curso chancado

CHANCADO Y MANIPULEO DE MINERALES

OBJETIVO.

Al concluir el estudio de este curso, el participante estará en condiciones de poder definir las operaciones principales y auxiliares con que se cuentan en la sección de Chancado, dentro del contexto general del Procesamiento de Minerales, delineando su alcance, su justificación técnica y su justificación económica-ambiental, así como tener una visión panorámica de estas operaciones en cuanto a su evaluación y control.

INTRODUCCION.

Todos los minerales o materiales inorgánicos que se emplean para mantener nuestra civilización se derivan de la corteza terrestre que comprende una capa delgada de material de sílice hasta una profundidad de 13 Km., donde su distribución no es uniforme, concentrándose unos en una parte y otros en otra parte de acuerdo al proceso geológico el cual da lugar a los cuerpos o depósitos de mineral tales como el cobre, plomo, zinc, níquel, molibdeno, etc. que comúnmente se les denomina “Yacimientos” los cuales al ser ubicados y evaluados son explotados económicamente y procesados hasta obtener un producto (concentrado o metal) comerciable. Este proceso sigue la siguiente secuencia general (Figura 1):

Aquí la “Geología” participa con las operaciones comúnmente denominadas “cateo”, prospección seguida de la exploración que mediante la perforación de túneles o perforación diamantina, determina la mineralogía, su génesis y dimensiona el yacimiento a través de la cubicación, la cual nos proporciona las reservas probadas y probables de mineral valioso. Estos datos nos ayudan a priori, decidir si el yacimiento es o no explotable económicamente. Con las muestras obtenidas de este proceso, se ejecutan las pruebas metalúrgicas, para determinar el posible tratamiento de extracción del mineral valioso o del metal valioso.

La “Minería” participa en el diseño del sistema de explotación del mineral valioso, de acuerdo al tipo de mineralización del yacimiento. Si la mineralización es vetas o bolsonadas, se aplicará el método de minería subterránea de corte y relleno ascendente o descendente o el sistema trackless; o si la mineralización es diseminada o tipo porfirítico, se aplicará el método de minería a cielo o tajo abierto (open pit) y sus consiguientes operaciones de acarreo y transporte.

Como prácticamente no hay ningún mineral que tal como se le extrae de la mina sea adecuado para su conversión a un producto final, requiere de la preparación de la mena y la separación selectiva de los minerales valiosos de la ganga por métodos físicos, interviene la “METALURGIA” a través de la Mineralurgia o Procesamiento de Minerales, para convertir un mineral de baja ley en un concentrado de alta ley, apto para el proceso ulterior de extracción del metal.

CAPITULO I

MANIPULEO DE MENAS EN SECO

1.1 OBJETIVO.

Al concluir el estudio del presente capítulo, el participante estará en condiciones de definir una Planta Concentradora, representarla a través de diagramas de flujo adecuados y ser capaz de comprender, evaluar y seleccionar los equipos de manipuleo de minerales, tanto de transporte como de almacenamiento; así como estar en condiciones de supervisar las operaciones que estos equipos efectúan dentro de una Planta Concentradora.

1.2 INTRODUCCION.

El manipuleo o manejo de minerales (mena) en una Planta Concentradora es fundamental, puesto que todas las operaciones unitarias que en ella se realizan requieren del manejo del mineral ya sea en seco o como pulpa. Este cubre las operaciones de transporte, almacenamiento y lavado de la mena en camino a o durante las varias etapas de tratamiento en la Planta Concentradora de minerales. Estas operaciones van a garantizar que el proceso sea continuo y por lo tanto se pueda lograr una máxima eficiencia de operación en cada etapa.

1.3 PLANTA CONCENTRADORA.

Una Planta Concentradora es una unidad Metalúrgica de producción constituida por una serie de equipos y máquinas instaladas de acuerdo a un Lay Out o diagrama de flujo, donde la mena es alimentada y procesada hasta obtener uno o más productos valiosos denominados concentrados y un producto no valioso denominado relave. Los minerales en esta etapa de la Metalurgia Extractiva no sufren ningún cambio químico.

Para el diseño de una Planta de Concentración de Minerales se debe tener en cuenta una serie de factores, tales como:

™ La localización y el tamaño del yacimiento. ™ La ley de cabeza que debe ser mayor al cut off.

™ La caracterización de la mena, es decir: composición mineralógica, grado de mineralización, textura, dureza, grado de alteración o degradación, etc.

PLANTA CONCENTRADORA ALIMENTO – FEED Mineral de cabeza RELAVE Producto no valioso CONCENTRADOS Productos valiosos

™ el comportamiento de la mena frente al proceso de concentración (flotación por espumas), según sea la zona o profundidad de donde provienen, es decir, la docilidad a ser tratada. ™ Aspectos financieros.

™ Costos de explotación o minado.

™ Costos de suministros, tales como energía, carreteras de acceso, disposición de los relaves. ™ La demanda y el valor del metal.

Ello conlleva a establecer una relación entre la zona de una veta y el proceso de concentración. Así podemos ver que generalmente en toda veta mineralizada presenta tres zonas características desde la superficie hacia la profundidad de la corteza terrestre. Estas zonas son (Figura 2):

a) Zona de oxidación, b) Zona de transición c) Zona de sulfuros.

Tal como se muestra en el siguiente esquema

Figura 2. Zonas características de una veta de mineral valioso.

1.4 DIAGRAMA DE FLUJO.

El diagrama de flujo es una representación gráfica que muestra satisfactoriamente la secuencia de las operaciones unitarias en una Planta Concentradora, es decir muestra la disposición de las máquinas unidas por líneas que indican el flujo del mineral por las distintas funciones de la planta, hasta los productos finales.

Se conocen varias formas de representar un diagrama de flujo. Estos son:

• Diagrama de flujo lineal. • Diagrama de flujo ideográfico. • Diagrama de flujo taquigráfico. • Diagrama de flujo pictográfico. • Diagrama de bloques.

En cualquiera de estos diagramas de flujo debe notarse claramente tres aspectos básicos.

• La reducción de tamaño.

• La separación de las especies valiosas. • El manejo de materiales.

Los diagramas de flujo que más se utilizan en la industria minero-metalúrgica son:

• El diagrama de flujo lineal o de bloques.

Zona mixta Zona de sulfuros Zona de oxidación

• El diagrama de flujo pictográfico.

Estos diagramas de flujo se muestran en las figuras 3 Y 4 siguientes.

Figura 3. Diagrama de flujo lineal

Mineral de mina (mena de Cu

Tolva de gruesos Grizzly o criba fija Chancado primario Cribado Zaranda vibratoria Tolva de finos Trituración secundaria Molienda Clasificación Acondicionamiento Flotación de desbaste Flotaciónde limpieza Flotación de re-limpieza Conc. de Cu Flotación de recuperación Relave final Espesamiento Filtrado

Secado Conc. Cu. seco_{a comercialización} o fundición

Clasificación Espesamiento

A relleno hidráulico

Clasificación Gruesos para formación de dique Finos a cancha de relaves Agua clara Agua clara

T.G

Poza de agua

Dique Agua clara recuperada

Cancha de relaves Hidrocilón de relaves Bomba Espesador de relaves Espesador de concentrado Filtro de tambor Pila de Concentrado de Au Conc. Au Bomba Conc. Grav. Bomba

Molino de bolas Jig Molino de barras T.F F.T.# 1 Ch. Quijada Zaranda vibratoria Criba vibratoria Ch. cónica symons Ch. Cono cabeza corta T.I Criba vibratoria Hidrociclón Bomba Molino de bolas remolienda Hidrociclón Bomba Rougher Scavenger 1era Limpieza Rougher Scavenger 2da Limpieza 3era. Limpieza Conc. Final de Au Transporte de mineral de mina F.T. # 2 F.T. # 3 F.T. # 4 Relave final

1.5 MANIPULEO DE SÓLIDOS EN SECO

En toda Planta Concentradora para que haya continuidad y eficiencia en el proceso, es necesario que cada operación unitaria esté conectada por máquinas o dispositivos tanto de almacenamiento como de transporte, constituyendo así operaciones unitarias conexas o auxiliares, cuya función es la de manipuleo y control del tonelaje de mineral a tratarse. Estas operaciones unitarias auxiliares son generalmente las siguientes:

• Manipuleo o manejo de sólidos en seco. • Almacenamiento

• Transporte • Control de peso • Alimentadores

1.5.1 ALMACENAMIENTO DE MINERALES.

El almacenaje de mineral en una Planta Concentradora o de procesamiento de minerales constituye una operación metalúrgica auxiliar que consiste en la retención temporal del mineral en algún lugar de la Planta, cuyo fin, es proporcionar capacidad de regulación o de variaciones entre las diversas fases de una operación principal, tal como por ejemplo, entre mina y planta o entre chancado primario y secundario y si el mineral es grueso y de gran tonelaje se utiliza los stocks piles o pilas; entre chancado terciario y molienda se utilizan tolvas.

