diseñ0 procesos - i.1

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DISEÑO DE PROCESOS PARA TRATAMIENTO DE MINERALES

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TRATAMIENTO DE MINERALES

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MINERALOGIA Y PROPIEDADES Mineral Cuarzo Rutilo Ilmenita Circón Monazita Propiedades Utiles

Técnicas Separación disponibles

Color Blanco Marrón Negro Blanco Marrón Escogido Manual Optico

Radioactividad No No No No Sí Escogido Radiométrico Susceptibilidad Magnética

-0.2 2.0 162.0 -0.3

15 Magnético: Alta y Baja Intensidad

Resistividad Eléctrica

>1012 <106 <106 >1012 >1012 Separación Electrostática ó Electrodinámica

Dureza, fragilidad 7.0 6.25 5.5 7.5 5.25 Lavado ó restregado ó molienda diferencial

Gravedad Específica

2.65 4.2 4.75 4.7 5.1 Concentración Gravimétrica

Química Superficies

Flotación, Floculación diferencial y dispersión

PROCESOS QUIMICOS Solubilidad Acidos Solubilidad Alcalis Equilibrio Redox Reactividad Halógenos

Clorinación

Estabilidad Térmica

Calcinación, Tostación

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COMPOSICION DE ARENAS DE PLAYA MANAVALAKURCHI

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Mineral % PesoIlmenita 62,3Leucoxeno 4,3Granate 4,2Monazita 10,7Zircon 10,8Rutilos 1,8Ferro Mag Min 0,8Cuarzo /Silim 4,5Conchuelas 0,6

100

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PROCESO EN HUMEDO PARA TRATAR ARENAS DE PLAYA

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PROCESO EN SECO PARA TRATAR ARENAS DE PLAYA

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DIFICULTADES PARA SISTEMATIZACION

Dificultades Geológicas : existen aproximadamente 3,500 especies minerales, siendo 200 formadores comunes de mineralización, si tomamos 5 de estos minerales a la vez, con los 200 minerales comunes tendremos 2,500,000 combinaciones y un desarrollo metodológico para este número de combinaciones demandará un importante esfuerzo y si a esto adicionamos que las propiedades de cada uno de los minerales es variable, llegamos a la conclusión que existe un amplio campo de trabajo.

Mineralógicas: las propiedades mineralógicas son definitivamente variables como ejemplos se puede mencionar la variación de color del cuarzo que va desde incoloro hasta negro, de la ilmenita que puede variar entre negra a marrón, del circón que puede variar entre diferentes tonalidades del azul. La susceptibilidad magnética también es propiedad variable tal como se ha observado en ilmenitas de la India que son apreciablemente magnéticas, así mismo el circón también reporta alto magnetismo en algunos depósitos. Otras propiedades como la resistividad eléctrica pueden variar por los recubrimientos con otras especies minerales ó con sales que varían entre diferentes depósitos en casos extremos hasta en el mismo depósito se presentan propiedades variables.

Texturales: En limitadas ocasiones los minerales se presentan como especies discretas tal como ocurre en las arenas de playa en que cada especie está normalmente liberada ó en el caso de depósitos aluviales. Las mineralizaciones primarias normalmente ocurren en rocas requiriendo técnicas de liberación y por lo tanto siempre tienen una distribución granulométrica y liberación completa es difícil obtener existiendo solo tendencia a aproximarnos. Las operaciones de reducción de tamaño a su vez introducen cambios en las propiedades originales en algunos minerales hasta el extremo de interferir con el método ó proceso de separación. 8

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PROCESOS DE SEPARACIÒN

Limitaciones de Procesos de Separación: Existen limitaciones importantes en los procesos y equipos desarrollados para la explotación de propiedades:

Límites de Tamaño de Partícula.- cada máquina tiene un tamaño máximo de partícula y un mínimo que pueden ser eficientemente tratados dependiendo del Criterio de Separación y condiciones de operación. En el caso de exceder estos límites, el proceso se torna ineficiente por lo que es necesario preparar el alimento existiendo un permanente compromiso entre la falta de liberación y el exceso de finos producido.

Discriminación de Propiedades de los Minerales: en que los resultados son dependientes de las propiedades diferenciales por lo que debemos tener siempre la máxima diferencia posible explotable económicamente. Algunos ejemplos pueden mencionarse tal como ocurre en concentración gravimétrica en la que la separación en medios densos (DMS) es mas eficiente sin embargo sus costos de inversión son mayores frente a jigs por ejemplo que tienen menor eficiencia pero su costo de inversión es significativamente menor. En separación electrostática que explota conductividad superficial de los minerales, las especies minerales deberán estar secas, caso contrario se interfiere con el Criterio de Separación, en cambio la susceptibilidad magnética puede explotarse por vía seca ó húmeda, esta última no sería aplicable en zonas donde no existe suministro adecuado de agua. El alimento completamente seco es también interferido por condiciones atmosféricas imperantes en la zona del yacimiento, caso específico de las arenas de playa. En algunos casos tostación es aplicable utilizando combustibles existentes en la zona. La aplicación de lixiviación con ácido clorhídrico ó sulfúrico también tiene limitaciones en razón de su suministro.

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FACTORES ECONOMICOS Limitaciones Económicas: están relacionadas con especificaciones de los productos son

limitaciones establecidas por los compradores y en parte relacionadas con el proceso subsecuente. Limitaciones de Grado ó Ley del Producto.- El valor de venta del producto de concentración está

relacionado con su ley, algunos ejemplos se mencionan a continuación: el caso de la barita ó baritina, el mercado exige leyes de 99.5% para tener precios de ventas aceptables, mientras que cuando la ley es menor a 99.5% BaSO4 el precio se reduce en 50%. Similar condición reporta la fluorita, en que el grado ácido exige no menos de 97% CaF2 y el siguiente nivel es el grado metalúrgico que acepta ley no menor de 60%, igualmente el precio de este último es la mitad de la fluorita grado ácido. En el caso de producir fluorita de 96.2% CaF2, esta no podrá ser vendida como grado ácido.

Limitación de Impurezas.- Penalidades contra impurezas existen en los mercados de metales base, estaño, arenas para vidrio teniendo especificaciones rígidas cuya identificación y asociación deberá ser cuidadosamente realizada. En casos extremos se ha determinado presencia de minerales por cuyo contenido de impurezas son algunas veces no comerciales, tal es el caso de la cristofita que es un mineral zinc con alto contenido de Mn presente en nuestros Andes Centrales que produce concentrados de zinc de leyes inferiores a 40% Zn.

Limitaciones de Tamaño de Partículas.- Son muy severas en algunos casos, hace un tiempo atrás era imposible vender cromita con contenido de mas de 20% -1” pulgada, sin embargo luego fue posible vender materiales finos pero peletizados demandando incorporar etapa de acabado del concentrado. El caso de la industria del carbón aun reporta restricciones de tamaño para venta según su aplicación.

Precio de Venta ó Valor de Mercado.- Importantes cambios se observan en función a tiempo teniendo marcada influencia en el diseño de procesos constituyendo una propiedad de los minerales que debemos adicionar a la lista anteriormente mostrada y deberá ser tenida en cuenta en el desarrollo de los procesos.

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MODIFICACION DE PROCESOS

Posibilidades Adicionales Manteniendo continuo acercamiento entre las propiedades de los

minerales y los mercados podemos realizar cambios en ellas creando nuevos procesos con la finalidad de ser mas competitivos. Ejemplos típicos son tostación reductora para transformar materiales férricos a ferrosos convirtiéndolos en fuertemente magnéticos, así como procesos de lixiviación alcalina magnetizante, facilitando la separación posterior y limpieza de concentrados. En el caso de procesos hidrometalúrgicos, la regeneración del lixiviante es objetivo importante para reducción de costos.

Propiedades de Propiedades de

MINERAL B Minerales Procesos y Equipos

Objetivo: Recuperacion

Conc I Principios y Teoria

de Separación Información

Conc II Económica

Conc III

Optimización de

Operación

SELECCION DE PROCESOS Relaves

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DETERMINACION MINERALÓGICA

Es el estudio de la naturaleza y distribución de minerales en la mena, determinando sus propiedades y rango de variación : en composición, en características d liberación ó accesibilidad, frente a técnicas de separación. 1) La mineralogía es herramienta básica requerida para la evaluación de depósitos

minerales, siendo la determinación de composición cuantitativa ó análisis modal la mas importante.

2) También forma parte básica ó fundamental del núcleo para Diseño de Procesos siendo de mayor importancia relativa respecto a los análisis químicos cuantitativos.

3) Requerida para el control de procesos especialmente para el control de pérdidas, determinando tamaños de liberación.

4) Para el control de productos : composición, tamaños de acuerdo a los requerimientos comerciales.

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PROPIEDADES UTILES EN MINERALOGIA

Color aunque no importante por el amplio rango de variación.

El color de raya, es de mucho mayor valor en la identificación

Dureza evaluada por resistencia relativa a la abrasión

Gravedad específica determinada por técnicas del picnómetro ó por líquidos densos

Radioactividad determinada usando equipo especial. Fusibilidad Permeabilidad magnética considerando rango de

variación. Propiedades químicas y reactividad cuantitativa, que

en algunos casos e importante para la identificación de especies minerales.

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CLASIFICACIÒN DE COMPONENTES

1) Valores: la actitud básica debe ser definida grado ó recuperación, dando importancia a una de ellas definiendo el proceso de acuerdo a estos objetivos, si este es de grado, los valores serán separados en etapa posterior del proceso y en el caso de recuperación deberá hacerse tan pronto sea posible.

2) Ganga No Deseada: puede ser descrita como material inerte física y químicamente y su remoción puede realizarse en cualquier parte del proceso pero es siempre preferible removerla en etapas tempranas con la finalidad de mantener costos bajos de operación, el balance detallado de costos de tratamiento futuro y el valor adicional que podría obtenerse en términos de grado ó recuperación de valores deberá ser realizado.

3) Materiales Peligrosos ó Dañinos : la ganga peligrosa ó nociva es definida por aquellos minerales “reactivos” física ó químicamente en el proceso y cuya presencia afectaría la eficiencia del proceso. Deben ser removidos antes de su ingreso a la etapa en que son perjudiciales así como del producto final pero sin interferir con el producto. Un ejemplo de este tipo de materiales son las lamas, las cuales no son deseables por los procesos aunque no por los compradores ó clientes; este material interfiere en concentración gravimétrica y con otros, en el caso de flotación afecta el consumo de reactivos, puede afectar la selectividad del proceso principal para la separación de valores así como la clasificación o las reacciones químicas. Siempre existe una alternativa según el tipo de compuestos clasificados por su compatibilidad:

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CLASIFICACIÒN DE COMPONENTES

Si A es incompatible con B, deberemos realizar su separación para el subsecuente procesamiento. En este caso se consideran todos los tipos de separaciones posibles.

