MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO TECNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una parrilla para molino de molienda de minerales autógenos o AG y semiautógenos o SAG. Más específicamente, la presente invención se refiere a una parrilla cuyas ranuras de descarga, están inclinadas respecto de las superficies interior y exterior de dicha parrilla, mejorando el tránsito y/o clasificación a través de ellas y minimizando el reingreso de las partículas de mineral ya clasificado hacia la cámara de molienda (fenómeno conocido como flow back).

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Los molinos de molienda de minerales autógenos o AG y semiautógenos o SAG se caracterizan por el uso de una parrilla de descarga, cuyo objetivo básico es retener al interior del equipo los medios de molienda, tanto colpas de mineral como medios metálicos. De esta forma, el mineral alimentado al molino puede ser descargado sólo una vez que ha sido reducido a un tamaño menor que las aberturas de la parrilla.

Una parrilla actúa como un clasificador del material que puede salir del molino. En general, la caracterización física de los molinos de molienda semiautógena, permite dividir el molino en dos zonas principales, según el proceso que tiene lugar en ellas.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 7, el molino de molienda de minerales autógeno o AG y semiautógeno o SAG (1) tiene dos zonas claramente definidas. Una primera zona está conformada por una cámara de molienda (2), en la cual ocurre el proceso de molienda y el transporte de masa del flujo de alimentación (4), formado por agua y mineral o pulpa de mineral, hacia una segunda zona que está conformada por una cámara de descarga (6), en la cual se efectúa la clasificación, a través de la parrilla interna (3), para continuar con la posterior evacuación del material, como producto final de la molienda.

El molino (1) está conformado por un manto cilindrico exterior (18) que forma parte del tambor del molino (1). La periferia interior del molino posee una pluralidad de lifters o levantadores de la carga interna (19) para levantar el material que va a ser sometido a molienda y que luego, una vez reducidos de tamaño, puedes pasar por las aberturas (8) de la parrilla (3), la cual está instalada paralelamente con la tapa exterior (17) del molino (1). Una vez que el mineral ha alcanzado su tamaño de salida, alcanza la porción inferior interna del molino (10) lista para ser clasificada y abandonar la cámara de molienda (2) atravesando la parrilla (3) rumbo hacia la cámara de descarga (6).

La parrilla (3) tiene un ángulo de inclinación β respecto de la normal del eje de simetría longitudinal del molino. Este ángulo β corresponde a la conicidad de la tapa y es paralelo a la inclinación de las parrillas, que también tienen un ángulo β respecto de la normal, medido desde el eje longitudinal del molino. En general el ángulo de inclinación de la tapa es 17,5°, respecto a la normal medida desde el eje de simetría longitudinal del molino.

La parrilla interna (3), está conformada de segmentos que se colocan de manera yuxtapuesta, uno al lado del otro, perpendicular o inclinada respecto al eje transversal del molino (1). Tal como se muestra en las figuras 4 y 5, la cara clasificadora (3a) de la parrilla interna (3) que colinda con la cámara de molienda (2), tiene una pluralidad de ranuras (8) que tienen una abertura (9), que permite el paso de las partículas de mineral, desde la porción inferior interna (10) de dicha parrilla, las cuales han alcanzado el tamaño adecuado para abandonar la cámara de molienda (2).

La cara clasificadora (3a) de la parrilla interna (3), tiene levantadores de pulpa de mineral (6a) que recogen el agua y las partículas y de manera rotatoria, mediante el giro del molino (1), son transportadas hacia la porción inferior interna (10), en donde aquellas partículas que tienen el tamaño de la abertura (9), traspasan la ranura (8). En la porción superior de la cara de descargada (3b), en el exterior de la parrilla (3) se encuentran los levantadores de pulpa (6b), que dejan caer el material hacia el cono de descarga (12), para que éste sea expulsado como parte del flujo de descarga (5) a través de los levantadores de pulpa de descarga (6b) conectados al muñón de descarga (13). Para mantener una operación continua del molino semiautógeno (1), el sistema de evacuación de pulpa de un molino semiautógeno, debe tener la capacidad de procesamiento suficiente, para mantener un flujo de entrada (4) y un flujo de salida (5) constante.

El proceso también puede ser descrito desde la perspectiva del transporte de masa, según se muestra en la figura 3. Para esto, haciendo uso de un sistema conformado por: (a) la carga interna; (b) las parrillas; y (c) los levantadores de pulpa. Los elementos de este sistema, son críticos puesto que deben funcionar correctamente, para mantener el flujo de pulpa constante. La pulpa de mineral a moler entra a la cámara de molienda (2) donde ocurre el proceso de molienda propiamente tal. El mineral que ha alcanzado el tamaño de las aberturas (9) de las ranuras (8) y que es levantado por los levantadores de pulpa de molienda (6a), puede cruzar la parrilla interna (3) y pasar a la cámara de evacuación (6), donde el giro de los levantadores de pulpa de descarga (6b) la conducen hacia el cono de descarga (12) en el muñón de descarga (13).

