Laboratorio N1 Procesamiento de Minerales
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INDICE
Contenido1.-INTRODUCCIÓN.....................................................................................1
2.-OBJETIVOS............................................................................................2
3.-MARCO TEORICO..................................................................................3
4.-DESARROLLO EXPERIMENTAL...............................................................6
5.-DESARROLLO DEL TRABAJO..................................................................7
6.-DISCUSIONES Y CONCLUSIONES.........................................................10
7.-ANEXO................................................................................................11
8.-BIBLIOGRAFIA.....................................................................................12
1
1.-INTRODUCCIÓN
Los métodos de reducción de tamaño es la primera etapa del
procesamiento de minerales, los cuales pueden agruparse de varias
maneras, dando origen a distintos circuitos de chancado. Si el cuerpo
de mineral es de carácter masivo, el minado o extracción es en realidad
la primera etapa de reducción de tamaño, y generalmente se realiza con
explosivos.
El término chancado se aplica a las reducciones subsecuentes de
tamaño hasta alrededor de 25 (mm), considerándose las reducciones a
tamaño más finos como molienda. Tanto el chancado como la molienda
pueden subdividirse en etapa primaria, secundaria y terciaria. A nivel
industrial, la tendencia actual es emplear dos etapas de chancado en
circuito cerrado. La etapa terciaria de chancado actualmente es poco
usada fundamentalmente por razones de costos (tanto operativas,
energéticas y mantenimiento).
Los circuitos abiertos ya son poco usados debido a que su
producto es muy heterogéneo produciendo un sobre costo en la etapa
siguiente que es la molienda.
2
2.-OBJETIVOS
Evaluar los diferentes circuitos de chancado considerando los
flujos de mineral procesados, consumos específicos de energía,
etc...
3
3.-MARCO TEORICO
La reducción de tamaño de una partícula es una operación necesaria
para dar paso a una variada gama de procedimientos en la industria
metalúrgica.
El objetivo de este proceso en la minería es obtener un producto de un
tamaño en el cual las especies mineralógicas valiosas se encuentren
liberadas y puedan ser separadas de la ganga estéril en procesos
posteriores.
Entre los equipos de reducción de tamaño se encuentran los
chancadores y molinos, los chancadores son utilizados como primera
etapa en la reducción de tamaño, esta etapa se divide en Chancado
Primario, Chancado Secundario y Chancado Terciario, mientras que
dentro de los tipos de chancadores se encuentran chancadores de
mandíbula, giratorios y de cono.
Chancador Primario: Fractura la
mena de alimentación proveniente
de la mina, desde 60” hasta bajo 8”
a 6” de producto.
Chancador Secundario: Toma el
producto del chancador primario y lo
reduce, en una pasada hasta 3” o 2”
de producto.
Chancador Terciario: Toma el
producto del chancador secundario o
chancadores intermedios reduciendo
el material bajo 1/2” o 3/8”.
Chancadoras de Mandíbulas: Los
chancadores de mandíbulas son
equipos dotados de 2 placas o
mandíbulas, en los que una de ellas
Figura 3.1: Chancador de Mandíbulas
4
es móvil y presiona fuerte y rápidamente a la otra, fracturando el
material que se encuentra entre ambas. Según el tipo de movimiento
de la placa móvil, estos chancadores se clasifican en los siguientes tipos:
Blake
Dodge
Universal
Los chancadores tipo Blake pueden clasificarse en Palanca Simple y
Palanca Doble. El chancador de mandíbulas se especifica por el área de
entrada, es decir, la distancia entre las mandíbulas en la alimentación
(Feed) que se denomina “Boca” y el ancho de las placas (largo de la
abertura de admisión). Por ejemplo un chancador de mandíbulas de
30”x48” tendrá una boca de 30” y un ancho de las placas de 48”.
