporten en la corriente de sobre tamaño o la corriente de bajo tamaño, depende de la orientación con que dichas partículas enfrenten la superficie de harneado.
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En la práctica, lo que ocurre es la formación de un lecho de partículas sobre la superficie de harneado. La estratificación, es la diferenciación de material de acuerdo a su tamaño, es decir: las partículas grandes permanecen en la parte superior del lecho, en cambio las partículas pequeñas se filtran a través de los intersticios hasta llegar a la superficie de harneado.
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Existe un espesor optimo para el lecho de manera que se genera estratificación adecuada. De esta manera, para un flujo de alimentación conocido, se debe seleccionar el ancho adecuado del harnero. Una regla general para un buen harneado dice: “la profundidad del lecho en el extremo de descarga del harnero debe estar entre 3 y 4 veces la abertura de la superfice de harneado”. En el extremo de alimentación puede ser mayor.
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Lecho Pequeño (poca estratificación)
Lecho Óptimo (Buena estratificación)
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Efectividad de un Harnero
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La efectividad del un harnero se evalúa a través de la capacidad y la eficiencia. La capacidad es la cantidad de material con que se alimenta al harnero por unidad de tiempo. En cambio la eficiencia esta dada por el grado de perfección de la separación del material en dos fracciones; sobre tamaño y bajo tamaño.
La eficiencia esta basada en cantidad de material mal ubicado (cortocircuito)
Se puede aumentar capacidad, pero es probable que sea a expensas de la eficiencia, por esto ambos parámetros deben ser evaluados de modo de alcanzar un óptimo mutuo.
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Eficiencia de recuperación del bajo tamaño
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ηu
s
tph finos en bajo tamaño * 100 tph finos en alimentación
ηu s
F (tph), f
U * (1 u) (c f)* (1 u) * 100 * 100 F * (1 f) (c u)* (1 f) C (tph), c
ηu
s
(c f) * 100 c * (1 f)
Si harnero no tiene aberturas deformadas o rotas (u=0)
U (tph), u
f,u y c son las fracciones de material mayor que las aberturas del harnero y que se reportan en cada una de las corrientes. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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La corriente de material sobre tamaño siempre tendrá una fracción de material bajo tamaño (cortocircuitado). No existe un harnero capaz de eliminar todo el fino de la corriente sobre tamaño. Estas expresiones de eficiencia, no dan cuenta de la dificultad para separar partículas. Por ejemplo un material compuesto por partículas de tamaño critico es mas difícil de separar que un material con fracciones gruesas, finas e intermedias bien definidas. Por este motivo, existen criterios de eficiencia basados solo en el tamaño critico en la alimentación. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Factores que afectan efectividad del harnero
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la
Velocidad de alimentación. Afecta la capacidad del harnero y la profundidad del lecho, por ende a la estratificación. Movimiento del harnero La amplitud, frecuencia y dirección del movimiento afectan el proceso de formación del lecho y por ende la estratificación.
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Pendiente del harnero En un harnero multi-pendiente (banana) se acelera el proceso de harneado, es decir las partículas bajo tamaño rápidamente aparecen en la corriente correcta.
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Harnero horizontal v/s harnero multi-pendiente
Humedad superficial Alta humedad impide la estratificación y tiende a cegar las aberturas del harnero.
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Tipo de superficie de harneado, área y forma de las aberturas. La forma y tamaño de las aberturas es relevante, para efectos de realizar la separación de partículas de geometría variable. Naturaleza del material a harnear Dureza, forma de partículas, peso especifico tiene relevancia. Desgaste, estratificación y eficiencia de harneado se ven influenciados fuertemente por estas características.
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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% de área abierta respecto al área total
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Definida como la razón del área neta de las aberturas al área total de harneado. A menor área de ocupación del material del harnero, mayor probabilidad que las partículas alcancen una abertura. % de tamaño critico Estas partículas de tamaño entre ¾ - 1,5 veces la abertura del harnero, son de extrema importancia para la eficiencia del harnero ya que tienden a cegar las aberturas, reduciendo el área de harneado.
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Tipos de Harneros Los harneros clasifican en: móviles.
industriales estacionarios
se y
Harneros Estacionarios Grizzly Sieve curvos)
Bend
(harneros
Harneros Móviles Rotatorios (Trommel)
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Vibratorios bananas)
(horizontales,
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Grizzly
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Consiste en una serie de barras (o cadenas) paralelas colocadas sobre una estructura. Los grizzlies pueden ser horizontales o inclinadas (35º a 50º). Mientras mayor es la inclinación, mayor es el paso el material, pero su eficiencia es menor. La alimentación fluye hacia abajo de las barras para ayudar al flujo y disminuir el atascamiento.
El uso más común de estos equipos en procesamiento de minerales, es para preclasificar la alimentación del chancador primario.
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Sieve Bend (Harneros Curvos)
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Son harneros curvos usados para harneado en húmedo de material fino. Son equipos de alta capacidad, que utilizan una superficie cóncava formada por barras horizontales en forma de cuña (en ángulo recto con el flujo de pulpa). La pulpa entra por la parte superior de la superficie en forma tangencial, y fluye hacia abajo en una dirección perpendicular a la abertura entre las barras. En este equipo la clasificación se relaciona solamente con el tamaño de la particula (independiente de la gravedad especifica u otra propiedad.)
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Rotatorios (Trommel)
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El trommel es un harnero cilíndrico rotatorio, compuesto por una malla metálica. Se encuentra ligeramente inclinado y puede usarse en seco o en húmedo para tamaños entre 6-55 mm. Tiene poca capacidad (se usa una parte de la superficie de harneado).
El material es alimentado por un extremo del tambor. El bajo tamaño pasa a través de las aberturas de la rejilla y el material sobre tamaño descarga por el extremo opuesto.
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Se utiliza generalmente en la descarga de los molinos de bolas de los circuitos de molienda SAG.
El trommel puede ser fabricado para entregar productos de diferentes medidas. El problema mayor es que la malla fina se gasta rápidamente (toda la carga pasa por ella).
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Vibratorios
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Los harneros vibratorios son los más utilizados en plantas de beneficio de minerales.
Consisten básicamente en una superficie inclinada, constituida por una malla de acero o es de goma (o poliuretano) que se mueve con una cierta frecuencia y largo de carrera. Las partículas cuyo tamaño es menor que la abertura de la superficie la atraviesan mientras que las de tamaño mayor, por el efecto de vibración, son transportadas hacia la descarga.
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Los harneros pueden tener varias bandejas o decks, siendo los mas comunes en la industria, los harneros de bandeja simple y doble. Su principal aplicación es en circuitos de chancado donde tratan material entre 5 y 250 mm. Existen harneros vibratorios horizontales (una pendiente) y harneros vibratorios multipendientes (“bananas”)
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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El harnero usado más ampliamente para material de mayor tamaño es el vibrado mecánicamente. Existen dos métodos principales para producir la vibración. El movimiento excéntrico es el preferido para la alimentación de material grueso (40 mm aproximadamente)., mientras que para tamaño menor se usan los volantes desbalanceados.
2 Excitadores Peso: 1800 kg c/u
Cuando las partes movibles del harnero flotan sobre muelles neumáticos, son conocidos como “harneros flotantes. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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Superficies de Harneado Las superficies de harneado se fabrican en una variedad de tipos, formas y tamaños. Los tres tipos básicos son:
Placas perforadas Malla de alambre Barras con variados perfiles
Los principales materiales de construcción de las superficies de harneado son: Acero Goma
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Poliuretano
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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El tipo de superficie de harneado elegida para un servicio particular depende de la abertura requerida y de la naturaleza del trabajo.
Generalmente el harneado grueso (mayor a 1”)se realiza con superficies de placas perforadas y goma, en cambio para harneado fino, se reliza con superficies de malla de acero y uretanos. Los tableros de malla de alambre y metal perforado realizan la mayor parte del trabajo en el rango intermedio de tamaños (circuitos de chancado).
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Clasificación/ Separación de Tamaños
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En las mallas de acero existen variadas formas de aberturas y tipos de tejidos, aunque la malla cuadrada se usa para tamaños gruesos y la rectangular para finos. Los tejidos sintéticos como poliuretano aunque más caros, tienen mayor vida útil y reducen el nivel de ruido. Sin embargo tienen menor área abierta para tamaños finos. Las placas perforadas generalmente son mas durables que las mallas de acero y son más fuertes y rígidas, sin embargo tienen una menor capacidad. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Generalidades Molienda
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Clasificación Separación de Tamaños Generalidades Clasificación Hidrociclones
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Generalidades Como se indicó anteriormente, para llevar a cabo la recuperación de la especies valiosas en un mineral, es necesario provocar la liberación de dichas partículas desde la mena que las contiene. La liberación, se realiza en etapas consecutivas de conminución (minería, chancado, molienda), las cuales generan flujos de mineral de diferentes tamaños incluyendo una fracción importante de tamaños que cumplen con los objetivos requeridos en cada etapa en particular. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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De manera de poder cuantificar el material que cumple con las condiciones de tamaño requerido y por ende controlar el circuito de reducción de tamaño, es necesario incorporar un equipo llamado genéricamente “separador de tamaño”
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Fino
Grueso
Las maquinas de reducción de tamaño generalmente operan en combinación con equipos separadores de tamaño formando los circuitos de conminución (molienda o chancado). Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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El uso de separadores de tamaño evita el sobrechancado ó la sobremolienda del mineral, con los elevados costos que esto conlleva, (energía, medios de molienda, disminución de capacidad, entre otros). Las partículas que han alcanzado un tamaño apropiado deben ser evacuadas del equipo tan pronto como sea posible, aumentando de esta manera la capacidad de dicho equipo.
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Los equipos de conminución (chancadoras y molinos), los equipos de separación de tamaños (harneros e hidrociclones) y los equipos de transporte (bombas, correas) forman los tipos de circuitos presentados en los capítulos anteriores.
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Abierto, Molienda Primaria Barras (DCN A0 y A1)
Abierto Cerrado directo Cerrado inverso Cerrado SABC-A Directo en SAG e Inverso en Bolas (DCN A2) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Chancado
Molienda Convencional
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Molienda SAG
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Remolienda Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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La clasificación propiamente tal es la separación de partículas de acuerdo a su velocidad de sedimentación en un determinado fluido. En el caso de procesamiento de minerales el fluido más usado es el agua (casos puntuales utilizan el aire)
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Como la mayoría de los equipos de separación de tamaños, los clasificadores producen típicamente dos productos:
“Finos”
Producto con distribución de partículas más “gruesas” Producto con distribución de partículas más “finas”
“Gruesos”
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Clasificación / Generalidades
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La corriente de “gruesos”, contiene las partículas que sedimentan más rápido y se denomina: arenas, descarga, sobre tamaño o underflow. Esta corriente contiene poca agua, por lo que generalmente se descarga del equipo por gravedad.
