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Laboratorio de Concentración y Flotación de minerales

Practica 2: Concentración en JIG

UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe

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CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN

II. OBJETIVO

III. PRINCIPIOS TEÓRICOS

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

V. OBSERVACIONES

VI. RECOMENDACIONES

VII. CONCLUSIONES

VIII. CUESTIONARIO

IX. BIBLIOGRAFÍA




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INTRODUCCION

Los métodos de separación por gravedad (concentración gravítica o

gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían

desde los sulfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con

tamaños del orden de los micrones.

En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas

gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, la

relativa simplicidad de los proceso gravimétricos y a que producen poca

contaminación ambiental.

Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de

concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la

separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar

las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugo

Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple (MGS)

Mozley.

La concentración en jig es una forma de concentración gravimétrica

llevada a cabo por pulsación de agua a través de un cedazo sobre la cual

descansa una cama de villas de acero ó de mineral chancado clasificado por

tamaños, el cual debe tener un peso específico intermedio entre los minerales a

ser separados. En esta sección es muy importante también tener en cuenta el

criterio de concentración y las variables de operación del jig.




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II. OBJETIVO

Estudiar las variables de operación del JIG y los minerales factibles de

procesar en este equipo.

III. PRINCIPIOS TEORICOS

1. Concentración Gravimétrica

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 critério de concentración, se tendrá una idea sobre el

tipo de separación posible.

2. Criterio de Concentración

El criterio importante en la determinación de la cual y qué clase de

separación es posible en un caso particular es la gravedad y alguna o mas

fuerzas, fundamentalmente la primera, en este caso, se puede determinar por la

siguiente ecuación:

Donde:

R = gravedad especifica del medio

GEH y GEL = gravedad especifica de los minerales más pesados y

ligeros respectivamente

RGE

RGECC

L

H

.




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3. Clasificación de los métodos gravimétricos

Los métodos gravimétricos se pueden dividir en los siguientes tipos:

MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN MEDIO DENSO: en estos

métodos el medio en el cual se produce la separación tiene una

densidad intermedia con respecto a las densidades de las especies

que se quieren separar. Existen dos tipos de separadores en medio

denso: estático y dinámico.

MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN CORRIENTES: en estos

métodos la densidad del medio es inferior a las densidades de las

especies que se quieren separar. Existen diferentes tipos de

separación en corrientes: corrientes verticales; corrientes

longitudinales (escurrimiento laminar y escurrimiento en canaletas);

corrientes oscilatorias; y corrientes centrífugas.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MÉTODOS DE SEPARACIÓN POR

CORRIENTES

A pesar que en estos métodos también están presentes las fuerzas

de separación de corrientes longitudinales, los efectos causados

por las corrientes verticales les confieren características propias y

por eso son estudiados en forma separada, en el esquema de la

figura Nº 1 se muestra este proceso.




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Figura Nº 1

El equipo que utiliza corrientes verticales para la concentración de

minerales es el JIG, en los cuales las corrientes verticales son generadas por el

movimiento de pulsaciones en el agua.




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4. Jig y Tipos de Jig

Los jigs de parrilla fija se pueden dividir en los siguientes tipos :

JIGS DE PISTÓN : en los cuales el movimiento de pulsación es

producido por un pistón ubicado en un estanque de agua.

JIGS DE DIAFRAGMA : en los cuales las pulsaciones son

producidas por movimientos alternados de una pared elástica del

propio estanque.

JIGS PULSADORES: en los cuales las pulsaciones son producidas

por chorros discontinuos periódicos del agua y del aire.

CARACTERÍSTICAS DE LOS JIGS

Hay diferentes tipos de jigs, los cuales difieren por la geometría,

accionamiento, y otros detalles de construcción. A pesar de la gran

variedad de jigs se puede decir que ellos se componen de los

siguientes elementos básicos:

Una caja fija, en cuyo interior el medio fluido sufre el movimiento de

impulsión y succión.

Un mecanismo de accionamiento, generalmente compuesto de

motor, pistón, sistema de lubricación, etc.

Una criba para mantener el lecho.

Un sistema de descarga del flotado y del hundido.

En cuanto al sistema de accionamiento, existen jigs con

accionamiento mecánico, hidráulico-mecánico, hidráulico y

neumático.

Varios factores ejercen influencia en la estratificación obtenida en

un jig, entre estos se pueden señalar el tipo de lecho, distribución de

la mena, distribución del agua, frecuencia, amplitud, etc.




