Molienda de menas multicomponentesimulación y estimación de la molturabilidad

Abstract

El presente trabajo tiene por objetivo general estudiar la aplicación del modelo cinético acumulativo de molienda, y su uso práctico en la simulación del ensayo para la determinación del índice de trabajo en la molienda de minerales puros y menas multicomponentes, conociendo los parámetros cinéticos del modelo para la especie de que se trate. Se fundamenta en la necesidad de contar con una herramienta rápida y confiable, ya sea para conocer la respuesta metalúrgica de un yacimiento, desde la etapa de su exploración, como para controlar un circuito de molienda con mayor eficiencia, aportando mayor sustentabilidad a la industria minera, ya sea mejorando el aprovechamiento del recurso, como mejorando el rendimiento energético. Con tal finalidad, se hace una revisión de las leyes energéticas de la molienda, desarrolladas a partir de mediados del siglo IXX, hasta mediados del XX y de las técnicas desarrolladas para determinar el consumo de energía en la molienda, a partir de ensayos de laboratorio. También, se estudian los modelos matemáticos empleados en conminución de minerales. De los modelos aplicados a la reducción de tamaños, la aproximación mecanicista ha probado ser satisfactoria para la simulación y la explicación estadística del proceso de rotura, de donde se derivan los modelos matricial y cinético. De acuerdo al propósito de la tesis, se preparó un simulador en una planilla de cálculos electrónica, que utiliza el modelo cinético acumulativo para emular el ensayo desarrollado por Fred Bond para determinar el índice de trabajo en la molienda de minerales. Con la finalidad de poner a prueba el modelo matemático se obtuvieron muestras de minerales puros y menas de minerales metalíferos, que fueron ensayadas para determinar los parámetros cinéticos y obtener los índices de trabajo mediante simulación. Los resultados obtenidos con el simulador, se contrastan con los índices de trabajo determinados con la metodología convencional desarrollada por Fred Bond. Debido a la necesidad contar con un procedimiento simple y que recorte los tiempos de ejecución, se observó la posibilidad de reducir el ensayo para la determinación del parámetro cinético k, el que se probó, y se contrastó de igual manera. Finalmente, se hace un análisis de los resultados obtenidos, concluyendo que la simulación con el modelo cinético acumulativo permite obtener resultados confiables en cuanto a la estimación del índice de trabajo, con diferencias inferiores al 7 % con respecto a las determinaciones con el método convencional desarrollado por Bond, con la ventaja de disminuir considerablemente la cantidad necesaria de muestra para la ejecución del ensayo y estimar los índices de trabajo para tamaños de referencia diferentes, sin la necesidad de ejecutar nuevos ensayos. Además, se desarrolló una técnica para la determinación del parámetro cinético k, en una única etapa de molienda, reduciendo considerablemente el tiempo de ejecución del mismo y aportando mayor confiabilidad, al evitar el excesivo manipuleo de la muestra. La simulación, utilizando el modelo cinético acumulativo combinado con la metodología simplificada para obtener los parámetros cinéticos de molienda, demuestran ser una herramienta de gran utilidad para su utilización en geometalurgia y en el control de circuitos de molienda.