Chancadoras Giratorias: Está constituido por un eje vertical (árbol)
con un elemento de molienda cónico llamado cabeza, recubierto por una
capa de material de alta dureza llamado manto. La cabeza se mueve en
forma de elipse debido al efecto de movimiento excéntrico que le
entrega el motor. El movimiento máximo de la cabeza ocurre en la
descarga evitando los problemas de hinchamiento del material. Debido a
que chanca durante el ciclo completo, tiene más capacidad que un
chancador de mandíbulas del mismo tamaño (boca), por lo que se le
prefiere en plantas que tratan altos flujos de material. Operan
normalmente en circuito abierto, aunque si el material de alimentación
tiene mucho fino, éste debe ser preclasificado. El tamaño de los
Chancadores Giratorios se especifica por la boca (ancho de la abertura
de admisión) y el diámetro del manto. El casco exterior es de acero
fundido, mientras que la cámara de
chancado está protegida con
revestimientos o “cóncavos” de
acero al manganeso. La cabeza
está protegida por un manto de
acero al manganeso la que a su vez
está recubierta por alguna resina
epóxica, poliuretano, goma o algún
otro recubrimiento.
5
Chancador de Cono: Es una chancadora giratoria modificada. La
principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado con
el fin de lograr una alta capacidad y una alta razón de reducción del
material. El objetivo es retener el material
por más tiempo en la cámara y así lograr
una mayor reducción del material. El eje vertical de esta chancadora es
más coto y no está suspendido como en la giratoria sino que es
soportado en un soporte universal bajo la cabeza giratoria o cono.
Como no se requiere una boca tan grande, el caso chancador se abre
hacia abajo lo cual permite el hinchamiento del mineral a medido que se
reduce el tamaño, proporcionando un área seccional creciente hacia el
extremo de descarga, por lo que la chancadora de cono es un excelente
chancador libre. La inclinación hacia fuera del casco permite tener un
ángulo de cabeza mucho mayor que en la giratoria, reteniendo al mismo
ángulo entre el material chancado. Esto permite a esta chancadora una
alta capacidad puesto que la capacidad de una chancadora giratoria es
proporcional al diámetro de la cabeza.
El tamaño máximo de la boca es de 10” y entrega un producto que varía
entre 1/8” y 1”.
Chancador de Rodillos: La
Trituradora de Rodillos es
utilizada para triturar material
duro y quebradizo como carbón,
clinker de cemento, escorias,
hormigón, granito etc. con un
tamaño máximo de partículas de
50 mm hasta un tamaño mínimo
de 5 mm, dependiendo de las
características del material.
El material a triturar es
introducido en la parte superior
de la trituradora, que actúa como una tolva de alimentación integrada.
La trituración se produce entre dos rodillos de los cuales uno gira en
sentido del reloj y el otro en sentido contrario. La velocidad de los
rodillos es asincrónica con el fin de crear un efecto de limpieza en la
Figura 3.2: Chancador de Cono
Figura 3.3: Chancador de Rodillos
6
cámara de trituración. Los rodillos están compuestos por anillos de
triturar y anillos espaciadores montados alternadamente de tal forma,
que un anillo de triturar de un rodillo, gira contra un anillo espaciador
del rodillo opuesto. La distancia entre rodillos es ajustable con el fin de
compensar el desgaste producido.
Roleo: es una técnica la cual permite homogeneizar una muestra
mediante la utilización de un paño de roleo, el cual en esencia es un
paño cuadrado de genero u otro material similar. La idea es que la
muestra se situé en medio del cuadrado y de cada esquina se comienza
a levantar el paño, de forma ordenada, de tal manera que la muestra
ruede por el paño hacia la esquina opuesta desde donde es levantado el
paño de roleo, como se muestra en la figura (A.1), y así seguir una
secuencia en forma consecutiva hasta determinar que la muestra se
encuentre homogénea.
Figura 3.4: Técnica de roleo, se levantan las esquinas del paño para homogeneizar la muestra.
Cono y cuarteo: es una técnica que se utiliza para disminuir el
volumen de la muestra. Se trata de, una vez finalizada la etapa de roleo,
achatar la muestra resultante y se distribuye de forma circular sobre el
paño de roleo, luego se procede a dividir en cuatro partes y de éstas,
dos constituyen el rechazo y dos se mantienen, deben ser opuestas para
una mejor obtención de la muestra representativa como se indica en la
figura.
Figura 3.5: Técnica de cono y cuarteo.
F80: Tamaño 80% pasante en la alimentación, µm
P80: Tamaño 80% pasante en el producto, µm
7
Circuito abierto: circuito en el cual el mineral es tratado en una sola
vez, sin retorno.