Si A es compatible con B, será necesario tomar una acción menos drástica por que en este caso la separación no afectará al producto y se realiza separación por etapas.

Sub-Productos : Están relacionados con completa utilización del recurso, puede ser en interés de la Nación y/ó de la Empresa ó de Terceros especializados en el manejo de este tipo de materiales, su procesamiento no deberá interferir con el programa principal ni con el grado ni la recuperación de valores objetivos. En ocasiones este tratamiento podría ser hecho posteriormente en términos económicos. Debe darse debida importancia desde el inicio de las exploraciones de todo yacimiento por que en las menas existen importantes valores en “sub - productos” en algunos casos el precio es atractivo justificando su extracción, en otros su valor se pierde o reduce cuando se reduce el tamaño de partícula.

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AGRUPAMIENTO DE MINERALES POR PROPIEDADES

1. Clases (% de cada mineral agrupados por sus características de composición)

2. Por su contenido de valores : 3. Podemos tener el mismo valor en diferentes minerales.4. Diferentes valores en el mismo mineral.5. Diferentes valores en diferentes minerales (en términos

económicos)6. Proporciones de los minerales en la mena : los requerimientos

de tratamiento serán diferentes dependiendo de la proporción de los componentes.

7. Asociaciones de los minerales en la mena.8. Propiedades : los minerales pueden ser separados por su

asociación y puede realizarse en términos de propiedades superficiales de la densidad y la secuencia de los procesos a aplicar dependerá de las propiedades y proporciones.

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REGLAS BASICAS DE SELECCIÓN DE OPERACIONES

Y PROCESOS

1. Siempre debemos tener preocupación por extracción temprana de valores accesibles: El caso extremo que ilustra esta regla es la producción de minerales de fundición directa (DSO) requiriendo muy poca concentración pero necesita preparación, la cuestión es obtener justo balance entre excelencia técnica y preferencia comercial. Será correcto además colocar en el mercado el peor producto que será aceptado, lo cual es aplicable a cualquier productor ó manufactura, no existiría un justo balance si se aplica lo contrario, el objetivo deberá ser siempre realizar el mínimo trabajo posible en el proceso integral.

- Si tenemos importante fracción de valores, se deberán separar las partes accesibles de estos valores y no aplicar mas trabajo del necesario sobre ellos. Esta decisión será hecha dependiendo de la cantidad y valor del mineral objetivo en proceso, si el valor del mineral es bajo, las cantidades deberán ser significativas para justificar su aplicación.

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Y PROCESOS

2) Rechazo temprano de minerales de ganga: esta posibilidad es de mayor complejidad por las complicaciones que incorpora. La ganga es bajo valor económico y como tal debe ser tratada, en el caso que no mas del 25% de este se encuentre liberada no sería adecuada su separación, dependiendo de las características estructurales de la roca:

- Capas claramente definidas de roca libre de valores (observación

macroscópica)- Textura propia de los minerales: en el caso que los valores y los minerales de

ganga tuviesen tamaños de partícula similares tendremos la opción de eliminar minerales de ganga en etapa temprana.

- Si los valores están finamente diseminados a través de la ganga existiendo casos en que los valores están dentro de cristales de los minerales de ganga, luego liberación temprana de cualesquiera es poco probable (siempre el concepto de accesibilidad a la fuerza de separación prima) afectando la recuperación en el caso de aplicar separación temprana de minerales de ganga.

- Existe probabilidad estadística de que parte del mayor constituyente se encuentre liberado en etapas tempranas del proceso, el mismo argumento aplica si el mayor constituyente fuese el valor.

- Desde el punto de vista de ingeniería de planta y costo de inversión, la separación temprana de ganga deberá tener justificación económica.

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Y PROCESOS

3. Si tenemos un producto de alto valor económico, en el total, la recuperación es mas importante que el grado por lo que el proceso deberá ser diseñado para alcanzar alta recuperación y luego mejorar el grado en lo posible, no superior a las especificaciones justificadas de mercado. Un balance económico de grado recuperación deberá ser realizado, mas allá del punto óptimo no deberá irse. En el caso del Au, diamante, platino etc. debemos tener como objetivo recuperaciones próximas a 95%. En otros casos como el cobre, el balance deberemos obtenerlo en nivel inferior de recuperación debido a que intentar recuperaciones mas altas incrementan los costos y los beneficios marginales pueden ser menores, por otro lado el grado de acuerdo a la estructura económica deberá ser razonable tal como es el caso del Sn, Zn, WO3.

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Y PROCESOS

iv. En caso de productos de bajo valor el mejor balance se obtiene dando mayor importancia al grado, con estos minerales estaremos relacionados con una secuencia de etapas de preparación y concentración. Las características del circuito básico para ambos tipos de productos se presentan en el gráfico siguiente.

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Y PROCESOS

5. La secuencia de operaciones y procesos deberá ser compatible para obtener el óptimo beneficio económico.- En muchos casos los procesos seleccionados para tratamiento de sulfuros han omitido recuperación de óxidos como minerales de WO3 y Sn, varios ejemplos de estos casos existen a lo largo de la historia de la minería y en algunos aun persiste. El énfasis en estas plantas se pone en flotación de los sulfuros ó alternativamente en recuperación gravimétrica de óxidos metálicos. Este dilema se discute a continuación como ilustración:

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REGLAS BASICAS DE SELECCIÓN DE OPERACIONES Y

PROCESOS

6. En cualquier clase de separación de minerales, el proceso trabajará mas eficientemente si la fuerza de separación es aplicada al menor constituyente, estos es siempre verdad, cuando se aplica el método inverso se afecta la ley ó recuperación. Este principio es válido en todas las etapas incluyendo clasificación.

7. Nuestro interés debe estar dirigido a los flujos, existiendo varios de ellos que deberán ser considerados por formar parte del diagrama integral de procesos e instrumentación:

a. Masa: En muchos casos deberemos considerar recuperación de

algunos componentes y la determinación de flujos de masa es imprescindible para precisarla entre otros factores incluyendo la preparación del diagrama de Proceso e Instrumentación: P & ID. En circuitos de molienda convencionales, el clasificador recirculará minerales pesados sufriendo de sobre molienda y la posible incorporación de una etapa de concentración será consideración especial para la recuperación de sulfuros liberados ó casi liberados. En muchos casos esto representa una etapa efectiva y de bajo costo de inversión con la aplicación de jigs ó celdas unitarias de flotación.

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Y PROCESOS

a. Agua: Es también elemento importante en la definición de necesidades así como para definir probable incorporación de etapas de recuperación de agua. Este componente es uno de los mas importantes por que el consumo de H2O alcanza al rango de 5-6 Ton/Ton de mineral cuando se incorporan métodos convencionales de concentración gravimétrica y en flotación esto es de aproximadamente 3/1.

b. Tamaños de Partículas: este balance es requerido para alcanzar equilibrio en el proceso integral, muchas veces por tratar una pequeña fracción de partículas gruesas ó finas se solucionan problemas significativos que afectan la metalurgia integral.

c. Valores y Minerales de Ganga: Este análisis es también necesario para identificación de problemas potenciales así como por consideraciones económicas, cada etapa incorporada al circuito deberá ser justificada tanto técnica como económicamente.

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RECUPERACION DE SULFUROS DE COBRE Y ZINC

METODO A

FLOT Cu

ALIMENTO

CONC Cu

FLOT Zn

CONC Zn RELAVE

DES

D E P A R T ME N T o f ME T A L L U R G Y

FOR:

DAT

FI G:

FI LE

EJ ERCICIO EVALUACIÒN

M ar z o

D i agr am T I TL

ALTERNAT I VAS PARA

RECUPERACI Ò N

ALTERNATIVAS PARA RECUPERACIÒN DESULFUROS Cu y Zn

METODO A

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METODO B

FLOT Cu I

ALIMENTO

CONC Cu I

DES

D E P A R T ME N T o f ME T A L L U R G Y

FOR:

DAT

FI G:

FI LE


M ar z o

D i agr am T I TL

ALTERNAT I VAS PARA

RECUPERACI Ò N


METODO B

FLOT Cu II

CONC Cu II

FLOT Zn

CONC Zn RELAVE

REMOL

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METODO C

FLOT Cu

ALIMENTO

CONC Cu Ro

Scv

DES

D E P A R T ME NT o f ME T A L L U R G Y

FOR:

DAT

FI G:

FI LE


M ar z o

D i agr am TI TL

ALTERNATI VAS PARA

RECUPERACI Ò N


METODO C

FLOT Cu

CONC Cu

FLOT Zn

CONC Zn RELAVE

REMOL

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PESO ENSAYES % RECUPER % Energía K80 % -200#

METODO PRODUC % Cu Zn Fe Cu Zn Molien. micrón Peso A Alim 100.00 5.95 11.81 100.00 100.00 13.9 41.0 96.0 Conc Cu 23.30 23.85 6.20 93.20 12.20 Conc Zn 19.25 0.73 50.40 12.90 2.50 82.20 Relave 57.45 0.45 1.15 4.30 5.60

B Alim 100.00 5.73 11.72 100.00 100.00 12.4 45.5 91.5 Conc Cu 23.20 23.30 5.60 94.40 11.10 Conc Zn 18.05 0.42 52.10 11.10 1.30 80.20 Relave 58.75 0.42 1.74 4.30 8.70

C Alim 100.00 5.72 11.71 100.00 100.00 12.8 35.5 98.9 Conc Cu 21.58 24.50 5.40 92.40 9.90 Conc Zn 19.36 0.48 50.70 11.90 1.60 83.90 Relave 59.06 0.58 1.23 6.00 6.20

RESULTADOS METALURGICOS

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COMPARACIÒN ECONOMICA

INGRESOS POR VENTAS US $ INGRESOS CALCULADOS PARA CABEZAS

PROD/METOD DIRECTO US $/% METODO A METODO B METODO C METODO A

Conc Cu 144.99 24.35 144.99 145.65 145.08 Conc Zn 62.89 5.33 62.89 62.51 64.41

Total 207.89 29.68 207.89 208.16 209.50 METODO B

Conc Cu 140.13 24.46 139.50 140.13 139.58 Conc Zn 62.06 5.29 62.44 62.06 63.95

Total 202.19 29.76 201.94 202.19 203.53 METODO C

Conc Cu 139.48 24.37 139.39 140.02 139.48 Conc Zn 63.86 5.46 62.36 61.98 63.86

Total 203.34 29.82 201.75 202.00 203.34

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TRATAMIENTO MINERALES DE BAJO VALOR

EJERCICIO EVALUACIÒN

100

CHANCADO y MOLIENDAHASTA LIBERACIÒN

R.O.M.

