Introducción

El concentrador Knelso es un concentrador centrífugo, el cual su principio es el aumentar la velocidad de sedimentación de partículas finas a través de la fuerza centrífuga, mejorando así la eficiencia de la concentración gravitacional. El empleo de este tipo de concentradores está enfocado para el beneficiamiento de menas auríferas las cuales presente ciertas condiciones tales como:

Cuando los muestreos de un depósito aluvial indican presencia de oro libre. Cuando las pruebas metalúrgicas han confirmado la presencia de oro libre en

circuitos de roca dura. Cuando se ha detectado la presencia de oro en las colas de los procesos de

molienda. Cuando se ha detectado una alta cantidad de oro en la carga circulante

Este concentrador se empezó a utilizar en la década de los 80 efectuando separación de minerales valiosos, por lo que para 1998 ya existían más de 2500 concentradores Knelson operando en recuperación de oro en el mundo.

Concentrador Knelson

Son equipos de concentración centrifuga, los cuales además de ser usados para la recuperación eficiente de metales preciosos tales como el oro, plata y platino, también son usados en la concentración de minerales básicos como los de cobre, plomo y zinc.

El principal funcionamiento de este equipo se basa en la fuerza centrífuga que el equipo genera con la finalidad de aumentar los efectos de la fuerza gravitacional y en la generación de un proceso de fluidización y así evitar la compactación de las partículas en el lecho por efecto de la fuerza centrífuga.

Características

• Los concentradores se fabrican desde tamaños de laboratorio hasta unidades de alta producción.

• El concentrador recupera partículas de oro de tamaños que van desde ¼” hasta aproximadamente 1 micrón.

• En estos concentradores el problema de compactación del mineral que pudiese originar la fuerza centrífuga, fue solucionado introduciendo agua a presión en el sistema, contrabalanceando la fuerza centrífuga en el cono de concentración.

• Durante la operación de estos concentradores todas las partículas están sujetas a una fuerza equivalente a 60 g, que es lo que permite que el concentrador pueda recuperar partículas finas.

• El equipo está compuesto por 4 partes fundamentales:

El sistema de admisión de agua de fluidización

El sistema de alimentación

La cámara de presión

La cámara de concentración.

Fuerzas que Actúan

Básicamente en este equipo se generan 3 fuerzas producidas por la rotación del equipo y por la adición de un fluido (agua). Las fuerzas que efectúan sobre la partícula del mineral son la fuerza centrífuga, la fuerza de empuje y la fuerza de resistencia del fluido.

La fuerza centrífuga es generada por la rotación del equipo. Esta fuerza el efecto que ejerce es que las partículas de mineral tienda a desplazarse hacia las paredes de la

cámara de concentración, venciendo así la fuerza de empuje y la fuerza de resistencia del fluido.

La fuerza de empuje se genera por la adición del fluido a una presión, el cual entra por los orificios de la pared de la cámara de concentración, desplazando las partículas más finas hacia el eje central y permitiendo entonces que la partícula se desplace al siguiente anillo.

La fuerza de resistencia del fluido esta fuerza es producto del desplazamiento de agua que se produce cuando la partícula se desplaza en sentido opuesto (fuerza centrífuga) al movimiento del fluido.

Variables

En este tipo de concentradores la granulometría de la partícula es esencial para una generar una efectiva concentración del mineral de interés.

La presión con la que se ingresa el fluido a la cámara de concentración.

La velocidad de rotación de la cámara de presión.

El tiempo que se realiza el proceso de concentración de mineral.

Funcionamiento

El concentrador centrífugo Knelson consiste de un cono perforado con anillos internos y que gira a alta velocidad. La alimentación, que en general debe ser inferior a 1/4”, es introducida como pulpa (20-40% sólidos en peso) por un conducto localizado en la parte central de la base del cono. Las partículas, al alcanzar la base del cono, son impulsadas para las paredes laterales por la acción de la fuerza centrífuga generada por la rotación del cono. Se forma un lecho de volumen constante en los anillos, los cuales retienen las partículas más pesadas, mientras que, las más livianas son expulsadas del lecho y arrastradas por arriba de los anillos para el área de descarga de relaves en la parte superior del cono.

El campo centrífugo en el concentrador varía con la altura del cono. Así, en los anillos inferiores, hay una tendencia a recuperar las partículas mayores del mineral de mayor densidad, en cuanto a los anillos superiores, donde el radio del cono es mayor (es decir, mayor fuerza centrífuga), allí los minerales más finos aún pueden ser recuperados. La compactación del material del lecho se evita por la inyección de agua a través de los hoyos en los anillos. Esta agua fluidiza el lecho de concentrado permitiendo que las partículas más densas, inclusive finas, penetren en el lecho bajo la acción de la fuerza centrífuga, varias veces superior a la fuerza de gravedad.