Estos equipos o dispositivos se clasifican en:

♦ Para material grueso y gran tonelaje.

• Stock pile o pila de almacenamiento. ♦ Para material grueso y pequeño tonelaje.

• Tolva de gruesos.

♦ Para gran y pequeño tonelaje y material fino. • Tolvas de finos.

• Silos para concentrados.

A) PILAS DE ALMACENAMIENTO.

Las pilas de almacenaje de mineral se construyen de tal modo que están formadas por un lecho o piso de concreto o tierra apisonada, las cuales ocasionalmente están cubiertas por un techo. Están provistas de alimentadores para poder extraer el mineral por debajo del piso mediante fajas transportadoras.

La capacidad de regulación de una pila en una Planta Concentradora tiene las siguientes ventajas:

1. Proporcionar un flujo uniforme de mineral a la planta

2. Proporcionar una ley de cabeza uniforme a la planta, debido al mezclado adecuado. 3. Permite que la operación de mina y planta sean independientes.

Hay distintos métodos en uso para formar una pila de almacenamiento, entre ellos tenemos:

• Faja transportadora fija.

• Faja transportadora por sistema de descarga móvil o potro. • Faja transportadora reversible.

• Apiladores radiales.

De ahí que una pila de acuerdo al sistema de apilamiento puede tener la siguiente forma:

• Pila cónica • Pila alargada • Pila radial

Estas tres formas tienen taludes inclinados, cuyo ángulo de talud es una propiedad de los sólidos a granel que se le conoce con el nombre de ángulo de reposo.

• CAPACIDAD DE UNA PILA.

Si la pila es cónica, la capacidad total está dada por:

Q₁ tan R D 3 3 14 3000 = , ( )

β

Q1 = Capacidad de almacenamiento en toneladas métricas. R = Radio de la pila en metros.

β = Angulo de reposo del mineral. D = Densidad del mineral en Kg/m3.

Si la pila es alargada, la capacidad de la sección central de dicha pila esta dada por:

Q2 R LDtan

2

1000

= ( )

β

Donde:

L = Es la longitud de la sección central de la pila en m. R = Es el radio del medio cono final, en m.

D = Es la densidad del mineral en Kg/m3.

Si la pila es radial, el análisis de capacidad es idéntico que para la anterior, excepto que la longitud del arco de la sección central se sustituye el valor de L de la ec. (1.2) por la longitud del arco que está dada por:

LA= 314

180

. Pr

β

(1.3) Donde:

Pr = Radio de la sección central, en m.

Los diagramas de las tres formas se muestran en la Figura R D h B a) b

Figura 5. Formas de pilas: a) Cónica, b) Alargada,

Como se decía anteriormente, la recuperación del mineral de una pila es generalmente mediante la construcción de túneles en los que se instala alimentadores que pueden ser: de placas, de faja, vibratorios o de plato reciprocante, bajo tolvines, los cuales cargan el mineral a una faja transportadora que es la que se encarga de llevar el mineral a la siguiente etapa de tratamiento. La disposición de este dispositivo se muestra en la Figura 6

Figura 6. Sistema de extracción del mineral de una pila.

h = altura, R = radio, D = diámetro

Figura 7. Detalle de disposición de alimentadores y cargado a la faja transportadora.

B) TOLVAS DE ALMACENAMIENTO DE MINERALES.

Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral ya sea grueso o fino, la cual se compone de dos partes:

• Una sección convergente situada en su parte inferior a la que se conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cónica o en forma de cuña, y

• Una sección vertical superior que es la tolva propiamente dicha, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral.

Estos equipos tan simples como parecen, ofrecen problema tales como:

• Encampanamiento o arqueo. • Formación de tubo o tubeado. • Segregación de partículas.

• El campaneo o arqueo produce interrupción del flujo del mineral por el puenteo del mineral a granel sobre la abertura de la boquilla de descarga. Aquí se tiene una compuerta con accionamiento manual o automático, que sirve para graduar el flujo de mineral.

• La formación de tubos restringe al flujo del mineral a un canal vertical que se forma arriba de la abertura de descarga y solo sale el material contenido en este caudal.

• La segregación de partículas se produce en el momento de cargado de la tolva, donde las partículas más gruesas tienden a moverse hacia la pared de la tolva, dando lugar a grandes variaciones en la descarga de la misma.

Estos problemas entre otros que interrumpen el flujo de mineral son generalmente atribuibles directamente al diseño incorrecto con poco o sin consideración de las propiedades del flujo de mineral que está siendo manejado.

Arqueo Formación de tubo Segregación de partículas

Figura 8. Problemas de descarga en tolvas

En tal sentido, en estos últimos años se han hecho avances significativos en el desarrollo de teorías y procedimientos de diseño para describir el comportamiento de los sólidos para el diseño adecuado de las tolvas de almacenamiento. Estos avances se deben en gran parte al trabajo del Dr. A.W. Jenike y al Dr. J.R Johanson. Estas teorías indican que el diseño de tolvas de almacenamiento para sólidos a granel es básicamente un proceso de 4 etapas. Estas son:

1. Determinación de la resistencia y características de flujo de sólidos a granel para las probablemente peores condiciones esperadas que ocurran en la práctica.

2. La determinación de la geometría de la tolva para la capacidad deseada que proporcione el modelo de flujo con las características aceptables y asegurar que la descarga sea segura y predecible.

3. La estimación de las cargas ejercidas sobre las paredes de la tolva y el alimentador bajo condiciones de operación.

4. Diseño y detalles de la estructura de la tolva

Según Jenike, los modelos de flujos en tolvas son dos:

• Flujo masivo • Flujo de embudo

Tal como se muestra en la Figura siguiente.

a) b)

• En el flujo masivo el mineral a granel esta en movimiento en todos los puntos de la tolva, siempre que el mineral sea extraído por la salida. El mineral fluye a lo largo de las paredes de la tolva y de la boquilla son suficientemente empinadas y lisas y no hay transiciones abruptas o zonas de influjo.

• El flujo de embudo o de núcleo, ocurre cuando el mineral se desprende de la superficie y descarga a través de un canal vertical el cual se forma dentro del material en la tolva. Este modo de flujo ocurre cuando las paredes de la boquilla son ásperas y el ángulo α de inclinación es grande.

El flujo es irregular con una fuerte tendencia a formar un tubo estable el cual obstruye la descarga de la tolva, ocurre también segregación y no hay mezclamiento durante el flujo, generalmente es un modelo indeseable para almacenamiento de minerales a granel.

Para diseñar una tolva de almacenamiento conexa a un sistema de manipuleo de mineral en una Planta Concentradora es fundamental la determinación de las características de flujo mediante el ensayo de una muestra representativa.

Estas pruebas proporcionan al diseñador, los siguientes parámetros:

• Las funciones de flujo FF para condiciones de almacenamiento instantáneo y tiempo prolongado.

• El ángulo efectivo de fricción interna δ.

• El ángulo de fricción de la pared φ para diferentes materiales de la pared de la tolva y fineza.

• La densidad a granel del mineral ρ como una función de la consolidación

• El diámetro crítico del tubo Df como una función de la altura efectiva de los sólidos.

Una forma práctica de diseñar y dimensionar una tolva es teniendo los siguientes parámetros:

• Capacidad de almacenaje en toneladas métricas, t. • Densidad aparente del mineral en t/m3

. • Angulo de reposo del mineral.

• Angulo de la tolva γ = β + 15°.

• Volumen inútil de 15 a 30 % del volumen total. • Porcentaje de humedad del mineral.

El ángulo de reposo β es el que se forma entre una pila pequeña de mineral y la horizontal y corresponde a cuando el mineral empieza a deslizarse.

Figura 10. Medición del ángulo de contacto

En una Planta Concentradora generalmente se utilizan dos tipos de tolvas:

• Tolvas de gruesos • Tolva de finos

TOLVAS DE GRUESOS.

