Metalurgia. Test de abrasión (Ai)

Las plantas de procesamiento de minerales metálicos incluyen en general diversos equipos y procesos metalúrgicos que se van sucediendo unas a otros. Así, por ejemplo, una vez extraído el mineral tronado desde la mina, éste se va reduciendo progresivamente de tamaño hasta lograr que las especies mineralógicas de interés tengan una liberación adecuada, de manera de concentrarlas posteriormente separándolas del material estéril que las acompañaba en la mena.

El circuito de molienda de un concentrador es uno de los más intensivos en términos de inversión (CAPEX). A la vez, el proceso de molienda del mineral constituye, por lejos, el ítem de mayor costo de operación de una planta concentradora, específicamente por el alto consumo de energía y consumo de acero utilizado en la etapa de conminución.

Respecto del consumo de acero este es variable y depende fuertemente de la “características de triturabilidad” del mineral, así como también del tipo de aleación que se utiliza para fabricar los elementos molturadores. El grado de abrasión que ejerce el mineral en los elementos de molienda   —normalmente barras o bolas— repercute significativamente en los costos de operación, ya que se debe ir reponiendo dichos elementos en la medida que estos se consumen.

El test de abrasión Bond determina el índice de abrasión (Ai), el que se utiliza para determinar el desgaste de acero en chancadores de tipo convencional, molinos de rodillos, molinos de barras y molinos de bolas. Varias décadas atrás Fred Bond desarrolló diversas correlaciones para proyectar los eventuales consumos de acero que tendría cada uno de los equipos descritos, las que están basadas en el “índice Ai”, el que a su vez representa las libras de desgaste de metal por cada kWh de energía utilizada en el proceso de trituración.

El test de abrasión usa una porción pequeña de mineral y con una granulometría prefijada (-3/4” y +1/2″). Esta prueba fue desarrollada por Allis Chalmers el año 1963, siguiendo los lineamientos de F. Bond, y utiliza un equipo que consta de un tambor giratorio donde se coloca la muestra de mineral seco, con una paleta de impactos montada en un eje central que gira a una velocidad superior a la del tambor. La paleta es especial, pues está hecha de aleación de acero endurecido estándar a 500 Brinell. El índice de Abrasión se determina a partir de la pérdida de peso de la paleta en condiciones de funcionamiento normal.

El test consiste en hacer rotar cuatro cargas de 400 g de mineral en ciclos de 15 minutos de manera independiente, obteniendo el desgaste de la paleta de impacto por diferencia de peso.

A modo de ejemplo para un molino de bolas en húmedo se utiliza la siguiente correlación de Bond para medir el desgaste de bolas acero por abrasión: lb/kWh = 0,35 (Ai – 0,015)0.33

Para medir el desgaste de los revestimientos del molino existe, en cambio, una correlación diferente, pero utilizando siempre el mismo Ai obtenido en el test de abrasión. Así será posible estimar a nivel industrial la tasa de reposición de bolas de acero y el tiempo proyectado para cambios de revestimiento.

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Fuente de imagen: https://www.911metallurgist.com/equipment/abrasion-index-tester/

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