Cedazos de Alta Frecuencia : Solución a la Clasificación de Finos

La clasificación de Minerales finos en Húmedo siempre ha sido un tema de controversia, que ha dado origen a muchos artículos; motivo por el cual es un tema latente y que constantemente se está investigando. En esta oportunidad, queremos describir el uso de Cedazos de Alta Frecuencia, Equipos que actualmente están siendo usados con mucho éxito en distintas industrias; Minera, Pesquera e  Industria en general, debido a que se puede obtener  una clasificación más exacta para el tamaño que se requiere.

Para el caso de la industria Minero metalúrgica; dentro del proceso de Concentración de Minerales, los circuitos de Chancado y Molienda SON LAS ETAPAS CON MAYOR COSTO OPERATIVO; MOTIVO POR EL CUAL TODO OPERADOR DEBE HACER UNA REVISIÓN EXHAUSTIVA DE ESTOS CIRCUITOS CON LA FINALIDAD DE OPTIMIZARLOS y así optar por  alternativas que ayuden a reducir  dichos costos.

Resumen

La finalidad de este trabajo es hacer notar  los beneficios económicos que se pueden conseguir con una buena clasificación; separando los minerales finos

– con valiosos que se encuentran liberados – de los gruesos con el uso de los Cedazos de Alta Frecuencia, equipos de tecnología moderna diseñados especialmente para una separación eficiente de partículas finas de hasta 37 micrones (400 Malla). El uso de los cedazos no es nuevo ya que hay estudios que datan de  1,925(*); en el cual se demostró que el uso de los cedazos era mas ventajoso con respecto a otros equipos de clasificación(Clasificadores de Rastrillos y Helicoidales, etc.). Con respecto a  los ciclones(**); en una  mayoría  de aplicaciones es posible que los Cedazos de Alta Frecuencia lo sustituyan y en otras aplicaciones se pueden complementar.

En la actualidad los cedazos vibratorios han tenido un fuerte desarrollo lográndose poner al mercado los Cedazos de Alta Frecuencia; equipos con altas velocidades y alta fuerza de aceleración“G”(***); con los cuales es posible obtener eficiencias de clasificación de hasta 95 % en mallas finas.

Sin dejar de lado la aceptable operación de  los ciclones, actualmente, es  posible, en los circuitos de Molienda-Clasificación, utilizar Cedazos de Alta Frecuencia para la clasificación de finos; así como también en algunas operaciones  los Cedazos de Alta Frecuencia se pueden complementar con los ciclones,  con  el  objetivo de obtener  la mejor eficiencia y por ende el mejor beneficio económico por:

  • Disminución de la carga circulante con la finalidad de incrementar la capacidad de molienda y en consecuencia la producción con una mínima inversión.
  • Evitar la producción de “Lamas”; por sobre molienda; ya que con los equipos de clasificación del tipo hidráulico de todas maneras siempre existe  una cantidad de finos(en el Under Flow o Over Size) que son remolidos formándose “lamas” repercutiendo esto en el consumo de reactivos y energía.
  • Mejorar la recuperación en la flotación por una  mejor clasificación evitando que  minerales ya liberados retornen a ser remolidos y flotados.
  • Evitar que el material no liberado pase en el Over Flow (Under Size)al circuito de flotación y se pierda en los relaves.

(*)   E. W. Davis

(**) Equipos que aparecieron aprox. a mediados del siglo pasado con un rendimiento aceptable de  clasificación basado en la separación por la diferencia de gravedad específica y tamaño de las partículas.

(***) La Fuerza “G” es las veces que se incrementa la aceleración.

Caso práctico.- circuito de clasificación mediante cedazos de alta frecuencia

El presente estudio esta referido a una Planta Concentradora Polimetálica (Plomo – Zinc) con un tratamiento Aproximado de 2200 TMPD (92.00 TMPH) la cual actualmente en su circuito de molienda se encuentran operando  dos Molinos de Barras como Molienda Primaria, Nido de Ciclones y Molinos de  Bolas como remolienda (Fig. Nº 1).  A consecuencia de una “Deficiente” clasificación en la malla 100  (150 micrones) se tiene problema en la recuperación y también una alta Carga Circulante imposibilitando incrementar el tratamiento, motivo por lo cual  se ha estudiado la posibilidad de instalar Cedazos de Alta Frecuencia a fin  de:

  • Mejorar la recuperación metalúrgica evitando que el mineral – 100 mallas retorne al circuito de molienda y a su vez este sea recuperado en el circuito de flotación incrementándose así la producción de concentrados por mejorar en la recuperación.
  • Incrementar el tonelaje de tratamientos: por conseguir menor carga circulante; ya que no habrá mineral – 100 Malla que retorne a ser remolido.

