curso chancado

Capacitacin Ingeniera Asesoras

CHANCADO Y MANIPULEO DE MINERALES

OBJETIVO. Al concluir el estudio de este curso, el participante estar en condiciones de poder definir las operaciones principales y auxiliares con que se cuentan en la seccin de Chancado, dentro del contexto general del Procesamiento de Minerales, delineando su alcance, su justificacin tcnica y su justificacin econmica-ambiental, as como tener una visin panormica de estas operaciones en cuanto a su evaluacin y control. INTRODUCCION. Todos los minerales o materiales inorgnicos que se emplean para mantener nuestra civilizacin se derivan de la corteza terrestre que comprende una capa delgada de material de slice hasta una profundidad de 13 Km., donde su distribucin no es uniforme, concentrndose unos en una parte y otros en otra parte de acuerdo al proceso geolgico el cual da lugar a los cuerpos o depsitos de mineral tales como el cobre, plomo, zinc, nquel, molibdeno, etc. que comnmente se les denomina Yacimientos los cuales al ser ubicados y evaluados son explotados econmicamente y procesados hasta obtener un producto (concentrado o metal) comerciable. Este proceso sigue la siguiente secuencia general (Figura 1):

Figura 1. Etapas principales del Procesamiento de MineralesCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 1

Capacitacin Ingeniera AsesorasAqu la Geologa participa con las operaciones comnmente denominadas cateo, prospeccin seguida de la exploracin que mediante la perforacin de tneles o perforacin diamantina, determina la mineraloga, su gnesis y dimensiona el yacimiento a travs de la cubicacin, la cual nos proporciona las reservas probadas y probables de mineral valioso. Estos datos nos ayudan a priori, decidir si el yacimiento es o no explotable econmicamente. Con las muestras obtenidas de este proceso, se ejecutan las pruebas metalrgicas, para determinar el posible tratamiento de extraccin del mineral valioso o del metal valioso. La Minera participa en el diseo del sistema de explotacin del mineral valioso, de acuerdo al tipo de mineralizacin del yacimiento. Si la mineralizacin es vetas o bolsonadas, se aplicar el mtodo de minera subterrnea de corte y relleno ascendente o descendente o el sistema trackless; o si la mineralizacin es diseminada o tipo porfirtico, se aplicar el mtodo de minera a cielo o tajo abierto (open pit) y sus consiguientes operaciones de acarreo y transporte. Como prcticamente no hay ningn mineral que tal como se le extrae de la mina sea adecuado para su conversin a un producto final, requiere de la preparacin de la mena y la separacin selectiva de los minerales valiosos de la ganga por mtodos fsicos, interviene la METALURGIA a travs de la Mineralurgia o Procesamiento de Minerales, para convertir un mineral de baja ley en un concentrado de alta ley, apto para el proceso ulterior de extraccin del metal.

Curso: Chancado y Manejo de Materiales

Cuajone, Octubre 2004

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CAPITULO

I

MANIPULEO DE MENAS EN SECO

1.1

OBJETIVO.

Al concluir el estudio del presente captulo, el participante estar en condiciones de definir una Planta Concentradora, representarla a travs de diagramas de flujo adecuados y ser capaz de comprender, evaluar y seleccionar los equipos de manipuleo de minerales, tanto de transporte como de almacenamiento; as como estar en condiciones de supervisar las operaciones que estos equipos efectan dentro de una Planta Concentradora. 1.2 INTRODUCCION.

El manipuleo o manejo de minerales (mena) en una Planta Concentradora es fundamental, puesto que todas las operaciones unitarias que en ella se realizan requieren del manejo del mineral ya sea en seco o como pulpa. Este cubre las operaciones de transporte, almacenamiento y lavado de la mena en camino a o durante las varias etapas de tratamiento en la Planta Concentradora de minerales. Estas operaciones van a garantizar que el proceso sea continuo y por lo tanto se pueda lograr una mxima eficiencia de operacin en cada etapa. 1.3 PLANTA CONCENTRADORA.

Una Planta Concentradora es una unidad Metalrgica de produccin constituida por una serie de equipos y mquinas instaladas de acuerdo a un Lay Out o diagrama de flujo, donde la mena es alimentada y procesada hasta obtener uno o ms productos valiosos denominados concentrados y un producto no valioso denominado relave. Los minerales en esta etapa de la Metalurgia Extractiva no sufren ningn cambio qumico.

ALIMENTO FEED Mineral de cabeza

PLANTA CONCENTRADORA

RELAVE Producto no valioso

CONCENTRADOS Productos valiosos

Para el diseo de una Planta de Concentracin de Minerales se debe tener en cuenta una serie de factores, tales como: La localizacin y el tamao del yacimiento. La ley de cabeza que debe ser mayor al cut off. La caracterizacin de la mena, es decir: composicin mineralgica, grado de mineralizacin, textura, dureza, grado de alteracin o degradacin, etc.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Capacitacin Ingeniera Asesorasel comportamiento de la mena frente al proceso de concentracin (flotacin por espumas), segn sea la zona o profundidad de donde provienen, es decir, la docilidad a ser tratada. Aspectos financieros. Costos de explotacin o minado. Costos de suministros, tales como energa, carreteras de acceso, disposicin de los relaves. La demanda y el valor del metal. Ello conlleva a establecer una relacin entre la zona de una veta y el proceso de concentracin. As podemos ver que generalmente en toda veta mineralizada presenta tres zonas caractersticas desde la superficie hacia la profundidad de la corteza terrestre. Estas zonas son (Figura 2): a) Zona de oxidacin, b) Zona de transicin c) Zona de sulfuros. Tal como se muestra en el siguiente esquemaZona de oxidacin

Zona mixta Zona de sulfuros

Figura 2. Zonas caractersticas de una veta de mineral valioso. 1.4 DIAGRAMA DE FLUJO.

El diagrama de flujo es una representacin grfica que muestra satisfactoriamente la secuencia de las operaciones unitarias en una Planta Concentradora, es decir muestra la disposicin de las mquinas unidas por lneas que indican el flujo del mineral por las distintas funciones de la planta, hasta los productos finales. Se conocen varias formas de representar un diagrama de flujo. Estos son: Diagrama de flujo lineal. Diagrama de flujo ideogrfico. Diagrama de flujo taquigrfico. Diagrama de flujo pictogrfico. Diagrama de bloques.

En cualquiera de estos diagramas de flujo debe notarse claramente tres aspectos bsicos. La reduccin de tamao. La separacin de las especies valiosas. El manejo de materiales. Los diagramas de flujo que ms se utilizan en la industria minero-metalrgica son: El diagrama de flujo lineal o de bloques.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 4

Capacitacin Ingeniera Asesoras El diagrama de flujo pictogrfico. Estos diagramas de flujo se muestran en las figuras 3 Y 4 siguientes.Mineral de mina (mena de Cu

Tolva de gruesos Grizzly o criba fija Chancado primario Cribado Zaranda vibratoria Trituracin secundaria

Tolva de finos Molienda Clasificacin Acondicionamiento Flotacin de desbaste Flotacinde limpieza Flotacin de re-limpieza Conc. de Cu Agua clara Espesamiento Filtrado SecadoConc. Cu. seco a comercializacin o fundicin

Flotacin de recuperacin

Relave final

Clasificacin Agua clara Espesamiento Clasificacin Finos a cancha de relaves

A relleno hidrulico

Gruesos para formacin de dique

Figura 3. Diagrama de flujo lineal



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Capacitacin Ingeniera AsesorasTransporte de mineral de mina T.G Ch. QuijadaZaranda vibratoria

T.I

Hidrocicln

F.T. # 2

Molino de bolas remolienda Bomba Bomba Rougher Scavenger

F.T.# 1Ch. cnica symons

Ch. Cono cabeza corta

Criba vibratoria

Criba vibratoria

F.T. # 3

F.T. # 4

Rougher

Scavenger

T.FHidrocicln 1era Limpieza

Molino de barras

Jig

Molino de bolas

3era. Limpieza

2da Limpieza

Conc. Grav.

Bomba

Conc. Final de Au

Relave final

Espesador de relaves

Espesador de concentrado Bomba

Bomba

Poza de agua

Filtro de tambor Agua clara recuperada

Hidrociln de relaves Cancha de relaves

Dique Pila de Concentrado de Au Conc. Au

Figura 4. Diagrama de flujo pictogrfico de una Planta Concentradora.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 6

Capacitacin Ingeniera Asesoras1.5 MANIPULEO DE SLIDOS EN SECO

En toda Planta Concentradora para que haya continuidad y eficiencia en el proceso, es necesario que cada operacin unitaria est conectada por mquinas o dispositivos tanto de almacenamiento como de transporte, constituyendo as operaciones unitarias conexas o auxiliares, cuya funcin es la de manipuleo y control del tonelaje de mineral a tratarse. Estas operaciones unitarias auxiliares son generalmente las siguientes: Manipuleo o manejo de slidos en seco. Almacenamiento Transporte Control de peso Alimentadores

1.5.1 ALMACENAMIENTO DE MINERALES. El almacenaje de mineral en una Planta Concentradora o de procesamiento de minerales constituye una operacin metalrgica auxiliar que consiste en la retencin temporal del mineral en algn lugar de la Planta, cuyo fin, es proporcionar capacidad de regulacin o de variaciones entre las diversas fases de una operacin principal, tal como por ejemplo, entre mina y planta o entre chancado primario y secundario y si el mineral es grueso y de gran tonelaje se utiliza los stocks piles o pilas; entre chancado terciario y molienda se utilizan tolvas. Estos equipos o dispositivos se clasifican en: Para material grueso y gran tonelaje. Stock pile o pila de almacenamiento. Para material grueso y pequeo tonelaje. Tolva de gruesos. Para gran y pequeo tonelaje y material fino. Tolvas de finos. Silos para concentrados. A) PILAS DE ALMACENAMIENTO.

Las pilas de almacenaje de mineral se construyen de tal modo que estn formadas por un lecho o piso de concreto o tierra apisonada, las cuales ocasionalmente estn cubiertas por un techo. Estn provistas de alimentadores para poder extraer el mineral por debajo del piso mediante fajas transportadoras. La capacidad de regulacin de una pila en una Planta Concentradora tiene las siguientes ventajas: 1. 2. 3. 4. Proporcionar un flujo uniforme de mineral a la planta Proporcionar una ley de cabeza uniforme a la planta, debido al mezclado adecuado. Permite que la operacin de mina y planta sean independientes. La incorporacin de la pila permite aumentar la eficiencia de la planta entre el 10 al 25 % .Cuajone, Octubre 2004 7


Capacitacin Ingeniera AsesorasHay distintos mtodos en uso para formar una pila de almacenamiento, entre ellos tenemos: Faja transportadora fija. Faja transportadora por sistema de descarga mvil o potro. Faja transportadora reversible. Apiladores radiales.