La corriente de “finos” contiene las partículas que sedimentan más lento y se le conoce como: finos, rebalse u overflow. Esta corriente descarga del equipo como resultado de las fuerzas ejercidas por la alimentación al ingresar al equipo.
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Clasificación / Generalidades
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A través de variaciones en la fuerza efectiva de separación, la clasificación se puede realizar en etapas, produciendo de esta manera tamaños intermedios. El proceso de clasificación generalmente intenta la separación de las partículas de acuerdo a su tamaño, pero como se basa en velocidades de sedimentación, la densidad, la forma y otros factores, tienen efectos significativos en la separación.
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Clasificación / Generalidades /
Tipos de Clasificadores
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Tipos de Clasificadores
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Desde el punto de vista del procesamiento de minerales, los clasificadores mas importantes son: Clasificadores Mecánicos Clasificadores Hidráulicos
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Clasificación /Generalidades/Clasificadores
Mecánicos
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Clasificadores Mecánicos
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Estos equipos utilizan medios mecánicos para descargar las arenas. Entre los principales clasificadores mecánicos, se puede mencionar el clasificador de espiral, y el clasificador de rastras (ambos difieren en el sistema de extracción de arenas).
La separación se produce por diferencias de tamaño y gravedad especifica
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Clasificación /Generalidades/Clasificadores El clasificador de espiral consiste de inclinado que tiene cerca del fondo 1 que giran lentamente y efectúan la material grueso por el extremo superior
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un estanque o 2 espirales descarga del del estanque.
Dentro de las principales desventajas de los clasificadores mecánicos se puede mencionar:
No son capaces de producir un rebalse de partículas finas con densidades de pulpa razonables, por lo que se requiere de espesamiento adicional. Para tamaños pequeños su capacidad es baja.
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Clasificación /Generalidades/Clasificadores
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Normalmente estos clasificadores operan satisfactoriamente a tamaños de corte mayores a 50 micrones. Una de las principales ventajas de estos equipos, es que: El producto grueso contiene menos contaminantes (el mecanismo de extracción de arenas actúa como un deslamador)
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Clasificación/Generalidades/Clasificadores
Hidráulicos
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Clasificadores Hidráulicos
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Hay dos categorías de clasificadores hidráulicos de amplio uso en operaciones de procesamiento de minerales: aquellos que emplean solo la fuerza gravitacional y aquellos que emplean sólo la fuerza centrifuga.
Para efectos prácticos, solo se consideran los clasificadores hidráulicos que empleen el agua como fluido de separación.
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Clasificación/Generalidades/Hidráulico Gravitacional
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Hidráulico Gravitacional La principal ventaja de estos equipos, es que consumen muy poca energía, siendo además de mecánica simple. A tamaños de corte sobre 50 micrones son muy baratos de instalar, pero para tamaños mas finos, disminuye la capacidad o en su defecto, el equipo es tan grande y costoso que es preferible otro sistema de separación.
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Clasificación/Generalidades/Hidráulico Gravitacional
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En un clasificador gravitacional se usa un flujo de fluido (agua) que tiene una velocidad opuesta a la fuerza gravitacional y que tiene una magnitud intermedia entre las velocidades de sedimentación terminales de las partículas a separar. De esta manera las partículas pesadas van en dirección de la fuerza de gravedad, en cambio las partículas livianas van en dirección opuesta. Se dice entonces que las partículas finas han sido elutriadas
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Clasificación/Generalidades/Hidráulico Gravitacional
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Entre los principales factores que favorecen la clasificación en productos “gruesos” son: gran tamaño, alta densidad, y forma esférica. En cambio, para productos “finos”, los factores que favorecen la clasificación, son: tamaño pequeño, baja densidad y forma irregular. Estos equipos son de uso común en la clasificación de arenas en circuito cerrado con equipos de concentración gravitacional, como mesas vibratorias. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Generalidades/Hidráulico Gravitacional
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Los clasificadores hidráulicos pueden ser de dos tipos:
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Sedimentación Libre
Mecánicamente simples, alta capacidad pero ineficientes en la separación. Sedimentación Obstaculizada. Mayor eficiencia de separación, menor consumo de agua.
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Generalidades Molienda
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Clasificación Separación de Tamaños Generalidades Clasificación Hidrociclones
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Clasificación/Hidrociclones
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El hidrociclón se puede definir como un equipo que permite la clasificación de partículas sólidas basado en las diferencias de tamaño y gravedad especifica, utilizando la fuerza centrífuga como mecanismo de separación. La razón de su éxito se encuentra en el bajo costo de capital que tienen asociado, su operación relativamente fácil de controlar y automatizar, la simplicidad (sin partes móviles) y su tamaño (fácil instalación). Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
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Tipos de Hidrociclones
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Según consideraciones geométricas, se presentan dos grandes grupos de hidrociclones en procesamiento de minerales:
Cilíndricos Fondo plano y descarga periférica, Fondo plano y descarga central.
Cónicos o Convencionales
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Fondo Plano, Descarga Periférica Básicamente es un hidrociclón convencional al cual se ha cambiado la sección cónica, por una sección cilíndrica de similar longitud. El fondo del ciclón es plano y la extracción del producto grueso se realiza tangencialmente por la zona baja de la pared cilíndrica.
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Bajo esta configuración, se obtiene como producto una descarga muy diluida, debido al cortocircuito (partículas finas en suspensión en el líquido acompañando a la descarga). La eficiencia de separación se reduce. Estos equipos presentan ventajas operativas en procesamiento de minerales industriales, donde se trabaja normalmente a bajas concentraciones de sólidos, por este motivo no son tan conocidos en la industria minera del cobre. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Fondo Plano, Descarga Central
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A diferencia del diseño anterior, en este equipo la descarga se realiza de modo convencional, es decir, a través de un orificio central.
A mediados de la década de los ochenta (80), las plantas concentradoras en su búsqueda por aumentar sus capacidades de molienda, comenzaron a ensayar con tamaños de corte mayores (“engrosar” el producto por encima de los 200 micrones).
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Esta búsqueda, incluye el aumento del % sólidos de alimentación, modificación a las geometrías de diseño, disminución de las presiones de trabajo, entre otros. Esto trajo consigo, una disminución de la eficiencia de clasificación.
En este escenario aparece el hidrociclón de fondo plano y descarga central, de mayor uso en la industria minera del cobre que el anterior (pero menos que el hidrociclón convencional cónico) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Debido a la formación de un lecho “fluido” en el fondo de este tipo de ciclones, en conjunto con condiciones hidrodinámicas propias del equipo, se producía convección de partículas ligeras las cuales eran “reclasificadas” mejorando de esta manera la eficiencia de clasificación. El nivel de altura del hidrociclón determina el tamaño de separación, siendo estas variables inversamente proporcionales. De esta manera se puede expandir el rango de separación de los hidrociclones hasta mas de 500 micrones. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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En general se puede decir que un hidrociclón de fondo plano puede alcanzar cortes de hasta tres veces superiores a un hidrociclón convencional cónico del mismo diámetro. Muchas veces es preferible el uso de hidrociclones de fondo plano para tamaños de cortes mas gruesos, en vez de aumentar el diámetro de los hidrociclones convencionales cónicos, ya que esta última acción significaría en algunos casos disponer de solo un par de equipos en operación, restando flexibilidad al circuito, frente a variaciones de tonelaje.
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Clasificación/Hidrociclones Cilíndricos
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Norte
Produciendo Futuro
Dentro de las principales aplicaciones de este tipo de equipos, se puede mencionar: Circuitos cerrados molienda a alta densidad.
de
Clasificación de relaves para relleno de mina. Clasificación previa a procesos de concentración gravimétrica.
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Clasificación/Hidrociclones Cónicos
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Produciendo Futuro
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Hidrociclones Cónicos
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El hidrociclón cónico o convencional, es el clasificador hidráulico centrifugo por excelencia. Es el equipo de clasificación de mayor uso en la industria minera. Su aplicación abarca la separación de tamaño de partículas entre 5 y 200 m (llegando incluso a 2000 micrones). Para efectos ilustrativos del presente capítulo se utiliza este tipo de equipos, ya que su tratamiento descriptivo es análogo para equipos de fondo plano. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones Cónicos
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Su aplicación se hizo intensiva a fines de la década del cuarenta (40) desplazando rápidamente a los antiguos clasificadores de rastras y de espiral tanto en circuitos de molienda primaria, secundaria o remolienda.
Norte
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Rebalse (Overflow)
Alimentación
En los hidrociclones, se tiene la siguiente nomenclatura. Descarga (Underflow)
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Clasificación/Hidrociclones/
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Las principales hidrociclón son:
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partes
Descripción
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del
Inlet o área de entrada Apex o descarga del hidrociclón Vortex finder o buscador de vórtice
Sección cilíndrica. Sección cónica.
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Buscador de Vórtice o vortex finder
Norte
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Sección Cilíndrica
Inlet o entrada Sección Cónica
Ápice (apex) o spigot Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Descripción
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Como los hidrociclones tienen una cierta capacidad volumétrica, es normal un arreglo circular con un número variable de equipos. Este arreglo se conoce como batería de hidrociclones, y su característica principal es la alimentación uniforme a cada equipo (igual presión). Los componentes principales de una batería son: distribuidor radial, manómetros, hidrociclones, válvulas de corte, canaletas de overflow y de descarga ó underflow.
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Descripción
Norte
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Distribuidor radial
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Manómetro Válvula de corte
Distribuidor radial Canaleta de rebalse
Canaleta de descarga APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Alimentación común Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Los hidrociclones convencionales consisten básicamente en una cámara cilindro–cónica, que funciona gracias a la energía cinética proporcionada por una bomba. El flujo de pulpa impulsado por la bomba centrifuga de alimentación, ingresa tangencialmente al equipo adquiriendo un rápido movimiento de rotación.
“Finos”
“Gruesos”
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Esta rotación del flujo genera sobre las partículas, la fuerza centrífuga, responsable de la separación. En el extremo inferior de la sección cónica, donde se encuentra el “apex” (apice o spigot), se escapa una parte del caudal de alimentación dando origen al flujo de descarga ó "underflow“ (gruesos).
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En el centro de la tapa del hidrociclón se encuentra el rebalse, el cual está provisto de un tubo cilíndrico denominado “vortex finder” (buscador de vórtice), el cual se proyecta una cierta distancia al interior del aparato (para evitar cortocircuitos de alimentación) Por este ducto, es evacuada la porción de la alimentación que no es descargada por el "ápex", generando así el flujo de rebalse u "overflow", constituido por los sólidos finos de la separación y la mayor parte del fluido. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Movimiento de la partículas en el hidrociclon
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La forma del flujo al interior del hidrociclon es compleja, pero se puede aproximar como un vórtice primario que viaja hacia abajo cerca de la pared interna del equipo (movimiento helicoidal hacia abajo). De esta forma el movimiento del fluido presenta una simetría radial (excepto en la zona del inlet).
