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Técnicas de Tratamiento de minerales
Introducción
Los metales en la naturaleza se encuentran en forma de minerales en cualquiera de sus formas (sulfuros, óxidos, carbonatos, silicatos, etc.) y que para ser obtenidos será necesario, en algunos casos, aplicar técnicas de concentración de dichos minerales. Es importante reconocer la forma cómo se encuentran en la naturaleza y sus propiedades, y sobre la base de dicha información reconocer la adecuada técnica de tratamiento.
Objetivos
Identificar las operaciones metalúrgicas de concentración adecuadas a aplicar de acuerdo a la mineralogía en la que se presentan los minerales.
Proporcionar los fundamentos básicos acerca de mineralogía y la preparación mecánica previa a la que se someten los minerales antes de las operaciones de concentración.
Mineralurgía - Concentración de minerales
Tecnología que se ocupa de preparar y transformar mecánicamente los minerales.
Parte como materia prima de minerales. Los métodos a utilizar en la concentración de minerales son de
naturaleza física o mecánica.
Las propiedades de los minerales que se utilizan para concentración.
El color, y lustre. Gravedad específica. Reactividad superficial. Reactividad química. Magnetismo.
¿PORQUÉ SE CONCENTRAN LOS MINERALES?
Existe una razón económica de preparar y concentrar los minerales, antes de someterlos a posteriores procesos.
La concentración de minerales es necesaria a fin de rentabilizar la operación minera. Solo minas con leyes altas podrían operar rentablemente, sin recurrir a procesos de concentración
Tratamiento de minerales
Será necesario establecer la capacidad de tratamiento de la planta concentradora, en función de las reservas del yacimiento.
El mineral generalmente llega a la planta por tren, camión, cable carril o faja transportadora.
Los minerales se almacenan en tolvas previa trituración mecánica.
CONCENTRADO
El producto de una concentradora es intermedio y sirve de alimentación a procesos pirometalúrgicos.
El tamaño de partículas minerales de los concentrados depende del tipo de concentración que se aplique.
El metal valioso llega a la planta concentradora juntamente con la roca inerte sin valor denominada ganga.
Los productos de la concentradora son el concentrado y los relaves
TÉCNICAS DE CONCENTRACIÓN
Flotación
Separación manual Separación magnética/electostática Gravimetría* Separación eléctrica.
TAMAÑO DE PARTICULAS
La determinación de las propiedades granulométricas de una muestra mineral se realiza en una serie de tamices en forma sucesiva.
Las partículas se distribuyen en cada tamiz, correspondiendo a cada tamiz las partículas con tamaño menor que la malla del tamiz anterior.
Se define como malla el número de aberturas que tienen un tamiz por pulgada lineal. El tamizaje se puede realizar en seco o en húmedo. Se acepta un tamizaje en seco hasta la malla 200.
Muestreo
EL MUESTREO
Operación de remover una pequeña fracción o parte desde un mayor volumen, con características del conjunto total.
CUARTEO
Operación de llegar a obtener la porción representativa del total de la muestra inicial.
MUESTREO MANUAL
CONEOEl mineral se apila en forma cónica con una pala haciendo caer cada palada exactamente en la punta del cono. La operación se repite varias veces con el propósito de obtener una distribución homogénea.
RIFLEADOConocido como partidor Jones. Es el ensamble de un número de chutes idénticos adyacentes con ángulo de 45° y alternadamente opuestos. Los chutes dirigen el mineral a dos recipientes ubicados bajo ellos.
Enlaces
http://www.metso.com
http://www.outokumpu.com
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Qué estudia la mineralurgia?
2. ¿Porqué se tiene que concentrar los minerales?3. ¿Cuales son las técnicas de concentración de minerales?4. ¿Qué relación guardan las aberturas de las mallas de análisis
granulometrico?5. ¿A partir de que malla puede un análisis granulometrico realizarse
en húmedo?
Solución
1. La mineralurgia se ocupa de preparar y transformar mecánicamente los minerales a fin de dejarlos aptos para ser sometidos a posteriores tratamientos que den lugar a la obtención de metales.
2. Los minerales se concentran a fin de obtener un producto intermedio denominado concentrado. Dicha operación se justifica a fin de rentabilizar la operación minera. Con ello se logra disminuir los costos de tratamiento de todo el lote mineral.
3. Se distinguen varias técnicas de concentración y son:
+ La flotación+ La gravimetría+ La separación magnética
Se distinguen también otras técnicas no tan aplicadas como la separación eléctrica y la separación manual o pallaqueo.
4. Las aberturas de las mallas convencionales, que se miden en micras guardan una relación creciente de raiz de 2 entre una y otra malla.
5. Generalmente, en un análisis granulometrico, se acepta el procedimiento de realizarse en húmedo a partir de la malla 200 hacia lo mas fino.
REPASO II
TRITURACIÓN
Introducción
Las operaciones de concentración de minerales en ciertos casos requiere de una preparación previa de los minerales, la cual se realiza en equipos especiales de trituración.
Estas operaciones se llevan a cabo cuando se trata de conseguir el tamaño adecuado con la cual se realizará las operaciones de concentración. Sin embargo, estas operaciones no solamente consistirán en reducir de tamaño la roca mineral, sino que será necesario obtener la granulometría a la cual se logre la liberación de la especie mineral.
