Los procesos de concentración

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

La especie enriquecida por dichos medios físicos, constituyen los concentrados que serán la materia prima para los procesos químicos en que se producirán los elementos útiles (normalmente metales, pero también materiales no metálicos 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 sí, 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:

• Cuantitativamente eficiente (i.e. de alto rendimiento o recuperación);
• Cualitativamente selectiva (o sea, produciendo concentrados limpios y de alto contenido en la mena respectiva)
• 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 práctica 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.

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Sistemas de Concentración

Sistema Gravimétrico

Los métodos de concentración gravimétrica se utilizan para la separación de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y, últimamente, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza centrífuga para la separación de los minerales.

En este tipo de separación se generan dos o tres productos: el concentrado, las colas, y en algunos casos, un producto medio (“middling”).

•Para una separación efectiva en este tipo de concentración es fundamental que exista una marcada diferencia de densidad entre el mineral y la ganga. A partir del llamado criterio de concentración, se tendrá una idea sobre el tipo de separación posible.

En general, los métodos de separación por gravedad se agrupan en tres categorías principales:

1. Separación por medios densos, en el cual las partículas se sumergen en un baño que contiene un fluido de densidad intermedia, de tal manera que algunas partículas floten y otras se hundan;
2. Separación por corrientes verticales, en la cual se aprovechan las diferencias entre velocidades de sedimentación de las partículas pesadas y livianas, como es el caso del jig
3. Separación en corrientes superficiales de agua o “clasificación en lámina delgada”, como es el caso de las mesas concentradoras y los separadores de espiral.

Sistema Magnético

En la separación magnética, la fuerza externa de separación es la fuerza magnética.

La separación de un material de otro, o la remoción de partículas magnetizables dependen de su movimiento en respuesta a la fuerza magnética y a otras fuerzas externas en competencia llamadas, fuerzas gravitacionales, inerciales, hidrodinámicas y centrífugas.

La separación es llevada a cabo haciendo pasar suspensiones o mezclas de partículas a través de un campo magnético.

Este proceso nos lleva a una retención preferencial o deflexión de las partículas.

Introducción

La separación magnética de menas de hierro ha sido utilizada por casi 200 años, empleando para ello, una amplia variedad de equipos. Los separadores magnéticos aprovechan la diferencia en las propiedades magnéticas de los minerales componentes de las menas. Todos los materiales se alteran en alguna forma al colocarlos en un campo magnético, aunque en la mayor parte de las sustancias, el efecto es demasiado ligero para detectarlo

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Los materiales se clasifican en dos amplios grupos, según los atraiga o los repele un magneto: paramagnéticos y diamagnéticos. Los diamagnéticos se repelen a lo largo de las líneas de fuerza magnética, hasta el punto donde la intensidad de campo ya es muy leve. Las sustancias diamagnéticas no se pueden concentrar magnéticamente. Los paramagnéticos son atraídos a lo largo de las líneas de fuerza magnética hasta los puntos de mayor intensidad del campo

Los materiales paramagnéticos se pueden concentrar en los separadores magnéticos de alta intensidad. Ejemplo de minerales paramagnéticos que se separan en los separadores magnéticos comerciales: ilmenita, rutilo, wolframita, monacita, siderita, pirrotita, cromita, hematita y los minerales de manganeso

Algunos elementos son paramagnéticos en sí mismo, tales como, Ni, Co, Mn, Cr, Ce, Ti y los minerales del grupo del platino, pero en la mayoría de los casos las propiedades paramagnéticas de los minerales se deben a la presencia de hierro en alguna forma ferromagnética

El ferromagnetismo se considera como un caso especial de paramagnetismo. Los minerales ferromagnéticos tienen muy alta susceptibilidad magnética para las fuerzas magnéticas y retienen algún magnetismo cuando se alejan del campo (remanencia). Estos materiales se pueden concentrar en los separadores magnéticos de baja intensidad

Los principales usos de la separación magnética son:

a) Eliminación o separación de fragmentos metálicos

b) procesos de concentración y purificación magnética

Los separadores magnéticos que eliminan fragmentos metálicos se utilizan generalmente para proteger equipos, tales como trituradoras, pulverizadores, etc. Son normalmente aplicados sobre materiales secos o sobre materiales que contengan solamente humedad superficial. Los separadores más comúnmente utilizados son: tambores o poleas magnéticas, electroimanes suspendidos, placas magnéticas, parrillas magnéticas y detectores de metales

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