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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO CAPITULO 8 LA MINERÍA SUPERFICIAL: MÉTODOS ACUOSOS DE EXTRACCIÓN 8.1 CLASIFICACION DE METODOS.- Además de la extracción mecánica, hay una segunda categoría de métodos de minería de superficie. La extracción acuosa incluye todos los métodos que emplean agua o un disolvente líquido para recuperar minerales de la tierra. Tanto la acción hidráulica de un líquido (normalmente agua) y el ataque solución química de los minerales se utilizan comúnmente. Los métodos de esta categoría se utilizan con menos frecuencia que los métodos mecánicos, en general, que representa alrededor del 10% de la producción minera de superficie. Sin embargo, en ciertos minerales, la variedad de métodos y el porcentaje de minerales extraídos por métodos acuosos están aumentando significativamente. La mayoría de los métodos de minería acuosas son relativamente de bajo costo, con los costos relativos de menos del 5% (véase el cuadro 4.1). La clase extracción acuosa se compone de dos subclases. Minera Placer, la primera subclase, es la recuperación r ecuperación de minerales pesados pesados de depósitos aluviales y de placer que utilizan agua para excavar, transportar t ransportar y / o concentrar el mineral. Solución de la minería es otra subclase, empleado para la recuperación de minerales solubles o fusibles o los que se se pueden recuperar recuperar fácilmente en forma forma de suspensión. suspensión. La minería solución se aplica habitualmente el uso de agua corriente, agua caliente, o disolventes líquidos para extraer los minerales. Las dos clases, subclases y con sus variaciones, son los siguientes:
A. Minera placer 1 .Hydraulicking 2. Dragado a) Dragado de aguas poco profundas b) El dragado de fondos
B. Minera Solución 1 . Extracción de sondeo a) Método Frasch b) Método múltiple pocillos. 2. Procedimientos de lixiviación a) Dump / lixiviación en pilas b) En la lixiviación in situ. 3. Métodos vapor / evaporación. evaporación. Estos métodos son relativamente limitados, pero los métodos de lixiviación, recientemente se han utilizado con más frecuencia, sobre todo en minería de oro y cobre. Estos métodos son bastante únicos en términos de sus secuencias de desarrollo y ciclos de operación.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO B. SOLUCIÓN 1. EXTRACCIÓN DE POZO a. Método Frasch b. Métodos múltiples. 2. procedimientos de lixiviación a. Vertedero/lixiviación en pilas b. Lixiviación in situ 3. Métodos de evaporación Estos métodos son relativamente limitados en aplicación, pero los métodos de lixiviación recientemente han sido usados con mayor frecuencia, particularmente en minas de oro y cobre. Estos métodos son bastante únicos en términos de sus secuencias de desarrollo y ciclos de operación.
8.2. DEPÓSITO ALUVIAL: HIDRÁULICO (NICA VA A SER MINERÍA DEL PLACER) puede ser de placeres Un deposito aluvial es cualquier concentración de minerales han sido re depositados en una forma no consolidada por la acción de un fluido. fl uido. Podemos clasificar estos depósitos por el agente de deposición aluvial (detrítico continental), eólico (viento), marino, o glacial. Muchos placeres son depósitos de arena y grava depositadas por agua. Variaciones adicionales de tipos de placeres podemos encontrar en McLean et al. (1992). Estas son las fuentes de oro, diamantes, estaño, titanio, tungsteno, cromitos, magnetitas, carbón, fosfatos, arena y grava. Las propiedades propiedades que hacen que un placer particular sea explotable explotable por métodos acuosos y de interés para una compañía minera son los siguientes. 1. El material dispuesto a la desintegración por la acción del agua bajo presión (o desprendimiento mecánico y transporte hidráulico). 2. Suministro adecuado de agua disponible. 3. Espacio adecuado para la eliminación de residuos. 4. Diferencia en densidad, o una propiedad similar entre cuerpos mineralizados y gangas para permitir un procesamiento eficiente del mineral. 5. Pendiente natural dispuesta para el trasporte hidráulico del mineral. 6. Capacidad para cumplir con las regulaciones ambientales
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO B. SOLUCIÓN 1. EXTRACCIÓN DE POZO a. Método Frasch b. Métodos múltiples. 2. procedimientos de lixiviación a. Vertedero/lixiviación en pilas b. Lixiviación in situ 3. Métodos de evaporación Estos métodos son relativamente limitados en aplicación, pero los métodos de lixiviación recientemente han sido usados con mayor frecuencia, particularmente en minas de oro y cobre. Estos métodos son bastante únicos en términos de sus secuencias de desarrollo y ciclos de operación.
8.2. DEPÓSITO ALUVIAL: HIDRÁULICO (NICA VA A SER MINERÍA DEL PLACER) puede ser de placeres Un deposito aluvial es cualquier concentración de minerales han sido re depositados en una forma no consolidada por la acción de un fluido. fl uido. Podemos clasificar estos depósitos por el agente de deposición aluvial (detrítico continental), eólico (viento), marino, o glacial. Muchos placeres son depósitos de arena y grava depositadas por agua. Variaciones adicionales de tipos de placeres podemos encontrar en McLean et al. (1992). Estas son las fuentes de oro, diamantes, estaño, titanio, tungsteno, cromitos, magnetitas, carbón, fosfatos, arena y grava. Las propiedades propiedades que hacen que un placer particular sea explotable explotable por métodos acuosos y de interés para una compañía minera son los siguientes. 1. El material dispuesto a la desintegración por la acción del agua bajo presión (o desprendimiento mecánico y transporte hidráulico). 2. Suministro adecuado de agua disponible. 3. Espacio adecuado para la eliminación de residuos. 4. Diferencia en densidad, o una propiedad similar entre cuerpos mineralizados y gangas para permitir un procesamiento eficiente del mineral. 5. Pendiente natural dispuesta para el trasporte hidráulico del mineral. 6. Capacidad para cumplir con las regulaciones ambientales
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Los dos principales métodos del placer mining de uso común son hydraulicking y dragado. En hydraulicking , una corriente de alta presión de agua se dirige dirige contra un banco para socavarlo. (Figura 8.1). Ya que los materiales se desintegran, las partículas sueltas se arrastran en el agua y se lavan en una acequia, ya sea un canal natural en el suelo o un metal o caja de madera, donde es transportado por gravedad a una caja separadora u otro dispositivo de concentración más elaborado.
El agua se aplica al banco por el monitor o el gigante hidráulico, una boquilla diseñada para dirigir la energía energía hidráulica en en el banco. Los Los monitores están están conectados a una línea o cabecera de suministro para proporcionar un flujo continuo de fluido a alta presión. Un diseño del monitor, llamado INTELLIGIANT (ver Figura 8.2), utiliza secciones curvas de tubería para equilibrar todas las fuerzas reactivas en el sistema de suministro de agua, lo que facilita el anclaje y el control de la boquilla del monitor durante su uso. En algunas operaciones mineras, los gigantes se montan en soportes móviles y están programados para el ciclo de ida y vuelta a través del banco. Las especificaciones especificaciones de diseño para la pantalla son los siguientes. Diámetro de boquilla:
1.5 – 6.0 6.0 pulg (40 – 150 150 mm)
Presión:
45 – 200 200 lb/pulg² (300 – 1400 1400 kPa)
Caudal volumétrico:
1200 – 8000 8000 gal/min (77 – 510 510 L/s)
Velocidad del chorro de agua: Arena
30 pies/min (0.15 m/s)
Grava
300 pies/min (1.5 m/s)
Rocas
600 pies/min (3.0 m/s)
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http://www.wordreference http://www.wo rdreference.com/definit .com/definition/placer ion/placer 8.2.1.- SECUENCIA 8.2.1.- SECUENCIA DE DESARROLLO
FIGURA 8.2 El monitor Stang Intelligiant montado en un patín. (Diagrama de cortesía del Stang Productos Industriales, huntinglon Beach, CA.) Desarrollo de un rey operaciones hidráulicas no procederá a menos que un suministro adecuado de agua (preferentemente aguas arriba), una zona adecuada eliminación de residuos (preferentemente aguas abajo), y el control de la calidad del agua son posibles. Adicionalmente. el método debe ser aceptada por las agencias reguladoras locales. Hydraulicking perturba la tierra y el agua de manera significativa y por lo tanto es a menudo fuera de la ley. Extracción no se requiere a menudo para hydraulicking. Cuando sea necesario, que se lleva a cabo normalmente utilizando monitores o cualquier otro equipo de extracción conveniente.. El desarrollo requiere conveniente r equiere también una estación de bombeo o una cuenca holding de agua con la cabeza suficiente para operar los monitores. Un cabezazo de gran diámetro
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO está puesta a conectar la cuenca con los monitores. Probablemente el paso más crítico en el desarrollo está proporcionando los recursos necesarios para la protección del medio ambiente. Disposiciones adecuadas para salvaguardar la calidad del agua y para recuperar la superficie debe hacerse comienza la minería.
