Revemol 2016: “Revestimientos de Cuarta Generación, ampliando la tarea del revestimiento"

Waldo Valderrama, académico de la UTFSM obtiene reconocimiento como Mejor Presentación en Revemol 2016. Imagen gentileza de Edoctum.

 

En entrevista con Leaders and Mining, Waldo Valderrama, Ingeniero Civil Metalúrgico, académico del Depto. de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales de la Universidad Técnica Federico Santa María, se refiere al reciente reconocimiento recibido como Mejor presentación en el IX Congreso de Revestimiento de Molinos Revemol 2016 organizado por Edoctum, donde expuso sobre la importancia del diseño de revestimientos para mejorar el proceso de molienda, y los beneficios y ventajas que proponen los Revestimientos de Cuarta Generación.

 

En su presentación en el congreso Revemol 2016, realizado durante los días 5 y 6 de Mayo en el Hotel Enjoy, Viña del Mar, Waldo Valderrama destacó que “Necesitamos innovaciones que sin descartar el parque actual de molinos, les permitan elevar su eficiencia operacional. Los molinos son hoy más grandes, pero sin duda siguen presentando segregación que puede ser aprovechada para ahorrar energía y costos. Los principios están disponibles desde hace mucho, pero los detalles de diseño para los molinos actuales necesitan algunos estudios previos en molinos maqueta, simulación computacional 3D y pruebas en planta para encontrar las reglas de diseño y operación que permitan hacer realidad nuestras expectativas. Creo que aquí hay una oportunidad real de mejora operacional”.

 

En relación a su presentación en el congreso Revemol 2016:

 

¿Cuáles son los principales desafíos en el sector minero en cuanto al diseño de Revestimientos para mejorar el proceso de molienda?

 

Tal como lo presentara mi colega Luis Magne en su charla magistral, los desafíos son siempre:

 

a)         Aumentar la duración (reducir los tiempos de detención sin producción),

b)         Facilitar el recambio en tiempos breves a través de la mecanización y robotización de la operación de recambio, (lo que pone exigencias específicas de calidad dimensional en las piezas, de entrenamiento de los mantenedores y de planificación cuidadosa de todas las operaciones),

c)         Reducir su volumen a través de mejores materiales y diseños (para maximizar el espacio disponible para mineral a moler)

d)         En el sistema de descarga, mantener la integridad de las parrillas, con un mínimo de obstrucción y minimizando tanto la retención de material en el cajón de descarga tras cada giro del molino (carry-over) como el retrorebalse de material que regresa al molino durante el levante del cajón (flow-back).

e)         El diseño de la parrilla misma (área, ubicación, geometría de aperturas) para hacerla afín a la estrategia operacional del molino, armonizando el flujo de descarga con el transporte de masa.

f)          En los revestimientos del manto, promover un óptimo movimiento de carga a lo largo de la vida útil si se opera adecuadamente (utilizar bien la energía).

 

Este último objetivo es el que estamos buscando ampliar en su conceptualización y puesta en práctica con la propuesta de "Revestimientos de Cuarta Generación". Ya no es solo el movimiento de carga “en general”, sino organizar por tamaños los medios de molienda a lo largo del molino, y optimizar el movimiento de carga en cada tramo. Los conceptos fundamentales ya están, solo falta el desarrollo de los diseños industriales para molienda húmeda.

 

¿Cuál es la importancia del movimiento de la carga en el "proceso de molienda" ?

 

Es el núcleo del operar del molino. Entender el movimiento de carga es entender cómo se utiliza la energía en el molino y cómo se genera el deterioro de las partes de máquina: medios de molienda y revestimientos durante el uso. Es la puerta que conduce a mejoras de eficiencia operacional.

 

¿Cuáles son los beneficios y ventajas que proponen los "Revestimientos de Cuarta Generación" ?

 

Los primeros revestimientos solo pretendían prevenir el desgaste. Luego apareció el objetivo de evitar el resbalamiento para una transferencia eficaz de suficiente energía a la carga. La tercera generación es la que armoniza el perfil con la velocidad de giro para controlar las trayectorias de caída, evitando así el impacto directo e inútil sobre el revestimiento, lo que es especialmente relevante en molinos de gran tamaño con velocidad variable. Sin embargo, sabemos que la carga de medios de molienda no se distribuye uniformemente por tamaños en el molino, y dado que este fenómeno depende de la velocidad, del diámetro interno y del perfil de levante y empuje del revestimiento, tenemos una oportunidad de utilizarlo en nuestro beneficio en vez de dejarlo operar casi al azar. Esto es lo que llamamos “Revestimiento de Cuarta Generación”: agregar el manejo de la segregación de la carga en nuestro beneficio.