De ah que una pila de acuerdo al sistema de apilamiento puede tener la siguiente forma: Pila cnica Pila alargada Pila radial Estas tres formas tienen taludes inclinados, cuyo ngulo de talud es una propiedad de los slidos a granel que se le conoce con el nombre de ngulo de reposo. CAPACIDAD DE UNA PILA. Si la pila es cnica, la capacidad total est dada por:

Q1 =

3,14tan( ) R 3 D 3000

(1.1)

Donde: Q1 = Capacidad de almacenamiento en toneladas mtricas. R = Radio de la pila en metros. = Angulo de reposo del mineral. D = Densidad del mineral en Kg/m3. Si la pila es alargada, la capacidad de la seccin central de dicha pila esta dada por:

Q2 =

R 2 LDtan( ) 1000

(1.2)

Por lo que la capacidad total de esta pila estar dada por la suma de Q1 + Q2 Donde: L = Es la longitud de la seccin central de la pila en m. R = Es el radio del medio cono final, en m. D = Es la densidad del mineral en Kg/m3. Si la pila es radial, el anlisis de capacidad es idntico que para la anterior, excepto que la longitud del arco de la seccin central se sustituye el valor de L de la ec. (1.2) por la longitud del arco que est dada por:

LA =

314 Pr . 180

(1.3)

Donde: Pr = Radio de la seccin central, en m. = Angulo formado entre los picos de la seccin central, en grados.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 8

Capacitacin Ingeniera AsesorasLos diagramas de las tres formas se muestran en la FiguraB

h

h = altura, R = radio, D = dimetro = ngulo de reposo del mineral.

R D

a)

b Figura 5. Formas de pilas: a) Cnica, b) Alargada, Como se deca anteriormente, la recuperacin del mineral de una pila es generalmente mediante la construccin de tneles en los que se instala alimentadores que pueden ser: de placas, de faja, vibratorios o de plato reciprocante, bajo tolvines, los cuales cargan el mineral a una faja transportadora que es la que se encarga de llevar el mineral a la siguiente etapa de tratamiento. La disposicin de este dispositivo se muestra en la Figura 6

Figura 6. Sistema de extraccin del mineral de una pila.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 9


Figura 7. Detalle de disposicin de alimentadores y cargado a la faja transportadora. B) TOLVAS DE ALMACENAMIENTO DE MINERALES.

Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral ya sea grueso o fino, la cual se compone de dos partes: Una seccin convergente situada en su parte inferior a la que se conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cnica o en forma de cua, y Una seccin vertical superior que es la tolva propiamente dicha, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral. Estos equipos tan simples como parecen, ofrecen problema tales como: Encampanamiento o arqueo. Formacin de tubo o tubeado. Segregacin de partculas. El campaneo o arqueo produce interrupcin del flujo del mineral por el puenteo del mineral a granel sobre la abertura de la boquilla de descarga. Aqu se tiene una compuerta con accionamiento manual o automtico, que sirve para graduar el flujo de mineral. La formacin de tubos restringe al flujo del mineral a un canal vertical que se forma arriba de la abertura de descarga y solo sale el material contenido en este caudal. La segregacin de partculas se produce en el momento de cargado de la tolva, donde las partculas ms gruesas tienden a moverse hacia la pared de la tolva, dando lugar a grandes variaciones en la descarga de la misma. Estos problemas entre otros que interrumpen el flujo de mineral son generalmente atribuibles directamente al diseo incorrecto con poco o sin consideracin de las propiedades del flujo de mineral que est siendo manejado.



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Arqueo

Formacin de tubo

Segregacin de partculas

Figura 8. Problemas de descarga en tolvas En tal sentido, en estos ltimos aos se han hecho avances significativos en el desarrollo de teoras y procedimientos de diseo para describir el comportamiento de los slidos para el diseo adecuado de las tolvas de almacenamiento. Estos avances se deben en gran parte al trabajo del Dr. A.W. Jenike y al Dr. J.R Johanson. Estas teoras indican que el diseo de tolvas de almacenamiento para slidos a granel es bsicamente un proceso de 4 etapas. Estas son: 1. Determinacin de la resistencia y caractersticas de flujo de slidos a granel para las probablemente peores condiciones esperadas que ocurran en la prctica. 2. La determinacin de la geometra de la tolva para la capacidad deseada que proporcione el modelo de flujo con las caractersticas aceptables y asegurar que la descarga sea segura y predecible. 3. La estimacin de las cargas ejercidas sobre las paredes de la tolva y el alimentador bajo condiciones de operacin. 4. Diseo y detalles de la estructura de la tolva Segn Jenike, los modelos de flujos en tolvas son dos: Flujo masivo Flujo de embudo Tal como se muestra en la Figura siguiente.

a)

b)

Figura 9. Flujo caracterstico en tolvas: a) Flujo de embudo. b) Flujo masivoCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Capacitacin Ingeniera Asesoras En el flujo masivo el mineral a granel esta en movimiento en todos los puntos de la tolva, siempre que el mineral sea extrado por la salida. El mineral fluye a lo largo de las paredes de la tolva y de la boquilla son suficientemente empinadas y lisas y no hay transiciones abruptas o zonas de influjo. El flujo de embudo o de ncleo, ocurre cuando el mineral se desprende de la superficie y descarga a travs de un canal vertical el cual se forma dentro del material en la tolva. Este modo de flujo ocurre cuando las paredes de la boquilla son speras y el ngulo de inclinacin es grande.

El flujo es irregular con una fuerte tendencia a formar un tubo estable el cual obstruye la descarga de la tolva, ocurre tambin segregacin y no hay mezclamiento durante el flujo, generalmente es un modelo indeseable para almacenamiento de minerales a granel. Para disear una tolva de almacenamiento conexa a un sistema de manipuleo de mineral en una Planta Concentradora es fundamental la determinacin de las caractersticas de flujo mediante el ensayo de una muestra representativa. Estas pruebas proporcionan al diseador, los siguientes parmetros: Las funciones de flujo FF para condiciones de almacenamiento instantneo y tiempo prolongado. El ngulo efectivo de friccin interna . El ngulo de friccin de la pared para diferentes materiales de la pared de la tolva y fineza. La densidad a granel del mineral como una funcin de la consolidacin El dimetro crtico del tubo Df como una funcin de la altura efectiva de los slidos. Una forma prctica de disear y dimensionar una tolva es teniendo los siguientes parmetros: Capacidad de almacenaje en toneladas mtricas, t. Densidad aparente del mineral en t/m3. Angulo de reposo del mineral. Angulo de la tolva = + 15. Volumen intil de 15 a 30 % del volumen total. Porcentaje de humedad del mineral.

El ngulo de reposo es el que se forma entre una pila pequea de mineral y la horizontal y corresponde a cuando el mineral empieza a deslizarse.

Figura 10. Medicin del ngulo de contacto En una Planta Concentradora generalmente se utilizan dos tipos de tolvas:Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 12

Capacitacin Ingeniera Asesoras Tolvas de gruesos Tolva de finos TOLVAS DE GRUESOS. Las tolvas de gruesos son generalmente de forma paraleleppeda cnica de seccin cuadrada o rectangular, fabricadas a la mayora de casos de concreto armado, pocas veces de madera o de hierro. En la parte superior se puede colocar una parrilla hecha de barras de hierro (tipo riel), la cual nos permite el paso del mineral ms grande que la boquilla de descarga o tamao de recepcin de la chancadora. Estos trozos grandes de mineral que quedan sobre la parrilla denominados son a veces retirados y plasteados para reducirlos de tamao o instalar un martillo neumtico que cumple la misma funcin. Para determinar las dimensiones de una tolva paraleleppeda de seccin cuadrada se debe hacer el siguiente anlisis.L

H h

Figura 11. Tolva de gruesos. Vt = L x H Volumen total de la tolva

h = L tag Vi = L2 h = L2.L tag Volumen intil Considerando un 20% del volumen total tenemos:

h = tag L

= + 15

Vi 1 / 2 L3 tag = Vt L2 HEntonces:

Pero: Vi = 0,20 Vt



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Capacitacin Ingeniera Asesoras0,20Vt 1 / 2 L3 tag = Vt L2 H0,20 H = L tag H = 2,5 L tag Vu = Vt - Vi ; Vu = L2 H - 0,20 Vt 1.4)

Vu = 0,80 Vt = 0,80 L H Vu = 0,8 L x 2,5 L tag Vu = 2 L3 tag de donde (15)

L=3Donde:

Vu 2tag

(1.6)

Vu = Es el volumen til igual al volumen de mineral a almacenarse. TOLVAS DE FINOS Las tolvas de finos son de forma cilndrica con un fondo cnico, las cuales se fabrican con planchas de acero. Para determinar las dimensiones, se hace el siguiente anlisis.

D

H

h

Fig12. Tolva de finos. Vt = /4 D.H



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Capacitacin Ingeniera Asesorastag =

h 1 / 2D

h = D tag

Vi =Vi =

2 1 2 D h = D 3tag 3 4 12

12

D 3 tag

Considerando un 25% del Vt

1 / 4Vt 4D 3tag = Vt 12 D 2 HH = 4/3 D tag Como: Vu = Vt Vi Vu = /4 D x 4/3 D tag - /12 D3 tag Vu = D3 tag (1.7)

D=3

1,27Vu tag

(1.8)

1.5.2 TRANSPORTE DE MINERAL EN SECO. El transporte de mineral seco a granel procedente de la mina, de una pila o de una tolva de almacenamiento es una operacin unitaria auxiliar decisiva en una Planta Concentradora, porque ello nos permite efectuar una operacin continua, durante un tiempo determinado. Los mtodos de transporte se seleccionan teniendo en cuenta una serie de factores, tales como: Tamao y naturaleza del mineral slido. Distancia del transporte. Capacidad de transporte. Cambio de elevacin del transporte. Otros.

La clasificacin de los equipos para el transporte del mineral seco a granel es un tanto arbitraria, sin embargo es les puede clasificar en: Transportadores mecnicos. Transportadores neumticos. Siendo los primeros los ms utilizados en la industria minero-metalrgica. Segn el lugar del transporte esta operacin se puede llevar a cabo del siguiente modo: De mina a Planta Concentradora Locomotoras VolquetesCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 15

Capacitacin Ingeniera Asesoras Cable carril Fajas o correas transportadoras Dentro de la Planta Concentradora A. Fajas transportadoras Elevadores de cangiln

FAJA TRANSPORTADORA.

Es el equipo de transporte de mineral seco a granel ms utilizado en una Planta Concentradora, el cual se compone de una faja o correa sin fin que se mueve sobre dos poleas y un serie de rodillos o polines portadores o de carga y de retorno. Estas fajas transportadoras se fabrican en una amplia gama de tamaos y materiales y se disean para trabajar horizontalmente o a cierta considerable inclinacin y en sentido ascendente o descendente. En la figura 13 se muestra el esquema de una faja transportadora, en la cual se muestran todas las partes fijas y mviles que tiene dicho equipo. A la polea motriz est conectada el motor-reductor el cual transmite la energa de propulsin del tambor o polea a la faja. El clculo de la transmisin de esta energa obedece tericamente a la ecuacin de Eytelwein, la cual expresa que la fuerza de traccin en la correa aumenta en el permetro del tambor propulsor, segn una espiral logartmica, desde el valor inicial T2 hasta el final T1, como consecuencia de la fuerza perifrica de propulsin. Esto es:Correa transportadora Polea motriz

Polines portadores Tramo superior Sistema de carga

Polines de carga Polines portadores Tramo inferior Altura o elevacin

Polea de inversin o de cola. Tensor

Angulo de sobrecarga

Angulo de inclinacin de la comba

Fig13. Representacin de una Faja TransportadoraCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 16

Capacitacin Ingeniera AsesorasT1 = e T2P = T 1 - T2 (2.9) (2.10) T2 T1 P

T2 = P

1 e 1

1 T1 = P 1 + e 1Donde:

(2.11)

P = Fuerza perifrica en el tambor propulsor T = Fuerza de traccin en la faja = Coeficiente de rozamiento = Angulo de contacto de la faja en el tambor propulsor Para que el diseo de una faja transportadora sea satisfactorio para una necesidad particular y para calcular la capacidad de transporte se debe tener en cuenta principalmente las propiedades del mineral a transportarse. Estos son: El tamao y distribucin de tamao del mineral. Densidad aparente (global) del mineral. Contenido de humedad del mineral. La temperatura. La naturaleza abrasiva o corrosiva del mineral. El ngulo de reposo o ngulo dinmico de reposo.

