CRITERIOS PARA EL DISEO DE UNA PLANTA DE CHANCADO

Fernando Zeballos Zeballos

AMEC (Per) S. A.

Objetivos Los principales objetivos en el diseo de una planta de chancado son los siguientes:

Disear una planta que logre los requerimientos de produccin requeridos

Conseguir un costo de operacin competitivo

Cumplir con las regulaciones ambientales

Que sea segura y simple de operar / realizar mantenimiento

Que sea construida a un costo razonable

Etapas del Diseo Existen tres etapas principales para el diseo de una planta de chancado:

Diseo del proceso

Seleccin del equipo

Arreglo de la instalacin

La primera y segunda etapa dependen de los requerimientos de produccin y parmetros de diseo, pero el arreglo de la instalacin puede reflejar preferencias y experiencia operacional de las partes (propietario, seguridad, personal de operaciones y mantenimiento, diseadores de equipos y consultor de ingeniera).

Parmetros de Diseo Parmetros que definen la seleccin y configuracin de una planta de chancado:

1. Requerimientos de produccin

2. Costo de capital y costo de operacin

3. Caractersticas del mineral

4. Seguridad y medioambiente

5. Tipo de explotacin / Localizacin

6. Tiempo de vida del proyecto/planes de expansin

7. Consideraciones de operacin

8. Requerimientos de mantenimiento

9. Condiciones del sitio

1. Requerimientos de produccin

EL CDP define los requerimientos de produccin del proyecto y tpicamente incluye la siguiente informacin:

Para el balance de materiales se debe especificar la capacidad nominal y de diseo o mxima del circuito.

Los equipos son seleccionados para para cumplir o sobrepasar las exigencias de produccin.

Es importante integrar el ciclo de acarreo del mineral a la chancadora primaria con las operaciones de mina.

Par

met

ros

de

Dis

eo

Caractersticas del

Mineral

Programa de

Operacin

Descripcin del

Proceso

2. Costo de capital y costo de operacin

Costo de Capital: el CAPEX est compuesto por Costos Directos, Indirectos y Contingencia.

Costo de Operacin: el OPEX se compone por los costos de mano de obra, mantenimiento, energa y consumibles principalmente.

Par

met

ros

de

Dis

eo

Costos Directos: Costo del equipo + Costo de instalacin

Costos Indirectos: EPCM, comisionamiento, inicio, fletes, repuestos de reemplazo /primer llenado, flete, impuestos, costos del propietario, permisos, licencias, etc.

Contingencia: Cubre costos imprevistos y est en el rango de 10 a 25% de los Costos Directos + Indirectos.

3. Caractersticas del mineral

Par

met

ros

de

Dis

eo

TYPE OF STUDY

TYPE OF TEST SCOPING PFS FS Basic

Engineering

Crushing

Bond abrasion index

Bond work index (crushing) -

UCS / PLI ()

Fracture frequency ()

Final process design criteria - -

Note:

() As required

Testwork Size Weight per sample Comments

Bond abrasion index -3/4", +1/2" 1.6 Kg Ok

Crushing work index (CWI) -76, +51 mm 20 rock specimens Suggested core type is PQ.

UCS Ratio L/D > 2 -- --

Size Hole (outside) Core (inside)

diameter, mm diameter, mm

NQ 75.7 47.6

HQ 96 63.5

PQ 122.6 85

Caractersticas de las Muestras para Pruebas de Chancado

Tipos de Pruebas Metalrgicas

Dimetro de los Tubos de Perforacin

4. Seguridad y medioambiente

Reglamento de Seguridad e Higiene Minera, DS 055-2010-EM.

ECA del aire, DS 003-2008-MINAM.

Evitar derrames en los alimentadores, chutes y fajas.

Las chancadoras, zarandas y sistemas de leccin de aire contribuyen a un alto nivel de ruido.

Uso de domos para pila de gruesos.

Arreglo adecuado que considere espacios para la manipulacin de piezas durante el mantenimiento.

Par

met

ros

de

Dis

eo

5. Tipo de explotacin / Localizacin

Mina a tajo abierto con chancado primario convencional.

Mina a tajo abierto con chancado primario semimvil o mvil (in pit crushing).

Mina subterrnea con chancado primario convencional.

Mina subterrnea con chancado primario dentro de la galera.

Condiciones geotcnicas y/o climticas adversas.

Localizacin geogrfica: los costos de construccin sern ms altos a mayor altitud, en climas fros o sitios remotos.

Costo de materiales (acero Vs concreto).

Proyectos remotos tendrn mayores dificultades logsticas.

Par

met

ros

de

Dis

eo

6. Tiempo de vida del proyecto/expansin

Para proyectos de baja LoM puede ser mejor diseos modulares o montados en estructuras metlicas, de tal modo que puedan reubicarse en el futuro (bajo CAPEX).

Para proyectos de larga LoM, sera mejor usar estructuras de concreto buscando tener menor OPEX.

Considerar la expansin en el caso de proyectos que tengan planificado el incremento de su produccin es estratgico.

Para la mayor parte de plantas de chancado, los planes de expansin considerados en etapas tempranas podran ser ms convenientes que en etapas avanzadas del proyecto.

Par

met

ros

de

Dis

eo

7. Consideraciones de operacin

Las plantas diseadas deben ser simples y econmicas.

Salas de operacin confortables y bien ventiladas. Acceso visual a todas las partes principales de la planta.