31.3% PESO

% Fe

CONC.MAGNETICA

RELAVE

1 %60 %

99 %30 %

CONCENTRADORELAVE

35 %8.6 %

REMOLIENDA

SEPARACION MAGNETICAALTA INTENSIDAD

CONCENTRADO

LIMPIEZA EN SEPARACIÒNMAGNETICA HJ

SEPARACION MAGNETICABAJA INTENSIDAD

SEPARACION MAGNETICAALTA INTENSIDAD

FLOTACIÒN DE SILICE

CONCENTRADORELAVE

9 %27 %

RELAVE

18 %20 %

46.0 %52.0 %

37 %58 %

RELAVEESPUMA

10 %48 %

CONCENTRADO

27 %64.2 %

FLOTACIÒN SiO2ACTIVACIÒN CON CAL

RELAVEESPUMA

8 %36 %

CONCENTRADO

29.5 %64.1 %

FLOTACIÒN CON AMINA

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PREPARACIÓN DE MINERALES

1. Mena y minerales constituyentes, sus propiedades mecánicas, origen geológico, texturas, agregado de partículas, estructuras.

2. Con el método de minado, dependiendo de este se determina la humedad del mineral extraído de mina, pasando por el extremo de alta humedad cuando se utiliza minado por medios hidráulicos en el caso del tratamiento de depósitos aluviales y en el de relaves. La aplicación de corte y relleno utilizando relleno hidráulico aumenta la humedad del mineral arrancado de mina hasta acondicionamiento previo por reactivos residuales.

3. Procesos de separación : sus limitaciones de tamaño de partícula y limitaciones en la discriminación de minerales.

4. Requerimientos del producto para su comercialización relacionado con tamaño de partícula como es el caso de minerales de hierro, cromo, bario, etc.

5. Grado del producto que debe ser alcanzado para su colocación en el mercado en términos convenientes a la economía del proyecto para alcanzar máxima rentabilidad.

6. Costo de las operaciones unitarias involucradas y valor del producto, es importante mantener los costos de en niveles bajos siempre.

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SELECCION METODO DE PREPARACIÒN

La selección de operaciones de preparación depende de diversos factores que se indican a continuación:

Escala de la operación, Flujo grama aplicado, Disponibilidad de capital, Moda en chancado y molienda- Acarreo del material es factor importante en la

selección de los métodos ó procesos de preparación, incorporando etapas complementarias de almacenaje, transporte, separación sólido líquido y deben ser integradas en el Diseño de Planta.

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METODOS DE PREPARACIÒN

1. Lavado y restregado de partículas2. Reducción de Tamaño para liberación.3. Clasificación y control del tamaño de

partículas por tamizaje y clasificación.4. Aglomeración.5. Almacenamiento y alimentación6. Transporte y Transferencia.7. Espesamiento y Filtración.

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LAVADO Y RESTREGADO

Minerales Gruesos, tales como son los producidos de mina (ROM), los mas comúnmente aplicados son :

i. Monitores hidráulicosii. Lavadores de tambor ó molinos de cuchillas, yiii. Lavadores Tamaño Medio ( 2” y finos)

i) Tambores lavadores ii) Zarandas rotatorias con chisguetes de agua Materiales Finos (½” , ¼” ): i) Zarandas lavadorasii) Restregadores mecánicos, existiendo de diferente manufactura

consistentes de impulsores cruciformes los cuales rotan en un juego de deflectores aplicando alta densidad de pulpa.

iii) Tanques agitadores de cualquier clase.

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LAVADOR DE CUCHILLAS

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LAVADOR ROTATORIO

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REDUCCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTICULAS Y LIBERACIÓN

1. En los casos que los valores sean el menor constituyente, digamos 1%, parte significativa del mineral está constituida por ganga liberada (99%) y por lo tanto se puede liberar parte muy significativa de los minerales de ganga antes de liberar los valores, en caso que este factor de requerimiento volumétrico no sea considerado detenidamente puede representar importante pérdida de valor, por lo que la posibilidad de liberación temprana de los minerales de ganga debe ser verificada incluyendo liberación por etapas dependiendo de que si los medios (partículas no liberadas) tienen ó no suficiente propiedad diferencial para obtener efectiva separación de los minerales de ganga asociada a valores discriminándolas de las partículas de ganga liberada.

2. Liberación entre dos minerales valiosos : por ejemplo en el caso de los de plomo y cobre en ganga silícea siempre requeriremos fina reducción de tamaño para alcanzar liberación completa. Sin embargo también existirán etapas tempranas en las que podremos remover ó separar cantidades significativas de minerales de ganga, pre - concentrando los sulfuros que requieren mayor fineza de reducción de tamaño debiendo siempre considerar la liberación por etapas.

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PREVISIONES

i. Presencia de compuestos grasos y aceites,ii. Presencia de substancias solubles ó de soluciones

alcalinas ó ácidas que pudiesen disolver iones metálicos que pudiesen precipitar reactivos ó que contaminen las superficies. Las sales solubles en agua son parte de la composición mineralógica de los minerales producidos por efecto de intemperismo de los depósitos de minerales que influyen sobre los resultados metalúrgicos.

iii. Presencia de lamas que tienden a adherirse sobre las superficies de los minerales interfiriendo con el proceso de separación especialmente en flotación, en la que se observa presencia de compuestos naturalmente flotables que de no ser separados ó adecuadamente dispersados reducen la eficiencia del proceso principal de concentración.

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CHANCADORAS DE QUIJADAS

- Son utilizadas mayormente en chancado primario, su radio reducción normal es de 3/1 ó 4/1. El ajuste cerrado mínimo es de 2” algunas veces, tiene capacidad para tratar minerales duros y abrasivos debido a que el sistema de toggle permite aplicar la mayor fuerza.

- No es compatible con minerales húmedos y de alto contenido de finos pero en caso extremo se puede adicionar agua para facilitar la operación.

- El tamaño máximo de partícula alimentado debe ser controlado, recomendando sea hasta 85% de la dimensión menor, también es conveniente instalar sistemas de protección para evitar el ingreso de materiales acerados incorporados accidentalmente. –

- Las fracciones mas finas del alimento que el ajuste cerrado deben ser removidas del alimento por ocupar espacio e interferir con el desgaste adecuado de los blindajes, por esta razón es recomendable incorporar tamizaje grueso para su remoción de los finos para lo que se utilizan grizzlies estacionarios ó preferentemente vibratorios.

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CHANCADORA DE QUIJADAS KUE KEN

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EQUIPOS DE REDUCCION DE TAMAÑO FINO DE

PARTICULA

ii. Chancadoras giratorias - Pueden ser empleadas para chancado primario ó secundaria,

tienen mucha mayor capacidad que las de quijadas y su radio de reducción similar al de chancadoras de quijadas y en las giratorias de alta velocidad utilizadas para chancado secundario pueden alcanzar al rango 5-6 a 1. Rara vez alcanzan ajuste cerrado menor a ½”, normalmente es no menor a ¾”.

iii. Chancadoras Cónicas- Son las de mayor uso en nuestras operaciones de mediana

minería, aplicadas como secundarias para el caso de las de diseño estándar y las de cabeza corta son utilizadas para chancado terciario. Reportan alto radio de reducción alcanzando hasta 7/1 produciendo chancado de hasta ¼”.

- - Las de cabeza corta pueden operar eficientemente en circuito

cerrado por contar con menor excentricidad que las de diseño estándar contando con sistemas de cierre hidráulico.

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CHANCADORA GIRATORIA PRIMARIA

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Chancadoras CónicasSHORT HEAD

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EQUIPOS DE REDUCCION A TAMAÑOS FINOS DE PARTICULAS

iv. Chancadoras de Impacto- Existen equipos de eje horizontal conocidas como molinos de martillos y

las de eje vertical como las gyradisc utilizadas para chancado fino. Utilizadas en operaciones para preparación de alimento a plantas de lixiviación con aglomeración para minerales de Ag aplicando chancado hasta 100 % -10 mallas, asistidas con molienda en seco.

- Los molinos de martillos pueden ser utilizados en chancado primario ó secundario aplicando altos grados de reducción mayores 10/1 constituyendo importante ventaja cuando se tratan minerales de baja abrasividad es decir con bajo contenido de SiO2, usualmente menor a 10%. Pueden ser utilizados en calizas duras con importantes ventajas en comparación con las anteriormente mencionadas.

v. Chancadoras de Rodillos- Este tipo de chancadoras eran usadas para el tratamiento de minerales

blandos. En casos especiales de chancado fino pueden ser aplicadas, pero para chancado convencional eran obsoletas hasta la aparición de las chancadoras de rodillos de alta intensidad que por su alta eficiencia y capacidad están encontrando aplicación industrial en gran minería para chancado fino.

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CHANCADORAS DE IMPACTO

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CHANCADORA DE RODILLOS

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MOLINOS AUTOGENOS O SEMIAUTOGENOS

- El desarrollo de estos molinos controlados automáticamente han encontrado aplicación en operaciones en las que resulta conveniente su aplicación en razón de homogeneidad de la mineralización y en las que el costo de inversión es factor importante en la decisión. Este tipo de molinos requieren de preparación simple del alimento por chancado primario y el producto es normalmente sometido a molienda secundaria en molinos de bolas ó de guijarros para obtener producto adecuado para procesos de flotación.

- En muchos casos producen importante volumen de fracciones gruesas que deben ser separadas en el trommel del molino y recirculados a etapas de chancado para mantener el balance integral del circuito.

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MOLINOS AUTOGENOS O SEMIAUTOGENOS

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CHANCADORAS O MOLINOS DE ALTA COMPRESION:

HCRM

Son equipos similares a las chancadoras de rodillos a los cuales se le han incorporado modificaciones que le otorgan alta presiones en la alimentación generado por resortes de alta tensión aplicada al denominado rodillo flotante tal como se muestra en la Fig. siguiente.

La presión sobre el lecho de mineral es mayor que 50 MPa. En general se obtienen presiones de 100 a 300 MPa. Con esta acción el mineral es compactado al volumen solido equivalente de mas de 80 %.

Utilizando (HCRM) como un equipo de pre molienda, aumenta la capacidad del equipo existente molienda en aprox. 40 % así mismo reduce en 20 %del consumo de energía.

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HCRM Contrario al chancado convencional en chancadora de rodillos, las

partículas son fracturadas por compresión en un paquete o cama de partículas y no por agarre directo de las partículas entre las dos superficies de rodillos

Este lecho de partículas es creado entre dos rodillos que son alimentados de manera continua y completa, en estos dos rodillos el lecho de partículas es presionado a una densidad de aproximadamente 85 % de la densidad actual del mineral.