Adems se debe tener en cuenta para determinar su capacidad lo siguiente: El ancho de la faja transportadora La velocidad de la faja transportadora La comba El ngulo de inclinacin de la instalacin La carga de la faja transportadora Capacidad de transporte en t/h Distancia entre centros de las poleas o tambores. L, en m. Altura del punto de descarga, H en m. Empalmes Tensores Rodillos o polines cargadores o portadores. Dimetro de las poleas o tambores.

DESCRIPCIN DEL EQUIPO En la Figura 14 siguiente se esquematiza una faja transportadora de instalacin horizontal con sus principales partes.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Figura 14. Partes de faja transportadora horizontal Tambor o Polea de Cabeza Motriz:: Esta pieza de la correa cumple los siguientes funciones: Tracciona la faja transportadora, por ello est forrada en goma cuya superficie tiene forma de bizcocho. Si su alineamiento es correcto mantiene centrada la faja de transporte. El dimetro del tambor tiene como objetivo permitir doblar la faja transportadora sin daar las telas y la goma de que est confeccionada.

Tolva de Descarga: Direcciona la carga hacia el punto de descarga, puede acumular pequeas cantidades de material hasta direccionar hacia su destino. Permite la salida del material de la faja en forma idnea (direccin y flujo). Polea de Contrapeso Tensor: La funcin que cumple este dispositivo mecnico es mantener estirada la faja transportadora a objeto de que no pierda adherencia y arrastre la polea motriz y adems evitar mediante esta tensin el azote de la faja o banda transportadora y que sta se dae. Poleas Deflectoras del Tensor: Obligar a la faja transportadora a adherirse a la mayor superficie de contacto con el tambor motriz . Polines de Retorno: Sostener la faja que regresa a tomar de nuevo carga, estn soportados por cojinetes lubricados por grasa. Sobre las cuales se apoya el trecho de retorno de la faja. Polines de Carga o Conduccin: Como lo dice su nombre su funcin es soportar y transportar la carga que est moviendo la faja transportadora. Conjunto de rodillos en los cuales se apoya el trecho cargado de la correa transportadora. Polines Autoalineantes de Carga: Estn dispuesto en puntos estratgicos en toda la faja transportadora a objeto de mantener alineada la faja cuando est funcionando con carga. Esto significa que controlan el movimiento lateral de la faja transportadora. Polines de Impacto o de carga: Estn ubicados justo debajo de la descarga del buzn de la faja y reciben directamente la carga a medida que se descarga el suministro, estn construido de material que puede amortiguar el impacto del golpe de la carga y de est manera proteger la faja evitando que se gaste o rompa durante el funcionamiento. Correa, Banda o faja: Soportar el material para poderlo transportar continuamente.Cuajone, Octubre 2004


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Capacitacin Ingeniera Asesoras Guardera o Guardapolvo: Distribuir correctamente el material en la faja. Evitar que ste se derrame fuera de la correa en forma peligrosa Tolva de Carga o Alimentacin: La apropiada colocacin del material en la faja ayuda mucho a una operacin sin problemas y baja los costos de mantencin. Los requerimientos ms importantes son: Alimentar el material en una razn uniforme que no cause sobrecarga y rebalse pero que asegure al transportador su mxima eficiencia. Situar el material centrado en la correa y ayudarla as a moverse correctamente en los polines y poleas previniendo rebalses. Reducir el impacto del material sobre la correa. El material debe tener contacto con la correa a una velocidad lo ms cercana a la velocidad de la correa y en la direccin del movimiento de esta para reducir su desgaste. Polea Deflectora de Cola: Obligar a la faja transportadora a adherirse a la mayor superficie de contacto con la polea de retorno o de cola para que ayude a que sta permanezca centrada. Tambor o Polea de Cola o Retorno: Sostener la faja transportadora por el otro extremo por donde siempre se coloca la carga sobre la faja. Raspador de la Correa: Limpiar la faja del material que queda adherido a ella despus de haber descargado. Freno Mecnico de Retroceso: Evitar que la correa se devuelva cuando esta se detenga en una pendiente y adems tenga carga. Piolas de Paradas o de Emergencia: Detener las Fajas Transportadoras en cualquier momento y desde cualquier parte desde donde esta se haya accionado. Panel de Control (Botoneras): Este mecanismo es el encargado de ejecutar las rdenes realizadas por el Operador en los botones locales (Partir-Parar) de los equipos involucrados en el rea, las cuales se realizan mediante lazos de control que los equipos poseen.

Como podemos ver las fajas transportadoras constituyen el mtodo que ms se est usando para manejar mineral suelto. En la actualidad se usan fajas transportadoras con capacidades hasta de 20 000 t/h y tramos con longitudes que exceden los 5 000 metros y velocidades que pueden alcanzar los 10 m/s. El sistema de fajas transportadoras debe incorporar alguna forma de mecanismo que las hace reciprocantes o de vaivn que pueden ser independientes reversibles o montadas sobre carruajes, lo cual les permite moverse longitudinalmente para descargar a cualquier lado del punto de alimentacin. El ancho de la faja se puede calcular a priori a partir de la siguiente frmula:

W=Donde:

V 3

(1.12)



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Capacitacin Ingeniera AsesorasW = Ancho de la faja en pulg. V = Volumen que transporta la faja en pies3 La capacidad de transporte se puede determinar utilizando la ecuacin propuesta por la Good Year, dada por:

5,75(W 3,3) SM T= 2000001,56

(1.13)

Donde: T = Capacidad en ton/h. W = Ancho de la faja en pulg. S = Velocidad de la faja en pies/min. M = Densidad aparente en lb/pie3. Tambin se puede utilizar frmulas dadas por la PHOENIX donde la cantidad terica transportada Qm a v = 1m/s se da en la tabla No 2.1 y para una instalacin inclinada disminuye la cantidad transportada segn el ngulo de inclinacin de acuerdo a la ecuacin:

Q = Qm vKDonde

; t/h

(1.14)

= Angulo de inclinacin de la instalacin en grados. = Densidad aparente, t/m3. K = Coeficiente para instalaciones inclinadas, dado en tabla No. 2. Q = Cantidad transportada, en t/h a v = 1m/s. Qm = Cantidad transportada terica en m3/h. v = Velocidad de la faja en m/s. Tabla 1: Cantidad terica de transporte Qm en m3 a v=1m/sAncho de la faja en mm faja plana m3/h Faja combada DIN 22107 L1 = L2 Comba Comba Comba Comba Comba L1 L2 * 20 25 30 35 40 Comba *Rodillo central m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h 20

300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

12 23 38 69 108 173 255 351 464 592 735 893

132 165 200 250 315 380 465 530 530 600 665 735

132 200 250 315 380 465 530 735 800 870 930 74 133 208 336 494 680 850 1085 1350 1675

132 165 200 250 315 380 465 530 600 670 740 800

74 133 208 336 494 680 898 1145 1422 1730

80 144 227 365 537 738 976 1245 1545 1880

87 156 244 394 580 798 1055 1340 1665 2030

91 164 258 415 610 840 1110 1415 1760 2140

95 172 269 434 638 878 1160 1475 1835 2235

Tabla 2: Coeficiente para K para fajas inclinadas.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 20

Capacitacin Ingeniera Asesoras K K 2 1,0 22 0,76 4 0,99 6 0,98 23 0,73 8 0,97 24 0,71 10 0,95 26 0,66 12 0,93 14 0,91 27 0,64 16 0,89 28 0,61 18 0,85 29 0,59 20 0,81 21 0,78 30 0,56

Tabla 3: Coeficiente C L C L C 3 9 63 2 4 7,6 80 1,85 5 6,6 6 5,9 100 1,7 8 5,1 125 1,6 10 4,5 160 1,5 12,5 16 4 3,6 200 1,4 250 1,3 20 3,2 320 1,2 25 2,9 32 2,6 400 1,1 40 2,4 500 1,05 50 2,2 1000 1,05

Para el clculo de la potencia de propulsin en la faja transportadora se debe tener en cuenta las siguientes ecuaciones: P = Fuerza perifrica en el tambor propulsor o polea motriz. P = C f L [(GG + 2GB) Cos + GRO + GRU] H.GG P = Fo + Fu HGG Fo H(GB + GG) P= Fu HGB Fuerza total en el tramo inferior. Fuerza total en el tramo superior. (1.15)

El signo superior (+ o -) rige en un transporte ascendente y el inferior (+ o -) en uno descendente. Fo = C L f [(GG + GB) Cos + GRO] Fu = C L f [(GB Cos + GRU] La potencia requerida de propulsin Na en el tambor propulsor es:Pv ;HP 75 La potencia motriz se determina a partir de : Na =

(1.16)

Na =

Pv ;Kw 102

(1.17)



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L

(GG + GB) cos

H

GB cos

Figura15. Esquema de las fuerzas o cargas en una faja transportadora. La propulsin debe ser tal, que al arrancar no se supere el producto de x veces la fuerza perifrica(x mxima con carga completa en estado de funcionamiento). Valores de x : Inducido de anillos colectores con regulador de arranque Inducido de cortocircuito con acoplamiento de arranque x = 1,25 x = 1,6

Inducido de cortocircuito sin acoplamiento de arranque x = 2,2 (instalaciones cortas) Donde: C f GG GB Fo Fu GRO GRU L H Na Nm v x Q = Coeficiente. = ndice de friccin en las poleas o polines portadores. = Peso de material por metro de faja = Q/3,6 v ; Kp/m . = Peso de la faja por metro, Kp/m. = Fuerza para superar las resistencias de friccin en el tramo superior, Kp. = Fuerza para superar las resistencias de friccin en el tramo inferior, Kp. = Peso por metro de las partes giratorias de los polines portadores en el tramo superior, Kp/m. = Peso por metro de las partes giratorias en los polines portadores en el tramo inferior, Kp/m. = Distancia del transporte, m. = Altura del transporte, m. = Indice de friccin entre faja y polea motriz. = Rendimiento de propulsin en la polea motriz, HP. = Rendimiento motriz, Kw. = Velocidad de la faja en m/s. = Factor de arranque para P. = Cantidad de mineral en t/h. = Eficiencia del motor.Cuajone, Octubre 2004 22



CARGA DE MINERAL A LA FAJA TRANSPORTADORA.