Circuito cerrado: circuito en el cual la descarga del chancador
alimenta a un harnero. El sobre tamaño se recircula al chancador y el
bajo tamaño constituye el producto que pasa a la etapa siguiente.
8
4.-DESARROLLO EXPERIMENTAL
Pesar 30 Kg. de colpas de mineral, cuyo tamaño máximo
corresponderá a un 80% de la abertura del chancador de
mandíbula primario (10 cm. Aprox.).
Cada una de las muestras representativas debe ser pesada.
Se determinará, mediante el empleo del medidor de Potencia
Hioki, el consumo promedio de potencia en vacío. Para ello se
operará el equipo durante 5 minutos, registrando los valores
promedios entregados en el visor del medidor.
En cada etapa de molienda se deben medir los consumos de
potencia promedio, el flujo de mineral procesado, realizar análisis
granulométrico al mineral alimentado y descargado de cada etapa
(chancado primario, harnero y chancado secundario).
El harnero a emplear será la malla 4.
9
5.-DESARROLLO DEL TRABAJO
Análisis y resultados del Circuito a):
Muestra 1: Una muestra inicial de 10 Kg es descargada en el chancador
de mandíbulas (chancado primario), se selecciona una muestra
representativa, tras la técnica de roleo y selección por cono y cuarteo,
de aproximadamente 1 kg y posterior análisis granulométrico se
obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla 5.1: Resultado análisis granulométrico muestra 1
Mall
a
Tamañ
o (µm)
Mas
a (g)
Masa
acumula
da
Reteni
do
Parcial
(%)
Retenido
Acumula
do (%)
Acumula
do
Pasante
(%)
Log[f(
x)]
Log(
x)
(3/4)" 9525 0 0 0 0 100 2,00 3,98
3,00 6680,00
558,
90 558,9 55,91 55,91 44,09 1,64 3,82
4,00 4699,00
93,1
0 652,00 9,31 65,22 34,78 1,54 3,67
6,00 3360,00
76,4
0 728,40 7,64 72,87 27,13 1,43 3,53
8,00 2380,00
52,1
0 780,50 5,21 78,08 21,92 1,34 3,38
10,00 1650,00
40,0
0 820,50 4,00 82,08 17,92 1,25 3,22
14,00 1190,00
32,0
0 852,50 3,20 85,28 14,72 1,17 3,08
20,00 841,00
25,7
0 878,20 2,57 87,85 12,15 1,08 2,92
28,00 595,00
20,1
0 898,30 2,01 89,86 10,14 1,01 2,77
35,00 420,00
17,0
0 915,30 1,70 91,56 8,44 0,93 2,62
48,00 297,00
13,0
0 928,30 1,30 92,86 7,14 0,85 2,47
10
65,00 210,00 9,80 938,10 0,98 93,85 6,15 0,79 2,32
100,0
0 149,00
14,0
0 952,10 1,40 95,25 4,75 0,68 2,17
150,0
0 105,00
10,0
0 962,10 1,00 96,25 3,75 0,57 2,02
200,0
0 74,00 8,00 970,10 0,80 97,05 2,95 0,47 1,87
270,0
0 53,00 7,20 977,30 0,72 97,77 2,23 0,35 1,72
Fond
o
22,3
0 999,60 2,23 100,00 0,00
Luego la muestra 1 es devuelta a la muestra inicial de 10 kg.
