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DESCRIPCION DE LA INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL TÍPICA ÁREA MOLIENDAPLANTA CONCENTRADORA

1 INTRODUCCIÓN

El extenso campo de la reducción de tamaño puede dividirse en trituración ymolienda. Estos se pueden efectuar por medio de: molienda, corte, reduccióncon máquinas y herramientas.

El término "molienda" se ha convertido en genérico en el uso común. Se refieretanto a la pulverización como a la desintegración. Estas operaciones sediferencian por la naturaleza del material alimentado, por su tamaño y por lareducción que puede alcanzarse. Estas características, entre otras, fijan eldiseño de la maquinaria que debe emplearse.

La finalidad inmediata de la trituración y la molienda son la obtención deproductos que satisfagan las condiciones y especificaciones sobre el tamañomáximo o mínimo, o ambos a la vez y, producir materiales que cumplandeterminados requisitos en lo que respecta a la superficie específica. A vecesdeben satisfacerse en las operaciones de trituración ciertos requisitosrelacionados con la forma de los terrones. Los objetivos finales son numerosos.

La obtención de una superficie dentro de los límites de tamaño máximo y mínimoes importante en muchos casos. La superficie es la suma de las superficies delos diversos granos, y la superficie específica es la de los granos que forman unaunidad de peso o de volumen del material.

En la actualidad, ante el advenimiento de la tecnología moderna, el proceso demolienda se realiza bajo un estricto control instrumental, desde salas de controlcentralizado con monitoreo de alarmas a través de controladores lógicosprogramables, control de variables y parámetros de proceso, estrategiascomputacionales que tienden a sistemas expertos de control.

1.2 Límites operacionales Planta de molienda

Los límites operacionales de esta planta se definen como:

En la alimentación

Se considera que la planta comienza en las correas alimentadoras quedescargan el stock pile,

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En la descarga

Se considera que la planta finaliza en la conducción del rebase de loshidrociclones hacia la Planta de Flotación de concentrados.

1.3 Etapas en molienda

Las etapas para describir la instrumentación del área son:

Alimentación al área Molienda SAG o primaria Alimentación a hidrociclones Clasificación hidrociclónica Molienda secundaria o de bolas

Diagrama esquemático del área de molienda:

stockpile

molino de bolas

molino SAG

ciclones

recirculación deguijarros

trommel

sumidero dealimentacióna ciclones

a flotación primaria

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Acopio de mineral60.000 t de capacidad

Molinos SAG

Clasificación porHidrociclones

Molinos de bolas

Agua recuperada

Lechada de cal

Recirculaciónde guijarros

A flotación primaria

rebase

Descarga

Colector primario

Agua recuperada

Agua fresca

Bolas

DIAGRAMA DE BLOQUES PLANTA DE MOLIENDA

1.3.1 Alimentación al área

El stock pile se descarga por su parte inferior a través de alimentadores,quienes descargan el mineral hasta correas transportadoras, alimentando acada molinos SAG. En la alimentación a los SAG se agrega aguarecuperada y lechada de cal. En el trayecto de la correa de alimentación seagregan a través de un chute los guijarros rechazados en el trommel delmolino.

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Molino SAG

1.3.1.1 Mineral Acopiado

El mineral es acopiado en una tolva de almacenamiento o stock pile. Sedescarga por la parte inferior. Se realizan inspecciones visuales en todomomento del nivel de llenado para asegurar la continuidad de la operación.

Esta información es posible obtenerla con monitores de TV con despliegueen la sala de control

Generalmente se dispone de cargadores frontales o pechadores con equiposde radio para que el operador del control indique qué boca de descarga sedebe alimentar con la carga muerta del acopio.

1.3.1.2 Mineral descargado a las correas alimentadoras

Es habitual que en los acopios de mineral se produzca segregación portamaño. De esta manera las bocas de descarga centrales reciben más finosque gruesos, mientras que en los extremos ocurre lo contrario, más gruesosque finos.

Por esta razón se controla la distribución de tamaño que alimenta al molinoSAG en la correa de alimentación

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La instalación de piedrómetros que entrega señales continúas de tamañosen base a detectores luces-sombra permite ingresar al molino finos ygruesos de una manera estable.

Por lo anterior, la operación de las correas alimentadoras hacia la correaprincipal tiene un rol importante, no solo en la parte recepción de cargadesde los chutes del acopio sino también en la distribución de tamaño.

