05c. Moagem - SAG, HPGR e Outros Tipos de Moinhos

ICT 305 – Beneficiamento de

minérios I

Moagem – outros tipos de

equipamentos

Poços de Caldas – 22 de Fevereiro de 2013

Professor Mauricio Guimarães Bergerman

UNIFAL – MG - Instituto de Ciência e Tecnologia – Núcleo de Engenharia de Minas

Avisos:

Preparação para a visita: enviar questionário

com os pontos a serem observados.

Moagem – outros equipamentos

moinhos primitivos

Moagem - equipamentos

Moinhos de multi compartimentos

moinhos de multi compartimentos


moinho Loesch / “roller mill”


Pulverizador de bolas

Chaves, 2009


Moinho vibratório palla


Moinho vertical (de carga agitada)


Moinho de carga agitada (vertical/horizontal)


Alta voltagem (Selfrag) ou microondas


Alta voltagem (Selfrag) ou microondas

Video - selfrag

Moagem – AG/SAG


Bergerman, 2009


Bergerman, 2009

Moagem – AG/AG

Moagem – AG/SAG

Moagem – AG/SAG

Moagem – AG/SAG

Bergerman, 2009

Moagem – AG/SAG

Moagem – AG/SAG

Jones e Fresko, 2011

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Planta piloto – aprox. 10.000 kg:

Configurações de circuito;

Carga ótima de bolas;

Distribuição granulométrica de alimentação e

produto;

Método e granulometria de classificaçao;

Densidade de polpa;

Velocidade do moinho;

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Planta piloto:

Fig. 1 pag. 759

Barrat e Sherman, 2002

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Planta piloto:

Barrat e Sherman, 2002

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Ensaios de bancada (Barrat e Sherman, 2002):

Usados sempre em conjunto com base de dados

industriais;

Diversos ensaios disponíveis (Mosher, Bigg, 2002):

DWT – 75 kg;

SPI – 10 kg;

MacPherson – 100 kg;

Media competency – 750 kg;

SMC test (Morrell, 2006) – 15 kg.

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Ensaios de bancada – DWT/JK:

Tavares, 2008

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento


Quebra realizada para diferentes tamanhos de

partículas sob diferentes energias.

Napier-Munn, 1999

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento


Tavares, 2008 Napier-Munn, 1999

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento


Bergerman, 2009

Intervalo de Valores do Parâmetro IQ Resistência ao

Impacto Sigla

Menor Maior

0 9,9 Excepcionalmente Alta ETA

10 19,9 Extremamente Alta EXA

20 29,9 Muito Alta MTA

30 39,9 Alta ALT

40 49,9 Moderadamente Alta MDA

50 59,9 Média MED

60 69,9 Moderadamente Baixa MDB

70 89,9 Baixa BAI

90 109,9 Muito Baixa MTB

> 110 Extremamente Baixa ETB

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Ensaios de bancada – Abrasão/JK:

Moinho de 300 mm diâmetro e 300 mm comprimento;

3 kg de minério entre 55 e 38 mm

10 min e 53 rpm.

Ta = 1/10 do t10 obtido do peneiramento do produto do

moinho –quanto menor, mais resistente a abrasão.

Moagem – AG/SAG -

Dimensionamento

Ensaios de bancada – Abrasão/JK:

Bergerman, 2009

Intervalo de Valores do Parâmetro ta Resistência à

Abrasão Sigla

Menor Maior

0,00 0,19 Extremamente Alta EAAb

0,20 0,39 Muito Alta MTAb

0,40 0,59 Alta ALAb

0,60 0,79 Moderadamente Alta MAAb

0,80 0,99 Média MDAb

1,00 1,19 Moderadamente Baixa MOAb

1,20 1,39 Baixa BAAb

1,40 1,59 Muito Baixa MBAb

> 1,60 Extremamente Baixa EBAb

HPGR

HPGR

Vídeo Koeppern

HPGR (Klymowsky et al, 2002)

Ampla gama de aplicações: alimentações menores

75 mm a concentrados com menos de 100 mm;

Início na indústria de cimento – 1985/86:

Economia de energia;

Espaço;

Vida dos rolos.

Industria de diamantes em 1987:

Aumento de liberação e recuperação.

Cobre, ferro, etc aprox. 20 a 100 x mais abrasivos

que o clínquer!

Studs – início da aplicação em minério de ferro –

1995;

1997 – testes na indústria de cobre.