Potencia al vacío, chancador mandíbula (medidor Hioki)= 1,2[KW]
Potencia Máxima, chancador mandíbula (medidor Hioki)= 2,2[KW]
Tiempo de molienda= 50[s]
11
Muestra 2: La muestra inicial de 10 kg (chancado primario, chancador
de mandíbulas), es descargada en el chancador de rodillos (chancado
secundario), se seleccionó una muestra representativa, tras el uso de la
técnica de roleo y selección por cono y cuarteo, de 1 kg aprox. y se
sometió a un análisis granulométrico, obteniéndose así los siguientes
resultados:
Tabla 5.2: Resultados análisis granulométrico muestra 2
Seri
e
Abertu
ra
Malla
Masa
(g)
Masa
Retenid
a
Reteni
do
Parcial
%
Retenid
o
acumula
do %
Pasante
acumula
do %
Log[f(
x)]
Log(
x)
3 6680 27,30 27,30 2,72 2,72 97,28 1,99 3,82
4 4699 74,80 102,10 7,44 10,16 89,84 1,95 3,67
6 3360
200,0
0 302,10 19,90 30,06 69,94 1,84 3,53
8 2380
228,7
0 530,80 22,76 52,82 47,18 1,67 3,38
10 1650
139,9
0 670,70 13,92 66,74 33,26 1,52 3,22
14 1190 88,10 758,80 8,77 75,51 24,49 1,39 3,08
20 841 53,50 812,30 5,32 80,83 19,17 1,28 2,92
28 595 33,90 846,20 3,37 84,20 15,80 1,20 2,77
35 420 30,40 876,60 3,02 87,23 12,77 1,11 2,62
48 297 21,50 898,10 2,14 89,37 10,63 1,03 2,47
65 210 21,20 919,30 2,11 91,48 8,52 0,93 2,32
100 149 17,00 936,30 1,69 93,17 6,83 0,83 2,17
150 105 14,70 951,00 1,46 94,63 5,37 0,73 2,02
200 74 11,20 962,20 1,11 95,74 4,26 0,63 1,87
270 53 10,50 972,70 1,04 96,79 3,21 0,51 1,72
Fond
o 32,30 1005,00 3,21 100,00 0,00
Potencia al vacío, chancador rodillo (medidor Hioki)= 1,03[KW]
Potencia Máxima, chancador rodillo (medidor Hioki)= 4,2[KW]
Tiempo de molienda= 14,43 [s]
12
Muestra 1:
Potencia Promedio = 1,7 [KW]
Flujo 1 = 0,72[KW]
Potencia Neta = 0,5 [KW]
Consumo de Energía = 0,69[ KWht ] F80 = 8647,27 (um)
Muestra 2:
Flujo 2 = 2,5[T/h]
Potencia Promedio = 2,615 [KW]
Potencia Neta = 1,585[KW]
Consumo de Energía = 0,634[ KWht ] P80 = 4022,72 (um)
Razón de reducción, Rr: 2,15
13
Análisis y Resultados del Circuito b):
Muestra 3: Una muestra inicial de 10 Kg es descargada en el chancador
de mandíbulas (chancado primario), se selecciona una muestra
representativa, tras la técnica de roleo y selección por cono y cuarteo,
de aproximadamente 1 kg y posterior análisis granulométrico se
obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla 5.3: Resultados análisis granulométrico muestra 3.
MallaAbertura
(um)Interval
oRetenid
o (g)Retenido
Parcial (%)
Retenido Acumulad
o (%) Pasante
Acumulado (%)
3 67302,172-
3 610,6 62,0 62,0 1004 4760 3-4 113,2 11,5 73,5 38,06 3360 4-6 66,6 6,8 80,2 26,58 2380 6-8 43,9 4,5 84,7 19,810 1680 8-10 26,7 2,7 87,4 15,314 1190 10-14 20,4 2,1 89,5 12,620 841 14-20 16,3 1,7 91,1 10,528 595 20-28 10,9 1,1 92,2 8,935 420 28-35 12,4 1,3 93,5 7,848 297 35-48 8,6 0,9 94,4 6,565 210 48-65 8,4 0,9 95,2 5,6100 149 65-100 7,9 0,8 96,0 4,8
150 105100-150 6,8 0,7 96,7 4,0
200 74150-200 7,4 0,8 97,5 3,3
270 53200-270 6,8 0,7 98,2 2,5
Fondo
270-Fondo 18,1 1,8 100,0 1,8Suma 985
14
Muestra 4: La muestra inicial de 10 kg (proveniente del chancado
primario y posterior clasificación de tamaño), es descargada en el
chancador de rodillos (chancado secundario), se seleccionó una muestra
representativa, tras el uso de la técnica de roleo y selección por cono y
cuarteo, de 1 kg aprox. y se sometió a un análisis granulométrico,
obteniéndose así los siguientes resultados:
Tabla 5.4: Resultados análisis granulométrico muestra 4.
