capitulo 1 procesamiento de minerales
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PROCESAMIENTO DE MINERALES
COLOSO 19071
1.1. INTRODUCCIÓN A LA CONCENTRACIÓN DE
MINERALES.
Es evidente que las sustancias minerales
se requieren en un estado de pureza o
concentración alto, debido a que no se
aplica sobre una base económica, un
proceso extractivo o de refinación de
alto costo, a cantidades pequeñas de
metales como Cobre, Oro, Plomo, Zinc,
molibdeno, tal como se encuentran en la
naturaleza.
2
Debido a lo expuesto en el párrafo
anterior, es preciso concentrar estos
metales en un pequeño volumen, para
posteriormente someterlos a tratamientos
intensivos y de costos elevados para la
recuperación del metal puro.
3
Cu2S
Al2O3
SiO2
CuS
FeS2CaO
Cu5FeS4
CuFeS2
MgO
PARTICULAS SULFUROS METALICOS
Al2O3
CaO
Cu2S
SiO2
Al2O3
SiO2
CuS
MgO
SiO2
SiO2
CaO
FeS2
PARTICULAS GANGA MINERAL
COMPOSICION QUIMICA Y/O MINERALOGICA DEL MINERAL
+
4
CONCENTRACION DE MINERAL
CONCENTRADO DE COBRE
(Pulpa)
RELAVES
(Pulpa)
FLOTACION
ACCIONES MECANICAS
- AGITACION
- AIREACION INDUCIDA
REACTIVOS
- COLECTORES
- ESPUMANTES
PULPA MINERAL
SULFUROS METALICOS
(concentrado)
GANGA MINERAL
(relaves)
OBJETIVO
5
El procesamiento de minerales, consiste
en tratar los minerales hasta obtener
productos con rendimiento comercial, por
métodos que no destruyan las
características físicas o químicas de los
mismos. esta definición descarta a
operaciones como refinación, tratamiento
con calor, lixiviación y otros
procedimientos químicos.
6
El procesamiento de minerales consiste en
una amplia variedad secuencial de etapas,
los principios básicos son independientes
del material que se este tratando.
El objeto de la concentración de
minerales, independientemente de los
métodos usados, es siempre el mismo:
“Separa los minerales en dos o más
productos, como: concentrados, colas y
partículas mixtas.
7
Los beneficios, resultado del
procesamiento de minerales, previo a la
fusión u otro tratamiento, se presentan a
continuación:
- Ya que existen costos para la obtención
de un producto concentrado, estos
se compensan con el ahorro en flete, por
la menor cantidad de material a
transportar.
- Se reducen las cantidades a tratar,
entonces también disminuyen
notablemente las cantidades de escoria o
ripios de lixiviación, de este modo
se reducen las pérdidas metalúrgicas. 8
- El tonelaje de material a ser tratado
en los procesos extractivos (fusión o
lixiviación), se reduce, por lo que se
necesitan instalaciones menores, o las
mismas, para mayor capacidad de carga.
- Cuando los métodos de concentración son
eficientes y bajos costos, es posible,
sacar ventaja, además de los menores
costos que tienen los procesos de
“extracción mina” de grandes volúmenes,
pero baja ley, comparativamente con
procesos de extracción minas selectivos
que son de mayor costo.9
- La eficiencia y bajo costo de las
plantas de procesamiento de minerales,
hace posible tratar minerales, que de
otra manera no podrían ser beneficiados.
10
Características de
los minerales
aprovechadas
Propiedades
utilizadas
Tipo de operación
Color - lustre. Respuesta
óptica.
Escogido manual de menas
o instrumento automático
adecuado.
Radio - actividad. Emisión de rayos
gamma.
Instrumental automático
contador científico.
Gravedad específica
y masa.
Desplazamiento
diferencial de
un fluido dado.
Separación gravitacional
de arenas y gravas por
medios densos, jig,
mesas, espirales.
Forma. Fuerzas
friccionales
desarrolladas en
corrientes
fluidas.
Mesas separadoras de
películas fluidas.
Actividad
superficial.
Adsorción
específica de
cationes o
aniones para
modificar la
tensión
superficial.
Flotación espumante.