La faja est sometida al mayor esfuerzo en el lugar de carga del mineral, esto indica que la modalidad del proceso de cargado determina en cierta forma la duracin de la faja. Por lo tanto, los lugares de carga deben ser dispuestos muy cuidadosamente, bajo observacin de los siguientes puntos de vista. Forma correcta La entrega del mineral debe ocurrir a la velocidad de la faja y paralelamente a sta. La cada debe ser tan corta como sea posible. Instalar polines amortiguadores en el lugar de carga Procurar una cada deslizada mediante deslizadores adaptados. Polines dispuestos en forma de guirnaldas han dado buenos resultados.

Forma correcta

Forma incorrecta

Figura 16. Forma Correcta e incorrecta de cargado en una faja transportadora. Los cuidados que se deben tener en cuenta en la operacin de una faja transportadora son: La faja debe estar correctamente alineada entre las dos poleas. La tensin debe ser la adecuada, es decir que no se produzca ondeos entre los polines. Los polines guas deben permitir un buen transporte del mineral. Los limpiadores deben estar en el lugar ms adecuado y ser de forma en funcin del material que se transporta. Que no haya calentamiento del motor. Controlar el nivel de aceite en el reductor. Controlar el correcto engrase de las chumaceras. MANUAL DE OPERACIN DE UN SISTEMA DE FAJA TRANSPORTADORA.

Sistema de faja Transportadora El sistema transportador de materiales por Faja sinfn involucra riesgos potenciales de accidentes que pueden lesionar al trabajador y daar equipos o materiales. Por ello, es necesario que el personal cuyo trabajo est relacionado con estos sistemas, tenga conciencia de todos los riesgos que involucran estos equipos, adoptando en todo momento una conducta segura durante su operacin.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Capacitacin Ingeniera AsesorasEl objetivo de este Manual es entregar las Disposiciones Generales de seguridad en Sistemas de Fajas Transportadoras, para que todas las personas que realizan trabajos de Operacin, Mantencin, Reparacin o Limpieza en estos sistemas, los cumplan a modo de prevenir hechos imprevistos que pudiesen ocurrir y lesionar a personas o daar a equipos y/o materiales. Los Sistemas de Faja Transportadora estn considerados como equipos crticos y peligrosos debido a sus riesgos, tales como aprisionamiento, atrapamiento, etc., debido a la gran cantidad y variedad de sus mecanismos en movimiento. Evitar que los Sistemas de Faja Transportadora se conviertan en agentes de accidentes, depender fundamentalmente del cumplimiento estricto de las Normas y Disposiciones Generales que contiene este MANUAL y del cabal criterio que aplique la JEFATURA en la Operacin y Mantencin de estos sistemas. SISTEMA DE LA FAJA TRANSPORTADORA El Sistema de Faja Transportadora est constituido por una Faja sinfn (tambin: correa o banda), accionada por adherencia a una Polea Motriz y cuyas dos caras Cubierta de Carga y Cubierta de Retorno se apoyan en Polines. El tramo inferior circula vaco (Retorno) y el tramo superior transporta (Carga) los slidos: el mineral.

Figura 17. Componentes de una faja Transportadora inclinada. Los principales componentes de un Sistema de Faja Transportadora, relacionados con los riesgos de accidentes, son: FAJA ( o CORREA o BANDA ) Su estructura est compuesta por telas y mallas de acero con revestimiento de caucho vulcanizado.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Capacitacin Ingeniera Asesoras POLINES El tramo superior generalmente est compuesto por Polines dispuestos en grupos de 3 Polines cada una: Uno horizontal al medio, y dos Polines laterales inclinados en forma de V para formar una seccin acanalada o combada.

Polines de carga de grupos de 3 polines

Polin de retorno

Polines de impacto O de carga

Poln de retorno centrador

Figura 18. Polines de carga, impacto y retorno

POLEAS Polea Motriz, Polea de Retorno, Poleas Auxiliares, Polea de Contrapeso o Tensora.

Todos los Sistemas de Faja Transportadora representan un alto riesgo de accidentes debido a la gran cantidad de mecanismos giratorios y convergentes o partes en movimiento con que cuenta este equipo. Los principales riesgos que presentan las Fajas Transportadoras se generan por la combinacin de: Poleas - Faja, Polines - Fja, Polines - Soportes o portapolines, por la Estructura del Sistema Motriz (ejes, machones, coplas). Hombre - Mquina



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Fig. 2.17. Estructura de montaje de una Faja Transportadora.



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Capacitacin Ingeniera AsesorasPRINCIPALES COMPONENTES RELACIONADOS CON LOS RIESGOS DE ACCIDENTES

Figura 18. Componentes relacionados con los puntos de riesgo en una Faja Transportadora. Los accidentes se producen en general por el contacto de la ropa o parte del cuerpo con alguno de los mecanismos giratorios o convergentes en los puntos de atrapamiento. PUNTOS CRITICOS O RIESGOS DE ATRAPAMIENTO Los accidentes se pueden producir por: Atrapamiento del cuerpo entre ejes y poleas, y la Faja Atrapamiento del cuerpo o ropa entre poleas y la estructura del sistema Atrapamiento del cuerpo o ropa entre polines y la estructura del sistema. Atrapamiento de cualquier parte del cuerpo o ropa entre los polines y los soportes o potapolines.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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a) Atrapamiento del cuerpo entre ejes y poleas, y la Faja.

PUNTO CRTICO

b) Atrapamiento del cuerpo o ropa entre poleas y la estructura del sistema.

c) Atrapamiento del cuerpo o ropa entre polines y la estructura del sistema.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 28


d) Atrapamiento de cualquier parte del cuerpo o ropa entre los polines y los soportes o portapolines.Figura 19. a, b. c y d. Puntos crticos de atrapamiento, riesgos de accidentes. Existen otros riesgos que son los bordes de las Fajas que se deterioran y quedan trozos de goma sueltos y a veces los trabajadores pretenden sacarlos estando la Correa en movimiento, exponindose al atrapamiento. PREVENCION DE ACCIDENTES EN LOS SISTEMAS DE FAJA TRANSPORTADORA. Los riesgos de accidentes en los Sistemas de Faja Transportadora y sus mecanismos giratorios y convergentes se reducen y controlan mediante: Sistemas de proteccin, defensas adecuadas, Normas, disposiciones o estndares de seguridad, los cuales deben ser aplicados en todo momento por o los trabajadores que deban realizar cualquier trabajo en/o cerca de estos Sistemas. Cabe sealar que an cuando un Sistema de Faja Transportadora cuente con protecciones y defensas efectivas en los puntos o zonas de alto riesgo de atrapamiento, debido a la operatividad de las correas no es posible eliminar todos los riesgos que representan los mecanismos giratorios y convergentes. De acuerdo a lo anterior, todas aquellas personas que deban realizar trabajos en, o cerca de las Fajas transportadoras, debern conocer y cumplir con las Disposiciones Generales sobre Seguridad en Sistemas de Faja Transportadora contenidas en este Manual. Adems, todos los trabajadores deben saber que las barandas, defensas o protecciones en general son dispositivos de seguridad que tienen como propsito servir de barrera para impedir el acceso de personal a las zonas o puntos de peligro, evitando el contacto con los mecanismos giratorios que exponen a riesgos de atrapamiento. Por lo tanto, estos dispositivos de seguridad no deben ser violados o neutralizados. Todas las protecciones (carcazas, barandas y barreras en general) que existen en un Sistema de Faja Transportadora, no tienen por objeto defender o proteger el equipo, sino a los trabajadores; o sea, a USTED MISMO. No se ubique debajo, cerca o sobre los Sistemas de Faja Transportadora que estn en operacin. En caso de reparaciones y mantenimiento de un Sistema de Faja Transportadora, las protecciones retiradas debern reponerse, y el trabajo se considerar terminado SOLO cuando se hayan colocado estas defensas.



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Capacitacin Ingeniera AsesorasCUERDAS DE PARADA DE EMERGENCIA Uno de los dispositivos vitales de seguridad en los Sistemas de Faja Transportadora son la Cuerdas de Parada de Emergencia, cuya finalidad es accionar los interruptores elctricos y detener el sistema para salvarle la vida a cualquiera persona que sea atrapada. Todos los trabajadores debern contribuir a mantener en sus lugares y en buenas condiciones de funcionamiento las Cuerdas de Seguridad para poder detener el sistema en caso de emergencia. Las Cuerdas de Parada de Emergencia son dispositivos de seguridad en caso de atrapamiento. No las destruya, ni retire. DISPOSICIONES GENERALES DE SEGURIDAD EN SISTEMAS DE FAJA TRANSPORTADORA 1. Cada vez que se efecten trabajos de aseo en la Estructura de un sistema (entre Polines, inmediatamente debajo de la Faja, etc.) ; trabajos de lubricacin, exceptundose aquellos sistemas que tengan las graseras ubicadas de tal manera que permiten engrasar estando la Faja en movimiento; o se necesite hacer mantencin y/o reparaciones en una Faja o en sus elementos motrices, debe primero detenerse el sistema y bloquearse el comando elctrico, colocndose tarjetas u otros dispositivos indicadores de peligro por cada operacin a realizar. Pueden hacerse revisiones oculares y auditivas, estando el sistema en movimiento, porque esto permite detectar fallas en los Polines o en otros elementos del sistema. El Supervisor o Jefe de Guardia, Capataz u otro trabajador responsable debidamente autorizado y que est a cargo del trabajo, solicitar personalmente a los electricistas que des-energicen el equipo elctrico. 2. Todos los tableros, interruptores de partida u otros dispositivos elctricos y mecnicos del Sistema de Faja Transportadora, deben estar debidamente identificados en idioma espaol. 3. Los machones, ejes, poleas u otros elementos motrices en general, deben protegerse cuando estn a menos de 2,4 metros de altura del suelo. 4. Los elementos de parada de emergencia: cuerdas, botoneras o interruptores, deben mantenerse en sus lugares y en buenas condiciones de operacin. Los interruptores o botoneras deben instalarse cada 13,6 metros y en lugares visibles y la estructura del sistema debe tener, por ambos lados, cuerdas de accionamiento del interruptor de emergencia (las cuerdas deben ser instaladas en la estructura Porta-polines). 5. Los pasillos, vas de acceso, escalas, barandas, deben tener sus pasamanos en buenas condiciones y mantenerse despejadas de materiales y con buena iluminacin. 6. Todo el personal que trabaja con Sistemas de Correa Transportadora o en sus instalaciones, debe conocer perfectamente dnde y cmo detenerlas en casos de emergencia. 7. Los dispositivos captadores de polvo, como campanas, ductos de aspiracin, colectores de polvo, etc., adems de los sistemas rociadores de agua en operacin, debe mantenerse funcionando y en perfectas condiciones. 8. El personal que trabaja en reparaciones, revisiones, aseo o lubricacin de los Sistemas de Faja Transportadora, debe usar sus elementos de proteccin personal en todo momento (casco, lentes de seguridad, guantes, zapatos de seguridad y otros que dependern del trabajo a efectuar). 9. Los distribuidores de carga (potro) deben tener proteccin en las ruedas de los boguies y en las escalas de acceso y pasillos.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 30

Capacitacin Ingeniera Asesoras10. Los buzones receptores de material, ubicados a nivel del piso, deben tener parrillas o barandas, siempre que signifiquen un riesgo de cada para el personal. 11. Cada vez que haya que trabajar dentro de buzones o tolvas, se debern bloquear los sistemas elctricos (inmovilizar con cerraduras) y el personal deber bajar prevenido con cinturn de seguridad. 12. Todo Sistema de Faja Transportadora ubicado en tneles u otros lugares cerrados, debe tener una buena iluminacin, vas de acceso expeditas, pasillos con buenas ventilacin. Debe dejarse espacio suficiente para que el personal realice labores de inspeccin, reparacin y aseo. 13. Los interruptores de partida/parada de los Sistemas de Faja Transportadora deben ubicarse de preferencia donde el Operador tenga visin directa de ellas; y debe disponerse de un sistema de alarma que sirva de advertencia para las personas que estn en el rea, antes de poner en operacin el sistema. 14. Deben mantenerse limpios, y en buenas condiciones, pasillos, culatas, polines, contrapesos, poleas motrices, plataformas, piso antideslizante en pendientes, etc. 15. Las Jefaturas, Supervisores, Jefes de Guardia y Capataces, deben conocer siempre la ubicacin del personal que trabaja en los sectores de los Sistemas de Fajas Transportadora. 16. Las Normas descritas debern ser cumplidas en su totalidad por los trabajadores de empresas o personas que prestan servicios en la Empresa. PROHIBICIONES 1. Queda estrictamente prohibido trabajar con Sistemas de Faja Transportadora en movimiento. Cuando haya que realizar un trabajo, stas debern ser detenidas; se deber adems bloquear los sistemas elctricos y colocar tarjetas de peligro. 2. Se prohbe retirar defensas, letreros, focos de alumbrado u otros dispositivos de seguridad.