En el proceso de compactación, el material es molido a un amplio rango de distribución de tamaño de partículas con una gran proporción de finos, compactados a hojuelas.

La fractura puede visualizarse como consistente de dos etapas diferentes, la primera en que el mineral ingresa al espacio confinado entre los dos rodillos sometiéndolo a una aceleración hasta alcanzar la velocidad periférica de los rodillos

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ARREGLO ESQUEMATICO DE

HCRM

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HCRM: PRINCIPIO DE OPERACION

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REDUCCION DEL INDICE DE TRABAJO

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RODILLOS DISEÑADOS PARA

AUTOPROTECCION

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DIAGRAMA P & ID PARA MOLIENDA < 1.0 mm

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HCRM

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HCRM

En el caso que se requiera mayor capacidad el arreglo de los equipos en serie es una mejor opción. En este modo de operación el HCRM opera en circuito cerrado. El producto del HCRM-alcanza una fineza de 70 % del producto terminado.

En la etapa siguiente un separador de alta eficiencia des aglomeran las hojuelas producidas clasificándolos en gruesos y finos. Mientras el HCRM muele la totalidad de las fracciones gruesas y en la etapa siguiente el molino de bolas molera los finos del separador hasta la fineza deseada del producto.

Los ahorros de energía con este arreglo alcanza a 40 % incrementando la capacidad en mas de 100 %.

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HCRM

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COMPARACION ECONOMICA HPGR VS SAG

Estudios económicos comparativos indican importantes ahorros en costos directos de operación cuando se compara al HPGR frente al método mas convencional SAG

Adicionalmente el HPGR puede proveer mayores ingresos debido a la mayor disponibilidad y capacidad de planta.

En esta evaluación de un proyecto Cobre/Oro los resultados de la evaluación económica demostraron retorno de la inversión en menos de un año, por lo que esta alternativa se aprobó para estudiarla en la etapa de ingeniería de detalle y se encuentra en uso en otras operaciones.

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MOLINO DE BARRAS

- Normalmente son molinos de forma cilíndrica que con una relación L/D de 1/1 hasta 2 / 1 aplicados con diferentes funciones de acuerdo con el mecanismo de molienda que prevalece por las condiciones de operación aplicadas.

- Operan con alimentos de hasta 1 ½” realizando funciones de chancado fino cuando operan a 80 - 85 % de la velocidad crítica utilizando placas levantadoras altas y nivel de descarga baja operando en circuito abierto ó cerrado con zaranda.

- - También se les utiliza como molinos reguladores ó molienda gruesa

con alimento de ½” a ¾” utilizando barras levantadoras bajas y operando a velocidades de 50 a 60% de la crítica con descarga media con barras de 3” ó menos. Estos molinos operan en circuito abierto por disponer de sistema interno de autocontrol por la rotación de las barras y su pendiente en el interior del molino.

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MOLINO DE BARRAS

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MOLINO DE BOLAS Estos molinos son utilizados en diferentes rangos de operaciones que van

desde molienda primaria con alimentos de ¼” a ¾”, con bajo nivel de carga de bolas, obteniendo productos de malla 65 # ; ó utilizando alto nivel de descarga para alimento de 1/8” a ¾” para obtener producto de 150 #. En molienda secundaria se les utiliza con alto nivel de bolas para tratar alimentos de 20 a 100 # y obtener productos de 300#, operando a 50-60% de velocidad crítica.

También existen molinos tubulares cuya relación D /L es en el rango de 1 : 3-4 para tratar alimentos de 65 a 100 # y obtener producto de 10 mm operando con descarga alta ó alta en el rango de 50 a 60% de la velocidad crítica.

Operando en circuito cerrado ó abierto en algunas aplicaciones. También existen molinos de bolas que son operados a velocidades sobre la crítica para molienda muy fina, en el rango de 100 a 250%.

- Molinos de bolas verticales son unidades que reportan alta eficiencia, menores costos de inversión y de operación relativos de aplicación en remolienda de productos finos operando por abrasión.

- Existen también molinos de alta energía utilizados para alcanzar moliendas mas finas aun que en los casos anteriores, de utilidad en minerales de difícil liberación. También se debe mencionar a los molinos vibratorios que reportan de manera similar alta eficiencia y en algunos casos actúan como reactores efectivos para reacciones químicas.

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MOLINO VERTICAL

La tecnología de molienda en medios agitados disponible en la actualidad pueden ser divididos en dos sub-categorías: inducida por gravedad y fluid izados.

Los molinos con agitación inducida por gravedad inician el movimiento de la carga de bolas a través de un movimiento rotacional de un tornillo que provee el mecanismo de reducción de tamaño de partícula. En contraste, los molinos agitados por fluidización usan un movimiento rotacional para fluid izar la mezcla de pulpa y medios de molienda resultando en un mecanismo de reducción de tamaño de partícula.

El tipo del molino y la configuración son intrínsecas a maximizar los perfiles de grado recuperación del mineral

Es reconocido que los molinos verticales son equipos de molienda eficientes y han probado ser mas eficientes que los molinos de bolas cuando tratan alimentos mas gruesos que 6 mm y que pueden producir producto remolido mas fino que 20 um

Adicionalmente a la mayor eficiencia de molienda estos equipos reportan menores consumos de medios de molienda, menores costos de instalación, reducidos costos de mantenimiento.

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MOLINO VERTICAL

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MOLINO VERTICAL

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MOLINO VERTICAL

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MOLINO ISAMILL

Las cada vez mas rígidas demandas en condiciones económicas y mayores grados de los productos pero procesamiento de minerales mas finamente diseminados han forzado a la industria minera a desarrollar procesos mas eficientes tal como es el caso de los molinos ISAMILL para aplicación a molienda ultra fina y fina que esta en uso.

El Molino Isa es un molino horizontal agitado con tamaños de cámara de hasta 3 m3 como volumen neto y con motor de1120 Kw

Estos molinos fueron inicialmente usados para liberar galena de esfalerita en minas de la Empresa Mount Isa que requerían molienda a 7 micrones y mas finas reportando mas eficiencia que los molinos convencionales.

Como medios de molienda se utilizan productos cerámicos y en algunos casos ha sido suficiente utilizar escorias de fundición, esta técnica produce resultados metalúrgicos mas eficientes en caso de compararlos con molinos torre usando bolas de acero como medios de molienda.

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MOLINO ISAMILL

Para remolienda de concentrados rougher de plomo se ha determinado factible alimentar directamente al molino ISA y el producto remolido es luego flotado directamente en celda Jameson.

Para remolienda de concentrados de zinc así como productos intermedios de columnas de flotación se ha determinado conveniente pre–clasificar en hidrociclones obteniendo un rebose con P80=10.9 um y un underflow o gruesos con P80=42.2 um que es luego alimentado a hidrociclon secundario que produce un rebose de P80=20 um que es alimentado directamente a molino ISA operando en paralelo generando un producto de P80=11.3 um.

El underflow del hidrociclon secundario con P80=56.6 um es alimentado a molino vertical o torre por la parte inferior siendo recirculado al alimento del hidrociclon secundario.

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MOLINO ISAMILL

El molino vertical reduce a P80=49.4 um y es unido a los gruesos del ciclón primario de P80=42.2 alimentados al hidrociclon secundario que cierra el circuito con el molino vertical.

Los finos del hidrociclon secundario son alimentados directamente a los molinos ISA cuya descarga a su vez es transferida directamente al circuito de limpieza junto con los finos de la clasificación primaria.

También para retratamiento de medios de zinc, el producto es alimentado a pre-ciclones incluyendo relaves de limpieza de zinc y relaves de retratamiento de concentrados rougher de zinc. Los finos de la etapa de clasificación con P80=7.9 um pasan directamente al circuito de retratamiento mientras que los gruesos con F80= 22.8 um y con densidad de pulpa mayor alimentada a los molino ISA para aumentar su eficiencia.

El producto de los molinos ISA con P80=7.8 um obtenido con la aplicación de 48 kW-hr/TCS es transferido directamente al alimento al circuito de retratamiento junto con los finos de la pre clasificación.

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MOLINO ISAMILL

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TAMIZAJE

Estos equipos pueden ser estacionarios, rotatorios y vibratorios. Los equipos estacionarios son los denominados grizzlies que utilizan barras ó rodillos, rieles, se les utiliza para separaciones gruesas, hasta aproximadamente 10 mm. Para separación de tamaños mas finos existen las denominadas mallas curvas ó cedazos DSM ó de superficie plana como el Erie Mining Co. Wedge wire screen, han encontrado aplicación hasta para separaciones a 325#, estos equipos no se consideran adecuados para alimentación gruesa.

Las mallas rotatorias ó trommels son considerados como equipos crudos, utilizados para operaciones combinadas de lavado del mineral y separación de partículas por tamaño. La sección de separación por tamaños, es normalmente fabricada de planchas perforadas que son efectivas en el rango de ½” a 1/8”. Para separaciones por tamaños de partícula mas finos existen desarrollos como el Nyhammer que es propuesto para separaciones en el rango de 1 mm a 0.30 mm.

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ZARANDA VIBRATORIA INCLINADA

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ZARANDA VIBRATORIA HORIZONTAL

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ZARANDAS DES-AGUADORAS

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ZARANDAS DE ALTA FRECUENCIA

El desarrollo de mecanismos de alta frecuencia es un importante desarrollo que ha permitido aumentar la capacidad de las zarandas produciendo sistemas de tamizaje fino compitiendo con ventajas a los ciclones en algunos casos, dependiendo del efecto de tamaño de partícula aguas abajo del proceso.

Equipo importante es el conocido como Stack Sizer cuya característica principal es que tiene un conjunto de zarandas arregladas en paralelo hasta 5 unidades tal como se puede apreciar en el grafico siguiente.

Este arreglo es capaz de producir fracciones gruesas con bajos contenidos de finos por su mayor eficiencia de clasificación además los contenidos de partículas extremadamente finas o sobre molienda es reducido.

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ZARANDA ALTA FRECUENCIA DE PISO SIMPLE

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Zarandas de Alta FrecuenciaSTACK SIZER

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Zarandas de Alta Frecuencia STACK SIZER

Estas características permiten reducir la carga circulante de 260 % que es el optimo requerido con hidrociclones a niveles de 100 – 110 %

Esta reducción permite aumentar la capacidad de tratamiento de los circuitos de molienda a 110 115 % de la capacidad normal.

Otra característica significativa es que la producción de sobre molienda es reducida al mejorar la eficiencia de clasificación de finos, esto hace que la molienda a condiciones equivalentes sea ligeramente mas gruesa.