Objetivos
Revisar los conceptos fundamentales de los mecanismos de chancado.
Identificar variables operativas relacionadas con las operaciones de trituración y su influencia en la eficiencia de los equipos.
Reconocer los mecanismos involucrados en la fracturación de las rocas minerales.
Trituración de minerales
Objetivos de la reducción de tamaño
Lograr la liberación de las especies valiosas.
Promover reacciones químicas rápidas. Producir materiales con tamaño deseable.
MECANISMOS DE LA TRITURACIÓN
La fractura de los materiales se puede deber:
Debilidades macroscópicas.
Debilidades micro estructurales. Diferencias micro estructurales en las especies minerales
adyacentes
Los minerales poseen estructuras cristalinas y sus energías de unión se deben a los diferentes tipos de enlace que participan en la configuración atómica.
Para desintegrar una partícula se necesita una energía menor que la predicha teóricamente debido a que todos los materiales presentan fallas que pueden ser macroscópicas (grietas) o microscópicas.
Trituración primaria
Es la primera etapa de reducción de tamaño del mineral tal cual llega a la mina.
En el dimensionamiento de la maquinaria de chancado primario, es primordial el tamaño de la alimentación, siendo secundaria la capacidad de procesamiento.
Las trituradora primarias operan siempre en circuito abierto. Se instala en ciertas circunstancias una parrilla estacionaria previo al chancado.
TRITURADORA DE QUIJADA
Consta de una cámara de chancado formada por una mandíbula móvil y una fija revestidas con liners reemplazables de alta resistencia al impacto y abrasión.
El diseño de la trituradora es tal que mantiene un ángulo óptimo de ataque. Angulo con el que se produce la compresión de las quijadas para “atrapar” y forzar las partículas de mineral a descender por la cámara de chancado para ser fracturado.
La mandíbula móvil es impulsada por un poderoso mecanismo excéntrico, que ejerce una presión elevada sobre los trozos de mineral, hasta exceder su límite de ruptura.
TRITURADORA GIRATORIA
Consisten de un largo eje vertical o árbol que tiene un elemento de fractura de acero de forma cónica en el cual se asienta un mango excéntrico.
El árbol suspendido de una “araña” describe una trayectoria cónica en el chancado.
Las trituradoras giratorias grandes frecuentemente trabajan sin mecanismos de alimentación y se alimentan directamente por camiones.
El tamaño de las trituradoras se especifica por la boca(ancho de la abertura de alimentación) y el diámetro del manto. Ej. Trituradora de 42 x 65 pulg. tendrá un ancho de admisión de 42 pulg. y un diámetro de manto de 65 pulg.
COMPARACIÓN ENTRE CHANCADORAS PRIMARIAS
Las de quijada son intermitentes, las giratorias son continuas.
Las de quijada trituran con toda sus superficie la mitad de tiempo, las giratorias tritura con la mitad de su superficie todo el tiempo.
Las de quijada son favorables en pequeñas instalaciones, las giratorias son favorables en grandes instalaciones.
Las de quijada trabajan mejor bajo condición de no ahogamiento, las giratorias trabajan en su máxima capacidad con la cabeza sepultada en el mineral.
Trituración secundaria
Son mas livianas que las trituradoras primarias, puesto que toman el producto chancado en la etapa primaria como alimentación.Este tipo de trituradoras también trabaja con alimentación seca y su propósito es reducir el mineral a un tamaño adecuado para molienda o chancado terciario, si el material lo requiere
TRITURACION CONICA
Es una trituradora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseño aplanado de la cámara de chancado para realizar mayor reducción de éste a su paso por la máquina
CIRCUITOS DE CHANCADO
Para lograr el grado de reducción deseado del material, es necesario usar varias etapas de chancado. Existe una abertura de salida óptima para cada chancadora y un número óptimo de etapas de chancado para maximizar la producción. Las zarandas y/o tamices juegan un rol preponderante en la eficiencia de los circuitos de chancado.
Enlaces
http://www.tecmaqsrl.com/
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Cuales son las razones por las que se tiene que reducir un mineral?
2. ¿Cómo se especifica una chancadora de mandíbula?3. En que se diferencia una chancadora de quijada de una giratoria
primaria?4. ¿Cómo se puede estimar el consumo de energía en una
chancadora?5. ¿En qué consiste la fractura del mineral por impacto?
Solución
1. + Para lograr la liberación de especies minerales valiosas de la ganga+ Para promover reacciones químicas rápidas
+ Para reducir un material con características de tamaño deseable+ Para satisfacer requerimientos de mercado
2. El tamaño de la chancadora se expresa de acuerdo al área de entrada, es decir la distancia entra las mandíbulas en la abertura de alimentación que se denomina boca y el ancho de las placas.
3. Son varias las diferencias, pero destaca en hecho de que la quijada es de acción intermitente y la giratoria es de acción continua; Además la de quijada tritura la mitad del tiempo con toda su superficie y la giratoria con una sección de su superficie pero todo el tiempo.