1.3.1.3 Recirculación de guijarros

El mineral que por efecto de la rotación del molino y que no atraviesa laparrilla del trommel es recirculado, se realimenta al molino SAG medianteuna combinación de cuatro correas transportadoras. La ultima correa de laserie posee una pesometrica para medir el flujo de carga recirculado. Debenotarse además que la descarga de este circuito también posee unaatrapador de metales magnético que retira los trozos de metales del sistema.

1.3.1.4 Alimentación al molino SAG

La correa transportadora de alimentación al molino recibe la carga de losalimentadores y recirculación de guijarros. Su entrega o vaciado lo realiza enla tolva o boca de alimentación al molino. En este punto se agrega además,agua procesada y lechada de cal para ajuste de pH en la flotación primaria

1.3.2 Molienda SAG o primaria

La molienda primaria se realiza en un molino SAG. operando en circuitocerrado con un conjunto de correas que recirculan el rechazo del trommel. Elmolino es accionado por dos motores. La transmisión del molino es de piñóndoble.

En el molino SAG comienza la etapa de molienda húmeda. La moliendatiene como objetivo metalúrgico la recuperación de las especies de valor y nola ley de concentrado.

La descarga del molino se realiza se clasifica en un trommel. El rechazo serecircula al molino. La pulpa, con un sólido aproximado al 65% cae porgravedad a un pozo o sumidero de alimentación a ciclones

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1.3.3 Alimentación a hidrociclones

Se cuenta con dos baterías de hidrociclones por molino SAG. La pulpa quecae al sumidero de alimentación es enviada mediante bombas centrífugas alas baterías. El sumidero recibe agua fresca para dilución de la pulpa ycontrol de nivel; recibe además los rebases del pozo del área.

1.3.4 Clasificación hidrociclónica

La batería de hidrociclones está compuesta por 12 ciclones, de los cuales 9operan y 3 se mantienen de reserva. El overflow o rebase constituye elproducto final del área y se destina por gravedad hacia el área de flotación.El underflow o descarga se conduce por gravedad hacia la moliendasecundaria o molinos de bolas

La presión de alimentación a los ciclones normalmente es de 10 a 15 psi yse controla con la velocidad de la bomba de alimentación y/o el número deciclones en operación.

1.3.5 Molienda secundaria o molinos de bolas

La molienda secundaria se realiza en molinos de bolas. Cada molino esaccionado por un motor. Como medio de molienda se utilizan bolas dedistinto diámetro.

La pulpa que sale del molino se recircula a los hidrociclones conduciéndolapor gravedad hacia el sumidero de alimentación a ciclones mencionado en elpunto 1.3.1.

2 INSTRUMENTACIÓN DEL PROCESO

En este capítulo se entregan antecedentes de la instrumentación diseñada paracada etapa de molienda. El análisis de la información será realizado en base alos planos P & ID disponibles.

2.1 Almacenamiento, extracción de cargas desde stock pile

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ESQUEMA DE ALIMENTACIÓN DESDE STOCK PILE

60.000 t de capacidad vivas

alimentación frescahacia SAG 1

alimentación frescahacia SAG 2

Chute de alimentación

La carga se retira del stock pile mediante chutes. La línea de descarga tieneinstalada en el trayecto un sensor nuclear de nivel de carga en el chute.

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Instrumentación en correa alimentadora

LXLELCLILAL

SE

ZSH

ZAHHZAH

HCZCHH

MINERAL GRUESO DESDE STOCKPILE

HA

SCL

Para el chute

LX : Sensor de nivel de carga (sensor nuclear)LE : Sensor de bajo nivel de cargaLCL : Controlador de bajo nivel de cargaI : Interlock (detiene la correa cuando el nivel de carga en el chute es

bajoLAL : Alarma de nivel bajo de chute

Para la correa

SE : Sensor de velocidad (velocidad cero o correa detenida)SCL : Controlador de velocidad bajaHC : Control manual (pull cord)

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HA : Actuador del pull cordZSH : Sensor de posición (actúa con pullcord)ZCHH : Control de posición (actúa con pullcord)ZAH : Alarma de posición(actúa con pullcord)ZAHH : Alarmas de posición(actúa con pullcord)

2.2 Controles en correa alimentadora al molino SAG

Instrumentación de correa de alimentación a Molino SAG

Control develocidad

ZCLL

WCLWQL

WE

WY

ZSL

LAH

LSH

WIC

ZAL

DETECTOR DECHUTE TAPADO

LE

SE

ST

SCL

AI

AE

AIT

XC

Control detonelaje

Control de tensiónde la correa

Detector decorrea rasgada

Control de tamañode partículas

XA

El propósito del lazo de control de alimentación del molino SAG es asegurar la tasa dealimentación nominal de mineral al molino SAG y entregar la carga de mineraldistribuida correctamente que normalmente se disgrega en el stock pile.

