Tarea N°3 - U

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA DE MINAS
Tarea N°3
MI4020-Fundamentos de Procesos
Mineralúrgicos
Alumno: Carol Shand Morales
Profesor: Aldo Casali B.
Profesor Auxiliar: Emilio Castillo D.
Fecha de Entrega: 18 de Junio de 2012
INDICE
1.- RESUMEN ....................................................................................................................................... 2
2.- MARCO TEÓRICO............................................................................................................................ 3
Alimentación Circuito Cerrado Inverso ....................................................................................... 4
Balance de Sólidos ....................................................................................................................... 4
Balance de Agua .......................................................................................................................... 4
Balance de Equilibrio ................................................................................................................... 4
Hidrociclón: ................................................................................................................................. 5
Cálculo de DC ............................................................................................................................... 5
Cálculo de NC ............................................................................................................................... 6
Cálculo de DU ............................................................................................................................... 7
Cálculo de DO ............................................................................................................................... 7
Cálculo de Di ................................................................................................................................ 7
3.- DESARROLLO Y RESULTADOS ......................................................................................................... 8
DATOS ENUNCIADO: ....................................................................................................................... 8
BALANCES: ....................................................................................................................................... 8
CÁLCULOS DE DC: ............................................................................................................................. 8
CÁLCULO DE NC: .............................................................................................................................. 9
CÁLCULO DE DU: .............................................................................................................................. 9
CÁLCULO DE DO: .............................................................................................................................. 9
CÁLCULO DE Di: ............................................................................................................................... 9
TABLA 3.1 RESUMEN DE DIMENSIONAMIENTO DE BATERÍA DE HIDROCICLONES ......................... 9
4.- CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 10
1
1.- RESUMEN
El siguiente informe refleja los conocimientos obtenidos hasta ahora sobre el análisis de circuitos
de molienda convencional aplicados en una tarea, cuyo fin era, en la práctica, dimensionar una
batería de hidrociclones pertenecientes a un circuito de molienda convencional en 2 etapas.
Para lograr esto, se comenzó con un balance de flujos en uno de los 3 circuitos cerrados inversos
que conforman la segunda etapa de molienda. Esto se realiza para simplificar los cálculos gracias a
la simetría del problema.
Luego, utilizando la teoría, se procede a calcular las dimensiones de cada hidrociclón, así como la
cantidad de hidrociclones por batería. Los cálculos se llevaron a cabo según lo especificado en la
teoría, haciendo uso de tablas y fórmulas empíricas de diseño.
2
2.- MARCO TEÓRICO
El caso de estudio consiste en un circuito de molienda convencional en 2 etapas. En este circuito el
mineral es molido en la primera etapa (molino de barras) y luego en la segunda etapa, la cual
consiste en 3 molinos de bolas y una batería de hidrociclones por cada molino de bolas, se utiliza
una clasificación previa (circuito cerrado inverso) que permite enviar al producto final aquella
fracción del mineral que ya tiene la granulometría apropiada.
A continuación se presenta el diagrama de flujo del proceso total, así como el diagrama
representando una de los 3 circuitos cerrados inversos de la segunda etapa de molienda.
P
AT
Figura 2.1 Circuito de Molienda Convencional en 2 Etapas
3
O
Batería de Hidrociclones
U
A
AHC
D
Figura 2.2 Detalle Circuito Cerrado Inverso (1 de 3)
Se realiza el estudio de balance de flujo para uno de los 3 circuitos cerrados inversos, simplificando
así los cálculos totales. A continuación se presentan las ecuaciones utilizadas en este proceso.
Alimentación Circuito Cerrado Inverso
Balance de Sólidos
(
)
Balance de Agua
Balance de Equilibrio
Una vez conocidos los flujos en el circuito se puede proceder al dimensionamiento del hidrociclón.
Para esto expondremos a continuación la definición de hidrociclón y de sus diversos diámetros
característicos.
4
Hidrociclón:
Es un tubo cilindro-cónico, caracterizado por el diámetro de su parte cilíndrica, DC (10 a 127 cm), y
que se conecta al exterior por 3 orificios: su boca de alimentación o inlet (de diámetro Di), un tubo
axial que sale de la parte superior de la sección cilíndrica llamada “vortex finder” (de diámetro DO)
y la abertura de la parte cónica en su ápice llamada “apex” o también “spigot” por la boquilla en
que termina (de diámetro DU).
Figura 2.3 Hidrociclón
Cálculo de DC
 Determinar
(aplicación)
(
)
Con Fc (factor de corrección) y d especificados en el rebose.
Tabla 2.1 Relación de parámetros del rebose
% - d Fc
99 0,54
95 0,73
90 0,91
80 1,25
70 1,67
60 2,08
50 2,78