8.2.2 CICLO DE OPERACIONES Debido a la excavación y manipulación de materiales se realizan hidráulicamente tanto, el ciclo de producción es uno abreviado. Normalmente se requiere ninguna rotura o transporte antes. La simplicidad del ciclo y uso multiusos para el agua ayuda a explicar el atractivo de este método en términos de productividad y coste. . Operaciones auxiliares son insignificantes, y la recuperación se incorpora a menudo en el ciclo de producción.
8.2.3 CONDICIONES Las siguientes condiciones se resumen los debates de formulario en Dialy (1968), Morrison y Russell (1973) y McLean et al. (1992): 1. fortaleza Ore: Prefiero minerales pesados en los suelos no consolidados o más graves con los cantos rodados mínimos. 2. Roca fuerza: no consolidado 3. Formas de depósito: Placer tipo de tabla, banco o banco 4. Depósito de inmersión: Casi plano (2-6% de grado) 5. Tamaño de Depósito: Pequeño a intermedio con espesor de 15 a 220 pies (5-60 m) 6. grado Ore: Puede ser muy baja 7. uniformidad Ore: Bastante uniformes 8. Profundidad: poca sobrecarga muy poco profunda
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 9. Otros: requiere grandes cantidades de agua
8.2.4 CARACTERÍSTICAS Las siguientes ventajas y desventajas de hydraulicking se basan en descripciones en Dialy (1968), Morrison y Russell (1973) y Cook (1983) Ventajas 1. Bastante alta productividad de 100-300 yd3 (75-230 m3) por empleado por desplazamiento 2. costo minero Bajo (cunas relativos alrededor del 5%) 3. tasa de producción Intermedio 4. Bajo costo de capital; equipo simple y ciclo 5. Se puede automatizar algunas operaciones 6. Se puede operar una mina con unos pocos trabajadores
DESVENTAJAS 1. El daño ambiental es grave a menos que se aplique la protección elaborada 2. Requisitos extensas de agua 3. Limitado a los depósitos no consolidados que desintegrar bajo ataque hidráulico 4. La acción de corte es difícil de controlar
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 8.2.5 A plicaciones Debido a las preocupaciones ambientales hydraulicking se usa poco hoy en los Estados Unidos, excepto en Alaska. Cook (1983), ofrece descripciones y fotografías de una serie de operaciones hydraulicking en los campos de oro de Alaska. Minería hidráulica todavía se utiliza en otras partes del mundo, sin embargo, principalmente para el oro y estaño. Ocasionalmente, se utiliza para remover el desmonte de un depósito (Li, 1976; Thomas, 1978). También se emplea en algunas minas de fosfato de Florida para suspender guijarro fosfato para su transporte a una planta de procesamiento. En esta aplicación, se utiliza el monitor hydraulicking después de la piedra de fosfato se extrae con una draga y se coloca en el talud (Hoppe, 1976). Mc Lean et al (1992) también describen tres lugares en los que el gigante hidráulica recuperan material de aquí para allá tizón pilas.
8.3. PLACER MI NER Í A: DRAG ADO El dragado es la excavación bajo el agua de un depósito aluvial, por lo general lleva a cabo desde el buque flotante llamada una draga, que puede incorporar instalaciones de procesamiento y eliminación de residuos. La draga ha sido de alrededor durante mucho tiempo con el primer uso conocimientos en los Países Bajos en 1565 (MacDonald 1983. El cuerpo de agua utilizada para el dragado puede ser natural o hecho por el hombre. Dependiendo del tamaño de la draga y el tamaño del depósito 200 a 2.000 gal / min (13 a 25 l / seg) de agua puede ser necesaria para el procesamiento de la minería y la eliminación de residuos (Daily, 1968a; Macdonald 1983). Métodos de dragado a menudo se subdividen en métodos de aguas poco profundas y en aguas profundas o método de minería yegua. Sólo nos consideramos los métodos de aguas poco profundas aquí: la minería en alta mar está cubierto en el Capítulo 13. Dragas de aguas poco profundas a menudo se clasifican por el método de excavación y transporte de materiales (Turner, 1996; Herbich, 1992). Dragas mecánicas son las que excavar y transportar el mineral.They mecánicamente incluyen compartimiento y una escala dragas cazo con algunas variaciones en la categoría de dragado balde (Herbich, 1992). Dragas hidráulicas (también llamados succiones dragas) están diseñados para transportar el mineral en forma de suspensión utilizando agua como medio de transporte Herbich (1992) también enumera cuatro subcategorías de dragas hidráulicas: tolva, sidecasting, tubería, y la agitación dragas con cuatro variaciones de dragas de tuberías . Muchas de las categorías de las dragas se utilizan estrictamente para aplicaciones
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO fluviales y de dragado del puerto y no están cubiertos aquí. Los principales tipos de dragas empleadas en la recuperación de los minerales son (1) cubo línea dragas, (2) las dragas de succión de corte de cabeza y (3) cortador de ruedas cojines dragas. Dragas Bucket línea son dragas mecánicas que fueron utilizados en gran medida en el pasado para la extracción de oro de colocadores de hasta 160 pies (50 m) de profundidad. Los cubos están continuamente mueven alrededor del cangilones de excavación y elevación del material aluvial en la planta de procesamiento ubicada a bordo de la draga. Como se muestra en la figura 8.3 la cadena de cangilones se controla con el uso de una grúa grande y el material de desecho se descarta de la parte posterior de la draga por medio de un transportador de apilamiento. La draga se mueve alrededor de la masa de agua usando un par de patatas ubicados en la parte posterior de las cuerdas de alambre de barcazas y anclados a los bancos. Muchas veces la masa de agua es un estanque creado específicamente para flotar la draga. En esta situación, la draga lleva su estanque con él mediante el avance en el banco hacia delante y detrás de llenado. Dragas Cubo de línea también se pueden aplicar a los depósitos marinos someros y se han utilizado para-oro, estaño y diamantes en este tipo de entornos.
F I GUR A 8.3. Típico draga balde línea. F uente: Brooks (1991). Con permiso del I nstituto de Minería y Metalurgia, Londres)
Dragas de succión (también llamadas dragas hidráulicas), mencionados anteriormente dependen de transporte suspensión del placer desde el punto de excavación para la draga y luego hasta el destino final. Ordinariamente no se realiza en el procesamiento de la draga; que por lo general se lleva a cabo en la tierra. Una draga de succión cabezal de
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO corte se muestra en la Figura 8.4. La cabeza de corte libera el material de placer, que en el movido hidráulicamente en la tubería en wich la cabeza de corte está montado. Digging profundidades de hasta 60 pies (18 m) son comunes (Herbich 1992). Una draga de cubo de rueda es similar en concepto, sino una rueda de cangilones verticales proporciona la acción de corte. Una draga típico cubo de la rueda se muestra en la Figura 8.5. Las profundidades DIDDING (Bray et al, 1997) que normalmente alcanzan hasta 115 pies (35 m). Los detalles sobre la excavación de diseños de cubo y el cortador de cabeza se pueden encontrar en Herbich (1992) y Bray et al (1997). Como dragas en minas a cielo abierto, dragas pueden ser behemonths que mueven grandes volúmenes de material. La draga de cuchara-línea es el mejor ejemplo. La salida de una draga de este tipo se estima a partir de sus especificaciones de diseño en el siguiente ejemplo.