3. Se prohbe dejar material botado o almacenado sobre plataformas, pasillos o vas de acceso. 4. Se prohbe hacer modificaciones en los sistemas captadores de polvo o en los rociadores de agua (si los hay), sin autorizacin superior. 5. Se prohbe trabajar sin los elementos de proteccin personal. 6. Se prohbe introducirse dentro de buzones, silos, tolvas u otros depsitos, sin antes haber tomado las precauciones indicadas en el punto 11 de las Disposiciones Generales y trabajar sin los cinturones de seguridad puestos y enganchados a la estructura metlica de los componentes. 7. Queda estrictamente prohibido operar o poner en movimiento Sistemas de Faja Transportadora o cualquier otro equipo sin tener la autorizacin para ello. 8. Queda estrictamente prohibido limpiar, lubricar y revisar Fajas, Polines, Ejes, Poleas, Cadenas u otros dispositivos en movimiento, con las excepciones contempladas en el Punto 1 de las Disposiciones Generales.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Capacitacin Ingeniera Asesoras9. Queda estrictamente prohibido trabajar cerca de equipos en movimiento con ropa suelta u otros elementos susceptibles de ser atrapados, como rastrillos, llaves, palas, piolas de cinturones de seguridad u otros objetos. 10. Queda estrictamente prohibido caminar, pararse, cruzar, trasladarse o trasladar materiales sobre Sistemas de Faja Transportadora en operacin, salvo que existan facilidades para hacerlo (puentes, pasillos, barandas, etc.). 11. Queda estrictamente prohibido cuando la Faja est en movimiento sacar piedras, mineral molido u otros materiales que hubieren cado entre los Polines; en tal caso, deber darse cuenta al superior inmediato para que ordene la detencin del sistema. 12. Toda operacin que constituya riesgo de accidente con los Sistemas de Faja Transportadora y las instalaciones accesorias, como buzones, alimentadores, canaletas (chutes), etc., no contempladas en estas Disposiciones Generales y Prohibiciones, debern ser previstas por el Supervisor o Jefe de Guardia directo a cargo de las operaciones. 13. Queda prohibido efectuar trabajos de mantencin sobre Fajas utilizando directamente sopletes o llamas abiertas, porque se podra provocar incendios en stas. Igual prohibicin vale para aquellos sectores de buzones revestidos con material combustible. Para efectuar trabajos cerca o sobre los equipos sealados, stos debern aislarse y disponerse, adems, de buenos sistemas de prevencin de incendios. 14. Las secciones a cargo del mantenimiento mecnico y elctrico deben formular programas de inspeccin, revisin y aseo, para mantener en buen estado los sistemas elctricos y mecnicos de lo Sistemas de Faja Transportadora; adems, se deber llevar un registro del tiempo de vida til de los elementos componentes del sistema. 15. Debe existir coordinacin entre las Jefaturas (de Operaciones y de Mantencin General (Mecnicos y Elctricos), para evitar accidentes personales y/o daos materiales. 16. Est prohibido al personal desentenderse de estas Normas e Instrucciones de Operacin y de Seguridad impartidas para trabajar en Sistemas de Faja Transportadora. Toda contravencin ser considerada negligencia del trabajador o de los trabajadores y, como tal, puede ser motivo de sancin. ALMACENAJE DE LAS FAJAS. 1) Un lugar de almacenaje ideal es una bodega oscura, fresca, libre de humedad y luz. 2) Las Fajas debern ser dejadas en rollos, mantenidos verticales como se muestra abajo:

Figura 20. Forma de almacenar una faja.



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Capacitacin Ingeniera Asesoras TRANSPORTE DE FAJAS Cuando una Faja es transportada, preferentemente debera ser enrollada o suspendida. Cuando haga rodar la Faja sobre un piso o tierra, debera tomar el siguiente cuidado: Asegrese de hacer rodar hacia adelante. Nunca la arrastre sobre la superficie. Cuando la haga rodar, quite cualquier obstculo del camino. Mientras las circunstancias lo permitan, evite hacerla rodar sobre una superficie que tenga protuberancias. Si las circunstancias requieren que se haga rodar hacia arriba o hacia abajo de una rampa, use cables. Evite transportarlas con sus manos. Como se muestra en la Figura 21 de abajo, ponga los dos cables alrededor de la Faja enrollada y transprtela tirando o soltando los cables. Evite permanecer debajo la Faja; son peligrosos.

Figura 21. Modo de cargar una Faja Transportadora. Cuando transporte una Faja mediante suspensin, tome el siguiente cuidado: Para suspender la Faja enrollada ensarte un cable o un tubo de acero (o una barra de hierro) a travs del hueco del centro del rollo. Cuando se use un tubo de acero o barra de hierro los cables en ambos lados de la Faja enrollada deberan ser enrollada una vuelta alrededor del tubo (o barra), y mantenerlos tan cerca de los lados de la Faja como sea posible. Como se muestra en la Figura 22, es aconsejable usar un estribo que tenga una longitud ms grande que el ancho de la Faja. Si no hay ningn estribo disponible, se deberan usar cables ms largo para que no araen los bordes de la correa enrollada. Si los cables no son lo suficientemente largos, use una viga de separacin para que los cables no toquen la correa, tal como se muestra en la Figura 23. Cuando levante o baje la Faja, tome especial cuidado para que la Faja no golpee ningn objeto. El cable y tubo usado para levantar la Faja deber tener la suficiente resistencia para resistir el peso de la Faja El peso de la Faja est indicado en el embalaje. Si no es as, el peso debera ser calculado del volumen del embalaje. En este caso, la gravedad especfica es 1,2.Cuajone, Octubre 2004 33


Capacitacin Ingeniera AsesorasCuando las Fajas son transportadas en camin, deberan ser aseguradas con bloques de madera y amarradas con cuerdas para que no rueden fuera del camin. No sacuda las Fajas cuando son descargadas.

Figura 23

Figura 24

Cuando la Faja sea descargada para instalarla, revsela en bsqueda de la direccin del enrollado, y luego comience a desempacar. Inserte el eje del bastidor a travs del centro del rollo de la Faja y ponga el rollo en un bastidor. Desenrolle la Faja y asegrese que la superficie sea la cubierta de caucho superior inferior. Todas las Fajas planas tienen una marca en el lado superior.

Figura 25. Modo de desenrollar una faja transportadora. Cuando instale la Faja en un sistema, ponga especial cuidado para no daarla. Remueva del camino de la faja cualquier objeto puntiagudo o de cantos afilados. Manjela con cuidado para que no sea cortada con cualquier pieza que se proyecte del transportador, como se muestra en la Figura 26.

Figura 26. Modo de instalar una Faja TransportadoraCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 34

Capacitacin Ingeniera AsesorasB. TRANSPORTADORES DE CANJILONES

Estos son equipos que se suelen usar cuando el espacio disponible no permite la instalacin de una faja transportadora y el transporte es vertical. Proporcionan velocidades bajas de manejo tanto en el transporte horizontal como en la elevacin del mineral. Consiste de una serie de recipientes en formas de cubos unidos a dos cadenas sin fin las cuales son accionadas por dos ruedas dentadas, donde la que esta situada en la parte superior esta conectada a un motor. Los cangilones se voltean de manera que siempre permanezcan en una posicin hacia arriba se descargan por medio de una rampa colocada para acoplar una zapata al recipiente voltendolo as a la posicin de descarga. Se emplean para transportar partculas hasta de 10 cm. Se dimensionan de acuerdo a los datos que proporcionan los fabricantes. Este equipo se muestra esquemticamente en la siguiente figura 27.

Figura 27. Representacin esquemtica del elevador de cangilones. C. ALIMENTADORES La alimentacin es en esencia una operacin de transporte en que la distancia recorrida es corta pero requiere una velocidad de paso bien regulada. El equipo que se utiliza para garantizar un flujo uniforme de mineral seco o hmedo de alguna etapa de almacenamiento se denomina alimentador, el cual generalmente consiste de una pequea tolva con una compuerta y un transportador adecuado.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 35

Capacitacin Ingeniera AsesorasEstos equipos han sido diseados de diversos tipos, siendo los ms utilizados en una Planta Concentradora los siguientes: Alimentadores de placas. Alimentadores de faja o banda. Alimentadores de cadena. Alimentadores de rodillos. Alimentadores de disco rotatorio. Alimentadores de plato reciprocante. Alimentadores vibratorios.

El tamao del alimentador debe exceder a las dimensiones crticas determinadas al hacer el diseo de la tolva, ya que de lo contrario podra limitar el flujo en la tolva o equipo de almacenamiento. Entre los alimentadores ms utilizados son: 1. Alimentador de cadenas Ross, el cual se utiliza para controlar el flujo de descarga en una tolva de gruesos. Se muestra en la Fig. 28. Este equipo consiste de una cortina de eslabones pesados en forma de cadena, la cual va tendida sobre la mena en la salida (chute) de la tolva. La velocidad de alimentacin se controla automtica o manualmente, de modo que cuando los eslabones de la cadena se mueven, la mena sobre la cual descansan comienza a deslizarse.

Figura 28. Alimentador de cadenas Ross. 2. El alimentador de placas, es uno de los que ms se utiliza para la alimentacin de mena gruesa, especialmente a las trituradoras primarias. Consiste de una construccin robusta de una serie de placas de acero de alto carbono o acero al manganeso, unidas con pernos a fuertes cadenas que corren por ruedas dentadas de acero, la cual una esta acoplada a un motor reductor. Aqu la velocidad de descarga se controla variando la velocidad del alimentador o la altura de capa de mena por medio de una compuerta ajustable. Este equipo se muestra en la Figura 29.



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Capacitacin Ingeniera AsesorasSi utilizamos los catlogos Denver o Svedala, para su dimensionamiento podemos utilizar la siguiente frmula:

S=Donde:

33,3xQ WxTxWtxVF

(18)

Q = Capacidad en ton/hr W = Ancho del alimentador, en pulg. T = Espesor de la capa de mena en pies S = Velocidad del alimentador en pies/min. VF = Peso por pie cbico de material a ser manejado.

