Concentración de Minerales
Bonifacio Alejo T. Carrera Carrera de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales Facultad de Ingeniería Universidad Mayor de San Andres
a !a"# enero# $%&$ '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Serie Monografias en !rocesa(iento de Minerales )o. *
INDICE GENERAL
CONTENIDO ……..Página Prólogo………………………….. ……………………………………………………………………………….....i
Capítulo I Grado de Liberación (anális (análisis is densim densimétrico)............................................... étrico)....................................................... ................ ..........4 1.1. Introducción.......................................................................................................................4 1.2. Fundamentación.................................................................................................................4 1.. !rocedimiento...................................................................................................................." 1.4. #$perimentación.................................................................................................................% 1.". &esultados..........................................................................................................................' Capítulo II. Concentración Graimétrica....................................................................................1" Graimétrica....................................................................................1" 2.1. !roceso de separación en medios pesados.......................................................................1" pesados.......................................................................1" 2.2. !roceso de separación en i*s..........................................................................................1' Capítulo III. +eparación ma*nética................................................................ ma*nética..................................................................................... ............................ .......1 .1. Consideraciones *enerales............................................................................................... *enerales............................................................................................... .1 .2. Conceptos básicos............................................................................................................1 .. !ropiedades ma*néticas de materiales.............................................................................2 materiales.............................................................................2 Capítulo I, +eparación eléctrica.................................................... eléctrica.......................................................................................... ...................................... ......' 4.1. Consideraciones *enerales............................................................................................... *enerales............................................................................................... .'
!rólogo #n la clase de asi*natura de Concentración de -inerales II (-in222)/ al*unos pe0ueos detalles no an sido anotados o aclarados en su oportunidad/ es 0ue me permito aclarar los mismos en esta mono*ra3ía. e esta manera/ espero proporcionar una ensean5a e3iciente al in*eniero de procesos en !rocesamiento de -inerales. 6*radeceré muco la comprensión del lector sobre la redacción/ la reisión 3inal lo aré en las si*uientes ediciones 7 en la etapa del te$to 3inal. La !a5/ 3ebrero de 2812. #l 6utor.
Ca+ítulo I densi(0trico1
,rado
de
i-eración
an/lisis
4
&.&. Introducción Introducción La mena 9til e$traída del 7acimiento a su3rido una serie de 3ra*mentaciones. #n cambio/ el material/ durante la preparación (en una planta de bene3icio de minerales)/ también es sometido a una serie sucesia de reducción de tamao/ asta c onse*uir un producto libre libre de material estéril/ especie ma7oritariamente pura 0ue permita su concentración adecuada 7 cumpla tambien las especi3icaciones establecidas en la comerciali5ación. #n la literatura e$isten pocos estudios reali5ados al respecto (1)/ esto es/ el e3ecto del tamao 7 distribución del tamao sobre el *rado de liberación. #n el presente capítulo se pretende 3ormular uno o más modelos 0ue permitan correlacionar los datos e$perimentales del *rado de liberación 7 el entrecrecimiento para dos menas (estao5inc 7 plomo) ealuados en lí0uidos pesados.
&.$. Funda(entación Considerando una mena como una asociación ternaria de especies ma7oritarias constituidas por tres/ dos do s de alor (6 7 : ) 7 otro estéril (C). La ma*n ma*nit itud ud de la 3uer 3uer5a 5a re0ue re0ueri rida da para para la rotur roturaa de dic dicaa asoc asocia iaci ción ón depe depend nder eráá enorm enormem ement entee del tipo tipo de enla enlace ce e$is e$iste tente nte entre entre las las 3ase 3asess purap purapura ura 7 la asocia asociaci ción ón asociación. Como se sabe/ los enlaces son de diersos tipos/ tratándose de sólidos/ las 3uer5as de interacción son; iónico/ coalente/ metálico/ etc. onde/ un adecuado *rado de liberación es posible conse*uir con diersos *rados de reducción(2). ,ranos li-res
#s la proporción de un mineral puro 0ue se encuentra libre en un con*lomerado de partículas 7 su *rado de liberación liberación aría con el tamao. #n la 3i*ura 3i*ura 2.1 se aprecia tal con3i*uración.