E jemplo 8.1. Encuentra el menor a mayor salida de una draga balde línea (en m 3 / día o m3 / día) si las especificaciones son las siguientes:
Capacidad de la cuchara 10 pies 3 (0,28 m3)
Velocidad de la línea Bucket- 22 cubos / min
Desplaza 3 / día total de 22,5 horas
Factor de llenado del cucharón 60% a 87%
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Solución. utilizando los valores más bajos y más altos del factor de llenado de la cuchara, calcular la siguiente salida baja
Alto rendimiento
=
=
) ℎ
1022(
22.560
273/3
10226022.50.87 27
= 6600yd 3/ día (5050m3/ día)
= 9600yd 3 / día (7340m3/ día)
Usando esta información. se puede proporcionar una regla de oro que la hacia fuera puesto de una draga línea cubo es de 500 a 1000 km 3 / día por ft3 (13.500 a 27.000m3 / día por m3) de material aluvial un año Dragado Cubo-line no sólo es capaz de producir grandes volúmenes de material, también es altamente productiva, tal vez el más productivo de todos los métodos de minería. Sin embargo, los costos de capital de los equipos son bastante altos. Que van desde $9 millones para un cubo -line dragar con 10 ft 3 (0.28m3) baldes a $50 millones para una draga con 30 pies 3 (0,85 m3) cubos (Mc et magra al 0,1992) estimar los costos de $0,25 a $1,20 / yd3 ($ 0,37 a $1,57 / m 3) para el dragado mineral. Costos de poca profundidad aplicaciones de minería marina de agua se encuentran en Cruickshank (1992)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 8.3.1 SECUENCIA DE DESARROLLO Desarrollo de la minería aluvial es sustancialmente el mismo. si es realizada por rey hidráulica o dragado. De nuevo. Provisión de un suministro adecuado de agua es imprescindible. En el dragado de un estanque debe ser creado por represar una corriente usando un sistema de bombeo, o el uso de las aguas subterráneas existentes si es que existe un nivel suficientemente alto. Además, se debe proporcionar un plan de eliminación de residuos y la recuperación adecuada. Sobrecargan y placer se extraen juntos
8.3.2 CICLO DE OPERACIONES Debido a que la draga es un dispositivo de minería continua, no se requiere la rotura y la manipulación de materiales se lleva a cabo con muy poca interrupción. Ayudas de agua en la excavación. Aunque gran parte de la excavación se realiza mecánicamente. Procesamiento de minerales del material aluvial a bordo permite a los residuos que se vierten directamente en el estanque detrás de la draga, llenar el estanque como la draga se mueve hacia adelante. La recuperación se realiza a menudo como una parte integral del ciclo de funcionamiento.
8.3.3 CONDICIONES Los tipos de materiales procesados por métodos de dragado incluyen sobrecargar suelo que se eliminan a través de la draga, gravas fluviales que son procesados por su contenido mineral o de arena y grava, abanicos aluviales dejados atrás por la erosión geológica, y
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO depósito de la playa del océano, contienen minerales valiosos. Aunque estos depósitos son muy diversos, tienen mucho en común en cuanto a las condiciones que deben estar presentes. Las siguientes condiciones se derivan de las descripciones en: Daily (1968a1968b), Houston (1970), Turner (1996), y McLean et al. (1992). 1. Resistencia de mineral: depósitos no consolidados de suelo, o materiales similares algunas
rocas permisibles, dependiendo del tipo de draga: prefieren valioso mineral
para ser más pesados que los residuos. 2. Resistencia de la roca: no consolidado. 3. Forma de depósito: placer, tubular, banco. 4. Depósito inmerso: preferentemente plana (máximo de 2% a 6% de grado). 5. Tamaño del depósito: intermedio a grande (espesor 25 a 200 pies 3 u 8 a 60 m3) 6. Mineral grande: puede ser muy baja. 7. Uniformidad mineral: bastante uniforme. 8. Profundidad: muy superficial, poca sobrecarga. 9. Lo, demás cantidades moderadas de agua necesarios (200-2000 galones minuto o 13 a 125 l / segundo).
8.3.4 CARACTERÍSTICAS . Las ventajas y desventajas del dragado son bien conocidas. A continuación se describen por Morrison y Russell (1973), Pfleider (1973), Macdonald (1983), y McLaren et al. (1992). Estas características se aplican sólo dragado de aguas poco profundas.
Ventajas. 1. Más productivo de todos los métodos de minería (250 a 400 km 3 o 190 a 300 m3 de la grava por empleado) 2. Costo de minería más bajo (costo relativo del ˂5%)
3. Alta tasa de producción (máximo de 9 millones de km 3 o 7 millones m3 por año) 4. Poco personal de trabajo (tripulación de 2 a 3 personas) 5. Buena recuperación (hasta 90%)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 6. Funcionamiento continúo, sin para requerida.
Desventajas. 1. Daño ambiental puede ser severo: protección del medio ambiente debe ser ejercido; proscrito. 2. Los requisitos moderados de agua (600 a 800 gal / yd 3 o 3.000-4.000 l / m 3.) 3. Limita a depósitos no consolidados que se desintegran bajo ataque hidráulico o mecánico. 4. Alta inversión de capital para grandes dragas. 5. inflexible y no selectiva; limitado a los depósitos de tipo aluvial.
8.3.5. APLICACIONES Y VARIACIONES. El dragado tiene aplicaciones de puerto y el dragado del río para mejorar el potencial de transporte de este tipo de cursos de agua. Como método de extracción, sin embargo, no se utiliza ampliamente en los Estados Unidos (˂ 2% de la producción de mineral d e
superficie). Actualmente, dos grandes dragas están siendo utilizadas en Yuba Country, California, para recuperar el oro del gran depósito de abanico aluvial situado a lo largo del río Yuba (Lewis, 1984). Una de estas dragas también recupera la arena y la grava de un 7.000 acres (2.700 hectáreas) del sitio. Otras dragas de oro están operando en Alaska (Garnett, 1997). Las dragas también se han utilizado en los Estados Unidos para la eliminación de sobrecarga de hierro, carbón, y las operaciones de fosfato, para los depósitos de titanio de tipo playa, para la recuperación de arena y grava, y para la recuperación de residuos. El dragado es ampliamente utilizado en otras partes del mundo para la producción de oro, estaño, titanio, diamantes, y algunos de los minerales de arena pesada. Las aplicaciones más comunes se encuentran en América del Sur, el sudeste de Asia, Australia, y el extremo norte (Mclaren 1968b) presenta casos de estudios sobre el estaño de Malasia, el oro del Perú, y el titanio de Australia. Los estudiantes deben tener en cuenta que en algunos lugares son extraídos sin usar agua en la minería, a veces llamados el dragado de secano (Mclaren et al 1992: Foster, 1994). Este método utiliza equipos de minería de superficie convencional y puede ser aplicada a los depósitos que son demasiado pequeños para el dragado, en condiciones que no son
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO adecuados para una draga, y para materiales que se procesan mejor en seco. También hay que señalar que los métodos de dragado están disponibles para la extracción de minerales de aguas profundas. Éstos serán cubiertos en el capítulo 13.