El concentrado que queda en los anillos es colectado y se retira por el fondo del cono. La duración del ciclo de concentración varía dependiendo de la aplicación que se esté realizando. Típicamente los tiempos de duración de un ciclo de concentración serían los siguientes:

• Concentración de material aluvial: 8 a 24 horas.

• Concentración de minerales de oro de roca dura: 1 a 6 horas.

Ventajas de este equipo

Modelos de capacidad variable.

Porcentaje de sólidos en peso de la alimentación que varía de 20% a 40%.

Mayor posibilidad de recuperación de finos, si se comparan con equipamientos convencionales de concentración gravitacional.

Tienen un costo relativamente bajo de operación y de mantención.

Se usa para separar metales nocivos para el medio ambiente como el mercurio y el plomo

Desventajas

Es un proceso que requiere de mucha agua y de energía, para su funcionamiento.

Este equipo no funciona con partículas gruesas

Su funcionamiento es en dos etapas, se enciende y se logra la separación del mineral de interés, sin embargo para realizar su descarga se debe apagar el equipo. Por lo tanto su funcionamiento es en dos etapas.

Aplicaciones en la extracción de oro

Un concentrador centrífugo no debe usarse para recuperar oro en los siguientes casos: si el oro es refractario; si el oro está encapsulado; si el oro no se encuentra en su estado libre.

En relación a los circuitos de concentración de oro, los concentradores centrífugos se aplican en los siguientes casos:

• En el tratamiento de un placer con oro aluvial.

• En un circuito primario de molienda de roca dura.

• En la recuperación de oro como subproducto en circuitos de molienda de minerales metálicos.

• En la recuperación de oro de concentrados de flotación.

• En la recuperación de oro de un retratamiento de colas.

• En la recuperación de oro para elevar la ley del concentrado.

• En la recuperación secundaria de oro y metales de alta gravedad específica como plata, mercurio y platino

. Series de modelos de concentradores Knelson

Las series de modelos Knelson que se ofrecen en el mercado, son las siguientes:

• Serie de descarga manual (MD)

El KC-MD 3, equipo estándar en los laboratorios, mientras que, el

KC-MD 7,5, equipo empleado en estudios de investigación de minerales pesados, proyectos de tratamiento de desechos y como equipo para mejorar los concentrados de oro de baja ley

• Serie de descarga central (CD).

Los modelos de la serie de descarga central (CD). Éstas fueron las primeras unidades diseñadas para extraer el concentrado rápidamente, no en forma manual, y en un ambiente de completa seguridad. Los modelos que están disponibles son los siguientes:

• KC-CD 10 MS (2,5 ton/h; 1,5 HP).

• KC-CD 12 MS (6 ton/h; 2 HP).

• KC-CD 20 MS (25 ton/h; 7,5 HP).

• KC-CD 30 MS (60 ton/h; 15 HP).

• Serie de servicio pesado (XD).

Los modelos XD son especialmente diseñados para cubrir la demanda en los ambientes de circuitos de molienda de roca dura. Sin embargo, son también apropiados

para operaciones aluviales o para proyectos de retratamiento de relaves donde se presentan condiciones de acidez.

KC-XD20 (25 ton/h; 7,5 HP)

KC-XD30 (60 ton/h; 15 HP)

KC-XD48 (150 ton/h; 40 HP)

Imagenes del concentrador Knelson

Vista superior (cono)

Partes del Concentrador Knelson

Conclusiones

Los concentradores Knelson presentan una alta concentración y alta recuperación.

Son equipo que no requiere aditivos químicos o reactivos.

Son de diseño compacto por lo que requieren de menos espacio físico.

Para una velocidad y granulometría fija existirá entonces una presión máxima que permitirá una efectiva concentración.

Es un excelente equipo para generar efectivas concentraciones para minerales con partículas finas.

Presenta un gran auge en el beneficio de minerales como oro y plata.

Bibliografía

“http://www.ex-alumnos.uda.cl/metalurgia/402/concentracion.minerales.2/02.-.Concentracion.Centrifugos.(Knelson-Falcon).pdf” Consultada el día 27/01/2013

“http://es.scribd.com/doc/50676293/Manual-de-Practicas-Metalurgia-II-1” Consultada el día 27/01/2013

“http://concentrationtable.en.alibaba.com/product/703834683-212830279/Gravity_Concentrators_Gold_Recovery_Mineral_Knelson_Gravity.html” Consultada el día 27/01/2013

Universidad Central de Venezuela

Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales

Facultad de Ingeniería

Departamento de química

Cátedra: Laboratorio de Metalurgia Extractiva.

Concentrador Knelson

Alumno

Jesús Pérez

CI: 19736326

Caracas, 29 de enero 2013