MallaAbertura
(um)Interval
oRetenido
(g)Retenido
Parcial (%)Retenido
Acumulado (%) Pasante
Acumulado(%)3 6730 2-3 19,7 2,0 2,0 1004 4760 3-4 54 5,4 7,4 98,06 3360 4-6 165,4 16,5 23,9 92,68 2380 6-8 224,9 22,5 46,4 76,110 1680 8-10 154,2 15,4 61,9 53,614 1190 10-14 105,4 10,5 72,4 38,120 841 14-20 63,9 6,4 78,8 27,628 595 20-28 38,8 3,9 82,7 21,235 420 28-35 33,1 3,3 86,0 17,348 297 35-48 22,8 2,3 88,3 14,065 210 48-65 22,1 2,2 90,5 11,7100 149 65-100 16,1 1,6 92,1 9,5
150 105100-150 16,7 1,7 93,8 7,9
200 74150-200 13,5 1,4 95,1 6,2
270 53200-270 12,2 1,2 96,3 4,9
Fondo270-
Fondo 36,6 3,7 100,0 3,7Suma 999,4
Consumo de Energía chancado primario = 2,54 [kWh/ton]
Consumo de Energía chancado secundario = 2,12 [kWh/ton]
F80 = 6213 (um)
P80 = 7,43 (um)
Razón de reducción, Rr = 836,21
15
Análisis y Resultados del Circuito c):
Clasificación por rango de tamaño:
Rango (cm)
masa(Kg)
Acum. Parcial (%)
Acum. Retenido (%)
0;2 1,84 20,40 20,402;4 2,44 27,05 47,454;6 2,42 26,83 74,286;8 1,42 15,74 90,028;10 0,9 9,98 100,00total 9,02 100
Tabla 5.5: Resultados análisis granulométrico posterior al chancador de
mandíbula.
um malla masa(g)Retenido parcial (%)
Acum. Retenido (%)
Acum. Pasante (%)
6680 3 311,4 65,27 65,27 34,734699 4 47,2 9,89 75,16 24,843327 6 35,7 7,48 82,65 17,352362 8 21 4,40 87,05 12,951651 10 13,5 2,83 89,88 10,121168 14 4,2 0,88 90,76 9,24
833 20 12,3 2,58 93,33 6,67589 28 5,1 1,07 94,40 5,60417 35 4,5 0,94 95,35 4,65295 48 3,6 0,75 96,10 3,90208 65 2,2 0,46 96,56 3,44147 100 3,8 0,80 97,36 2,64104 150 2,6 0,54 97,90 2,10
74 200 2 0,42 98,32 1,6853 270 1,9 0,40 98,72 1,28
fondo 6,1 1,28 100,00 0,00total 477,1 100
Potencia al vacío, chancador de mandíbula (medidor Hioki)=
1,2[KW]
16
Potencia Máxima, chancador de mandíbula (medidor Hioki)=
2,2[KW]
Tiempo de molienda= 38 [s]
Tabla 5.6: Resultados análisis granulométrico posterior al chancador de
rodillo:
um mallamasa(g) 2
Retenido parcial (%)
Acum. retenido (%)
Acum. pasante (%)
6680 3 8,1 0,84 0,84 99,164699 4 37,8 3,93 4,78 95,223327 6 125,1 13,02 17,79 82,212362 8 169,4 17,63 35,42 64,581651 10 133,4 13,88 49,30 50,701168 14 99,5 10,35 59,65 40,35
833 20 66,7 6,94 66,59 33,41589 28 52,2 5,43 72,02 27,98417 35 42,8 4,45 76,47 23,53295 48 33 3,43 79,91 20,09208 65 28 2,91 82,82 17,18147 100 35,6 3,70 86,53 13,47104 150 25 2,60 89,13 10,87
74 200 23,8 2,48 91,60 8,4053 270 24 2,50 94,10 5,90
fondo 56,7 5,90 100,00 0,00961,1 100
Primera vez:
Potencia al vacío, chancador rodillo (medidor Hioki)= 1,04[KW]
Potencia Máxima, chancador rodillo (medidor Hioki)= 2,28[KW]
Tiempo de molienda= 19,22 [s]
Segunda vez:
Potencia al vacío, chancador rodillo (medidor Hioki)= 1,08[KW]
Potencia Máxima, chancador rodillo (medidor Hioki)= 4,87[KW]
Tiempo de molienda= 10,03 [s]
17
Tamaño 80 previo al chancador de mandíbula= 57862 (µm)
Luego del chancador de mandíbulas:
Energía específica: E=1,17( KWHt
)
Tamaño 80 = 15747 (µm)
Razón de reducción: Rr=3,7
Luego del chancador de rodillos:
Energía específica chancador de rodillos (primer uso):
E=1,75( KWHt
)
Energía específica chancador de rodillos (segundo uso):
E=1,74( KWHt
)
Tamaño 80 = 3206 (µm)
Razón de reducción: Rr=4,91
18
6.-DISCUSIONES Y CONCLUSIONES
María Eugenia Jorquera
Discusión:
El circuito abierto, si bien resulta ser un modelo económico ya que
no necesita la reutilización de los chancadores (como es el caso de los
circuitos cerrados, donde recircula la carga), no es en la práctica el
mejor circuito ya que se obtienen muestras de mayor tamaño
