Fuerzas de chancado y su relación con el desgaste en un chancador primario.

Abstract

Los chancadores representan una pieza fundamental en el proceso minero del cobre chileno. Debido a su alto consumo energético y costos operativos elevados, resulta de vital importancia comprender sus principales parámetros, tales como potencia, torque y desgaste, entre otros. Recientemente, el método de elementos discretos (DEM, por sus siglas en inglés) se ha utilizado ampliamente para calcular estos parámetros de chancado. Este método permite simular de manera precisa los diversos procesos mineros [Weerasekara et al., 2013]. DEM es un enfoque numérico que calcula la interacción y dinámica de partículas en entornos físicos y mecánicos [Cundall y Strack, 1979]. El estudio del desgaste brinda la oportunidad de analizar y mejorar la vida útil del revestimiento. Dado que uno de los mayores costos asociados al proceso de chancado es el reemplazo de los revestimientos desgastados [Walker, 2012], mejorar en este aspecto significaría una disminución considerable en los costos operativos. El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo DEM que permita modelar y cuantificar las fuerzas presentes en las distintas zonas del chancador y obtener su relación con el desgaste del revestimiento. Esto facilitaría la predicción de las áreas más propensas al desgaste, permitiendo así optimizar la gestión de mantenimiento y la durabilidad del revestimiento, aumentando la disponibilidad del chancador. El chancador utilizado en este estudio es un Metso Superior 60-89, ubicado en la mina Highland Valley Copper en Canadá. Este chancador fue analizado y medido experimentalmente por Rosario [Rosario, 2003], quien evaluó el desgaste a través de sensores láser durante los períodos de mantenimiento de la máquina. Una vez obtenido el modelo, se obtuvieron buenos resultados en flujo másico, potencia y distribución de tamaño, teniendo errores de 3,3%, 38,5% y 20,1% respectivamente. Por otro lado, se obtiene las zonas con mayor presencia de fuerzas que corresponden al rango entre 0,8 y 1,6 metros de altura, no obstante, la zona de mayor desgaste corresponde a la altura de 0,5 metros del chancador.

Crushers represent a fundamental role in the mining process of Chilean copper. Due to their high energy consumption and elevated operational costs, it is of vital importance to understand their main parameters, such as power, torque, and wear, among others. Recently, the Discrete Element Method (DEM) has been widely used to calculate these crushing parameters. This method allows for precise simulation of various mining processes [Weerasekara et al., 2013]. DEM is a numerical approach that calculates the interaction and dynamics of particles in physical and mechanical environments [Cundall and Strack, 1979]. Studying wear provides the opportunity to analyze and improve the lifespan of the lining. Since one of the major costs associated with the crushing process is the replacement of worn linings [Walker, 2012], improvement in this aspect would mean a considerable decrease in operational costs. The objective of this work is to develop a DEM model that allows for modeling and quantifying the forces present in the different zones of the crusher and to relate them to the lining wear. This would facilitate the prediction of the most prone wear areas, thus optimizing maintenance management and lining durability, increasing the availability of the crusher. The crusher used in this study is a Metso Superior 60-89, located at the Highland Valley Copper mine in Canada. This crusher was analyzed and experimentally measured by Rosario [Rosario, 2003], who evaluated wear using laser sensors during machine maintenance periods. Once the model was obtained, good results were achieved in mass flow, power, and size distribution, with errors of 3.3%, 38.5%, and 20.1%, respectively. On the other hand, the zones with the greatest presence of forces correspond to the range between 0.8 and 1.6 meters in height; however, the zone with the greatest wear corresponds to a height of 0.5 meters of the crusher.