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CLASIFICACION

Clasificadores por Tamaños Ningún clasificador trabaja con separación por tamaños, este

tipo de clasificadores operan con pulpas muy diluidas y el rebose es cercano a laminar, por lo tanto están limitados a tamaños de partículas no mayores de 100 um, en mayores tamaños de partículas, la sedimentación se torna menos gentil.

Estos equipos aprovechan condiciones de asentamiento de caída libre, resultando el rate de separación (Rf)= d(livianos)/d(pesados)= ((sh-1)/( sl-1))1/2 , en la s es gravedad específica.

En estos clasificadores por caída libre se obtienen separaciones ineficientes debido a que no existe lavado del producto sedimentado y por lo tanto partículas finas contaminan siempre estas fracciones, en cambio el rebose si resulta limpio. 82

CLASIFICADORES HIDRAULICOS

Estos clasificadores operan con un medio de densidad superior a la de fase líquida ri que resulta = ds +(1-d) r, en la que d es el % de sólidos en volumen expresada en fracción decimal, s es la densidad del mineral y r es le densidad de la fase líquida.

En estas condiciones de sedimentación de partículas interferidas por la densidad efectiva de la suspensión proveen la mayor diferencia densidades de partículas que sedimentaran a la misma velocidad terminal. En el caso de sedimentación de partículas de 7.5 y 2.65 g/cc de densidad en caída libre, las diferencias del tamaño de las partículas será de 2/1, en cambio aplicando el sistema con medio de sedimentación de mayor densidad se alcanza a 4.

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CLASIFICADORES MECANICOS

Estos clasificadores son los de espiral, de rastras, el Esperanza, bowl ó taza, entre otros. Son alimentados con minerales no mas gruesos que 0.500 mm obteniendo reboses de aproximadamente 200 mallas hasta 43 mm en el caso del clasificador de taza ó bowl. En muchas aplicaciones estos límites superiores son excedidos.

En el clasificador de rastras se logra algo de separación por caída libre debido a la alta relación de minerales livianos a pesados en el alimento, mientras que el separador de taza se aproxima al separador hidráulico ó hidroseparador, es de esperar que la relación de sedimentación se aproxime ((sh-1)/( sl-1))1

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CLASIFICADOR DE ESPIRAL

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CLASIFICADOR DE RASTRILLOS

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CLASIFICADORES MECANICOS

Existen factores propios de los minerales que también intervienen en la separación :

i) el factor de forma opera al igual que en tamizaje, según la forma se aparte de la esférica, la velocidad terminal será menor,

ii) Dilución ó grado de turbulencia, la eficiencia varía de acuerdo

a la dilución modificada por condiciones de capacidad de los equipos, con sobrecarga la turbulencia aumenta y la eficiencia es afectada.

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HIDROCICLONES- El tamaño de partícula mas grueso alimentado a los

hidrociclones varía en un amplio rango, siendo recomendable operar como máximo en el rango de 3 a 5 mm. El d50 de separación se establece no menor de 15 mm para el cuarzo, existiendo ciclones de hasta 1” de diámetro utilizados en separaciones finas con ápex de 1.5 mm, los cuales deben contar con protección absoluta para eliminar fracciones sobre tamaño.

- Existen algunas modificaciones en los ciclones actuales que indican mayor eficiencia por alimentación ordenada, evitando impacto del flujo alimentado en la zona superior de la zona de alimentación, mejorando la precisión de clasificación, esto se indica en los ciclones CAVEX desarrollados por WARMAN.

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HIDROCICLONES La relación de clasificación en las fórmulas tradicionales

indica que esta obedece a la siguiente función ((sh-1)/( sl-1))1/2 , que sería de acuerdo a la ley de Stokes, sin embargo esto no concuerda con la práctica, probablemente debido a que el factor de forma de las partículas no ha sido muy estudiado.

La definición de un hidrociclon estándar es aquel que tiene las apropiadas relaciones geométricas entre el diámetro del ciclón, área del extremo de alimentación del vortex finder del orifico del ápex y suficiente longitud para proveer adecuado tiempo de retención para permitir la clasificación de las partículas.

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HIDROCICLONES: SECCION

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HYDROCICLONES CAVEXSISTEMA DE ALIMENTACION

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HIDROCICLONES- Los gráficos y relaciones matemáticas presentadas para

selección y dimensionamiento apropiados aplican a Hidrociclones de dimensiones estándar .

- Los principales parámetros de los hidrociclones son: diámetro interior de la cámara cilíndrica; área del orificio rectangular en la zona de ingreso a la cámara del hidrociclon. La mayor

longitud es normalmente paralela al eje del ciclón.- La siguiente variable es el vortex finder cuya finalidad es

controlar ambos el tamaño de la separación y el flujo que saldrá del hidrociclon . El vortex finder deberá extenderse por debajo de la cavidad de alimentación para evitar que se produzca corto circuito del material alimentado y evitar que pase directamente al overflow.

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HIDROCICLONES- El vortex finder es igual a 0.35 veces el diámetro del

ciclón.- La longitud de la sección cilíndrica entre la cámara de

alimentación y la sección cónica es la siguiente dimensión importante en la defunción del hidrociclon, su función es alargar el tiempo de contacto y su longitud para el ciclón convencional es 100% de su diámetro.

- La siguiente zona es la cónica con Angulo variable de 10º y 20º y también provee tiempo adicional de retención.

- Al final de la sección cónica esta ubicado el orifico del Ápex y su dimensión critica es el diámetro interior en el punto de descarga.

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HIDROCICLONES

- La dimensión del orifico del Ápex es determinado por la aplicación involucrada y deberá ser suficiente para remover los sólidos que han sido clasificado al underflow permitiéndole su salida sin sufrir de atoros. La dimensión mínima se aproxima a 10 % del diámetro del ciclón pudiendo alcanzar hasta 35 %.

- Por debajo del ápex se instala una cortina de jebe para reducir proyecciones de pulpa.

- La eficiencia de clasificación es relativamente baja tal como se puede apreciar en la curva Tromp siguiente:

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CURVA TROMP DE EFICIENCIA

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AGLOMERACIÖN Progresivamente un mayor número de minerales son producidos

en rangos finos de tamaños de partículas debido al desarrollo de procesos mas eficientes en estos rangos. Tal es el caso de los altos hornos que requieren estrato permeable y por lo tanto los concentrados de fierro fino deben ser adecuados a las necesidades de las etapas subsiguientes, tal es el caso de las toconitas. Similar condición se tiene en los fosfatos de aplicación directa los cuales para evitar perdidas por efecto del viento también deben ser aglomerados para mas eficiente uso.

Aglomeración es requerida en algunos casos como en la recuperación de Ag por cianuracion en pilas, en la recuperación de cobre por lixiviación ácida se requiere aglomeración debido a la granulometría del producto alimentado a la etapa de lixiviación, mejorando tanto la cinética de extracción, la extracción misma

La aglomeración puede realizarse por métodos físicos ó químicos, en el caso de procesos físicos, los mas comúnmente utilizados son sintonización, pleiteado y traqueteado y por métodos químicos mediante control de cristalización.

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Aglomeradores de Tambor

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AGLOMERADOR PARA MINERALES DE COBRE

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PELETIZADO- Esta operación significa adherir las partículas pulverulentas a la forma

esférica integral confiando en la presencia de un mecanismo de adherencia y endurecimiento de la superficie.

- Las etapas que intervienen son las siguientes :

1. Formación de las bolas ó pellets mediante un proceso de rolado con una mezcla de agua con reactivos complementarios cuya cantidad y tipo dependen del proceso subsiguiente. En el caso de procesos de lixiviación ácida de minerales de cobre se utiliza agua y H2SO4 con la adición ó no de aglomerantes específicos. En el caso de lixiviación alcalina con NaCN, se adiciona cemento ó alternativamente aglomerante específico. Los pellets recién formados son conocidos como pellets verdes, sin importar el color real.

2. Luego se promueve el pegado químico ó hidráulico de las partículas, esto se obtiene en el proceso de secado.

3. En el caso de los minerales e hierro se requiere etapa adicional de endurecimiento por calentamiento, aplicando el mismo mecanismo utilizado en sintonización por difusión ó débil fusión formando una matriz cementando al resto de partículas

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DISCO PELETIZADOR

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BRIQUETAS

i. Tamaño de partícula : briquetas pueden ser obtenidas con material tan grueso como ½” aunque aglomeración para lixiviación ácida de minerales de cobre se realiza con partículas mas gruesas aun, por que en este caso el objetivo es adherir las partículas finas a las gruesas evitando su segregación. En el caso de las briquetas tampoco es necesario moler a tamaño fino en este caso por compactación se obtiene alta resistencia a la compresión.

ii. Factor de Forma : cuanto mas irregulares sean las formas de las partículas menor será el rango de tamaños de partículas requerido. Ambos factores están interrelacionados. La resistencia física es necesaria para almacenamiento de las briquetas y re acarreo. En algunos casos es necesario incorporar finos para cumplir con las especificaciones como en el caso de concentrados de Mn producidos por concentración gravimétrica.

iii. Adhesivos : debido a la presión aplicada para la formación de briquetas y los menores espacios vacíos producidos, en la producción de briquetas es necesario utilizar menor cantidad de adhesivos que en palatización. También es posible preparar yeso como cementante utilizando CO3Na2 y H2SO4. En el caso de carbón se utiliza CaO como cementante.

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ALMACENAMIENTO

i) Segregación: Se produce por diferentes causas, siendo una de las principales la debida a

la amplia distribución de tamaños de partículas, su ocurrencia es mayor en pilas ó rumas utilizadas para homogenización del alimento en plantas concentradoras y en plantas de preparación del alimento a fundiciones y refinerías en la preparación de las denominadas camas. Pueden ser utilizadas después del chancado y ó molienda de los minerales, especialmente cuando la composición del alimento debe aproximarse a una constante.

Son muy pocos los yacimientos que dan distribuciones de tamaños de

partículas y composición constantes, normalmente reportan cambios. Obtener una mezcla homogénea es siempre difícil, una de las características particulares de la industria minera en general e que debe considerarse variación permanente de las características del alimento, esta es diferencia notable respecto a otras industrias que tratan alimentos de calidad y composición cercana a la constante.

Preparación de camas es común en el tratamiento de minerales de hierro así como en fundiciones y refinerías, pero su costo es elevado y por lo tanto la incorporación de este tipo de almacenaje debe ser económicamente justificado como en la incorporación de cualquier etapa intermedia. 102

ALMACENAMIENTO

La variación en distribución de tamaño de partículas hará variar lógicamente los resultados de las etapas de reducción de tamaño debido a que estas operaciones están basadas en volúmenes y por lo tanto el diseño en general deberá ser capaz de absorber estas variaciones. Obtener un alimento cercano al constante en términos de granulometría y composición es objetivo importante a ser considerado en el Plan de Minado. El extremo de obtener variaciones amortiguadas por periodos de tiempo, es también práctica adoptada de acuerdo a las características del depósito de minerales.