Fi*. 2.1 2.1 Gra Granos nos libres.
Fi*. 2.2 2.2 Gran Granoos ent entrecr recrec eciidos. dos.
,ranos entrecrecidos
+e de3ine como la asociación de uno o más minerales/ su *rado de liberación aría con el tamao (er 3i*ura 2.2). La técnica más empleada en laboratorios para la ealuación de las partículas libres 7 entrec entrecrec recida idas/ s/ es por análi análisi siss de densi densidad dad en medi medios os densos densos.. +in +in embar embar*o/ *o/ se an
5
desarrollado otras técnicas más precisas/ como son/ la microscopía óptica 7 la electrónica. #n al*unos casos simples es su3iciente la obseración a traés de un estereo microscopio.
&.2. !rocedi(iento #n esta parte se an sido utili5ado los datos e$perimentales obtenidos por +errano 7 colaboradores (1<'). Muestra
Las menas estudiadas 3uerón una de estao5inc 7 otro de plomo. Las muestras 3racturadas/ la primera a sido deslamada a 12 micrones 7 la se*unda en un solo ran*o de tamao. #l análisis *ranulométrico de la mena estao5inc se obsera en la =abla 2.1. Ta-la $.& An/lisis granulo(0trico =amao !eso Le7 +n -ic. > > 1288@'"8 .'8 8.<% '"8@%88 1%.88 1.8% %88@428 12.88 8.'% 428@88 18.88 8.'% 88@218 A.'8 1.8' 218@1"8 <.48 8.<< 1"8@184 4."8 8.<% 18"@ A" A.28 1.81 A" @ " A.A4 1.1% " @ 12 14."8 8.AA 12 1.8 8. 188.88 8.<2
ist. > .<% 1'.%8 11.48 <.A8 <.22 18.28 4.A' A.<1 <.'8 12.28 2.1A 188.88
Le7 ?n > 8.%A 8."< 8.%% 8.%< 8.A1 8.%< 8.A2 8.A' 8.%' 8.%1 1.'% 8.A4
ist. > .4% 12.'1 11.84 <.A8 A."% '.<4 4."8 A.%8 A.14 12.88 1".28B 188.88
B -aterial deslamado. í3uido +esado
Los medios dispersantes utili5ados 3uerón reactios de alto peso especí3ico como;
!entacloroetano 1.%A :romo3ormo 2/'< =etrabromoetano 2.<" el 7oduro de metileno .2 la solución de clerici 4.8 7 un dilu7ente para la re*ulación de la densidad del medio de separación.
Los ran*os empleados para los estudios de *rado de liberación 7 el entrecrecimiento 3uerón; . 7 4.8 para plomo 7 2.%"/ 2.A8/ 2.A"/ 2.'8/ 2.'"/ 2.<8/ 7 2.<" *Dcc para estao 5inc/ respectiamente.
6
&.4. 56+eri(entación #l procedimiento e$perimental 3ue en el si*uiente orden; 1. La mena de estao5inc es deslamada a 12 micrones. 2. #l material e$ento de 3ino es 3raccionado en monotamaos. . Cada monotamao es introducido en medios pesados de di3erente densidad/ los productos 3loat 7 sinE son colectados una e5 establecidos en estado estacionario. 4. La plani3icación de las pruebas se obseran en las =ablas 1.2 7 1./ respectiamente. Ta-la &.$ !lanificación +ara las (enas de esta7o'"inc #+I6 =6-6H *Dcc -ic. . @12/ "/ A"/ 18"/ 1"8/ 218/ 88/ 428/ %88/ '"8/ 7 1288 4.8 @12/ "/ A"/ 18"/ 1"8/ 218/ 88/ 428/ %88/ '"8/ 7 1288
Ta-la &.2 !lanificación +ara la (ena de +lo(o #+I6 &6GH # =6-6H *Dcc mm. 2.%"/ 2.A8/ 2.A"/ 2.'8/ 2.'"/ 2.<8 7 2.<" 1"
Las *eneración de datos e$perimentales se reali5a a traés del si*uiente es0uema de la Fi*ura 1.. Float
Float
Float
+inE +inE
2. A8〈 ρ liq 〈 2.A"
2.'8〈 ρ liq 〈 2.'"
