MINERALES CAMPO TECNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema para monitorear el flujo de material que pasa por los cajones de descarga (conocido también como pulp lifters) y el cono de descarga (conocido también como discharge cone) de un molino autógeno (AG) y semiautógeno (SAG) para la molienda de minerales, mientras éste está en funcionamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Durante las operaciones de un molino AG o SAG, el mineral es molido en la cámara de molienda, y aquel que alcanza el tamaño deseado, junto al agua de proceso pasa a través de las ranuras de la parrilla de descarga, que forma parte de la tapa de descarga. Una vez que el material atraviesa la parrilla, se acumula en el cajón de descarga (conocido también como pulp lifter) y a medida que el molino gira, fluye hacia el cono de descarga (discharge cone), ubicado en el centro de la tapa de descarga, por donde abandona el molino. El diseño del cajón de descarga y/o del cono de descarga puede provocar el estrangulamiento excesivo del flujo de material que debe salir del molino o bien que partículas de tamaño mayor del material provoquen la obstrucción de la salida. En ambos casos el flujo de descarga disminuye, el material permanece en el cajón de descarga y el material que puede salir desde el interior del molino no puede hacerlo produciéndose la sobrecarga del equipo, y por lo tanto la capacidad de procesamiento del molino disminuye, generando importantes pérdidas de producción. En general no es posible identificar claramente estas deficiencias durante el proceso, por lo que el operador del molino actúa modificando variables operacionales hasta lograr superar en parte o totalmente el problema. En algunos casos, la solución no se alcanza con la modificación de variables operacionales y es posible identificar el problema sólo deteniendo el molino, lo que provoca pérdidas de producción mayores.

Es por este motivo, que se requiere de algún tipo de sistema que permita medir el flujo de material que es descargado de manera constantemente, y en tiempo real, determinando qué sucede en el cajón de descarga y en el cono de descarga, de tal forma de monitorear dicho flujo. La información obtenida de esta forma permitirá al operador tener una nueva variable de control de manera de resolver en forma más efectiva las condiciones de operación que generen un menor flujo de descarga del molino, o bien identificar qué condición de diseño provoca condiciones de pérdida operacional (a medida que estos componentes cumplen su vida útil, van sufriendo desgaste por la abrasión provocada por el flujo de material que pasa por ellos, modificando su diseño).

Han existido varios intentos en el estado del arte por monitorear en tiempo real, durante la operación del molino, las condiciones en que se está efectuando la molienda. Así por ejemplo, el documento US 6,874,364 (Campbell et al.) publicado el 05 de Abril de 2005, divulga un sistema para monitorear ondas mecánicas de una máquina que tiene en operación partículas en movimiento, en donde el sistema incluye al menos un sensor situado en la máquina en un lugar lejos del eje central de la máquina, los sensores están destinados para detectar las ondas acústicas e incluye un transmisor para transmitir señales que representan las ondas mecánicas detectadas a un receptor en un lugar remoto del sensor(s), un procesador de datos conectado con el receptor, para recibir las señales del receptor que representan las ondas mecánicas y el procesamiento de las señales para producir señales de salida para su visualización en una pantalla, en donde las señales de salida representan a uno o más parámetros indicativos de las ondas mecánicas emitidas por la máquina durante un período predeterminado de tiempo.

El documento US 5,698,797 (Fontanille et al.) publicado el 16 de Diciembre de 1997, divulga un dispositivo de monitoreo de un molino de bolas, que contiene una masa de bolas que se disponen, durante la rotación del molino a su velocidad normal, entre dos generatrices (Ib, Ib) espaciadas en un ángulo α mínimo y en un ángulo máximo y una masa de carbón que se dispone, durante la rotación del molino a su velocidad normal, entre dos generatrices (le, le) espaciadas en un ángulo β, que comprende un emisor de ondas, elegidas de entre las ondas electromagnéticas, que puede estar dispuesto en el interior del molino, y medios receptores de tales ondas, en donde dichos medios receptores están asociados a un circuito electrónico de determinación de parámetros que corresponden a la cantidad de bolas, la cantidad de carbón y el desgaste de la envoltura, pudiendo estos medios estar dispuestos en el exterior del molino de tal forma que detecten las ondas frente a una generatriz Ib y las ondas frente a la generatriz Ib, correspondientes al ángulo mínimo, para determinar la cantidad de bolas; que detecten las ondas en el exterior de los sectores angulares máximos y β, para determinar el desgaste de la envoltura; y que detecten las ondas en el sector angular β no común al sector angular para determinar la cantidad de carbón. Los medios receptores de ondas están dispuestos rotativos alrededor del eje longitudinal de la envoltura en un sector angular superior al sector angular que engloba α y β. 3. En este sistema el emisor está dispuesto en el eje longitudinal de la envoltura siendo dicho emisor, un emisor de fotones gamma. El circuito electrónico de determinación de la cantidad de bolas comprende, por cada generatriz (Ib, Ib), un convertidor y un linealizador, asociándose las señales de cada linealizador para realizar el cálculo de la cantidad de bolas. El circuito electrónico de determinación del desgaste de la envoltura comprende un convertidor asociado a un dispositivo de lectura del grado de desgaste.