Las tolvas de gruesos son generalmente de forma paralelepípeda cónica de sección cuadrada o rectangular, fabricadas a la mayoría de casos de concreto armado, pocas veces de madera o de hierro. En la parte superior se puede colocar una parrilla hecha de barras de hierro (tipo riel), la cual nos permite el paso del mineral más grande que la boquilla de descarga o tamaño de recepción de la chancadora.

Estos trozos grandes de mineral que quedan sobre la parrilla denominados son a veces retirados y plasteados para reducirlos de tamaño o instalar un martillo neumático que cumple la misma función.

Para determinar las dimensiones de una tolva paralelepípeda de sección cuadrada se debe hacer el siguiente análisis.

L

H

h

Figura 11. Tolva de gruesos.

Vt = L² x H → Volumen total de la tolva

γ

tag

Lh = → γ = β + 15°

h = L tag γ

Vi = ½ L2 h = ½L2.L tag γ → Volumen inútil Considerando un 20% del volumen total tenemos:

H L tag L V V t i 2 3 2 / 1

γ

H L tag L V V t t 2 3 2 / 1 20 , 0 ₌

γ

γ

Vu = Es el volumen útil igual al volumen de mineral a almacenarse.

TOLVAS DE FINOS

Las tolvas de finos son de forma cilíndrica con un fondo cónico, las cuales se fabrican con planchas de acero. Para determinar las dimensiones, se hace el siguiente análisis.

h H

D

Fig12. Tolva de finos.

Vt = π/4 D².H

tag γ = D h 2 / 1 → h = ½ D tagγ

γ

μ

μ

γ

μ

μ

γ

μ

γ

1.5.2 TRANSPORTE DE MINERAL EN SECO.

El transporte de mineral seco a granel procedente de la mina, de una pila o de una tolva de almacenamiento es una operación unitaria auxiliar decisiva en una Planta Concentradora, porque ello nos permite efectuar una operación continua, durante un tiempo determinado. Los métodos de transporte se seleccionan teniendo en cuenta una serie de factores, tales como:

• Tamaño y naturaleza del mineral sólido. • Distancia del transporte.

• Capacidad de transporte.

• Cambio de elevación del transporte. • Otros.

La clasificación de los equipos para el transporte del mineral seco a granel es un tanto arbitraria, sin embargo es les puede clasificar en:

• Transportadores mecánicos. • Transportadores neumáticos.

Siendo los primeros los más utilizados en la industria minero-metalúrgica. Según el lugar del transporte esta operación se puede llevar a cabo del siguiente modo:

♦ De mina a Planta Concentradora • Locomotoras

• Cable carril

• Fajas o correas transportadoras ♦Dentro de la Planta Concentradora

• Fajas transportadoras • Elevadores de cangilón

A. FAJA TRANSPORTADORA.

Es el equipo de transporte de mineral seco a granel más utilizado en una Planta Concentradora, el cual se compone de una faja o correa sin fin que se mueve sobre dos poleas y un serie de rodillos o polines portadores o de carga y de retorno.

Estas fajas transportadoras se fabrican en una amplia gama de tamaños y materiales y se diseñan para trabajar horizontalmente o a cierta considerable inclinación y en sentido ascendente o descendente. En la figura 13 se muestra el esquema de una faja transportadora, en la cual se muestran todas las partes fijas y móviles que tiene dicho equipo. A la polea motriz está conectada el motor-reductor el cual transmite la energía de propulsión del tambor o polea a la faja.

El cálculo de la transmisión de esta energía obedece teóricamente a la ecuación de Eytelwein, la cual expresa que la fuerza de tracción en la correa aumenta en el perímetro del tambor propulsor, según una espiral logarítmica, desde el valor inicial T2 hasta el final T1, como consecuencia de la fuerza periférica de propulsión. Esto es:

Correa transportadora Polea motriz Polines portadores Tramo superior Sistema de carga Polines de carga δ Polea de inversión o de cola. Tensor Angulo de sobrecarga Angulo de inclinación de la comba

Fig13. Representación de una Faja Transportadora

Polines portadores Tramo inferior

Altura o elevación

T T e 1 2 = μα P = T1 - T2 (2.9) T1 P 1 1 2 = μα ₋ e P T (2.10) T2 α ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ − + = 1 1 1 1 μα e P T (2.11) Donde:

P = Fuerza periférica en el tambor propulsor T = Fuerza de tracción en la faja

µ = Coeficiente de rozamiento

α = Angulo de contacto de la faja en el tambor propulsor

Para que el diseño de una faja transportadora sea satisfactorio para una necesidad particular y para calcular la capacidad de transporte se debe tener en cuenta principalmente las propiedades del mineral a transportarse. Estos son:

• El tamaño y distribución de tamaño del mineral. • Densidad aparente (global) del mineral.

• Contenido de humedad del mineral. • La temperatura.

• La naturaleza abrasiva o corrosiva del mineral. • El ángulo de reposo o ángulo dinámico de reposo.

Además se debe tener en cuenta para determinar su capacidad lo siguiente:

• El ancho de la faja transportadora • La velocidad de la faja transportadora • La comba

• El ángulo de inclinación de la instalación • La carga de la faja transportadora • Capacidad de transporte en t/h

• Distancia entre centros de las poleas o tambores. L, en m. • Altura del punto de descarga, H en m.

• Empalmes • Tensores

• Rodillos o polines cargadores o portadores. • Diámetro de las poleas o tambores.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

En la Figura 14 siguiente se esquematiza una faja transportadora de instalación horizontal con sus principales partes.

Figura 14. Partes de faja transportadora horizontal

• Tambor o Polea de Cabeza Motriz:: Esta pieza de la correa cumple los siguientes funciones:

• Tracciona la faja transportadora, por ello está forrada en goma cuya superficie tiene forma de bizcocho.

• Si su alineamiento es correcto mantiene centrada la faja de transporte.

• El diámetro del tambor tiene como objetivo permitir doblar la faja transportadora sin dañar las

telas y la goma de que está confeccionada.

• Tolva de Descarga: Direcciona la carga hacia el punto de descarga, puede acumular pequeñas cantidades de material hasta direccionar hacia su destino. Permite la salida del material de la faja en forma idónea (dirección y flujo).

• Polea de Contrapeso Tensor: La función que cumple este dispositivo mecánico es mantener estirada la faja transportadora a objeto de que no pierda adherencia y arrastre la polea motriz y además evitar mediante esta tensión el azote de la faja o banda transportadora y que ésta se dañe.

• Poleas Deflectoras del Tensor: Obligar a la faja transportadora a adherirse a la mayor superficie de contacto con el tambor motriz .

• Polines de Retorno: Sostener la faja que regresa a tomar de nuevo carga, están soportados por cojinetes lubricados por grasa. Sobre las cuales se apoya el trecho de retorno de la faja.

• Polines de Carga o Conducción: Como lo dice su nombre su función es soportar y transportar la carga que está moviendo la faja transportadora. Conjunto de rodillos en los cuales se apoya el trecho cargado de la correa transportadora.

• Polines Autoalineantes de Carga: Están dispuesto en puntos estratégicos en toda la faja transportadora a objeto de mantener alineada la faja cuando está funcionando con carga. Esto significa que controlan el movimiento lateral de la faja transportadora.

• Polines de Impacto o de carga: Están ubicados justo debajo de la descarga del buzón de la faja y reciben directamente la carga a medida que se descarga el suministro, están construido de material que puede amortiguar el impacto del golpe de la carga y de está manera proteger la faja evitando que se gaste o rompa durante el funcionamiento.

• Guardera o Guardapolvo: Distribuir correctamente el material en la faja. Evitar que éste se derrame fuera de la correa en forma peligrosa

• Tolva de Carga o Alimentación: La apropiada colocación del material en la faja ayuda mucho a una operación sin problemas y baja los costos de mantención.

Los requerimientos más importantes son:

™ Alimentar el material en una razón uniforme que no cause sobrecarga y rebalse pero que asegure al transportador su máxima eficiencia.

™ Situar el material centrado en la correa y ayudarla así a moverse correctamente en los polines y poleas previniendo rebalses.

™ Reducir el impacto del material sobre la correa.

™ El material debe tener contacto con la correa a una velocidad lo más cercana a la velocidad de la correa y en la dirección del movimiento de esta para reducir su desgaste.