4. El consumo energético se estima por la formula de Bond, la cual pese a sus limitaciones se aproxima con gran certeza. Depende del work index y de los tamaños P80 y F80 del ingreso y salida del mineral al equipo de trituración.
5. Consiste en la aplicación de esfuerzos compresivos a alta velocidad. La partícula absorbe una cantidad de energía que supera la necesaria para romperse.
REPASO iii
MOLIENDA
Introducción
Las operaciones de concentración de minerales se llevan a cabo bajo un determinado tamaño de partícula, con la cual se conseguirá llegar al grado de liberación adecuado. En la molienda se conseguirá completar el grado de liberación necesario para la etapa de concentración. Sin embargo no todas las operaciones de concentración de minerales requieren de esta etapa.
Mención especial son los nuevos tipos de molienda semiautógena de reciente introducción en plantas concentradoras peruanas. Estos tipos de molinos constituyen un avance importante en las operaciones de conminución de minerales y que representan los más altos costos operativos en la planta.
Objetivos
Revisar los fundamentos de las operaciones de molienda de minerales.
Identificar las variables operativas de mayor incidencia en el rendimiento de los molinos.
Analizar los problemas operativos comunes que se presentan en los molinos convencionales.
Molienda de minerales
Molienda es la conminución del material proveniente del chancado.
En esta operación se realiza la liberación final de los minerales valiosos.
Los tamaños pueden variar desde un F80 de 20 mm. a unos 5 mm, hasta obtener un producto P80 que varía entre 74 a 147 micras.
La estimación del consumo de energía en molienda también utiliza la fórmula de Bond.
En molienda hay un mayor costo que en chancado primario por concepto de consumo de energía
Clasificación
Los molinos se clasifican en:
Molino de barras.
Molino de bolas. Molinos autógenos.
MOLINOS DE BARRAS
Generalmente empleados en molienda primaria. Utilizan barras de acero como medio de molienda. Razón largo/diámetro del cilindro mayor de 1.5:1
Por las limitaciones mecánicas en el largo de las barras, existen limitaciones en el diámetro y la capacidad de este tipo de molinos, que recientemente empieza a perder preferencia
MOLINOS DE BOLAS
Son utilizados como molinos de molienda primaria, secundaria y remolienda.
Utiliza como carga moledora bolas de acero de diferente diámetro.
Las bolas ocupan el 45 %del volumen del molino La velocidad periférica del casco tendrá un efecto decisivo sobre la
efectividad de la acción del medio. Si la velocidad es demasiado baja no habrá el efecto de
“cascadeo”. Si la velocidad fuese demasiado alta las bolas quedarían adheridas
a la pared del cilindro por efecto de la fuerza centrífuga
Velocidad crítica a la que se produce el efecto centrífugo:
D = pies
Velocidad de operación de los molinos
La velocidad de operación es el porcentaje de velocidad crítica del molino.
En molino de bolas la velocidad de operación es alrededor de 65 - 75 % de la “velocidad crítica”.
Revestimientos
El interior de los molinos está revestido con placas, chaquetas o blindajes que evitan el desgaste, y aumentan el rendimiento del molino.
Variables en un molino de bolas
Las principales variables son:
Carga de mineral Alimentación de agua Carga moledora
Control de las variables
Las variables en un molino pueden ser controladas por:
Sonido de las bolas Densidad de la descarga del molino Amperaje
Circuito de la molienda
MEDIOS DE MOLIENDA
Los medios de molienda son bolas fabricadas con material base de acero al carbono. En la fabricación de las bolas intervienen una serie de aleaciones a fin de aumentar propiedades tales como la dureza.
MOLINOS AUTOGENOS
El molino autógeno debe su nombre al hecho que la molienda se efectúa con cuerpos moledores que provienen del mineral mismo.
Molinos AutógenosMolienda FAG:
El medio moledor es completamente rocas del mismo mineral. Molienda SAG:
Si se agrega alguna carga de bolas de acero para mejorar la acción de la molienda, con lo cual la molienda deja de ser autógena pura.
La reducción de tamaño en un molino semiautógeno se debe a la acción de 3 tipos de mecanismos:
Molienda por impacto. Molienda por compresión. molienda por abrasión
Enlace:
http://www.tecmaqsrl.com/
http://www.outokumpu.fi/mineralprocessing/pdf/Mineral_Processing_brochure_spanish.pdf
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Qué valores en el ratio de reducción son mayores, los de chancado o los de molienda?
2. ¿Qué función tienen las chaquetas o revestimientos en los molinos?
3. ¿Cual es el porcentaje de sólidos promedio en el interior del molino?
4. ¿Cual debe ser un valor promedio del volumen de carga en un molino?
5. ¿Qué es un circuito de molienda cerrado?
Solución
1. Obviamente los ratios de chancado son mayores que los de molienda. Es más difícil y más costoso reducir el material mientras mas fina sea la partícula.
2. Los revestimientos cumplen con la función de proteger el caso del molino y aumentar su rendimiento levantando la carga y evitando su oscilación en el interior de molino.
3. Un valor típico de porcentaje de sólidos es alrededor de 66 % de sólidos. Sin embargo este valor puede ser un poco mayor o menor.