Cohesión Los minerales son inestables cuando son expuestos a las condiciones

atmosféricas, especialmente por exposición a agua y oxigeno, lo cual causa que las superficies expuestas se oxiden, se hidraten y luego por los productos de alteración se ocasiona cementación. Entre los varios minerales que reportan esta característica debe destacarse a la pirrotita FeS0.9 que es un compuesto no estequiométrico muy reactivo que da lugar a la producción de óxidos férricos como producto de alteración natural formando cementos además de la producción de H2SO4 que reacciona con otros minerales generando cementos adicionales, tal es el caso de la reacción con calizas generando la formación de yeso que es un excelente cementante como mostráramos anteriormente.

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ALIMENTACION

Es otro elemento importante de la preparación del alimento a las plantas de procesamiento de minerales, existiendo en general cuatro tipos de alimentadores : i) mesa alimentadora, alimentadores reciprocantes, iii) alimentadores vibratorios y iv) alimentadores de faja.

Los que se encuentran agrupados en i) y iv) son capaces de evitar

segregación en el caso que los minerales tratados tengan esta tendencia debido a que el mineral movilizado está permanentemente en contacto con el dispositivo alimentador.

Los dispositivos ii) y iii) producen el efecto de jigging promoviendo

segregación por tamaños, dependiendo de la amplitud de oscilación, los alimentadores vibratorios producirán mayor segregación que los reciprocantes promoviendo que las partículas finas ingresaran hasta hacer contacto con la placa alimentadora y en general se moverán mas lentamente mientras que las partículas gruesas estarán en menor contacto, sin embargo en el caso de los alimentadores reciprocantes, el desgaste de las placas en contacto con la mineralización reportarán alto desgaste por abrasión siendo conveniente fabricarlas de material altamente resistente, existiendo aleaciones especiales que reportan vida útil satisfactoria.

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TRANSPORTE TRANSFERENCIA

Movilización de los Minerales con el Medio- Este método genera movilización diferencial ó transporte selectivo

generando segregación durante el movimiento, ocasionando que no todos los componente del mineral arriben simultáneamente. La distribución de partículas por tamaños cambiará en los diferentes puntos del transporte, sin embargo no necesariamente afectan al proceso subsiguiente. La variabilidad del tiempo de retención depende del rate ó velocidad de alimentación. En distribuciones amplias de tamaños de partículas, las mas gruesas tenderán a concentrarse en las líneas de transporte ó tuberías, especialmente cuando se tratan de tuberías verticales.

Movilización con Equipos En este caso los minerales son transportados por los mismos equipos,

disminuyendo los efectos de segregación sin embargo en los puntos de transferencia vuelve a aparecer estos efectos de segregación por tamaños y por gravedad específica, pero su significado sobre los procesos no es importante.

El único cuidado que se deberá tener es en la selección de los equipos de transporte de acuerdo al tamaño de partícula, el uso de transportadores de cadena ó eslabones : reddler, son aplicables para productos secos y finos

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GRIZZLY FEEDER

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APRON FEEDER

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APRON FEEDER

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BOMBAS GEHO TZM

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ESPESAMIENTO

1. Adsorción de humedad ó mojabilidad de las partículas.2. Estado de dispersión ó de floculación de la suspensión.3. Distribución de tamaños de partícula en términos de

empaquetado del estrato sedimentado ó del queque de filtración, no es una cuestión de tamaño de partícula sino de distribución y espacios vacíos. Se deberá promover alta porosidad la cual controla el rate de drenaje.

4. Forma de las partículas: las formas planas darán el mayor empaquetamiento de las partículas.

5. Comportamiento a temperaturas variables, existen variaciones por efecto de temperatura sobre el coeficiente de expansión térmica generando cambios de volumen de 1% en el rango normal de temperaturas.

6. Viscosidad del medio y de la suspensión : incrementando la viscosidad de la pulpa disminuye la velocidad de separación de la fase líquida tanto en espesamiento como en filtración.

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ESPESADORES CONVENCIONALES

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ESPESADORES CONICOS

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FILTRACION

Los sistemas de filtración también reportan importantes avances en su desarrollo después de la aparición de los filtros de vacío que han sido muy utilizados por nuestras operaciones así como los de Marcos y Placas utilizando aire comprimido.

Los filtros de vacío muestran avance significativo al utilizar medios filtrantes cerámicos generan menor requerimiento de vacío por el efecto de capilaridad en el medio. Estos filtros son de alta eficiencia, generando soluciones filtradas de alta claridad y con la aplicación de reactivos desincrustantes se logra prolongar la vida de los sectores cerámicos con resultados favorables en comparación con los filtros de vacío convencionales.

Cuando los contenidos de finos en la pulpa aumentan, los filtros de presión con placas horizontales : LAROX PF encuentran aplicación produciendo queques con menores contenidos de humedad. Su aplicación es creciente debido a las exigencias de los mercados de concentrados que exigen reducido contenido de humedad en el rango de 7.5 a 8.5%.

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FILTRACION

La claridad del filtrado alcanza a 100 - 150 ppm de TSS y para cerrar el circuito existen filtros de operación a condiciones de baja turbulencia, reportando bajo consumo de energía y alta eficiencia en la recuperación de sólidos obteniendo filtrado con reducido TSS, suficiente para su eliminación por cumplir con estándares de calidad, se menciona específicamente al Filtro Larox LSF : Scheibler que se encuentra en uso en nuestro País por varios años con resultados satisfactorios en refinerías.

Un desarrollo mas reciente es la incorporación de una zona de sedimentación complementaria de los sólidos recuperados ó backwash, que son compatibles con su recirculación a la etapa previa de espesamiento.

Es importante indicar la interrelación que existe entre las etapas de espesamiento y de filtración, en la que se muestra la relación de humedad del queque (X : % H2O) con la capacidad de filtración de sólidos (Y : kg. Secos/ m2-hr) para dos densidades de pulpa en el alimento, la curva inferior que se obtuvo cuando la pulpa alimentada fue de 1,220 g/litro mientras que la superior se obtuvo con densidad de pulpa de 1,486 g/litro.

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FILTRO A PRESIONPLACAS HORIZONTALES

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FILTRO A PRESIONPLACAS VERTICALES

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FILTRO DE VACIO

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FILTRO CERAMICO Utiliza como principio básico la inducción de flujo de fase liquida a

través de capilares por creación del efecto menisco, los capilares son creados en el material de fabricación del medio filtrante y la velocidad de flujo es inversamente proporcional al diámetro del capilar. Las principales ventajas del filtro cerámico son las siguientes

- No usa lonas de filtración- Circuito cerrado minimiza consumo de agua- Secado térmico es reducido al mínimo. o eliminado- Mínimo equipo auxiliar es requerido- Menor requerimiento de energía- Eficiente descarga del queque- Alta claridad de la solución filtrada.

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FILTRO CERAMICO

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CAPACIDAD DE FILTRACION Y ESPESAMIENTO

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160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

DENSIDAD DE PULPA ALIMENTO:% Solidos Peso

RAT

E D

E FI

LTR

ACIO

N D

E SO

LID

OS:

kg/

m2/

hr

EFECTO DE DENSIDAD DE PULPA EN ALIMENTO A FILTRACION A FILTRO LPF

SOBRE EL RATE DE FILTRACION EXPRESADO EN PESO SECO: kg/m2/hr

120

ESPESAMIENTO

19/04/23 121

201918171615

160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

HUMEDAD CONTENIDA EN EL QUEQUE: %

CAP

ACID

AD U

NIT

ARIA

DE

FILT

RAC

ION

: kg/

m2-

hr

EFECTO DE DENSIDAD DE PULPA EN ALIMENTO A FILTRACION A FILTRO LPF

SOBRE HUMEDAD Y CAPACIDAD UNITARIA DE FILTRACION

19/04/23

HUMEDAD EN QUEQUE

403020

20

19

18

17

16

15

DENSIDAD DE PULPA: % Sol PESO

HU

MED

AD E

N Q

UEQ

UE:

%

VARIACION DE HUMEDAD EN QUEQUE DE FILTRACION EN FUNCION DE

DENSIDAD DE PULPA DEL ALIMENTO

122

19/04/23

MOLIENDA DIFERENCIAL

MOLIENDA DIFERENCIAL

1 : PROMUEVE MOLIENDA DIFERENCIAL

M. Bolas

TOLVA

Blandos

Duros

M. Bolas

TOLVA

Blandos

Duros

123

19/04/23

MOLIENDA NO DIFERENCIAL

MOLIENDA NO DIFERENCIAL

2 : MINIMIZA MOLIENDA DIFERENCIAL

TOLVA

M. Bolas

Producto M. Barras

TOLVA

Producto

124

19/04/23

MALLAS INCLINADAS

La efectividad de clasificación en mallas inclinadas con apertura de 0.100 mm se muestra en la tabla siguiente, producto de una evaluación en planta concentradora de estaño :

- 325 # SiO2 PRODUCTO % Peso %Peso Distrib. Ensaye % Distrib.

