A etapa de cominuição é a operação que mais consome energia de forma ineficiente. Pequenos ganhos de eficiência podem impactar significativamente nos custos operacionais da planta. Durante as décadas passadas, foram atingidas melhoras consideráveis na eficácia dos processos não apenas pela otimização integrada das etapas de cominuição, mas também pelo desenvolvimento de tecnologias que permitem o uso mais eficiente da energia. Entre elas está a Prensa de Rolos de Alta Pressão (PRAP, em inglês High Pressure Griding Rolls - HPGR). Uma campanha experimental em planta piloto foi conduzida para avaliar o desempenho da prensa de rolos (PR) em diferentes configurações de circuito. No total, foram conduzidos 18 ensaios em circuito fechado com peneira, com recirculação parcial do produto da PR e recirculação do produto das bordas. Este estudo apresenta os resultados de tal campanha e as análises contemplam: A comparação do desempenho da PR em diferentes configurações do circuito em termos do consumo de energia, da capacidade do circuito e da granulometria do produto. A avaliação do impacto da eficiência de classificação e da carga circulante no desempenho da PR em circuitos fechados. As análises conduzidas compararam o desempenho da PR a partir dos índices de desempenhos do equipamento e do circuito (capacidade específica, relação de redução e potência específica) que foram obtidos através das variáveis de processo como a vazão mássica, o P50 das distribuições granulométricas dos fluxos e o consumo de potência. Porém, dependendo do índice avaliado, uma configuração é mais vantajosa que a outra. Portanto, foi estabelecido um indicador que relacione as três variáveis de processo (capacidade, consumo de potência e granulometria) para determinar o circuito mais energeticamente eficiente. / Comminution is the most energy-intensive and energy-inefficient operation. A small gain in comminution efficiency can have a large impact on the operating cost of a plant. During the last decade, there have been considerable improvements in comminution efficiency not only due to the optimal design of grinding systems and operating variables that enable more efficient use of existing comminution devices, but also due to the development of comminution devices with the ability to enhance energy utilization. One such recognized technology which addresses most of these issues is the highpressure grinding roll (HPGR). A pilot scale test program was conduct in order to evaluate the size reduction performance of HPGR operating in different circuit configurations. In total, eighteen pilot-HPGR locked cycle tests were performed to simulate the HPGR performance in closed circuit with a screen, product recycle and edge recycle. This work provides the results from the pilot scale HPGR test program. The analysis reported herein includes: A comparison of different circuit configurations of HPGR operation in terms of energy consumption and product fineness. An evaluation of the impact of classification efficiency and circulating load on the performance of closed HPGR circuits. Analyses conducted compared the HPGR performance based onequipment and circuits indexes (specific capacity, reduction ratio and specific power) that were obtained through process variables such as flow rate, the P50 of the particle size distribution and power consumption. However, depending on the index evaluated, a configuration is more advantageous than the other. Therefore, an indicator was established that relates the three process variables (capacity, power consumption and particle size) to determine the most energy efficient circuit.

A etapa de cominuição é a operação que mais consome energia de forma ineficiente. Pequenos ganhos de eficiência podem impactar significativamente nos custos operacionais da planta. Durante as décadas passadas, foram atingidas melhoras consideráveis na eficácia dos processos não apenas pela otimização integrada das etapas de cominuição, mas também pelo desenvolvimento de tecnologias que permitem o uso mais eficiente da energia. Entre elas está a Prensa de Rolos de Alta Pressão (PRAP, em inglês High Pressure Griding Rolls - HPGR). Uma campanha experimental em planta piloto foi conduzida para avaliar o desempenho da prensa de rolos (PR) em diferentes configurações de circuito. No total, foram conduzidos 18 ensaios em circuito fechado com peneira, com recirculação parcial do produto da PR e recirculação do produto das bordas. Este estudo apresenta os resultados de tal campanha e as análises contemplam: A comparação do desempenho da PR em diferentes configurações do circuito em termos do consumo de energia, da capacidade do circuito e da granulometria do produto. A avaliação do impacto da eficiência de classificação e da carga circulante no desempenho da PR em circuitos fechados. As análises conduzidas compararam o desempenho da PR a partir dos índices de desempenhos do equipamento e do circuito (capacidade específica, relação de redução e potência específica) que foram obtidos através das variáveis de processo como a vazão mássica, o P50 das distribuições granulométricas dos fluxos e o consumo de potência. Porém, dependendo do índice avaliado, uma configuração é mais vantajosa que a outra. Portanto, foi estabelecido um indicador que relacione as três variáveis de processo (capacidade, consumo de potência e granulometria) para determinar o circuito mais energeticamente eficiente. / Comminution is the most energy-intensive and energy-inefficient operation. A small gain in comminution efficiency can have a large impact on the operating cost of a plant. During the last decade, there have been considerable improvements in comminution efficiency not only due to the optimal design of grinding systems and operating variables that enable more efficient use of existing comminution devices, but also due to the development of comminution devices with the ability to enhance energy utilization. One such recognized technology which addresses most of these issues is the highpressure grinding roll (HPGR). A pilot scale test program was conduct in order to evaluate the size reduction performance of HPGR operating in different circuit configurations. In total, eighteen pilot-HPGR locked cycle tests were performed to simulate the HPGR performance in closed circuit with a screen, product recycle and edge recycle. This work provides the results from the pilot scale HPGR test program. The analysis reported herein includes: A comparison of different circuit configurations of HPGR operation in terms of energy consumption and product fineness. An evaluation of the impact of classification efficiency and circulating load on the performance of closed HPGR circuits. Analyses conducted compared the HPGR performance based onequipment and circuits indexes (specific capacity, reduction ratio and specific power) that were obtained through process variables such as flow rate, the P50 of the particle size distribution and power consumption. However, depending on the index evaluated, a configuration is more advantageous than the other. Therefore, an indicator was established that relates the three process variables (capacity, power consumption and particle size) to determine the most energy efficient circuit.