2. <8〈 ρ liq 〈 2. <"
!roductos
Fi*. 1. #$perimentación. Metodología
Los parámetros inolucrados en los modelos seleccionados para el *rado de liberación 7 las curas de entrecrecimiento (densimétrica 7 -a7er)/ su determinación a partir de los datos e$perimentales es a traés del al*oritmo de b9s0ueda de *radientes conu*ados de Fletcer 7 !oJell modi3icado. #l al*oritmo de re*resión minimi5a una 3unción obetio/ FH/ de mínimos cuadrados ponderados/ esto es; n
min FH K ∑ J i ( f i o cal − f i o e$p) 2 iK1
(1.1)
7
onde/ J i es el iésimo 3actor de ponderación cu7o alor depende de la estructura de errores de los datos/ f i o cal y f i o e$p son los alores calculados 7 e$perimental de alores de datos. Las ariables de minimi5ación se presenta acontinuación; ,rado de li-eración
#l modelo utili5ado para el *rado de liberación iene e$presado de la 3orma; L = L ( K /> Dist .)
(1.2)
onde/ es el tamao 7 >ist. la distribución de la le7. Curvas de entrecreci(iento Curva densi(0trica
#n e3ecto/ el modelo/ además de la distribución másica del producto liiano/ inolucra también la densidad del medio dispersante/ 7 iene dada de la 3orma; R = R ( ρ )
(1.)
onde/ ρ es la densidad del medio dispersante. Curva de Mayer
#n cambio/ el modelo inolucra como la ariable respuesta a la distribución del producto liiano 7 como la independiente la le7/ esto es; R = R ( l )
(1.4)
onde/ l es el > le7 media de los productos.
&.8. 9esultados Los resultados obtenidos estan reportados en las =ablas 1.4/ 1." 7 1.%/ respectiamente. Ta-la &.4 9esultados de un an/lisis de densidad =amao -ic.
Interalo de densidad
!eso >
1288@'"8
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
AA.28 14.%8 '.8 .'8
# s ta o > 8.A 2.% 4.88 8.<%
ist. > 2<.'8 ".'8 4.48 .<%
?in c > 8.4% 1.<" 8.< 8.%A
ist. > "2.<8 42.8 4.'8 .4%
8
'"8@%88
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
%88@428
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
218@1"8
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
1"8@184
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
18"@A"
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
A" @"
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
428@88
88@218
" @12 12
ρ M. .M ρ M 4.8 4.8M ρ
AA.%8 11.%8 18.<8 1%.18 A".18 18.%8 14.8 12.28 A4.<8 18."8 14.%8 18.48 A.28 18."8 1%.8 A.'8 A.8 18.<8 1".'8 <.48 A2.48 12.88 1".A8 4."8 A.A8 %.%8 1<.A8 A.28 1.2% 21.18 A.A4 A<.'8 8.4< 1<.A8 14."1 %.8
8." 2.'8 4.8 1.8% 8.2< 2.2" 2.'8 8.'% 8.2' 2.A2 2."2 8.'% 8.2 .2' .8" 1.8' 8." 2.'' 2.% 8.<< 8.2A 2.%' 2.'4 8.<% 8.2% ."" 2.<% 1.81 8.1% .%A 4.%A 1.1% 8.14 2.' .2% 8.AA 8.