granulométrico del que se podrían obtener usando otro mecanismo. El
mejor circuito de chancado, resultaría ser el circuito cerrado inverso
(circuito b), ya que se los chancadores consumen menos energía, que en
el circuito c. esto es debido a que se hace una preselección del material,
por lo tanto la alimentación al chancador es menor que en los otros
circuitos, traduciéndose en un menor consumo de energía y por tanto,
menor costo en la reducción, y con un producto con un tamaño
apropiado para un siguiente proceso.
Conclusión:
En parámetros energéticos, el circuito A, resulta ser el más
eficiente, por tanto resulta ser el más económico, pero con respecto a
reducción de tamaño el circuito B es que garantiza una buena reducción.
Pero en general es el circuito B, el más eficiente en términos energéticos
y en reducción de tamaño.
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Gabriel Maldonado C.
Discusión:
Todos los datos van a estar sujetos a un factor de error, ya que
dependerá de la manera en cómo fue efectuada la toma de datos en la
granulometría para el cálculo del f80 y a la vez los datos serán
dependientes de las muestras representativa que se sacaron después
del chancado primario.
Los índices de reducción de tamaño no fueron los esperados, ya
que en el circuito cerrado inverso se observa el mayor índice de
reducción que los demás. Esto se contradice, debido a que se espera
una razón de reducción mayor en el circuito abierto ya que en los otros
dos circuitos se encuentra material recirculando, el cual pasa varias
veces por el clasificador, haciendo que el p80 aumente en cada ciclo.
Respecto a la energía específica para la reducción de tamaño, se
aprecia que en dos de los tres circuitos, el chancador primario es el que
necesita mayor energía específica para la reducción, luego está el
chancador secundario y para el circuito inverso el chancador de rodillos
es el que necesita menor energía.
Al comparar los circuitos, se ve observa que en el circuito inverso
necesita mayor energía en el chancador primario, pero luego disminuye
el consumo de energía específica en los posteriores equipos de
reducción de tamaño.
Es posible apreciar que en el circuito cerrado directo, existe un
consumo de energía específica similar o pareja en los equipos de
reducción de tamaño.
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Conclusión:
Los resultados experimentales e información entregada por la
experiencia, se encuentran sujetos a errores de operación al
momento de tomar las muestras representativas.
Hay un mayor índice de reducción en el circuito cerrado inverso.
El circuito abierto presenta un menor razón de reducción.
El circuito cerrado directo consume menor energía que el circuito
inverso.
El circuito de mejor funcionamiento será el circuito a) ya que al
tener un mayor producto bajo el 80%, tiene un menor índice de
reducción y a su vez necesita menor energía específica para la
reducción de tamaño.
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7.-A PÉNDICE F80: Razón de Reducción: Es la razón entre el tamaño de la
alimentación y el tamaño de producto del proceso de molienda.
Rt=F80P80
Energía Específica: Es el consumo de energía requerido para reducir de tamaños una tonelada de mineral:
E [ KWht ]= Pot [KW ]
F [ th ] Potencia Promedio:
P=Pvacio+Pmáx
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8.-BIBLIOGRAFIA
http://es.scribd.com/doc/51143287/7/Circuitos-De-Chancado
Capítulo 1 Introducción Procesamiento de Minerales ( Luis Magne)