4. Se estima que debe ser alrededor del 45 % del volumen total del molino. No deben tener valores mayores porque puede haber rebalses ya que los molinos trabajan por rebose.
5. Se denomina molienda en circuito cerrado cuando el molino trabaja con un clasificador cuyo producto grueso retorna de nuevo al molino, mientras que el producto fino pasa directamente a la etapa de flotación.
REPASO IV
Clasificación secay húmeda
Introducción
En el procesamiento de minerales, todos los circuitos de conminución en los que se incluye trituración y molienda se realizan una previa clasificación de los minerales antes de que ingresen a la etapa de reducción de tamaño. En algunos circuitos como los abiertos no existe clasificación previa.
La previa clasificación de tamaños contribuye a dosificar la alimentación a los equipos de reducción, evitando de que ingrese material cuyo tamaño es inferior al setting de la máquina de trituración, o separando material que ya ha cumplido con los márgenes de tamaño deseado.
Objetivos
Describir los diferentes tipos de clasificadores en húmedo y en seco.
Identificar los parámetros principales que gobiernan el funcionamiento de losclasificadores.
Determinar la importancia que tienen los clasificadores en los circuitos de conminución.
Definición de clasificación
Se denomina clasificación, a la separación de un conjunto de partículas de tamaños heterogéneos en dos porciones, cada una conteniendo partículas de granulometría u otra propiedad más específica que el conjunto original.
La clasificación se realiza por diferencias de tamaño y e gravedad específica que originan diferentes velocidades de se sedimentación entre las partículas en un fluido, cuando sobre ellas actúan campos de fuerzas como el gravitatorio u otros.
El tamizado utiliza exclusivamente el tamaño de las partículas. En esta unidad se estudia:
El tamizaje aplicado en seco.
La clasificación en húmedo
La función de ambas modalidades de clasificación, es la misma: separación de partículas suficientemente finas del material en proceso de conminución, a fin de que estas puedan cortocircuitar la etapa de conminución en cuyo circuito se encuentra el aparato de clasificación, para avanzara a la etapa siguiente.
¿CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE AMBOS TIPOS DE CLASIFICACION?
La diferencia reside en el hecho de que la separación de los tamices o cedazos se efectúa según el tamaño de partícula, mientras que en la clasificación húmeda, la separación tiene lugar según el principio de sedimentación, en que interviene tanto tamaño, forma y peso.
En general la separación es más precisa y nítida en los tamices o cedazos que en los clasificadores húmedos
Clasificación seca
TAMIZAJE
Se realiza sobre una superficie perforada o tejida en forma de malla de alambre, llamada cedazo, que se encuentra montada sobre un marco, dotado generalmente de un mecanismo vibrador, que lleva el nombre de zaranda.
OBJETIVOS DEL TAMIZAJE
Separar los fragmentos mas gruesos contenidos en una mezcla de material.
Separar los fragmentos mas pequeños, como un producto final o eliminarlos.
Clasificar los productos fragmentados en dimensiones comerciales. Extraer desde la alimentación a una chancadora aquel material
que ya cumple con las especificaciones del producto.
GRIZZLY
Barras paralelas o rieles con aberturas de ancho uniforme.
Se utiliza para el material muy grueso. Pueden ser horizontales o inclinados para ser usados antes de
chancadoras. Algunos grizzly emplean cadenas en lugar de barra y algunos son
agitados.
ZARANDAS VIBRATORIAS
Tamices constituidos por telas metálicas o placas perforadas, montadas sobre armazones que vibran a gran velocidad. El movimiento permite que las partículas puedan estratificarse y entrar en contacto con la superficie tamizante y al mismo tiempo que el material pueda avanzar sobre la superficie.
De acuerdo a su disposición respecto a la horizontal los tamices vibratorios se clasifican en:
Horizontales. Inclinados.
VARIABLES RELACIONADAS A LAS CARACTERISTICAS DEL TAMIZ
Tipos de cubiertas
Placas perforadas Mallas metálicas Barras paralelas Relación entre el área abierta y el área de la superficie tamizante.
Cuanto mayor sea la relación entre el área abierta respecto al área
total, mayor será la probabilidad de paso de las partículas.
VARIABLES RELACIONADAS A LAS CARACTERISTICAS DEL MINERAL
Análisis granulométrico de la alimentación
La distribución granulométrica de la alimentación afecta tanto la capacidad como la eficiencia del tamizado.
Humedad del mineral
Tiene valores nocivos sobre el tamizado si se encuentran valores superiores al 4 % cerrando la abertura del tamiz.
VARIABLES RELACIONADAS A LA OPERACION
Pendiente del tamiz
La pendiente afecta en forma directa la capacidad del tamiz.
Capacidad y eficiencia
La capacidad y la eficiencia de un tamiz guardan relación inversa.
Clasificación húmeda
Separación de mezcla de minerales en dos o más productos teniendo como base la velocidad con que caen las partículas a través de un medio fluido.
Función de los clasificadores:
Evita la remolienda inútil de partículas que ya tienen la granulometría deseada.
La eficiencia de los molinos y su rendimiento se ve incrementado.