 

El tema tiene una larga tradición: hace 100 años, los molinos cónicos Hardinge de entre dos y tres metros de diámetro usaban bolas de 5 pulgadas (actualmente no se pasa de 3), que se acumulaban a la entrada para tratar el mineral más grueso mientras que las bolas de menor tamaño se acumulaban cerca de la descarga donde el mineral más fino requiere precisamente más impactos de menor energía. Hardinge afirmaba en un catálogo de 1920 que los molinos cilíndricos, a igual carga, consumían un 60% más de energía que sus molinos. La industria del cemento ha controlado y utilizado la segregación en molinos cilíndricos a través de revestimientos clasificadores, dobles cámaras y otros medios por décadas, en molienda en seco y mucho más fina. Codelco El Teniente patentó en 1986 un diseño que se llamó RET (Revestimiento Estriado Teniente). Manejando el diámetro interno del molino y dándole un ángulo a las ondas del revestimiento tal que dejan de ser paralelas al eje de giro, se obtiene la acción clasificadora y un empuje hacia la descarga que genera un transporte de masa más rápido. La patente informa de reducciones de consumo de energía del orden de 6 a 13%, y de acero entre 4 a 17%. Dado el plazo transcurrido, esta patente es hoy de dominio público.


El beneficio y ventaja esperado es un mejor uso de la energía utilizada en molienda, por un manejo más racional del movimiento de carga del molino, tanto transversal como longitudinal.

 

¿Por qué es fundamental controlar y aprovechar la segregación?

 

Como no manejamos la segregación, ponemos actualmente el mismo perfil de revestimiento a lo largo del molino. Si la controlamos, tendremos los medios de molienda más grandes a la entrada y los más pequeños en la descarga. Podremos además manejar el levante en cada zona a través del perfil (ángulo y altura) para generar una distribución de energía de impacto optimizada al tamaño del mineral en cada tramo. El empuje longitudinal y no solo radial como es ahora, nos permitirá intervenir los tiempos de residencia. Incluso será posible reducir el riesgo de cegado de parrillas a través del manejo de la segregación. La "segregación controlada" le da sentido a modular finamente el movimiento de carga a lo largo del molino, ahorrando energía y acero.

 

En los molinos cónicos, mucho de esto ocurría naturalmente por la disminución de la fracción de velocidad crítica a lo largo del cono para una misma velocidad angular, que reducía el levante y favorecía un número mayor de impactos de menor energía, apto para mineral fino.

 

Sin embargo, al modificar el tiempo de residencia del mineral en el molino a la baja, se pone una carga extra sobre los clasificadores y el diseño del circuito. El problema debe ser abordado con mirada sistémica.


En conclusión, ¿Qué recomienda para mejorar el "diseño de los revestimientos" ?

 

Recomiendo desarrollar nuevos diseños que manejando la segregación y modulando el tiempo de residencia de la carga a través del empuje longitudinal, porque necesitamos innovaciones que sin descartar el parque actual de molinos, les permitan elevar su eficiencia operacional. Los molinos son hoy más grandes, pero sin duda siguen presentando segregación que puede ser aprovechada para ahorrar energía y costos. Los principios están disponibles desde hace mucho, pero los detalles de diseño para los molinos actuales necesitan desarrollo a través de estudios en molinos maqueta, simulación computacional 3D y pruebas en planta para encontrar las reglas de diseño y operación que permitan hacer realidad nuestras expectativas. Creo que aquí hay una oportunidad real de mejora operacional.

 

¿Qué significa profesionalmente para Ud. obtener el reconocimiento de los asistentes a Revemol  2016 como la Mejor Presentación del Congreso?

 

Es algo que absolutamente no esperaba, y que agradezco profundamente. Hace tiempo que venimos haciendo arqueología científico-técnica y trabajo de laboratorio para describir y entender la segregación. Revemol nos dio la presión para hacer la síntesis que desafía el planteamiento de diseño actual, incorporando estos antiguos y a la vez nuevos conceptos en una nueva propuesta de “paradigma” de cómo y para qué diseñar revestimientos. Creo que los asistentes valoraron esta “nueva” mirada. Sin embargo, el verdadero éxito vendrá cuando en las próximas versiones de Revemol tengamos trabajos reportando resultados en planta con estos principios de diseño. Por ahora, dedico este reconocimiento a todos los estudiantes de la UTFSM que han aportado sus energías para estudiar la segregación y que son el cimiento de esta propuesta.