SEPARACIÓN DE MINERAL MEDIANTE LA SEGREGACIÓN …

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

VALPARAISO – CHILE

SEPARACIÓN DE MINERAL MEDIANTE LA

SEGREGACIÓN NATURAL PARA OPTIMIZAR

UNA PLANTA DE PRE-CHANCADO

RODRIGO TAPIA PARDO

TRABAJO DE TITULACIÓN PARA OPTAR AL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL MECÁNICO

PROFESOR GUÍA: FRANCISCO CABREJOS M., Ph. D.

PROFESOR CORREFERENTE: Mg.-Ing., GUILLERMO GONZÁLEZ B.

AGOSTO 2018

i

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer principalmente a mis padres Claudia y Jorge, por el apoyo

brindado siempre, ser un pilar fundamental en mi vida entregándome valores y

principalmente amor, especialmente en las situaciones adversas que nos ha tocado

vivir, gracias por siempre confiar y creer en mí.

Igualmente tener presente a mis hermanos apoyándome en todo momento y

hacerme sentir que siempre podré contar con ellos.

También al “CSDC”, donde encontré un excelente grupo humano, con el cual

compartí alegrías y me brindaron su apoyo cada vez que lo necesite, recalcar que fueron

importantísimos para ayudarme a completar mi etapa universitaria.

Agradecer de forma muy especial a todas las personas que me acompañaron en

mi etapa universitaria, que cada una aportó un grano de arena para hacerla inolvidable

compartiendo incontables alegrías y momentos que atesoro con mucho cariño.

ii

DEDICATORIA

Dedico mi memoria de titulación a mi padre Jorge Tapia, por entregarme todas

las herramientas para poder triunfar en la vida y en el lugar que se encuentre sé que

está orgulloso de verme terminar esta etapa con éxito.

iii

RESUMEN

El presente trabajo se realizó con el propósito de modelar, determinar y analizar

si la segregación natural que se produce en el llenado y vaciado de un silo de

almacenamiento con mineral chancado, se puede aprovechar para separar el mineral

fino del mineral grueso con la finalidad de alimentar por separado una planta de pre-

chancado. Para la realización de este estudio se diseñó y confeccionó un modelo

representativo de una tolva de fondo plano con tres alimentadores de descarga, que

puedan aprovechar el fenómeno de segregación natural.

Para maximizar la segregación de mineral chancado se estudiaron distintos

factores, como lo son la altura de pila y la variación de flujo másico de descarga entre

la interfase central y las laterales. Para cada ensayo se obtuvieron curvas de distribución

granulométricas, tanto de las descargas laterales como la descarga central, y para

cuantificar la segregación se utilizó un número adimensional Cs.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se logra cuantificar la segregación para

cada uno de los ensayos propuestos, observándose que esta tiende a aumentar a medida

que la altura de pila en el interior del acopio sea mayor. Igualmente, la segregación

tiende a aumentar al tener un mayor flujo de descarga, por la descarga central que por

las descargas laterales. Para maximizar la segregación y alimentar una planta de pre-

chancado, se recomienda trabajar a la altura de “rebalse”, altura donde la descarga

central se encuentra llena y comienza a caer mineral a las descargas laterales, caso en

que se obtuvo la mayor segregación con Cs = 33,1%.

iv

ABSTRACT

This work’s objective is to model, determine and analyze if the natural

segregation produced in the filling and emptying of a crushed mineral storage silo can

be used to separate fine minerals from coarse minerals with the purpose of feeding

separately a pre-crushing plant. In this study, we designed and implemented a

representative model of a flat bottom hopper with three discharge feeders, which can

take advantage of the natural segregation phenomenon.

To maximize segregation of crushed minerals, several factors were studied,

for example stack height and the mass flow variation of discharge between central and

lateral interface. For each test, particle size distribution curves were obtained, both for

lateral and central discharge. To quantify the segregation a dimensionless number Cs

was used.

According to the obtained results, it is possible to quantify segregation in each

one of the proposed tests, observing that segregation tends to increase as the pile height

in the interior of the storage is greater. Furthermore, segregation tends to increase with

greater discharge flow, more by central discharge than by the lateral discharges. To

maximize segregation and feed a pre-crushing plant, it is recommended to work at the

"overflow" height, where central discharge is full and the lateral discharges start to

reclaim the particles, in this case, greater segregation the obtained with Cs = 33.1%.

v

ÍNDICE

AGRADECIMIENTOS ............................................................................................................. i

DEDICATORIA ....................................................................................................................... ii

RESUMEN ...............................................................................................................................iii

ABSTRACT .............................................................................................................................. iv

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................ vii

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1

1.1 Tipos de segregación ................................................................................................. 4

1.2 Consecuencias de la segregación .............................................................................. 7

1.3 Estudios anteriores .................................................................................................... 8

1.4 Norma NCh435.Of55 .............................................................................................. 10

1.5 Objetivos ................................................................................................................. 11

2. MODELO EXPERIMENTAL ........................................................................................ 12

2.1 Modelación ............................................................................................................. 12

2.2 Pruebas patrón de flujo ........................................................................................... 17

3. EXPERIMENTACIÓN ................................................................................................... 20

3.1 Material ................................................................................................................... 20

3.2 Procedimiento de ensayo ........................................................................................ 21

3.3 Programa de ensayos ............................................................................................... 25

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ..................................................................................... 30

4.1 Distribución de descarga de 30% laterales, 40% central y altura de pila 220 [mm]30






4.7 Ensayo por rebalse a 70 [mm] ................................................................................. 67

4.8 Resumen de los resultados ...................................................................................... 75

5. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 78

6. REFERENCIAS .............................................................................................................. 80

7. ANEXOS ........................................................................................................................ 81

vi

Anexo A: Planos de fabricación del modelo. ...................................................................... 81

Anexo B: Tablas ................................................................................................................. 86

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Silos [2]. ........................................................................................................ 2

Figura 2: Pila de acopio (Stockpile) [3]. ....................................................................... 2

Figura 3: Segregación por percolación [7]. ................................................................... 4

Figura 4: Segregación por fricción de pared [7]. .......................................................... 5

Figura 5: Segregación por trayectoria. .......................................................................... 6

Figura 6: Segregación por nivel de operación............................................................... 7

Figura 7: Modelo de tambor giratorio [10]. .................................................................. 9

Figura 8: Maqueta virtual del modelo. ........................................................................ 13

Figura 9: Acopio del modelo....................................................................................... 14

Figura 10: Interfáses laterales y central, y correa transportadora. .............................. 15

Figura 11: Modelo montado para realizar ensayos. .................................................... 16

Figura 12: Modelo lleno con gritz de maíz. ................................................................ 17

Figura 13: Acopio lleno para ensayo de canales de flujo. ........................................... 18

Figura 14: Ensayo canales de flujo parte 1. ................................................................ 19

Figura 15: Ensayo canales de flujo parte 1. ................................................................ 19

Figura 16: Curva granulométrica del material utilizado en los ensayos. .................... 21

Figura 17: Recipientes para contener el mineral descargado. ..................................... 22

Figura 18: Pila llena hasta una altura "h". ................................................................... 22

Figura 19: Pérdida de perfil simétrico en la pila. ........................................................ 23

Figura 20: Alturas en la pila. ....................................................................................... 24

Figura 21: Ensayo con altura de pila 220 [mm]. ......................................................... 25

Figura 22: Ensayo para altura de pila 320 [mm]. ........................................................ 27

Figura 23: Ensayo altura de pila 420 [mm]. ................................................................ 28

Figura 24: Ensayo por rebalse. ................................................................................... 29

Figura 25: Granulometría de las descargas laterales y central para el ensayo parte

inferior y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%

descarga central. .......................................................................................................... 31

viii

Figura 26: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base para ensayo

parte inferior y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%


Figura 27: Granulometría de las descargas laterales y central para el ensayo parte media

y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40% descarga

central. ......................................................................................................................... 33

Figura 28: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base para el ensayo

parte media y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%



superior y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%



parte superior y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%








Figura 33: Granulometría de las descargas laterales y central, para el ensayo parte

media y altura de pila 320 [mm], configuración 30% descargas laterales y 40%








ix















descarga central ........................................................................................................... 46














media y altura de pila 220[mm], configuración 20% descargas laterales y 60% descarga

central. ......................................................................................................................... 51

x































xi

Figura 56: Granulometría obtenida de las descargas laterales, central y curva base para

el ensayo parte inferior y altura de pila 420 [mm], configuración 20% descargas

laterales y 60% descarga central. ................................................................................ 62













Figura 61: Granulometría de las descargas laterales y central, para el primer ensayo

por rebalse y altura de pila 70 [mm]. .......................................................................... 67

Figura 62: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base, para el primer

ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm]. .............................................................. 68

Figura 63: Granulometría de las descargas laterales y central, para el segundo ensayo

por rebalse y altura de pila 70 [mm]. .......................................................................... 69

Figura 64: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base, para el

segundo ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm]. ................................................ 70

Figura 65: Granulometría de las descargas laterales y central, para el tercer ensayo por

rebalse y altura de pila 70 [mm]. ................................................................................. 71

Figura 66: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base, para el tercer


Figura 67: Granulometría de las descargas laterales y central, para el cuarto ensayo por

rebalse y altura de pila 70 [mm]. ................................................................................. 73

xii

Figura 68: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base, para el cuarto


Figura 69: Granulometrías superpuestas de los ensayos con mayor coeficiente de

segregación para cada configuración de descarga. ..................................................... 77

1

1. INTRODUCCIÓN

Chile es considerado principalmente un país minero, debido a la directa

influencia que presenta el rubro en el desarrollo económico del país, rubro que a través

de los años crece aportando actualmente el 7,8% del PIB nacional [1], siendo el área

con mayor inversión extranjera 33,3% del total.

En la actualidad las industrias mineras se enfocan en optimizar sus procesos y

reducir los costos asociados al proceso productivo. Un área poco estudiada es la de

manejo y almacenamiento de materiales sólidos a granel, dentro de la cual se

encuentran diferentes formas de almacenaje, dependiendo de distintos aspectos como

lo son las características y propiedades de fluidez de un material, el tiempo que se desea

almacenar, la cantidad a almacenar, entre otros.