• Polea Deflectora de Cola: Obligar a la faja transportadora a adherirse a la mayor superficie de contacto con la polea de retorno o de cola para que ayude a que ésta permanezca centrada.

• Tambor o Polea de Cola o Retorno: Sostener la faja transportadora por el otro extremo por donde siempre se coloca la carga sobre la faja.

• Raspador de la Correa: Limpiar la faja del material que queda adherido a ella después de haber descargado.

• Freno Mecánico de Retroceso: Evitar que la correa se devuelva cuando esta se detenga en una pendiente y además tenga carga.

• Piolas de Paradas o de Emergencia: Detener las Fajas Transportadoras en cualquier momento y desde cualquier parte desde donde esta se haya accionado.

• Panel de Control (Botoneras): Este mecanismo es el encargado de ejecutar las órdenes realizadas por el Operador en los botones locales (Partir-Parar) de los equipos involucrados en el Área, las cuales se realizan mediante lazos de control que los equipos poseen.

Como podemos ver las fajas transportadoras constituyen el método que más se está usando para manejar mineral suelto. En la actualidad se usan fajas transportadoras con capacidades hasta de 20 000 t/h y tramos con longitudes que exceden los 5 000 metros y velocidades que pueden alcanzar los 10 m/s.

El sistema de fajas transportadoras debe incorporar alguna forma de mecanismo que las hace reciprocantes o de vaivén que pueden ser independientes reversibles o montadas sobre carruajes, lo cual les permite moverse longitudinalmente para descargar a cualquier lado del punto de alimentación.

El ancho de la faja se puede calcular a priori a partir de la siguiente fórmula:

W= V

3 (1.12)

W = Ancho de la faja en pulg.

V = Volumen que transporta la faja en pies3

La capacidad de transporte se puede determinar utilizando la ecuación propuesta por la Good Year, dada por:

(

)

S = Velocidad de la faja en pies/min. M = Densidad aparente en lb/pie3.

También se puede utilizar fórmulas dadas por la PHOENIX donde la cantidad teórica transportada Qm a v = 1m/s se da en la tabla No 2.1 y para una instalación inclinada disminuye la cantidad transportada según el ángulo de inclinación de acuerdo a la ecuación:

Q=Q vKm

γ

Donde

δ = Angulo de inclinación de la instalación en grados. γ = Densidad aparente, t/m3

.

K = Coeficiente para instalaciones inclinadas, dado en tabla No. 2. Q = Cantidad transportada, en t/h a v = 1m/s.

Qm = Cantidad transportada teórica en m3/h. v = Velocidad de la faja en m/s.

Tabla 1: Cantidad teórica de transporte Qm en m3 a v=1m/s

Ancho de la faja en mm faja plana m3/h

Faja combada DIN 22107 L1 L2

* Comba *Rodillo central 20° L1 = L2 Comba 20° m3/h Comba 25° m3/h Comba 30° m3/h Comba 35° m3/h Comba 40° m3/h 300 12 132 132 132 400 23 165 165 500 38 200 200 74 200 74 80 87 91 95 650 69 250 250 133 250 133 144 156 164 172 800 108 315 315 208 315 208 227 244 258 269 1000 173 380 380 336 380 336 365 394 415 434 1200 255 465 465 494 465 494 537 580 610 638 1400 351 530 530 680 530 680 738 798 840 878 1600 464 530 735 850 600 898 976 1055 1110 1160 1800 592 600 800 1085 670 1145 1245 1340 1415 1475 2000 735 665 870 1350 740 1422 1545 1665 1760 1835 2200 893 735 930 1675 800 1730 1880 2030 2140 2235

δ° 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 21 K 1,0 0,99 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89 0,85 0,81 0,78 δ° 22 23 24 26 27 28 29 30 K 0,76 0,73 0,71 0,66 0,64 0,61 0,59 0,56 Tabla 3: Coeficiente C L 3 4 5 6 8 10 12,5 16 20 25 32 40 50 C 9 7,6 6,6 5,9 5,1 4,5 4 3,6 3,2 2,9 2,6 2,4 2,2 L 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 1000 C 2 1,85 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,05 1,05

Para el cálculo de la potencia de propulsión en la faja transportadora se debe tener en cuenta las siguientes ecuaciones:

P = Fuerza periférica en el tambor propulsor o polea motriz.

P = C f L [(GG + 2GB) Cos δ + GRO + GRU] ± H.GG (1.15) P = Fo + Fu ± HGG

Fo ± H(GB + GG) Fuerza total en el tramo superior. P =

Fu ± HGB Fuerza total en el tramo inferior.

El signo superior (+ o -) rige en un transporte ascendente y el inferior (+ o -) en uno descendente.

Fo = C L f [(GG + GB) Cos δ + GRO] Fu = C L f [(GB Cos δ + GRU]

La potencia requerida de propulsión Na en el tambor propulsor es:

Na = Pv

75 ;HP (1.16) La potencia motriz se determina a partir de :

Na = Pv

H L

Figura15. Esquema de las fuerzas o cargas en una faja transportadora.

La propulsión debe ser tal, que al arrancar no se supere el producto de x veces la fuerza periférica(x máxima con carga completa en estado de funcionamiento).

Valores de x : Inducido de anillos colectores con regulador de arranque x = 1,25

Inducido de cortocircuito con acoplamiento de arranque x = 1,6

Inducido de cortocircuito sin acoplamiento de arranque x = 2,2 (instalaciones cortas)

Donde:

C = Coeficiente.

f = Índice de fricción en las poleas o polines portadores. GG = Peso de material por metro de faja = Q/3,6 v ; Kp/m . GB = Peso de la faja por metro, Kp/m.

Fo = Fuerza para superar las resistencias de fricción en el tramo superior, Kp. Fu = Fuerza para superar las resistencias de fricción en el tramo inferior, Kp.

GRO = Peso por metro de las partes giratorias de los polines portadores en el tramo superior, Kp/m.

GRU = Peso por metro de las partes giratorias en los polines portadores en el tramo inferior, Kp/m.

L = Distancia del transporte, m. H = Altura del transporte, m.

µ = Indice de fricción entre faja y polea motriz.

Na = Rendimiento de propulsión en la polea motriz, HP. Nm = Rendimiento motriz, Kw.

v = Velocidad de la faja en m/s. x = Factor de arranque para P. Q = Cantidad de mineral en t/h. η = Eficiencia del motor.

GB cos δ

(GG+ GB)cos δ δ

♦ CARGA DE MINERAL A LA FAJA TRANSPORTADORA.

La faja está sometida al mayor esfuerzo en el lugar de carga del mineral, esto indica que la modalidad del proceso de cargado determina en cierta forma la duración de la faja. Por lo tanto, los lugares de carga deben ser dispuestos muy cuidadosamente, bajo observación de los siguientes puntos de vista.

Forma correcta

• La entrega del mineral debe ocurrir a la velocidad de la faja y paralelamente a ésta. • La caída debe ser tan corta como sea posible.

• Instalar polines amortiguadores en el lugar de carga

• Procurar una caída deslizada mediante deslizadores adaptados.

• Polines dispuestos en forma de guirnaldas han dado buenos resultados.

Forma correcta Forma incorrecta

Figura 16. Forma Correcta e incorrecta de cargado en una faja transportadora.

Los cuidados que se deben tener en cuenta en la operación de una faja transportadora son:

• La faja debe estar correctamente alineada entre las dos poleas.

• La tensión debe ser la adecuada, es decir que no se produzca ondeos entre los polines. • Los polines guías deben permitir un buen transporte del mineral.

• Los limpiadores deben estar en el lugar más adecuado y ser de forma en función del material que se transporta.

• Que no haya calentamiento del motor. • Controlar el nivel de aceite en el reductor.

• Controlar el correcto engrase de las chumaceras.

♦ MANUAL DE OPERACIÓN DE UN SISTEMA DE FAJA TRANSPORTADORA.

Sistema de faja Transportadora

El sistema transportador de materiales por Faja sinfín involucra riesgos potenciales de accidentes que pueden lesionar al trabajador y dañar equipos o materiales. Por ello, es necesario que el personal cuyo trabajo esté relacionado con estos sistemas, tenga conciencia de todos los riesgos que involucran estos equipos, adoptando en todo momento una conducta segura durante su operación.