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Entre ambas salidas (underflow y overflow) del hidrociclon existe un centro de aire (baja presión) conectado a la atmósfera a través del ápex, lo cual permite una descarga anular de las partículas cercanas a la pared. Las partículas al interior del hidrociclón están sometidas a dos fuerzas opuestas, la fuerza centrifuga (hacia fuera) y la fuerza de arrastre (hacia adentro)
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Descripción
Norte
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Radio de orbita de la partícula
Fuerza de Arrastre
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Fuerza Centrífuga
Movimiento de la partícula Pág.123
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Descripción
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Las partículas mas grandes y pesadas, tienen mayor velocidad de sedimentación y por ende se mueven hacia la pared del equipo (mayor efecto de la fuerza centrifuga), siendo arrastradas por el vórtice primario, hacia el ápex. Las partículas pequeñas debido al mayor efecto del arrastre relativo, se mueven en la zona de baja presión en el centro del hidrociclon y son arrastradas hacia el buscador de vórtice, dejando el equipo por el rebalse
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Descripción
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Regiones de Distribución de Tamaño
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C
C
D
D
B
B
Zona C, material fino completamente clasificado La clasificación sólo ocurre en la región D, en forma de toroide Zona B, material grueso clasificado en su totalidad
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Descripción
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Patrones de Descarga
Normal APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Roping
Spraying
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Descripción
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Operación normal, caracterizada por una descarga en forma de cono idéntico al cono del hidrociclón (imagen especular).
Espacio disponible para inspección visual por parte del operador y para realizar muestreos de la corriente de descarga.
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Eficiencia
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Eficiencia de un Hidrociclón
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La eficacia de un hidrociclón puede especificarse a través de la capacidad y la eficiencia. La capacidad tiene relación con la cantidad de material que pasa por el equipo por unidad de tiempo. La eficiencia de la clasificación que realiza el hidrociclón, se evalúa por la fracción de la alimentación que se va al underflow, para cada intervalo de tamaño
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Eficiencia
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Si llamamos P al flujo másico de alimentación, T al flujo másico de descarga, pi y ti a las respectivas fracciones en peso retenidas en la malla i, entonces la eficiencia real Ei queda expresada por la razón:
Txti Ereal (i ) Pxpi La mejor manera de especificar la eficiencia es mediante la curva de “Tromp”, o de “partición” o de “distribución”
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Eficiencia
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La curva de “Tromp”, corresponde a un gráfico de la fracción o porcentaje en masa de tamaño di en la alimentación que pasa a la descarga, versus el tamaño di. Se conoce como “tamaño de separación”, “punto de corte”, o “corte” al punto en la curva de Tromp para el cual el 50% de las partículas en la alimentación van a la descarga
Partículas de este tamaño tienen igual probabilidad de ir al rebalse o a la descarga. Se conoce comúnmente a este punto como d50 Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Z
La curva ideal sería una línea vertical pasando por el d50, sin embargo se producen imperfecciones debido a dispersiones de las partículas.
Dentro de la curva de Tromp, existen dos imperfecciones más comunes, las indicadas por Z e Y en la figura.
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Y
La imperfección Z, indica que material gruesos aparece en el rebalse, debido a algún tipo de cortocircuito.
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Z
La imperfección (Y) corresponde a la presencia de cierta cantidad de finos en la descarga del hidrociclon (corto circuito o By de finos a la descarga). Esta fracción se puede estimar de forma bastante razonable, suponiendo que las partículas finas se comportan como el agua y por lo tanto la fracción de partículas finas (Y) es igual a la fracción de agua de deja el equipo por la descarga.
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Y
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Eficiencia
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Cabe señalar que el d50 obtenido de la curva de Tromp real, solo debe consignarse como un valor “aparente”, ya que el verdadero d50 o tamaño de corte debe obtenerse de la curva que considere solo las particulas que son sometidas a clasificación. Esto se obtiene, eliminando el efecto de la imperfección Y, mediante la siguiente formula.
Ereal (i) Y Ecorregida (i ) 1 Y Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Eficiencia
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Los valores de la eficiencia corregida (Ec), tienen gran importancia, ya que se ha encontrado que el mismo hidrociclon operado en diferentes condiciones frecuentemente dará la misma forma de la curva (Ec) versus un tamaño adimensional d/d50.
Esta curva se denomina curva de eficiencia reducida.
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Eficiencia
Mientras mayor es la pendiente de la curva de Tromp, mejor es la calidad de la separación. La pendiente de la curva de eficiencia corregida (Ec) se puede expresar tomando los puntos para los cuales el 25% y 75% de las partículas de alimentación van a la descarga. Se utiliza el índice de separación, SI. Para clasificación ideal SI es igual a 1, y para no clasificación es igual a 0. Un valor común es 0,65.
Norte
Produciendo Futuro
d 25c SI d 75c
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Clasificación/Hidrociclones/
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Parámetros Básicos Hidrociclón Estándar.
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Se entiende por hidrociclon estándar, aquel equipo que tiene relaciones geométricas apropiadas entre:
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Área entrada o inlet (AE) Diámetro vortex finder (DVF) Diámetro sección cilíndrica (DSC) Angulo sección cónica (ASC) Diámetro Ápex (DAP) Longitud sección cilíndrica (LCI) Longitud sección cónica (LCO) De manera de proveer un tiempo de residencia suficiente para que las partículas sean clasificadas en forma adecuada. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Diseño
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DSC
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LCI
AE
DVF
LCO ASC
DAP Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Una vez definido el diámetro D del hidrociclon (por algún método de diseño como: Krebs o Gutiérrez, etc.), se define el resto de los parámetros en función de D. Área de entrada Generalmente rectangular con la dimensión mayor paralela al eje del hidrociclon y equivalente a 0.05*D2
Buscador de Vértice La función principal de este dispositivo es controlar la separación y el flujo que abandona el equipo por el rebalse. Además debido a que se extiende bajo la alimentación evita el corto circuito de material de alimentación al rebalse. El tamaño es igual 0.35*D Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Sección Cilíndrica
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Tiene el mismo diámetro que la cámara de alimentación (D) y su función es alargar el equipo de manera de aumentar el tiempo de residencia. Un hidrociclon básico tiene una longitud de la sección cilíndrica igual al diámetro D. Sección Cónica Al igual que la sección cilíndrica, se utiliza para aumentar el tiempo de residencia. El ángulo incluido en esta sección oscila entre 10 y 20 grados.
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Apex
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El tamaño del orificio del apex, esta determinado por la aplicación deseada. Debe ser lo suficientemente grande como para permitir que el material grueso pueda abandonar el equipo sin que este se tape. Normalmente el orificio mínimo debiese ser 0.1*D, pudiendo ser tan grande como 0.35*D Como una manera de asegurarse contra el riesgo de obstrucción, el tamaño de las partículas mayores alimentadas al ciclón deben ser preferentemente inferiores a la cuarta parte del diámetro final del apex (en ningún caso superior a un tercio). Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Consideraciones de Diseño
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La entrada de alimentación del hidrociclon no debe poseer una curva abrupta o inclinación, ya que en el interior del codo continúa la rotación del núcleo de aire. Son efectivos los codos de radios mayores (entrada involuta). El codo del "overflow" del ciclón no debe poseer una curva abrupta, ya que en el interior del codo continúa la rotación del núcleo de aire. Son efectivos los codos de radios mayores.
Entrada Involuta
Entrada tangencial
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Consideraciones de Diseño
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Los hidrociclones están fabricados con secciones metálicas reemplazables, con revestimientos interiores adaptados a la geometría y que permiten una gran resistencia a la abrasión. El material del revestimiento puede ser goma, cerámica o aleaciones apropiadas.
El equipo además posee "vórtices" y" “ápices“ intercambiables, lo que permite una cierta flexibilidad en la operación.
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Consideraciones de Diseño
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La alimentación se diseña generalmente en forma involuta, de manera de minimizar la turbulencia debido a la entrada del flujo de alimentación. Las conexiones de alimentación y "overflow" ó las cañerías, pueden ser realizadas por medio de coplas, "flanges" estándares u otros
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Dirección de flujo
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Dirección de flujo
Diseño
Resalto correcto APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Resalto negativo Incorrecto Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Variables
Variables que Afectan Operación de un Hidrociclón
Norte
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la
Las variables que afectan el comportamiento del hidrociclon se pueden agrupar en cuatro clases: Variables de diseño, Parámetros del material,
Variables de operación, Perturbaciones externas
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Variables de Diseño
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Variables de Diseño Estas variables se caracterizan porque de ellas depende el comportamiento grueso del hidrociclón, por ejemplo: Tamaño de corte (d50) Capacidad del equipo (Q
pulpa)
Entre las principales variables de diseño se tienen: Diámetro del hidrociclón (D)
Área Entrada o Inlet (AE) Diámetro vortex finder (DVF) Diámetro apex (DA)
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Diámetro del Hidrociclón (D)
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Según Trawinsky, se tienen las siguientes relaciones para el tamaño de corte (d50) y Flujo (Qpulpa) en función del diámetro del hidrociclón (D)
d50 DHidrociclón QPulpa DHidrociclón
De las relaciones anteriores se desprende que un aumento en el diámetro del hidrociclón conduce a: Aumento en el tamaño de corte Aumento en la capacidad del equipo Y viceversa diámetro (D)
para
una
reducción
del
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Variables de Diseño
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Área de Entrada o Inlet (AE)
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Según Trawinsky, se tienen las siguientes relaciones para el tamaño de corte (d50) y Flujo (QPulpa) en función del área de entrada o inlet (AE)
d 50 AE QPulpa AE
De las relaciones anteriores se desprende que un aumento en el área de entrada o inlet, conduce a: Aumento en el tamaño de corte Aumento en la capacidad del equipo Y viceversa para una reducción de AE Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
CODELCO
Variables de Diseño
Norte
Produciendo Futuro
Fundamentos Teóricos
Diámetro Vortex Finder (DVF)
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Según Lynch, se tienen las siguientes relaciones para el tamaño de corte (d50) y Flujo (QPulpa) en función del diámetro del vortex finder (DVF).
d 50 e
DVF
QPulpa DVF
De las relaciones anteriores se desprende que un aumento en el diámetro del vortex finder, conduce a: Aumento en el tamaño de corte Aumento en la capacidad del equipo Y viceversa para una reducción de DVF. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
CODELCO
Variables de Diseño
Norte
Produciendo Futuro
Fundamentos Teóricos
Diámetro Apex (DA) Según Lynch, se tienen las siguientes relaciones para el tamaño de corte (d50) en función del diámetro del apex (DA).
d 50 e
DA
De la relación anterior se desprende que un aumento en el diámetro del apex, conduce a: Reducción en el tamaño de corte Y viceversa para una reducción de DA.