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JIG DENVER EN OPERACIÓN




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5. Efectos principales para la Estratificación de los Minerales en

los JIGS

Según Gaudin, tres son los efectos principales que contribuyen para la

estratificación de las especies minerales en el jig:

1. Clasificación por caída retardada de las partículas.

Consideremos una mezcla de partículas en una columna hidráulica,

donde existen corrientes ascendentes en su interior. La fuerza

gravitacional ejercida en las partículas será en dirección contraria a

la fuerza producida por las corrientes.

Así, las partículas se dividen en dos categorías : aquellas en que la

fuerza de gravedad es mayor que la impuesta por la corriente

ascendente, y que por lo tanto, se acumularán en el fondo, y

aquellas partículas que no tienen esta fuerza gravitacional y serán

arrastradas por la corriente ascendente.

Estas partículas en sedimentación pueden chocar entre sí,

alterando el régimen de caída libre para caída retardada. Este es el

caso del jig.

La razón de separación es mayor en condiciones de caída

retardada que en caída libre.

2. Aceleración diferencial al inicio de la caída.

Cada partícula tendrá al inicio de la caída un determinado valor de

aceleración que estará dado por la siguiente ecuación :




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dv/dt = (1 - Df/Ds)g

Donde: Df es la densidad del fluido y Ds la densidad del sólido.

Se puede ver que la aceleración inicial depende del valor de la

densidad del sólido y del fluido.

Las partículas estarán más afectadas por la aceleración inicial, y por

lo tanto, por su densidad, que por su velocidad terminal y por lo

tanto por su tamaño.

Como ejemplo se puede indicar lo siguiente : si se quiere separar

partículas minerales pequeñas(pero pesadas) de partículas grandes

(pero livianas), se necesita un jig de ciclo corto ya que en cada

pulsación hay un iicio de un nuevo periodo de caída.

3. Consolidación intersticial en el final de la caída.

Las diferentes partículas de la misma especie o especies diferentes

no recorren las mismas distancias durante cada uno de los periodos

de la caída a que son sometidas.

Existe un espacio de tiempo en que las partículas pequeñas están

depositadas sobre el lecho de partículas gruesas, las cuales están

compactadas unas a otras, incapaces de moverse, mientras que las

partículas pequeñas están libres.

Las partículas pequeñas se depositan en los intersticios entre las

partículas gruesas. La consolidación intersticial permite que los

granos pequeños, pesados, se muevan a través de los intersticios,

inclusive después que el lecho inicie su compactación. La




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recuperación de partículas finas depende de la duración del ciclo de

consolidación.




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6. Capas en el interior del JIG

En el JIG se distinguen tres capas :

1. Capa superior o transportadora: es responsable por el

esparcimiento de la alimentación y por la rápida eliminación de

lamas y otros materiales no deseados. Es una capa fina y fluida.

2. Capa rougher o desbastadora: en ella las partículas livianas

son inmediatamente eliminadas para la capa superior y las

partículas de densidad indeterminada son rápidamente pasadas

para la capa separadora.

3. Capa separadora: es aquella que acepta y deja pasar las

partículas pesadas y elimina los medios.




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7. El Lecho del JIG

Los lechos utilizados en el jig pueden ser de varios materiales y de

formas diferentes. Ellos pueden ser de bolas de acero, de fierro, de

mena o de material con densidad intermedia. Se deben tener los

siguientes cuidados :

1. El lecho no debe tener una alimentación de partículas de

tamaño inferior a la de la criba y ni de tamaño próximo a la

dimensión de la abertura de él. Para evitar que se tapen los

hoyos, el lecho debe tener un tamaño mínimo igual a dos veces

la abertura de la criba.

2. Un lecho de dimensión de partículas grandes podrá no

desplazarse cuando sufre el impulso ascendente, anulando el

efecto de jigagen.

3. La altura del lecho, cuando es muy pequeña, puede producir un

efecto de turbulencia que perturba el movimiento alternado de

impulsión y succión. De modo general, cuanto más fina es la

alimentación, más densa es la capa del lecho.

LECHO CERRADO Y LECHO ABIERTO EN EL JIG




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LECHO CERRADO Y LECHO ABIERTO EN EL JIG

La abertura mínima de la criba debe ser igual a dos veces el

tamaño de la partícula de la mena a ser concentrada, para evitar

entupimiento de las aberturas.

Se recomienda una abertura igual a tres veces el tamaño de la

partícula mayor de la mena alimentada, entendida ésta como el

tamaño de partícula cuyo porcentaje retenido acumulado sea 5%.

Los materiales usados en las cribas son : acero, goma o

poliuretano.