El objetivo de este Manual es entregar las Disposiciones Generales de seguridad en Sistemas de Fajas Transportadoras, para que todas las personas que realizan trabajos de Operación, Mantención, Reparación o Limpieza en estos sistemas, los cumplan a modo de prevenir hechos imprevistos que pudiesen ocurrir y lesionar a personas o dañar a equipos y/o materiales.

Los Sistemas de Faja Transportadora están considerados como “equipos críticos” y peligrosos debido a sus riesgos, tales como aprisionamiento, atrapamiento, etc., debido a la gran cantidad y variedad de sus mecanismos en movimiento.

Evitar que los Sistemas de Faja Transportadora se conviertan en agentes de accidentes, dependerá fundamentalmente del cumplimiento estricto de las Normas y Disposiciones Generales que contiene este MANUAL y del cabal criterio que aplique la JEFATURA en la Operación y Mantención de estos sistemas.

 SISTEMA DE LA FAJA TRANSPORTADORA

El Sistema de Faja Transportadora está constituido por una Faja sinfín (también: correa o banda), accionada por adherencia a una Polea Motriz y cuyas dos caras — Cubierta de Carga y Cubierta de Retorno — se apoyan en Polines.

El tramo inferior circula vacío (Retorno) y el tramo superior transporta (Carga) los sólidos: el mineral.

Figura 17. Componentes de una faja Transportadora inclinada.

Los principales componentes de un Sistema de Faja Transportadora, relacionados con los riesgos de accidentes, son:

• FAJA ( o CORREA o BANDA )

Su estructura está compuesta por telas y mallas de acero con revestimiento de caucho vulcanizado.

• POLINES

El tramo superior generalmente está compuesto por Polines dispuestos en grupos de 3 Polines cada una: Uno horizontal al medio, y dos Polines laterales inclinados en forma de V para formar una sección acanalada o combada.

Figura 18. Polines de carga, impacto y retorno

• POLEAS

™ Polea Motriz, ™ Polea de Retorno, ™ Poleas Auxiliares,

™ Polea de Contrapeso o Tensora.

Todos los Sistemas de Faja Transportadora representan un alto riesgo de accidentes debido a la gran cantidad de mecanismos giratorios y convergentes o partes en movimiento con que cuenta este equipo.

Los principales riesgos que presentan las Fajas Transportadoras se generan por la combinación de:

• Poleas - Faja, Polines - Fja, • Polines - Soportes o portapolines,

• por la Estructura del Sistema Motriz (ejes, machones, coplas). • Hombre - Máquina Polines de carga de grupos de 3 polines Polines de impacto O de carga Polin de retorno Polín de retorno centrador

PRINCIPALES COMPONENTES RELACIONADOS CON LOS RIESGOS DE ACCIDENTES

Figura 18. Componentes relacionados con los puntos de riesgo en una Faja Transportadora.

Los accidentes se producen en general por el contacto de la ropa o parte del cuerpo con alguno de los mecanismos giratorios o convergentes en los puntos de atrapamiento.

PUNTOS CRITICOS O RIESGOS DE ATRAPAMIENTO

Los accidentes se pueden producir por:

¾ Atrapamiento del cuerpo entre ejes y poleas, y la Faja

¾ Atrapamiento del cuerpo o ropa entre poleas y la estructura del sistema ¾ Atrapamiento del cuerpo o ropa entre polines y la estructura del sistema.

¾ Atrapamiento de cualquier parte del cuerpo o ropa entre los polines y los soportes o pota-polines.

a) Atrapamiento del cuerpo entre ejes y poleas, y la Faja.

b) Atrapamiento del cuerpo o ropa entre poleas y la estructura del sistema.

c) Atrapamiento del cuerpo o ropa entre polines y la estructura del sistema. PUNTO CRÍTICO

d) Atrapamiento de cualquier parte del cuerpo o ropa entre los polines y los soportes o portapolines.

Figura 19. a, b. c y d. Puntos críticos de atrapamiento, riesgos de accidentes.

Existen otros riesgos que son los bordes de las Fajas que se deterioran y quedan trozos de goma sueltos y a veces los trabajadores pretenden sacarlos estando la Correa en movimiento, exponiéndose al atrapamiento.

PREVENCION DE ACCIDENTES EN LOS SISTEMAS DE FAJA TRANSPORTADORA.

Los riesgos de accidentes en los Sistemas de Faja Transportadora y sus mecanismos giratorios y convergentes se reducen y controlan mediante: Sistemas de protección, defensas adecuadas, Normas, disposiciones o estándares de seguridad, los cuales deben ser aplicados en todo momento por o los trabajadores que deban realizar cualquier trabajo en/o cerca de estos Sistemas.

Cabe señalar que aún cuando un Sistema de Faja Transportadora cuente con protecciones y defensas efectivas en los puntos o zonas de alto riesgo de atrapamiento, debido a la operatividad de las correas no es posible eliminar todos los riesgos que representan los mecanismos giratorios y convergentes. De acuerdo a lo anterior, todas aquellas personas que deban realizar trabajos en, o cerca de las Fajas transportadoras, deberán conocer y cumplir con las “Disposiciones Generales sobre Seguridad en Sistemas de Faja Transportadora” contenidas en este Manual.

Además, todos los trabajadores deben saber que las barandas, defensas o protecciones en general son dispositivos de seguridad que tienen como propósito servir de “barrera” para impedir el acceso de personal a las zonas o puntos de peligro, evitando el contacto con los mecanismos giratorios que exponen a riesgos de atrapamiento. Por lo tanto, estos dispositivos de seguridad no deben ser violados o neutralizados. Todas las protecciones (carcazas, barandas y barreras en general) que existen en un Sistema de Faja Transportadora, no tienen por objeto defender o proteger el equipo, sino a los trabajadores; o sea, a USTED MISMO.

No se ubique debajo, cerca o sobre los Sistemas de Faja Transportadora que estén en operación. En caso de reparaciones y mantenimiento de un Sistema de Faja Transportadora, las protecciones retiradas deberán reponerse, y el trabajo se considerará terminado SOLO cuando se hayan colocado estas defensas.

CUERDAS DE PARADA DE EMERGENCIA

Uno de los dispositivos vitales de seguridad en los Sistemas de Faja Transportadora son la

Cuerdas de Parada de Emergencia, cuya finalidad es accionar los interruptores eléctricos y detener el

sistema para salvarle la vida a cualquiera persona que sea atrapada.

Todos los trabajadores deberán contribuir a mantener en sus lugares y en buenas condiciones de funcionamiento las Cuerdas de Seguridad para poder detener el sistema en caso de emergencia.

Las Cuerdas de Parada de Emergencia son dispositivos de seguridad en caso de atrapamiento. No las destruya, ni retire.

DISPOSICIONES GENERALES DE SEGURIDAD EN SISTEMAS DE FAJA TRANSPORTADORA

1. Cada vez que se efectúen trabajos de aseo en la Estructura de un sistema (entre Polines, inmediatamente debajo de la Faja, etc.) ; trabajos de lubricación, exceptuándose aquellos sistemas que tengan las graseras ubicadas de tal manera que permiten engrasar estando la Faja en movimiento; o se necesite hacer mantención y/o reparaciones en una Faja o en sus elementos motrices, debe primero detenerse el sistema y bloquearse el comando eléctrico, colocándose tarjetas u otros dispositivos indicadores de peligro por cada operación a realizar. Pueden hacerse revisiones oculares y auditivas, estando el sistema en movimiento, porque esto permite detectar fallas en los Polines o en otros elementos del sistema. El Supervisor o Jefe de Guardia, Capataz u otro trabajador responsable debidamente autorizado y que esté a cargo del trabajo, solicitará personalmente a los electricistas que des-energicen el equipo eléctrico.

2. Todos los tableros, interruptores de partida u otros dispositivos eléctricos y mecánicos del Sistema de Faja Transportadora, deben estar debidamente identificados en idioma español.

3. Los machones, ejes, poleas u otros elementos motrices en general, deben protegerse cuando están a menos de 2,4 metros de altura del suelo.

4. Los elementos de parada de emergencia: cuerdas, botoneras o interruptores, deben mantenerse en sus lugares y en buenas condiciones de operación. Los interruptores o botoneras deben instalarse cada 13,6 metros y en lugares visibles y la estructura del sistema debe tener, por ambos lados, cuerdas de accionamiento del interruptor de emergencia (las cuerdas deben ser instaladas en la estructura Porta-polines).

