Concentración de minerales

Concentración de minerales

Definición, fundamentos y justificación

Los procesos de concentración tienen por objetivo enriquecer las menas o especies mineralógicas económicamente útiles de un mineral, mediante eliminación de los componentes estériles, o ganga, y separarlas entre si, si se presentan en asociación, utilizando para ello propiedades físicas características de

los minerales.

La especies .enriquecidas por dichos medios. Físicos, constituyen los concentrados, que serán a su vez materia prima de los procesos químicos en que se producirán los elementos útiles (normalmente metales, pero también materiales no metálicas en forma pura.

El concentrado es por consiguiente, un producto intermedio entre el estado natural del mineral, y el producto puro, utilizable comercialmente. Para separar físicamente la ganga estéril de las menas útiles, y varias menas asociadas entre si, es necesario que las propiedades físicas que presentan las menas y la ganga sean diferentes para los diferentes componentes del mineral, de manera que se establezca una "gradiente" lo suficientemente elevada para asegurar una separación que sea:

a. Cuantitativamente eficiente (i.e. de alto rendimiento o recuperación);

b. Cualitativamente selectiva (o sea, produciendo concentrados limpios y de alto contenido en la mena respectiva); y finalmente

c. Cinéticamente enérgica, para llevar a cabo el proceso en forma rápida y económica en equipos de tipo y dimensiones estándar.

Es obvio que las condiciones (a) y (b) no pueden cumplirse, a menos que las partículas de ganga y menas útiles sean perfectamente liberadas. Sin embargo esta.regla tiene límites, que son tanto de naturaleza física como económica:

• Por un lado, los materiales demasiado finamente molidos no responden bien a diversos tipos de concentración, como pueden ser: flotación, gravimétricos, magnéticos, etc.

• Por otra parte la molienda fina es cara, y su alto costo puede no justificarse por la extra recuperación.

En la practica en muchos casos los procesos de concentración se llevan a cabo por etapas: ya sea, interponiendo operaciones de conminución y concentración, ya sea empleando varios circuitos de concentración en serie o en paralelo, dedicados específicamente a optimizar recuperación, limpieza y separación de diversas menas útiles.

Ejemplos de tales sistemas se encuentran en los siguientes diagramas de flujo:

En general estas prácticas obedecen a los siguientes principios:

1. Recuperar el mineral en cuanto esta liberado.

2. Reducir las operaciones de comunicación con preferencia a fracciones enriquecidas en especies mineralógicas útiles.

3. Evitar sobre molienda, por razones económicas y metalúrgicas conocidas.

4. Adaptar los parámetros de diseño y operativos de cada etapa especifica de concentración para maximizar su eficiencia.

Propiedades físicas de los minerales y su relación con la operación de separación /concentración a aplicar

Describiremos a continuación a grandes rasgos los procesos de concentración mas empleados en la actualidad, según las propiedades físicas de los componentes de los minerales en que se basan.

1. Peso especifico:

Concentración gravimétrica, o separación por peso, tiene lugar como etapa de pre concentración en combinación con otras técnicas de concentración o como único método, en jigs, mesas vibratorias, separadores por medios densos, conos o espirales, concentradores centrífugos tipo Knelson ó Falcon, etc.

2. Susceptibilidad magnética:

Separación de minerales Paramagnéticos y altamente magnéticos (o ferromagnéticos), de minerales diamagnéticos (ganga y/o minerales débilmente magnéticos), mediante electroimanes. Los tipos de separadores electromagnéticos comúnmente empleados son: separadores secos, de mediana o alta intensidad; y separadores húmedos de mediana o alta intensidad.

Los separadores secos constan normalmente de un tambor, poleas o de una faja que transportan el mineral por concentrar. El movimiento del tambor, de la polea o de la faja origina una fuerza centrífuga y gravitacional que se opone a la fuerza magnética de modo que las partículas descargadas siguen diferentes

trayectorias, según si son magnéticas o no magnéticas.

Los separadores húmedos de mediana intensidad usan tambores, en que las corrientes de agua sirven para desviar las partículas paramagnéticas y diamagnéticas mientras que los separadores húmedos de alta intensidad constan de anillos o tambores con una matriz formada por bolas o barras de acero, que rotan alrededor de un eje vertical, en un campo magnético variable de varios pares de polos electromagnéticos. Por el arrastre de la pulpa, se lava primera las particulas electromagnéticos

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