APLICACIONES DEL JIG

La mayoría de los jigs actualmente empleados, actúan en el

tratamiento de menas de aluvión o placer y en la preparación de

carbón. Sin embargo los jigs también se aplica a diferentes menas

metálicas (casiterita, scheelita, manganeso, plomo-zinc, fierro).

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para empezar tuvimos que realizar lo siguiente:

1. El mineral proporcionado por el Ing. Ángel Azañero Ortiz de código

6177 Misti Gold (Sulfuros de Cu, Pb y Au), esta muestra se

encontraba en 21 bolsas.




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2. De dicha muestra se obtuvo un compósito por peso de cada bolsa

para obtener un peso final de 1020 gr, como se observa en las

imágenes siguientes.

Imagen Nº 1 Imagen Nº 2




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Imagen Nº 3

3. Al obtener la muestra representativa a partir del compósito para un

peso de 1020 gr. la muestra fue llevada a molienda por un tiempo de

10 min. con 480 ml. de Agua como se observa en las imágenes

siguientes.

Imagen Nº 4

Imagen Nº 5 Imagen Nº 6 Imagen Nº 7




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Imagen Nº 8 Imagen Nº 9

4. Después de la descarga del mineral molido con sumo cuidado con el

fin de no perder muestra, así como el lavado de las bolas, se

procedió a la separación gravimétrica de la pulpa obtenida de la

molienda por medio de la concentración en JIG obteniéndose de este

proceso un concentrado limpio de partículas gruesas de oro y otros.

Imagen Nº 10

5. Se utilizó un imán para separar los restos de óxidos metálicos que se

adhirieron producto del desgaste de la cama del equipo, el relave del

mismo se volvió a pasar nuevamente por el equipo obteniéndose un

segundo concentrado menos limpio que el primero por supuesto,

pero importante para la concentración.

6. Luego se paso a secar los dos concentrados, obteniendo los

respectivos pesos: Concentrado Nº 1 con un peso de 7.5 gr. y




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Concentrado Nº 2 con un peso de 205 gr., por cálculos de materia

se concluye que el relave tiene un peso de 787.5 gr.

V. OBSERVACIONES

El éxito de la concentración depende de la habilidad del metalurgista al momento de manipular el flujo de entrada de la pulpa al equipo, el cual debe ser continuo; así como también la liberación del mineral para concentrar las partículas gruesas eficientemente.

El flujo de agua para este proceso también debe ser constante, ya que con un aumento de flujo repentino se puede perder el concentrado en los relaves, y si estamos tratando partículas de oro tenemos que ser muy cuidadosos en ese aspecto.

VI. RECOMENDACIONES

Tener siempre en cuenta la correcta manipulación de los equipos a utilizar, si se tiene alguna duda preguntar al profesor responsable antes de realizar alguna operación.

Es necesario tener a disposición todo el equipo y material antes del prendido del mismo.

Revisar que el tamiz y lecho se encuentren en buen estado.

Asegurarse que el equipo esté completamente limpio antes de tratar el mineral ya que este puede contaminarse.

Disponer el caudal suficiente de agua necesario para realizar la

concentración.

VII. CONCLUSIONES




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Los JIG se emplean cuando el mineral a recuperar se encuentra grueso, libre y principalmente tienen una gravedad específica suficientemente alta para permitir su recuperación por gravedad.

El JIG no es un método de recuperación selectiva.

En operaciones aluviales, el oro, la casiterita y el grámate se recuperan eficientemente por este proceso.

VIII. CUESTIONARIO

a. Realizar una explicación de las fuerzas y otras variables de

operación de JIG.

Las fuerzas aplicadas sobre el material hacen que esta se divida

en dos categorías debido a estas fuerzas se logra la separación de

granos pesados de los livianos basados en la capacidad de

penetración de las partículas a través de un material de cama que

esta sobre un tamiz , usando como fluido el agua y también teniendo

en cuenta que aquellas en que la fuerza de gravedad es mayor que

la impuesta por la corriente ascendente se acumularán en el fondo, y

aquellas partículas que no tienen esta fuerza gravitacional y serán

arrastradas por la corriente ascendente.

Espesor de cama: se coloca el material de cama a una altura

conveniente, por ejemplo hasta la mitad de la altura del

compartimiento y se va aumentando el espesor de cama por tanteo

obtener los productos deseados.