5. Los pasillos, vías de acceso, escalas, barandas, deben tener sus pasamanos en buenas condiciones y mantenerse despejadas de materiales y con buena iluminación.

6. Todo el personal que trabaja con Sistemas de Correa Transportadora o en sus instalaciones, debe conocer perfectamente dónde y cómo detenerlas en casos de emergencia.

7. Los dispositivos captadores de polvo, como campanas, ductos de aspiración, colectores de polvo, etc., además de los sistemas rociadores de agua en operación, debe mantenerse funcionando y en perfectas condiciones.

8. El personal que trabaja en reparaciones, revisiones, aseo o lubricación de los Sistemas de Faja Transportadora, debe usar sus elementos de protección personal en todo momento (casco, lentes de seguridad, guantes, zapatos de seguridad y otros que dependerán del trabajo a efectuar).

9. Los distribuidores de carga (potro) deben tener protección en las ruedas de los boguies y en las escalas de acceso y pasillos.

10. Los buzones receptores de material, ubicados a nivel del piso, deben tener parrillas o barandas, siempre que signifiquen un riesgo de caída para el personal.

11. Cada vez que haya que trabajar dentro de buzones o tolvas, se deberán bloquear los sistemas eléctricos (inmovilizar con cerraduras) y el personal deberá bajar prevenido con cinturón de seguridad.

12. Todo Sistema de Faja Transportadora ubicado en túneles u otros lugares cerrados, debe tener una buena iluminación, vías de acceso expeditas, pasillos con buenas ventilación. Debe dejarse espacio suficiente para que el personal realice labores de inspección, reparación y aseo.

13. Los interruptores de partida/parada de los Sistemas de Faja Transportadora deben ubicarse de preferencia donde el Operador tenga visión directa de ellas; y debe disponerse de un sistema de alarma que sirva de advertencia para las personas que estén en el área, antes de poner en operación el sistema.

14. Deben mantenerse limpios, y en buenas condiciones, pasillos, culatas, polines, contrapesos, poleas motrices, plataformas, piso antideslizante en pendientes, etc.

15. Las Jefaturas, Supervisores, Jefes de Guardia y Capataces, deben conocer siempre la ubicación del personal que trabaja en los sectores de los Sistemas de Fajas Transportadora.

16. Las Normas descritas deberán ser cumplidas en su totalidad por los trabajadores de empresas o personas que prestan servicios en la Empresa.

PROHIBICIONES

1. Queda estrictamente prohibido trabajar con Sistemas de Faja Transportadora en movimiento. Cuando haya que realizar un trabajo, éstas deberán ser detenidas; se deberá además bloquear los sistemas eléctricos y colocar tarjetas de peligro.

2. Se prohíbe retirar defensas, letreros, focos de alumbrado u otros dispositivos de seguridad.

3. Se prohíbe dejar material botado o almacenado sobre plataformas, pasillos o vías de acceso.

4. Se prohíbe hacer modificaciones en los sistemas captadores de polvo o en los rociadores de agua (si los hay), sin autorización superior.

5. Se prohíbe trabajar sin los elementos de protección personal.

6. Se prohíbe introducirse dentro de buzones, silos, tolvas u otros depósitos, sin antes haber tomado las precauciones indicadas en el punto 11 de las Disposiciones Generales y trabajar sin los cinturones de seguridad puestos y enganchados a la estructura metálica de los componentes.

7. Queda estrictamente prohibido operar o poner en movimiento Sistemas de Faja Transportadora o cualquier otro equipo sin tener la autorización para ello.

8. Queda estrictamente prohibido limpiar, lubricar y revisar Fajas, Polines, Ejes, Poleas, Cadenas u otros dispositivos en movimiento, con las excepciones contempladas en el Punto 1 de las Disposiciones Generales.

9. Queda estrictamente prohibido trabajar cerca de equipos en movimiento con ropa suelta u otros elementos susceptibles de ser atrapados, como rastrillos, llaves, palas, piolas de cinturones de seguridad u otros objetos.

10. Queda estrictamente prohibido caminar, pararse, cruzar, trasladarse o trasladar materiales sobre Sistemas de Faja Transportadora en operación, salvo que existan facilidades para hacerlo (puentes, pasillos, barandas, etc.).

11. Queda estrictamente prohibido — cuando la Faja esté en movimiento— sacar piedras, mineral molido u otros materiales que hubieren caído entre los Polines; en tal caso, deberá darse cuenta al superior inmediato para que ordene la detención del sistema.

12. Toda operación que constituya riesgo de accidente con los Sistemas de Faja Transportadora y las instalaciones accesorias, como buzones, alimentadores, canaletas (‘‘chutes’’), etc., no contempladas en estas Disposiciones Generales y Prohibiciones, deberán ser previstas por el Supervisor o Jefe de Guardia directo a cargo de las operaciones.

13. Queda prohibido efectuar trabajos de mantención sobre Fajas utilizando directamente sopletes o llamas abiertas, porque se podría provocar incendios en éstas. Igual prohibición vale para aquellos sectores de buzones revestidos con material combustible. Para efectuar trabajos cerca o sobre los equipos señalados, éstos deberán aislarse y disponerse, además, de buenos sistemas de prevención de incendios.

14. Las secciones a cargo del mantenimiento mecánico y eléctrico deben formular programas de inspección, revisión y aseo, para mantener en buen estado los sistemas eléctricos y mecánicos de lo Sistemas de Faja Transportadora; además, se deberá llevar un registro del tiempo de vida útil de los elementos componentes del sistema.

15. Debe existir coordinación entre las Jefaturas (de Operaciones y de Mantención General (Mecánicos y Eléctricos), para evitar accidentes personales y/o daños materiales.

16. Está prohibido al personal desentenderse de estas Normas e Instrucciones de Operación y de Seguridad impartidas para trabajar en Sistemas de Faja Transportadora. Toda contravención será considerada negligencia del trabajador o de los trabajadores y, como tal, puede ser motivo de sanción.

• ALMACENAJE DE LAS FAJAS.

1) Un lugar de almacenaje ideal es una bodega oscura, fresca, libre de humedad y luz. 2) Las Fajas deberán ser dejadas en rollos, mantenidos verticales como se muestra abajo:

• TRANSPORTE DE FAJAS

Cuando una Faja es transportada, preferentemente debería ser enrollada o suspendida.

Cuando haga rodar la Faja sobre un piso o tierra, debería tomar el siguiente cuidado:

• Asegúrese de hacer rodar hacia adelante. Nunca la arrastre sobre la superficie.

• Cuando la haga rodar, quite cualquier obstáculo del camino. Mientras las circunstancias lo permitan, evite hacerla rodar sobre una superficie que tenga protuberancias.

• Si las circunstancias requieren que se haga rodar hacia arriba o hacia abajo de una rampa, use cables. Evite transportarlas con sus manos. Como se muestra en la Figura 21 de abajo, ponga los dos cables alrededor de la Faja enrollada y transpórtela tirando o soltando los cables. Evite permanecer debajo la Faja; son peligrosos.

Figura 21. Modo de cargar una Faja Transportadora.

Cuando transporte una Faja mediante suspensión, tome el siguiente cuidado:

• Para suspender la Faja enrollada ensarte un cable o un tubo de acero (o una barra de hierro) a través del hueco del centro del rollo. Cuando se use un tubo de acero o barra de hierro los cables en ambos lados de la Faja enrollada deberían ser enrollada una vuelta alrededor del tubo (o barra), y mantenerlos tan cerca de los lados de la Faja como sea posible.

• Como se muestra en la Figura 22, es aconsejable usar un estribo que tenga una longitud más grande que el ancho de la Faja. Si no hay ningún estribo disponible, se deberían usar cables más largo para que no arañen los bordes de la correa enrollada. Si los cables no son lo suficientemente largos, use una viga de separación para que los cables no toquen la correa, tal como se muestra en la Figura 23.

• Cuando levante o baje la Faja, tome especial cuidado para que la Faja no golpee ningún objeto.

• El cable y tubo usado para levantar la Faja deberá tener la suficiente resistencia para resistir el peso de la Faja El peso de la Faja está indicado en el embalaje. Si no es así, el peso debería ser calculado del volumen del embalaje. En este caso, la gravedad específica es 1,2.

Cuando las Fajas son transportadas en camión, deberían ser aseguradas con bloques de madera y amarradas con cuerdas para que no rueden fuera del camión. No sacuda las Fajas cuando son descargadas.