Un exceso de capacidad de flujo de descarga de la parrilla y los pulp lifters, dificulta la mantención de un llenado de un flujo de carga interna estable. Un déficit por el contrario disminuye la capacidad del molino.

Para mantener una operación estable del molino (1), la parrilla debe cumplir con las siguientes condiciones: 1) Área libre: que se define como el área de agujeros en la tapa de descarga o también como el porcentaje del área total de la tapa de descarga que se encuentra como agujeros o ranuras; y

2) Tamaño de la abertura (9) de la ranura (8), que se define como la menor dimensión de la ranura (Figura 7).

Estos parámetros proporcionan la capacidad de evacuación de pulpa, desde el interior del molino, hacia los cajones que forman los levantadores de pulpa.

Uno de los problemas complejos del estado del arte, es la realización de una segunda clasificación, que se produce desde la cámara de evacuación (6), debido a que no todo el material que ha logrado llegar a los levantadores de pulpa de descarga (6b), es transportado para caer hacia el cono de descarga (12). Sin embargo, parte de este material, retorna a la cámara de molienda (2) y enfrenta nuevamente la cara clasificadora (3a) de la parrilla interna (3), como un flujo reinserción de pulpa (14) hacia el interior del molino, conocido también como flow- back, el cual no es deseado, puesto que es mineral que tiene el tamaño adecuado para salir del molino en el flujo de descarga (5), pero regresa como carga interna provocando una ineficiencia en el proceso de molienda.

Al girar la cámara de molienda acorde se ejemplifica en la figura 2, en forma horaria desde los 0 ^o hasta aproximadamente los 135°, la pulpa en el interior de la cámara de molienda (2) aún no tiene la capacidad de traspasar las ranuras (8) de la parrilla (3). El paso de partículas que tienen el tamaño de la abertura (9) y que están en condiciones de pasar a la cámara de descarga, comienza a ocurrir desde aproximadamente los 140° hasta terminar en la posición de los 280°, aprovechando la porción inferior interna (10) de la cara clasificadora (3a).

Al traspasar hacia la cara de descarga (3b), los levantadores de pulpa de descarga (6b) llevan las partículas desde la porción inferior hacia la porción superior externa, y sólo parte de éstas caen hasta el cono de descarga, pero un entre un 30% a 40% de ellas retorna por las mismas ranuras (8) hacia la cara clasificadora (3a) y posteriormente hacia la cámara de molienda (2).

En el estado del arte, han existido varios intentos por solucionar este problema. El documento WO 98/01226 (Latchireddi et al.), divulga un levantador de pulpa que comprende una pluralidad de cámaras dispuestas radialmente, para girar aguas abajo de te parrilla, cada una de dichas cámaras comprende un compartimento de transición y un compartimiento de recogida. El compartimiento de transición está diseñado para permitir que la pulpa que pasa a través de la parrilla, fluya hacia al compartimiento de recogida para su posterior descarga. El compartimiento de transición no se comunica con el compartimiento de recogida, después de la rotación del levantador de pulpa. El compartimiento de transición y el compartimiento de recogida, forman preferiblemente dos segmentos sustancialmente contiguos del levantador de pulpa. Tales segmentos pueden dividirse por separado por una placa en secciones idénticas. Las placas están inclinadas ligeramente hacia el lado de la parrilla y son paralelas una respecto de la otra, de modo de formar una primera área definida por una placa y un segmento, constituye el compartimento de transición adyacente a la parrilla, y una segunda área definida por la otra placa y el otro segmento, constituye el compartimento de recogida, que está separado de la cara de la rejilla del levantador de pulpa.

El documento WO 2010/0314475 (Alleneius et al.), divulga un levantador de pulpa para la instalación en un molino rotatorio. El levantador de pulpa que comprende una pared con un borde de ataque y una pared de borde de salida, orientado respecto a la rotación del molino. La pared con el borde de ataque y la pared con el borde de salida, definen una cámara del levantador de pulpa, que incluye una parrilla que permite el paso de pulpa, hacia una zona de recogida radialmente hacia fuera de la cámara del levantador de pulpa, para su retirada del molino por medio de una región radial de descarga, localizada hacia el interior de la cámara del levantador de pupa. El elevador de pulpa comprende una compuerta situada entre la zona de recogida y la región de descarga, donde dicha compuerta es móvil entre una posición de apertura, en la que permite que el material sólido pase desde la zona de recogida de la región de descarga, y una posición cerrada, en la que la compuerta impide el movimiento de retorno de material sólido de la pupa, a partir de la región de descarga a la región de recogida.