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Diseño
CODELCO Norte
Produciendo Futuro
Otros
Fundamentos Teóricos
Para el aumento en la capacidad de equipo, además se puede:
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Aumentar el largo del hidrociclon: Aumente el largo del cilindro
Disminuya el ángulo del cono Disminuya el largo del vortex finder
Viceversa en caso de disminución de capacidad
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Diseño
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Otros
Fundamentos Teóricos
Para la reducción del tamaño de corte (d50), además se puede:
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Aumentar el largo del hidrociclon: Aumente el largo del cilindro Disminuya el ángulo del cono Disminuya el largo del vortex finder
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Clasificación/Hidrociclones/
Parámetros del Material
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Parámetros del Material
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La propiedad del material, mas influyente en el comportamiento del hidrociclón es la densidad del sólido (rs). Arterburn establece la siguiente relación:
1 d 50 r
Con r igual a la diferencia de densidades entre el sólido y el liquido. Se aprecia que un aumento en la densidad del sólido, reduce el tamaño de corte y viceversa.
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Variables de Operación
Fundamentos Teóricos
Entre las principales variables de operación se tienen:
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% sólidos de alimentación (%S) Presión de entrada (PE) Flujo volumétrico de alimentación
Manipulando estas variables, se puede controlar el tamaño de corte (d50)
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Fundamentos Teóricos
Variables Proceso que Afectan el Tamaño de Corte (d50)
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% Sólidos en Alimentación Se sabe que un aumento en la concentración de sólidos en la pulpa de alimentación genera un aumento en el tamaño de corte del equipo (y viceversa).
Esta es la variable operacional más importante en el comportamiento del equipo
Esto se puede explicar de dos maneras: Una trata del tema de sedimentación obstaculizada, mediante la cual se generan obstrucciones internas que conducen a partículas gruesas a abandonar el equipo por el rebalse (aumenta el tamaño de corte, engrosando el producto)
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Fundamentos Teóricos
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Variables de Operación
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Otra explicación señala que el aumento en la concentración de sólidos conlleva un aumento en la viscosidad de la pulpa, lo que genera un aumento de las fuerzas de arrastre por sobre las fuerzas centrifugas. De este modo partículas más grandes abandonan el equipo por el rebalse (aumenta el tamaño de corte, engrosando el producto). La densidad de sólidos se controla mediante adición de agua al cajón de alimentación de bombas de hidrociclones (vía lazos de control).
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Variables de Operación
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Se han desarrollado relaciones empíricas, mediante las cuales se puede predecir el comportamiento del equipo respecto a la presión y la concentración de sólidos. Para un mismo hidrociclón, e igual sólido seco (igual GE), se tiene la siguiente expresión.
0.3
d 50( despues)
Pantes ( C0 ( despues) C0 ( antes) ) * d 50( antes) *e Pdespues
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Coeficiente C0 v/s % Sólidos (GE 2.7) (Valores Referenciales) 2 1.65
1.5
C0
Fundamentos Teóricos
Donde: C0 : Parámetro función del %S P : Presión alimentación
1
1
0.5 0.07
0 0 APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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20
0.3
0.5
0.7
40
60
80
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Variables de Operación
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Fundamentos Teóricos
Ejemplo
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Cuando varía el d50 (tamaño de corte), si el contenido de sólidos disminuye desde 40% a 10%, manteniendo la presión constante.
d50( despues) e
( 0.070.7 )
Del gráfico anterior: C0 (antes, 40%S)
: 0.7
Co (después, 10%S)
: 0.07
* d50( antes) 0.53 * d50( antes)
El tamaño de corte (d50) para 10% de sólidos, es 0.53 veces el tamaño de corte para 40% sólidos (se reduce prácticamente la mitad) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Variación tamaño de corte v/s % sólidos Descarga Normal
Fundamentos Teóricos
Descarga Spraying (fino en descarga)
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Corte Normal Rebalse
Disminuye corte “producto más fino” Rebalse
Descarga
Descarga Roping (grueso en rebalse)
Descarga
Aumenta corte “producto más grueso” Rebalse
Aumenta % Sólidos
Descarga
d50 (micrones)
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Clasificación/Hidrociclones/
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Variables de Operación
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Presión de Alimentación Se sabe que un aumento en la presión de alimentación genera una disminución en el tamaño de corte del equipo (y viceversa). Un aumento de la presión de entrada aumentará la velocidad angular de las partículas y con ello, el efecto de la fuerza centrífuga. Dado que la fuerza centrífuga aumenta, partículas más finas serán empujadas hacia las paredes del ciclón, y aparecerán en el underflow con lo que el tamaño de corte disminuirá. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
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Variables de Operación
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La presión se consigue controlar mediante la apertura o cierre de las válvulas de isión de alimentación a hidrociclones. Generalmente existe un 25% de equipos stand by para estos efectos de control..
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Fundamentos Teóricos
Clasificación/Hidrociclones/
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Variables de Operación
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Produciendo Futuro
En forma análoga a la concentración de sólidos, para la presión de alimentación a hidrociclones se puede usar la misma relación descrita anteriormente.
0.3
d 50( despues)
Pantes ( C0 ( despues) C0 ( antes) ) * d 50( antes) *e Pdespues
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Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Fundamentos Teóricos
Ejemplo
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Cuando varía el d50 (tamaño de corte), si la presión aumenta en 50%, manteniendo la concentración de sólidos constante. La expresión queda como: 0.3
d 50( despues)
Pantes * d 50( antes) 0.89 * d 50( antes) 1.5 * Pantes
Si se aumenta la presión de alimentación en 50%, el tamaño de corte (d50) es 0.89 veces el tamaño de corte para una presión dada (se reduce prácticamente en 11%) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.164
Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Variación tamaño de corte v/s Presión Alimentación
Fundamentos Teóricos
Descarga Normal Corte Normal Rebalse
Disminuye corte “producto más fino” Rebalse
Descarga
Descarga Aumenta corte “producto más grueso” Rebalse
Descarga
d50 (micrones) APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Disminuye Presión Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Clasificación/Hidrociclones/
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Variables de Operación
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Flujo de Alimentación Se sabe que un aumento en el flujo de alimentación genera una disminución en el tamaño de corte del equipo (y viceversa). Un aumento de flujo de alimentación se puede alcanzar solamente con un aumento de la presión de entrada. Por este motivo esta variable se mueve en la misma dirección que la presión de alimentación.
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Pág.166
Clasificación/Hidrociclones/
Variables de Operación
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Variación tamaño de corte v/s Flujo Alimentación
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Descarga Normal
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Corte Normal Rebalse
Disminuye corte “producto más fino” Rebalse
Descarga
Descarga Aumenta corte “producto más grueso” Rebalse
Disminuye Flujo
Descarga
d50 (micrones)
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Pág.167
Fundamentos Teóricos
Clasificación/Hidrociclones/ El efecto “Roping” sucede cuando el hidrociclón opera sobrecargado, con alto %S, o posee un diámetro de apex pequeño, entre otros Al pasar de operación normal a operación tipo “roping” se tiene:
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Variables de Operación
Norte
Produciendo Futuro
“Normal” Z
50% “Roping”
Y
d50 Normal d50 Roping Tamaño de Partícula
d50 aumenta (“engrosar producto”) Aumenta cortocircuito (Z) de gruesos a rebalse APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Fundamentos Teóricos
Clasificación/Hidrociclones/
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“Spraying”
El efecto “Spraying” sucede cuando el hidrociclón opera con carga insuficiente, bajo %S, o posee un diámetro de apex grande (desgastado), entre otros. Al pasar de operación normal a operación tipo “spraying” se tiene:
Variables de Operación
“Normal”
50%
Y d50 Spraying d50 Normal Tamaño de Partícula
d50 disminuye (“se afina el producto”)
Aumenta cortocircuito (Y) de finos a descarga APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Clasificación/Hidrociclones/
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Variables de Operación
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Finalmente debe agregarse, que el funcionamiento “óptimo” de un hidrociclón depende de las condiciones constantes de la alimentación, especialmente respecto de la tasa volumétrica de flujo. Esto debe asegurarse manteniendo constante al nivel del sumidero de la bomba y sobretodo no debe existir el riesgo de que el nivel descienda a un punto en el cual pueda aspirarse aire
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Clasificación/Hidrociclones/
Perturbaciones
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Fundamentos Teóricos
Perturbaciones
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La principal perturbación externa es la distribución granulométrica de alimentación. La continua variación de ésta, requiere de acciones inmediatas en la concentración de sólidos de alimentación para mantener el d50 constante.
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Tabla de Contenidos
Introducción
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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Tópicos Operacionales
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Tópicos Operacionales
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Objetivos de la Planta
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Tópicos Operacionales
El objetivo global en una planta de molienda es:
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Procesar el máximo tonelaje posible (de acuerdo a planes de producción), manteniendo la granulometría del producto acorde a los requerimientos del proceso de flotación colectiva Es decir, se debe cumplir con criterios de cantidad y calidad. En este último punto intervienen los hidrociclones.
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Pág.175
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Objetivos de la Planta
Norte
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Esto debe conseguirse en un marco de:
Tópicos Operacionales
Optimización de costos operacionales
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Óptimo uso de energía eléctrica recursos hídricos disponibles
y
Manteniendo la salud y seguridad de los trabajadores en óptimas condiciones, de acuerdo a la normativa legal vigente. Protegiendo al medioambiente, acuerdo a la normativa legal vigente
de
Evitando los daños a los equipos, minimizando de esta manera las detenciones y las respectivas perdidas de producción.
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Tópicos Operacionales
Objetivos de la Planta
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El conjunto cajón-hidrociclones-bomba centrifuga, debe cumplir con los siguientes objetivos de proceso: Realizar la clasificación de la pulpa mineral para obtener un producto con el grado de fineza adecuado para alimentar a la planta de flotación colectiva.
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Tópicos Operacionales
Objetivos de la Planta/ Importancia del Operador
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¿Como colabora el operador con el cumplimiento de los objetivos descritos para los hidrociclones? El operador en sus rutinas de inspección diarias, es el encargado de chequear las variables operacionales relevantes para el éxito del proceso de clasificación (y en general de todo el proceso productivo)
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Tópicos Operacionales
Objetivos de la Planta/ Importancia del Operador
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Además, el operador verifica en terreno el correcto funcionamiento de hidrociclones, bombas de pulpa y cajones de bombeo, entre otros, de manera de anticiparse a las potenciales fallas de dichos equipos.