Material de cama: Es la mezcla de sólidos y líquidos en el cajón

del Jig material generalmente llamado cama o lecho de acuerdo a su

comportamiento se pueden clasificar en lecho compacto o lecho

expandido. Estos pueden ser de varios materiales y de formas

diferentes. Ellos pueden ser de bolas de acero, de fierro, de mena o

de material con densidad intermedia. Se deben tener los siguientes

cuidados:




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El lecho no debe tener una alimentación de partículas de

tamaño inferior a la de la Criba y ni de tamaño próximo a la

dimensión de la abertura de él. Para evitar que se tapen los

hoyos, el lecho debe tener un tamaño mínimo igual a dos

veces la Abertura de la criba.

Un lecho de dimensión de partículas grandes podráno

desplazarse cuando sufre el Impulso ascendente, anulando

el efecto de jigagen.

La altura del lecho, cuando es muy pequeña, puede

producir un efecto de Turbulencia que perturba el

movimiento alternado de impulsión y succión. De Modo

general, cuanto más fina es la alimentación, más densa es

la capa del lecho.

Alimentación de carga: Previo a concentrar minerales en el Jig

estos minerales pueden seguir los siguientes pasos:

Eliminación de finos, generalmente se hace por tamizado.

Clasificación por tamaños o volúmenes para poder realizar

separaciones más eficaces.

Separación por sustancias según sus diferentes

velocidades de caída en un Líquido.

b. Tipos y Usos.

Un jig consta de un tanque abierto lleno de agua, con un cedazo

horizontal en la parte superior, y provisto de un grifo en la parte

inferior del cajón (hutch), para remover el concentrado. La cama

consiste de capas de material grueso, partículas pesadas, o cama

artificial (granalla), colocada sobre el cedazo y sobre el cual escurre

la pulpa. La alimentación cruza la cama y la separación se realiza en

ella de tal manera que los granos con peso específico alto penetran a




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través de la cama y el cedazo y se depositan en el cajón como

concentrado, mientras que los granos livianos son arrastrados por la

corriente de agua hacia las colas.

JIG DE HARZ: Uno de los jigs más antiguos es el jig de Harz , en

el cual un embolo se mueve verticalmente arriba y abajo en un

compartimiento separado. Tiene hasta cuatro compartimientos en

serie. Un concentrado de alta ley se concentra en el primer

compartimiento, concentrados de menor ley se van produciendo

sucesivamente en los otros compartimientos, el último

compartimiento descarta un rebalse (overflow) a las colas.

JIG DENVER: El jig Denver se usa ampliamente, especialmente

para separar minerales pesados en los circuitos de molienda

cerrados, para evitar la sobre molienda. La válvula rotativa para el

suministro de agua puede ser regulada para abrir en el lugar del ciclo

deseado, la sincronización entre la válvula y el émbolo se logra por

medio de una correa en “V” de goma. Mediante un apropiado ajuste

de la válvula, cualquier variación deseada puede ser alcanzada,

desde la completa neutralización del golpe de succión con agua

hasta un balance completo entre succión y pulsación.




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c. Partes del JIG, describa sus funciones durante las operaciones

de concentración.

La base generalmente de separación en que el material se

extiende sobre una superficie en la cual se estratifica por el

movimiento de la misma y por el flujo gravitacional. Esta

estratificación se da por densidad situándose el material más denso

al fondo, también ocurre estratificación secundaria en donde las

partículas mas grandes descansan sobre las pequeñas en capas de

densidad constante.

Hay diferentes tipos de jigs, los cuales difieren por la geometría,

accionamiento, y otros detalles de construcción. A pesar de la gran

variedad de jigs se puede decir que ellos se componen de los

siguientes elementos básicos:




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Una caja fija, en cuyo interior el medio fluido sufre el

movimiento de impulsión y succión.

Un mecanismo de accionamiento, generalmente

compuesto de motor, pistón, sistema de lubricación.

Una criba para mantener el lecho.

Un sistema de descarga del flotado y del hundido.

d. Algún otro equipo, parecido o similar al que exista actualmente.

Existen Otros equipos utilizados para la concentración

gravimétrica son: la mesa gravimétrica de sacudidas, pan, cuna,

fajas. Canaletas o sluices. Aunque actualmente, las técnicas más

modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen

equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de

partículas finas.

Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes:

El jig centrífugo Kelsey.

El Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.

El concentrador centrífugo Knelson.

El concentrador centrífugo Falcon.




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IX. BIBLIOGRAFÍA

CONCENTRACION GRAVIMÉTRICA

Osvaldo Pavez – UNIVERSIDAD DE ATACAMA

Procesamiento de minerales

Wills

Guía de Laboratorio de Concentración y Flotación de Minerales

Ángel Azañero Ortiz

Buscadores de internet

www.google.com




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