Figura 23 Figura 24

Cuando la Faja sea descargada para instalarla, revísela en búsqueda de la dirección del enrollado, y luego comience a desempacar. Inserte el eje del bastidor a través del centro del rollo de la Faja y ponga el rollo en un bastidor. Desenrolle la Faja y asegúrese que la superficie sea la cubierta de caucho superior ó inferior. Todas las Fajas planas tienen una marca en el lado superior.

Figura 25. Modo de desenrollar una faja transportadora.

Cuando instale la Faja en un sistema, ponga especial cuidado para no dañarla. Remueva del camino de la faja cualquier objeto puntiagudo o de cantos afilados. Manéjela con cuidado para que no sea cortada con cualquier pieza que se proyecte del transportador, como se muestra en la Figura 26.

B. TRANSPORTADORES DE CANJILONES

Estos son equipos que se suelen usar cuando el espacio disponible no permite la instalación de una faja transportadora y el transporte es vertical. Proporcionan velocidades bajas de manejo tanto en el transporte horizontal como en la elevación del mineral. Consiste de una serie de recipientes en formas de cubos unidos a dos cadenas sin fin las cuales son accionadas por dos ruedas dentadas, donde la que esta situada en la parte superior esta conectada a un motor. Los cangilones se voltean de manera que siempre permanezcan en una posición hacia arriba se descargan por medio de una rampa colocada para acoplar una zapata al recipiente volteándolo así a la posición de descarga. Se emplean para transportar partículas hasta de 10 cm. Se dimensionan de acuerdo a los datos que proporcionan los fabricantes. Este equipo se muestra esquemáticamente en la siguiente figura 27.

Figura 27. Representación esquemática del elevador de cangilones.

C. ALIMENTADORES

La alimentación es en esencia una operación de transporte en que la distancia recorrida es corta pero requiere una velocidad de paso bien regulada. El equipo que se utiliza para garantizar un flujo uniforme de mineral seco o húmedo de alguna etapa de almacenamiento se denomina alimentador, el cual generalmente consiste de una pequeña tolva con una compuerta y un transportador adecuado.

Estos equipos han sido diseñados de diversos tipos, siendo los más utilizados en una Planta Concentradora los siguientes:

• Alimentadores de placas. • Alimentadores de faja o banda. • Alimentadores de cadena. • Alimentadores de rodillos. • Alimentadores de disco rotatorio. • Alimentadores de plato reciprocante. • Alimentadores vibratorios.

El tamaño del alimentador debe exceder a las dimensiones críticas determinadas al hacer el diseño de la tolva, ya que de lo contrario podría limitar el flujo en la tolva o equipo de almacenamiento.

Entre los alimentadores más utilizados son:

1. Alimentador de cadenas Ross, el cual se utiliza para controlar el flujo de descarga en una tolva de gruesos. Se muestra en la Fig. 28. Este equipo consiste de una cortina de eslabones pesados en forma de cadena, la cual va tendida sobre la mena en la salida (chute) de la tolva. La velocidad de alimentación se controla automática o manualmente, de modo que cuando los eslabones de la cadena se mueven, la mena sobre la cual descansan comienza a deslizarse.

Figura 28. Alimentador de cadenas Ross.

2. El alimentador de placas, es uno de los que más se utiliza para la alimentación de mena gruesa, especialmente a las trituradoras primarias. Consiste de una construcción robusta de una serie de placas de acero de alto carbono o acero al manganeso, unidas con pernos a fuertes cadenas que corren por ruedas dentadas de acero, la cual una esta acoplada a un motor reductor.

Aquí la velocidad de descarga se controla variando la velocidad del alimentador o la altura de capa de mena por medio de una compuerta ajustable. Este equipo se muestra en la Figura 29.

Si utilizamos los catálogos Denver o Svedala, para su dimensionamiento podemos utilizar la siguiente fórmula: S xQ WxTxWtxVF = 33 3, (18) Donde: Q = Capacidad en ton/hr

W = Ancho del alimentador, en pulg. T = Espesor de la capa de mena en pies S = Velocidad del alimentador en pies/min.

VF = Peso por pie cúbico de material a ser manejado.

Figura 29. Alimentador de placas (Apron Feeder)

Si utilizamos el catálogo de la Telsmith, para determinar la potencia necesaria podemos utilizar la siguiente fórmula:

HP_Total = P1+P2 +P3 +P4 +P5 +P6

0 9, (19)

Donde:

P1 = Es la pérdida de potencia en los terminales, está dado por:

P1 = S V

Siendo:

S = Velocidad de recorrido, en pies/min. V = Factor = 0,008

P2 = Pérdida de potencia por longitud del alimentador dado.

P2 = L S Z

Siendo:

L = Longitud del alimentador entre centros de las ruedas, en pies. Z = Factor = 0,003.

P3 = Potencia para elevar el material. Está dado por :

P₃ 33 3H TPH 33000 = . ( ) Siendo: H = Altura en pies. TPH = Ton/h.

P4 = Potencia para transportar el material dado por :

P4 B TPH

33 3 0 1

33000

= , ( ) ,

Siendo:

B = Longitud de carga sobre el recorrido, en pies.

P5 = Pérdida de potencia por fricción.

P5 D EPS 2 0 29 33000 = , Siendo:

D = Espesor del material sobre el recorrido, en pies. E = Longitud de la guardilla, en pies.

P = Peso del material, (lb/pie3.)

P6 = Potencia para todo el material desde la boquilla, dado por:

P₆ APSW 2 0 6 33000 = , Siendo:

A = Longitud inferior de la boquilla, en pies. W = Ancho entre guardillas, en pies.

Las especificaciones de tamaño y potencia se dan en el siguiente cuadro 4:

En consecuencia, para la selección de un alimentador se requiere de los siguientes datos:

• Tonelaje por hora de mena a ser manejada, incluyendo un máximo y un mínimo. • Peso por pie cúbico de la mena (densidad aparente).

• Distancia a la cual es transportada la mena. • Peso de mena a ser tratada.

• Método de cargado del alimentador. • Características de la mena.

• Tipo de máquina a ser alimentada.

CUADRO.4. Especificaciones de alimentador de placas Telsmith.

Tamaño mínimo del alimentador Longitud máxima en pies Capacidad en ton/h a 25 pies/min

HP requeridos para longitud estándar

A”xL' 6' 9' 12' 15' 18' 21' 24' 24x6 15 150 1,5 2 3 3 - - - 30x6 18 234 2 3 3 5 5 - - 36x9 21 338 - 3 3 5 5 5 - 42x9 21 459 - 5 5 7,5 7,5 10 - 48x12 27 600 - - 7,5 7,5 10 10 15 54x12 27 759 - - 10 10 15 15 15 60x15 30 937 - - - 15 15 20 20 72x15 30 1350 - - - 15 20 20 20 84x18 30 1838 - - - - 20 30 30 1.7. PROBLEMAS DE APLICACION

Problema 1.-Se desea construir una pila (stock pile) 140 000 t de mineral proveniente del chancado primario, cuya densidad aparente es de 1,85 t/m3 y su ángulo de reposo es de 35°. Calcular las dimensiones que deberá tener, si su forma es cónica.

Solución. Datos:

Q = 140 000 t β = 35°

D = 1,85 t/m3 = 1 850 Kg/m3

Para determinar las dimensiones de la pila hacemos utilizando la siguiente fórmula:

Q₁ tan R D

3

3 14 3000

= , ( )

β

La primera dimensión que podemos calcular es el radio de la pila cónica, que resulta de despejar de la fórmula anterior. Esto es:

3 1 14 , 3 3000 D tag Q R

β

Reemplazando datos, tenemos:

91 , 46 1850 ) 35 ( 14 , 3 140000 3000 3 = = x tag x R R = 47 m

Luego, por trigonometría determinamos la altura de la pila, haciendo uso del siguiente gráfico: H 35° R tag H R H 35 47 = = H=47tag35=32 91, m≈33m H = 33 m. Respuesta:

Las dimensiones de la pila son:

H = 33 m D = 94 m

Problema 2.- Para poder almacenar el mineral producto de la sección de chancado, el cual servirá de alimento a la sección de molienda, se requiere dimensionar una pila para finos de forma alargada para 340 000 t. Si esta mena triturada tiene una densidad aparente de 2.42 t/m3 y un ángulo de reposo de 40°. Considerar L = 4R. Determinar las dimensiones de la pila y el área de terreno que se requiere.