OPERACIÓN ACTUAL:  CLASIFICACIÓN HIDRÁULICA(Fig. Nº 1)

La Planta Concentradora en estudio se encuentra tratando aproximadamente 2200 TMPD con un rango de Carga Circulante en el circuito Molienda-Clasificación de 350% a 500% y con recuperaciones en el circuito de Flotación; con respecto al Concentrado de Plomo de 60% y al Concentrado de Zinc de 72%. Si observamos los análisis de Mallas (Tablas Nº 1 y 2) de las descargas de los; Molinos de Barras y de Bolas.

  • Molinos de Barras N°. 1      :           Aprox. 24% – 100 MALLAS
  • Molinos de Barras N°. 2      :           Aprox. 32% – 100 MALLAS
  • Moinos de Bolas N°. 1        :           Aprox. 39% – 100 MALLAS
  • Molinos de Bolas N°. 2       :           Aprox. 38% – 100 MALLAS
  • Molinos de Bolas N°. 3       :           Aprox. 37% – 100 MALLAS

Nos daremos cuenta que en la descarga de los Molinos de Barras hay Mineral – 100 Malla que deben pasar directamente al circuito de Flotación para ser recuperados.

Así mismo si observamos el análisis de Malla de la alimentación (descarga de Molinos de Barras y Bolas) al Sistema de clasificación(Tabla Nº 3) nos daremos cuenta que contiene 36.71% en peso de –100 Mallas de los cuales en el UNDER-FLOW hay aproximadamente 26.78% en peso de –100 Malla que debería pasar directamente al circuito de Flotación y no a ser remolidos incrementando la carga circulante y ”Lameandose“ para ser perjudiciales en la flotación y en el Espesamiento.

Operación Proyectada: Cedazos de Alta Frecuencia

ALTERNATIVA I.- CIRCUITO DE CLASIFICACIÓN MEDIANTE CEDAZOS DE ALTA FRECUENCIA

ALTERNATIVA II.- CIRCUITO DE CLASIFICACIÓN NIDO DECICLONES  Y  CEDAZOS DE ALTA

Frecuencia:

ALTERNATIVA I: Caso del presente estudio

Se considera la instalación de dos circuitos de clasificación a trabajar con cada Molino de Barra:

Un cedazo de Alta Frecuencia para operar como clasificación Primaria (para proteger la operación de los Cedazos Secundarios) de tal manera que las partículas de tamaño + 20 Malla retornen a la Remolienda y solo la pulpa con mineral – 20 mallas (50.25% para el molino de barras N°. 1 y 71.02% para el Molino de Barras N°. 2) pase a los dos cedazos secundarios de Alta Frecuencia para clasificar – 100 malla y así estos sean recuperados en el circuito de flotación incrementando la recuperación

Equipamiento:

Clasificación Primaria:

Dos cedazos de Alta Frecuencia, una para cada Molino de Barras. Estos equipos tendrán la finalidad de clasificar el Mineral + 20 Malla que retornaría a la Remolienda y solo pasaría a la clasificación Secundario el Mineral – 20 Malla con la finalidad de obtener una mejor eficiencia y menor área de clasificación de los Cedazos Secundarios.

Clasificación Secundaria:

Mediante cuatro Cedazos de Alta Frecuencia (Dos por cada Cedazo Primario), los cuales tendrán la finalidad de separar Pulpa de Mineral 100 Malla, el OVER SIZE (+100 MALLA) a Remolienda y el UNDER SIZE (-100 MALLA) pasaría al circuito de Flotación.