8.4. SOLUCIÓN DE LA MINERÍA. Como los métodos de producción de mineral convencionales han vuelto más costoso y difícil, la industria minera ha recurrido cada vez más a la categoría de los métodos conocidos como la solución de la minería. Para nuestros propósitos, "la solución minería" se define como la subclase de los métodos de minería de superficie acuosa en minerales cabrestante se recuperan por lixiviación, soluciones, fusión, o suspendiendo procesos. Cabe señalar que algunos de estos métodos han sido desarrollados para uso subterráneo (por ejemplo, para recuperar los valores restantes en una operación de hundimiento por bloques): sin embargo, los métodos son operados de manera similar a un método basado en superficie. Por lo tanto, todos los métodos de solución de minería se tratarán en este capítulo. Solución de la minería en este país se utilizó por primera vez en 1922 y en los primeros días se aplicó principalmente a evaporitas, azufre y cobre. Sin embargo, ahora se ha convertido en una parte importante de la industria minera, como se muestra en la tabla 8.1. Tenga en cuenta que más de un cuarto de nuestro oro, plata, cobre, uranio, sal, magnesio, azufre, y el litio se producen con el uso de métodos de minería solución. Es evidente que estos métodos han sido de los que crecen en la última década más o menos. Es difícil clasificar los métodos de solución de la minería, debido a los diferentes tipos de depósitos (en minerales in situ, materiales previamente minadas, evaporitas, y depósitos lacustres) y la variedad de métodos de ataque (la disolución con agua sola, la disolución con productos químicos, la evaporación de agua que contiene sales, empastado, y la fusión). Sin embargo, lo siguiente puede ser considerado categorías distintas:
1. Los sistemas de extracción de pozos 2. métodos de lixiviación 3. Procedimientos evaporativos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Este esquema de clasificación se discute en las siguientes secciones, a pesar de que es claramente cierto solapamiento entre los tres métodos. Además discusión de sistemas de minería de solución se puede encontrar en Schlitt (1992) y Bartlett (1998)
8.4.1 Pozo de Extracción Un número de métodos de minería de soluciones utilizan pozos para acceder a los valores de minerales situados debajo de la tierra. Estos métodos se llaman minera de perforación o extracción por pozo. Los pozos se utilizan generalmente para inyectar agua y un lixiviante o en el depósito de minerales para elegir a la extracción de minerales. Los métodos de ataque se están derritiendo, lixiviación, disolución y suspendiendo el mineral valioso para fines de recuperación. Las posibilidades incluyen las siguientes: 1. Fusión de azufre (proceso Frasch) 2. En la lixiviación in situ de uranio, cobre, oro, y plata. 3. La disolución de sal, potasa y trona (que se discute en la Sección 8.4.3) 4. Suspendiendo de fosfato, caolín, aceite, arena, carbón, gilsonita y uranio (tecnológicamente factible, no está extendida no es ampliamente utilizado debido a la economía) Fusión, disolución y empastado normalmente se llevan a cabo utilizando procedimientos sencillos pocillos en la que cada pozo es una entidad productora. Un buen ejemplo es el proceso Frasch ilustra en la Figura 8.6 (derecha). En este método de un solo pozo, el pozo contiene tres tubos concéntricos. El tubo exterior se utiliza para inyectar agua sobrecalentada en el depósito para fundir el azufre. El tubo interior permite que el aire comprimido fluya a la parte inferior del pozo. donde fluye hacia arriba a través del espacio anular entre los tubos interior y medias, teniendo el azufre fundido con él. El flujo se produce principalmente por la diferencia de densidades entre el agua y el azufre aireado. Esto se refiere a menudo como un sistema de transporte aéreo.
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Pozos de azufre requieren las tres propiedades siguientes para una operación económica (Choque, 1992) (1) un gran depósito de> 5% de azufre, (2) una cantidad adecuada y de bajo costo de agua, y (3) una fuente de bajo costo de combustible para calentar el agua. La mayoría de azufre producido en los Estados Unidos proviene de los estados del Golfo de Texas y Louisiana, donde domos de sal que llevan azufre y minas marinas son suministros abundantes de coexisten gas natural. Ambas minas Onshore y Offshore se operan en esta región. En el proceso Frasch, agua sobrecalentada a 320 ° F (160 ° C) se bombea en el depósito. Los pocillos están espaciados 100 a 1000 pies (30 a 300 m) aparte. El proceso utiliza una gran cantidad de agua, que van desde 1.000 hasta 12.000 gal / tonelada (4200 a 50000 l / tonelada) para producir el azufre. Por lo tanto, existe la necesidad de un suministro adecuado de agua y combustible. Otras materias primas se pueden producir de manera eficiente sólo mediante el uso de múltiples métodos así. En estos métodos, varios pozos trabajan juntos para permitir el flujo a través del depósito; (véase la Figura 8.6 izquierda.). Algunos de estos pozos son
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO pozos de inyección en el que un fluido (normalmente agua y un lixiviante) se introduce en la zona de mineral, otros son pozos de recuperación a través del cual se extrae la solución embarazada. los pozos están a menudo dispuestos en patrones geométricos lógicos para facilitar la recuperación de fluido. Tres patrones se muestran en la figura 8.7. en el diagrama de la izquierda, una línea de pozos de inyección está rodeado por pozos de recuperación para proporcionar un flujo adecuado a través del depósito. en el sistema de cinco puntos y siete punto, cada pozo de inyección está rodeado de pozos de monitoreo para asegurar que los agentes químicos utilizados no escapan a los sedimentos circundantes en los que pueden tener consecuencias ambientales. un pozo monitor se muestra en la figura 8.8, donde un campo de pozos line-drive se ilustra cómo puede parecer en un sistema de uranio-minería. ahlness et al (1992) muestran un sistema más sofisticado de los pozos de monitoreo que pueden detectar el flujo en las formaciones encima y por debajo de la costura que se extraen. los requisitos para una mina de solución de múltiples son bien que el horizonte mineral de ser relativamente permeable o fácilmente fracturada para mejorar el flujo a través del depósito y que el mineral valioso ser susceptible a la disolución química tanto fracturación hidráulica explosivo y puede ser utilizado para mejorar la permeabilidad y fluir entre los pozos. Figura 8.8 (Bartlett, 1998) ilustra el flujo como podría ocurrir en una capa permeable que contiene minerales de uranio. Nota: los que la recubre y sedimentos subyacentes son formaciones impermeables y que los pozos de monitoreo se utilizan para garantizar que el lixiviante no escapa en formaciones circundantes. este tipo de minería solución se denomina lixiviación inundado. Lixiviación inundado es el método utilizado cuando el depósito se somete a un lixiviante sin ser aire presente. que se utiliza principalmente en depósitos enterrados de cobre y uranio en el que el grado es demasiado bajo para la minería subterránea y la profundidad demasiado grande para la minería de superficie.
8.4.1.1. Ciclo de operaciones. Así métodos utilizan ciclos similares, ya sean pocillos individuales o múltiples, así métodos. Las diferencias son principalmente los fluidos introducidos en el depósito, el método de ataque en el depósito, y el método de recuperación del mineral valioso. el ciclo se puede dividir en tres pasos: 1 Preparación de la solución por calentamiento o añadiendo el lixiviante adecuada
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 2 bombeo de la solución en el depósito para llevar el mineral valioso en la solución (por fusión, disolución, o empastado) 3 elevando la solución embarazada (o suspensión o en el material fundido) a la superficie. Debido a las diversas posibilidades, cada uno de estos pasos pueden variar significativamente. Sin embargo, el proceso general sigue los mismos tres pasos.
DIBUJOS: DIBUJO 1: YACIMIENTO DE CONFIGURACIÓN POLLERN DIBUJO 2: MÚLTIPLE POTTERN LIVE-SPOT DIBUJO3: MÚLTIPLE DE SIETE PUNTO POTTERN FIGURE 8.7. así patrones de campo (ahlness et al., 1992. con permiso de la sociedad para la minería, la metalurgia, y la exploración, inc., Littleton, CO)
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FIGURA 8.8. Diseño de campo bien típico de la minería de uranio solución de un yacimiento horizontal confinado. Fuente: Bartlett (1998). Esta cifra es de propiedad de autor del OPA (Ultramar Editores Asociación) N.V. Con permiso de Taylor y Francis Ltd., Reading, Reino Unido.
