| REIVINDICACIONES 1. Una configuración de molinos turbo pulverizadores conectados entre sí, en circuito cerrado, para conformar en un sólo proceso de molienda del mineral tal como es extraído de la mina hasta el tamaño de partícula requerido para los procesos de extracción de metal por vías húmedas; en donde cada molino está conformado una cámara de carga (1) que posee una entrada de mineral (5), la cual está comunicada con un espacio central (7), estando dicha cámara de carga (1) unida a un cuerpo estático central (2), que tiene una cámara estática (8) para alojar la carga; en donde dicho cuerpo estático central (2) está unido a un turbo pulverizador (3) que posee una carcasa fija (14) y en su interior paletas (15), dejando entre el contorno interior de la carcasa fija (14) y las paletas (15) un especio libre (18), en donde el eje (16) proveniente de las paleta está conectado con al menos un motor (4); estando dicha configuración CARACTERIZADA porque está conformada por al menos un par de molinos que tienen una cámara de carga (1), con una sola tolva receptora (23) para la alimentación del material al interior de un solo espacio central (7). 2. Una configuración de molinos turbopulverizadores, según la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque un par de molinos están enfrentados y comparten una sola tolva receptora (23). 3. Una configuración de molinos turbopulverizadores, según la reivindicación 1, CARACTERIZADA porque dos pares de molinos uno al lado del otro, comparten una sola tolva receptora (23). 4. Una configuración de molinos turbopulverizadores, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, CARACTERIZADA porque el cuerpo estático central (2), tiene una entrada de un líquido, preferentemente agua (11) en la zona superior, para molienda húmeda. 5. Una configuración de molinos turbopulverizadores, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, CARACTERIZADA porque en la parte inferior del cuerpo estático central (2) se ubica un acoplamiento tubular (12) para la salida de la molienda húmeda. 6. Un proceso para la molienda de minerales, que utiliza la configuración de las reivindicaciones 1 a 3, CARACTERIZADO porque comprende los pasos de: (a) hacer ingresar el mineral a la cámara de carga (1) a través de la entrada (5), para luego pasar al espacio central (7); (b) hacer fluir dicho mineral hacia la cámara estática (8) del cuerpo estático central (2), en donde se alojan las rocas del mineral carga estática, la cual se reparte al espacio libre de la carcasa fija (14) en que recibe el mineral; (c) someter a movimiento giratorio a través de las paletas (15), originando el contacto entre el mineral en movimiento y el mineral estático, generando impactos y rozamientos de las piedras entre sí, con la desintegración del material a moler, sin causar rozamiento con el metal que lo mantiene en movimiento; considerando que ambos molinos giran en sentidos opuestos, dicha desintegración de material se termina produciendo por el choque dinámico de volúmenes de mineral; (d) mantener las rocas en movimiento por medio de las paletas rígidas (15), al interior de la carcasa fija (14), formando la torsión entre el material en movimiento y la carga estática; y (c) evacuar el material pulverizado en la parte inferior del cuerpo estático central (2) a través del acoplamiento tubular (12). |
ENTRE SI. MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a una configuración de una pluralidad de molinos autógenos conectados entre sí, en circuito cerrado y en un sólo proceso, sea éste seco o húmedo, en donde todo el mineral tal como es extraído de la mina, es enviado a esta configuración, reduciendo las rocas de alimentación de hasta 1 m3 a material fino apto para el proceso de flotación. La molienda se produce en forma autógena, por impactos y fricción de piedra contra piedra, en donde cada molino de la configuración está conformado por un dispositivo de alimentación, un dispositivo de alojamiento estático y un dispositivo generador de movimiento del mineral a fraccionar y moler. Además, la presente invención se refiere al proceso de molienda que opera en la configuración de molinos antes descrita.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Desde hace muchos años es conocido el concepto de molienda de minerales, en los chancadores primarios, secundarios y terciarios. La operación se realiza a través del quebrantamiento del mineral en seco, a partir de rocas de hasta 1 m , generando grandes cantidades de polvo de sílice en suspensión, que es la causante de la patología pulmonar conocida como silicosis.