Calcular
(base)
(
(
)
)
Donde C1, C2 y C3 son parámetros de corrección por:
 Porcentaje de sólidos:
(
5
)
[
]

Presión
[
]:
(

)
Diferencia de gravedades específicas:
(

)
Calcular el diámetro del hidrociclón DC
(
(
)
)
[
]
Luego se aproxima al diámetro superior disponible.
Cálculo de NC
Calcular el número de Hidrociclones de la batería
(
Donde:
)
QTA = Flujo de volumen de pulpa de alimentación
QC = Capacidad unitaria de un Hidrociclón
Figura 2.4 Relación Capacidad de Hidrociclón vs Presión
6
Cálculo de DU
 Se estima el valor de DU en función del flujo volumétrico de pulpa esperado.
Donde:
QTU = Flujo vol. de pulpa esperado en descarga de batería de Hidrociclones [l/s]
QCU = Flujo vol. de pulpa esperado en descarga de un hidrociclón [l/s]
Figura 2.5 Relación Diámetro DU vs QCU
Cálculo de DO

Cálculo de Di
 Área de admisión = 6 – 8% Área transversal del hidrociclón
√
7
3.- DESARROLLO Y RESULTADOS
DATOS ENUNCIADO:

*






3
+
[
]
Rebose con un máximo de 10% +65#
[
]
[
]
[
]
[
]
BALANCES:
[
(
]
[
)
[
[
]
]
]
[
]
CÁLCULOS DE DC:

Factor de corrección:
[


(
]
)
(
)
(
(
)
)

(
[
)
8
]

(

[
)
]
Haciendo referencia a la figura 2.4:
[
]
CÁLCULO DE NC:

Haciendo referencia a la figura 2.4:
[ ]
*
+
[ ]
[ ]
CÁLCULO DE DU:

(

)
(
)
*
+
[ ]
Haciendo referencia a la figura 2.5:
[
]
CÁLCULO DE DO:
[
]
CÁLCULO DE Di:
[
√
]
CÁLCULO DE :
TABLA 3.1 RESUMEN DE DIMENSIONAMIENTO DE BATERÍA DE
HIDROCICLONES
Parámetro Dimensiones
DC
76 [cm]
DU
16 [cm]
DO
30,4 [cm]
Di
20,11 [cm]
NC
2 + 1 standby
20°

9
4.- CONCLUSIONES
A continuación se presenta el diagrama de flujos final del circuito de molienda convencional en 2
etapas, con 3 molinos de bolas, y los flujos correspondientes; así como el diseño final de
Hidrociclón.
𝑁𝐶1
𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑏𝑦
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝑈1
𝐺𝑆𝑃
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐴1
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐴𝐻𝐶1
𝐺𝑆𝑂2
𝑁𝐶2
𝐺𝑆𝐴2
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐷2
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐴𝐻𝐶2
𝑁𝐶3
𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑏𝑦
𝐺𝑆𝑈3
𝐺𝑆𝐴3
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝑂3
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐷3
𝐺𝑆𝐴𝐻𝐶3
Figura 4.1 Diagrama de flujos final
10
[𝑡𝑝 ]
𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑏𝑦
𝐺𝑆𝑈2
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝐷1
𝐺𝑆𝐴𝑇
[𝑡𝑝 ]
𝐺𝑆𝑂1
[𝑡𝑝 ]
[𝑡𝑝 ]
[𝑐𝑚]
𝐷𝑂
𝐷𝑖
[𝑐𝑚]
𝐷𝐶
[𝑐𝑚]
𝜃
𝐷𝑈
[𝑐𝑚]
Figura 4.2 Diseño de Hidrociclón.
11