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  • UNIVERSIDAD DE ATACAMAFACULTAD DE INGENIERA

    DEPARTAMENTO DE METALURGIA

    APUNTES DE CONCENTRACIN DEMINERALES II

    Dr. Ing. OSVALDO PAVEZ

    2005

  • CONTENIDOS

    1. INTRODUCCIN

    1.1. Caractersticas Generales de la Separacin por Gravedad1.2. Criterio de Concentracin1.3. Separadores de Concentracin Gravitacional1.4. Clasificacin de los Mtodos Gravitacionales

    2. SEPARACIN EN MEDIOS DENSOS2.1. Introduccin2.2. Medios Densos

    3. SEPARACIN EN CORRIENTES VERTICALES

    4. SEPARACIN EN CORRIENTES LONGITUDINALES4.1. Introduccin4.2. Separacin por Escurrimiento Laminar4.2.1. Mesas vibratorias4.2.2. Espirales4.2.3. Vanners4.3. Escurrimiento en Canaletas4.3.1. Introduccin4.3.2. Canaletas simples4.3.3. Canaletas estranguladas4.3.4. Concentracin de cono Reichert

    5. CONCENTRADORES CENTRFUGOS

    5.1. Introduccin5.2. Aplicaciones en Oro de los Concentradores Centrfugos5.3. El Concentrador Centrfugo Knelson5.3.1. Introduccin5.3.2. Caractersticas y operacin del concentrador Knelson5.3.3. Series de modelos de concentradores Knelson5.4. El Concentrador Centrfugo Falcon5.4.1. Concentrador Falcon serie SB5.4.2. Concentrador Falcon serie C5.5. El Concentrador Multi-Gravity Separator (MGS)5.6. El Jig Centrfugo Kelsey

    6. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

  • 7. CONCENTRACIN MAGNTICA

    7.1. Introduccin7.2. Imanes Permanentes7.3. Separadores Magnticos para la Separacin de Fragmentos Metlicos7.4. Separadores Magnticos que Operan como Concentradores y

    Purificadores7.4.1. Separadores magntico por va hmeda7.4.1.1.Separadores magnticos de Tambor7.4.1.2.Filtros magnticos7.4.1.3.Separadores magnticos de alta intensidad por va hmeda7.4.2. Separadores magnticos por va seca7.4.2.1.Separadores magnticos de banda transversal de alta intensidad7.4.2.2.Separadores magnticos de rodillo de alta intensidad7.4.2.3.Separadores magnticos de tambor por va seca, de baja, mediana y alta

    intensidad7.5. Aplicaciones Generales de los Seaparadores Magnticos que Utilizan

    Magnetos Permanentes de Tierras Raras

    8. CONCENTRACIN ELECTROSTTICA

    8.1. Introduccin8.2. Componentes de la Concentracin Electrosttica8.3. Mecanismos para Cargar Partculas8.3.1. Cargado de partculas mediante electrificacin por contacto8.3.2. Cargado por corona El separador de alta tensin8.3.3. Cargadio por induccin8.4. Separadores Electrostticos8.4.1. Separadores electrostticos electrodinmicos8.4.2. Separadores electrostticos Electro-estticos8.4.2.1.El separador tipo rotor8.4.2.2.El separador tipo placa8.5. Diagramas de Flujo con Separadores Magnticos y Electrostticos

    9. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

  • CONCENTRACINGRAVITACIONAL

  • 1. INTRODUCCIN

    1.1. Caractersticas Generales de la Separacin por Gravedad

    Los mtodos de separacin por gravedad (concentracin gravitacional) se usan paratratar una gran variedad de materiales, que varan desde los sulfuros metlicos pesadoscomo la galena hasta el carbn, en algunos casos con tamaos de partculas inferiores a5 micrones.

    Los mtodos de separacin gravitacional perdieron importancia en la primera mitad delsiglo debido al desarrollo del proceso de flotacin en espuma. Sin embargo, laseparacin por gravedad ha tenido avances muy significativos en los ltimos aosincrementndose su aplicacin notoriamente. Este tipo de separacin permanece comoel principal mtodo de concentracin para menas de oro, estao y otros minerales dealto peso especfico. Los mtodos de concentracin gravitacional cuando pueden seraplicados son preferidos en relacin a los procesos de flotacin debido a que los costosfavorecen su uso y adems son menos contaminantes del medio ambiente. Losminerales que se liberan con tamao superior a las dimensiones aceptadas en el procesode flotacin se pueden concentrar an ms econmicamente usando los mtodosgravitacionales.

    La concentracin por gravedad es, esencialmente, un mtodo para separar partculas deminerales de diferente peso especfico debido a sus diferencias de movimiento enrespuesta a las acciones que ejercen sobre ellas, simultneamente, la gravedad u otrasfuerzas. Se acepta generalmente que la concentracin por gravedad es el ms sencillo yms econmico de los mtodos de concentracin. El uso de este tipo de separacin estrecomendado siempre que sea practicable porque permite la recuperacin de mineraltil en un orden de tamaos tan gruesos como sea posible, reduciendo los costosinherentes a la reduccin de tamao y disminuyendo las prdidas asociadas a estasoperaciones.