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Modo de Operación Normal

El peso del mineral recuperado del stock pile es cuantificado por el sensor de peso en lacorrea de alimentación del molino SAG. Al mismo tiempo, la velocidad de la correa esmedida por el sensor de velocidad. El transmisor de peso combina la señal de peso conel sensor de velocidad de correa y transmite la señal al controlador indicador de peso,donde se compara con el punto de ajuste ingresado por el operador (set point). Si haydiferencia entre estos dos valores, la salida del controlador envía un señal al variador defrecuencia del motor de cada feeder para aumentar o disminuir la velocidad de losfeeders. Esta acción aumenta o disminuye la alimentación de mineral al molino SAG.Si el peso de mineral que se está alimentando al molino SAG está sobre el punto deajuste (set point), la salida del controlador envía una señal al variador de frecuencia delmotor de cada feeder para disminuir la velocidad de los feeders, lo que a su vez, baja laproporción del alimento de mineral al molino SAG.Si el peso de mineral alimentándose al molino SAG está por debajo del punto de ajuste(setpoint), la salida del controlador envía un señal al variador de frecuencia del motor decada feeder para aumentar la velocidad de los feeders que a su vez, aumentan la tasade alimentación de mineral al molino SAG.

La correa de alimentación al molino tiene la siguiente instrumentación:

Control de velocidad cero Detector de correa rasgada Control de tonelaje (pesométrica) Control de tensión de correa Control de chute obstruido Control de tamaño de partículas

Elementos en control de velocidad

SE : Sensor de velocidad ceroSCL : Control de velocidad bajaST : Transmisor de velocidadSAL : Alarma de velocidad bajaI : Interlock

Detector de correa rasgada

Elementos de instrumentación

XC : Elemento de controlXA : Alarma activadaI : Interlock

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Control de tonelaje

Elementos de instrumentación

WE : Elemento de medición de flujoWY : Calcula con medición de velocidad ST (ST=transmisor de velocidad)WQIT : Transmisor de diferencial de flujoWQI : Indicador de diferencial de flujoWCL : Control de flujo bajoWIC : Controlador indicador de flujo

Control de tensión de correa

Elementos de instrumentación

ZSL : Switch de posición bajoZCLL : Control de posición bajo bajoZAL : Alarma de posición bajo

Control de chute obstruido

Elementos de instrumentación

LE : Elemento sensorLSH : Switch de nivel bajoLAH : Alarma de nivel bajoI : Interlock

Control de tamaño de partículas

Elementos de instrumentación

AE : Elemento sensorAIT : Transmisor indicadorAI : Indicador

Se destaca que todas estas señales son monitoreadas y controladas en DCS desala de control.

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2.3 Instrumentación en molienda SAG

molino SAG

trommel

pulpa a cicloneo

pebbles

agua a duchas

alimentación de mineral grueso

agua recuperada

lechada de cal

Los controles asociados a los flujos en el molino SAG son:

Adición de lechada de calAgua recuperada en la alimentaciónAgua recuperada en duchas de trommel

Adición de lechada de cal

Cada molino dispone de una linea alternativa sin instrumentación.

El flujo de lechada de cal es controlado por la salida del controlador de pHinstalado en el cajón distribuidor de la flotación. Se trata de una válvula pinchque opera por pulsos.

Elementos de instrumentación

AV : Válvula de flujo (válvula pinch)AY : Regulador de presiónAY : Regulador de presión (controlado desde DCS con medición de pH)

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Agua recuperada en la alimentación

Elementos de instrumentación

FV : Válvula de flujo (accionada neumáticamente)FY : Regulador de presiónFIC : Control indicador de flujoFFIC : Control de razón de flujoFQIT: Transmisor indicador diferencial de flujoFE : Medición de flujoWI : Indicador de flujoWY : Regulador de flujo

El propósito del lazo de control de flujo de agua al molino SAG es regular la cantidadde agua que entra en el molino SAG a través del chute de carga. En el modo normal deoperación, el agregado de agua al molino SAG se hace en proporción a la tasa demineral fresco (Control de Razón) alimentado al molino SAG. El agua se controla paraasegurar que existan las condiciones de molienda apropiadas (densidad de pulpa) en elmolino SAG.