Figura 29. Alimentador de placas (Apron Feeder) Si utilizamos el catlogo de la Telsmith, para determinar la potencia necesaria podemos utilizar la siguiente frmula:

HPTotal =Donde:

P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 0,9

(19)

P1 = Es la prdida de potencia en los terminales, est dado por: P1 = S V Siendo: S = Velocidad de recorrido, en pies/min. V = Factor = 0,008 P2 = Prdida de potencia por longitud del alimentador dado. Se determina por:Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 37


P2 = L S Z Siendo: L = Longitud del alimentador entre centros de las ruedas, en pies. Z = Factor = 0,003. P3 = Potencia para elevar el material. Est dado por :

P3 =

33.3H (TPH ) 33000H = Altura en pies. TPH = Ton/h.

Siendo:

P4 = Potencia para transportar el material dado por :

P4 =

33,3B(TPH )0,1 33000

Siendo: B = Longitud de carga sobre el recorrido, en pies. P5 = Prdida de potencia por friccin.

P5 =

0,29 D 2 EPS 33000

Siendo: D = Espesor del material sobre el recorrido, en pies. E = Longitud de la guardilla, en pies. P = Peso del material, (lb/pie3.) P6 = Potencia para todo el material desde la boquilla, dado por:

0,6 APSW 2 P6 = 33000Siendo: A = Longitud inferior de la boquilla, en pies. W = Ancho entre guardillas, en pies. Las especificaciones de tamao y potencia se dan en el siguiente cuadro 4: En consecuencia, para la seleccin de un alimentador se requiere de los siguientes datos: Tonelaje por hora de mena a ser manejada, incluyendo un mximo y un mnimo. Peso por pie cbico de la mena (densidad aparente). Distancia a la cual es transportada la mena. Peso de mena a ser tratada. Limitaciones de espacio.Cuajone, Octubre 2004 38


Capacitacin Ingeniera Asesoras Mtodo de cargado del alimentador. Caractersticas de la mena. Tipo de mquina a ser alimentada. CUADRO.4. Especificaciones de alimentador de placas Telsmith. Tamao mnimo del alimentador AxL' 24x6 30x6 36x9 42x9 48x12 54x12 60x15 72x15 84x18 1.7. Longitud mxima en pies 15 18 21 21 27 27 30 30 30 Capacidad en ton/h a 25 pies/min 150 234 338 459 600 759 937 1350 1838 HP requeridos para longitud estndar

6' 1,5 2 -

9' 2 3 3 5 -

12' 3 3 3 5 7,5 10 -

15' 3 5 5 7,5 7,5 10 15 15 -

18' 5 5 7,5 10 15 15 20 20

21' 5 10 10 15 20 20 30

24' 15 15 20 20 30

PROBLEMAS DE APLICACION

Problema 1.-Se desea construir una pila (stock pile) 140 000 t de mineral proveniente del chancado primario, cuya densidad aparente es de 1,85 t/m3 y su ngulo de reposo es de 35. Calcular las dimensiones que deber tener, si su forma es cnica. Solucin. Datos: Q = 140 000 t = 35 D = 1,85 t/m3 = 1 850 Kg/m3 Para determinar las dimensiones de la pila hacemos utilizando la siguiente frmula:

Q1 =

3,14tan( ) R 3 D 3000

La primera dimensin que podemos calcular es el radio de la pila cnica, que resulta de despejar de la frmula anterior. Esto es:

R=3

3000Q1 3,14tagD

Reemplazando datos, tenemos:

R=3

3000 x140000 = 46,91 3,14tag (35) x1850

R = 47 mCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 39

Capacitacin Ingeniera AsesorasLuego, por trigonometra determinamos la altura de la pila, haciendo uso del siguiente grfico:

H 35 R

tag 35 =

H H = R 47

H = 47tag 35 = 32,91m 33mH = 33 m. Respuesta: Las dimensiones de la pila son: H = 33 m D = 94 m Problema 2.- Para poder almacenar el mineral producto de la seccin de chancado, el cual servir de alimento a la seccin de molienda, se requiere dimensionar una pila para finos de forma alargada para 340 000 t. Si esta mena triturada tiene una densidad aparente de 2.42 t/m3 y un ngulo de reposo de 40. Considerar L = 4R. Determinar las dimensiones de la pila y el rea de terreno que se requiere. Solucin. 1. Clculo de las dimensiones de la pila alargada. Datos: Q = 340 000 t D = 2.42 t/m3 = 2 420 kg/m3. = 40 Para dimensionar la pila alargada estableceremos la siguiente relacin: QT = Q1 + Q2 Los cuales se muestran en la figura siguiente:



40

Capacitacin Ingeniera AsesorasL

Q1/2

Q2

Q1/2 R

QT =

. 314 R 3 Dtag R 2 LDtag + 3000 1000

L = 4R Reemplazando este valor tenemos:

. 314 R 3 Dtag 4 R 3 Dtag QT = + 3000 1000Desarrollando y despejando R se obtiene:

R=3

3000000QT 3000000 x 340000 =3 = 32,13m 15140 Dtag 15140 x 2420 xtag 40

Luego: L = 4 x 32 = 128 m H = R tag = 32.13 x tag40 = 26,96 m = 27 m. Respuesta. Las dimensiones de la pila alargada son: R = 32 m H = 27 m. L = 128 m2. Clculo del rea de terreno requerido para construccin de la pila. El rea del terreno ser determinada por:

L = L + 2R A = 2R Por lo tanto: A = (L + 2R)(2R) = (128 + 2 x 32)(2 x 32) = 12 288 m2. Se debe considerar un 5% para accesos y contornos. AT = 12 288 + 0,05 x 12 288 = 12 902,40 m2Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 41

Capacitacin Ingeniera AsesorasProblema 3.- Un Ingeniero Metalurgista, especialista en Diseo de Plantas, est proyectando instalar una Planta Concentradora de 800 t/da. Si el mineral tiene una densidad aparente de 1,6 t/m3 y un ngulo de reposo de 30. Para darle un mejor control del proceso y una eficiente continuada a las operaciones de chancado se requiere la instalacin de una tolva de gruesos. Por la disposicin de terreno la tolva ser de seccin rectangular con L = 3 A. Determine las dimensiones de dicha tolva de gruesos. Solucin. Sea el diagrama de la tolva de gruesosL 15 m A 5m 5m

10m H h A 5m

El volumen total de la tolva prismtica es: VT = A L H Vi = A h L Pero h = A tag y L = 3A Reemplazando en cada una de las ecuaciones anteriores tenemos: VT = A 3 A H = 3 A2 H Vi = A 3 A tag =

3 3 A tag 2

Tomando un 25% como volumen intil para compensar vacos y humedad del mineral, para en consecuencia, tener lo siguiente:

3 3 A tag V1 0,25VT = = 2 2 VT VT 3A HCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 42

Capacitacin Ingeniera AsesorasDespejando se obtiene: H = 2 A tag El volumen til estar dado por: Vu = VT - Vi = 3 A2 H - 3/2 A3 tag = 3 A2 2 A tag - 3/2 A3 tag = 9/2 A3 tag Luego el valor de A estar dado por:

A=3Datos

2Vu 9tag

D = 1,6 t/m3;

Vu =

800t = 500m 3 ; 1,6t / m 3

= 30 + 15 = 45 Reemplazando datos se obtiene:

A=3

2 x500 = 4,8 5,0m 9tag 45

L = 3 A = 3 x 5 = 15 m H = 2 x 5 tag 45 = 10 m h = 5 tag 45 = 5 m Problema 4.- Para la misma Planta Concentradora del problema 3 anterior, para almacenar el producto de la seccin de chancado, se requiere una tolva de finos de forma cilndrica. La densidad aparente del mineral triturado es de 2.25 t/m3 y un ngulo de reposo de 45. Determinar cules son las dimensiones de esta tolva. Solucin. Datos. Dap = 2,25 t/m3 Q = 4 da x 800 t/da = 3 200 t. = 45 = 45 + 15 = 60 Clculo del dimetro de la tolva

Vu =

3200, t = 1422,222m 3 2,25, t / m 3

Vu = 1422,222m 3Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 43


10 m

23 m

9m

Reemplazando valores en la frmula siguiente se obtiene:

D=3

1,27Vu 1,27 x1422,22 =3 = 10,14m tag tag 60

D = 10 m Clculo de la altura H.

H=

4 4 Dtag = x10 xtag 60 = 23,09m 3 3

H = 23 m Clculo de la altura h.

h=

D 10 tag = tag 60 = 8,66m 9m 2 2

h = 9m Respuesta: D = 10 m H = 23 m h = 9mCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

44

Capacitacin Ingeniera AsesorasProblema 5.- Para extraer el mineral de una tolva de gruesos y alimentar a un grizzly se necesita instalar un alimentador de placas (Pan feeder) , si el espesor de carga es 1 pie, la velocidad del alimentador de 25 pie/min. y se desea mantener un flujo de alimentacin de 225 ton/h. Determine cul es la dimensin del alimentador. Solucin. Datos: Q = 225 ton/h T = 1 pie. S = 25 pie/min. W = ? Utilizando la frmula: Q = 3,5 W T S, tenemos:

W=

Q 225 = = 2,57 pie 3 pie. 3,5TS 3,5x1x 25

W = 36 pulgadas Segn catlogo podemos seleccionar un alimentador de: A x L = 36x 9 Problema 6.- Para transportar los productos de mineral de la chancadora primaria y grizzly, a una zaranda vibratoria, se desea seleccionar una faja transportadora para cubrir una distancia horizontal de 25 metros y un ngulo de inclinacin de 20, considerando que el mineral tiene una densidad aparente de 1,5 t/m3. El flujo de mena a transportar es de 30 t/h. Determinar cul es la potencia que requiere el motor a instalarse en la polea motriz de esta faja. El ngulo de la comba es de 20. Solucin. Datos: Vea el esquema para el problema.

L DV

20

DH

1.- Clculo de la longitud entre centros de las poleas y distancia vertical.

tag 20 =L=

DV DH

DV = tag 20 DH = tag 20 x 25 = 9,099 9,1m

DH 2 + DV 2 = 252 + 9,12 = 26,6mCuajone, Octubre 2004


45

Capacitacin Ingeniera Asesoras2.- Clculo del ancho de la faja transportadora. Podemos utilizar la frmula:

W=

V 3 30 = 20m 3 = 20m 3 x 35,314 pie 3 / m 3 = 706,28 pie 3 1,5

Donde:

V =

Considerando que el material an es grueso (4 a 6 pulgadas), tenemos:

W=

706,28 = 15,3 pu lg. 3

Empleando un coeficiente de seguridad del 20 %, tenemos:

W=

15,3 25,4mm = 19,125 p lg x = 485,775mm 0,80 1 p lg

Segn catlogo de Phoenix elegimos una faja transportadora de 500 mm de ancho. Q = 30 t/h. (Dato dado por el problema) 3.- Clculo de Qm. Se determina utilizando la tabla 1, para un ngulo de comba de 30 Qm = 87 m3/h 4.- Clculo de la velocidad de faja. El valor de K para fajas inclinadas a 20, se da en la tabla 3: K = 0,81 Luego reemplazando datos en la frmula siguiente, tenemos:

Q 30 = = 0,284m / s. Qm . K. 87 x 0,81x1,5 v = 0,3m / s. v=5.- Clculo de la fuerza de propulsin ascendente. Se determina a partir de las siguientes frmulas:



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Capacitacin Ingeniera AsesorasFo = C. f . L (GG + G B ) cos + G RO Fu = C. f . L. G B cos + G RU P = Fo + Fu + H . GGDonde: C = Coeficiente (tabla 2) = 2,9 f = ndice de friccin en los polines portadores, se determina de la tabla 5 Tabla 5. Valores gua de f Instalaciones bien dispuestas Valor estndar En casos de condiciones de Desfavorables de funcionamiento a f f f f = = = = 0,018 0,020 0,023 0,030 Material: con friccin interna reducida Material: normal. Material: con alta friccin (trayectos de excavacin subterrnea, alta humedad).