TIPOS DE CLASIFICADORES HUMEDOS
Clasificadores mecánicos:
+ De rastrillo + Helicoidales Hidrociclones
HIDROCICLONES
El hidrociclón es un aparato estático de operación continua que aplica fuerzas centrífugas para acelerar la velocidad de asentamiento de las partículas contenidas en una pulpa.
Producen una separación similar a los clasificadores mecánicos, por aceleración centrífuga ejercida por la trayectoria circular de la pulpa, bombeada bajo presión.
Los hidrociclones son más compactos que los clasificadores mecánicos, incluyendo sus bombas, tanques de alimentación etc. Presenta mayores ventajas mecánicas y económicas que los clasificadores de rastrillo y helicoidales.
VARIABLES RELACIONADAS CON EL HIDROCICLON
Diámetro del hidrociclón. Diámetro del vortex. Diámetro del apex. Longitud de la parte cilíndrica. Posición del hidrociclón.
VARIABLES RELACIONADAS CON LA PULPA ALIMENTADA
Porcentaje de sólidos. Densidad del sólido. Caudal alimentado. Presión de alimentación
Enlaces
http://www.krebs.com
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Para qué sirve un grizzly ?
2. ¿En qué consiste la estratificación de partículas durante el tamizado vibratorio?
3. ¿Qué función cumplen los clasificadores?4. ¿Qué es el apex en un hidrociclón?5. ¿Qué valores son usuales en la carga circulante en un circuito de
molienda?
Solución
1. Estos equipos de clasificación se utilizan para tamizar materiales gruesos. Generalmente en la alimentación de los equipos de chancado primario.
2. Es la segregación de partículas a través del lecho mineral en la que las partículas grandes se sitúan en la parte superior mientras que las finas pasan el lecho.
3. Evitan una remolienda inútil y contribuyen a mejorar la eficiencia de los molinos
4. Es una boquilla por la cual son evacuados los materiales gruesos descargados y que se dirigen nuevamente al molino a ser remolidos.
5. Los valores promedios oscilan entre 150 – 350 %
REPASO V
La flotación de los minerales
Introducción
El proceso de flotación de los minerales constituye un proceso físico - químico en la que se busca enriquecer las especies mineralógicas útiles de una mena mediante la eliminación de las especies o materiales sin valor. De este modo el concentrado obtenido podrá ser procesado económicamente en la siguiente etapa del procesamiento.
En esta unidad se estudiará los mecanismos presentes en la flotación, así como los equipos y circuitos bajo los cuales tiene lugar el proceso y que influyen notablemente en la eficiencia del proceso.
Objetivos
Revisar los conceptos fundamentales del proceso de flotación.
Identificar las principales variables de operación en el proceso y su influencia en la obtención de un concentrado de calidad.
Analizar los principales circuitos de flotación y los tipos de celdas en los que realiza este proceso.
Flotación de minerales
Se define la flotación como el proceso de concentración de minerales, en el cual se procura separar las partículas de minerales valiosos de los materiales inertes o ganga, por medio de un tratamiento físico-químico que modifica su tensión superficial.
Con esto se logra que los minerales valiosos y liberados se adhieran a burbujas de aire finas y floten formando una espuma enriquecida. Con la flotación de minerales se logra concentrar selectivamente los minerales valiosos, produciendo concentrados limpios y de alta ley.
Para que la flotación sea efectiva se requiere de lo siguiente:
Reactivos químicos. Equipos para flotación. Componentes de la operación
Reactivos químicos.- Son:
Colectores Espumantes Modificadores
Equipo de flotación.- Sus componentes son:
Tipo y diseño de la celda Sistema de agitación Flujo de aire Configuración de los bancos de celdas Control de los bancos de celdas.
Componentes de la operación:
Velocidad de alimentación Mineralogía Tamaño de partículas Densidad de pulpa Temperatura.
Mecanismo de la flotación
Los reactivos colectores tienen la propiedad de hidrofobizar las partículas minerales en la pulpa para hacerlas flotables.
Para facilitar la absorción de estos reactivos sobre la superficie de las partículas minerales, hay que crear condiciones favorables, lo cual se consigue con el uso de los modificadores
Las burbujas de aire son necesarias para:
Recoger las partículas de la pulpa Transportarlas hacia la superficie
ESPUMANTES
Los espumantes son reactivos tensoactivos que se absorben selectivamente en las interfases gas-líquido. Las partes polares de estos compuestos tensoactivos se orientan hacia el agua y la parte no polar hacia la burbuja misma.
Variables en la operación
El mineral
El agua Granulometría Influencia de las lamas Tiempo pH Dosificación de reactivos
LAMAS
Las lamas causan ciertos perjuicios en el proceso:
Las partículas de diámetro pequeño flotan mal. Las lamas perjudican la flotación de partículas de tamaño
adecuado. Causan un considerable aumento en consumo de reactivos.
DENSIDAD DE PULPA
La pulpa que llega al circuito de flotación es generalmente el rebalse de un clasificador.
En un circuito de flotación primaria la pulpa tiene una consistencia entre 25 a 35% de sólidos en vez de 65 - 70% de sólidos que tiene en el circuito de molienda.
pH
La flotación se realiza generalmente en disoluciones ligeramente alcalinas.