Entre las formas existentes para almacenar sólidos a granel destacan

principalmente los silos y pilas de acopio (stockpile), los cuales se utilizan para el

almacenamiento de mineral y asegurar que exista un flujo de descarga adecuado para

alimentar los equipos que se encuentran aguas abajo. Los silos son construcciones

verticales más una sección convergente o tolva, ubicada directamente bajo la sección

vertical. La sección vertical puede tomar variadas formas dependiendo principalmente

de la descarga a utilizar (cuadrada, circular, rectangular, entre otros). En la minería es

común ver silos cilíndricos con fondo plano y múltiples tolvas de descarga, como se

muestra en la Figura 1.

2

Figura 1: Silos [2].

Las pilas de acopio, conocidas también como “Stockpile”, presentan una de las

maneras más económicas para almacenar grandes volúmenes de sólidos a granel. A

diferencia de los silos, estos no tienen paredes verticales, por ende se sustentan sobre

sí mismos formando un ángulo de reposo el cual varía dependiendo del material. Los

tipos de pilas de acopio más utilizadas son de forma cónica, como se muestra en la

Figura 2, formándose al dejar caer el material desde el punto más alto de la pila,

mientras que la pila prismática, consiste en dejar caer el material desde un carro móvil.

Figura 2: Pila de acopio (Stockpile) [3].

3

Dentro de los principales problemas que se encuentran en el manejo y

almacenamiento de sólidos a granel en silos o pilas de acopio se tienen la formación de

arcos estables, los “ratholes” (tubo vacío en material), flujo errático, inundación, falta

de capacidad viva del silo o pila de acopio, degradación del producto, control de nivel

y la segregación [4].

Los problemas mencionados anteriormente producidos en el manejo y

almacenamiento de sólidos a granel, traen consigo problemas de flujo, los cuales

pueden afectar en reducir la capacidad de almacenamiento del silo o pila de acopio,

como provocar operaciones deficientes, consumo excesivo de energía, fallas

estructurales, entre otros [4].

La segregación es el fenómeno que se estudiará en este trabajo. Según el

diccionario de la Real Academia Española la segregación hace referencia a la “acción

y efecto de separar o apartar algo o a alguien de otra u otras cosas” [5]. Otra definición

en el contexto técnico define la segregación de un material sólido a granel como la

“separación no deseada y no intencional que experimenta una agrupación de partículas

según su tamaño” [6].

La segregación es causal de varios problemas en el área industrial, ya que puede

generar problemas de flujo, lo que trae consigo bajas en la eficiencia de los equipos

además de pérdidas de producción en algunos casos. En silos es un motivo por el que

se producen arcos cohesivos, por ende se detiene el flujo de descarga, porque se

produce una mayor concentración de finos en las aberturas de descarga.

Existen diversos factores que pueden producir segregación en un material

sólido a granel, entre ellos se encuentran la variada distribución de tamaño de

partículas, que sean relativamente secas y debe existir un movimiento relativo entre

ellas [6].

4

1.1 Tipos de segregación

A continuación se mencionan con una breve descripción los diversos tipos de

segregación. Cabe destacar que estos pueden ocurrir en forma individual o simultánea

Segregación por percolación

Este tipo de segregación se produce cuando se cuenta con la descarga del

material a granel desde un punto elevado sobre una superficie plana, y se produce en

materiales con una variada distribución granulométrica, provocando que las partículas

finas queden depositadas directamente bajo la descarga, “filtrándose” entre los espacios

vacíos que dejan las partículas de mayor tamaño, mientras que estas tienden a

desplazarse hacia el perímetro debido a que poseen mayor fluidez y menor ángulo de

reposo que las partículas finas. Este tipo de segregación se puede encontrar al llenar las

pilas de acopio, en los silos de fondo plano, entre otros [4]. Ver Figura 3.

Figura 3: Segregación por percolación [7].

Segregación por fricción de pared

La segregación por fricción de pared es común encontrarla en chutes inclinados,

ya que se produce al transportar un material sólido a granel con alta distribución

5

granulométrica. Al deslizarse por el chute las partículas finas caen directamente bajo

éste o cerca debido a que existe un mayor el roce de las partículas con la pared, mientras

que las de mayor tamaño, son lanzadas más lejos y con mayor velocidad [4]. Ver Figura

4.

Figura 4: Segregación por fricción de pared [7].

Segregación por trayectoria

Este tipo de segregación está directamente relacionada con la inercia de las

partículas de diferentes tamaños, ya que se genera al lanzar un material sólido a granel

desde un punto elevado y a una alta velocidad, las partículas de mayor tamaño tienden

a caer más lejos del punto de descarga, mientras que las de menor tamaño se

depositarán debajo del punto de descarga o cerca de este. Este tipo de segregación se

hace presente en correas transportadoras [4]. Ver Figura 5.

6

Figura 5: Segregación por trayectoria.

Segregación por nivel de operación

Se produce principalmente en silos de flujo embudo, fondo plano o pilas de

acopio, y se debe a la formación de canales de flujo y zonas “muertas” dentro del

material transitoriamente detenido. La granulometría de la descarga depende en gran

medida de la forma en que opere el silo y/o pila de acopio [4].

Como se muestra en la Figura 6, si el flujo de llenado es mayor que el flujo de

descarga, el nivel de almacenamiento en el silo aumentará y el material que se

descargará será preferentemente más fino, ya que la fracción más gruesa del material

se desplazará hacia las paredes y permanecerá almacenada en reposo.

En cambio, si el flujo de llenado es menor que el flujo de descarga, el nivel de

almacenamiento en el silo o pila de acopio disminuirá y el material que se descargará

será preferentemente grueso, ya que la fracción de gruesos que se encontraba en las

zonas “muertas” se desplazará hacia el canal de flujo.

El último caso se produce cuando el flujo de llenado es igual al flujo de

descarga, por ende el nivel de almacenamiento permanece constante en el silo y el

material que se descargará será el mismo que se llena. En este caso la segregación no

afectará el proceso, pero igualmente se encontrarán zonas “muertas” en el silo [4].

7

Figura 6: Segregación por nivel de operación.

Existen otros tipos de segregación como la segregación por vibración y la

segregación por ángulo de reposo [4].

1.2 Consecuencias de la segregación

La segregación por percolación, típica en silos de fondo plano y pilas de acopio

cuando se manejan materiales de alta distribución granulométrica. Cuando un material

se segrega puede producir problemas de flujo como la formación de arcos cohesivos

en silos, de “ratholes” en pilas de acopio, ya que se encuentra una mayor concentración

de finos en las aberturas de descarga, los cuales presentan un ángulo de reposo mayor

y mayor cohesión entre sí [6].

En la industria minera como tal, la segregación del mineral puede afectar

directamente a la alimentación de un molino, disminuyendo su tonelaje y aumentando

la energía consumida en el proceso. Si al molino SAG se le alimenta con material fino,

8

fracción menor a una pulgada en la distribución granulométrica, es posible disminuir

el consumo específico de energía [8].

1.3 Estudios anteriores

Los estudios sobre segregación en materiales sólidos a granel existentes son

bastante acotados, ya que el manejo de sólidos a granel se trata de un área poco

explorada en la ingeniería.

Existen memorias de titulación, las cuales han propuesto ensayos para poder

visualizar y cuantificar la segregación que se produce mediante diversas metodologías

de trabajo. “La segregación y efecto de la granulometría del mineral en el

comportamiento dinámico del stockpile en una empresa minera”, memoria de titulación

escrita por Marco Díaz V [9]. La cual busca modelar y cuantificar a escala el fenómeno

de segregación por percolación que se produce en el llenado y vaciado de un “stockpile

cónico”.

“Comparación de la segregación de materiales solidos a granel mediante

diversas metodologías”, memoria de titulación escrita por Lorena Pizarro O [10]. Tiene

como propósito estudiar y cuantificar el fenómeno de segregación de un material

solido a granel en un tambor giratorio, como se muestra en la Figura 7.

9

Figura 7: Modelo de tambor giratorio [10].

Para cuantificar la segregación que se produce en un material sólido a granel,

se propone utilizar un coeficiente adimensional llamado “Coeficiente de Segregación”,

el cual se basa en la medición de curvas granulométricas.

𝐶𝑠 =

1𝑁∑[𝑌𝑓𝑖𝑛𝑜(𝑥) − 𝑌𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜(𝑥)]

1𝑁 [100% − 𝑌𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜(𝑥)]

Donde Cs es el coeficiente de segregación, N es el número de mallas

granulométricas utilizadas para realizar la medición, Yfino representa la fracción en peso

bajo la malla “x” de la curva fina, análogamente Ygrueso representa la fracción en peso

bajo la malla “x” de la curva gruesa. Cabe destacar que Cs = 0 indicara que las curvas

Yfino e Ygrueso estén superpuestas entre sí, lo que significa que el material analizado no

se segrega, mientras que Cs = 1 indicara que la segregación es máxima (Yfino = 100%).

10

1.4 Norma NCh435.Of55

La norma NCh435.Of55 [11]. Hace referencia a la “Técnica de tamizado y

representación gráfica del análisis granulométrico de materiales finos”, estableciendo

los procedimientos para clasificar los materiales según el tamaño de sus partículas, con

el uso de tamices de ensayo, e indica la forma de representar gráficamente el resultado

de análisis granulométrico.

La técnica de tamizado que se utilizó para realizar el análisis granulométrico de

las muestras fue el “Tamizado en seco”, la cual hace referencia según el artículo 6°.

“La muestra seca que será tamizada debe consistir en 100 [g] cuando a lo sumo el 10%

del material quede retenido en la malla de 5,66 [mm] de abertura, y podrá llegar hasta

los 500 [g] cuando por lo menos el 90% quede retenido en la malla de 5,66 [mm] de

abertura.”.

11

1.5 Objetivos

El objetivo de este trabajo es estudiar y analizar la factibilidad de aprovechar el

fenómeno de segregación natural que se produce en tolvas y/o acopios, con el fin de

separar el mineral grueso del mineral fino y de esta forma alimentar por separado una

planta de pre-chancado.

Los objetivos específicos son:

Diseñar y fabricar un modelo a escala de una tolva de fondo plano con

alimentadores de descarga, que aproveche el fenómeno de segregación natural.

Reproducir en el laboratorio CITRAM el fenómeno de llenado y vaciado de la

tolva construida con una muestra representativa de mineral, y estudiar la

segregación natural que se produce.

Determinar el grado de separación a la salida de los alimentadores de descarga,

y analizar la segregación natural que se produce en la tolva es suficiente para

separar el mineral grueso del fino.

El CITRAM (Centro de Investigaciones para el Transporte de Materiales)

perteneciente al Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica

Federico Santa María, está ubicado en el hall central del edificio “C” de la universidad.

En el CITRAM se realizaron las modelaciones y mediciones de granulometría para

cada uno de los ensayos.