Es decir, el operador es la primera persona en detectar las anomalías de los distintos equipos. Por lo tanto una oportuna comunicación con mantenimiento permitirá importantes ahorros al proceso y mejoras en la gestión del negocio. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Objetivos de la Planta/ Indicadores de Gestión
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Los principales indicadores del negocio, en plantas de molienda, se tabulan en los llamados “tableros de gestión” e incluyen las siguientes categorías de información: Gestión del Negocio Gestión de Seguridad Gestión del Medio Ambiente Gestión de Calidad de Vida
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Objetivos de la Planta/ Indicadores de Gestión
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Gestión del Negocio
Tópicos Operacionales
Se indican algunos ejemplos de indicadores de gestión de negocio, para una planta de molienda.
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Cumplimiento plan de producción
: tms/mes
Costo unitario
: USD/tms
Granulometría
: % + 65#Ty
Consumo de energía
: Kwh/tms
Consumo de agua total
: m3/tms
Consumo de acero bolas
: grs/tms
Consumo de acero barras
: grs/tms
Disponibilidad Planta
:%
Utilización Planta
:%
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Objetivos de la Planta/ Indicadores de Gestión
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Tópicos Operacionales
Gestión de Seguridad
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Se indican algunos ejemplos de indicadores de gestión de seguridad, para una planta de molienda.
Cuasiaccidentes informados
: Número/mes
Cierre acciones correctivas “cuasis” : Número/mes Observaciones planeadas
: Número/mes
Charlas de seguridad
: Número/mes
Accidentes con tiempo perdido
: Número/mes
Accidentes sin tiempo perdido
: Número/mes
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Objetivos de la Planta/ Indicadores de Gestión
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Tópicos Operacionales
Gestión del Medio Ambiente
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Se indican algunos ejemplos de indicadores de gestión del medio ambiente, para una planta de molienda.
Incidentes ambientales
: Número/mes
Acciones levantadas en hallazgos
: Número/mes
Cierre acciones levantadas
: Número/mes
Inspecciones gestión de rises
: Número/mes
Inspecciones gestión de riles
: Número/mes
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Objetivos de la Planta/ Indicadores de Gestión
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Tópicos Operacionales
Gestión de Calidad de Vida
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Se indican algunos ejemplos de indicadores de gestión de calidad de vida, para una planta de molienda.
Sobre tiempo
:%
Ausentismo
:%
Talleres adicción alcohol y drogas
: Número/mes
Programa de medicina ocupacional : Número/mes Proyectos de mejoramiento
: Número/mes
Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Produciendo Futuro
APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Diagrama de Flujos
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El diagrama de flujos de proceso o flowsheet, es el plano fundamental y primario de la planta. El diagrama de flujos permite visualizar la secuencia de los procesos involucrados, pero no entrega información sobre disposición física de equipos (para estos fines se dispone de un plano llamado arreglo general).
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Diagrama de Flujos
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Generalmente, en el diagrama de flujos se entrega la información referente al balance de materiales de la planta (tph de sólidos, %s, flujos de agua y pulpa, etc., para cada corriente de proceso)
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Diagrama de Flujos
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Como ejemplo, para el caso de la planta A0, cada una de las 13 secciones está compuesta por circuitos dobles de molienda convencional Barras-Bolas. Circuito abierto en molienda de barras (1 molino) y cerrado inverso en molienda de bolas (2 molinos).
Esquema típico secciones 1-12 Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Diagrama de Flujos
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El material proveniente de la planta de chancado se almacena en una tolva, mediante la cual, se alimenta a los molinos de barras.
La descarga de los molinos barras y de los molinos de bolas es clasificada mediante hidrociclones. El producto fino se adelanta a flotación y el producto grueso retorna a los molinos de bolas.
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Concentradora A0, 13 secciones de molienda convencional barras-bolas
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Especificaciones Técnicas Principales de Proceso Sistema Hidrociclones, Concentradora A0
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BOMBA DE CLASIFICACION (Valores por sección de molienda) Unidades
Nº
2
Modelo
-
Ash
pulgxpulg
(14" x 12")
Potencia Nominal Motor
kW
75 - 112
Velocidad de Giro Bomba
rpm
Variable
Dimensiones
BATERIA HIDROCICLONES (Valores por sección de molienda)
Unidades
Nº
1
Nº y Tipo de Hidrociclones
-
4 - D20
Presión de Alimentación
psig
5-7
Área de Entrada
cm2
135.5
Diámetro: Vortex ; Apex
cm , cm
13.5 - 10.0
Granulometría: (+65 mallas), d50
% , µm
29 , 182
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Especificaciones Técnicas Principales de Proceso Sistema Hidrociclones, Concentradora A1
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BOMBA DE CLASIFICACION (Valores por sección de molienda) Unidades
Nº
Modelo Dimensiones
2 Thomas
cm x cm
45.7 x 40.6
Potencia Nominal Motor
kW
273
Velocidad de Giro Bomba
rpm
Variable
BATERIA HIDROCICLONES (Valores por sección de molienda) Unidades
Nº
1
-
6 - D26
Presión de Alimentación
psig
7 - 8
Área de Entrada
cm2
387.1
Nº y Tipo de Hidrociclones
Diámetro: Vortex; Apex
cm, cm
Granulometría: (+65 mallas) d50
% , µm
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13.2 ,
10.0
29 , 200 - 280
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Diagrama de Flujos
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Especificaciones Técnicas Principales de Proceso Sistema Hidrociclones, Concentradora A2 BOMBA DE CLASIFICACIÓN Unidades Tipo Dimesiones
4 Centrífuga Horizontal
cm x cm
66.0 x 55.9 (26x22")
Potencia Nominal Motor
kW
1118
Velocidad de Giro Bomba
rpm
Variable
Nº
2
BATERIA HIDROCICLONES Unidades Nº y Tipo de Hidrociclones Presión de Alimentación
14 - D26 B (10 - Cavex 650) psig
7 - 8 (9.5)
cm2
387.1
Diámetro: Vortex ; Ápex
mm,mm
305 , 165 (365,200 Cv)
Granulometría: +65# , D50
% , µm
30 , 176
¨Área de Entrada
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Nº
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Diagrama de Flujos
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Tópicos Operacionales
Especificaciones Técnicas Principales de Proceso Sistema Hidrociclones, Remolienda.
BOMBA DE CLASIFICACIÓN Unidades por Sección
2
Modelo Dimesiones
cm x cm
Potencia Nominal Motor
kW
Velocidad de Giro Bomba
rpm
BATERIA HIDROCICLONES Unidades por Sección
Nº
Nº y Tipo de Hidrociclones Presión de Alimentación
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Nº
1 4 Krebs - D15 B
psig
7 - 10
Diámetro: Vortex ; Apex
cm , cm
13.3 - 7.6
Granulometría: (+325 #) D60
% , µm
15 ;
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50 - 60
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Tópicos Operacionales
Produciendo Futuro
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Generalidades
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Para obtener un tamaño óptimo de alimentación a las plantas de Flotación, se debe tener un estricto control sobre las variables operacionales relevantes del proceso de clasificación, es decir: % de sólidos de alimentación Presión de entrada Flujo de alimentación, entre otros En la actualidad, la mayor parte de estas variables son controladas en forma automática mediante lazos de control, manejados por sistemas expertos (TDC) o locales (plc, controladores, etc.) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Descripción
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Un lazo de control es una combinación de instrumentos interconectados entre si, dispuestos de manera tal de poder corregir las posibles desviaciones de las variables de proceso para alcanzar un valor preestablecido (set point)
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Lazos de Control/ Descripción
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Existen diferentes tipos de lazos de control entre los que se pueden destacar: control automático simple, control en cascada y control de razón. En los lazos de control se destacan los siguientes tres elementos: Sensores / Transmisores Controladores Actuadores APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Lazos de Control/ Descripción
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Lazo de control regulatorio simple Set Point Elemento Sensor/ Transmisor
Elemento Controlador Elemento Actuador
Variable de Proceso
Acción de Control APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Descripción
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El elemento sensor/transmisor se encarga de medir la variable que se desea controlar, la medida realizada es enviada hacia un elemento controlador. El controlador compara la medida con el set point fijado por el operador y envía una señal de acción hacia un elemento actuador (válvula, VDF, etc.,) de modo de alterar el valor de la variable controlada hasta que alcance el valor de set point.
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Descripción
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Sensor de Tonelaje pesometro Sensor de atollo de chutes
Sensor de Nivel Ultrasónico (emisor y receptor)
Sensor de Flujo Flujometro magnético
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Descripción
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Controlador de nivel
Actuador Válvula Pinch
Consola TDC APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Lazos de Control /Codificación
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Tópicos Operacionales
Los lazos de control se pueden encontrar en los planos de proceso e instrumentación (P&ID)
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La simbología y terminología utilizada, ha quedado establecida, principalmente, de acuerdo a normas y códigos internacionales, como las normas ISA S5.1 y S5.3.
La tabla siguiente presenta un resumen de los códigos que identifican la función de los instrumentos principales utilizados en el control de procesos.
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Pág.204
Lazos de Control /Codificación
Tópicos Operacionales
CÓDIGO
Elemento sensor del flujómetro
FIT
Unidad conversor-transmisor de señal de flujo
WE
Elemento sensor del pesómetro
WIT
Unidad conversor-transmisor de señal de pesómetro
LE
Elemento sensor de nivel
LIT
Unidad conversor-transmisor de señal de nivel
DX
Elemento emisor densímetro
DE
Elemento sensor densímetro
DIT
Unidad conversor-transmisor de señal de densidad
PIT PDIT
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DESCRIPCION DE SU FUNCION
FE
PI
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Medidor de presión (Manómetro)
Unidad conversor-transmisor de señal de presión Unidad conversor-transmisor señal de presión diferencial
TE
Elemento sensor de temperatura
TIT
Unidad conversor-transmisor señal de temperatura
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control /Codificación
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Instrumento montado localmente
I
Instrumento montado en local Función en DCS no accesible al operador Función en accesible operador
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DCS al
Función en PLC no accesible al operador Cámara de TV Suministro eléctrico
Identificación funcional instrumento/ numero de lazo de control
Instrumento en estación de trabajo local
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control /Ejemplo
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Fragmento de un plano PID, Planta de Molienda. Lazo de control de nivel de cajón Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Produciendo Futuro
Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Diagrama de Control Típico A0
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Esquema de control simplificado, Concentradora A0 Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Lazos de Control/ Diagrama de Control Típico A1
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Esquema de control simplificado, Concentradora A1
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Tópicos Operacionales
Produciendo Futuro
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Pág.210
Tópicos Operacionales
Variables Operacionales
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Los operadores y personal de control de proceso deben manipular las variables operacionales de control, de manera de alcanzar los objetivos planteados por la Alta Dirección de la planta. Las variables operacionales aquí descritas, son aquellas variables que el operador podría alterar en su comportamiento, de manera de conseguir el efecto esperado. De esta manera, cuando el control automático, no este funcionando, el operador estará en condiciones de realizar los ajustes (previo acuerdo con la jefatura directa, de acuerdo a procedimientos DCN). Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.211
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Produciendo Futuro
Objetivo de Control
Mantener adecuado nivel de operación de bombas de alimentación de hidrociclones.