La influencia es debido a su acción sobre las sales disueltas en la pulpa de flotación o procedentes de la disolución de los minerales y de sus productos de descomposición o modificando las reacciones entre minerales y reactivos alterando su acción superficial
Celdas de flotación
El equipo empleado para llevar a cabo el proceso de concentración de pulpas minerales por flotación, consta en su gran mayoría de celdas, dispuestas en forma de bancos de un cierto número de celdas contiguas.
Tipos de celdas:
Mecánicas Neumáticas
CELDAS MECANICAS
Se caracterizan por tener un agitador mecánico que mantiene la pulpa en suspensión. Existe una gran variedad de celdas mecánicas, se diferencian por la forma en que ingresa el aire, forma y arreglo del impulsor, empleo de difusores, estabilizadores etc.
CELDAS NEUMATICAS
Son máquinas de flotación que no tienen impulsor mecánico. La pulpa es agitada por aire comprimido. Destaca la celda columna y las celdas Jameson.
Celda columna
Funcionan con sistemas de flujo en contracorriente. Se tiene un flujo ascendente de burbujas en forma continua y un flujo descendente de partículas sólidas hacia el fondo
Variables
Flujo de alimentación Flujo de aire Porcentaje de sólidos Flujo de agua de lavado Nivel de espuma Dosificación de reactivos
Esquemas de flotación
Flotación primaria o rougher.
Flotación cleaner. Flotación scavenger
La flotación rougher es aquella que recupera una alta proporción de partículas valiosas, aún a costa de la selectividad. Se utiliza mayor concentración de reactivos colectores. El concentrado rougher pasa a una limpieza posterior.
La flotación cleaner tiene como finalidad obtener concentrados de alta ley, aún a costa de una baja en la recuperación. Los relaves de la limpieza no son descartados y regresan a un tratamiento posterior.
La Flotación scavenger es aquella en la que se recupera la mayor cantidad de mineral valioso posible. Su relave es el descarte final. Su concentrado scavenger debe tener una ley cercana a la del alimento fresco.
Control en la flotación:
Los resultados de un muestreo sistemático de los productos de los circuitos de flotación se traducen en un balance metalúrgico, basado en fórmulas de razón de concentración y de recuperación
Enlaces
http://www.cesl.com
http://www.outokumpu.com
http://www.mineralnet.co.uk
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Qué es una partícula hidrofóbica?
2. ¿Cuál es la densidad de pulpa en la flotación?3. ¿Cómo es la influencia del pH en la flotación?4. Se utilizan celdas columnas en la flotación rougher? ¿Por qué?
5. ¿Qué zonas se distinguen en una celda columnar?
Solución
1. Es aquella que una vez que ha tenido contacto con el colector tiene propiedades de rechazo al agua. Esto permite la colección de minerales valiosos, mediante el insuflamiento de aire. Las partículas se adhiera a las burbujas y son llevadas a la superficie de la celda de flotación.
2. En un circuito de flotación primaria la densidad de pulpa es alrededor de 25 – 35 % de sólidos, o 1250 g/l.
3. Es debido a su acción sobre las sales disueltas en la pulpa de flotación, cambiando completamente la reacción entre ellos o alterando la solubilidad e los minerales y de sus productos de descomposición.
4. No. La flotación en columna se usa solamente para limpieza de concentrados. No se usa en celda de desbaste ya que las partículas son muy gruesas para flotarlas. Por tal motivo se tiene que remoler el concentrado primario o rougher.
5. Se distinguen 2 zonas. La zona de flotación y la zona de lavado.
REPASO VI
Concentración Gravimétrica
Introducción
Las operaciones de concentración de minerales, no solamente se realizan por flotación, sino también por otro tipo de operaciones, entre las que destaca los procesos gravimétricos. Este tipo de concentración se centran en forma específica a minerales auríferos, galenas, casiteritas, carbón, etc. la separación de partículas se basa en la diferencia de pesos específicos y algunas veces del uso de fuerzas de gravedad.
Objetivos
Reconocer la técnica adecuada de concentración de los minerales atendiendo a la diferencia de pesos específicos.
Identificar parámetros que permitan una mejor eficiencia de los equipos gravimétricos.
Concentración Gravimétrica
La gravimetría se basa en la separación de partículas de diferente forma, tamaño y peso específico, por medio de la fuerza de gravedad, que a veces se encuentra acompañada de la fuerza centrífuga.
Asentamiento Obstaculizado
La velocidad mayor o menor de asentamiento de partículas de diferente tamaño y peso, en un medio líquido, que contiene a su vez partículas finas del mismo sólido. Estas partículas obstaculizan o retardan la caída de las partículas que se pretende diferenciar por su velocidad de asentamiento.
En la actualidad se emplea la concentración gravimética en el tratamiento de minerales muy pesados y que no responden fácilmente a la flotación.
Actualmente se tratan por la técnica de gravimetría minerales de estaño, oro, carbón. En el caso del oro la gravimetría se utiliza intensamente y constituye el método preferido en el tratamiento de arenas de lavaderos de oro, y forma parte en combinación con otros métodos, de circuitos de beneficio.