12

2. MODELO EXPERIMENTAL

2.1 Modelación

El fenómeno que se desea modelar consiste en el llenado, vaciado y operación

a nivel constante de un acopio realizando, para posteriormente variar el flujo másico

de las descargas laterales y central, para poder lograr el objetivo del trabajo, recrear y

entender el fenómeno de segregación por percolación en acopios y tolvas, mediante un

modelo básico y experimental, el cual debe cumplir con las siguientes condiciones:

El modelo consta de cuatro partes, tolva de alimentación, acopio, correa

transportadora y la estructura que soporta las partes anteriormente nombradas.

La tolva de alimentación debe permitir un flujo constante de mineral.

El acopio debe ser confeccionado con paredes transparentes para apreciar

visualmente el fenómeno de la segregación y los canales de flujo que se generan

en su interior.

El acopio debe disponer de una salida central y dos laterales ubicadas en su

parte inferior, cada una está compuesta a su vez por una interfase.

La capacidad total del acopio debe ser igual a su capacidad viva.

Por debajo de las interfases se ubica una correa transportadora, a la cual se le

puede variar la velocidad, con el fin de lograr regular el flujo másico de

descarga.

13

Figura 8: Maqueta virtual del modelo.

El acopio está fabricado con madera en toda su estructura, mientras que la pared

frontal y trasera son de acrílico de espesor 5 [mm]. La base del acopio es plana teniendo

500 [mm] de largo, 140 [mm] de ancho y 600 [mm] de altura. Ver Figura 9. Los planos

se encuentran en el Anexo A.

14

Figura 9: Acopio del modelo.

Para la salida central y laterales ubicadas en la base del modelo, se requiere

controlar el flujo de descarga. Para ello se diseñó e instaló interfases con dimensiones

principales en su alimentación 153 [mm] de largo, 140 [mm] de ancho, 150 [mm] de

altura en sus caras traseras, mientras que la interfase de las laterales presentan 127

[mm] de altura en sus caras delanteras, la altura de la cara delantera de la interfase

central presenta 119,5 [mm]. Las dimensiones de la descarga de las interfases son, 55

[mm] de largo y 140 [mm] de ancho, ver Figura 10. Los planos se encuentran en el

Anexo A.

15

Figura 10: Interfáses laterales y central, y correa transportadora.

Con el fin de prevenir problemas de flujo que se puedan generar bajo las

interfases, se instaló una correa transportadora, la cual dependiendo de la velocidad

regula el flujo másico de las descargas. Para regular esta velocidad la correa cuenta con

una manilla de accionamiento manual.

Para montar el modelo se utilizó la estructura y la tolva de alimentación

fabricadas por Marco Díaz A [9], con algunas modificaciones, pero se mantuvo en su

mayoría la geometría. A la tolva de alimentación se le instaló en su interior un embudo

metálico, y dentro de este dependiendo el flujo que se requiera otro embudo plástico

con menor diámetro para que el acopio se llene lo más simétrico posible.

Una vez fabricadas y montadas todas las partes, el modelo se encuentra listo

para ser utilizado. El modelo completo montado tiene como dimensiones principales

1900 [mm] de alto y 500 [mm] de ancho. En la Figura 11, se puede apreciar el modelo

instalado y listo para ser usado. Los planos se encuentran en el Anexo A.

16

Figura 11: Modelo montado para realizar ensayos.

17

2.2 Pruebas patrón de flujo

El fenómeno que se desea modelar consiste en el llenado y vaciado de un acopio

construido, variando el flujo másico de las descargas laterales y central, para

posteriormente medir la segregación en cada caso. Para probar el correcto

funcionamiento con un material más “noble”, se utilizó gritz de maíz, que presenta

mejor fluidez que el mineral chancado, por ende una mayor facilidad para operar y

aprender a utilizar el modelo. Ver Figura 12.

Figura 12: Modelo lleno con gritz de maíz.

El ensayo que se realizó con el gritz de maíz fue para observar cómo se

desarrollan los canales de flujo en el silo, verificar que se asemeje a lo esperado y poder

observar las zonas muertas que se producen al vaciar el acopio. Para reproducir el

ensayo se llenó el silo con gritz de maíz, dejando entremedio una capa de éste

previamente teñido de color rojo, para poder distinguir los canales de flujo, como se

puede apreciar en la Figura 13.

18

Figura 13: Acopio lleno para ensayo de canales de flujo.

Para realizar este ensayo se requirió mantener un nivel constante en el acopio,

el cual consiste en que se mantenga el nivel de altura de la pila, ya que por lo general

de esta forma trabajan las tolvas. Para esto se utilizó un tubo de metal el cual va unido

al embudo que se encuentra al interior de la tolva de alimentación, lo que produce que

cuando comience la descarga del material, por gravedad cae el material de la tolva y

siempre se mantiene constante el nivel de la pila hasta el nivel del tubo.

Se utilizó un flujo másico de 30% en cada una de las descargas laterales y 40%

por la descarga central, lo que se refiere a que sumando ambas descargas laterales se

descarga un 60% del material descargado total, mientras que por la descarga central

sale un 40% del material total.

Una vez efectuado el ensayo se apreció claramente los canales de flujo que se

producen sobre cada una de las descargas en las Figuras 14 y 15, se ve el gritz de maíz

teñido de rojo fluyendo por el centro y a mayor velocidad por las descargas laterales,

mientras que existen dos zonas “muertas” al interior del acopio, ubicadas en los

extremos como se aprecia en ambas imágenes (los cuales tienen el maíz teñido en su

19

perímetro). Estos resultados se asemejan bastante a lo esperado, por otra parte se

aprecia en ambas figuras que a medida que se efectúa el ensayo la pila se desarrolla de

forma simétrica.

Figura 14: Ensayo canales de flujo parte 1.

Figura 15: Ensayo canales de flujo parte 1.

20

3. EXPERIMENTACIÓN

3.1 Material

El material ensayado corresponde a una muestra representativa de mineral

chancado, aproximadamente 60 [kg] (100% bajo malla ½”), con una humedad del 1%

y una densidad de partícula 2.613 [kg/m3].

Su distribución granulométrica fue la siguiente:

Tabla 1: Distribución granulométrica del mineral utilizado en los ensayos.

Granulometría del Mineral Chancado

Malla Abertura [mm] % Retenido % Acumulado Pasante

½” 12,7 0 100

¼” 6,3 1,1 98,8

#5 4 22,6 76,1

#10 2 24,6 51,5

#18 1 15,7 35,8

#30 0,6 7,7 28,0

#50 0,3 11,4 16,5

#100 0,15 7,7 8,8

#200 0,074 6,0 2,8

Fondo 0 2,8 0

Con la Tabla 1 se procede a realizar la curva de distribución granulométrica de

todo el material que se ocupará para realizar los ensayos. A esta curva se le denominará

“Curva base” más adelante. Ver Figura 16.

21

Figura 16: Curva granulométrica del material utilizado en los ensayos.

3.2 Procedimiento de ensayo

A continuación se describen los pasos para la realización de un ensayo. Ya que

estos son similares entre sí, se señalará uno genérico para los distintos ensayos.

1. Mezclar el mineral base para lograr homogeneizar el material a ensayar.

2. Limpiar la base del modelo, de remanentes que puedan existir de ensayos

anteriores.

3. Preparar la configuración de flujos de descarga a ensayar, el modelo se

encuentra construido con 60% laterales y 40% centro, en el caso que el ensayo

a realizar sea 40% laterales y 60% centro se deben restringir las salidas laterales

con una pieza de madera.

4. Tener a disposición los recipientes para contener el material descargado del

modelo, y los recipientes para tomar las muestras a ensayar, posicionarlos bajo

la descarga de la correa transportadora, como se muestra en la Figura 17.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

%B

ajo

Tam

año

Esp

ecif

icad

o

Tamaño de Partícula [mm]

22

Figura 17: Recipientes para contener el mineral descargado.

5. Configurar el tubo telescópico a la altura “h” de pila deseada para el ensayo

(220, 320 o 420 [mm]), como se ilustra en la Figura 18.

Figura 18: Pila llena hasta una altura "h".

23

6. Conectar y posicionar una aspiradora en el interior del acopio, para mitigar el

polvo en suspensión que se produce al llenar y operar el modelo.

7. Por medio de la tolva alimentadora se llena el silo hasta la altura “h” de pila ya

configurada anteriormente, ver Figura 18.

8. Accionando manualmente la correa transportadora, se vacía el silo hasta que la

pila pierda su perfil simétrico. Ver Figura 19.

Figura 19: Pérdida de perfil simétrico en la pila.

9. Se vuelve a llenar el acopio hasta la altura “h” de pila deseada, con material

fresco.

10. Se fijan tres alturas en la pila (inferior, media y superior). Ver Figura 20.

Mediante el accionamiento manual de la correa transportadora y manteniendo

un flujo constante de mineral (altura de pila “h” constante), se siguen

visualmente los puntos, para posteriormente a medida que salgan por la

interfase y lleguen al final de la correa transportadora, se tomaran muestras de

cada uno de los puntos en los recipientes de la Figura 18, y cada una de las

descargas (laterales y central), las muestras deben ser de 150 a 250 [g].

24

Figura 20: Alturas en la pila.

11. Se proceden a pesar las muestras, y posteriormente se pasan por las mallas

granulométricas, para lo cual se utilizan los tamices para materiales finos, W.S.

Tylor, USA Standart Testing Sieves: ½”, ¼”, #5, #10, #18, #30, #50, #100,

#200, existentes en el laboratorio de CITRAM.

12. Para obtener la distribución granulométrica de las muestras se utiliza el ensayo

normado NCh435.Of55. Primeramente se procede a colocar el mineral ya

pesado en el paso anterior en el tamiz de mayor apertura (½”), el cual descansa

en la bandeja inferior, y se cubrirá con la tapa.

13. Se le da al tamiz 25 sacudidas y movimientos circulares en 10 [s], luego

avanzando 60° la posición de la mano derecha se repite la operación cambiando

la dirección de las sacudidas, se repite la operación hasta completar los 360°

(150 sacudidas en total y 1 [min] de tiempo).

14. Se retira lo que ha pasado a la bandeja inferior, para repetir la operación del

punto 13. Si la cantidad que cae a la bandeja inferior en el segundo ciclo es

25

menor que el 0,1% del peso de la muestra, la operación se ha completado, de lo

contrario se debe repetir este paso.