Costo – Beneficio: Un año de Operación

  • Operación                                                             : Un año de 360 días.
  • Tratamiento diario                                                  : 2,200 TMD
  • Tratamiento Anual                                                 : 792,000 TM
  • Costo dell Conc. de Plomo por TM                         : US  $ 407.00(*)
  • Costo  del Conc. De Zinc por TM                            : US  $ 257.00(*)
  • Costo de Paneles de poliuretano(primario)               : US  $ 11,600.00
  • Costo de paneles Stainlees steel(secundario)          : US  $ 12,000.00
  • Costo de energía                                                   : 0.045 US $/Kw-Hr
  • Costo de mano de Obra                                         : Despreciable

(*)Datos de operación

5.1.- GASTOS:

Inversión Inicial (Fob. USA)                               : US  $ 230,518.00

  • Un Cedazo de Alta Frecuencia primario
  • Dos Cedazos de Alta Frecuencia Secundario

Transporte y desaduanaje(Aprox. 25% FOB)     : US   $  57,629.50

Ingenieria, Instalacion  e Imprevistos                 : US  $   15,000.00

TOTAL INVERSION INICIAL                      US  $  303,147.50

Costo de Operación

Cambio de Mallas

Primario 2 veces al año                                   : US  $ 11,600.00

Secundario 3 veces al año                               : US  $ 12,000.00

Energía18 HP x 0.745 x 0.80 x 24 x 360 x 0.045          : US  $ 4,200.00(aprox.)

TOTAL COSTO DE OPERACIÓN              US  $ 27,800.00

5.2.- INGRESOS:

5.2.1.- Por incremento de  en la Recuperación.- Mejor control de mineral liberado en la Malla – 100  para ser recuperados en el circuito de Flotación.

– % Pb por TM                                        : aprox. 1.53

– % Zn por   TM                                       :  aprox. 5.04

– Recuperaci ón Actual Pb                       : aprox.  60 %

– Recuperaci ón Actual Zn                        : aprox.  72 %

Recuperación Actual Anual Pb:792,000 TM/año x 0.0153 x 60.0 %      =  7,270.56 TM /Año

Recuperación Proyectada Anual792,000 TM/año x 0.0153 x 65.0 %      =   7,876.44 TM/Año

PRODUCCIÓN ADICIONAL DE PLOMO : 605.88 TM/AÑO

Considerando la TM de concentrado plomo a US $ 407.00:

INGRESO ADICIONAL POR INCREMENTO EN LA RECUPERACIÓN

605.88  TM/AÑO  x  US $  407.00   =  US $ 246,593.00     (A)

Recuperación Actual Anual Zn:792,000 TM/año x 0.0504 x 77.0 %        =  28,740 TM /Año

Recuperación Proyectada Anual Zn:792,000 TM/año x 0.0504 x 77.0 %       =   30,736 TM/Año

PRODUCCIÓN ADICIONAL DE ZINC :     1,996 TM/AÑO

Considerando la TM de concentrado zinc a US $ 257.00:

INGRESO ADICIONAL POR INCREMENTO EN LA RECUPERACIÓN

1,996.00  TM/AÑO  x  US $  257.00   =  US $ 512,972.00    (B)

5.2.2.- Por incremento  en el tratamiento. Este rubro se deberia revisar después ya que al haber menos carga circulante se tendría mayor capacidad de remolienda; que actualmente es un “cuello de botella” para incrementar la capacidad de los molinos de barras. En consecuencia por este rubro tambien se obtendría mayor beneficio economico.

5.3.- UTILIDAD ANUAL :  INGRESOS  –  EGRESOS

5.3.1.- INGRESOS: Por incremento en la Recuperación                                : US  $     759,565.00

TOTAL  INGRESOS              US  $  759,565.00  

5.3.2.- EGRESOS:

Inversión Inicial                                                              :   US  $ 303,147.00

Costos de Operación                                                     :   US  $   27,800.00

TOTAL EGRESOS                   US  $  330,947.00

BENEFICIO ECONÓMICO EN UN AÑO DE OPERACIÓN :  US  $ 428,618.00(INGRESOS  –   EGRESOS)

Conclusiones:

  1. De acuerdo al análisis Costo – Beneficio se puede observar que la recuperación de la Inversión Inicial  con el incremento CONSERVADORAMENTE DE LA RECUPERACIÓN SERIA DE APROXIMADAMENTE 9 MESES. Lógicamente si se mejora mas la recuperación(que es lo mas probable) este tiempo disminuiria.
  2. Con la Instalación de los Cedazos de Alta Frecuencia También se obtendrá una operación continua; ya que se evitara los constantes atoros de los apex de los hidrociclones que ocurren en la operación actual.
  3. Por otro lado con la instalación de los Cedazos de alta frecuencia se evitara en lo posible tener mas de una persona en la supervisión de dichos equipos.

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