[

[

]

]

Para nuestro caso tomaremos un valor de: f = 0,025 L = 26,6 m. GG = Peso de material por metro de faja =

Q ; Kp/m 3,6v

30 = 27,777 Kp / m 3,6 x 0,3 GG = 27,777. Kp / m GG =GB = Peso de la faja por metro. Por ser corta la distancia de transporte, ser adecuada una faja de fibra sinttica. En el mercado encontramos los siguientes tipos: EP400/3, EP500/4, EP630/5, EP500/3, EP630/4, EP800/5, EP630/3, EP800/4, EP1000/5, EP800/3, EP1000/4, EP1250/5, EP1250/4, EP1600/5, EP1600/4, EP2000/5 EP2000/4, EP25400/5, EP2500/4 EP3150/5. Significado de esta denominacin: EP500/4 E = Poliester (urdimbre). P = Poliamida (trama) 500 = 500 Kp/cm de ancho (mnima carga de rotura) 4 = 4 telas. Tabla 6. Fajas a base de telas/peso del ncleo textil en Kp/m2. Fajas con fibras sintticas - Tipo EP 160 200 250 315 400 4,5 6,0 6,5 6,0 7,5 8,0 9,0 10,5 7,5 8,5 9,5 11,0 13,0

N de telas 3 4 5

100 3,5 5,0 6,5

125 4,0 5,5 7,0

500 12,0 15,0

630 14,0 17,047



Capacitacin Ingeniera AsesorasPeso de las cubiertas: Calidad normal: = 1,14 Kp/m2 y 1 mm de espesor. Para nuestro caso elegimos una faja tipo EP500/4, Tipo EP Peso del ncleo Cubierta: Normal W = 500 mm = 0,5m.

= 500/4 = 125.(ver tabla 2.5, para 4 telas) = 5,5 Kp/m2 x 0,5 m = 2,75 Kp/m. = 5,5 x 1,14 = 6,27 x 0,5 = 3,135 Kp/m Peso de la faja = 5,885 Kp/m

GB = 5,885 Kp/m Peso de las partes giratorias (polines). Dimetro del poln = 70 mm Separacin entre polines: Superior, o = 1,0 m. Inferior, u = 2,0 m. Los datos necesarios se toman de la tabla siguiente. Tabla 7. Peso en Kp de las partes giratorias de los polines portadores.Ancho de la faja en mm 300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 1,6 1,9 2,2 2,4 2,7 3,0 Dimetro externo del poln en mm 2,7 4,1 3,2 4,6 3,7 5,1 4,4 5,8 5,4 6,8 89 Plana comba 106 Plana comba 133 Plana comba 169 Plana comba 191 Plana comba 216 Plana comba

6,5 9,1 7,8 10,4 9,1 11,7

11,4 16,0 13,3 17,9 15,7 20,3

17,5 23,5 20,7 26,7 23,2 29,2 25,8 31,8

28,3 36,9 31,7 40,3 35,2 43,8 38,7 47,2 42,2 50,8

55,5 70,5 60,3 75,3 65,1 80,1 69,9 84,9 74,8 89,8 79,5 94,5 84,3 99,3

84,7 104,7 90,9 110,9 97,1 117,1 103,3 123,3 109,5 129,5



48

Capacitacin Ingeniera AsesorasPara poln portador superior

G RO =

5,1 = 5,1Kp / m 1,0

Para poln portador inferior:

G RU =

3,7 = 1,85Kp / m 2,0

Reemplazando datos en las frmulas anteriores, tenemos: Fo = 2,9 x 0,025 x 26,6 x [(27,777 + 5,885) cos 20 + 5,1] = 70,837 Kp. Fu = 2,9 x 0,025 x 26,6 x [5,885 x cos 20 + 1,85] = 14,232 Kp H x GG = 9,1 x 27,777 = 252,770 Kp. Luego P = 70,837 + 14,232 + 252,770 = 337,84 Kp6. Clculo de la potencia requerida.

Se determina utilizando la siguiente frmula:

Na =

P. v 337,84 x 0,3 = = 1,35HP 75 75

y la potencia motriz ser:

Nm =

P. v 337,84 x 0,3 = = 1,2 Kw 105 105x 0.80

El motor a seleccionarse ser de = 2 4HP. Otro problema en una Planta Concentradora, es determinar la velocidad de operacin de las fajas transportadoras. Para este caso se puede optar por cualquiera de las dos formas: 1. Estimacin de la velocidad a partir de los datos de la transmisin. 2. Midiendo la longitud total de la faja transportadora. Estimacin de la velocidad de la faja con datos de la transmisin.

Cuando se desconoce la velocidad de la faja, se puede calcular de los datos de la placa del motor, del reductor y del dimetro de la polea motriz. Comnmente se logra la reduccin de las rpm del motor a una polea motriz con un reductor de engranes o un reductor de engranes y una cadena o bien un reductor de engranes y una transmisin en banda V. Se recomienda el uso de las rpm a plena carga, tal como se muestra en el cuadroCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 49


rpm nominal del motor 1800 1200 900

rpm a plena carga (aprox) 1750 1170 880

La relacin de velocidad de los reductores de engranes se encuentran en las placas, tales como 11,5 70,2, etc. Para una transmisin de cadena y catarina se puede establecer la siguiente relacin Nd(CM) x rpmp(CM) = Nd(cm) x rpmr(cm) Donde: Nd(CM) rpmp(CM) Nd(cm) rpmr(cm) = Nmero de dientes de la catarina de la polea de cabeza de la faja transportadora. = Velocidad en rpm de la polea motriz de la faja transportadora. = Nmero de dientes de la catarina del reductor. = Velocidad en rpm de salida del reductor.

Para una transmisin de faja en V y polea, se puede establecer la siguiente relacin: Dpm x rpmpm = Dpr x rpmpr Donde: Dpm = Dimetro de paso de la polea motriz de la faja. Dpr = Dimetro de paso de la polea del reductor. O tambin, podemos establecer lo siguiente: Sea: Gr = Relacin de reduccin de engranajes (de la placa del motor) Cr = Relacin de reduccin de cadenas. Vr = Relacin de reduccin de la faja en V. n = Nmero de dientes en la catarina menor. N = Nmero de dientes de la catarina mayor. d = Dimetro de paso de la polea menor. D = Dimetro de paso de la polea mayor. Entonces:

N n D Vr = d Cr = v = 0,262 xD pm x rpm( motor ) Gr xVr xCr ; pies / min

En esta frmula los factores Gr, Vr y Cr se debe omitir aquellos que no son aplicables o que no existan para el caso de una transmisin en particular.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004

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Problema 7. Una faja transportadora est accionada por un motor de 1200 rpm acoplado a un reductor de engranes cuya placa muestra una relacin de reduccin de 21,4.y ste a la polea motriz de la faja transportadora de 24 pulgadas. Determine la velocidad de la faja transportadora. Solucin. Sea el esquema

Faja transportadora

Polea motriz de 24

Reductor Gr = 21,4

Motor, 1200 rpm.

Rpmm(aprox) = 1170 Luego

v = 0,262 xD pm

rpmm 1170 = 0,262 x 24 x = 343,8. pies / min Gr 21,4

v = 343,8

pies m 1min m x 0,3048 x = 1,75 min pie 60s s

v = 1,75 m/s. Problema. 8. Una faja transportadora est accionada por un motor de 1200 rpm acoplado a un reductor de engranes cuya placa muestra una relacin de reduccin de velocidades de 6,94.y ste a la polea motriz de la faja transportadora de 24 pulgadas mediante una transmisin de faja V. Las poleas de la faja V tienen aproximadamente dimetros de paso de 18 y 6. Determine la velocidad de la faja transportadora. Solucin. Sea el esquema:Faja transportadora Polea motriz de 24

d = 6

D = 18

Reductor, Gr = 6,94 Motor, rpmm(aprox) = 1170

Entonces:

Vr =

D 18 = = 3,0 d 6Cuajone, Octubre 2004 51


Capacitacin Ingeniera AsesorasLuego la velocidad de la faja ser:

v = 0,262 xD pm xv = 1,795 m/s.

rpm 1170 pies = 0,262 x 24 x = 353.4 Gr xVr 6,94 x 3,0 min.

Para el clculo de la capacidad de una faja transportadora hay otros mtodos, que ms que todo depende de cada fabricante. As por ejemplo tenemos la siguiente relacin:

Q=

1980000 * HP L+H

(21)

Donde: = Capacidad terica, en lb/h. QT HP = Potencia del motor, en HP. L = Longitud total de la faja transportadora, en pies. H = Diferencia de altura entre los extremos de la faja transportadora, en pies. 1 980 000 = Factor de conversin de HP-h a pie-lb. Para el clculo de la potencia de accionamiento de una faja transportadora tenemos la siguiente expresin matemtica:

HP =Donde: HP H C E F G L v QP = = = = = = = = =

H * C 2 * F * L * G * v (F * L + H ) + + xQP E 75 2,7

(22)

Potencia del motor. Diferencia de altura entre los extremos de la faja transportadora sin fin. Coeficiente de friccin de la polea motriz y la tensora o cola ( 0,2) Eficiencia de admisin ( 0,85). Coeficiente de friccin de los rodillos de apoyo (0,05). Peso gravitatorio de la faja y polines, en Kg/m. Longitud de la faja transportadora, m. Velocidad de la faja transportadora, en m/s. Capacidad prctica, en t/h.

Aqu debemos sealar que los valores que se asignan a C y F son aproximados, puesto que para su determinacin se requiere del uso de tablas y diagramas. Debido a ello, se emplear otra relacin ms viable. Esta es:

N o = K ( N1 + N 2 + N 3 )Donde:

(23)

No = Potencia de accionamiento de la faja transportadora, en Kw. N1 = Potencia para poner en marcha la faja transportadora vaca, en Kw. N2 = Potencia gastada en vencer la resistencia adicional de la faja transportadora cargada, Kw. N3 = Potencia gastada en elevar la carga a una altura H, en Kw. K = Factor que vara entre 1,05 a 1,10.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 52


Adems: C L v

= Coeficiente de friccin. = Longitud de la faja transportadora entre centros de las poleas, m. = Velocidad de la fuerza transportadora, en m/s.

La variacin del valor de C se da en la siguiente tabla. Cuadro 8 : Variacin de C con el ancho de la Faja transportadora.