El criterio fundamental resulta ser el peso específico, es decir la relación entre los pesos específicos de mena y ganga, con la del medio líquido.
Equipo de Concentración Gravimétrica:
Jig Mesas gravimétricas Conos y espirales Separadores especiales centrífugos (Knelson)
JIGS
Equipos generalmente aplicados para separación en tamaños de 1”+ 1/4”.
Se usan como pre concentrador, o en circuitos de molienda para recuperar oro.
Galena gruesa.
Los jigs combinan el asentamiento obstaculizado gravitacional de las partículas con un movimiento de pulsación impartido a la pulpa por medio de un diafragma, un pistón o una válvula de admisión de agua intermitente.
Las partículas pesadas que se asientan por la acción conjunta de la gravedad, y de la aceleración de flujo pulsante, penetran y percolan a través de una cama densa formada por partículas pesadas de gran tamaño o billas de acero.
VARIABLES EN EL JIG
Stroke Velocidad (rpm) Caudal de agua. Cama Jig Granulometría. Flujo de alimentación.
Las pulpas tratadas en un jig son generalmente muy diluidas, de modo que es necesario desaguar concentrados y relaves recuperando el máximo de agua.
Los concentrados de jig pueden ser productos finales, aunque a veces necesitan molienda antes de ser sometidos a limpieza final. Los relaves del jig son remolidos y luego prosiguen un tratamiento posterior como la cianuración, en el caso de minerales auríferos.
MESAS VIBRATORIAS
La mesa vibratoria es una cubierta de forma rectangular o romboidal, provista de rifles que siguen paralelas al eje mayor. La mesa se encuentra en posición casi horizontal con una pequeña inclinación en sentido del movimiento de la pulpa.
Principios de Funcionamiento
Asentamiento obstaculizado. Flujo de corriente laminar. Escurrimiento de consolidación. Aceleración asimétrica.
La pulpa y el agua son alimentadas en la parte superior de la mesa inclinada, y al moverse a través de ésta forma pequeñas lagunas detrás de los rifles transversales, en que se depositan partículas gruesas y/o pesadas.
Las mesas al igual que los jigs producen un concentrado y un relave, el cual puede seguir un tratamiento posterior.
CONOS Y ESPIRALES
Equipos de concentración gravimétrica, basados en el principio de corriente laminar o flujo de película líquida. Se diferencia de la mesa por tener mecanismo interno propio, por tener mayor capacidad, y ocupar menor área superficial.
Los conos y espirales como equipos gravimétricos están desplazando a las mesas gravimétricas en instalaciones de gran tonelaje (lavaderos, arenas pesadas etc.).
Enlaces
http://www.kneson.com
http://www.concentrators.net
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Qué es asentamiento obstaculizado?
2. ¿Cuales son las principales variables que se manejan en una concentración en jig?
3. ¿Qué tipos de concentradores centrífugos existen?4. ¿De que depende el uso de tal o cual método de separación
gravimétrica?5. ¿Qué minerales son usualmente concentrados por métodos
gravimetricos?
Solución
1. Es la mayor o menor velocidad de asentamiento de las partículas atendiendo a su diferente tamaño y peso en un medio líquido.
2. Las variables son el flujo de alimento, el tamaño de mineral, además de el stroke, el flujo de agua y las pulsaciones.
3. Los mas conocido son los concentradores Falcon y la Knelson. Ambos combinan la densidad de los minerales y el uso de fuerzas centrífugas.
4. El uso de cada técnica de concentración depende a las características propias del mineral como tamaño de partícula, pesos específicos ganga acompañante.
5. Son usualmente concentrados mediante esta técnica los minerales auríferos, la galena, casiterita, magnetita.
REPASO VII
Espesamiento y filtración
Introducción
El producto de una planta concentradora como sabemos resulta ser un concentrado final. Este producto deberá ser transportado a la fundición o al puerto, si ese fuese el caso. Esta operación de transporte conlleva a que tengamos que realiza operaciones de desaguado o eliminación parcial del agua contenida en la pulpa mineral, para lo cual será necesario disponer de ciertos equipos de separación sólido/líquido.
Los equipos de separación sólido/líquido consisten en espesadores, en los cuales tendrá lugar la sedimentación de partículas por efectos de la gravedad. A continuación se encuentran la filtración del under flow de los espesadores y que pueden ser al vacío o a presión.
Objetivos
Describir las operaciones de espesamiento y filtración como etapas de la separación sólido/liquido.
Comprender la importancia que representa el desaguado de pulpas para el transporte de concentrados.
Operaciones de desagüado
Las operaciones de desaguado juegan un papel muy importante en los procesos de concentración de minerales, debido a que éstas se realizan preferentemente en húmedo.
Las operaciones de desaguado, tiene como objetivo entregar productos sólidos exentos de humedad, y soluciones limpias y claras para los procesos metalúrgicos siguientes.
Etapas:
Sedimentación (Espesamiento) y clarificación
Resulta una pulpa espesa con un contenido de sólidos de 50 - 75% de sólidos.
FiltraciónCuyo producto final es un cake, con contenido de agua de 10 -20%.
Secado térmico Generalmente por vía térmica, en el cual la humedad se reduce
hasta alrededor de 1% o menos.