Uma parcela considerável do consumo energético, e consequentemente, dos custos das operações de tratamento de minérios é atribuída a cominuição. O High Pressure Grinding Rolls (HPGR) surge com o apelo de eficiência energética, o que, potencialmente, reduziria os custos operacionais. Nesta pesquisa, esta tecnologia é analisada como uma alternativa à rota convencional de cominuição de óxido de alumínio eletrofundido de um empreendimento em particular, que compreende um complexo circuito de britadores de rolos. Duas amostras de óxido de alumínio eletrofundido, denominadas BT e TB, foram submetidas a ensaios de HPGR (circuito aberto) e de caracterização física (DWT, WI, AI, densidade). Adicionalmente, foram realizadas simulações no software JKSimMet® 6.0 com o objetivo de prever o desempenho do equipamento em circuito fechado e realizar o escalonamento da unidade industrial. As distribuições granulométricas dos produtos dos ensaios de HPGR em circuito aberto e as distribuições granulométricas dos produtos dos circuitos fechados de HPGR simulados foram comparadas às granulometrias do produto requeridas pelo circuito industrial. Avaliou-se, também, o atendimento da vazão mássica requerida. Os resultados demonstram que a rota alternativa baseada no HPGR oferece um expressivo potencial de simplificação do circuito, com uma redução considerável do número de equipamentos de cominuição de 13 para 1, o que, além de, possivelmente, impactar na redução de custos operacionais, facilita o controle da operação. / A considerable portion of energy consumption and, as a consequence, operational costs in mineral processing is associated with comminution. High Pressure Grinding Rolls (HPGR) are appealing for their energy efficiency, which would potentially reduce operating costs. This study evaluates this technology as an alternative to the conventional electrofused aluminum oxide comminution route of a specific plant comprising a complex roll crushing circuit. Two electrofused aluminum oxide samples, called BT and TB, were submitted to HPGR (open circuit) and physical characterization (DWT, WI, bulk density, specific gravity) tests. In addition, simulations were conducted using JKSimMet® 6.0 software, aiming to predict the performance of a closed-circuit equipment and scale-up of an industrial scale unit. Product size distributions of the open-circuit HPGR tests and closed circuit HPGR simulations were compared with the product size distribution required by industrial comminution circuit. The required throughput was also evaluated. Results show that the alternative HPGR route provides a remarkable potential for circuit simplification, while considerably reducing the number of comminution equipments from 13 to 1, which facilitates operational control and possibly reduces operating costs.

Ingeniero Civil de Minas / La tecnología de molienda con rodillos a alta presión (HPGR: High Pressure Grinding Rolls) surge como una alternativa atractiva en las operaciones de conminución, debido al uso eficiente de la energía en el mecanismo de ruptura. En la actualidad existen modelos para la simulación de la operación del HPGR lo suficientemente desarrollados para predecir la distribución de tamaños del producto, la capacidad de tratamiento y el consumo de energía. El objetivo de esta memoria es evaluar las fortalezas y debilidades de dos (2) modelos fenomenológicos para este equipo, el desarrollado por Morrell (1998) y el desarrollado por Torres y Casali (2009). Estos modelos se han implementado en diversos software de simulación de procesamiento de minerales, tales como JkSimMet y MolyCop Tools respectivamente. Para lograr lo anterior se utilizará al software Microsoft Excel. Al programar ambos modelos bajo la misma plataforma de ejecución se procede a realizar el ajuste de los parámetros y a validar la capacidad de predicción de cada uno. En el desarrollo de este trabajo se utiliza una base de datos construida con pruebas piloto, escala de laboratorio e industrial, que fueron recopiladas de revistas científicas y tesis. Al trabajar con los datos obtenidos, se realiza una validación cruzada, con el fin de lograr una buena comparación entre los modelos, en donde un 68% del total del set de datos se utiliza para realizar el ajuste de los modelos y el 32% para calcular la capacidad predictiva de los mismos. Para el modelo de Morrell es posible afirmar que presenta una buena capacidad de ajuste y de predicción para la granulometría del producto obtenido en el borde de los rodillos, esto debido al supuesto que utiliza en la formulación del modelo de granulometría, en que asume que la ruptura es como la de un chancador. A diferencia del modelo de Torres y Casali, en que se modela como una serie de molinos de bolas que trabajan a distintas potencias. En el caso del modelo de Torres y Casali se destaca los bajos errores, tanto de ajuste como de validación, en la estimación del consumo específico de energía, presentando errores menores a un 7%. La principal razón de esta diferencia es que el modelo mencionado incorpora la presión en el cálculo de la potencia, en cambio el modelo formulado por Morrell no la considera en sus cálculos, siendo necesario utilizar el torque del motor del