HPGR (Klymowsky et al, 2002)

HPGR

A - Acceleration Zone

C - Compression Zone

E - Expansion Zone KHD, 2002

HPGR

1 feeding device with expansion box

2 dosing gate

3 regulating gate

4 rolls with studlining

5 inspection doors

6 drive arangement (cardan shaft,

planetary gear, coupling)

7 cylindrical roller bearing

8 hydraulic cylinder

9 machine frame

10 hydraulic system

11 operating platform and

feed chute

KHD, 2002

HPGR

Polysius, 2008

HPGR

Polysius, 2008

HPGR

KHD, 2002

HPGR

Polysius, 2008

HPGR

KHD, 2002

HPGR

KHD, 2002

HPGR

KHD, 2002

HPGR – testes para dimensionamento

Aplicabilidade do equipamento;

Parâmetros para dimensionamento:

Vazão específica;

Força de moagem específica; e

Energia consumida.

Distribuição granulométrica do produto;

Abrasividade do minério.

(Klymowsky et al, 2002)


Os ensaios devem avaliar, ao menos:

Pressão de moagem – mínimo 3;

Umidade;

Distribuição granulométrica de alimentação.

(Klymowsky et al, 2002)


Ensaio em laboratório/piloto:

Alimentação menor que 12/45 mm;

30/70-150 kgs por ensaio.

Polysius, 2008 (Klymowsky et al, 2002)


Abrasão:

100 kg por amostra.

Polysius, 2008 (Klymowsky et al, 2002)


Competência dos flakes

KHD, 2008

Material Bed

Breaker Bars

Feed Chute

Vibratory Feeder

Fall Pipe


Exemplo:

Feed Material: coarse iron ore (magnetite)

Max. Throughput (wet): 2 x 1,400 t/h

(incl 20 % circulating load)

Feed Moisture: max. 2.0...3.0 %

Pure Density: approx. 3.6 t/m³

Bulk Density: approx. 2.3 t/m³

Feed Size: 0 ... 70 mm (98 %)

Top Feed size: approx. 80 mm

Temperature: ambient

Operating Time: 8,000 h/a

Final Grain Size: -8 mm (approx. 80 %)

KHD, 2002


Exemplo:

Test conditions A1 A2 A3

Feed size 1.5 " 1.5" 1.5"

Date 20.06.01 20.06.01 20.06.01

Moisture, % n.d. (dry) n.d. (dry) n.d. (dry)

Oil Pressure, bar 57,5 88,9 84,9

Roll Type Studded Studded Studded

Roll Width, cm 25 25 25

Roll Diameter, cm 80 80 80

Speed, m/s 0,36 0,36 1,00

Zero gap, mm 10,4 10,4 10,5

Sample Mass, kg 150 150 200

Test Duration, s 15,0 16,0 9,0

KHD, 2002


Exemplo: Measured gap, mm 26,6 24,8 21,8

Est'd edge material, mass. % 21,8 19,8 17,3

Mass % < 0.315 mm, Total Product 23,2 30,5 25,8

Mass % < 2.8 mm, Total Product 54,5 63,6 60,7

80% passing size, mm 10,0 7,9 7,9

Throughput, wet t/h 36,0 33,8 80,0

Spec. throughput, ts/hm³ 486 469 400

Net Power, kW 34,8 50,1 122,2

Net Spec. Power, kWh/t 0,97 1,48 1,53

Spec Pressure, N/mm² 3,5 5,5 5,2

Bulk Density of Ore 2,32 2,32 2,32

Flake density, t/m³ 3,01 3,09 3,10

Flake thickness, total, mm 33,0 31,0 29,6

Flake thickness, st-st, mm 32,2 29,3 27,1

Flake thickness, avg, mm 32,7 30,4 28,7KHD, 2002


Exemplo:

Spec. energy consumption (total): Spec. E = 1.67 kWh/t

Desired total troughput: Q = 1,400 t/h

Factor for safety and no load running: α = 1.15

Factor for frequency converter: β* = 1.10

P = Q * spec. E * α * β*

= 1,400 t/h * 1.67 kWh/t * 1.15 * 1.10*

= 2,958 kW

KHD, 2002


Exemplo:

mspec: specific throughput [ts/m³h] M: total throughput [t/h]

B: width of rolls [m] D: diameter of rolls [m]

v: circunferential speed of rolls [m/s]