15. Se pesa el material que se encuentra retenido en la malla, para lo cual se utiliza

una balanza electrónica marca FWE, modelo FH-6000, del rango de 600 [g] y

resolución 0,1 [g].

16. El material que pasó a la bandeja inferior se traslada al tamiz que sigue y se

repiten los pasos 13 y 14 hasta completar la operación con la totalidad de los

tamices.

17. Una vez realizado el ensayo de distribución granulométrica para cada una de

las muestras (nueve en total), se vacía el acopio y se pesa el material total dentro

de este.

3.3 Programa de ensayos

Altura de pila 220 [mm]

Con este ensayo se quiere simular cómo se comporta el mineral dentro de un

acopio cuando se trabaja con nivel bajo, como se muestra en la Figura 21.

Figura 21: Ensayo con altura de pila 220 [mm].

26

Los ensayos se realizan con las configuraciones de flujo de descarga propuestas,

las cuales son 30% en las descargas laterales, 40% en la descarga central y

análogamente 20% en las descargas laterales, 60% en la descarga central. Para cada

configuración de flujo de descarga, se deben determinar tres alturas dentro de la pila

(inferior, media y superior), como se aprecia en la Figura 20. Para de esta forma

analizar en qué altura y con qué flujo de descarga la segregación es mayor, para los 220

[mm] de altura de pila.

Cabe destacar que para esta altura de pila se realizan tres veces las mediciones,

para ambas configuraciones de descarga, para evitar errores experimentales en el

ensayo y descartar que la muestra se trate de una “singularidad” dentro de la pila. Como

el ensayo se realiza tres veces por configuración, se obtendrán 27 muestras

granulométricas, de las cuales se descartarán 9 que representen el ensayo de menor

simetría o más disperso en comparación a los otros dos realizados.

Posteriormente realizado el ensayo granulométrico, los datos obtenidos se

representaran en gráficos semi logarítmico para su posterior análisis.


Con este ensayo se quiere recrear el comportamiento del mineral cuando un

acopio trabaja con un nivel medio. Ver Figura 22. Otro aspecto a observar son los

canales de flujo que se producen en su interior. De igual manera se efectuara ensayos

granulométricos en tres alturas dentro de la pila (inferior, medio y superior), para cada

una de las descargas, estos ensayos serán efectuados para ambas configuraciones de

descarga 30% descargas laterales, 40% descarga central y 20% descargas laterales,

60% descarga central, para de esta forma analizar cómo afectan cada uno de estos

aspectos en el nivel de segregación.

27

Figura 22: Ensayo para altura de pila 320 [mm].

Se repetirán para esta altura de pila tres veces los ensayos para cada

configuración de descarga, con el fin de disminuir el error experimental e descartar

que la muestra sea tomada en una “singularidad” dentro de la pila. En total se obtendrán

27 ensayos granulométricos por cada configuración de descarga, de los cuales se

descartaran los 9 que no presenten simetría entre las descargas laterales o que se

encuentren con mayor “dispersión” en comparación a los demás, los que serán

representados en forma de gráficos semi logarítmicos, para su posterior análisis.


Con este ensayo se quiere simular el funcionamiento de un acopio funcionando

su capacidad total. Ver Figura 23. Se efectuaran ensayos para las configuraciones de

descarga 30% descargas laterales, 40% descarga central y 20% descargas laterales,

60% descarga central, para cada una de las alturas designadas al interior de la pila

28

(inferior, medio, superior). De esta forma se busca analizar cómo influyen estos

parámetros en el fenómeno de segregación del mineral chancado.

Figura 23: Ensayo altura de pila 420 [mm].

Con el fin de disminuir el error al tomar las mediciones, o descartar que al momento

de tomar la muestra a analizar esta se trate de una “excentricidad” en la pila de

mineral, los ensayos se proceden a tomar en tres oportunidades para cada altura dentro

de la pila, ver Figura 20. Para luego ser representados en gráficos semi logarítmicos,

para posteriormente proceder a descartar los que presenten menos simetría entre las

descargas laterales o que su granulometría presente una mayor dispersión en

comparación a los demás resultados.

Ensayo por rebalse

Con este ensayo se simula la condición en la cual la tolva de descarga del centro

se encuentra llena y comienza a rebalsar el mineral a las tolvas de descarga laterales

como se muestra en la Figura 24.

29

Figura 24: Ensayo por rebalse.

La forma de realizar este ensayo es mantener el nivel constante de la pila, en la

altura mínima (70 [mm]), donde comienza a rebalsar hacia las tolvas de descarga

laterales, hasta que el material inicial de la pila haya sido remplazado por material

fresco, en ese momento se procede a tomar las muestras para su posterior análisis

granulométrico.

Para este ensayo se realizaron cuatro repeticiones, con el fin de reducir las

probabilidades de error y de que el punto en el cual se toma la muestra se trate de una

“excentricidad” dentro de la pila de mineral.

30

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1 Distribución de descarga de 30% laterales, 40% central y altura de pila

220 [mm]

La función de este ensayo es cuantificar la segregación que se produce en el

mineral cuando se opera un acopio en un nivel bajo y a una altura constante 220 [mm]

y la configuración de descarga sea mayormente por las laterales, esto se logra al colocar

un cilindro a la altura deseada de la medición manteniendo siempre la cima de la pila

tocando el cilindro y la tolva de alimentación con mineral, para que este por gravedad

vaya depositándose en la pila mientras se descarga material por la correa.

Se identifican tres puntos dentro de la pila como se muestra en la Figura 20 para

el posterior muestreo de estos puntos. Las curvas de distribución granulométrica

obtenidas en la parte inferior de la pila de 220 [mm] de altura se aprecian en la Figura

25. Cabe destacar que las curvas de color azul representan las granulometrías de las

descargas laterales y la curva de color anaranjado la granulometría de la descarga

central.

31



descarga central.

Se aprecia la simetría que existe en las descargas laterales y que por la descarga

central se descarga mineral con granulometría más fina. Posteriormente se procede a

sumar las descargas laterales y obtener una nueva curva granulométrica que represente

a ambas descargas y se grafica también la “curva base” del material (color gris), para

visualizar el desplazamiento de la curva de la descarga lateral y central con respecto a

esta, como se muestra en la Figura 26.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


32

Figura 26: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base para ensayo


descarga central.

Se aprecia que la distancia que existe entre la curva base con la lateral y la curva

base con la central no son iguales, esto se puede deber a que el punto inferior de la pila

de 220[mm] de altura es muy bajo. El coeficiente de segregación para este caso

asciende a 10,1%.

La parte media del ensayo con altura 220 [mm] y la configuración de descarga

30% descargas laterales y 40% descarga central, presenta una distribución

granulométrica la cual se aprecia en la Figura 27. Las curvas de color azul

corresponden a las granulometrías ambas descargas laterales, mientras que la curva de

color anaranjado a la granulometría de la descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


33



descarga central.

Se aprecia la simetría de las descargas laterales y que la descarga central

descarga mineral con granulometría más fina que las laterales, posteriormente para

poder calcular el coeficiente de segregación se procede a sumar las curvas laterales y

calcular su granulometría, obteniendo un gráfico con la “curva base” de color gris la

descarga lateral y la descarga central, ver Figura 28.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


34

Figura 28: Granulometría de las descargas laterales, central y curva base para el

ensayo parte media y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas laterales

y 40% descarga central.

En el gráfico se aprecia que la “curva base” se encuentra entre las curvas de la

descarga central y la lateral, según lo esperado, y el coeficiente de segregación es 9,9%.

De la parte superior del ensayo con altura 220 [mm], con la configuración de

30% en descargas laterales y 40% en la descarga central, se obtuvo la distribución

granulométrica, la cual se puede apreciar en la Figura 29. Cabe destacar que las curvas

de color azul representan a las granulometrías de las descargas laterales, mientras que

la de color anaranjado a la granulometría de la descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


35



descarga central.

En el gráfico de la Figura 29 se aprecia que existe simetría entre las

granulometrías de ambas descargas laterales, además se puede observar que la

descarga central presenta una granulometría más fina que las laterales. Posteriormente

se procede a sumar las descargas laterales, calculado una nueva granulometría, con el

fin de poder obtener el coeficiente de segregación de este ensayo. Se construye un

gráfico con la descarga lateral, la descarga central y la “curva base” de color gris, ver

Figura 30.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


36


ensayo parte superior y altura de pila 220 [mm], configuración 30% descargas

laterales y 40% descarga central.

De la Figura 30 se puede apreciar que la curva base se encuentra entre la curva

de los gruesos (descarga lateral) y los finos (descarga central) lo que concuerda según

lo esperado, posteriormente al calcular el coeficiente de segregación, se obtiene un

valor de 10,6%.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


37


320 [mm]

La función de este ensayo es cuantificar la segregación producida en el mineral

chancado, cuando se opera en un acopio en un nivel medio y altura constante de la pila

320 [mm], con una configuración de descarga que sea mayormente por las descargas

laterales, esto se logra utilizando un cilindro que siempre este en contacto con la sima

de la pila y a su vez conectado a la tolva de alimentación para que por gravedad el

mineral vaya cayendo sobre la pila a mientras simultáneamente se descarga por la

correa.




31. La curva anaranjada corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras

que las curvas azules representan a la granulometría de las descargas laterales.



descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


38

Se puede apreciar que la curva de la descarga central presenta granulometría

más fina que las descargas laterales, mientras estas últimas son simétricas entre sí.

Posteriormente con el fin de poder calcular el coeficiente de segregación se proceden

a sumar las granulometrías obtenidas de ambas descargas laterales en este ensayo y se

procede a construir un nuevo grafico el cual contiene las descargas laterales sumadas,

la descarga central y la “curva base” representada de color gris, ver Figura 32.


ensayo parte inferior y altura de pila 320 [mm], configuración 30% descargas


En el gráfico de la Figura 32 se aprecia que la “curva base”, se encuentra entre

la curva de las descargas laterales (gruesos) y la descarga central (finos). Se calcula el

coeficiente de segregación para este ensayo el cual es de 12,8%.

La parte media del ensayo con altura 320 [mm] y con la configuración de

descarga 30% descargas laterales y 40% descarga central, se obtuvo una distribución


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


39

corresponden a las granulometrías de las descargas laterales, mientras que la curva de

color anaranjado a la granulometría de la descarga central.



descarga central.