Una vez reducido a un centímetro, el mineral ingresa a la molienda húmeda en molinos de bolas, donde el particulado fino de 200 mallas Tyler se obtiene con la fragmentación de impacto entre las bolas de acero y el mineral. Este sistema de molienda exige un alto consumo de energía eléctrica por mantener un excesivo contrapeso en los molinos que se cargan con un 12 - 45% de bolas de acero por debajo del centro radial, con un peso especifico de 8, el cual se compara con el peso específico muy inferior del restante volumen ocupado por el mineral y el agua. Debido a lo anterior, el 95% de la energía se pierde para mantener en movimiento el peso propio del molino con su carga y solamente el restante 5% se aprovecha en la molienda de los minerales. En las grandes empresas mineras se requieren varios motores eléctricos entre 10.000 y 35.000 HP de potencia para operar sus molinos.
Existen varios documentos de patentes, que entregan una solución para lograr la molienda de minerales. Entre estos documentos está la patente EP 0665769 (Thomart), publicada el 09 de Agosto de 1995 que divulga un método de pulverización diseñado para un molino de bolas giratorio o un molino con instrumentos de pulverización similares que se divide al menos en dos compartimientos pulverizadores y que se hace pasar a través de una corriente de aire purificador de arriba a abajo y se encuentra en un circuito cerrado; el mencionado molino incluye al menos una parte de separación que, entre los dos compartimentos de pulverizado forma un compartimento pequeño unido por paredes superior e inferior perforadas con ranuras; la mencionada partición está provista de medios para elevar el material, mientras que no tiene ningún medio mecánico para desviar el material corriente abajo, y el material es capaz de circular diametralmente a través del compartimento pequeño de la partición, de medios para regular la masa del material que pasa a través del molino, y de medios para regular la cantidad de aire purificador que pasa a través del pulverizador; este método se caracteriza en que se usa una partición que está provista de medios para evitar que el material pase a través de la parte central de su pared inferior, y en que la transferencia del material desde el compartimento de pulverizado superior de la partición hacia el compartimento inferior se lleva a cabo esencialmente mediante el efecto combinado: (a) de la deferencia de presión en el interior del material situado en los compartimientos corriente arriba y corriente abajo de la partición, y (b) de la cantidad de aire purificador que pasa a través del molino; el nivel del material en el compartimento pequeño formado por la partición es regulable, ajustando la masa de material que pasa a través del molino y la cantidad de aire purificador. El documento EP 0704245 (Yoshida) de fecha 03 de Marzo de 1996, divulga un procedimiento de pulverización con un molino horizontal, en el cual unos medios de pulverización están alojados en un espacio que tiene sección transversal anular y está situado entre un manguito externo, sustancialmente horizontal y con una superficie interior en la que están montadas una pluralidad de paletas de agitación, y un manguito interno que tiene una superficie exterior en la cual están montadas una pluralidad de paletas de agitación, siendo dicho manguito interno coaxial con dicho manguito externo, y en el cual al menos uno de dichos manguitos externo e interno gira para pulverizar un material que se introduce en el espacio que tiene la sección transversal anular, estando caracterizado dicho procedimiento de pulverización porque: (a) al menos uno de entre dicho manguito interno y dicho manguito externo gira a una velocidad de rotación tal que la aceleración máxima aplicada sobre los medios de pulverización no sea superior a tres veces la aceleración de la gravedad; (b) el diámetro de los medios de pulverización se encuentra comprendido entre 5 y 15 mm; (c) el intervalo entre la superficie interior de dicho manguito externo y la superficie exterior de dicho manguito interno no es inferior a tres veces el diámetro de los medios de pulverización; (d) el intervalo axial entre las paletas