Solución.

1. Cálculo de las dimensiones de la pila alargada. Datos:

Q = 340 000 t

D = 2.42 t/m3 = 2 420 kg/m3. β = 40°

Para dimensionar la pila alargada estableceremos la siguiente relación:

QT = Q1 + Q2

L Q1/2 Q2 Q1/2 R QT = R Dtag + R LDtag 314 3000 1000 3 2 .

β

β

Reemplazando este valor tenemos:

QT = R Dtag + R Dtag 314 3000 4 1000 3 3 .

β

β

Desarrollando y despejando R se obtiene:

R Q Dtag T = 3000000 15140 3

β

Las dimensiones de la pila alargada son:

R = 32 m H = 27 m. L = 128 m

2. Cálculo del área de terreno requerido para construcción de la pila. El área del terreno será determinada por:

L’ = L + 2R A = 2R

Por lo tanto:

A = (L + 2R)(2R) = (128 + 2 x 32)(2 x 32) = 12 288 m2. Se debe considerar un 5% para accesos y contornos.

AT = 12 288 + 0,05 x 12 288 = 12 902,40 m 2

Problema 3.- Un Ingeniero Metalurgista, especialista en Diseño de Plantas, está proyectando instalar una Planta Concentradora de 800 t/día. Si el mineral tiene una densidad aparente de 1,6 t/m3 y un ángulo de reposo de 30°. Para darle un mejor control del proceso y una eficiente continuada a las operaciones de chancado se requiere la instalación de una tolva de gruesos. Por la disposición de terreno la tolva será de sección rectangular con L = 3 A. Determine las dimensiones de dicha tolva de gruesos.

Solución.

Sea el diagrama de la tolva de gruesos

L 15 m A 5m 5m 10m H h 5m γ A

El volumen total de la tolva prismática es:

VT = A L H Vi = ½ A h L Pero h = A tag γ y L = 3 A

Reemplazando en cada una de las ecuaciones anteriores tenemos:

VT = A 3 A H = 3 A2 H Vi = ½ A 3 A tag γ = 3 2 3 A tag

γ

Tomando un 25% como volumen inútil para compensar vacíos y humedad del mineral, para en consecuencia, tener lo siguiente:

V V V V A tag A H T T T 1 3 2 0 25 3 2 3 = , =

γ

Despejando se obtiene:

H = 2 A tag γ

El volumen útil estará dado por:

Vu = VT - Vi = 3 A2 H - 3/2 A3 tag γ = 3 A2 2 A tag γ - 3/2 A3 tag γ = 9/2 A3 tag γ Luego el valor de A estará dado por:

A V tag u = 2 9 3

γ

Reemplazando datos se obtiene:

A x tag m = 2 500 = ≈ 9 45 4 8 5 0 3 , , L = 3 A = 3 x 5 = 15 m H = 2 x 5 tag 45° = 10 m h = 5 tag 45° = 5 m

Problema 4.- Para la misma Planta Concentradora del problema 3 anterior, para almacenar el producto de la sección de chancado, se requiere una tolva de finos de forma cilíndrica. La densidad aparente del mineral triturado es de 2.25 t/m3 y un ángulo de reposo de 45°. Determinar cuáles son las dimensiones de esta tolva.

Solución. Datos. Dap = 2,25 t/m 3 Q = 4 día x 800 t/día = 3 200 t. β = 45° γ = 45 + 15 = 60

Cálculo del diámetro de la tolva

3 222 , 1422 m Vu = 3 3 1422,222 / , 25 , 2 , 3200 m m t t Vu = =

10 m

23 m

9 m

Reemplazando valores en la fórmula siguiente se obtiene:

D V tag x tag m u = 1 27 = 1 27 1422 22 = 60 10 14 3 , 3 , , ,

γ

γ

γ

Problema 5.- Para extraer el mineral de una tolva de gruesos y alimentar a un grizzly se necesita instalar un alimentador de placas (Pan feeder) , si el espesor de carga es 1 pie, la velocidad del alimentador de 25 pie/min. y se desea mantener un flujo de alimentación de 225 ton/h. Determine cuál es la dimensión del alimentador.

Solución. Datos: Q = 225 ton/h T = 1 pie. S = 25 pie/min. W = ?

Utilizando la fórmula: Q = 3,5 W T S, tenemos:

W Q TS x x pie pie = = = ≈ 3 5 225 3 5 1 25 2 57 3 , , , . W = 36 pulgadas

Según catálogo podemos seleccionar un alimentador de:

A x L = 36”x 9’

Problema 6.- Para transportar los productos de mineral de la chancadora primaria y grizzly, a una zaranda vibratoria, se desea seleccionar una faja transportadora para cubrir una distancia horizontal de 25 metros y un ángulo de inclinación de 20°, considerando que el mineral tiene una densidad aparente de 1,5 t/m3. El flujo de mena a transportar es de 30 t/h. Determinar cuál es la potencia que requiere el motor a instalarse en la polea motriz de esta faja. El ángulo de la comba es de 20°.

Solución.

Datos: Vea el esquema para el problema.

L

DV

20° DH

1.- Cálculo de la longitud entre centros de las poleas y distancia vertical.

tag D D V H 20= DV =tag20DH =tag20 25x =9 099, ≈9 1, m L= D_H2 +D_V2 = 252 +9 1, 2 =26 6, m

2.- Cálculo del ancho de la faja transportadora.

Podemos utilizar la fórmula:

W= V 3 Donde: V = 30 = m = m x pie m = pie 1 5 20 20 35 314 706 28 3 3 3 3 3 , , / ,

Considerando que el material aún es grueso (4 a 6 pulgadas), tenemos:

W= 706 28

3 15 3

,

, lg.

= pu

Empleando un coeficiente de seguridad del 20 %, tenemos:

W p x mm p mm = 15 3 = = 0 80 19 125 25 4 1 485 775 , , , lg , lg ,

Según catálogo de Phoenix elegimos una faja transportadora de 500 mm de ancho.

Q = 30 t/h. (Dato dado por el problema)

3.- Cálculo de Qm.

Se determina utilizando la tabla 1, para un ángulo de comba de 30° Qm = 87 m

3 /h

4.- Cálculo de la velocidad de faja.

El valor de K para fajas inclinadas a 20°, se da en la tabla 3: K = 0,81

Luego reemplazando datos en la fórmula siguiente, tenemos:

v Q Q K x x m s v m s m = = = = . . , , , / . , / .

γ

5.- Cálculo de la fuerza de propulsión ascendente.

(

)

[

]

[

]

δ

δ

f = Índice de fricción en los polines portadores, se determina de la tabla 5

Tabla 5. Valores guía de “f”

Instalaciones bien dispuestas f = 0,018 Material: con fricción interna reducida

Valor estándar f = 0,020 Material: normal.

En casos de condiciones de f = 0,023 Material: con alta fricción (trayectos de Desfavorables de funcionamiento a f = 0,030 excavación subterránea, alta humedad).

Para nuestro caso tomaremos un valor de:

f = 0,025 L = 26,6 m.

GG = Peso de material por metro de faja =

Q v 3 6, ; Kp/m G x Kp m G Kp m G G = = = 30 3 6 0 3 27 777 27 777 , , , / , . /

GB = Peso de la faja por metro.

Por ser corta la distancia de transporte, será adecuada una faja de fibra sintética. En el mercado encontramos los siguientes tipos:

EP400/3, EP500/4, EP630/5, EP500/3, EP630/4, EP800/5, EP630/3, EP800/4, EP1000/5, EP800/3, EP1000/4, EP1250/5, EP1250/4, EP1600/5, EP1600/4, EP2000/5 EP2000/4, EP25400/5, EP2500/4 EP3150/5.

Significado de esta denominación:

EP500/4

E = Poliester (urdimbre). P = Poliamida (trama)

500 = 500 Kp/cm de ancho (mínima carga de rotura) 4 = 4 telas.

Tabla 6. Fajas a base de telas/peso del núcleo textil en Kp/m2.

Fajas con fibras sintéticas - Tipo EP

N° de telas 100 125 160 200 250 315 400 500 630

3 3,5 4,0 4,5 6,0 6,5

4 5,0 5,5 6,0 7,5 8,0 9,0 10,5 12,0 14,0