Mesas aglomeradoras para
recuperación de
minerales aerofílicos.
Reactividad química. Disolución por
agentes
apropiados.
Procesos de lixiviación
para recuperar oro,
plata, cobre y otros.
Ferromagnetismo. Magnética. Campo magnético usado
para recuperar minerales
de escaso magnetismo.
ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES
APROVECHADO EN SU TRATAMIENTO.
11
1.2. CONCEPTOS GENERALES.
i. Minerales y menas.
Los metales se encuentran principalmente
en la corteza terrestre y el lecho
marino.
Se presentan en distintas formas,
dependiendo de su reactividad con el
ambiente: oxígeno, azufre y anhídrido
carbónico. Así se tiene:
Atacamita
1.2. CONCEPTOS GENERALES.
12
- Au y Pt, prácticamente no reaccionan con
el ambiente y permanecen al estado nativo
o metálico.
- Ag, Cu, Hg, etc., si reaccionan con el
ambiente y se presentan como sulfuros,
carbonatos, cloruros, nativos, etc.
Por lo que, los metales más reactivos
forman compuestos que se denominan
minerales: PbS (galena), Cu2S
(calcosina), SnO2 (casiterita), etc.13
ii. Definición de mineral.
“Sustancias inorgánicas naturales que
poseen estructuras atómicas y
composiciones químicas definidas”.
iii. Definición general de mineral.
“Mineral se considera a cualquier
material (elemento) de valor económico
que se extrae de la tierra”.14
iv. Definición de mena y otras
consideraciones.
“Acumulación de mineral en cantidad
suficiente para permitir una extracción
económica”.
MINERAL: BROCANTITA
Cristales aciculares de Brocantita verde azulada. Douglas Hill,
Lidwig, Lyon County, Nevada, USA. (http://webmineral.com).15
Los factores que permiten que un depósito
mineral pueda ser explotado y procesado
económicamente son:
Localización y tamaño del depósito.
Ley de la alimentación, mineralogía y
textura (tamaño y distribución de los
minerales valiosos) de la mena.
Aspectos financieros, tamaño de la
inversión, capital disponible y costos de
los préstamos, impuestos y pago de
regalías.
Aspectos legales y regulaciones medio
ambientales. 16
Costos de explotación de la mina (mina
a rajo abierto y/o subterránea).
Costos de servicios: suministros de
energía y agua, carreteras y disposición
de relaves y/o ripios.
Facilidad de la mena para el
tratamiento: diagrama de flujo, costos de
operación, leyes de concentrado y
recuperaciones.
Demanda y valor del metal, precios de
los productos (concentrados, cátodos,
cemento de un metal).17
METAL MINERALES DE MENA FÓRMULA
QUÍMICA
% METAL DENSIDAD
1. ALUMINIO -BAUXITA.
-DIÁSPORA.
-GIBBSITA.
-BOEHMITA.
-MEZCLA DE HIDRÓXIDO DE Al -
NO DEFINIDA.
-AlO(OH).
-Al(OH)3.
-AlO(OH).
-2,00 – 2,55
-3,20 – 3,50
-2,30 – 2,40
-3,00 – 3,10
2. COBRE -CALCOPIRITA.
-CALCOSITA.
-BORNITA.
-COVELITA.
-CUPRITA.
-MALAQUITA.
-NATIVO.
-TENANTITA.
-TETRAEDRITA.
-AZURITA.
-ENARGITA.
-CRISOCOLA.
-ATACAMITA.
-ANTLERITA.
-CHALCANTITA.
-TENORITA.
-CuFeS2.
-Cu2S.
-Cu5FeS
4.
-CuS.
-Cu2O.
-CuCO3·Cu(OH)
2.
-Cu.
-(Cu,Fe,Zn,Ag)12As
4S13.
-(Cu,Fe,Zn,Ag)12Sb
4S13.
-2CuCO3·Cu(OH)
2.
-Cu3As
5S4.
-CuSiO3·2H
2O.
-Cu2Cl(OH)
3.
-Cu3SO
4(OH)
4.
-CuSO4·5H
2O.
-CuO.