En la Figura 33 se puede apreciar que las granulometrías de las descargas

laterales son simétricas entre sí, mientras que la descarga central presenta

granulometría más fina que las descargas laterales. Luego se procede a sumar las

granulometrías obtenidas de ambas descargas laterales, con el fin de poder obtener una

sola curva que las represente y de esta manera se proceder a construir un nuevo gráfico,

representado en la Figura 34, el cual contiene la descarga central, las curvas laterales

sumadas y la “curva base” (color gris), para posteriormente poder calcular el

coeficiente de segregación de este ensayo.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


40




En el gráfico de la Figura 34, se puede apreciar que la “curva base” se encuentra

entre medio de la curva de los “finos” (descarga central) y la de los “gruesos”

(descargas laterales sumadas), además se comienza a observar una mayor similitud

entre las distancias entre las curvas de las descargas a la “curva base”. El coeficiente

de segregación arroja un valor de 13,6%.

En parte superior del ensayo y altura 320 [mm] y con la configuración de


granulométrica, la cual se aprecia en la Figura 35. Las curvas de color azul

corresponden a las granulometrías de ambas descargas laterales, mientras que la curva

de color anaranjado a la granulometría de la descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


41



descarga central.

En la figura 35 se puede apreciar que la descarga central (curva de color

anaranjado) presenta una granulometría más fina que las descargas laterales, mientras

que las descargas laterales son simétricas entre sí. Posteriormente se procede a sumar

las granulometrías de ambas descargas laterales para generar una sola curva y luego

graficarla junto a la granulometría obtenida de la descarga central y la granulometría

de la “curva base” (curva de color gris), como se representa en la Figura 36. Este

grafico se realiza con el fin de poder calcular el coeficiente de segregación de este

ensayo.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


42




En el gráfico de la Figura 36, se puede apreciar que la “curva base” se encuentra

ubicada entre la curva de los finos (descarga central) y la curva de los gruesos

(descargas laterales sumadas), se aprecia igual mente una similitud en las distancias de

ambas curvas hacia la “curva base”. El coeficiente de segregación arroja un valor de

12,3%.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


43


420 [mm]


chancado, cuando se opera en un acopio lleno y altura constante de la pila 420 [mm],

y la configuración de descarga sea mayormente por las laterales, esto se logra utilizando

un cilindro que siempre este en contacto con la sima de la pila y a su vez conectado a

la tolva de alimentación para que por gravedad el mineral vaya cayendo sobre la pila a

mientras simultáneamente se descarga por la correa.




37. Cabe destacar que las curvas de azul representan las granulometrías de las descargas

laterales, mientras que la curva anaranjada representa la curva granulométrica de la

descarga central.



descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


44

De el gráfico de la Figura 37 se aprecia que la curva granulométrica de la

descarga central está más arriba que las curvas granulométricas de las descargas

laterales, lo que infiere que por la descarga central se descarga mineral más fino que

por las laterales, igualmente se aprecia simetría en la curvas de ambas descargas

laterales. Posteriormente se procede a sumas las curvas de ambas descargas laterales

para poder calcular el coeficiente de segregación, para esto se confecciona un gráfico

en la Figura 38, con la granulometría de la descarga central, granulometría de las

descargas laterales sumadas y la “curva base” de color gris.




En el gráfico de la Figura 38 se puede apreciar que la “curva base” se encuentra

entre las curvas granulométricas de la descarga central y descargas laterales, no se

aprecia similitud en la distancia entre la “curva base” a las curvas de las descargas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


45

laterales y central. El coeficiente de segregación para este ensayo el cual arroja un valor

de 9,6%.

La parte media del ensayo a altura 420 [mm] y la configuración de descarga

30% descargas laterales y 40% descarga central, se obtuvo una distribución






descarga central.

En el gráfico de la Figura 39 se puede apreciar que las curvas granulométricas

de las descargas laterales son simétricas entre sí, por otra parte da cuenta que la

descarga central, presenta una granulometría más fina que las descargas laterales.

Posteriormente se proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales,

para luego ser representada como una sola curva en un gráfico que además contenga la

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


46

descarga central y la “curva base”, esta última se representara de color gris, como se

representa en la Figura 40. Luego se procederá a calcular el coeficiente de segregación

de este ensayo.



y 40% descarga central

Observando el gráfico de la Figura 40 se aprecia que existe similitud entre las

distancias de las curvas granulométricas de la descarga centra y la suma de las laterales

hacia la “curva base”, además que la curva base se encuentra en medio de las curva de

finos (descarga central) y la de gruesos (descargas laterales). El coeficiente de

segregación para este ensayo asciende a 11,5%.

La parte superior del ensayo con altura 420 [mm] y con la configuración de



0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


47





descarga central.

En el gráfico de la Figura 41 se observa que las curvas granulométricas de

ambas descargas laterales son simétricas entre sí, además la curva granulométrica de la

descarga central presenta mayor cantidad de porcentaje de finos que la de las laterales.

Posteriormente, con el fin de calcular el coeficiente de segregación de este ensayo se

suman las granulometrías de las descargas laterales para generar una sola curva y

graficarla junto a la granulometría de la descarga central y “curva base”, como se

aprecia en la Figura 42.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


48




En el gráfico de la Figura 42 se puede apreciar que la “curva base”, se encuentra

entre la curva granulométrica de la descarga central y la suma de las de ambas descargas

laterales y no existe gran similitud en las distancias entre ambas curvas granulometrías

a la “curva base” para cada tamaño de partícula. El coeficiente de segregación para este

ensayo arroja un valor de 15,4%.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


49


220 [mm]


chancado, cuando se opera en un acopio en un nivel bajo y altura constante de la pila

220 [mm], y la configuración de descarga sea mayormente por la descarga central, esto

se logra utilizando un cilindro que siempre este en contacto con la sima de la pila y a

su vez conectado a la tolva de alimentación para que por gravedad el mineral vaya

cayendo sobre la pila, mientras simultáneamente se descarga por la correa.


el posterior muestreo de estos. Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en

la parte inferior de la pila de altura 220 [mm] de altura se aprecian en la Figura 43. La

curva anaranjada corresponde la granulometría de la descarga central, mientras que las

curvas azules representan a las granulometrías de ambas descargas laterales.



descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


50


de las descargas laterales son simétricas entre sí, igualmente se destaca que la curva

granulométrica de la descarga central presenta un mayor porcentaje de mineral fino que

las curvas de las descargas laterales. Posteriormente para calcular el coeficiente de

segregación del ensayo se proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas

laterales graficándose como una sola curva junto a la curva granulométrica de la

descarga central y la “curva base”, como se muestra en la Figura 44.




En el gráfico de la Figura 44 se distingue que la curva base se encuentra entre

las curvas granulométricas de la descarga central y la suma de las laterales, pero las

distancias a la “curva base” desde las curvas granulométricas de la descarga central y

la suma delas laterales para cada tamaño de partícula no son semejantes. El coeficiente

de segregación calculado para este ensayo tiene como valor 10,1%.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


51

Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en la parte media de la pila

con altura 220 [mm] de altura se aprecian en la Figura 45. La curva anaranjada

corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules

representan a las granulometrías de las descargas laterales.


media y altura de pila 220[mm], configuración 20% descargas laterales y 60%

descarga central.

Se infiere del gráfico de la Figura 45 que las curvas granulométricas de las

descargas laterales presentan mayor presencia de mineral grueso que la descarga

central, igualmente se aprecia que las curvas granulométricas de las descargas laterales

son semejantes entre ellas. Posteriormente se procede a sumar las granulometrías de

ambas descargas laterales y graficarlas junto a la granulometría de la descarga central

y “curva base”, como se muestra en la Figura 46. Esto se hace con el fin de poder

calcular el coeficiente de segregación para este ensayo.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


52




En el gráfico de la Figura 46 se aprecia que la “curva base” se encuentra entre

las curvas granulométricas de la descarga central y la suma de ambas descargas

laterales, además no se aprecia similitud en las distancias de las curvas granulométricas

de las descargas hacia la “curva base. El coeficiente de segregación para este ensayo

arrojo un valor de 10,4%.

Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en la parte superior de la

pila con altura 220 [mm] de altura se aprecian en la Figura 47. La curva anaranjada

corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules

representan a la granulometría de las descargas laterales.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

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80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


53



descarga central.


de las descargas laterales son simétricas entre sí, por otra parte la curva granulométrica

de la descarga central presenta una mayor cantidad de mineral fino que las descargas

laterales. Posteriormente con el fin de poder calcular el coeficiente de segregación se

proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales, graficándose solo

como una curva junto a la granulometría de la descarga centra y la “curva base”, como

se muestra en la Figura 48.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


54





las curvas granulométricas de la suma de las descargas laterales y la descarga central,

igualmente se aprecia que existe similitud en las distancias de las curvas

granulométricas de las descargas hacia la curva base. El coeficiente de segregación de

este ensayo se obtuvo como valor 12,9%.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


55


320 [mm]


chancado, cuando se opera en un acopio en un nivel medio y altura constante de la pila


se logra utilizando un cilindro que siempre este en contacto con la cima de la pila y a





la parte inferior de la pila de 320 [mm] de altura se aprecian en la Figura 49. La curva

anaranjada corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras que las

curvas azules representan las granulometrías de las descargas laterales.



descarga central.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

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80%

90%

100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


56

En el gráfico de la Figura 49, se puede apreciar que las curvas granulométricas

de las descargas laterales son semejantes entre ellas. Otro aspecto a mencionar es que

las curvas granulométricas de las descargas laterales están bajo la curva granulométrica

de la descarga central lo que hace referencia a que por la descarga central se descarga

mayor porcentaje de mineral fino que por las descargas laterales. Posteriormente se

proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales para generar una

sola curva de estas y graficar junto a la curva granulométrica de la descarga central y

“curva base”, como se muestra en la Figura 50, esto con el fin de poder calcular el

coeficiente de segregación.





las curvas granulométricas de la descarga central y la suma de las descargas laterales,

pero de igual forma la distancia de las curvas granulométricas a la “curva base” no son

0%

10%

20%

30%

40%

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0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


57

semejantes para cada tamaño de partícula. El coeficiente de segregación para este

ensayo, presenta un valor de 12,9%.


con altura 320 [mm] se aprecian en la Figura 51. La curva anaranjada corresponde a la

granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules representan las

granulometrías de ambas descargas laterales.



descarga central.

