Conminuci N2014 Mec Nica De Fractura De Part Culas IME

Conminución de minerales
“Mecánica de fractura de partículas”

Dr. Ing. Robinson A. Constanzo Rojas
Septiembre de 2014
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Conminución de minerales
Objetivos de la reducción de tamaño
La reducción de tamaño o conminución es normalmente la primera etapa en el procesamiento
de una mena. Los objetivos de la conminución en general son:
1) Producir partículas de tamaño y forma apropiados para suutilización directa.
2) Liberar los materiales valiosos de la ganga de modo que ellos puedan ser concentrados.
3) Aumentar el área superficial disponible para una reacción química de interés (Eje. Lixiviación,
cementación, etc.).

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Objetivos de la reducción de tamaño
Dependiendo del rango de tamaño de partículas existentes, la conminución se acostumbra a
dividir en:
-Trituración o Chancado: para partículas gruesas, mayores a 2”.
- Molienda (convencional): para partículas menores de 1/2” o 3/8” .
- Molienda Autógena (AG) o semiautógena (SAG): para partículas menores a menores a 8” o
6”. (Cubre el rango de trituración fina y molienda gruesa)

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Fundamentos de la reducción de tamaño: Fractura de una partícula
- En una operación industrial,la ruptura de cualquier partícula ocurre simultáneamente
con la ruptura de muchas otras.
- Los productos de la ruptura de una partícula están íntimamente mezclados con los
productos de ruptura de todas las demás y no es posible distinguirlos.
- Una operación industrial de reducción de tamaño sólo puede ser analizada en
términos de una distribución de partículas de alimentación que son reducidasa una
distribución de partículas de producto.
- Cada partícula
se rompe como resultado de los esfuerzos aplicados a ella
individualmente y por ello resulta importante investigar como se fractura una partícula
individual.

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Fundamentos de la reducción de tamaño: Fractura de una partícula
Las partículas de mena se pueden considerar como materiales frágiles (excepto parapartículas muy pequeñas), es decir, la deformación es proporcional al esfuerzo aplicado hasta
el punto en el cual ocurre fractura. La fractura de materiales frágiles fue analizada por Griffith
y su trabajo ha formado la base de la mayoría de los trabajos subsecuentes.
Para un material ideal, el esfuerzo de tensión máxima para ruptura, Pm, es:

Donde:

P =

y⋅γ
a

y = módulo de Young
 = energíasuperficial por unidad de área
a = distancia interatómica

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Fundamentos de la reducción de tamaño: Fractura de una partícula
Un material ideal al romperse se desintegrará
igualmente en todos los planos perpendiculares
al esfuerzo. Se ha demostrado que las partículas
de mena se rompen a esfuerzos muchísimo más
bajos que Pm (fracciones de orden de 1/100 a
1/1000 de Pm).Este comportamiento se atribuye
a la presencia de fallas o grietas en las partículas,
en escala macroscópica y microscópica. La
concentración de esfuerzos en las puntas de las
fallas produce su propagación y conduce a la
fractura de la partícula a una fracción del valor
del esfuerzo necesario para producir la fractura
de un material ideal.
Esfuerzo vs deformación unitaria para el
comportamientoelástico-lineal de una esfera de
vidrio de 38 µm de diámetro.
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Fundamentos de la reducción de tamaño: Fractura de una partícula
Sometiendo diversos materiales a esfuerzos de tensión conocidos, es posible medir cada
deformación producida y clasificar su comportamiento como elástico o inelástico.
El comportamiento elástico de un material se caracteriza porque la respuesta alos esfuerzos
es afectada sólo por el esfuerzo presente. La energía acumulada durante la carga del sólido es
recuperada íntegra e instantáneamente durante la descarga. El esfuerzo en función de la
deformación se define:
=yε
Donde  = (L - L0)/L0, L y L0 son el tamaño actual y tamaño inicial de la muestra
respectivamente. y = es el parámetro Módulo de Young, ya mencionado anteriormente.

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