Espesamiento
Proceso de sedimentación continuo mediante el cual se reduce el contenido de agua de los productos de concentración hasta obtener una pulpa de alto contenido de sólidos llamado “underflow”.
El “underflow se evacua continuamente con medios mecánicos del espesador, mientras que el rebose abandona el estanque como “overflow”.
Esta etapa se caracteriza por un asentamiento rápido de las partículas sólidas en un estanque, obteniéndose en el rebalse un líquido claro y limpio de partículas sólidas y una pulpa espesa con alto contenido de sólidos.
Sedimentación
De acuerdo a los objetivos perseguidos por la sedimentación gravitacional, ésta puede ser:
Espesamiento.- Donde interesa obtener un producto final de alta densidad
Clarificación.- Donde lo que interesa obtener es un rebalse líquido claro descargando los sólidos en el “under” sin importar su concentración.
En las plantas concentradoras, los espesadores se emplean principalmente para desaguar los concentrados, previa a su filtración. También se desaguan los relaves, sobre todo si se quiere recuperar agua de tratamiento por escasez de este elemento.
ESPESADORES
Los espesadores consisten en un estanque cilíndrico de cero, concreto o madera con diámetros que varían entre 2 y 200 m. y una profundidad entre 1 a 7 m.
La pulpa es alimentada al centro del estanque vía un feed-well, ubicado hasta una profundidad de 1 m. Bajo la superficie, a fin de no causar disturbios en la sedimentación.
Zonas en un espesador
Se observan 4 zonas:
Zona de agua clara o solución. Zona de consistencia de la
alimentación. Zona de transición. Zona de compresión.
ELEMENTOS DE UN ESPESADOR
Cilindro de alimentación. Estanque. Brazos de rastrillo. Paletas o scrapers. Mecanismo de propulsión de rastrillos. Mecanismo de alarma automática. Tuberías y bombas.
Los brazos de rastrillo se mueven sobre el fondo inclinado del espesador y cumplen las siguientes funciones:
Conducen los sólidos sedimentados hacia el cono de descarga
Mantienen fluidez en el material decantado Incrementan el contenido de sólidos, creando canales en la cama
de sólidos por donde se escape el agua en la zona de compresión
El mecanismo de propulsión de rastrillos que provee el torque que mueve los brazos y paletas, contra la resistencia de los sólidos espesados, que alcanza valores elevados en espesadores de gran diámetro, a pesar de la baja velocidad del mismo.
Floculantes
Reactivo de naturaleza poliacrílica que tiene tendencia a aglomerar partículas finas alrededor de las gruesas, acelerando de ésta manera su velocidad de asentamiento.
Los floculantes se agregan en forma de soluciones muy diluidas (0,1%) y en forma gradual, para evitar la formación de grandes coágulos.
Filtración
Es el proceso de separación se sólidos desde un líquido, por medo de un medio poroso, el cual retienen el sólido, permitiendo el paso del líquido. En la mayoría de plantas concentradoras, la filtración es la última etapa de separación sólido–líquido.
La filtración aplicada en el procesamiento de minerales normalmente sigue a la etapa de espesamiento. Las pulpas espesadas son alimentadas a un agitador desde donde son alimentadas al filtro a una velocidad uniforme
Factores que afectan la velocidad de filtración:
Caída de presión desde la alimentación al medio filtrante.
Área de la superficie de filtración. La viscosidad del filtrado. La resistencia del cake. La resistencia del medio filtrante.
TIPOS DE FILTROS
Filtros al vacío Filtros a presión
FILTROS AL VACIO
Filtros de tambor Filtros de discos Filtros de banda horizontal.
FILTROS A PRESION
Producen por lo general cakes con humedeces inferiores a los filtros de vacío. Su aplicación se está extendiendo en planta de procesamiento de minerales. La mayoría de los filtros a presión son discontinuos, sin embargo existen en la actualidad modelos mas perfeccionados de filtros a presión automáticos (filtros Larox).
Enlaces
http://www.larox.com
Cuestionario
Preguntas
1. ¿Cual es el contenido de agua en un cake?
2. ¿A qué se denomina el underflow en un espesador?3. ¿Cual es la función de los rastrillos en un espesador?4. ¿Qué son los floculantes?5. ¿Son mejores los filtros a presión que los de vacío?
Solución
1. El contenido de agua es alrededor de 5 – 25 % de agua. Aún cuando en muchas plantas el contenido máximo de agua es 15%.
2. Es la zona por donde se evacuan los sólidos espesados y que se sedimentan en el estanque sedimentador. Los lodos en esta zona alcanzan valores hasta de 75% de sólidos.
3. Conducen los sólidos sedimentados hacia el cono de descarga, mantienen la fluidez en el material decantado, y crean canales en la cama de sólidos por donde se escapa el agua en la zona de compresión.
4. Polímeros de alto peso molecular cuya función es neutralizar las cargas del mismo signo que hace que las partículas finas se repelan. Las partículas entran en contacto y se adhieren alrededor de las partículas gruesas aglomerándose y sedimentando.
5. Son mejores desde el punto de vista de que producen cakes con menor cantidad de agua. Actualmente se usan filtros de presión automáticos.