-34,6
-79,8
-63,3
-66,5
-88,8
-57,5
-100
-57,5
-52,1
-55,0
-48,4
-36,2
-59,5
-53,7
-25,5
-79,9
-4,10 – 4,30
-5,50 – 5,80
-4,90 – 5,40
-4,60
-5,90 – 6,20
-4,00
-8,90
-4,40 – 4,50
-4,40 – 5,10
-3,80 – 3,90
-4,40
-2,00 – 2,40
-3,75 – 3,77
-3,90
-2,10 – 2,30
-6,50
v. Algunas características de los
minerales.
Tabla. Algunas características de los
minerales metálicos.
18
METAL MINERALES DE MENA FÓRMULA
QUÍMICA
% METAL DENSIDAD
3. ORO -NATIVO.
-SILVANITA.
-CALAVERITA.
-Au.
-(Au,Ag)Te2.
-AuTe2.
-100
-24,5
-43,6
-15,0 – 20,0
-7,90 – 8,30
-9,0
4. HIERRO -HEMATITA.
-MAGNETITA.
-GOETHITA.
-LIMONITA.
-SIDERITA.
-PIRROTITA.
-PIRITA.
-Fe2O3.
-Fe3O4.
-FeO(OH).
-ÓXIDOS FÉRRICOS HIDRATADOS.
-FeCO3.
-FeS.
-FeS2.
-70,0
-72,4
-62,9
-48,0–
63,0
-48,3
-61,5
-46,7
-5,00 – 6,00
-5,50 – 6,50
-4,00 – 4,40
-3,60 – 4,00
-3,70 – 3,90
-4,60
-4,90 – 5,20
5. PLOMO -GALENA.
-CERUSITA.
-ANGLESITA.
-JAMENOSITA.
-PbS.
-PbCO3.
-PbSO4.
-Pb4FeSb
6S14.
-86,6
-77,5
-68,3
-50,8
-7,40 – 7,60
-6,50 – 6,60
-6,10 – 6,40
-5,50 – 6,00
6. MOLIBDENO -MOLIBDENITA.
-WULFENITA.
-MoS2.
-PbMoO4.
-60,0
-26,2
-4,70 – 4,80
-6,50 – 7,00
7. PLATA -ARGENTITA.
-NATIVA.
-CERARGIRITA.
-Ag2S.
-Ag.
-AgCl.
-87,1
-100
-75,3
-7,20 – 7,40
-10,1 – 11,1
-5,80
8. SILICIO -CUARZO. -SiO2. -46,9 -2,65
9. CINC -ARGENTITA.
-NATIVA.
-CERARGIRITA.
-Ag2S.
-Ag.
-AgCl.
-87,1
-100
-75,3
-7,20 – 7,40
-10,1 – 11,1
-5,80
Tabla. Continuación.
19
MATERIAL MINERALES DE MENA FÓRMULA QUÍMICA %
METAL
DENSIDAD
1. ANHIDRITA - ANHIDRITA. - CaSO4
- - 2,95
2. BARITINA - BARITINA. - BaSO4
- - 4,50
3. BORATOS -BORAX.
-KERNITA.
-COLEMANITA.
-ULEXITA.
-Na2B4O7·10H
2O
-Na2B4O7·4H
2O
-Ca2B6011·5H
2O
-NaCaB5O9·8H
2O
-
-
-
-
-1,70
-1,95
-2,40
-1,90
4. CARBONATO
DE CALCIO
-CALCITA -CaCO3
- -2,70
5. DOLOMITA -DOLOMITA -CaMg(CO3)2
- - 2,8 – 2,9
6. YESO -YESO -CaSO4·2H
2O - -2,30
7. FOSFATOS -APATITA
-ROCA FOSFÓRICA
-Ca5(PO
4)3(F,Cl,OH)
-FOSFATOS COM-
PLEJOS DE Ca, F, Al
-
-
- 3,1 – 3,3
8. POTASIO -SILVINITA
-CARNALITA
-ALUNITA
-SALITRE POTÁSICO
-KCl
-KMgCl3·6H
2O
-Kal(SO4)2(OH)
6
-KNO3
-
-
-
-
-2,00
-1,60
-2,60
-2,10
Tabla. Algunas características de los
minerales no metálicos desde el punto de
vista del procesamiento de minerales.
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