    En general, los mtodos de separacin por gravedad se agrupan en tres categorasprincipales : a) Separacin por medios densos, en el cual las partculas se sumergen enun bao que contiene un fluido de densidad intermedia, de tal manera que algunaspartculas floten y otras se hundan; b) Separacin por corrientes verticales, en la cualse aprovechan las diferencias entre velocidades de sedimentacin de las partculaspesadas y livianas, como es el caso del jig; y c) Separacin en corrientes superficialesde agua o clasificacin en lmina delgada, como es el caso de las mesasconcentradoras y los separadores de espiral.

    Cuanto ms pequeas son las partculas, ms fuertes son, con relacin a la gravedad, lasfuerzas hidrulicas y de viscosidad, por lo cual el rendimiento de la separacin porgravedad decrece bruscamente en los intervalos de tamao fino. Para superar estosproblemas en los ltimos aos se han desarrollado equipos de concentracin basados enla fuerza centrfuga, los cuales permiten que la separacin de las partculas finas tengalugar en un campo de concentracin de varias G. Entre estos equipos centrfugos sedestacan los concentradores Knelson, Falcon, el jig centrfugo Kelsey y el concentradorMulti-Gravity Separator (MGS).

  • 1.2. Criterio de Concentracin

    El criterio de concentracin (CC) es usado en una primera aproximacin y entrega unaidea de la facilidad de obtener una separacin entre minerales a travs de procesosgravitacionales, sin considerar el factor de forma de las partculas minerales. El criteriode concentracin originalmente sugerido por Taggart, con base en la experienciaindustrial aplicado a la separacin de dos minerales en agua, es definido por lasiguiente expresin:

    CC = (Dh Df)/(Dl Df)

    Donde :

    Dh = densidad del mineral pesado.Dl = densidad del mineral liviano.Df = densidad del agua.

    Para la wolframita y cuarzo, por ejemplo, el criterio de concentracin tendr el siguientevalor:

    CC = (7,5 1)/(2,65 1) = 3,94

    La tabla 1 muestra la relacin entre el criterio de concentracin e la facilidad de realizaruna separacin gravitacional.

    Tabla 1. Significado del criterio de concentracin (CC).

    CC Significado> 2,5 Separacin eficiente hasta 200 mallas

    2,5 1,75 Separacin eficiente hasta 100 mallas1,75 1,50 Separacin posible hasta 10 mallas, sin

    embargo es difcil1,50 1,20 Separacin posible hasta , sin embargo

    es difcil

    De acuerdo a algunos investigadores, el criterio de concentracin puede ser muy til sila forma de las partculas fuera considerada, en caso contrario, sorpresas desagradablesen cuanto a la eficiencia del proceso se pueden verificar en la prctica.De cualquier modo, la tabla 1 indica la dificultad de alcanzar una separacin eficientecuando se tratan fracciones inferiores a 200 mallas (74 micrones). Debe sealarse, queel criterio de concentracin fue sugerido en base a equipamientos que operan bajo lafuerza de gravedad, por lo tanto, la introduccin de la fuerza centrfuga ampla laposibilidad de una separacin ms eficiente con materiales finos y ultrafinos.

  • 1.3. Separadores de Concentracin Gravitacional

    Muchas mquinas diferentes se disearon y construyeron para efectuar la separacin delos minerales por gravedad y se examinan con detalle en los textos ms antiguos deprocesamiento de minerales.

    El proceso de separacin en medio denso (SMP) se utiliza ampliamente parapreconcentrar material triturado antes de la molienda. Para la operacin eficiente detodos los separadores por gravedad se requiere que la alimentacin est cuidadosamentepreparada. La molienda es particularmente importante, pero las partculas de laalimentacin deben tener el mayor tamao compatible con una liberacin adecuada, enla mayora de las operaciones se necesita la remolienda de los productos medios(middlings). La molienda primaria se realiza en molinos de barras en circuito abiertosiempre que sea posible, pero si se necesita molienda fina, se efecta una molienda enmolinos de bolas en circuito cerrado, de preferencia el circuito se cierra con harnerospara reducir la remolienda selectiva de los minerales pesados.

    Los separadores por gravedad son extremadamente sensibles a la presencia de lamas(partculas ultrafinas), las cuales aumentan la viscosidad de la pulpa y por consiguienteel grado de separacin, confundiendo el punto de corte visual. En la mayora de losconcentradores por gravedad, es prctica comn eliminar de la alimentacin laspartculas menores que 10 micrones y desviar esta fraccin hacia las colas, lo cualocasiona una considerable prdida de valores. Muchas veces el deslamado se realizamediante el uso de hidrociclones, pero si se emplean clasificadores hidrulicos parapreparar la alimentacin, es preferible deslamar en esa etapa ya que las fuerzas de corteque se producen en los hidrociclones tienden a degradar los minerales quebradizos.

    Aunque la mayor parte del transporte de la pulpa se realiza por medio de bombascentrfugas y tubera, el flujo natural por gravedad se aprovecha mientras sea posible.As muchas de las antiguas concentradoras por gravedad se construyeron sobre lasladeras de cerros para lograr este objetivo. La reduccin del bombeo de lodo a unmnimo, no slo reduce el consumo de energa, sino que tambin reduce la produccinde lamas en el circuito. Las velocidades de bombeo de la pulpa deben ser tan bajascomo sea posible y compatible con el mantenimiento de los slido