En el gráfico de la Figura 51 se aprecia que la descarga central presenta un

mayor porcentaje de mineral fino que las descargas laterales, esto se infiere ya que la

curva granulométrica de la descarga central se encuentra sobre las curvas

granulométrica de las laterales, por otra parte las curvas granulométricas de las laterales

son semejantes entre sí. Posteriormente con el fin de calcular el coeficiente de

segregación se proceden a sumar ambas granulometrías de las descargas laterales para

0%

10%

20%

30%

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80%

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0,1 1 10

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o T

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o E

spec

ific

ado


58

generar solo una curva granulométrica de las descargas laterales y graficarla junto a la

curva granulométrica de la descarga central y la “curva base”, como se presenta en la

Figura 52.




Del gráfico de la Figura 52 se aprecia que la “curva base” se encuentra entre las

curvas granulométricas de la descarga central y la suma de las descargas laterales, por

otra parte la distancia de las curvas granulométricas de la descarga central y la suma de

las descargas laterales hacia la “curva base” son semejantes para cada tamaño de

partícula. El coeficiente de segregación para este ensayo asciende a un valor de 13,0%.


pila con altura 320 [mm] se aprecian en la Figura 51. La curva anaranjada corresponde

a la granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules representan a

las granulometrías de las descargas laterales.

0%

10%

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100%

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o T

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o E

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59



descarga central.

De el gráfico de la Figura 53, se aprecia que las curvas granulométricas de las

descargas laterales son simétricas entre ellas, igualmente se puede destacar que las

descargas laterales presentan mayor porcentaje de mineral grueso que la descarga

central, esto se infiere debido a que las curvas granulométricas de las descargas

laterales están por debajo de la curva granulométrica de la descarga central.

Posteriormente se proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales,

para generar una sola curva granulométrica de estas y graficarla junto a la “curva base”

y la curva granulométrica de las descarga central, como se muestra en la Figura 54,

esto con el fin de poder calcular el coeficiente de segregación de este ensayo.

0%

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Baj

o T

amañ

o E

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60




Del gráfico de la Figura 56 se aprecia que la “curva base” se encuentra entre las

curvas granulométricas de la suma de las descargas laterales y la descarga central, por

otra parte se observa que la distancia de la “curva base” a las curvas granulométricas

de la descarga central y la suma de las descargas laterales son semejantes. El coeficiente

de segregación para este ensayo asciende al valor de 13,8%.

0%

10%

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Esp

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icad

o


61


420 [mm]


chancado, cuando se opera en un acopio en un nivel alto y altura constante de la pila


se logra utilizando un cilindro que siempre este en contacto con la sima de la pila y a





la parte inferior de la pila de 420 [mm] de altura se aprecian en la Figura 55. La curva

anaranjada corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras que las

curvas azules representan las granulometrías de las descargas laterales.



descarga central.

0%

10%

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0,1 1 10

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o E

spec

ific

ado


62

En el gráfico de la Figura 55, se puede apreciar que la descargas laterales

contiene mayor cantidad porcentual de mineral grueso que la descarga central, esto se

infiere ya que las curvas granulométricas de las descargas laterales se encuentran por

debajo de la de curva granulométrica de las descarga central, por otra parte las curvas

granulométricas de las descargas laterales no se asemejan de gran manera entre sí, esto

se puede deber a que el punto tomado esta muy abajo y la pila no se alcanza a

desarrollar de gran forma. Posteriormente con el fin de poder calcular el coeficiente de

segregación, se proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales

graficándose como una curva granulométrica, junto a la “curva base” y la curva

granulométrica de la descarga central, como se muestra en la Figura 56.

Figura 56: Granulometría obtenida de las descargas laterales, central y curva base

para el ensayo parte inferior y altura de pila 420 [mm], configuración 20% descargas


En el gráfico de la Figura 56, se aprecia que la “curva base” se encuentra entre

las curvas granulométricas de las descargas laterales sumadas y la descarga central,

además se destaca la similitud en las distancias de la “curva base” a las curvas

0%

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o E

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ific

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63

granulométricas de las descargas laterales y central. El coeficiente de segregación para

este ensayo tiene un valor de 12,8%.


de 420 [mm] de altura se aprecian en la Figura 57. La curva anaranjada corresponde a

la granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules representan a




descarga central.

En el gráfico de la Figura 57, se observa que las curvas granulométricas de las

descargas laterales se asemejan entre sí, igualmente se puede apreciar que las descargas

laterales contienen mayor porcentaje de mineral grueso, que la descarga central, esto

se infiere ya que las curvas granulométricas de las descargas laterales se encuentran

por debajo en el gráfico que la curva granulométrica de la descarga central.

Posteriormente se proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales

0%

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Baj

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64

para graficarlas como una sola curva granulométrica junto a la curva granulométrica

de la descarga central y la “curva base”, como se muestra en la Figura 58, este último

paso se hace con el fin de poder calcular el coeficiente de segregación para este ensayo.




Del gráfico de la Figura 58 se observa que la “curva base” se encuentra entre


igual mente se aprecia que existe una similitud en las distancias que existen para cada

tamaño de partícula entre la “curva base” y las curvas granulométricas tanto la

descargas central como la suma de las descargas laterales. El coeficiente de segregación

para este ensayo asciende a valor de 12,0%.


pila con altura 420 [mm], se aprecian en la Figura 59. La curva anaranjada corresponde

0%

10%

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90%

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%B

ajo

Tam

año

Esp

ecif

icad

o


65

a la granulometría de la descarga central, mientras que las curvas azules representan a




descarga central.

En el gráfico de la Figura 59, se aprecia que existe una semejanza entre las

curvas granulométricas de las descargas laterales, por otra parte se observa que la

descarga central presenta una mayor cantidad de mineral fino en su composición

comparado con las descargas laterales, esto se infiere debido que la curva

granulométrica de la descarga central se encuentra sobre las curvas granulométricas de

las descargas laterales en el gráfico. Posteriormente con el fin de calcular el coeficiente

de segregación para este ensayo se proceden a sumar las granulometrías de ambas

descargas laterales, para poder graficarlas como una sola curva granulométrica junto a

la “curva base” y la curva granulométrica de la descarga central, como se muestra en

la Figura 60.

0%

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Baj

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ado


66






por otra parte se ve con mayor desplazamiento hacia la “curva base” la curva de los

“gruesos” (descargas laterales sumadas) que la curva de los “finos” (descarga central).

El coeficiente de segregación para este ensayo arroja un valor de 17,2%.

0%

10%

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30%

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0,1 1 10

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ado


67

4.7 Ensayo por rebalse a 70 [mm]

La finalidad de este ensayo es cuantificar la segregación producida en el mineral

chancado, cuando se opera en un acopio con la tolva de descarga del centro llena y esta

comienza a rebalsar hacia las descargas laterales. Esto se logra utilizando un cilindro

que siempre esté en contacto con la cima de la pila y a su vez conectado a la tolva de

alimentación para que por gravedad el mineral vaya cayendo sobre la pila, mientras

simultáneamente se descarga por la correa.

Se realizaron cuatro ensayos para el posterior muestreo de estos. Las curvas de

distribución granulométrica obtenidas en la primera medición se aprecian en la Figura

61. La curva anaranjada corresponde a la granulometría de la descarga central, mientras

que las curvas azules representan a la granulometría de las descargas laterales.

Figura 61: Granulometría de las descargas laterales y central, para el primer ensayo

por rebalse y altura de pila 70 [mm].

0%

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ado


68

Del gráfico de la Figura 61, se puede apreciar que las curvas granulométricas

de las descargas laterales son simétricas entre sí. Por otra parte se observa que las

descargas laterales están compuestas por un mayor porcentaje de mineral grueso que

la descarga central. Esto se infiere ya que las curvas granulométricas de las descargas

laterales están por debajo en el grafico que la curva granulométrica de la descarga

central. Posteriormente con el fin de calcular el coeficiente de segregación se procede

a sumar las granulometrías de las descargas laterales y proceder a graficarlas como una

sola curva granulométrica, junto a la “curva base” y la curva granulométrica de la

descarga central, como se muestra en la Figura 62.


primer ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm].

En el gráfico de la Figura 62, se aprecia que la curva base se encuentra entre las

curvas granulométricas de la descarga central y la suma de las descargas laterales.

También existe una similitud en las distancias de las curvas granulométricas tanto la

0%

10%

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spec

ific

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69

suma de las descargas laterales y la descarga central hacia la “curva base”. Calculando

el coeficiente de segregación este arroja un valor de 33,1%.

Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en la segunda medición se

aprecian en la Figura 63. La curva anaranjada corresponde a la granulometría de la

descarga central, mientras que las curvas azules representan a las granulometrías de las

descargas laterales.

Figura 63: Granulometría de las descargas laterales y central, para el segundo ensayo


En el gráfico de la Figura 63, se aprecia que las curvas granulométricas de las

descargas laterales son semejantes entre sí, mientras que por la descarga central se

encuentra un mayor porcentaje de mineral fino que por las descargas laterales, esto se

infiere por que la curva granulométrica de la descarga central se encuentra sobre las

curvas granulométricas de las descargas laterales en el gráfico. Posteriormente se

proceden a sumar las granulometrías de ambas descargas laterales para graficarlas

como una sola curva, junto a la “curva base” y la curva granulométrica de la descarga

0%

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spec

ific

ado


70

central, como se muestra en la Figura 64. El gráfico se realiza con el fin de poder

calcular el coeficiente de segregación para este ensayo.


segundo ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm].



otro aspecto a observar es que la distancia desde “curva base” a la curva granulométrica

de la descarga central es menor a la distancia a la curva granulométrica de la suma de

las descargas laterales. Posteriormente al calcular el coeficiente de segregación, se

obtiene un valor de 31,2%.

Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en la tercera medición se aprecian

en la Figura 65. En el gráfico, las curvas azules corresponden a ambas descargas

laterales, y la curva de color anaranjada corresponde a la descarga central.

0%

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71

Figura 65: Granulometría de las descargas laterales y central, para el tercer ensayo


En el gráfico de la Figura 65, se puede apreciar que la descarga central posee

una mayor cantidad porcentual de mineral fino que las descargas laterales, y las curvas

granulométricas de las descargas laterales son simétricas ente ellas. Posteriormente con

el fin de poder calcular el coeficiente de segregación se proceden a sumar las

granulometrías de las descargas laterales y graficarlas como una curva, junto a la “curva

base” y la curva granulométrica de la descarga central, como se puede apreciar en la

Figura 66.

0%

10%

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72


tercer ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm].



por otra parte se puede apreciar que la distancia entre la “curva base” a la curva

granulométrica de la descarga central es menor a la distancia entre la “curva base” a la

curva granulométrica de la suma de las descargas laterales. El coeficiente de

segregación asciende a un valor de 29,4%.