El documento DE 4215455 (Godler) publicado el 18 de Noviembre de 1993, divulga un sistema con sensores de señales de sonido que se produce en respuesta al ruido generado por la planta moledora y que son analizados para producir un valor de medición para el estado de funcionamiento de la planta. El estado de funcionamiento se mide en el nivel del molino. El sistema para analizar el ruido forma un espectro de ruido y contiene un dispositivo de transformación rápida de Fourier. También contiene un dispositivo que forma el promedio del espectro durante un largo período de tiempo. Este sistema permite determinar el rendimiento de molino, especialmente molino de piedras, para ser optimizado y mejorar la calidad del material elaborado.

Los tres documentos arriba descritos, divulgan métodos y aparatos que detectan ruido y lo correlacionan para determinar algunas propiedades de funcionamiento. Sin embargo, ninguno de ellos enseña cómo medir el flujo de material de manera constantemente, y en tiempo real, para determinar lo ocurre en el cajón de descarga y en el cono de descarga, de tal forma de monitorear dicho flujo.

Por lo anteriormente expuesto, el objetivo de este invento, es proporcionar un sistema de monitoreo, que permita medir el flujo de material en el cajón de descarga y en el cono de descarga de un molino autógeno y semiautógeno.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que se acompañan, se incluyen para proporcionar una mayor compresión de la invención, constituyen parte de esta descripción y además ilustran parte del arte previo y algunas de las ejecuciones preferidas, para explicar los principios de esta invención.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva del exterior de un molino autógeno o semiautógeno para la molienda de minerales.

La figura 2 muestra una vista en medio corte de un molino autógeno o semiautógeno, ilustrando parte de la parrilla, el cajón de descarga, el cono de descarga, la tapa y los pernos de sujeción de los revestimientos y componentes.

La figura 3 muestra una vista esquemática, en corte, de un molino autógeno o semiautógeno para la molienda de minerales.

La figura 4 muestra una vista esquemática, en corte, del flujo de material desde el interior del molino hasta el cono de descarga.

La figura 5 muestra una perspectiva de los componentes de los revestimientos de las paredes del cajón de descarga y del cono de descarga fabricados en insertos de cerámicos en goma (también los hay totalmente metálicos).

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de los cilindros cerámicos insertos en los revestimientos de las paredes del cajón de descarga y del cono de descarga, así como uno de dichos cilindro partidos por la mitad, en cuyo interior se localiza una cinta extensométrica.

La figura 7 muestra una vista esquemática de la instalación y componentes del sistema de medición de la presente invención.

La figura 8 muestra un diagrama de bloque del sistema de medición de la presente invención.

La figura 9 muestra una perspectiva del flujo de material en los cajones de descarga.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de medición en tiempo real del flujo de material que pasa por los cajones de descarga y por el cono de descarga de un molino autógeno o semiautógeno para la molienda de minerales.

En la figura 1 , se muestra una perspectiva exterior de un molino para la molienda de minerales. Dicho molino (1 ) está conformado por una carcasa o cilindro (3), una tapa de alimentación y una tapa de descarga (2), una boca de descarga o salida de material (también conocido como trunnion de descarga) (4) y una boca de alimentación (5) para entrada de material (trunnion de alimentación).

En el interior del molino (1 ), según se muestra en las figuras 2 y 3, se encuentran los revestimientos y elementos levantadores, que permiten que el mineral conjuntamente con las bolas (en el caso semiautogeno), se levante y caiga, produciéndose la molienda del mineral que entra por la boca de alimentación (5) y sale por la boca de descarga (4). En el interior del molino y próximo a la descarga (4), se encuentra la parrilla interna (7) que tiene ranuras (24) que permiten la salida del mineral cuando alcanza el tamaño adecuado, pasando por dichas ranuras (24) hacia el cajón de descarga (8), pasando por el cono de descarga (9) hasta la boca de descarga (4). El conjunto parrilla interna

(7) , cajón de descarga (8) y cono de descarga (9) están sujetos a la tapa de descarga (2) del molino (1 ) mediante pernos (6).