M [ t x s ]

mspec = ---------------- -------------

B x D x v [ h x m³ ]

KHD, 2002


Exemplo:

“m-dot”-Formula

M = mspec x B x D x v

= 425 x 1.4 x 1.7 x 1.4

= 1,416 t/h

KHD, 2002

HPGR – Vantagens

Comparison: Cone Crusher vs. Roller Press

10

100

100 1.000 10.000 100.000

Screened Cone Crusher Product

RP Product

MP800 Product CSS 13 mm

Feed

Cum. % Passing

Particle Size, µm

KHD, 2002

HPGR – Vantagens

KHD, 2002

Quartz

After Jaw Crusher After Roller Press

Micro cracks inside the

grains

HPGR – Vantagens

KHD, 2002

Cracks and fissures preferentially follow the borders of the Cu-minerals

HPGR – Vantages

KHD, 2008

HPGR – Vantagens

KHD, 2008

HPGR – Vantagens

KHD, 2002

HPGR – Desvantagens

KHD, 2002

0

50

100

150

200

250

300

6 7 8 9 10 11 12

Moisture Content, %

Specific Throughput, ts/hm3.Fine Iron Ore

HPGR

KHD, 2008

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

100 200 300 400 500

Selection of Copper Ores Tested

KHD Copper Ore Operation

Overall Average

KHD Coarse Iron Ore Operation #1

KHD Coarse iron Ore Operation #2



KHD Kimberlite Operation

XXXX Pebbles

XXXX Ore

Specific Energy, kWh/t

Specific Throughput, ts/hm³

Cada caso é um caso!!!

HPGR

Polysius, 2008

Cada caso é um caso!!!

FONTES:

Humbolt Vedag. ROLLER PRES. 2002.

Polisyus. Design features of the Polycom. 2008.

NAPIER-MUNN, T.J. et al. Mineral comminution circuits: their operation and optimization. Indoorroopilly: Julius Kruttschnitt

Mineral Research Centre/University of Queensland, 1999 413 p. (JKMRC Monograph Series in Mining and Mineral Processing)

BERGERMAN, M. B. Modelagem e simulação do circuito de moagem do Sossego. 2009. 207 p. Dissertação (Mestrado) –

Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.

BARRATT, D.; SHERMAN, M. Factors which influence the selection of comminution circuits. In: MINERAL PROCESSING

PLANT DESIGN, PRACTICE, AND CONTROL, 2002, Vancouver. Proceedings: MINERAL PROCESSING PLANT DESIGN,

PRACTICE, AND CONTROL, 2002. Littleton: SME, 2002. v. 1, p. 539 – 565.

MOSHER, J.; BIGG, T. Bench-scale and pilot plant tests for comminution circuit design. In: MINERAL PROCESSING PLANT

DESIGN, PRACTICE, AND CONTROL, 2002, Vancouver. Proceedings: MINERAL PROCESSING PLANT DESIGN,

PRACTICE, AND CONTROL, 2002. Littleton: SME, 2002. v. 1, p. 123 - 135.

KLYMOWSKY, R. et al. Selection and sizing of high pressure grinding rolls. In: MINERAL PROCESSING PLANT DESIGN,

PRACTICE, AND CONTROL, 2002, Vancouver. Proceedings: MINERAL PROCESSING PLANT DESIGN, PRACTICE, AND

CONTROL, 2002. Littleton: SME, 2002. v. 1, p. 636-668.

BARRATT, D.; SHERMAN, M. Selection and sizing of autogenous and semi-autogenous mills. In: MINERAL PROCESSING

PLANT DESIGN, PRACTICE, AND CONTROL, 2002, Vancouver. Proceedings: MINERAL PROCESSING PLANT DESIGN,

PRACTICE, AND CONTROL, 2002. Littleton: SME, 2002. v. 1, p. 755-782.

MORRLELL, S. AG/SAG Mill circuit grinding energy requiriments – how to predict it from small-diameter drill core samples using

SMC test. In: KAWATRA, K. Advances in comminution. Colorado: SME. 2006. p. 115 – 128.

JONES, S.; FRESKO, M. Autogenous and semiautogenous mills 2010 uodate. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON

AUTOGENOUS AND SEMIAUTOGENOUS GRINDING TECHNOLOGY, 2011, Vancouver. Proceedings: SAG 11. Vancouver:

University of British Columbia, 2011. v. 1, p. 1-24.

Imagens do autor.

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