Modo de Operación Normal

La cantidad de mineral fresco y de pebbles retornados se suman para tener laalimentación total que va al molino SAG. La señal del transductor de peso se envíaentonces al controlador indicador de la razón de flujo de agua, donde se compara conel punto de ajuste ingresado por el operador. El punto de ajuste ingresado es para laproporción de agua a mineral que se alimenta al molino SAG. El controlador indicadorde la razón de flujo de agua calcula un punto de ajuste para la adición de agua almolino basado en esta razón y en la tasa de alimentación medida de mineral total almolino SAG.

El flujo de agua al chute de alimentación del molino SAG es cuantificado por unmedidor de flujo magnético. Esta señal es transmitida por el transmisor indicador deflujo al controlador indicador de razón de flujo de agua.

El controlador de razón compara el flujo medido de agua en el molino SAG con el puntode ajuste calculado basado en la razón de mineral alimentado. Si hay una diferenciaentre el valor medido y el punto de ajuste, la salida del controlador modula la posiciónde la válvula de flujo para aumentar o disminuir el flujo de agua en el chute de carga delmolino SAG.

Si el flujo de agua al molino SAG está sobre el punto fijado, la señal de salida delcontrolador mueve la válvula de flujo a una posición más cerrada para reducir el flujo deagua al molino SAG. Recíprocamente, si el flujo de agua al molino SAG está pordebajo del punto de ajuste (setpoint), la señal de salida del controlador mueve la

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válvula de flujo a una posición más abierta para aumentar el flujo de agua al molinoSAG.

2.4 Instrumentación en sumidero de alimentación a hidrociclones molino debolas

El sumidero (cajón de bombas) recibe la pulpa que sale del molino SAG, rebasesdel área, agua procesada para dilución de sólidos, descarga de molinos de bolasy agua fresca.

LE

LIT LIC

LAZO DE CONTROL DE NIVEL Y FLUJOS EN SUMIDERO DE ALIMENTACIÓN A CICLONES

Chute de descarga SAG

Agua recuperada

Descarga molinos de bolas

Rebases de piso

Agua fresca

Control de nivel en pozo

El propósito del lazo de control de nivel del sumidero de alimentación de ciclonesprimarios es controlar el nivel de pulpa en el sumidero, para así mantener condicionesde operación estables en los ciclones, y simultáneamente evitar que el sumidero serebalse. El nivel del sumidero es controlado modulando el variador de frecuencia delmotor de la bomba de alimentación de ciclones primarios.

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Elementos de instrumentación

LE : Sensor de nivel (ultrasónico)LIT : TransmisorLIC : ControladorHIC : Controlador con algoritmo tipo Bias

Modo de Operación Normal

El nivel de pulpa en el sump de descarga del molino SAG es medido por el sensor denivel. La señal es transmitida por el transmisor indicador de nivel al controlador de nivel(LIC), donde se compara con un punto de ajuste (set point) ingresado por el operador.Si hay una diferencia entre estos dos valores, la señal de salida del controlador modulala velocidad de la bomba de descarga del molino SAG en operación para aumentar odisminuir el flujo de pulpa al distribuidor del molino SAG, que a su vez aumenta o bajael nivel en el sump.Si el nivel de sump de descarga está sobre el punto de ajuste, la salida del controladorenvía una señal para aumentar la velocidad de la bomba de descarga en operación quea su vez, baja el nivel en el sump. Si el nivel del sump de descarga está por debajo delpunto de ajuste, la salida del controlador envía una señal para disminuir la velocidad dela bomba de descarga en operación que a su vez, permite que el nivel del sump suba.

2.5 Instrumentación en alimentación a hidrociclones

La pulpa que alimenta a los hidrociclones es enviada por las bombas centrifugasde alimentación. En esta operación se controla la densidad de alimentación a labatería y la presión en el anillo.

Adición de agua recuperada (agua dilución)

El objetivo del lazo de control del flujo de agua de dilución de proceso es mantener ladensidad deseada en el overflow de los ciclones. El control de la tasa de agua dedilución se consigue manteniendo la densidad apropiada de alimentación a los ciclonesmediante la modulación de la válvula de control de flujo en la línea de agua de procesoque alimenta el sumidero de alimentación de ciclones primarios.