8.4.1.2 Condiciones. La siguiente información sobre los métodos, así se resume de White (1975). Kostick: (1982), Ahlness et al. (992), y Bartlett (I998): 1. Fortaleza Mineral : razonablemente competentes pero porosas y permeables (alternativas: debe disolverse, fundir o suspensión en el agua. 2. Fuerza Torre: roca circundante debe ser competente e impermeable 3. Depósito forma: ninguna, pero prefieren depósito tabular con gran medida 4. Depósito de inmersión: cualquiera, preferentemente plana o baja 5. Tamaño de Depósito: moderado a grande, grueso> 50 pies (15 m) 6. Grado Mineral : intermedio (azufre> 5 %) 7. Uniformidad Mineral : variable para uniforme
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO S. Profundidad : intermedia a alta (azufre generalmente 200-2.500 pies o 60 a 750 m: por lo general menos de 10.000 pies o 3.000 m para otras materias primas) 9. Otros: moderada a grandes cantidades requiere Tenga en cuenta que los métodos así competir con la superficie y subterránea; métodos en muchos aceleraciones. Por lo tanto, un depósito puede requerir evaluación para la minería de superficie, la minería subterránea. y se adopta la minería solución ante un método de minería pozo. El crecimiento de la minería solución es evidencia de sus ventajas para algunos depósitos.
Ventajas 1. Alta productividad y costo de producción moderada. 2. Bajo costo de capital en comparación con otros métodos. 3. costo minero Bajo (costo relativo promedio: 5%). 4. Aplicable a los depósitos profundos y de bajo grado. 5. Reducción del tiempo de desarrollo y costo. 6. La operación continúa. 7. La rotura no es obligatorio. 8. perturba menos superficie. Note que los campos así fi funcionan normalmente con un número controlado de pozos siendo utilizado en cualquier momento. Nuevos pozos se ponen en línea como los más viejos se vuelven menos productivos y se toman fuera del sistema. Usando este procedimiento, la salida desde el campo, así se mantiene relativamente constante en el tiempo. Tenga en cuenta también que el coste relativo puede variar considerablemente, dependiendo del valor del mineral. Es evidente que la capacidad de gastar más en un método de minería solución depende del valor del mineral.
Desventajas 1. Limitado a los depósitos que se disuelven, derriten, o suspensión en el agua. 2. Los requerimientos de agua moderada.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 3. Las pruebas a menudo resulta difícil. 4. Proceso de Frasch requiere cantidades significativas de energía. 5. no selectiva: El control de la zona de extracción es difícil. 6. Recuperación normalmente baja a moderada. 7. Posible contaminación de aguas subterráneas. Aunque los métodos de solución de la minería, así pueden ser de importancia creciente en el futuro, las preocupaciones ambientales probablemente moderar su crecimiento. Por lo tanto, planificación y control de la protección del medio ambiente es de suma importancia en estos métodos.
8.4. 7.3 Aplicaciones. Una variedad de métodos, así se han practicado en el La industria de minerales, tanto pocillos individuales y múltiples tipos así. El proceso Frasch Es el único medio de recuperación de azufre que involucra directamente el proceso de extracción: todos Otro de azufre se recupera como un subproducto de la refinación de petróleo y gas a partir de metal o Fundiciones. El proceso Frasch se ha utilizado en las áreas.
248-249 BARBA ROJA ACA FALTA TÚ PARTE
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materiales geológicos circundantes. Comúnmente se utilizan asfalto almohadillas o cojines construidos con revestimientos de geomembrana. Figura 8.10 muestra una serie de alternativas para los sistemas de lixiviación. Las geomembranas se hacen a menudo de alta densidad de cloruro de polivinilo de polietileno y polietileno de muy baja densidad .Las diversas propiedades de estos revestimientos se describen en Hutchinson y Ellison (1992) y Bartlett. Tenga en cuenta que las capas de drenaje se utilizan a menudo para detectar fugas consideración de diseño importante .An en el diseño de lixiviación en pilas es las fluctuaciones de líquido en el sistema como consecuencia de las precipitaciones y la evaporación .En un sistema de obtención de forma continua, es necesario tratar y disponer de la el exceso de agua. esto puede ser bastante caro. Operaciones de lixiviación de oro típica se llevan a cabo en climas donde la evaporación se puede mantener un equilibrio con la precipitación. Bartlett (1998) muestra un diagrama de la variación estacional en volumen de agua para un sistema de lixiviación. Si el sistema no está ganando continuamente.
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a continuación, el parámetro crítico es la capacidad del estanque. Bartlett (1998) también identifica la utilidad de tener un estanque de desbordamiento. Esto permite una mayor variación en el volumen de agua y prevé trabajos de mantenimiento en los estanques. En los ataques de lixiviación in situ si se utilizan los valores de minerales en la misma forma que la lixiviación en pilas de lixiviación por percolación. En este caso, sin embargo, el cuerpo de mineral debe estar preparado para la lixiviación de una manera diferente. Tres tipos de operaciones de lixiviación se utilizan en percolación situ: (1) la lixiviación del mineral restante marginal en una operación espeleología subterráneo. (2) La lixiviación de un depósito cerca de la superficie marginal después de la fragmentación del cuerpo de mineral usando túneles coyote, y (3) la lixiviación de mineral a cielo abierto después de la voladura de una parte del talud final. Una de algunos de estos tipos de sistemas de lixiviación se presentó por Bhappu (1982) y Bartlett (1998). Un número de diferentes procedimientos de remediación se utilizan después de la lixiviación para asegurar que los productos químicos no se conviertan en un peligro ambiental (Mudder y Miller, 1998). Los productos químicos de lixiviación activos pueden ser neutralizados en el caso de ácidos o destruidos por bacterias u otros materiales de origen natural para superar los problemas ambientales que se denomina biorremediación
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Bartlett (1998). El uso de sistemas biológicos para la protección del medio ambiente es un área de investigación constante y que es probable que aumente en el futuro.
8.4.2.1 Secuencia de desarrollo: los pasos de desarrollo para un sistema de lixiviación son similares tanto para la superficie y en los sistemas in situ. Las descripciones dadas aquí destacan los pasos para la lixiviación en pilas en la superficie. Los siguientes pasos se basan en descripciones de Hutchinson y Ellison (1992) y Bartlett (1998). 1- Retire la vegetación de la zona de la plataforma de lixiviación. 2- Crear una pendiente de alrededor de 5% para facilitar el drenaje de la almohadilla. 3- Construir una base impermeable y bermas almohadilla adecuados para controlar los líquidos de lixiviación. 4- Construir un estanque solución embarazada y un estanque de solución estéril (si es necesario) 5- La mía, aplaste, y eliminar los finos de material mineral a ser lixiviados. 6- materiales Spread en ascensores de 10 pies (3 m) o más (alternativa: utilizar un solo ascensor y eliminar después de la lixiviación), utilizando camiones, cargadores frontales, o apilar transportadores. 7- Rip la superficie de la pila (si es necesario) para mejorar la permeabilidad. 8- Instale el sistema de riego e iniciar la lixiviación. Pasos 4 a 8 se aplican a las operaciones de lixiviación in situ, así como de lixiviación en pilas.
8.4.2.2 Ciclo de Operaciones. El ciclo de operaciones es similar en la mayoría de las operaciones de lixiviación. Normalmente consiste en los pasos siguientes: 1- Preparación del material para lixiviación en cuba, montón, descarga, o in situ. 2- Aplicación del disolvente. 3- percolación del disolvente a través del material. 4- Colección de la solución embarazada. Procesamiento 5- mineral para recuperar y regenerar el disolvente.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Pasos adicionales pueden ser necesarios si el mineral es difícil de lixiviar, al igual que con el mineral de oro refractario. En este caso, el tostado o la presión de oxidación del mineral puede ser requerido en (Engineeering y Mining Journal, 1993)
8.4.2.3 Condiciones. Las condiciones para el montón de superficie o lixiviación volcado son bastante obvias. En consecuencia, los parámetros especificados a continuación se aplican principalmente a las operaciones in situ. Información adicional se puede encontrar en Schilitt (1982) y Bartlett (1998). 1- ) Resistencia mineral: material permeable o rubblized. 2- ) Resistencia Roca: Puede ser débil, pero debe ser impermeable al transporte de fluidos. 3- ) Depósitos forma: veta masiva o grande. 4- ) Depósito de inmersión: veta empinada. 5- ) Depósito Tamaño: Any, prefieren grande. 6- ) grado mineral: Puede ser muy baja. 7- ) uniformidad mineral: Variable, minerales debe ser accesible para la solución de lixiviación. 8-) Profundidad: depende del tipo de lixiviación; típicamente menos de 1.000 pies (300m.) 9-) Otros: Moderada a grandes cantidades de agua REQUERIDOS.