Ancho de la faja Valor de C transportadora en mm. 600 0,020 700 0,024 800 0,028 900 0,032 Del mismo modo, N2 est dado por la expresin siguiente:

N 2 = 0,00015 * L * QDonde: Q = Capacidad, en t/h Y

N3 =

H *Q 367

Donde: H = sen x L

Problema 9. Una faja transportadora de 200m entre centros de poleas, se mueve a una velocidad de 1m/s y transporta 320 t/h de un mineral cuya gravedad especfica es de 2,5 sobre una pendiente ascendente de 20. Calcular los HP necesarios para mover el sistema y los HP que debe tener el motor sie el rendimiento del mismo es del 75%. Solucin. 1) Clculo del volumen del mineral.

m3 320 pie 3 1 pie 3 V = = 128 = 4520,3 x h (0,3048m) 3 2,5 h2) Clculo del ancho de la faja:

W=

V = 3

4520,3 = 38,817 x 25.4 = 986 900mm 3

W = 900 mm.Curso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 53

Capacitacin Ingeniera Asesoras3) Clculo de los Kws para poner en marcha la Faja Transportadora. L = 200 m C = 0,032 (de tabla) y v = 1 m/s

N 1 = C * L * v = 0,032 x 200 x1 = 6,4 Kw4) Clculo de los Kws adicionales para vencer la resistencia.

N 2 = 0,00015 * L * Q = 0,00015 * 200 * 320 = 9,6 Kw5) Clculo de los Kws para elevar la carga a una altura H.

N3 =Pero

H *Q 367

H = sen(20)x200 = 68,404 m

N3 =

68,404 * 320 = 59,64 Kw 367

6) Clculo de la potencia de accionamiento de la faja transportadora.

N o = 1,075(6,4 + 9,6 + 59,64) = 81,313Kw N o = 81,313Kw * 1,341 HP = 109,0 HP 1Kw

Pero como la eficiencia es de slo el 75% tenemos:

Pneta =

109 = 145,38 HP 145 HP 0,75

TOLVAS DE DESCARGA MLTIPLELas tolvas de varias salidas o descargas son de uso muy comn. Las pendientes de las boquillas y las dimensiones de las descargas deben satisfacer los requisitos mnimos para evitar el arqueo y la formacin de tubo, como se vio en la seccin anterior En la figura 20.1 se ilustran patrones de segregacin asociados con descargas mltiples. Si una descarga est situada directamente bajo un punto central de alimentacin, recibe material fino, mientras que las aberturas de descarga situadas hacia los extremos reciben partculas ms gruesas. Esto es cierto tanto para el flujo de embudo como para el flujo masivo. Este efecto puede eliminarse cambiando de posicin la abertura central de descarga.

Tipo

Capacidad

Descripcin y aplicacionesCuajone, Octubre 2004 54


Capacitacin Ingeniera Asesoras m3/hrEl alimentador de banda esta formado por una banda plana impulsada por una polea motriz. Se usa mucho para alimentar desde boquillas ranuradas (longitud ilimitada). Esta limitado aun tamao mximo de partcula de aproximadamente 15 cm. Las partculas no deben chocas sobre la banda. Los alimentadores de banda articulada tiene una banda de placas de acero traslapadas para aplicaciones en servicio pesado: rocas grandes, impacto directo, slidos calientes. Ambos se utilizan extensamente Hlice o tornillo de paso variable, creciente en la direccin del flujo. Variacin del paso entre 0.5 y 1.5 dimetros. El tamao de las articulas debe ser menor que el paso mas pequeo. No es adecuado para slidos abrasivos. Pueden ser totalmente cerradas, y as se utilizan cuando el derrame y el desprendimiento de polvo constituyen un problema. Mesa circular giratoria. El faldn se eleva arriba de la mes a en forma de helicoidal. Los salidos salen forzados de la boquilla, removidos por una rastra fija. Se limita a partculas pequeas. El derrame es escaso.

20-700

5 - 100

5 - 300

15 600

La fuente de vibracin o puede ser mecnica, electromecnica o electromagntica, se utiliza con abertura redonda, cuadrada o de ranura corta. No se utiliza con slidos cohesivos. Es posible ejercer control preciso de la alimentacin. Puede comunicarse con una criba. Proporciona extraccin uniforme a lo largo de la abertura de ranuela. Puede usarse con abertura de ranura larga



55


200 - 1900

Extrae de un punto a la vez, pero puede usarse con aberturas de rango largo. Se usa en pilas de almacenamiento de mineral grueso de gran volumen.



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CAPITULO

II

CARACTERIZACION DEL TAMAO DE PARTICULAS2.1 OBJETIVO.

Al concluir el estudio del presente captulo, usted estar capacitado en la toma de muestras para diferentes fines por diversos mtodos, efectuar anlisis granulomtricos para evaluacin de operaciones unitarias de reduccin de tamao, as como a partir de los datos de laboratorio representar el anlisis granulomtrico mediante modelos matemticos. 2.2 INTRODUCCION.

La evaluacin de las caractersticas de las partculas de mineral es muy vital en el Procesamiento de Minerales, donde tiene mucho que ver con la forma y tamao y este proceso de reduccin de tamao tiene como finalidad liberar los diferentes minerales valiosos de los no valiosos. El anlisis de tamao de partcula en una Planta Concentradora debe realizarse empleando mtodos que sean exactos y seguros y como normalmente las partculas procedentes de los diversos productos de las operaciones de reduccin de tamao tienen una gama de caractersticas, lo cual hace imposible lograr una descripcin precisa de tales productos, por ende, ser necesario tener en cuenta, lo siguiente: El tamao de partcula. El tamao promedio de todas las partculas. La forma de las partculas. La gama de tamaos de partculas. Los minerales que ocurren en las partculas La asociacin de los minerales en las partculas.

Para obtener un buen ensaye de tamaos de partculas es necesario contar tambin con una buena muestra, la cual debe ser representativa y ello depende del mtodo de muestreo que se utilice. MUESTRA. En Procesamiento de Minerales, una muestra es una pequea porcin de un lote de mineral, el cual contiene todos los componentes qumicos y mineralgicos, en la misma proporcin que existen en el original. 2.3 ANALISIS GRANULOMTRICO.

El anlisis granulomtrico es una operacin de control metalrgico que tiene por objeto estudiar la composicin granular de las mezclas de minerales con el fin de conocer el tamao promedio de partculas, su volumen y su superficie, adems, en la medida de lo posible, debe conocerse la forma aproximada de la partcula, tal como: Acicular: Forma de aguja. Cristalina: Forma geomtrica libremente formada en un medio fluido. Angular: Forma puntiaguda. Dentrtica: Ramificaciones en forma cristalina. Fibroso: Regular o irregularmente filamentado.Cuajone, Octubre 2004 57


Capacitacin Ingeniera Asesoras Escamoso: En forma de hojas o lminas. Granular: Tiene aproximadamente una misma forma irregular equidimensional. Irregular: Carece de cualquier simetra. Modular: Tiene forma redonda irregular Esfrica: Forma globular.

En el anlisis granulomtrico se trata de cubrir una variedad muy amplia de tamao de partculas, teniendo en cuenta que esta variedad sea una de las de mayor importancia industrial, sobre todo cuando se trata de la liberacin de los minerales valiosos para ser separados o concentrados, tal como se muestra en la figura 2.1.

Figura2.1. Separacin de un lote de partculas en varias fracciones de tamaoEn concordancia de lo antes mencionado, los mtodos utilizados para realizar el anlisis granulomtrico se seleccionan con esa finalidad. Uno de estos mtodos se dan a continuacin:

Mtodo Prueba de tamizado Elutriacin Microscopa (ptica) Sedimentacin (gravedad) Sedimentacin (centrfuga) Microscopa electrnica

Escala utilizada en micrones 100 000 a 10 40 a 5 50 a 0,25 40 a 1 5 a 0,05 1 a 0,005

Por tanto, los fines particulares del anlisis granulomtrico de los minerales son: Determinacin de la gama de tamao de partculas. Separacin de ellas de acuerdo con su tamao. Operacionalmente, un anlisis granulomtrico completo, consiste en hacer pasar un peso determinado de mineral representativo de la muestra original, por una serie de tamices o mallas ordenadas de arriba hacia abajo, es decir, de la malla de mayor abertura a la de menor abertura, tal como se muestra en la figura 2.2



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Figura 2.2. Esquema de paso del mineral por varias mallas de diferente abertura Terminada la operacin despus de un tiempo predeterminado, se pesa el mineral que se retiene en cada malla, el cual nos servir para determinar el porcentaje en peso de cada fraccin de tamao.

Figura 2.3. Procedimiento del tamizadoCurso: Chancado y Manejo de Materiales Cuajone, Octubre 2004 59

Capacitacin Ingeniera AsesorasPara un mejor tamizado se suele lavar la muestra, a fin de retirar todos los finos que pueden estar adheridos a las partculas ms grandes y as el tamizado sea ms exacto. Esta operacin se lleva cabo con material seco o hmedo y las mallas se agitan para exponer todas las partculas a las aberturas. Este movimiento es impartido por un equipo denominado Ro Tap, el cual se muestra en la figura siguiente.

Figura 2.4. Modelos de Ro Tap de malla vibratoria. El tiempo que se utiliza vara de 15 o ms a 7 minutos, segn el tipo de mineral metlico o no metlico. 2.3.1 TAMICES Y SELECCION DE TAMICES. Los tamices son depsitos generalmente de forma cilndrica en cuyo fondo llevan una malla que es una trama de alambre de distintas aberturas. Estas mallas se designan por el tamao nominal de la abertura, que es la separacin central nominal de los lados opuestos de una abertura cuadrada o el dimetro nominal de una abertura redonda. Las telas de alambre de las cribas se tejen para producir aberturas cuadradas normalmente uniformes dentro de las tolerancias necesarias. La tela de alambre en las cribas con una abertura nominal de 75 m y las ms grandes es de tejido simple, mientras que en las telas con aberturas menores de 63 m, los tejidos pueden ser cruzados.

Figura 2.5. Tejidos de la tela de alambre de la malla del tamiz La serie de tamices se estandarizan de acuerdo a una progresin geomtrica, siendo una razn de 2 para la serie normal, 4 2 para la serie doble y la serie 10 10 que hace posible una clasificacin ms estrecha de las partculas.



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Capacitacin Ingeniera AsesorasAs, para la serie normal, si se denomina por xi al tamao de la abertura de la malla de un tamiz, tendremos la siguiente serie: xi -1 = 2 xi = Malla inmediata superior. xi = Abertura de malla base. xi + 1 = xi / 2 = Malla inmediata inferior. . m48 . xi - 4 = 2 212 = 300 m m65 xi -3 = 2 150 = 212 m m100 xi - 2 = 2 106 = 150 m m150 xi -1 = 2 75 = 106 m malla base m200 xi = 75 m m270 xi + 1 = 75/2 = 53 m m 400 xi + 2 = 53/2 = 38 m m 600 xi + 3 = 38/2 = 27 m . Como podemos ver, cada uno de estos tamices se puede identificar por un nmero. Pero desde 1962 los tamices se designan por el tamao de la abertura, que ofrece directamente al operario la informacin que necesita. Asimismo se conocen las siguientes series: Serie TYLER (Americana), Serie ASTM-E-11-61 (Americana), Serie AFNOR (Francesa), Serie BSS-410 (Britnica), Serie DIN-4188

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