El documento US20140054401 (Maccines et al.) divulga un conjunto para la salida de material mineral de un molino de tambor que tiene un eje de rotación horizontal, una pared de tamizado en su pared extrema. El material puede salir a través de las aberturas de cribado, hacia las cámaras de los levantadores de pulpa, que conducen hacia un cono de salida, mediante el cual el material en la cámara de los levantadores de pulpa, es vaciada hacia abajo con dirección al cono de salida, cuando la cámara de los levantadores de pulpa alcanza la parte superior, en una vuelta o revolución. Con el fin de aumentar la velocidad de revolución, el material que no alcanza el cono de salida, es recogido en bolsones que lo llevan a un nivel que radialmente, está más cerca del eje de rotación, que la pared interna, en el que el mineral recogido, sale de los bolsones de recogida en una revolución posterior.

En el estado del arte se ha intentado solucionar el problema del reingreso de pulpa de mineral o flow-back, mediante la utilización de diferentes configuraciones de levantadores de pulpa, o cámaras de descarga conformadas entre la parrilla interior, el levantador de pulpa y la tapa del molino. Estas soluciones no son totalmente efectivas, debido a que se requieren grandes modificaciones en las cámaras de descarga, incluyendo los levantadores de pupa.

La presente invención, se enfoca a solucionar el problema de reingreso de las partículas de mineral hacia el interior del molino, proveyendo de un obstáculo en las ranuras para minimizar el reingreso de partículas ya clasificadas.

RESEÑA DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a una parrilla para molinos de molienda semiautógena, en la cual las ranuras han sido provistas con una inclinación respecto de su cara, con la cual la cantidad de partículas clasificadas en la salida de descarga total de la pulpa, aumenta respecto de las ranuras del arte previo, o bien disminuye el efecto de flow back. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que se acompañan, se incluyen para proporcionar una mayor compresión de la invención, muestran el arte previo relacionado con ella, además de describir diferentes modalidades preferidas.

La figura 1 muestra una vista esquemática de un molino semiautógeno del arte previo.

La figura 2 muestra una vista esquemática de una cámara de molienda y las parrillas clasificadoras de un molino semiautógeno del arte previo.

La figura 3 muestra un esquema del flujo de masa formado por mineral y agua hacia la cámara de molienda hasta que sale del molino.

La figura 4 muestra una vista esquemática en corte longitudinal de un molino seminiautógeno, del arte previo cuyas parrillas son instaladas de manera inclinada respecto del eje transversal del molino.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una parrilla incluyendo el cámara de evacuación hasta el cono de descarga.

La figura 6 muestra una vista en planta superior de una parrilla del arte previo. La figura 7 muestra una vista en corte de una parrilla del arte previo según la línea A-A de la figura 6.

La figura 8 muestra una vista en planta superior de la parrilla de la presente invención.

La figura 9 muestra una vista en corte de la parrilla de la presente invención según la línea B-B de la figura 8.

La figura 10 muestra una vista ampliada y en corte de las ranuras de la parrilla de la presente invención.

La figura 1 1 muestra una vista en corte transversal de las parrillas de la presente invención montadas en un molino, donde se muestra la relación angular entre la inclinación y la tapa de descarga del molino.

La figura 12 muestra una vista en corte de una parrilla para un molino semiautógeno del arte previo.

La figura 13 muestra una vista en corte de una primera modalidad de la parrilla de la presente invención.

La figura 14 muestra una vista en corte de una segunda modalidad de la parrilla de la presente invención.

La figura 15 muestra una vista en corte transversal de las parrillas del arte previo montadas en la zona de descarga de un molino. La figura 16 muestra una vista en corte transversal de la primera modalidad de las parrillas de la presente invención, montadas en la zona de descarga de un molino.

La figura 17 muestra una vista en corte transversal de la segunda modalidad de las parrillas de la presente invención, montadas en la zona de descarga de un molino.

La figura 18, muestra un gráfico con la descarga de masa desde el molino, respecto del ángulo de inclinación de la ranura. DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una parrilla para molinos de molienda de minerales semi-autógenos o molinos SAG, en la cual las ranuras están inclinadas respecto de la superficie de las caras exteriores de la parrilla.

Acorde a lo mostrado en las figuras 8 a 17, la parrilla (3) posee una cara clasificadora (3a) y una cara de descarga (3b). Entre ambas caras, se distribuye una pluralidad de ranuras (8), que tienen una abertura (9) que permite el paso de las partículas de mineral que han alcanzado el tamaño suficiente, para abandonar la cámara de molienda (2) y pasar hacia la cámara de descarga donde se encuentran los levantadores de pulpa de descarga (6b). La abertura (9) es más angosta hacia la cara clasificadora (3a) en relación a la cara de descarga (3b). La figura 6 muestra una vista en planta de una parrilla del arte previo con líneas de corte A-A, posicionadas sobre tres ranuras (8). En la figura 7, se muestra una vista en corte según la línea A-A, en donde el ángulo de las ranuras es normal respecto de las caras (3a, 3b) de la parrilla (3).