de agitación de cada uno de dichos manguitos interno y externo se encuentra comprendido entre tres sesenta veces el diámetro de los medios de pulverización; y (e) la relación entre el diámetro interior de dicho manguito externo y el diámetro exterior de dicho manguito interno no es inferior a 0,5. Además, este documento divulga un molino horizontal que comprende: un manguito externo, sustancialmente horizontal y con una superficie interior en la que están montadas una pluralidad de paletas de agitación; un manguito interno que tiene una superficie exterior en la cual están montadas una pluralidad de paletas de agitación, siendo dicho manguito interno coaxial con dicho manguito externo; unos medios de pulverización alojados en un espacio de sección transversal anular existente entre dicho manguito externo y dicho manguito interno; y unos medios para hacer girar al menos uno de entre dicho manguito externo y dicho manguito interno para pulverizar un material que se introduce en el espacio que tiene la sección transversal anular, estando caracterizado dicho molino horizontal porque: (a) el diámetro de los medios de pulverización se encuentra comprendido entre 5 y 15 mm; (b) el intervalo entre la superficie interior de dicho manguito externo y la superficie exterior de dicho manguito interno no es inferior a tres veces el diámetro de los medios de pulverización; (c) el intervalo axial entre las paletas de agitación de cada uno de dichos manguitos interno y externo se encuentra comprendido entre tres y sesenta veces el diámetro de los medios de pulverización; y (d) la relación entre el diámetro interior de dicho manguito externo y el diámetro exterior de dicho manguito interno no es inferior a 0,5.
Además, la solicitud CL 1976-2005 (Delic Mesic Hamza) publicada el 24 de Abril de 2006, divulga un molino que está conformado básicamente por tres elementos: una cámara de carga; un cuerpo estático central; un turbo pulverizador; y un solo motor. Este molino para molienda de minerales, comprende una entrada para mineral en la cámara de carga, un espacio libre de un cuerpo estático central y un cilindro giratorio en el espacio libre en el turbo pulverizador, para generar un movimiento rotatorio de una parte de la carga con respecto a la otra parte de la carga, estática en el espacio libre, para molienda por auto-fricción.
Ninguno de los documentos del arte previo, salvo la solicitud CL 1976-2005, muestra una configuración que permita pulverizar directamente, en circuito cerrado y en un sólo proceso, seco o húmedo, todo el mineral tal como es extraído de la mina, reduciendo las rocas de alimentación de hasta 1 m 3 a material fino apto para el proceso de flotación, produciéndose en forma autógena, por impactos y fricción de piedra contra piedra.
Ninguno de los documentos del arte previo, muestra una configuración que permita que las piedras que se mueven en sentidos opuestos, aumentando con ello la velocidad de colisión. En el arte previo, en general, solo un volumen determinado de piedras se mueve para colisionar con un volumen estático de rocas. Un primer objetivo de la presente invención, es proveer de una configuración de molinos que opera en circuito cerrado, sin producir polvo ni ruidos insoportables.
Un segundo objetivo es proveer una configuración de molinos 100% autógenos, por lo que no utiliza corazas de desgaste ni medios de molienda, tales como bolas de acero. La disminución de tamaño de las partículas de mineral no es por fracturamiento, sino que por impacto y fricción de las piedras entre sí.
Otro de los objetivos de la presente invención es proveer un único sistema de trituración y molienda, que reemplace a cinco máquinas convencionales, con lo cual los costos de operación y mantención son significativamente inferiores a los de los sistemas tradicionales. Otro objetivo de la presente invención es bajar los consumos de energía eléctrica, para hacerlos sustancialmente menores, ya que dado que la configuración de molinos de la presente invención, ocupa el 95% de la energía para pulverizar el mineral y sólo el 5% para impulsar sus elementos móviles, en donde la dureza del mineral no afecta el proceso de molienda.