O’SIZE 18.90 52.00 11.10 20.50 45.90 U´SIZE 81.10 97.00 88.90 5.70 54.10 TOTAL 100.00 88.50 100.00 8.50 100.00

125

19/04/23

Molienda para Separación Gravimétrica

MOLIENDA PARA CONCENTRACIÒN GRAVIMETRICA

TOLVA

M. Barras o Bolas D. Baja

CONC GRAVIMETRICOMediosGruesos

Remolienda

O' Flow

conc.Gravimetrico

Conc

M. BolasD. Baja

M. Barras

M. Barras

M. Bolas

126

19/04/23

Molienda para Separación Magnética

127

19/04/23

FLOTACION–TAMAÑO PARTICULA

3002001000

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

TAMAÑO DE PARTICULA: micrones

GR

ADO

DE

APAT

ITA

ó R

ECU

PER

ACIO

N :

%

EFECTO DE TAMAÑO DE PARTICULA SOBRE GRADO Y RECUPERACION

EN FLOTACION DE APATITA CON OLEATO DE SODIO

Nota: (o) Recuperación; (+) Grado de apatita

128

19/04/23

FLOTACION – TAMAÑO PARTICULA II

100500

100

90

80

70

60

50

40


GR

ADO

DE

VAN

ADIN

ITA

ó R

ECU

PER

ACIO

N :

%

EFECTO DE TAMAÑO DE PARTICULA SOBRE GRADO Y RECUPERACION

EN FLOTACION DE VANADINITA CON XANTATO

Nota: (o) Recuperación; (+) Grado de vanadinita

129

19/04/23

FLOTACION – TAMAÑO PARTICULA III

403020100

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0


GR

ADO

DE

CAS

ITER

ITA

ó R

ECU

PER

ACIO

N :

%EFECTO DE TAMAÑO DE PARTICULA SOBRE GRADO Y RECUPERACION

EN FLOTACION DE CASITERITA A PARTIR DE RELAVES GRAVIMETRICOS

Nota: (o) Recuperación gravimétrica; (+) Recup. en Flota, (*) Grado Casiterita

130

19/04/23

MOLIENDA PARA FLOTACION

131

19/04/23

LIXIVIACION

100908070

8

7

6

5

4

3

2

1

0

MOLIENDA EN % -200 #

CO

STO

S O

PER

ACIO

N Y

PER

DID

AS: U

S $/

TMS

EFECTO DE FINEZA DE MOLIENDA EN % -200# SOBRE COSTOS DIRECTOS

Y PERDIDAS DE VALORES EN LIXIVIACIÓN

132

19/04/23

EFICIENCIA DE MOLIENDA

141312111098765

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

kW-hr/TCS EN MOLINOS OVER FLOW

kW

-hr

EN

MO

LIN

O G

RA

TE

DIS

CH

AR

GE

Fig.2: RELACION DE CONSUMO UNITARIO DE ENERGIA (kW-hr/TCS) EN

MOLINOS DE BOLAS CON DESCARGA DE PARRILLAS Y DE REBOSE NORMAL

133

19/04/23

PROPIEDADES DE LOS MINERALES UTILES EN

CONCENTRACION Y EXTRACCION

134

19/04/23

RADIACIÓN

La forma mas simple es el escogido óptico, siendo el escogido a mano la mas antigua aplicación, en la actualidad existen equipos Sortex que fueron desarrollados para otras industrias, la mayoría fueron desarrolladas para la agricultura principalmente, en el escogido de frutas y otros productos, utilizando como propiedad a las diferencias en color, siendo la propiedad efectivamente utilizada las diferencias de reflectividad de la luz.

Este tipo de separadores cuentan con sistemas de iluminación y sensores para examinar la luz reflejada y si la encuentra correcta, la partícula será aceptada, en caso contrario será rechazada. Por lo tanto tamaño y masa deben ser conocidas para que el equipo pueda aplicar la fuerza de separación con la dimensión adecuada, por lo tanto estos equipos operan con fracciones clasificadas por tamaños en rangos muy estrechos. Estos métodos tienen como tamaño mínimo límite a 1” debido a que en estos tamaños la capacidad es reducida en forma significativa.

Los criterios de separación pueden ser uno de los tres que se indican a continuación : i) Calidad de la transmisión ó reflexión, ii) Cantidad de la transmisión ó reflexión, iii) Escogido de partículas que transmiten ó reflejan la luz de minerales opacos : opacidad. Por principio fundamental se debe establecer las proporciones de luz transmitida y reflejada, como ejemplo se puede tomar al cuarzo transparente, que reporta alta proporción de luz transmitida siendo mucho menor la reflejada.

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19/04/23

SEPARACION MAGNËTICA

El proceso opera por balance de dos fuerzas, que no están en paralelo, el criterio de separación esta relacionado con estas dos fuerzas y la susceptibilidad magnética es una propiedad de masa por lo tanto es proporcional al cubo del tamaño de partícula.

De acuerdo con la intensidad del campo magnético aplicado se establecen dos tipos de separación magnética : i) Baja Intensidad corresponde al rango de 800 a 1,000 gauss, siendo factible operar en seco ó húmedo, ii) Alta Intensidad : corresponde al rango entre 8,000 a 25,000 gauss, siendo factible su aplicación en seco ó en húmedo.

En términos generales se puede establecer que separación magnética de baja intensidad en húmedo es adecuada para el rango de tamaños entre -10# a 325 um, mientras que la separación en seco es efectiva para el rango de 4” a +10#. Separación magnética de alta intensidad en húmedo es adecuada para partículas en el rango de 30# a 325 #, mientras que la separación en seco es aplicable para partículas en el rango -30# + 150#

El límite inferior para separación magnética en húmedo es definido por la susceptibilidad magnética del mineral tratado y su masa, cuando las partículas son mas pequeñas la fuerza de dragado resulta mayor y utilizando campos magnéticos muy intensos se puede ampliar hasta el rango de 10 a 20 um, la fuerza efectiva de separación se reduce conforme las partículas son menores.

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19/04/23

Separación Magnética Baja Intensidad

- En este caso estamos interesados en minerales de Fe y en algunos casos al Co, aunque este último no es normalmente recuperado por separación magnética. El Fe es la principal fuente de susceptibilidad magnética, dependiendo de la forma en que se encuentra el fierro, en sulfuros el principal mineral magnético es la pirrotita.

- Separación magnética de baja y alta intensidad están confinados a minerales portadores de Fe, excepto en circunstancias inusuales como es el caso del Co 50% y Pt 50% que es magnético en campo de 10,000 gauss.

- En cuanto a variabilidad de la susceptibilidad magnética es posible mencionar las siguientes:

Granates pueden ir desde 0.10 de susceptibilidad magnética hasta valores cercanos a la magnetita debido al contenido de inclusiones magnetita.

Otro mineral que reporta susceptibilidad magnética ocasionalmente es la casiterita por contener columbita que es un mineral magnético.

Andradita tiene susceptibilidad magnética equivalente a 1/10 la de la magnetita debido a que en rocas metamórficas contienen pequeñas inclusiones de hematita ó magnetita siendo en algunos casos imposible obtener separación.

Grosularita (granate amarillo) normalmente debe ser no magnético, pero en metamorfismo recristaliza con óxidos de fierro otorgándole propiedades magnéticas.

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SEPARADOR MAGNETICO DE BAJA INTENSIDAD

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Separación Magnética Alta Intensidad

Se benefician minerales conteniendo Fe accidentalmente. En otros casos, los minerales mismos poseen correcta estructura, como la pirolusita (MnO2) que reporta susceptibilidad magnética 0.01 en comparación con la magnetita que reporta 100, por lo tanto es posible comercialmente separar MnO2 del cuarzo.

Debido a que el criterio de separación en este caso es la diferencia en susceptibilidad magnética, y esta diferencia debe ser mayor que la fuerza de dragado en el caso de aplicar separación en húmedo, es que el alimento debe ser preparado cuidadosamente en relación inversa con la propiedad diferencial, esto se logra por clasificación.

En todos los otros procesos, normalmente se sacrifica la ley ó recuperación, en cambio en separación magnética es posible alcanzar ambos objetivos simultáneamente, por esta razón han sido utilizados en la producción de concentrados comerciales de wolframita, ferberita en nuestro País.

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INTERFERENCIAS

Interferencias con el Criterio de Separación : Solo existe una condición que interfiere, este el cambio de estructura, cuando esta puede cambiar la susceptibilidad magnética del mineral.

3.- Interferencias con el Proceso : La principal son inclusiones : no magnéticos en minerales magnéticos ó viceversa, en este caso la causa es inadecuada liberación : preparación. También existen restricciones de tamaño, correspondiendo la fuerza de dragado en el caso de separación en húmedo. Esta restricción es aplicable a las taconitas que son molidas a 100% -325 mallas par su adecuada concentración. En alta intensidad en seco, algunas veces se observa floculación electrostática. En separación magnética de alta intensidad en seco, es también necesario preparar el alimento, que debe ser completamente seco y tamizado.

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SEPARADOR MAGNETICO DE ALTA INTENSIDAD EN SECO

DHIMS

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SEPARADOR MAGNETICO DE ALTA INTENSIDAD HUMEDO

WHIMS

19/04/23 142

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SEPARACION ELECTRICA

En lugar del chute se utiliza un tambor con carga positiva también conectado a tierra y con carga - se tiene un electrodo. Los conductores son rechazados por el tambor al perder su carga y los no conductores se mantienen adheridos sobre la superficie del tambor giratorio y son finalmente descargados por una brocha de limpieza. Se le denomina separación electrodinámica debido al control adicional incorporado al la rotación del cilindro, esta es la velocidad de rotación, también es posible incrementar la fuerza de separación incrementando la tensión y en este caso adquiere la denominación de Separación con Alta Tensión que se utiliza en la práctica.

Preparación del alimento El rango normal de tamaños de partículas es entre 8 mm a 150# pero cada

unidad es alimentada con rangos muy estrechos, debido a que con amplio rango de tamaño de partículas, la trayectoria será diferente en función a tamaños y no de acuerdo a su conductividad. Deslamado ó eliminación de polvo es imprescindible etapa en la preparación.

El alimento debe ser seco : < 1%, secado en hornos rotatorios es aplicado ó en calentadores instalados en transportadores de tornillo calentando hasta 100 ºC, mayores temperaturas podrían afectar la superficie de los minerales.

En la práctica, esta separación se realiza en múltiples etapas, variando la tensión entre 15 a 50kV, siendo mayor la tensión aplicada para tratar partículas mas finas.

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SEPARADOR ELECTROSTATICO

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19/04/23

INTERFERENCIAS EN SEPARACION ELECTRODINAMICA

Interferencia con el Criterio : es causada por las propiedades que modifican las superficies de los minerales en términos de conductividad, estos factores son :

Productos de descomposición : independiente del tipo de mineral, sulfuros ó óxidos, se tienen cambios superficiales debido al contacto con la atmósfera y cualquier transformación aun de pequeña magnitud generará problemas en la separación, es común la oxidación de las superficies de sulfuros, pudiendo ser el óxido peor ó mejor conductor que el mineral original.

En el caso de tener recubrimientos anhidros, se tendrá peor conductos que el mineral original, y

En el caso de existir recubrimientos altamente hidratados, los convertirá en mejore conductores que el mineral de procedencia.

Cementos : son productos derivados del propio mineral ó transportados por el agua.

Lamas : el producto deberá ser seco y es altamente probable que las partículas sean recubiertas por partículas pequeñas formando una capa continua que modifica la conductividad superficial

Variabilidad de composición : Los minerales correspondientes a series isomorfas y los propios minerales normales reportan variabilidad en composición ó sustitución así en contenido de impurezas

Interferencia con el Proceso : Importantes efectos son generados por algunas propiedades de los minerales : tamaño, densidad y forma, las cuales limitan los tamaños alimentados a una sola etapa. Otro factor importante es el recubrimiento del rodillo con residuos pulverulentos que por ser fabricado de bronce no es muy estable y sus propiedades eléctricas van cambiando debido al crecimiento de productos de alteración.