En las figuras 8 y 9 se muestra que en la presente invención las ranuras

(8) de la parrilla (3) están inclinadas en un ángulo de grados, respecto a la normal de las superficies de dichas caras (3a, 3b). El eje de simetría de dichas ranuras (8), que coincide con la normal a las caras (3a, 3b) se inclina en el rango que va desde los 0 ^o hasta el ángulo α de conicidad de la tapa del molino. Es decir, el ángulo de la presente invención es mayor que 0 ^o y menor que β, que corresponde al ángulo de conicidad de la tapa del molino. Por lo tanto, el ángulo de la presente invención está en el rango 0 < α < β .

En las pruebas realizadas, el ángulo α se varió entre los 0 ^o y 35°, encontrándose un efecto sorprendente de aumentar la cantidad de pulpa a la salida del molino, cuando α está en el rango de entre 0 ^o y 17,5°. Este ángulo, 0 ^o < α < 17,5°, está directamente relacionado con el ángulo β de inclinación de la tapa de descarga del molino, según se muestra en las figuras 10 y 11.

La inclinación del ángulo fue analizada, mediante un software comercial a través del comportamiento dinámico del movimiento de la carga, utilizando el Método de Elementos Discretos (MED o DEM). El análisis fue realizado en tres escenarios con las mismas condiciones de operación, considerando un molino 40 pies de diámetro por 26 pies de largo, (mismo nivel de llenado material, velocidad, distribución granulométrica del material y llenado de bolas).

En el análisis, el ángulo de inclinación α de las ranuras, varió en un rango desde 0 ^o hasta 35°, medidos desde la normal respecto de la cara clasificadora (3a) y la cara de descarga (3b). Los resultados del análisis, se muestran en la figura 18, en donde el máximo de partículas descargadas, que no reingresaron a la cámara de molienda (2), está en un rango 0 ^o a 17,5°.

El punto central del rango recorrido en el análisis es 17,5° dado que dicho ángulo, está alineado con el eje del molino, y que corresponde al ángulo de conicidad de la tapa del molino.

De acuerdo a lo anterior, el ángulo óptimo para obtener un mayor procesamiento de la pulpa en el molino, es decir, en donde las partículas clasificadas tienen menos reingreso a la cámara de molienda, debe estar entre 3 ^o a 17°.

En una primera modalidad, mostrada en las figuras 13 y 16, la parrilla posee un primer grupo de ranuras que tienen un ángulo α = 0 ^o localizado en el borde exterior (3c) de la parrilla que está orientado hacia exterior del molino; un segundo grupo de ranuras con un ángulo α = 8 ^o localizado en el centro (3e) de la parrilla; y un tercer grupo de ranuras (8) con un ángulo α = 16° localizado en el borde interior (3d) de la parrilla que está orientado hacia el centro del molino. En una segunda modalidad, mostrada en las figuras 14 y 17, la parrilla posee un aumento gradual del ángulo α de la ranura (8) cada 2 ^o , partiendo desde los 0 ^o en el borde exterior (3c) de la parrilla que está orientado hacia exterior del molino hasta terminar en los 16° en el borde interior (3d) de la parrilla que está orientado hacia el centro del molino.

En las figuras 15 a 17, se observa el flujo de material F que pasa a través de las ranuras (8) de la parrilla en la porción superior (15) e inferior (16). El ángulo α se inclina hacia el eje longitudinal del molino, con lo cual el flujo del material tiende a fluir fácilmente hacia el interior de la cámara de evacuación (6), situación que se ve aumentada en la parte inferior del molino, zona más baja del molino teniendo en cuenta la fuerza de gravedad G. Por otra parte, en la parte superior, la no inclinación de las ranuras facilita la devolución de material que ha ingresado a la cámara de evacuación (6). Al inclinar las ranuras (8), se dificulta la devolución del material pues las mismas ranuras (8), ahora al estar inclinadas obstaculizan el reingreso en la zona superior a la cámara de molienda (2). La línea continua del flujo de material F, representada en dichas figuras, muestra la facilidad que las propias ranuras (8) entregan en la cámara de evacuación (6) para que el material retorne a la cámara de molienda y se produzca el flow-back. Por el contrario, la línea segmentada en dichas figuras, representa el obstáculo que se produce al inclinar el eje de simetría de las ranuras (8), generando un ángulo 0 ^o < α < 17,5°.