Otro objetivo de la presente invención es proveer de una configuración que tenga la tolva de carga para la alimentación de material, para ser instalada sobre el cuerpo estático central del molino de tal forma que sea utilizada por otro molino turbo pulverizador. Esto permite que la alimentación hacia el cuerpo estático central reparta la carga a los dos turbo pulverizadores de minerales en una sola máquina instalados uno frente al otro, permitiendo duplicar la superficie de molienda dentro del cuerpo estático central gracias a la adición de un segundo turbopulverizador. Esta duplicación de la superficie de molienda no solo suma producciones en una doble cámara de molienda, sino que mejora el rendimiento del sistema más allá de un parámetro de molienda de dos molinos separados. Esta modificación también permite dosificar el mineral a otro molino anexado con dos turbo pulverizadores iguales. En términos prácticos, la modificación permite montar una tolva receptora sobre el cuerpo estático central que hace alimentar varios turbo pulverizadores, donde cada uno tiene su motor propio que origina la molienda en forma independiente pertenecientes a un solo molino. La invención se caracteriza principalmente, a diferencia del arte previo, porque aumenta la producción a menor costo. Además permite aliviar el peso de la máquina, como también bajar el costo de fabricación, evitando de esta manera el gigantismo que es muy desfavorable. El depender de un solo motor para un solo molino, es muy antieconómico durante la mantención, pues hace paralizar la producción por varios días mientras dure la reparación, en cambio la modificación del molino original permite hacer la mantención de cada unidad por separado sin intervenir la producción operacional.
Un objetivo adicional de la invención es lograr una pulverización más eficiente de las piedras, dado su configuración que permite que las piedras que se mueven en sentidos opuestos, y colisionen o friccionen a una mayor velocidad.
Un objetivo final de la presente invención, es proveer de un proceso de molienda que opere con la configuración de molinos de la presente invención. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Los dibujos que se acompañan, los cuales se incluyen para proporcionar una mayor compresión del invento, quedan incorporados y constituyen parte de esta descripción.
Las figuras 1, 2, 3, y 4 ilustran el arte previo y las figuras 5, 6 y 7 ilustran la modificación contenida por el presente invento y, junto con la descripción, sirve para explicar los principios de esta invención.
La figura 1 muestra una perspectiva de las partes constitutivas de uno de los molinos que conforma la configuración de la presente invención.
La figura 2 muestra una vista lateral de uno de los molinos.
La figura 3 muestra una vista en planta de uno de los molinos.
La figura 4 muestra una vista interior de la cámara de carga de uno de los molinos. La figura 5 muestra una vista en planta de la configuración de cuatro molinos de la presente invención.
La figura 6 muestra una vista lateral del cuerpo central del molino.
La figura 7 muestra una vista en planta del molino de la presente invención
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a una configuración de una pluralidad de molinos turbo pulverizadores conectados entre sí, en circuito cerrado y en un sólo proceso, sea éste seco o húmedo, en donde todo el mineral tal como es extraído de la mina, es enviado a esta configuración a través de un alimentador central que distribuye la carga de mineral a dos o más turbopulverizadores.
Cada molino está conformado básicamente por tres elementos: una cámara de carga (1); un cuerpo estático central (2); un turbo pulverizador (3); y un motor (4).
La recepción de la carga del molino se realiza en la cámara de carga (1) a través de la entrada de mineral (5), la cual está comunicada con un espacio central (7). La cámara de carga (1) está provista de una brida (6) que permite sobreponer una tolva receptora (23) del material que es alimentado, por ejemplo a través de una cinta transportadora. Esta brida (6) está físicamente unida a la periferia de la cámara de carga (1), la cual está unida por medio de pernos a una primera brida de acoplamiento (9) del cuerpo estático central (2), que tiene una cámara estática (8) para alojar la carga.