8.4.2.4 Características . El uso de lixiviación en la recuperación de mineral está creciendo. Sin embargo, tanto las ramificaciones económicas y ambientales deben ser considerados en la elección de unos métodos de lixiviación. Las ventajas y desventajas esbozar aquí se derivan de las discusiones en Schlitt (1992), Marcus (1997), y Bertlett (1998) Ventajas 1-) Costo minero Bajo (promedios de costos relativa alrededor del 5%) 2-) Bajos requerimientos de mano de obra. 3-) aplicable a los depósitos de bajo grado.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 4-) Reducción del tiempo de desarrollo y costo. 5-) Puede complementar la extracción primaria. 6-) Buenas factores de salud y seguridad. 7-) la ciencia biológica puede mejorar reacciones y ayudar con la protección del medio ambiente.
254-255 LEIVA BRIONES LA TILI ACA TU PARTE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 1. Busque o producir grandes áreas, casi planas. 2. Establecer una capa de material de grano fino como la arena o arcilla como una cama para el geo membrana u otra capa de contención. 3. Velar por la integridad de la capa de contención. 4. Iniciar el flujo de la solución en los estanques.
8.4.3.2. CICLO DE OPERACIONES . El ciclo de operaciones de este tipo de minería es relativamente simple; los pasos habituales en el proceso son los siguientes.
1. Bombee la solución en el estanque, igualando la tasa de entrada con la tasa de evaporación neta. 2. Permitir la energía solar de concentración y cristalización de los minerales. 3. Cuando una capa suficiente de minerales ha sido precipitada, permiten que el sol se evapore toda el agua restante. 4. Cosecha del mineral, normalmente dejando una capa de sales para proteger el revestimiento del estanque. 5. Vuelva a iniciar el flujo de la solución en el estanque.
8.4.3.3. CONDICIONES. Las condiciones requeridas para este método son muy diferentes de los utilizados para otros métodos: 1. Ore: salmueras o evaporitas que pueden ser convertidos en salmueras. 2. Roca fuerza: de medio a fuerte si las sales se extraen in situ. 3. Tipo de Depósito: gran evaporite metro o el contenido mineral en salmueras. 4. Depósito de inmersión: no es importante. 5. grado Ore: variable. 6. uniformidad Ore: Variable 7. profundidad Ore: Variable; prefieren salmueras superficiales naturales.
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8.4.3.4 CARACTERÍSTICAS. VENTAJAS 1. Bajo costo, en particular con las salmueras lago. 2. concentración natural a menudo disponibles. 3. Utiliza la energía solar gratuita. 4. Los minerales relativamente fáciles de encontrar
8.4.3.5. APLICACIONES Y VARIACIONES. Minería solución para unos comunes tales como NaCl, potasa, y trona se ha realizado utilizando tanto en métodos y métodos de superficie. Muy grandes porcentajes de los EE.UU. litio producción, boro, magnesio y normalmente se derivan de los métodos de solución de mi. Compuestos de litio y boro son generalmente obtenidos a partir de las salmueras y magnesio se extrae de las salmueras del lago, pozos salmueras y vías marítimas.
8.5. TEMA ESPECIAL: LA SELECCIÓN DE MATERIALES DE EQUIPO PARA MANEJO. La elección adecuada de los equipos de minería de superficie, según se req uiera durante la fase de desarrollo, es una de las decisiones más importantes en superficie. (secciones 5.4 y 5.5). Viabilidad tecnológica, conveniencia económica, y también lo son los criterios clave que se deben cumplir. Debido a que es el centro de todas las operaciones, la selección de equipos para manipulación de materiales y sus dos operaciones (excavación y de transporte) es una de las primeras tareas subterráneas. La elección de equipos para otras operaciones lógicamente sigue y denuncia la elección de equipos para el manejo de materiales. Debido a la minería a cielo abierto todo requiere tanto de carga y de transporte de mercancías en el ciclo de producción para pelar como la minería, lo elegimos como el método de minería de superficie típico para demostrar que el procedimiento de selección de equipos. La lógica también serían aplicables, carga de
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO carbón y de las operaciones de transporte de mercancías en la minería a cielo abierto, así como a VA métodos subterráneos en los que se producen los pasos de carga y transporte.
8.5.1. EXCAVADORA La máquina elegimos como una excavadora típico para demostrar el procedimiento de selección es la pala de potencia (a menudo referido como una pala cuerda porque cubo es levantada por cuerdas de alambre). La pala de poder es una carga cíclica designada porque los ciclos de máquina de ida y vuelta desde el lodo del dispositivo de arrastre con sus cargas. Compite con otros cargadores cíclicos superficie de la pala hidráulica, el cargador de la parte frontal, y la red de arrastre. El poder sigue siendo el caballo de batalla de la industria a cielo abierto, aunque pala hidráulica está convirtiendo en mucho más común. El procedimiento de selección que siguen basa principalmente en materia de Atkinson (1992a).
1. Salida idealizada. Palas mecánicas son normalmente tasa nominal en m3 / hr (m3 / h), con base en las condiciones ideales. La salida es una función del tamaño de cubo, tipo de material, trabajando dificultad momento de la excavación, el tipo de unidad de transporte y las condiciones de trabajo. Las unidades utilizadas son habitualmente banco (sólido) medida, el volumen de material en su lugar. Al tratar las unidades de transporte de la pizca, sin embargo, suelto (roto) medida, el volumen de obtenido, se pueden utilizar las siguientes medidas aproximadas de peso específico:
Suelo
Roca
Coal
Tons/yd3
Tons/yd3
tons/yd3
(tonnes/m3)
(tonnes/m3)
(tonnes/m3)
Banco (solido)
1.5 (1.8)
2.0 (2.4)
1.1 (1.3)
Loose roto (roto)
1.3 (1.5)
1.3 (1.5)
0.7 (0.8)
medida
Tabla 8.2 proporciona el ciclo de los tiempos en segundos que se esperarían bajo diferentes condiciones de excavación. Por el momento obtenido a partir de la Tabla 8.2 se designa t c, ellos el número de ciclos C hora es: =
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Utilizando el ciclos / hora y la capacidad de cuchara, una persona puede calcular la salida idealizado para la máquina si funciona para un periodo de tiempo determinado. Esta salida idealizada debe ser atemperada, basada en los factores de operación de la operación.
2. F actores operativos. La salida calculada utilizando datos idealizados debe ser modificado para las condiciones del "mundo real". Las correcciones deben hacerse por tres factores idealizados en la tabla: tiempo de trabajo, ángulo de giro, y las condiciones de trabajo.
Tiempo de trabajo. El tiempo real que un operador de la pala se carga en un cambio dado es una función del sistema changeout operador, número de pala movimientos requeridos por turno, los arreglos de comida, las limitaciones humanas, y otras variables. Entre otras cosas, el trabajador promedio puede estar operando el equipo sólo siete horas de un turno de ocho horas. Ingenieros de excavación han proporcionado durante mucho tiempo una reducción de potencia facto en la aceptación del hecho de que sólo una parte del tiempo de funcionamiento se utiliza productivamente. Los siguientes factores de tiempo normalmente se asume: condiciones Disponibilidad
Tiempo real
favorable
55min/hr
promedio
50 min/hr
pobre
45 min/ht
Tabla 8.2 Tiempos de ciclo de la pala de carga (seg) Bc yd3
m3
E
M
M-H
H
4
3
18
23
28
32
5
4
20
25
29
33
6
5
21
26
30
34
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E: excavación Fácil, material suelto, libre funcionamiento; por ejemplo, arena, pequeño martillo M: Medio excavación, materiales parcialmente consolidados: por ejemplo, grava arcillosa, tierra apisonada, arcilla, antracita, etc. M-H: a medio cavar duro: por ejemplo, calizas y malditos, arcilla húmeda pesada, minerales débiles, grava con grandes rocas, etc. H: excavación Duros - materiales que requieren voladura pesado y arcillas plásticas difíciles: por ejemplo, granito, piedra caliza,, taconita, minerales fuertes fuertes, etc.