Las curvas de distribución granulométrica obtenidas en la cuarta medición se

aprecian en la Figura 67. La curva anaranjada corresponde a la granulometría de la

descarga central, mientras que las curvas azules representan a la granulometría de las

descargas laterales.

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73

Figura 67: Granulometría de las descargas laterales y central, para el cuarto ensayo


En el gráfico de la Figura 67, se observa que las curvas granulométricas de las

descargas laterales son semejantes entre sí, mientras que por la descarga central se

encuentra un mayor porcentaje de mineral fino que por las descargas laterales.

Posteriormente se proceden a sumar ambas granulometrías de las descargas laterales

para graficarlas como una sola curva, junto a la “curva base” y la curva granulométrica

de la descarga central, ver Figura 68. El gráfico se realiza con el fin de poder calcular

el coeficiente de segregación para este ensayo.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

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100%

0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


74


cuarto ensayo por rebalse y altura de pila 70 [mm].

De el gráfico de la Figura 68, se aprecia que la “curva base” se encuentra entre


por otra parte se puede apreciar que la distancia entre la “curva base” a la curva

granulométrica de la suma de las descargas laterales es mayor que la distancia entre la

“curva base” a la curva granulométrica de la descarga central. Posteriormente al

calcular el coeficiente de segregación este arroja un valor de 30,3%.

0%

10%

20%

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0,1 1 10

Baj

o T

amañ

o E

spec

ific

ado


75

4.8 Resumen de los resultados

Para analizar los resultados, se realizó una tabla comparativa, con los coeficientes de

segregación obtenidos en cada ensayo variando la configuración de descarga, la cual

se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2: Tabla resumen de los ensayos realizados variando configuración de

descarga.

Configuración de descarga Altura de pila Nivel en la pila Cs

30% Laterales 40% Central

220 [mm]

Inferior 10,1%

Medio 9,9%

Superior 10,7%

320 [mm]

Inferior 12,8%

Medio 13,6%

Superior 12,3%

420 [mm]

Inferior 9,7%

Medio 11,5%

Superior 15,4%

20% Laterales 60% Central

220 [mm]

Inferior 10,1%

Medio 10,5%

Superior 12,9%

320 [mm]

Inferior 13,0%

Medio 13,0%

Superior 13,8%

420 [mm]

Inferior 12,9%

Medio 12,1%

Superior 17,2%

76

En la Tabla 2 pueden compararse los resultados obtenidos para cada ensayo

cambiando la altura de pila y la configuración de descarga. Observando la variación

del coeficiente de segregación en cada uno de los casos, las comparaciones más

relevantes son las siguientes:

Para los ensayos donde se varía la configuración de descarga, se aprecia que

descargando mayoritariamente por el centro (20% laterales y 60% central), el

coeficiente de segregación tiende a aumentar para cada altura de pila y nivel en

esta.

Mientras mayor sea el nivel en la pila el mineral se tiende a segregar en mayor

cantidad (cuando la pila se encuentra más desarrollada), independiente cual sea

la altura de pila y la configuración de descarga utilizada.

A mayor altura de pila se aprecia una mayor tendencia a que el mineral se

segregue.

La mayor segregación se produce con una configuración de descarga de 20%

laterales y 60% central, con una altura de pila 420 [mm] y al nivel superior, el

cual es de 17,2%.

Para el ensayo por rebalse igualmente se realizó una tabla comparativa con los

cuatro ensayos realizados la cual se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3: Tabla resumen de los ensayos realizados por rebalse

Tipo de ensayo Altura de pila Número de ensayo Cs

Ensayo por rebalse

70 [mm] Primero 31,2%

70 [mm] Segundo 29,4%

70 [mm] Tercero 30,4%

70 [mm] Cuarto 33,1%

Promedio 31,0%

77

En la Tabla 3 se aprecia que el ensayo por rebalse presenta un coeficiente de

segregación mayor a los ensayos anteriores, con un promedio de 31,0%. Si se

superponen las curvas granulométricas de los ensayos que presentan mayor coeficiente

de segregación para cada una de las configuraciones de descarga, configuración 30%

laterales y 40% central, altura de pila 420 [mm] nivel de pila superior (coeficiente de

segregación 15,4%) de color azul. Configuración 20% laterales y 60% central, altura

de pila 420 [mm] nivel de pila superior (coeficiente de segregación 17,2%) de color

amarillo. Ensayo por rebalse, altura de pila 70 [mm] quinto ensayo (coeficiente de

segregación 33,1%) de color verde, y “curva base” color gris, como se aprecia en la

Figura 69.

Figura 69: Granulometrías superpuestas de los ensayos con mayor coeficiente de

segregación para cada configuración de descarga.

En la Figura 69 se puede apreciar que las curvas del ensayo de rebalse,

presentan un mayor desplazamiento con respecto a la curva base que los demás

ensayos, por lo que presenta una mayor segregación y teniendo por ende mayor

factibilidad de aprovechar la segregación natural para alimentar una planta de pre-

chancado.

0%

10%

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30%

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0,1 1 10

Baj

o T

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o E

spec

ific

ado


78

5. CONCLUSIONES

Se logra de forma satisfactoria el diseño y fabricación de un modelo a escala de

una tolva de fondo plano en dos dimensiones, con tres alimentadores de descarga que

aprovechen el fenómeno de la segregación natural, en el Centro de Investigaciones para

el Transporte de Materiales (CITRAM), laboratorio perteneciente al Departamento de

Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María. Se logró

reproducir el fenómeno de llenado y vaciado de la tolva construida con una muestra

representativa de mineral (granulometría 100% bajo malla ½”), para estudiar y analizar

la segregación natural que se produce.

Específicamente, se diseñó un acopio en “2D” para poder visualizar el

fenómeno que se produce en el interior de este, pudiéndose apreciar los canales de flujo

en su interior y la segregación del mineral. El acopio cuenta con tres tolvas de descarga,

en su parte inferior (dos laterales y una central), con una correa transportadora para

poder regular el flujo de descarga.

Los ensayos realizados tienen como objetivo variar dos parámetros principales

y ver como estos afectan la segregación producida en un acopio, estos son, la altura de

pila dentro del acopio, el cual simula el nivel de trabajo al cual se encuentra el acopio,

y la configuración del flujo descarga, descargando mayormente por las laterales (60%

descargas laterales y 40% descarga central), o análogamente por la descarga central

(40% descargas laterales y 60% descarga central). Cabe destacar que en todos los

ensayos se trabajó con la altura de pila constante durante el ensayo.

Para poder analizar la factibilidad y el aprovechamiento de la segregación

natural producida en el acopio en cada ensayo propuesto, fue necesario cuantificarla,

por lo que se recurrió a un coeficiente, llamado “coeficiente de segregación”, para el

cual es necesario obtener la granulometría de cada ensayo propuesto.

Una vez realizados los ensayos y calculado el coeficiente de segregación para

cada ensayo, se logra concluir que:

79

A mayor altura de pila dentro del acopio, el mineral tiende a sufrir mayor

segregación.

El mineral tiende a segregarse en mayor cantidad, cuando el flujo de descarga

sea mayor por la descarga central, que por las descargas laterales.

La altura donde la interfaz central se encuentra llena, y el mineral comienza a

rebalsar hacia las interfaces laterales denominada “altura de rebalse” (70

[mm]), ocurre la mayor segregación el cual presenta un coeficiente de

segregación promedio de 31,0%, suficiente para alimentar una planta de pre-

chancado.

Se recomienda al momento de alimentar una planta de pre-chancado, trabajar

con la altura de rebalse, ya que la segregación se maximiza, y siendo esta la altura

donde se le saca mayor provecho a la segregación natural del mineral.

Para posteriores trabajos, se recomienda principalmente trabajar con un

regulador de frecuencia en la correa transportadora, para lograr una descarga constante

a la misma velocidad. También se propone un tamizado a máquina, para reducir el error

humano, realizar un estudio más detallado, para encontrar una relación entre la altura

de pila y el diámetro del acopio, con el fin de calcular la relación óptima para que la

segregación se maximice dentro del acopio. También se pueden variar las posiciones y

número de descargas y verificar como afecta esto a la segregación.

Como oportunidad se puede analizar la posibilidad de continuar este trabajo en

una minera, y estudiar sí el trabajo presentado tiene la factibilidad de llevarse a cabo.

80

6. REFERENCIAS

[1] EMOL. Noticia 26 de Septiembre de 2016.

http://www.emol.com/noticias/Economia/2016/09/26/823602/Mineria-reduce-su-

peso-en-el-PIB-nacional-de-16-a-78-en-seis-anos.html.

[2] http://www.hsingenieria.cl/proyectos/industriales/page/3/

[3] http://jenike.com/engineering/stockpiles/

[4] JENIKE AND JOHANSON CHILE S.A. “Manejo, almacenamiento y transporte

neumático de materiales solidos a granel”, presentado en seminario, 10 y 11 de Agosto

de 2017, Viña del Mar, Chile.

[5] RAE. www.rae.com

[6] CABREJOS M., Francisco. y DEL CAMPO A., Alfredo. “¿Por qué se segregan los

materiales?”, publicado en Revista Minería Global, Marzo de 2013.

[7]http://www.zkg.de/en/artikel/zkg_Segregation_of_bulk_solids_causes_and_solutio

ns_2507366.html

[8] Robust Multivariable Predictive Control Strategy on SAG Mills; Codelco Chile –

Division El Teniente. https://ac.els-cdn.com/S1474667016325745/1-s2.0-

S1474667016325745-main.pdf?_tid=7a64fc92-13d8-4855-9807-

9cebe046a546&acdnat=1520093417_00ad39d4217b1e8b9e2734239edee109

[9] Díaz A., Marco. “Optimización de diseño en tolvas tipo cuña”. Memoria para optar

al título de ingeniero mecánico industrial, Universidad Técnica Federico Santa María,

Noviembre del 2015.

[10] Pizarro O., Lorena. “Comparación de la segregación de materiales solidos a granel

mediante diversas metodologías”. Memoria para optar al título de ingeniero civil

mecánico, Universidad Técnica Federico Santa María, Marzo 2015.

[11] Instituto Nacional de Normalización. http://www.inn.cl/nch-aprobadas

http://www.hsingenieria.cl/proyectos/industriales/page/3/

https://ac.els-cdn.com/S1474667016325745/1-s2.0-S1474667016325745-main.pdf?_tid=7a64fc92-13d8-4855-9807-9cebe046a546&acdnat=1520093417_00ad39d4217b1e8b9e2734239edee109



81

7. ANEXOS

Anexo A: Planos de fabricación del modelo.