El cuerpo estático central (2), puede tener entradas de agua cuando la molienda se realiza mediante un proceso húmedo. La recepción de agua para una molienda húmeda se realiza a través de un acoplamiento tubular de entrada de agua (11). En la parte inferior del cuerpo estático central (2) se ubica el acoplamiento tubular (12) para la salida de la molienda húmeda. El cuerpo estático central (2) posee una segunda brida de acoplamiento (10), la cual se une por medio de pernos a una brida de empalme (13) del turbo pulverizador (3). La cámara fija con elementos giratorios, posee una carcasa fija (14) y en su interior paletas (15), dejando entre el contorno interior de la carcasa fija (14) y las paletas (15) un espacio libre (18). Un eje (16) proveniente de las paleta va unido con pernos a un cojinete (17), el cual está conectado al eje propulsor (18) de un motor (4).
La cámara de carga (1) posee una base de anclaje (19), el cuerpo estático central (2) posee una base de anclaje (20); el turbo pulverizadores (3) posee una base de anclaje (21); y el motor (4) posee una base de anclaje (22), de tal forma que el molino, esté firmemente soportado por su fundación.
El mineral o lo similar ingresa a la cámara de carga (1) a través de la entrada (5), para luego pasar al espacio central (7), desde donde fluye hacia la cámara estática (8) del cuerpo estático central (2), en donde se alojan las rocas del mineral o similar como carga estática, la cual se reparte al espacio libre de la carcasa fija (14) en que recibe el mineral o similar y lo somete al movimiento giratorio a través de las paletas (15), originando el contacto entre el mineral en movimiento y el mineral estático, generando impactos y rozamientos de las piedras entre sí, con la desintegración del material a moler, sin causar rozamiento con el metal que lo mantiene en movimiento.
Las paletas rígidas (15), al interior de la carcasa fija (14), tienen la misión de sostener la roca en movimiento, formando la torsión entre el material en movimiento y la carga estática. Lo anterior produce el movimiento con rozamiento forzado de todas las piedras entre sí, dando origen a una erosión con desprendimiento del particulado fino en el interior del molino. Esta molienda autógena que puede ser en seco o en húmedo, se produce en forma continua y en circuito cerrado. El espacio libre (18) contiene el volumen de carga dinámica, con una distribución isotrópica, la cual se renueva constantemente con la onda de choques entre las piedras. El punto de descarga renovable se origina por fuerza centrifuga desde el centro del tambor giratorio.
La configuración de la presente invención está conformada por al menos un par de molinos dispuestos de manera tal, que la cámara de carga (1) de cada uno conforme una sola cámara de carga central, con una sola tolva receptora (23) para el material que es alimentado al interior de un solo espacio central (7).
Tal como se muestra en la figura 5, en una primera modalidad dos pares de molinos están enfrentados y comparten dos tolvas receptoras (23).
En la figura 7, se muestra otra modalidad en la cual dos molinos, uno en frente del otro, comparten una sola tolva receptora (23).
Esta configuración de molinos, opera por tanto con las siguientes etapas:
(a) hacer ingresar el mineral a la cámara de carga (1) a través de la entrada (5), para luego pasar al espacio central (7);
(b) hacer fluir dicho mineral hacia la cámara estática (8) del cuerpo estático central (2), en donde se alojan las rocas del mineral carga estática, la cual se reparte al espacio libre de la carcasa fija (14) en que recibe el mineral;
(c) someter a movimiento giratorio a través de las paletas (15), originando el contacto entre el mineral en movimiento y el mineral estático, generando impactos y rozamientos de las piedras entre sí, con la desintegración del material a moler, sin causar rozamiento con el metal que lo mantiene en movimiento. Considerando que ambos molinos giran en sentidos opuestos, dicha desintegración de material se termina produciendo por el choque dinámico de volúmenes de mineral.
(d) mantener las rocas en movimiento por medio de las paletas rígidas (15), al interior de la carcasa fija (14), formando la torsión entre el material en movimiento y la carga estática; y (c) evacuar el material pulverizado en la parte inferior del cuerpo estático central (2) a través del acoplamiento tubular (12).