A menos que se especifique lo contrario, se asume que la disponibilidad media, y 50 min / hr y 7hr / turno se utilizan. Para utilizar mejor esta información, se define el factor de producción P sin unidades como: P=
Actual min/hr
…………………. 8.2
60 min/hr
Ángulos de oscilación. La mayoría de las palas operan en un banco tendrán una geometría banco resultando unos ángulos de giro de aproximadamente 90 °. Tabla 8.2 asume una oscilación de 90 ° y debe corregirse si el ángulo de oscilación difiere del valor asumido. Atkinson (1992a) sugiere que se utilizarán los siguientes valores de factor de oscilación S: Ángulos de giro, grados
45
60
75
90
120
150
180
Columpio Factores S
1.2
1.1
1.05
1.00
0.91
0.84
0.77
Las condiciones de trabajo. Las condiciones de trabajo son la condición del banco, el tipo de material que está siendo excavado, y el grado de fragmentación de la porquería. estas condiciones afectan la capacidad del operador de pala para llenar el cubo de una manera conveniente.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO el cubo de una manera conveniente. El factor de llenado F (Atkinson (1992a) denomina esta variable la capacidad de llenado) es la porción del volumen balde realmente utilizada durante el funcionamiento normal (de Caterpillar, Inc., 1997). Este valor varía de aproximadamente 0,75 por difícil - a - material de excavación de 1,10 para el suelo mixto y roca. Los valores nominales que se pueden utilizar se condensan a partir de tablas en Atkinson (1992a) y (Oruga, Inc., 1997), como sigue: Materiales
Factor
Mezclas Rock-suelo
1.10
Material de excavación Fácil (arena, pequeño, grava) 1.00 Material de excavación Medio (carbón, arcilla luz, el suelo mojado, minerales blandos) 0.90 Semiduro material de excavación (mineral de hierro, fosfatos, mineral de cobre, piedra caliza dura) 0.85 Material duro de excavación (mineral de hierro de bloques, piedra arenisca, basalto, arcilla pesada) 0.80
Tenga en cuenta que la condición de la suciedad afecta tanto a los tiempos de ciclo de la pala y el factor de llenado de la cuchara, haciendo hincapié en la necesidad de una buena fragmentación. Para completar la información necesaria para calcular el tamaño de la pala, el factor cazo se calcula normalmente para determinar la relación entre el material en el sólido y el material en el cubo. Esto se puede hacer usando la siguiente relación:
Bf = F (peso / volumen unitario suelto) Unidad de volumen / banco Peso
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Dónde Bf es el factor dipper en yd3 en el cubo (m3 / m3) y F es la unidad menor factor de llenado de la cuchara. La capacidad de la cuchara de la pala ahora se puede calcular, en el supuesto de que los diversos factores antes mencionados pueden ser medidos o estimados. El cálculo, adaptado de Atkinson (1992a) es como sigue: Bc = Q / CPSBf
Dónde Bc es la capacidad de la cuchara en yd3 (m3), Q es la producción requerida en el banco de m3 / hr (m3 / h), C es el número de ciclos por hora., P es el factor de producción, S es el factor de oscilación, y Bf es el factor cazo. Tenga en cuenta que el factor tiempo de propulsión definido en Atkinson (1992a) se supone que es parte del factor de producción en este tratamiento y que se supone una altura banco ideal. El siguiente ejemplo ilustra el procedimiento de selección para una pala de potencia.
Ejemplo 8.2. Los siguientes datos se refieren a una mina de cobre utilizando el equipo de producción pala-camión: Producción requerida: 15.000 toneladas / / turno. Tiempo de funcionamiento: 7hr Disponibilidad: 50 min / hr. Banco (sólido) Densidad: 2,0 toneladas / yd3
Muck: media de excavación Densidad
suelta:
1,30
toneladas / yd3 Ángulo de apertura: 120 ° Qué pala tamaño debe ser elegido para llevar a cabo la producción? SOLUCIÓN. El tamaño de la pala se calcula usando las Ecs. 8.1 a 8.4. Para iniciar la recogida de datos, será necesario estimar el tamaño de la pala de modo que un valor de tc se puede conseguir. Comenzando con una pala 25 yd3, leemos tc = 34 seg. los cálculos como sigue:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Q = (15, OOO toneladas / tamizar)) / (2,0 toneladas / yd ^ 3) (7 h / turno)) = 1.071 km ^ 3/h Q = 3600/34 = 105,9 ciclos / hora Q = 50/60 = 0,833 Leer S = 0,91 y F = 0.90 Bf = (0,90 (1,30)) / 2,00 = 0,585 Bc = 1071 / ((105,9) (0,833) (0,91) (0.585)) = 22,8 yd3 (17,4 m3) Podemos suponer que un 25 yd3 (19 m3) pala está disponible y el uso que en nuestros cálculos posteriores. Tenga en cuenta que el tiempo de ciclo se asumió a principios del problema es apropiado para esta pala.
8.5.2 Unidades de transporte El camión de transporte de mercancías fuera de la carretera es el dispositivo más utilizado de transporte de mercancías en las minas a cielo abierto, y se opta aquí por esa razón. Al igual que con la pala mecánica, están disponibles para ayudar en la elección de las unidades de datos amplios. Dos importantes tareas deben llevarse a cabo si los camiones de transporte de mercancías se van a utilizar correctamente. En primer lugar, los camiones deben coincidir en tamaño a la excavadora. En segundo lugar, el número de camiones debe corresponder también la disposición de transporte de mercancías de manera que el sistema produce de una manera casi óptima.
8.5.2.1 Tamaño Flete en camión. Capacidad de los camiones de transporte de mercancías (carga viva) se mide normalmente sobre la base de peso en lugar de volumen a fin de evitar...
8.5.2.1 Tamaño de camiones de transporte: Capacidad de los camiones de transporte de mercancías (carga viva) se mide normalmente en base al peso en vez de volumen con el fin de evitar la sobrecarga. Una medida de volumen es normalmente proporcionada para camiones, generalmente expresados en golpeado (nivelado) capacidad de material suelto. Capacidades de camiones van desde 22 toneladas (20 toneladas) hasta alrededor de 350 toneladas (317 toneladas). La práctica común es usar el tercero más pequeño de la gama de operaciones subterráneas, el centro
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO de la gama es minas superficiales pequeñas, y el tercero más grande en las grandes minas a cielo abierto. Para el tamaño de un camión para su uso con una excavadora particular, hay un número de variables que deben ser considerados: 1. Número óptimo de cambios: el número de oscilaciones que se utilizan para llenar un camión de transporte de mercancías ha sido una cuestión de que los ingenieros de minas han considerado, desde entonces camiones fueron utilizados por primera vez en la minería. La regla general parece variar en todo el país, con tres a cuatro pases utilizados normalmente en grandes minas a cielo abierto occidentales y de cuatro a seis pases en las minas de carbón de los Apalaches (Mace, 2000). Estas reglas se aplican principalmente para palas mecánicas, palas hidráulicas y cargadores frontales. Cuando se utilizan retroexcavadoras hidráulicas, el número de pasadas es generalmente algo más alto. 2. El tiempo de trabajo: las mismas estimaciones sobre la disponibilidad están hechos para camiones como para palas: 50 min / hr y 7 horas / turno se utilizan a menos que se especifiquen otras condiciones. 3. Factor de llenado: La capacidad de llenar el cubo de la excavadora afectará el número de pasadas necesarias para llenar un camión de transporte de mercancías, los factores de relleno utilizado en la determinación del tamaño de la pala se utilizan aquí también. En la determinación del número de pasadas necesarias para llenar un camión, es importante para proteger al camión contra el llenado excesivo, por dos razones: (1) demasiado peso potencialmente puede dañar el camión y (2) demasiado volumen dará lugar a derrames en la zona de carga y a lo largo de los caminos de acarreo. El ejemplo que sigue ilustra el cálculo del tamaño de la camioneta para que coincida de forma óptima la pala elegido previamente. Ejemplo 8.3: Si el 25 yd3 pala elegido en el ejemplo anterior se usa en una mina a cielo abierto, lo que es el rango normal de tamaño de camión que se puede utilizar si: a. De tres a cuatro oscilaciones se consideran ser un buen partido b. De cuatro a seis oscilaciones se consideran ser el partido adecuado. Solución: para estas dos reglas de oro, es necesario saber cuánto peso está presente en el cubo si se llena a su factor de llenado normal. Por medio de la roca, el factor de llenado F es 0,90. El tonelaje movido con cada oscilación del cubo es entonces
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Peso / balde = (0.90) (25 m3 / cubo) (1,3 toneladas / yd3) = 29,25 toneladas (26,5 toneladas) a. Tres cambios se moverán unas 88 toneladas en el camión Cuatro columpios se moverán alrededor de 117 toneladas en el camión Las opciones parecen ser ya sea un camión de 100 toneladas o un camión de 120 ton b. cuatro columpios proporcionan alrededor de 117 toneladas de carga. Seis columpios proporcionarán 146 toneladas de carga De esta regla, ya sea un camión de 120 toneladas o un camión de 150 toneladas parece apropiada Para esta situación pala-camión vamos a elegir un camión de 120 toneladas. Tenga en cuenta que el fabricante no puede tener un modelo de 120 toneladas. Esto puede obligar a la toma de decisiones a considerar otros tamaños. Supondremos aquí que el camión 120 toneladas está disponible y que tenemos confianza en el fabricante.