En algunos casos las paredes del cajón de descarga (8) y del cono de descarga (9) están conformadas en caucho (12) en cuyo interior existe una pluralidad de insertos cerámicos (13), de acuerdo a lo mostrado en la figura 5. En otros casos, cada uno de estos componentes son metálicos (aceros al manganeso).

Tal como se muestra en la figura 4, cuando el flujo de material (25) ha atravesado las ranuras (24) de la parrilla (7), éste fluye por el cajón de descarga

(8) , presionando la superficie (10) de dicho cajón (8), producto del paso del flujo de material en su trayecto hacia el cono de descarga (9). Lo mismo ocurre en el cono de descarga (9), en donde sus superficies (1 1 , 1 1 ') son presionadas por el flujo de material (25) que se dirige hacia la salida del molino (4), debido a que además las áreas de salida se restringen, por la geometría del sistema. En el interior del caucho (12) son colocados insertos (13) cerámicos o metálicos, que refuerzan y mejoran la resistencia a la abrasión de las paredes del cajón de descarga (8) y del cono de descarga (9), tal como es mostrado en la figura 5.

Con el objeto de medir y monitorear el flujo de descarga de material, un inserto cerámico (13) es cortado transversalmente por la mitad, generando una mitad inferior (14) y una mitad superior (15). En la superficie generada por el corte, se adhiere una cinta extensométrica (strain gage) (16), tal como es mostrado en la figura 6. Las mitades (14, 15) son unidas nuevamente, para conformar un inserto (13), cerámico o metálico, con un sensor interior que permite determinar el esfuerzo que se está generando en las superficies (10) del cajón de descarga (8) y/o en las superficies (1 1 , 1 1 ') del cono de descarga (9).

Este inserto (13) con la cinta extensométrica (16) se coloca en el interior del caucho (12), en cualquiera de las paredes del cono de descarga (9), ya sea en la superficie de la envolvente exterior (1 1 ) o en la superficie de la envolvente interior (1 1 '), o bien, en ambas. Es posible ubicar también el inserto (13) con la cinta extensométrica (16) en la superficie envolvente (10) del cajón de descarga (8). El sistema puede contar con varios insertos (13) que tengan cintas extensométricas (16), ubicados en los puntos antes señalados.

En la figura 7 se muestra el funcionamiento del sistema de monitoreo del flujo de material (25) que pasa por el cono de descarga (9).

El flujo de material (25) comprime la superficie (1 1 ') del caucho (12) que conforma la pared del cono de descarga (9). Uno de los insertos (13) de dicho cono de evacuación (9), tiene una cinta extensométrica (16) entre las mitades superior e inferior (14, 15). El esfuerzo transmitido a la superficie (1 1 ) por el flujo de material (25) comprime el inserto (13) y por lo tanto la cinta extensométrica (16). Al variar la resistencia eléctrica en la cinta extensométrica (16) producto de la compresión, varía también la corriente de salida que es transmitida por el cableado (18) que pasa por la cavidad (17) hacia uno de los pernos (6) de la cubierta (2), donde se localiza el transmisor inalámbrico (19).

La señal del transmisor inalámbrico (19) es recibida por el receptor inalámbrico (20) y procesada en un adquisidor de señal (21 ), el cual normalmente es un PC con software adquisidor. La señal procesada entrega la medición del flujo de material (25) que pasa por el cono de descarga (9).

Los módulos del sistema de monitoreo de la presente invención, se muestran en la figura 8, en donde una cinta extensométrica (16) está conectada a una unidad de adaptador de cinta extensométrica (22) y un transmisor inalámbrico

(19) , los cuales están conectados a un temporizador (23). El transmisor inalámbrico (19) emite una señal que es recibida por un receptor inalámbrico (20), conectado a un adquisidor de señal (21 ), el cual normalmente es un PC con software adquisidor. La función del temporizador (23) es que permita definir el intervalo de tiempo para la emisión de señales del transmisor, de acuerdo a las necesidades operacionales del molino, pudiendo ser 100% del tiempo de trabajo del molino, o por intervalos de tiempo especificado en períodos definidos (una hora al día, dos horas al día en diferentes instantes, etc.). El receptor inalámbrico

(20) puede ser instalado en algún sector seguro fuera del molino, con una distancia de éste de alrededor de unos 20 metros.

El sistema se calibra y correlaciona para que la cinta extensométrica (16) entregue los datos de los metros cúbicos por hora (m3/hora), considerando que se conoce el área transversal por el que atraviesa el material.