Método de Control
Monitoreo vía sensor de nivel ubicado en el cajón. La señal se envía a los controladores de los variadores de velocidad de las bombas los cuales se ajustan de acuerdo a lo requerido. En su defecto se actúa sobre la válvula de adición de agua al cajón de acuerdo a lo requerido.
Sobre
Nivel de cajones bomba hidrociclones Set Point Por definir
1. 2.
Rebalses y consiguiente impacto medioambiental. Reduce la cabeza total de la bomba, (ahorro energía)
Bajo
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Variable
Desviación
Tópicos Operacionales
Variables Operacionales/ Efectos
1. 2. 3.
Aumenta costo energía por aumento en cabeza total. Potencial aparición de cavitación Aumento en desgaste de la bomba
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Set Point Por definir
Objetivo de Control
Mantener adecuado nivel de clasificación de hidrociclones (correcto tamaño de corte d50)
Método de Control
Monitoreo de la alimentación a hidrociclones vía densímetro nuclear, actuando sobre la válvula de adición de agua al cajón de acuerdo a lo requerido.
Sobre
% sólidos alimentación hidrociclones
1. 2. 3.
Aumenta el tamaño de corte d50. Se sobrecargan los molinos de bolas Pérdidas de producción por falta de liberación
Bajo
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Variable
Desviación
Tópicos Operacionales
Variables Operacionales/ Efectos
1. 2. 3. 4. 5.
Disminuye el tamaño de corte d50. Se genera sobremolienda Aumento costos de energía Problemas en flotación, espesamiento y filtración Pérdidas de producción
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Set Point Por definir
Objetivo de Control
Mantener adecuado nivel de clasificación de hidrociclones (correcto tamaño de corte d50)
Método de Control
Monitoreo vía manómetro en el distribuidor radial de alimentación, actuando sobre las válvulas de los hidrociclones, abriendo o cerrando equipos de acuerdo a lo requerido.
Sobre
Presión alimentación hidrociclones
1. 2. 3. 4. 5.
Disminuye el tamaño de corte d50. Se genera sobremolienda Aumento costos de energía Problemas en flotación, espesamiento y filtración Pérdidas de producción
Bajo
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Produciendo Futuro
Variable
Desviación
Tópicos Operacionales
Variables Operacionales/ Efectos
1. 2.
Aumenta el tamaño de corte d50. Pérdidas de producción por falta de liberación
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Set Point Por definir
Objetivo de Control
Mantener adecuado nivel de tamaño para alimentación a planta de flotación.
Método de Control
Monitoreo vía analizador de tamaño de partículas, actuando sobre válvulas de adición de agua a cajón de alimentación de bombas de hidrociclones. En su defecto, se debe actuar modificando la presión de alimentación de los hidrociclones.
Sobre
Granulometría rebalse hidrociclones
1. 2. 3.
Falta liberación de las partículas. Problemas en flotación Pérdidas de producción
Bajo
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Norte
Produciendo Futuro
Variable
Desviación
Tópicos Operacionales
Variables Operacionales/ Efectos
1. 2. 3. 4.
Sobremolienda. Aumento costos de energía Problemas en flotación, espesamiento y filtración Pérdidas de producción
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Produciendo Futuro
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Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Operación Planta
Norte
Produciendo Futuro
Tópicos Operacionales
Los objetivos técnicos de la planta, deben conseguirse en un marco de: Optimización de los costos operacionales Manteniendo la salud y seguridad de los trabajadores en óptimas condiciones, de acuerdo a normativas internas vigentes. Protegiendo
al
medioambiente,
de
acuerdo a la normativa legal vigente Evitando
los
minimizando
daños de
a
esta
los
equipos,
manera
las
detenciones y las perdidas de producción APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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que esto conlleva Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Operación Planta
Norte
Produciendo Futuro
El operador en sus rutinas de inspección, chequea las variables operacionales relevantes, y realiza ajustes manuales (según procedimientos DCN), por ejemplo: Controla granulometría rebalse ciclones Control de circuitos
flujo
de
alimentación
a
Detección de golpes de carga Supervisa adición de reactivos Controla % de sólidos Controla pH de pulpa
Nivel de cajones de bombeo Estado del pesometro, APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Cargado de bolas, etc. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Operación Planta
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Norte
Produciendo Futuro
Procedimiento Manual para Determinación del Grado de Fineza de Molienda En caso que el analizador de tamaños de partículas (PSI o PSM) ubicado en el rebalse de los hidrociclones, no estuviera en servicio, el siguiente método es de amplio uso en la industria, para la determinación del % +65# Ty
Equipo Requerido Balanza Marcy Tamiz 65 # Ty agua limpia Calculadora Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Operación Planta 1.
Norte
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Tomar una muestra de rebalse de los hidrociclones y obtener % sólidos (S1) y densidad de pulpa (R1) mediante balanza Marcy (Tal
Tópicos Operacionales
como se indicó en secciones anteriores)
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2.
Vaciar la muestra pesada en el tamiz de control 65 # Ty, asegurándose de no perder material y lavando cuidadosamente el recipiente de la balanza.
3.
Lavar para hacer pasar el material fino a través del tamiz (hasta que el agua pasante sea clara).
4.
Vaciar
cuidadosamente
el
material
sobretamaño
del
tamiz
(material retenido) al recipiente de la balanza, previamente lavado. 5.
Completar recipiente con agua hasta nivel de orificios
6.
Pesar y obtener nuevo % sólidos (S2) y densidad de pulpa (R2).
7.
Determinar % pasante, de acuerdo a formula siguiente.
R2 * S 2 % 65# Tyler *100 R1* S1 Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.220
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Operación Planta
Norte
Produciendo Futuro
Ejemplo
Tópicos Operacionales
La corriente original hidrociclones tiene:
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de
rebalse
de
S1=38 % sólidos y R1=1.31 K/lt Después de aplicar descrito, se obtiene:
el
procedimiento
S2=15% sólidos y R2=1.10 K/lt
15 *1.10 % 65# Tyler *100 33% 38 *1.31 Esto quiere decir que para las condiciones de operación dadas, la molienda esta generando un producto con una granulometría 33% + 65 # Ty, con un error asociado cercano al 10% (según se haya tomado correctamente la muestra) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.221
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Operación Planta
Norte
Produciendo Futuro
Tópicos Operacionales
Un punto relevante para el operador, es velar por un adecuado uso del recurso hídrico. En todas las operaciones unitarias que son realizadas para el procesamiento de minerales, se requiere del uso de agua. Los principales usos industriales son: Supresión de partículas de polvo Sellos de agua en equipos mecánicos Sistemas de refrigeración y enfriamiento Preparación reactivos
y
acondicionamiento
de
Dilución de pulpas APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Lavado en columnas de flotación, etc. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Tópicos Operacionales
Operación Planta
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Produciendo Futuro
En una condición de régimen operacional, el agua fresca que se debe incorporar debe ser equivalente a las aguas que están saliendo del sistema como: El agua en los relaves El agua en concentrados Pérdidas por evaporación, filtraciones e ineficiencias de los sistemas de distribución
Toda acción que optimice la operación de recuperación y recirculación de aguas y evite pérdidas por filtraciones o ineficiencias, tiene un directo beneficio en disminuir la cantidad de agua fresca requerida (make up) Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.223
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Operación Planta
Norte
Produciendo Futuro
Mineral Mina
Conc. Cu-Mo
Planta Agua recuperada
Tópicos Operacionales
Agua Fresca
Pérdidas Planta Recuperación Agua Relaves
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Tópicos Operacionales
Produciendo Futuro
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Objetivos de Planta Diagramas de Flujo Lazos de Control
Variables Operacionales Operación de Planta Inspecciones más comunes
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Tópicos Operacionales
Inspecciones más Comunes
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Produciendo Futuro
El operador además, monitorea el funcionamiento de las correas transportadoras, hidrociclones, molinos, bombas de pulpa, cajones de bombeo, entre otros, de manera de anticiparse a las potenciales fallas de dichos equipos. Esto lo debe realizar por medio de check list, específicamente diseñados para cada equipo en particular. Esta estrictamente prohibido que personal de operaciones intervenga los equipos. Solo debe realizar verificaciones visuales, auditivas, mediante instrumentos no invasivos, entre otros. Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.226
Inspecciones más Comunes/ Hidrociclones
Tópicos Operacionales
Nº
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ELEMENTO
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INSPECCION
Se 1
Periodo inspección
2
Tubería de alimentación al ciclón, fitting de conexión.
recomienda efectuar la primera inspección no más allá de quince días luego de la puesta en marcha.
de
Fugas puntuales de pulpa Desmontar e inspeccionar el
3
Manómetros de entrada ciclón
manómetro (mantenimiento) Limpieza del tubo de conexión a la línea (mantenimiento)
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Pág.227
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Tópicos Operacionales
Inspecciones más Comunes/ Hidrociclones Nº
ELEMENTO
4
Revestimiento
INSPECCION
Ver estado Inspeccionar
5
Orificios de vórtice y de ápice (ápex y vortex)
6
Válvulas de compuerta de entrada
7 APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Norte
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Línea de aire comprimido
diámetros de los agujeros y compararlos con los diámetros de los elementos nuevos. (Operación debe establecer una relación entre clasificación y desgaste para indicar el momento mas apropiado para su cambio)
Revisar
cilindro neumático accionamiento (mantenimiento) Lubricación cada 50 ciclos
de
Unidad de preparación del comprimido antes (mantenimiento)
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del
aire actuador
Pág.228
Inspecciones más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos Operacionales
Nº
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COMPONENTE
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INSPECCION
Carcaza
Área limpia de escombros, lodos Filtraciones
2
Tubería
Fijación Filtraciones Uniones soldadas
3
Conexiones de toma Compruebe fijación y salida de la pulpa Verificar fugas
1
4
Prensa estopa
Verificar fugas Ajuste de tornillos prensa estopa
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brida
Pág.229
Inspecciones más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos Operacionales
Nº
Norte
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INSPECCION
5
Caja rodamiento
Lubricación Temperatura, no exceder 90º C Temperatura normal 50- 70º C
6
Pernos de fijación
Comprobar seguridad unión
7
Tapas de seguridad de Verificar montaje y seguros correas
8
Correa de transmisión Verificar temperatura de potencia Estado visual
9
Motor eléctrico
10 APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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COMPONENTE
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Rendimiento bomba
Golpeteo y Calentamiento de
Verificar rendimiento (acuerdo la información del fabricante), bajo rendimiento podría indicar existencia de piezas gastadas.
