Separación En Medios Densos

Concentración en medios densos

La separación en medio denso también denominada separación en medio pesado ("dense medium separation" o "heavy medium separation") se aplica en la pre concentración de minerales para eliminar aquella ganga antes de su introducción en la etapa de molienda para la liberación final. Sin embargo, este proceso tiene su aplicación principal en el lavado y limpieza de carbones de su contenido en cenizas y esquistos (en 1990 se limpiarían con este procedimiento 241 Mt según el Power Research Institute, cantidad que iría en aumento)La separación en medio denso está muy ligada a la concentración por gravedad y se basa en la separación de materiales de diferente densidad por inmersión de los mismos en un fluido que actúa como medio pesado y que presentará una densidad intermedia. Este proceso es aplicable a cualquier mineral, en el que después de un adecuado grado de liberación por trituración, hay bastante diferencia en la densidad relativa (specific gravity) entre las partículas que se pretende separar (partículas pesadas y partículas ligeras). El proceso se aplica ampliamente cuando la diferencia de densidad ocurre a un tamaño de partícula grueso, puesto que la eficiencia de la separación disminuye con el tamaño debido a una disminución de la velocidad de asentamiento de las partículas (Settling Rate).

Las partículas deberían ser preferiblemente superiores a 3 mm de diámetro, en tal caso la separación puede ser efectiva sobre una diferencia de densidad relativa de 0.1 o inferior.

Separaciones por debajo de las 500 µm, e inferiores, en tamaño pueden ser llevadas a cabo con el empleo de separadores centrífugos. Existiendo diferencia de densidad, no hay límite superior en cuanto a tamaño, excepto el límite impuesto por la disponibilidad de la planta para manejar el material.

Las ventajas del proceso de medio denso son:

• Posibilidad de hacer separaciones precisas a una determinada densidad relativa.

• Posibilidad de mantener una densidad de separación que puede ser controlada dentro de un margen de variación entre ± 0.005 unidades de densidad relativa.

• Posibilidad de manejar un amplio rango de tamaños (caso del tratamiento de carbones).

• Posibilidad de cambiar la densidad relativa de separación para conseguir exigencias variables de mercado.

• Posibilidad de manejar fluctuaciones en la alimentación, tanto en cantidad como en cualidad.

Por el contrario, las desventajas que presenta el proceso de medio denso son:

• Coste relativamente elevado debido principalmente por la necesidad de equipos auxiliares para recoger y reciclar el medio denso (medium).

• Alto coste debido a las operaciones de los equipos para el reciclado del medio y la pérdida del mismo.

• Altos costes de mantenimiento si el medio empleado es abrasivo.

• Potenciales problemas de arranque del sistema si se permite al medio sedimentarse en bombas, recipientes y tuberías.

En algunos casos, los costes adicionales de los sistemas de medio denso estarán justificados por la recuperación de las sustancias vendibles. Los diagramas de flujo de medio denso ofrecen generalmente más flexibilidad de respuesta ante las condiciones cambiantes del mercado que aquellos diagramas de flujo de "allwater" tales como los jigs y las mesas concentradoras (tables).

1. El medio denso

La aplicación industrial de este proceso es una extensión de los ensayos convencionales de laboratorio de hundido-flotado (float-sink), que son empleados como separación gravimétrica estándar (100 % eficiencia). Las plantas industriales no simulan exactamente la separación llevada a cabo en laboratorio por las siguientes razones: las suspensiones que se emplean como medio de separación no son líquidos verdaderos, la introducción de alimentación y la eliminación de las sustancias hundidas y flotantes crea perturbaciones en el medio de separación, se requiere agitación o corrientes ascendentes en el recipiente para mantener el medio de separación en suspensión y por último el proceso industrial necesita elevados rendimientos no permitiendo el suficiente tiempo de permanencia para las sustancias a separar.

Un medio de separación debe cumplir:

• Barato desde el punto de vista de su empleo.

• Físicamente estable; es decir que no se descomponga o se degrade durante el proceso.

• Químicamente inerte; es decir que no reaccione con el mineral o el carbón que se esté procesando.

• Fácil de eliminar del producto.

• Fácilmente recuperable para su uso (reciclado).

• Baja viscosidad a la densidad relativa de separación.

• Estable dentro de un rango especificado de densidad relativa.

Actualmente hay cuatro tipos de medio de separación que están siendo o han sido empleados industrialmente:

Líquidos orgánicos, sales disueltas en agua, sólidos gasificados y suspensiones de sólidos en agua (fínamente divididos).

1.1 Líquidos orgánicos

Los líquidos orgánicos se emplean para separaciones de mena o carbón en laboratorio en el rango de 0.86 hasta 2.96 de densidad relativa. Estos ensayos determinarán la idoneidad del proceso a escala industrial.

Los líquidos orgánicos tienen baja viscosidad, son estables y virtualmente inmiscibles con el agua. La densidad relativa del líquido puede ser regulada rápidamente proporcionando líquidos de alta o baja densidad.

En el caso del carbón, a la hora de reducir el consumo de medio de separación debido a la adsorción de éste por el primero, puede ser necesario el tratamiento previo del carbón por un agente activo que va a crear, sobre su superficie, una película delgada de agua.

Líquidos orgánicos empleados en ensayos de laboratorio como líquido de separación son: gasolina, benzeno, tetrabromoetano, bromoformo, tetrabromuro acetileno, y pentacloruro de carbono.

Aunque actualmente no se emplean a escala industrial, hay en marcha desarrollos de nuevos procesos que están empleando los líquidos orgánicos.

1.2 Sales disueltas en agua

Para la separación del carbón se pueden emplear sales disueltas en agua como cloruro cálcico, y cloruro de zinc. A causa de la baja densidad relativa de las soluciones decloruro cálcico, es necesario inducir mecánicamente corrientes ascendentes para obtener separaciones de carbón a la densidad relativa requerida normalmente.

El proceso Belknap de cloruro es el único proceso que empleando un líquido pesado verdadero como líquido de separación ha sobrevivido industrialmente en la preparación del carbón. Este proceso separa el carbón del rechazo empleando cloruro cálcico en un rango de densidad relativa

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