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CONCENTRACION GRAVIMÉTRICACRITERIO DE SEPARACION

El concepto de criterio de separación fue desarrollado por Taggart, estableciéndolo como la relación Csep= (sh-1)/ (sl-1) el cual relacionado con el tamaño de partícula tratable por concentración gravimétrica se presenta en el gráfico siguiente.

La dimensión del criterio de separación está también relacionado con el rango de tamaños de partículas que pueden ser tratados en cada unidad, obviamente hasta el mínimo tamaño indicado por la función anterior.

Los equipos mas comúnmente usados son : jigs, mesas, concentradores centrífugos, espirales y separación con medios densos. Los principios de concentración en cada uno de estos equipos son diferentes y cada uno debe ser tratado independientemente.

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19/04/23

CONCENTRACION GRAVIMÉTRICA

210-1

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

LOGTEN(TAMAÑO MINIMO EN um)

LOG

TEN

(CR

ITER

IO D

E SE

PAR

ACIO

N)

RELACION DEL CRITERIO DE SEPARACION GRAVIMETRICA CON TAMAÑO

MINIMO DE PARTÍCULA QUE PUEDE SER TRATADO

147


En la concentración con jigs, el criterio de separación es provisto por la gravedad específica ó la densidad diferencial que deberá ser mayor que 1, de acuerdo con la dimensión de la densidad diferencial es posible realizar separaciones eficientes con reducida densidad diferencial pero reduciendo el rango de tamaños de partículas alimentado a cada unidad.

Cuando la densidad diferencial es mayor, el rango de tamaños que cada unidad puede tratar es obviamente mayor. Existen jigs con sistemas operativos modificados que utilizan fuerza centrifuga así como alimentados a presión, los cuales a igualdad de condiciones mejoran los resultados por que el criterio de separación es proporcionalmente modificado al incremento de la gravedad.

Interferencia con el Criterio de Separación : Es solo una cuestión de falta de liberación.

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JIG DENVER

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JIG GEKKO

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CONCENTRADOR CENTRIFUGO FALCON

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OPERACIÓN DE MESAS VIBRATORIAS

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MESAS VIBRATORIAS

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CLASIFICADOR HIDRAULICO PARA PREPARACION ALIMENTO A MESAS

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Interferencias con el Proceso : El factor de forma, rango de tamaños de partículas y viscosidad de la suspensión son interferentes con el proceso ó método. En el caso de presencia de lamas, la viscosidad puede ser muy alta generando fuerzas de dragado altas interferentes con el proceso, interfiriendo con la penetración de las partículas pesadas en la cama del jig.

En mesas concentradoras, el Criterio de Separación es nuevamente la densidad diferencial que debe ser mayor a 1 y la interferencia con el criterio también es la falta de liberación.

En cuanto a interferencia con el proceso, nuevamente los factores de forma y rango de tamaño de partícula así como mojabilidad de los minerales y viscosidad de la pulpa, en el caso de partículas hidrofóbicas estas no se sedimentaran sobre la superficie de la mesa y serán arrastradas con el flujo de agua hacia el lado de los relaves.

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CONCENTRACION GRAVIMÉTRICAFLOTACION EN MESAS

Esta propiedad ha sido utilizada para separación de sulfuros gruesos de los minerales pesados por acondicionamiento con reactivos colectores y aglomerantes, esto era conocido como flotación en mesas. El problema de este tipo de separadores es el de espacio por la reducida capacidad. También es importante deslamar el alimento a las mesas para reducir la fuerza de dragado de partícula

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SEPARACION EN MEDIOS DENSOS

- Es una operación de separación diferente al resto, en la que las partículas son separadas por su capacidad de sedimentar en el tiempo disponible en un medio denso, en este caso se trata de partículas que flotan ó que se sedimentan. La propiedad esencial que utiliza es la densidad diferencial en este caso modificada por la viscosidad del medio y la mojabilidad de las partículas.

- Suspensiones Pesadas ó Densas- En estos separadores debe existir un justo balance de:a) Viscosidad suficientemente alta para mantener el medio en suspensión

rediciendo la gradiente de densidad al mínimo posible.b) Viscosidad suficientemente baja para permitir que las partículas puedan

sedimentar en el tiempo disponible de acuerdo al diseño del reactor.- Para prevenir el asentamiento del medio tenemos dos posibilidades :

agitación y viscosidad. El medio se selecciona tan fino como pueda ser tolerado. La densidad diferencia requerida es de 2, nunca menos. Los separadores de medios Densos convencionales dejan de ser eficientes con tamaños de partículas menores a 2 mm, sin embargo existen desarrollos para separación por medios densos en sistemas centrífugos como el Dynawhirpool ó en ciclones que alcanzan tamaños de partículas menores. Especialmente con el uso de ferro silicio atomizado.

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SEPARADOR MEDIOS DENSOS

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FLOTACIÓN

1. Selectividad de todos los reactivos aplicados en la que se discute la selectividad de los minerales presentes pudiendo existir amplia variación en su comportamiento debido a composición variable o por intemperismo, lo cual inhibe la selectividad en separación.

2. Acondicionamiento previo de los minerales: natural ó artificial que comienza antes del tratamiento específico incluyendo grasas de la mina, aplicación de Relleno Hidráulico en interior mina.

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CELDA DE FLOTACIÓNMECANICA

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CELDA COLUMNA NEUMATICA

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CELDA JAMESON NEUMATICA

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CELDA JAMESON DE FLOTACIONNEUMATICA

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COMPARACION CELDA COLUMNA CON JAMESON

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FACTORES QUE AFECTAN CRITERIO SEPARACION

1. Composición variable de los minerales : Algunas veces en un mismo depósito existen varios tipos de minerales tal como ocurre en la mineralización de sulfuros de zinc, que pueden variar desde esfalerita : ZnS hasta el extremo de cristofita pasando por compuestos intermedios como marmatita, franklinita, etc. reportando comportamiento diferente en flotación así como en la calidad de los concentrados producidos, hasta el extremo en algunos casos de no ser factible producir concentrados comerciales de zinc a las condiciones actuales de mercado.

2. Inclusiones Variables : Algunos minerales reportan inclusiones de granos de otros minerales minúsculos producidos por exsolución debida a enfriamiento desde una forma estable a alta temperatura, los cuales se concentran en planos de clivaje. Este tipo de inclusiones es común en minerales de zinc : esfalerita, en la que se presenta pirita ó calcopirita como producto de exsolución. Este tipo de inclusiones otorga a la especie principal en la matriz propiedades diferentes a las originales. En el caso de presencia de pirita como impureza y cuando se aplica condiciones para depresión de pirita, la recuperación de esfalerita se ve afectada.

- En el caso de minerales de zinc conteniendo sulfuros de Fe en la forma de marmatita ó franklinita, se apreciará mayor sensibilidad a la depresión con CaO reduciendo el pH para flotación efecto a niveles de 10 ó menos dependiendo del contenido de Fe. En el caso de la cristofita, el pH se reduce aun mas a niveles de 8.5 caso contrario las pérdidas de Zn en relaves aumenta notablemente. 165

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3.- Variable Asociación : En este caso, el mineral valioso está asociado con minerales diferentes en el mismo cuerpo mineralizado tal como ocurre en depósitos de casiterita en los que las asociaciones varían en extremos notables :

Casiterita asociada a pirrotita y carbonatos en algunas zonas y en otras con arsenopirita, cuarzo y pirrotita Estos dos tipos de asociación reportan comportamiento diferente en

flotación, en el caso específico, la asociación del tipo i) reporta significantes pérdidas cuando la flotación se aplica antes de la separación gravimétrica mientras que en el 2do las pérdidas no se producen ó son mucho menores.

En otros casos la casiterita reporta oclusiones de minerales oxidados de Fe en su red cristalina dándole coloración oscura y en el caso de aplicar separación magnética de alta intensidad las partículas conteniendo Fe serán perdidas en el producto magnético. Esta característica también afecta al criterio de separación por flotación.

Para tratar uno u otro tipo de mineralización con variable asociación será necesario, determinar los efectos económicos en el diagrama de flujos adoptado y los cambios que serían necesarios para adecuarlo a la variación de propiedades, el interés en grado y recuperación deberá ser revisados así como los cambios requeridos en el diagrama de flujos.

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En relación con variable asociación, tenemos también Textura Variable en algunos cuerpos mineralizados varía el tamaño de grano ó del cristal y como consecuencia su liberación. Granulometría mas fina en términos de textura llevarán hacia menores recuperaciones y leyes del concentrado, el desplazamiento de valores y minerales de ganga aumentará en ambas direcciones : concentrados y relaves.

4.- Alteración de Valores y/o de Minerales de Ganga las cuales se producen en el propio cuerpo mineralizado,

Por intemperismo, por efecto combinado de humedad superficial así como aire superficial, que en algunos yacimientos penetra a 100 pies ó mas dependiendo de la topografía y de la napa de agua existente en la zona.

Por inestabilidad de los minerales a condiciones normales de presión y temperatura estando asociadas a la formación de los depósitos minerales; los volátiles producidos pueden deteriorar a los minerales frescos formados en depósitos minerales alterando en algunos casos a la mineralización completa. Rocas básicas : serpentinas, olivino y piroxenas. En este caso no es una cuestión de intemperismo sino de inestabilidad afectando a los sulfuros ó a los minerales de ganga. En algunos casos la formación de serpentina que es un compuesto tendiente a producir lamas podría afectar las características de flotación y deberemos deslamar muy cuidadosamente para restituir la selectividad en flotación

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EXTRACCION QUIMICA

- El criterio de separación es la reactividad selectiva, la cual es descrita mejor como movilidad diferencial describiendo tres tipos de movilidad :

1. Descomposición Térmica : aplicando calentamiento para que uno de los compuestos se descomponga, como en el caso de calizas, tostación de sulfuros, en el que uno de los componentes se transforma y el resto se mantiene en su estado natural.

2. Reacción Química : en el que los minerales reaccionan con un medio dejando al resto con poca a ninguna alteración.

3. Disolución: proceso en que se tiene un solvente, posiblemente acuoso, que disuelve uno ó mas de los constituyentes dejando a los otros en forma sólida, en este grupo se incluye extracción por solventes.

- La variable mas importante que es objetivo básico es la selectividad.- Propiedades que interfieren con el criterio : deberemos considerar

todas aquellas propiedades que interfieren con los procesos 1, 2 y 3, estas son :

i. Cambio ó variación de la composición de los minerales.ii. Factores que intervienen en los rates de reacción, en el caso del MnO2,

un cambio en la estructura ocasiona cambios en la reactividad.

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¡¡ MUCHAS GRACIAS!!

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diseñ0 procesos - i.1

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