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Pág.230
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Tabla de Contenidos
Introducción
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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Pág.231
Tópicos de Mantenimiento
Fallas más Comunes
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A continuación se presenta el listado de fallas más comunes, según los proveedores de los equipos y experiencia del consultor. Cualquier condición subestandar del equipo se debe informar inmediatamente a mantenimiento Planta. Esta estrictamente prohibido que personal de operaciones intervenga los equipos
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Tópicos de Mantenimiento
Fallas más Comunes/ Hidrociclones
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CAUSAS PROBABLES
Norte
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ACCIONES CORRECTIVAS
Nº
SINTOMAS
1
Producida por el Obstrucción desprendimiento de Presión en una de las trozos de revestimiento operación descargas del ya sea de tuberías, mayor a la hidrociclón cajones de traspaso o de régimen (overflow o del propio hidrociclón. underflow) Limpieza descarga ciclón
2
Limpieza tubería Presión de Obstrucción de Revisar distribuidor operación la tubería radial menor a la aguas arriba Revisar bomba de régimen del hidrociclón Revisar válvula de cuchillo
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Fallas más Comunes/ Hidrociclones
Tópicos de Mantenimiento
Nº SINTOMAS
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CAUSAS PROBABLES
Norte
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ACCIONES CORRECTIVAS
3
Variación en las Presión de condiciones de Revisar hidrociclón operación clasificación levemente Variación de mayor o operación de otros Revisar bomba de menor a la equipos de la alimentación de régimen planta
4
Presión de operación oscilante, flujo pulsante
Revestimiento despegado o roto
Revisar revestimiento
Bomba aspira Revisar alimentación bolsas de aire al molino
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Fallas más Comunes/ Hidrociclones
Tópicos de Mantenimiento
Nº
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SINTOMAS
CAUSAS PROBABLES
Norte
Produciendo Futuro
ACCIONES CORRECTIVAS
Densidad de Reducir densidad alimentación muy de alimentación o alta o spigot( Cambiar spigot por apex) muy una más grande. pequeño
5
Alta densidad roping
6
Descarga por el spigot muy poco densa
Aumentar densidad Densidad de de alimentación alimentación muy Cambiar el spigot baja o Spigot por uno más muy grande pequeño
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Fallas más Comunes/ Hidrociclones
Tópicos de Mantenimiento
Nº SINTOMAS
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7
CAUSAS PROBABLES
Norte
Produciendo Futuro
ACCIONES CORRECTIVAS
Cambiar buscador de Buscador de vórtice vórtice ha Reducir el número de colapsado o ciclones en operación esta bloqueado y/o aumente el Alimentación Descarga de volumen de insuficiente. rebalse alimentación. Entrada de intermitente Desmantele la pieza equipo coincidente de bloqueada. alimentación y Revestimiento límpiela. suelto y Suelte el revestimiento colapsado y cambio o ajuste.
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Pág.236
Fallas más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos de Mantenimiento
Nº FALLAS
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1
CAUSAS PROBABLES
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Produciendo Futuro
ACCIONES CORRECTIVAS
Quite la guarda de la correa e intente girar el eje de la bomba a mano Desarme la bomba y limpie detrás del rodete, lave la bomba y el La bomba Eje principal colector respectivo. no parte trabado Desarme la impulsión y compruebe que pueda girar tanto el motor como el eje. Coloque nuevos rodamientos si es necesario.
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Pág.237
Tópicos de Mantenimiento
Fallas más Comunes/ Bombas Centrifugas
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Nº
FALLAS
CAUSAS PROBABLES
2
La bomba parte pero se activa la protección del motor
3
La bomba funciona pero la tasa de Hay fugas en flujo es Repare las fugas la línea demasiada baja o inexistente
CODELCO Norte
Produciendo Futuro
ACCIONES CORRECTIVAS
El régimen de Compare con la placa protección del de régimen de motor motor esta y ajuste según demasiado corresponda bajo
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Pág.238
Fallas más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos de Mantenimiento
Nº
4
CAUSAS PROBABLES
Norte
Produciendo Futuro
ACCIONES CORRECTIVAS
El flujo de Adapte la alimentación toma es de la bomba o adapte el desigual o la régimen de la La bomba bomba esta impulsión, el motor y la funciona en succionando bomba a las condiciones forma aire de funcionamiento desigual o Obstrucción en Limpiar válvulas y vibra la línea tubería
Rodete obstruido 5
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FALLAS
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Fugas anormales del eje
Prensa estopa dañada
Limpie el rodete. Ver extracción y colocación del prensaestopas del eje.
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Fallas más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos de Mantenimiento
Nº FALLAS
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CAUSAS PROBABLES
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ACCIONES CORRECTIVAS
Revisar calculo Aumentar la velocidad TDH
6
Flujo insuficiente
Revisar línea succión Disponibilidad (restricciones). De ser insuficiente de necesario, aumentar NPSH diámetro línea de succión. Válvulas bloqueadas
Limpieza
Filtros sucios
Limpieza
Aire en la línea Reparar la línea de succión
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Fallas más Comunes/ Bombas Centrifugas
Tópicos de Mantenimiento
Nº FALLAS
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CAUSAS PROBABLES
ACCIONES CORRECTIVAS
Bomba trabajando por Revisar encima de su flujo capacidad 7
Norte
Produciendo Futuro
cálculos
de
Presión de Velocidad de la Revisar sistema motriz bomba muy baja descarga insuficiente Aire o gases en el liquido Eliminar la espuma (espuma) Impulsor dañado Desarme e inspección. o desgastado
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Pág.241
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Tabla de Contenidos
Introducción
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
Medio Ambiente y Seguridad Anexos
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General
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Medio Ambiente y Seguridad
Análisis de Riesgos
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La imagen de una empresa, se sustenta en la actitud, conductas y compromiso que todos los estamentos mantengan con respecto de las políticas de Prevención de Riesgos y Gestión de Medio Ambiente.
A continuación se presentan, las fichas medioambientales y de seguridad, de carácter referencial, para el proceso de molienda convencional barras-bolas.
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Pág.243
General
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Medio Ambiente y Seguridad
Riesgos Asociados
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Es un evento probable cuya ocurrencia puede producir un daño a las personas, bienes, Procesos y Medio Ambiente en relación con el suceso. Causas Es el origen o el motivo de ocurrencia de un suceso.
Medidas de Control Son las acciones a seguir para evitar, controlar y/o eliminar un suceso con los riesgos asociados.
Ámbito Ámbito: S = Seguridad; M = Medio Ambiente Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
Pág.244
General
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Equipos Asociados
Medio Ambiente y Seguridad
Hidrociclones
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Cajones repartidores Bombas centrifugas
Redes de pulpa, agua industrial y aire
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CODELCO
Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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Aspecto ambiental
Causa
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control Chequeo periódico de procesos, para verificar correcto funcionamiento.
1
Contaminación atmosférica con gases Incendio tóxicos; Todos de los procesos equipos y/o actividades del área
Realización de mantenimiento de acuerdo a lo establecido en procedimientos DCN Procedimiento de control de Incendio DCN Inspección periódica sistemática de extintores
y
Planificación y ejecución de Simulacro para Incendio en Planta Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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2
Aspecto ambiental
Contaminación con RISES.
Causa
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Segregación, traslado y Generación envío al lugar de establecido. desperdicios Procedimiento e sólidos instructivo DCN producto del Revisar instructivos cambio y operacionales de manejo reparación de RISES específicos de Control de estadísticas maquinarias. de Rises Desecho de E.P.P. usados
Segregación, traslado y envío al lugar establecido.
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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3
Aspecto ambiental
Causa
Contaminación de superficie y napas Derrames "Operación normal de la planta."
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Verificar periódicamente estado de equipos y sistemas de apoyo y canaletas, para evitar derrames. En caso de derrame, aplicar procedimiento medioambiental de emergencia Realizar Inspección trimestral a cañerías de concentrado
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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4
Aspecto ambiental Contaminación acústica
Causa Operación equipos general
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Capacitación sobre de contaminación acústica, en campañas sobre el uso de protección auditiva Capacitación sobre impacto ambiental
5
Derrame de reactivos
Rotura y Inspección sistemática desacople de de líneas y redes redes y líneas registro de alimentadoras Llevar actividades y capacitación
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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6
Aspecto ambiental
Causa
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Falla manejos RILES
en Mantener operativos los de sistemas de manejo de RILES
Falta control
Simulacro dirigido al de entrenamiento del personal y revisión del instructivo y procedimiento
Contaminación por Residuos Antigüedad Líquidos de equipos
Realizar equipos
inspecciones
a
Manejo y traslado de Capacitación sobre impacto contenedores, ambiental en forma inapropiada Servicio de Formación para Áreas de la Superintendencia General Concentradora, Molienda, CONC_MOL_05
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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7
Aspecto ambiental
Causa
Consumo de Energía Sobre Eléctrica consumo Proceso
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Calibración de medidor de energía Tener un monitoreo fidedigno del consumo de energía eléctrica Capacitar a personal de plantas en uso eficiente de los recursos. Reuniones para informar la evolución de los indicadores y definición de acciones correctivas cuando exista desviaciones en el consumo específico mensual
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
8
9 APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Aspecto ambiental
Consumo de Agua
Derrame de aceite
Norte
Produciendo Futuro
Causa
Medida de Control
Consumo Recurso Hídrico
Calibración de Flujometros Monitoreo de consumos Capacitar personal de plantas en uso eficiente de los recursos hídricos. Reuniones para informar evolución de indicadores y definición de acciones correctivas cuando existan desviaciones en consumo
filtración
Solicitar trimestralmente a Mantención la Inspección de sellos de lubricación Capacitación Norma ISO 14001
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Fichas Medio Ambientales
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
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10.
Aspecto ambiental
Causa
Norte
Produciendo Futuro
Medida de Control
Controlar indicador de consumo de recursos hídricos y energía Llevar estadística de consumos Controlar a través del control de indicador de indicadores en equipos consumo de críticos. Energía Desviación Revisión de indicadores eléctrica, Sensibilizar personal plantas Agua fresca en uso eficiente de recursos y energéticos e hídricos. Combustible Reuniones de control de indicadores y definición de acciones correctivas cuando corresponda
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Pág.253
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Fichas de Seguridad Nº
Riesgo Asociado
Causas
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
Medio Ambiente y Seguridad
Confinamiento de equipos Planificar frecuencia de retiro de polvo depositado en vigas y estructuras de la planta.