82

83

84

85

86

Anexo B: Tablas

Tabla 4: Tabla porcentajes retenidos ensayo 220 [mm] parte inferior, configuración

de descarga 30% laterales y 40% central.

Malla Retenido izquierda Retenido derecha Retenido centro

1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 99,8% 99,9%

N° 5 75,7% 74,8% 83,0%

N° 10 48,8% 48,1% 62,3%

N° 18 31,6% 30,6% 44,7%

N° 30 23,9% 22,7% 34,6%

N° 50 13,8% 14,3% 22,6%

N° 100 7,7% 8,0% 11,8%

N° 200 1,7% 1,8% 3,0%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 10,1%

Tabla 5: Tabla porcentajes retenidos ensayo 220 [mm] parte media, configuración de

descarga 30% laterales y 40% central.


1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,5% 99,1% 100,0%

N° 5 72,2% 72,7% 82,6%

N° 10 45,8% 47,4% 60,7%

N° 18 29,6% 30,6% 41,8%

N° 30 22,5% 23,2% 31,9%

N° 50 13,4% 14,8% 20,7%

87

N° 100 7,4% 8,1% 12,1%

N° 200 0,4% 2,1% 4,7%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 9,9%

Tabla 6: Tabla porcentajes retenidos ensayo 220 [mm] parte superior, configuración



1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 98,9% 99,4%

N° 5 71,6% 70,8% 81,8%

N° 10 46,1% 44,0% 60,0%

N° 18 30,1% 26,9% 42,5%

N° 30 22,5% 19,9% 33,1%

N° 50 14,1% 12,8% 21,7%

N° 100 7,3% 7,7% 11,9%

N° 200 1,5% 2,8% 2,8%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 10,7%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,2% 99,3% 99,4%

88

N° 5 72,2% 72,7% 83,0%

N° 10 43,8% 43,7% 62,3%

N° 18 27,6% 27,0% 44,3%

N° 30 19,7% 19,9% 33,3%

N° 50 11,2% 12,6% 22,9%

N° 100 5,2% 7,2% 13,0%

N° 200 1,5% 1,8% 3,1%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 12,8%

Tabla 8: Tabla porcentajes retenidos ensayo 320 [mm] parte media, configuración de

descarga 30% laterales y 40% central.


1/2" 100,0% 100,00% 100,0%

1/4" 98,6% 99,13% 99,7%

N° 5 71,4% 69,98% 83,9%

N° 10 43,5% 41,74% 62,5%

N° 18 26,6% 24,92% 45,0%

N° 30 19,2% 17,84% 34,8%

N° 50 12,0% 10,96% 22,3%

N° 100 6,7% 5,91% 10,1%

N° 200 2,0% 1,94% 2,3%

Fondo 0,0% 0,00% 0,0%

Cs 13,6%

89




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 99,4% 99,9%

N° 5 69,1% 70,3% 83,4%

N° 10 40,7% 43,4% 61,8%

N° 18 26,6% 27,5% 43,1%

N° 30 19,0% 20,3% 32,9%

N° 50 10,9% 12,7% 20,9%

N° 100 6,2% 6,9% 9,9%

N° 200 1,2% 1,4% 1,9%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 12,3%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,5% 99,0% 99,3%

N° 5 71,4% 69,7% 82,8%

N° 10 47,2% 45,8% 61,2%

N° 18 31,7% 31,8% 42,9%

N° 30 23,8% 22,1% 33,0%

N° 50 15,4% 14,0% 21,4%

N° 100 8,7% 7,8% 11,6%

N° 200 2,1% 1,9% 2,8%

90

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 9,7%

Tabla 11: Tabla porcentajes retenidos ensayo 420 [mm] parte media, configuración



1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 98,9% 98,6% 99,8%

N° 5 66,4% 68,4% 82,8%

N° 10 44,4% 45,8% 61,1%

N° 18 27,3% 31,1% 43,8%

N° 30 21,0% 23,7% 34,2%

N° 50 13,2% 15,4% 22,4%

N° 100 7,1% 9,3% 11,1%

N° 200 2,6% 3,1% 2,5%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 11,5%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,2% 99,2% 99,4%

N° 5 70,1% 73,7% 86,5%

N° 10 39,7% 42,5% 65,7%

N° 18 23,1% 24,5% 46,5%

91

N° 30 16,7% 19,8% 35,7%

N° 50 10,6% 13,6% 22,7%

N° 100 6,5% 7,5% 12,2%

N° 200 2,4% 2,3% 2,6%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 15,4%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 98,5% 99,1% 99,5%

N° 5 72,7% 74,5% 81,6%

N° 10 42,8% 44,4% 59,7%

N° 18 25,6% 28,3% 42,3%

N° 30 18,7% 21,1% 32,5%

N° 50 11,7% 14,2% 20,5%

N° 100 6,8% 7,6% 9,2%

N° 200 1,8% 2,1% 1,8%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 10,1%

Tabla 14: Tabla porcentajes retenidos ensayo 220 [mm] parte medio, configuración



1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

92

1/4" 98,8% 98,4% 99,6%

N° 5 73,2% 71,7% 80,7%

N° 10 46,8% 44,8% 59,8%

N° 18 28,9% 26,2% 42,5%

N° 30 21,4% 19,9% 32,8%

N° 50 13,4% 12,1% 21,1%

N° 100 7,4% 5,7% 10,9%

N° 200 1,9% 1,2% 2,5%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 10,5%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,2% 98,9% 99,7%

N° 5 69,8% 71,7% 83,3%

N° 10 41,0% 43,1% 62,4%

N° 18 25,0% 27,3% 44,0%

N° 30 18,5% 21,1% 33,6%

N° 50 11,8% 13,6% 21,6%

N° 100 6,7% 7,6% 11,6%

N° 200 1,5% 1,3% 3,2%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 12,9%

93




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 99,2% 99,4%

N° 5 74,4% 77,6% 84,8%

N° 10 45,4% 47,6% 65,1%

N° 18 27,8% 28,4% 46,5%

N° 30 20,4% 21,6% 36,0%

N° 50 12,9% 14,6% 23,6%

N° 100 6,8% 4,2% 12,2%

N° 200 1,6% 0,6% 2,4%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 13,0%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,2% 99,5% 99,6%

N° 5 71,5% 70,0% 82,6%

N° 10 44,2% 42,3% 63,2%

N° 18 28,1% 26,0% 45,2%

N° 30 20,3% 18,9% 35,1%

N° 50 13,7% 11,8% 22,7%

N° 100 7,3% 6,5% 10,7%

N° 200 0,6% 1,4% 2,9%

94

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 13,0%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 99,3% 99,4%

N° 5 71,7% 70,6% 83,6%

N° 10 42,2% 40,8% 63,9%

N° 18 26,1% 25,3% 45,5%

N° 30 19,1% 17,4% 34,6%

N° 50 12,0% 10,0% 21,6%

N° 100 6,9% 5,0% 9,4%

N° 200 1,6% 0,7% 3,0%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 13,8%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 99,1% 99,5% 99,7%

N° 5 69,9% 72,7% 84,8%

N° 10 38,9% 43,4% 61,4%

N° 18 26,0% 29,3% 45,6%

95

N° 30 17,6% 21,8% 33,9%

N° 50 9,8% 15,5% 22,5%

N° 100 5,5% 7,2% 10,5%

N° 200 0,1% 1,7% 2,7%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 12,9%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 98,4% 99,1% 99,6%

N° 5 68,7% 72,6% 82,8%

N° 10 41,1% 44,9% 60,3%

N° 18 23,4% 26,4% 43,2%

N° 30 16,8% 20,2% 34,3%

N° 50 10,8% 13,4% 20,4%

N° 100 6,3% 8,1% 10,5%

N° 200 2,3% 3,3% 2,4%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 12,1%




1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

96

1/4" 98,9% 99,4% 99,8%

N° 5 66,7% 69,1% 86,0%

N° 10 36,9% 38,4% 65,4%

N° 18 20,5% 22,4% 46,8%

N° 30 14,3% 17,3% 36,2%

N° 50 8,9% 12,5% 23,7%

N° 100 5,4% 8,1% 11,9%

N° 200 1,7% 2,0% 2,9%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 17,2%

Tabla 22: Tabla porcentajes retenidos ensayo por rebalse 70 [mm], primer ensayo.


1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 93,6% 94,3% 99,2%

N° 5 40,5% 43,0% 88,6%

N° 10 8,2% 13,1% 71,4%

N° 18 3,5% 2,5% 54,2%

N° 30 2,1% 1,5% 43,8%

N° 50 1,0% 0,8% 28,1%

N° 100 0,4% 0,4% 12,1%

N° 200 0,1% 0,1% 2,7%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 33,1%

97

Tabla 23: Tabla porcentajes retenidos ensayo por rebalse 70 [mm], segundo ensayo.


1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 95,8% 95,4% 99,8%

N° 5 47,3% 44,2% 87,4%

N° 10 17,8% 12,9% 70,1%

N° 18 7,4% 4,8% 53,4%

N° 30 4,6% 3,1% 43,1%

N° 50 2,9% 2,0% 27,5%

N° 100 1,8% 1,3% 13,3%

N° 200 0,9% 0,7% 3,5%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 31,2%

Tabla 24: Tabla porcentajes retenidos ensayo por rebalse 70 [mm], tercer ensayo.


1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 96,8% 95,7% 99,7%

N° 5 45,0% 44,5% 86,2%

N° 10 14,6% 13,8% 67,9%

N° 18 5,7% 5,5% 49,3%

N° 30 3,3% 3,7% 40,8%

N° 50 1,9% 2,2% 25,2%

N° 100 0,9% 1,0% 11,6%

N° 200 0,4% 0,4% 2,5%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 29,4%

98

Tabla 25: Tabla porcentajes retenidos ensayo por rebalse 70 [mm], cuarto ensayo.


1/2" 100,0% 100,0% 100,0%

1/4" 97,2% 96,7% 99,8%

N° 5 47,7% 49,6% 87,9%

N° 10 16,3% 15,2% 69,2%

N° 18 6,4% 5,7% 51,8%

N° 30 3,4% 3,5% 41,5%

N° 50 1,4% 1,9% 26,7%

N° 100 0,6% 1,1% 13,9%

N° 200 0,2% 0,3% 3,3%

Fondo 0,0% 0,0% 0,0%

Cs 30,4%

Documents

SEPARACIÓN DE MINERAL MEDIANTE LA SEGREGACIÓN …