Las fajas deben tener suficiente altura del suelo para permitir el acceso fcil de los equipos de limpieza.

Las chancadoras, los chutes y las fajas deben ser de alta resistencia (heavy duty). Considerar gras monorriel y montacargas para facilitar el mantenimiento.

Par

met

ros

de

Dis

eo

8. Requerimientos de mantenimiento

Fcil acceso para mantenimiento, esto es clave para mantener la operatividad de la planta.

Mantenimiento preventivo: Piezas de desgaste

Paneles de la zaranda

Piezas de desgaste de alimentadores

Protectores de las fajas

Lubricacin

Reparacin de fajas

Inspeccin visual

Ajustes elctricos e instrumentacin

Par

met

ros

de

Dis

eo

9. Condiciones del sitio

Las variaciones estacionales pueden afectar el contenido de humedad del mineral.

Podra ser til el uso de mallas de difgerente material en las zarandas para temporada hmeda (malla metlica) o seca (polimero).

El clima tambin condiciona el diseo de la arquitectura necesaria. Instalaciones en climas moderados o desrticos, pueden no necesitar cubierta, en cambio en climas con altos ndices pluviomtricos o nieve necesitaran cubierta.

Par

met

ros

de

Dis

eo

Seleccin de Equipos

Caractersticas del mineral: Litologa

UCS

CWI

AI

Arcilla

Humedad

Contenido de finos

Tonelaje a tratar y etapa de chancado: Tamao de la operacin

Chancado primario, secundario, terciario o cuaternario

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18A

bra

sio

n in

de

x

Kg/kW-h

Wet rod mill wear rods Wet rod mill wear liners Wet ball mill wear balls Wet ball mill wear liners

Dry ball mill wear balls Dry ball mill wear liners Crusher wear liners Roll crusher shell

Chancado Primario

www.flsmidth.com www.sbmchina.com

Parmetro Giratoria Mandbulas (doble palanca)

Sizer

Capacidad < 10,000 t/h < 1,000 t/h < 10,000

ndice de abrasin (Burbank) 0 35,000 0 35,000 0 6,000

Mineral cohesivo No No Si

Razn de reduccin 4:1 7:1 3:1 5:1 2:1 5:1

UCS (tpico) < 350 MPa < 350 Mpa < 200 Mpa

www.mmdsizers.com

Chancado Fino

Parmetro Chancadora Cnica

Impactor (VSI)

HPGR

Capacidad < 1,500 t/h < 2,500 t/h < 3,000 t/h

ndice de abrasin (Burbank) - 0 1,000 -

UCS - < 115 MPa < 300 MPa

Razn de reduccin 3:1 5:1 6:1 8:1 8:1

www.altexwales.com

Chancadora de Cono

www.metso.com

Impactor (VSI)

www.flsmidt.com

HPGR

Tipos de Circuitos de Chancado

Chancado Primario

Chancado en Dos Etapas (Circuito Abierto y Cerrado)

Chancadora primaria (Giratoria) Chandora primaria

(Giratoria)

Zaranda

Chancadora secundaria (Cnica)

Tipos de Circuitos de Chancado (Cont.)

Chancado en Tres Etapas (Circuito Abierto y Cerrado)

Chancadora primaria (Giratoria)

Zaranda primaria

Chancadora secundaria (Cnica)

Zaranda secundaria

Chancadora terciaria (Cnica)

Tipos de Circuitos de Chancado (Cont.)

Chancado en Cuatro Etapas

Chancadora primaria (Giratoria)

Zaranda primaria

Chancadora secundaria (Cnica)

Zaranda secundaria

Chancadora terciaria (Cnica)

Zaranda terciaria

Chancadora cuaternaria (VSI)

Arreglo de la Instalacin

Seccin - Chancadora Giratoria

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Seccin - Chancadora de Quijadas

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Seccin - Roll Sizer

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Arreglos (Planta) para Chancado Secundario Circuito Abierto

LEYENDA

Tolva Zaranda Chancadora Faja

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Arreglos (Planta) para Chancado Secundario Circuito Cerrado

LEYENDA

Tolva Zaranda

Chancadora Faja

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Arreglos (Planta) para Chancado Secundario y Terciario Circuito Abierto

Arreglo de la Instalacin (Cont.)

Arreglos (Planta) para Chancado Secundario y Terciario Circuito Cerrado

Reglas Bsicas para Seleccin de Chancadoras Con mineral duro y para menos de 600 t/h seleccionar una chancadora

de quijada, para ms de 1,000 t/h use una giratoria. Entre estas capacidades haga un anlisis comparativo - Chris Ottergren.

Para una mina subterrnea con mineral duro, una chancadora giratoria puede ser ms econmica en el caso de que la produccin diaria sea mayor que 8,000 t/d Jack de la Vergne.

Casi todas las chancadoras generan un producto que es 40% ms fino que la mitad del setting de la chancadora - Babu y Cook.

El producto de una chancadora de quijadas tendr una distribucin de tamao tal que el tamao de la fraccin P80 es ligeramente menor que el OSS de la chancadora. Por ejemplo, si el OSS es 6, el P80 ser 5 Desconocido.

En una operacin con mineral duro, el producto de una chancadora de quijadas tender a ser laminado, mientras que el producto de una chancadora giratoria tendera a ser cbico - Heinz Schober.