1
Capacitación sobre riesgos de Exposición exposición a sílice y uso de Polvo en al polvo E.P.P. suspensión “Silicosis” Inspección, y mantenimiento
de componentes de sistemas de colectores polvo
los de
Medición de material particulado en suspensión. APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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CODELCO
Fichas de Seguridad
Medio Ambiente y Seguridad
Nº
APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Riesgo Asociado
Norte
Produciendo Futuro
Causas
Por elementos móviles
2
Atrapamiento
Medidas de Control Cumplimiento procedimientos de trabajo seguro en mantenimiento Difusión e inspecciones planeadas, Procedimiento Divisional de Bloqueo DCN
Inspección, de condiciones físicas y funcionamiento Falta o operacional ausencia de Instalación de resguardos estructuras laterales, en aquellos y puntos mas críticos, a lo protecciones largo de las correas, para disminuir la probabilidad de atropamiento
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Riesgo Asociado
Causas
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
Capacitación y difusión de procedimiento e instructivo “Dosificación de reactivos DCN”
3
Exposición a Vapores
Inhalación de vapores al dosificar reactivos , frente a derrames y al ingresar al molino
Capacitación y difusión de procedimiento “Emergencia en caso de derrames de Reactivos” Inspecciones mensuales a duchas y lava ojos de emergencia, instalados en la planta. Contemplar E.P.P específicos para la dosificación de reactivos
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Riesgo Asociado
Causas
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
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Capacitación Capacitación técnica a personal
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4
Gestionar programa de Falla de inspección y mantención Equipo de elementos, Llevar registro y realizar levante en en equipos seguimiento a la ejecución de general: de levante la mantencion e inspección Golpeado, equipos de levante atrapado y Generar procedimiento de caída de entrega de control de grúa. cargas actualizado suspendida Operar grúa, Verificar registro sin de personal autorizado para s. autorización operar equipos de levante (Cursos-Examen Psicosensotecnico-Autorización)
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5
Riesgo Asociado
Causas
Desconocimiento o no Operación cumplimiento de bombas de los centrifugas, procedimientos e “Atrapamie instructivos, nto” estructuras fuera de estándar.
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control Difusión Procedimiento Realizar Inspección Mensual sobre orden y aseo en sectores comprometidos Llevar registro mensual sobre cumplimiento de medidas preventivas y/o correctivas derivadas de Investigación de Incidentes. Realizar inspecciones en forma semestral a protecciones de los equipos.
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6
Riesgo Asociado
Norte
Produciendo Futuro
Causas
Intervenir Cumplir procedimiento Aprisionado equipo, sin y/o golpeado bloqueo eléctrico DCN en la Intervención Protecciones Llevar a cabo estructurales en de equipos inspecciones visuales mal estado o energizados sistemáticas ausencia de ellas Instalación eléctrica defectuosa
7
Medidas de Control
Inspección y revisión de instalaciones eléctricas en general
“o con energía Intervención de Generar conductas eléctrica”. :Tableros, cajas seguras: mediante eléctricas sin charlas, talleres autorización
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8
Riesgo Asociado
Golpeado en desatollo
Causas
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
Revisión del procedimiento general, incorporar Falta de instructivo especifico instructivo Difusión del procedimiento especifico o revisado y actualizado a reinstrucció todo el personal n de este Inspección anual de las herramientas de trabajo
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Riesgo Asociado
Causas Trabajo altura
9
Caída mismo o diferente nivel en la inspección de equipos, sistemas y redes.
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control en De acuerdo procedimiento DCN
Estructuras deterioradas Trayectos peatonales no expeditos y Pisos resbaladizos Falta o déficit de iluminación Derrames en el pisos, en general
a
Reparar e instalar Controlar mediante el confinamiento del área
Utilizar elementos protección personal
de
Informar, confinar área y controlar
Evitar transitar por áreas fuera de estándar.
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Riesgo Asociado
Norte
Produciendo Futuro
Causas
Medidas de Control
De acuerdo a procedimiento DCN (adecuar los tiempos de exposición, junto con EPP).
10
Riesgo Físico funcionamient (Exposición o de equipos a ruidos y vibraciones)
Solicitar medición de niveles de ruido y vibración. Realizar Inspección sobre señalización en relación a obligatoriedad de uso de E.P.P en sectores que lo requieran
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Riesgo Asociado
11
Riesgo físico (Radiación)
12
Riesgo Físico (Temperatura Extrema)
Norte
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Causas
Medidas de Control
Soldadura al Blindaje de la fuente Arco Distancia a la cual se Radiación debe actuar Ultravioleta Tiempo de exposición
Temperaturas extremas
Control realizado mediante aislamiento , pantallas protectoras y ventilación en general
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Riesgo Asociado
Causas
Gases vapores:
13
Riesgo Químico
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
y
•Irritantes •Asfixiantes •Anestésicos •Aerosoles Polvos y rocíos Polvos orgánicos e inorgánicos Humos Nieblas
Sustitución del toxico por otro menos toxico Segregación del personal Cambio de proceso Dilución por ventilación: Extracción: Protección Personal: Para evitar el impacto en el receptor
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Riesgo Asociado
Causas
Derrames piso
14
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
a
Evitar transito peatonal. Utilizar adecuadamente EPP Corte de Ausencia de Procedimiento DCN energía, informar de los lugares que iluminación dejando están exentos de sistema de en algunas equipos y iluminación de emergencia áreas sistemas fuera de servicio Saturación de canales de Liberar canales radio y, dar comunicación prioridad a la emergencia de radio
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Riesgo Asociado
Norte
Produciendo Futuro
Causas
Medidas de Control
15
Elevada Impacto por presión fugas de Ausencia de fluidos a alta mantención presión Rotura o desacople
16
Sobreesfuerzo
17
Delimitar áreas trabajo Alta Señales auditivas y Transitar bajo frecuencia en visuales cargas utilización Operación puente grúa suspendidas puente grúa solo por personal autorizado.
Regular presiones Utilizar E.P.P. Mantencion predictiva a equipos Medición de espesores
Falta de Difusión procedimiento conocimiento manejo de materiales
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Riesgo Asociado
Ergonomía Carga Física 18 Condiciones ambientales
Causas
Incomodidad. Molestias y lesiones músculo esqueléticas Trastornos circulatorios Iluminación, Climatización Molestias oculares Ruido
Norte
Produciendo Futuro
Medidas de Control
No asumir inadecuadas
posturas
Controlar los reflejos y las fuentes de iluminación Regular y mejorar las variables de la temperaturahumedad Excesiva velocidad del aire frío Falta de limpieza en las instalaciones
Eliminar las fuentes de ruido
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Tabla de Contenidos
Introducción
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Fundamentos Teóricos Tópicos Operacionales Tópicos de Mantenimiento
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Tablas de Conversiones/ Longitud
Anexos
Desde
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Norte
Produciendo Futuro
Por
Hasta
in
Pulgada
2.54
Centímetros
cm
ft
Pies
30.48
Centímetros
cm
mi
Millas
1.6
Kilómetros
km
mm
Milímetros
0.03937
Pulgadas
in
cm
Centímetros
0.3937
Pulgada
in
cm
Centímetros
0.033
Pies
ft
km
Kilómetros
0.621
Millas
mi
m
Metros
3.28
Pies
ft
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Tablas de Conversiones/ Área
Anexos
Desde
Hasta
In2
Pulgadas Cuadrada
6.45
Centímetros Cuadrados
cm2
ft2
Pies Cuadrados
0.093
Metros Cuadrados
m2
Centímetros 0.155 Cuadrados
Pulgadas Cuadradas
in2
Pies Cuadrados
ft2
cm2 m2
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Por
Norte
Produciendo Futuro
Metros Cuadrados
10.76
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Tablas de Conversiones/ Volumen
Anexos
Desde
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Por
Norte
Produciendo Futuro
Hasta
fl oz
Onzas Fluidas
29.57
Mililitros
ml
pt
Pintas
0.47
Litros
l
gal
Galón
3.785
Litros
l
ft3
Pies Cúbicos
ml
Mililitros
0.033
Onzas Fluidas
ft oz
l
Litros
2.113
Pintas
pt
l
Litros
0.26
Galones
gal
Pies Cúbicos
ft3
m3
0.028 Metros Cúbicos
Metros Cúbicos 35.31
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m3
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Tablas de Conversiones/ Fuerza, masa y potencia Desde
Anexos
F
M
P APIRES S.A Avenida Andrés Bello 2777, Piso 26, Edificio de la Industria, Las Condes, Santiago. Fono: 56-2-4774700, Fax: 56-2-4774747 e-mail:
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Por
CODELCO Norte
Produciendo Futuro
Hasta
lb
Libras
4.778
Newton
N
lb
Libras
453.6
Gramo-fuerza
Gf
N
Newton
0.2248
Libras
lb
gf
Gramo-Fuerza
2.2x10-3
Libras
lb
lb
Libras
0.4536
Kilogramos
k
Oz
Onzas
28.35
Gramos
g
k
Kilogramos
2.205
Libras
Lb
g
Gramos
3.527x10-2
Onzas
Oz
kp
Kilolibras
2.205
Libras
Lb
hp
Caballo de Fuerza
0.74582
Kilowatts
Kw
kw
Kilowatts
1.341237
Caballo de Fuerza
hp
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Anexos
Tablas de Conversiones/ Presión
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Norte
Produciendo Futuro
Desde
Por
Hasta
Milibar
0.001
Bar
Bar
Milibar
0.0145037
Libra por Pulgada Cuadrada
psi
Milibar
0.1
Kilopascal
KPa
Milibar
0.0001
Mega Pascal
Mpa
Milibar
0.00102
***
K/cm2
Milibar
10.1972
Bar
1000
Milibar
mbar
Bar
14.503771
Libra por Pulgada Cuadrada
psi
Bar
100
Kilo Pascal
KPa
Bar
0.1
Mega Pascal
Mpa
Bar
1.02
***
K/cm2
Bar
10197.2
Milímetro de Columna de Agua mm H2O
Milímetro de Columna de Agua mmH2O
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Anexos
Tablas de Conversiones/ Presión (continuación)
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CODELCO Norte
Produciendo Futuro
Desde
Por
Hasta
psi
68.94757
Milibar
mbar
psi
0.0689476
Bar
Bar
psi
6.895
Kilopascal
Kpa
psi
0.00689476
Mega Pascal
Mpa
psi
0.0070307
***
K/cm2
psi
703.0697
kpa
10
Mega Bar
Mbar
kpa
0.01
Bar
bar
kpa
0.1450377
Libra por Pulgada Cuadrada
Psi
kpa
0.01
Mega Pascal
Mpa
kpa
0.01
***
K/cm2
kpa
102
Milímetro de Columna de Agua mmH2O
Milímetro de Columna de Agua mmH2O
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