equipo. En resumen, ambos modelos presentan ventajas por sobre el otro, por lo que se debe tener claro el para qué se necesita la simulación. De esta manera, se podrá seleccionar un adecuado modelo a utilizar. En conclusión, considerando el punto de vista energético, conviene utilizar el modelo de Torres y Casali, dado que predice de mejor manera el CEE y con una buena estimación de la granulometría del producto total. Si se le quiere dar prioridad a la distribución de los tamaños de los productos del equipo, es conveniente considerar el modelo de Morrell, debido a que ajusta y predice con un bajo error la granulometría del producto global, y con mayor precisión la del producto de los bordes de los rodillos. Se espera que con este trabajo sea posible entregar una herramienta de evaluación para posteriores mejoras en los diferentes simuladores, y de esta manera continuar optimizando e impulsando el uso del equipo HPGR.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El presente caso de estudio tiene como objetivo principal evaluar el impacto económico de un cambio tecnológico en la etapa de molienda primaria del proceso de concentración en Minera Escondida Ltda. para minerales con altos índices de dureza. Los factores más relevantes que motivan la búsqueda de alternativas eficientes de procesamiento son (i) el incremento sostenido en los índices de dureza de la roca, lo que incrementa de manera significativa el consumo de energía y la inversión de capital necesario para mantener los niveles de producción, (ii) la disminución de las leyes de cobre en los procesos de concentración, lo que implica mover un mayor volumen para lograr niveles de producción similares, (iii) los altos niveles en el precio del cobre, que han empujado a la industria a aprovechar el entorno de mercado auspicioso, y (iv) la importancia de incorporar tecnologías más eficientes en consumo de energía, alineadas con la estrategia medioambiental de la compañía. La alternativa estudiada en el presente trabajo es el reemplazo de un circuito de molienda semiautógeno y molienda de bolas por un circuito con mayor eficiencia energética del tipo chancado secundario y HPGR. Se concluye que la opción tecnológica estudiada genera valor en el contexto de una planificación integrada para las reservas mineras disponibles y puede obtenerse una reducción del costo operacional en más de un 7 %, impactando de manera importante los consumos de energía y acero, dos de los ítems de costo más significativos en una planta concentradora. La reducción de emisiones de CO2 , pueden llegar a disminuir en un 25 % mejorando significativamente la huella de carbono de la compañía, reduciendo el impacto ambiental. Este trabajo es el punto de partida para iniciar una discusión profunda acerca de las ventajas que un cambio tecnológico puede provocar en los planes futuros de Minera Escondida Ltda, tanto en términos de la mayor producción obtenida como por los beneficios en costos de operación y el grado de alineamiento que muestra respecto de las políticas medioambientales en el mediano plazo.

The main objective in this study is to compare breakage parameters of narrow size fractions of cement clinker taken from the product end and feed end of industrial-scale high pressure grinding rolls (HPGR) in order to assess whether the breakage parameters of clinker broken in HPGR are improved or not. For this purpose, drop weight tests were applied to six narrow size fractions above 3.35 mm, and batch grinding tests were applied to three narrow size fractions below 3.35 mm. It was found that the breakage probabilities of coarse sizes and breakage rates in fine sizes were higher in the HPGR product. This indicated that clinker broken by HPGR contained weaker particles due to cracks and damage imparted. However, no significant weakening was observed for the -19.0+12.7 mm HPGR product. Although HPGR product was found to be weaker than HPGR feed, fragment size distribution of HPGR product did not seem to be finer than that of the HPGR feed at a given loading condition in either the drop weight test or batch grinding test. Also, drop weight tests on HPGR product and HPGR feed showed that the breakage distribution functions of coarse sizes depended on particle size and impact energy (J). Batch grinding tests showed that the specific breakage rates of HPGR product and HPGR feed were non-linear which could be represented with a fast initial breakage rate and a subsequent slow breakage rate. The fast breakage rates of each size fraction of HPGR product were higher than HPGR feed due to cracks induced in clinker by HPGR. However, subsequent slow breakage rates of HPGR product were close to those of HPGR feed due to elimination of cracks and disappearance of weaker particles. Besides, the variation in breakage rates of HPGR product and HPGR feed with ball size and particle size also showed an abnormal breakage zone where ball sizes were insufficient to effectively fracture the coarse particles. Breakage distribution functions of fine sizes of HPGR product and HPGR feed were non-normalizable and depended on particle size to be ground. However, batch grinding of -2.36+1.7 mm and -1.7+1.18 mm HPGR feed yielded the same breakage pattern.