Existen dos métodos de control automático: En Cascada y Automático. En el modo deCascada, el operador ingresa un set point de densidad en el controlador indicador dedensidad, para fijar la densidad deseada en la pulpa de alimentación de ciclonesprimarios. En el modo Automático, el operador ingresa un set point de flujo de agua enel controlador indicador de agua de dilución para mantener el flujo deseado de agua enel sumidero de alimentación de ciclones primarios, lo que a su vez cambia la densidadde la pulpa de alimentación a los ciclones.

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Modo de Operación Normal (Cascada)

En este lazo de control, hay dos controladores instalados para proporcionar el controldeseado. En el diseño de este esquema de control, un controlador de flujo actúa comoesclavo de un controlador de densidad y se dice que operan en Cascada. Elcontrolador de densidad no actúa para cambiar el flujo de agua de dilucióndirectamente, sino que cambia indirectamente la densidad de pulpa que se estábombeando a los ciclones, cambiando el flujo de agua de dilución en el sumidero dealimentación a ciclones primarios. En el modo Cascada, el controlador de flujo norecibe un set point directamente del operador. Más bien, la señal de salida delcontrolador de densidad se convierte en la señal de entrada (ó el set point remoto) parael controlador de flujo.

La densidad de la pulpa que se está bombeando a los ciclones es medida por eldensímetro nuclear (DX/DE). La señal es transmitida por el transmisor indicador dedensidad (DIT) al controlador indicador de densidad (DIC), donde se compara al setpoint ingresado por el operador. Si hay una diferencia entre estos dos valores, elcontrolador de densidad envía una señal de salida al controlador indicador de flujo(FIC) como un set point remoto. El controlador de flujo compara el flujo de agua de

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dilución real con el set point remoto. Si hay una diferencia, el controlador de flujomodula la válvula de control de flujo (FCV) para aumentar o disminuir el flujo de aguade dilución en el sumidero de alimentación de ciclones primarios, lo que a su vez,aumenta o baja la densidad de la pulpa que se está bombeando a los ciclones.

2.6 Transmisión del molino SAG

Desde el sistema de control DCS se realiza la partida y parada del molino SAG.Además, se mide y se despliega la información de potencia desarrollada por elmotor del molino SAG. El control de los motores se realiza desde un controladorPLC, el cual posee lógicas de enclavamientos provenientes del resto de losequipos asociados.

Controles en molino SAG

Presión en los descansosPotencia del motorControl de velocidadControl de temperaturaControl de vibración

Todos estos lazos de control poseen interlock para detención del molino cuandolas alarmas high-high sean sobrepasadas.

Elementos de instrumentación

PIT : Transmisor de presiónPI : Indicador de presiónPIC : Controlador de presiónJT : Transmisor de potenciaSE : Sensor de velocidadST : Transmisor de velocidadSIC : Controlador de velocidad

TE : Sensor de temperaturaTI : Indicador de temperaturaSE : Sensor de vibraciónSIT : TransmisorSCH : Control de vibración alta

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2.7 Sistema de lubricación de los descansos del molino SAG

El molino cuenta con un descanso fijo y el otro flotante. Ambos descansoscuentan con sistema de control de temperatura. El sistema de lubricaciónconsiste en bombas de alta presión y bombas de baja presión. En ambossistemas de bombeo opera una bomba y la otra queda de reserva.

El sistema de lubricación cuenta con control en las líneas de aceite de presión yflujo

El sistema incluye calentadores de protección de engranajes del molino SAG

Control de temperatura en descansos

Elementos de instrumentaciónTE : Sensor de temperaturaI : InterlockTI : Indicador de temperaturaTAH : Alarma de temperatura altaTAHH : Alarma de temperatura sobre el límite (alta alta)

Controles en sistema de lubricación

Control de presión Control de flujo

Control de presión

PI : Indicador de presiónPSL : Switch de presión bajaPSLL : Switch de presión baja bajaPAL : Alarma de presión bajaPALL : Alarma de presión baja bajaI : Interlock

Control de flujo

FSL : Switch de flujo bajoFSLL : Switch de flujo bajo bajoFAL : Alarma de flujo bajoFALL : Alarma de flujo bajoI : Interlock