8.5.2.2 Número de unidades de transporte requerida: Una vez elegido el tamaño del camión requerido para dar servicio a la excavadora, todavía tenemos la tarea de elegir el número de camiones necesarios para procesar adecuadamente el tonelaje de diseño a partir de una cara de producción sin los camiones esperando en las colas en la excavadora o el punto de descarga. Para llevar a cabo este trabajo, es esencial para establecer el tiempo de ciclo de los transportistas para que el potencial de producción suficiente para transportar el tonelaje se desea, pero no excesiva. Si muchos camiones se asignan a la pala, se esperan para el servicio en la pala y el sistema será subóptima. El tiempo de ciclo de las unidades de transporte de mercancías se determina a partir de las mediciones realizadas en el campo o de estimaciones razonables en situaciones similares. El tiempo de ciclo se divide normalmente en sus elementos comunes, y cada elemento se calcula por separado. Una versión de la ecuación-tiempo de ciclo es: = + + + + + + +
dónde: t = tiempo total de ciclo de la unidad de transporte de mercancías, sec t = tiempo de viaje vacío de volcado loader, seg
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO t = tiempo de espera en el cargador, sec La detección de tiempo en el cargador, seg El tiempo de carga en el cargador, seg Viajar vez cargada, el cargador para volcar, sec El tiempo de espera en el vertedero, sec Manchado tiempo en el vertedero, sec Tiempo para volcar, sec Para estimar el tiempo de ciclo, es mejor para medir en el campo por medio de un estudio de tiempos es. Sin embargo, las manchas, de carga, y los tiempos de dumping puede estimarse a partir de datos del fabricante. Algunos valores nominales útiles para camiones y remolques de tractor son las siguientes: Condiciones
Detectar Camiones
Favorable promedio desfavorable
0.15 0.30 0.50
Tiempo (min) Remolques
camiones de dumping Tiempo (min) Remolques
0.15 0.50 1.00
1.0 1.3 1.8
0.3 0.6 1.5
Los tiempos de viaje son harina de otro costal. Deben medido ya sea en el campo estima utilizando las curvas de fuerza de tracción transportista, o estimado utilizando el software de simulación de camiones disponibles de los fabricantes o de otras fuentes. si el vertedero está diseñado correctamente y el número de unidades de transporte no es excesivo, los tiempos de espera pueden ser ignorados, y el tiempo de ciclo se vuelve.
t = t +t +t +t +t +t Para determinar el número de camiones que manejar adecuadamente el tonelaje sin introducir exceso de espera en el sistema, el número de unidades de transporte de mercancías es el número n más pequeño que cumple la siguiente condición: t≤ ( + ) Podemos ver siguiente ejemplo de cómo esto se aplica a la pala y camiones elegidos previamente
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Ejemplo8.4.- la 25 yd 3 (19m3) pala seleccionado en el ejemplo 8.2, es para ser utilizado con el 120 ton (109tonne) camiones elegidos en el ejemplo 8.3. La siguiente información ha sido recogida en el tiempo en una operación similar o con el uso de un programa de simulación de camiones del fabricante. Detectar tiempo 0.3 min Viaje de vacío: 4.8 min
tiempo de dumping 1.1 min viajar cargado 7.5 min
Suponiendo que no hay tiempo de espera en el sistema, calcular el tiempo total del ciclo de camión y el número óptimo de camiones en el sistema.
Solución: el tiempo de carga se puede calcular, basado en el número de oscilaciones para cargar el camión y el tiempo de oscilación de la pala
t1 = 4columbiosx34sec/swing = 2.27 min El tiempo total de ciclo de camión es entonces t = 4.8 + 0.3 + 2.27 + 7.5 + 0.3 + 1.1 = 16.27 min El valor de ti+ t s es 2,57 min, por lo que el valor óptimo de n = 7 utilizando Eq 8.7. En cuenta que este ciclo debe ser satisfactoria .La pala de vez en cuando esperar a que los camiones, pero la espera no debe ser excesivo.
El ejemplo anterior se simplifica en gran medida por la suposición de que los elementos de tiempo en el ciclo son constantes. Esto puede no ser cierto en la práctica debido a los tiempos de la localización, la carga y de dumping tienden a variar considerablemente. Además, los tiempos de viaje en los caminos de acarreo de vez en cuando va a variar debido a la interferencia de otros vehículos .Cuando variación estocástica se introduce, los tiempos de espera se incrementará, y el problema requiere un análisis por simulación por ordenador u otra más avanzada herramienta de análisis de sistemas. Para nuestros propósitos, podemos estar seguros de que los sistemas -camiones que analizaron serán razonablemente cerca óptima.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO PROBLEMAS 8.1.- Una mina de piedra caliza tiene el siguiente equipo en su cara la producción primaria: Excavadora: a 15 yd 3 (11.5m3) cargador frontal con tiempo de ciclo 40 segundos Camiones: cinco 100 ton (90 toneladas) camiones. Material: roca maldita media con condiciones de excavación de dureza media. Las condiciones de trabajo: promedio Tiempo de ciclo de transporte de mercancías: 20.0 minutos (a) ¿cuál es la tasa de producción sostenida del sistema en toneladas / horas suponiendo 60 min de la producción por hora? (b) qué equipo (cargador o camiones) gobierna? (c) qué mejoras le recomendaría a aumentar la producción de la mina sin el equipo cambiante?
8.2.- una empresa minera está considerando nuevas palas eléctricas para cargar 240 toneladas (218 toneladas) camiones para una gran mina a cielo abierto de suministro de mineral de un método de lixiviación en pilas tamaños pala .Los que parecen adecuadas son el 45 yd 3 (34.4m3) y la 54 yd3(41.3 m3) modelos. Otros parámetros de la operación son las siguientes: Excavar condiciones: semiduro Densidad mineral (sólido):2.1toneladas/yd 3 (2.5 toneladas /m 3) Densidad mineral (suelto):1.35 toneladas/yd3 (1.6 toneladas/m 3) Ángulo de giro: 90° Número de pasadas deseado: cinco y cincuenta y seis Responda lo siguiente: a) ¿Cuál de las dos palas es más adecuado para los camiones en las condiciones enumeradas? b) ¿Cuál es la capacidad máxima de desplazamiento de la pala si puede trabajar 50 min / hr durante 7 horas?