2"."8 8.48 44.18 1'.%8 2".48 2A.<8 4%.'8 11.48 24.8 .28 42.%8 <.A8 21.'8 1.<8 4%.8 <.22 2%.88 1.<8 42.28 18.28 28.48 .8 4%.8 4.A' 1<.88 2.8 "A.'8 A.<1 18.'8 4.88 '".8 <.'8 14.%8 1.'8 '.%8 12.28 2.1A
8.42 1.'8 8.4' 8."< 8.4" 2.' 8."1 8.%% 8.4A 2.A8 8.' 8.%< 8.4 .28 8." 8.A1 8.41 .1% 8.1 8.%< 8.48 .18 8.' 8.A2 8.A %."8 8.' 8.A' 8.2% ".'8 1.<8 8.%' 8.21 ".48 2.18 8.%1 1.'%
"".%8 "."8 '.<8 12.'1 "8.<8 '.18 11.88 11.84 "8.<8 41.18 '.88 <.A8 44."8 4A.48 '.18 A."% 4.8 4<.A8 A.18 '.<4 48.8 "1."8 '.8 4."8 ".18 "".8 <.%8 A.%8 2<.<8 18.'8 "<.8 A.14 2A.%8 4.48 %'.18 12.88 1".28
!ara materiales con densidades por encima de 4.8 *Dcc son con3eccionados en la =abla 1.".
Ta-la &.8 9esu(en de las distri-uciones +ara densidad (ayor a 4 =amao > ist. > ist. (-ic.) +n ?n 12 '.% %'.1 " '". "<. A" "A.' <.% 18" 4%. '. 1"8 42.2 A.1 218 4%. '.1 88 42.% '.8 428 4%.' 11.8 %88 44.1 '.< '"8 4.4 4.'
9
,rado de li-eración
Los datos e$perimentales de análisis de densidad para el *rado de liberación an sido modelados con la relación empírica mu7 parecida a la ecuación de Cross; L = L∞ −
L∞ − Lo
(1.")
1 + ( cK ) m
onde/ L∞ 7 Lo son parámetros de límites in3erior 7 superior de *rado de liberación c 7 m son parámetros/ es el tamao de la partícula. #n la Fi*ura 1.4 se obsera el aumento del *rado de liberación de estao con3orme la reducción de tamao de la partícula disminu7e.
" #n , $n
o&o Da'o! (). *** Mo+lo
% Tamaño, Microrn!
#n las Fi*uras 1.4 7 1." se muestran buena correlación de datos/ donde se puede apreciar la liberación como 3unción del tamao (se dea tarea para el alumno). #n la misma se consi*ue a tamaos menores. Como se puede obserar el *rado de liberación de ambos minerales (estao5inc) tienen el mismo comportamiento. #n la =abla 1.% se obsera el auste. Ta-la &.: 9esultados de ajuste de grado de li-eración de esta7o =amao L e$p. L #rror +t. (-ic.) Calc. -edio
%
12 " A" 18" 1"8 218 88 428 %88 '"8
'.%8 '".8 "A.'8 4%.8 42.28 4%.8 42.%8 4%.'8 44.18 4.48
<8.88 '8.A "<.28 4%.' 44." 44.8" 44.81 44.88 44.88 44.88
8.8%<"
Fi*. 1." Grados de liberación de estao 7 5inc. e la Fi*ura 1." se pueden acer las si*uientes obseraciones; #l *rado de liberación de ambos minerales tienen el mismo comportamiento de *rado de reducción de tamao/ esto si*ni3ica/ 0ue se obtienen liberar en un *rano más 3ino. La especie mineraló*ica 0ue se lo*ra liberar primero es la casiterita/ en cambio/ la es3alerita es liberada se*uidamente en un menor tamao. #n base a estas in3ormaciones/ es 3ácil encaminar un 3uturo es0uema de tratamiento de las especies consideradas en estudio. +in embar*o/ también es importante conocer las características mineraló*icas de las especies en estudio/ son; los ó$idos/ los sul3uros/ las sales solubles/ los metálicos/ etc. #n nuestro caso/ tratándose de una asociación de ó$idos ( SnO2 ) 7 un sul3uro (?n+) e$iste la posibilidad de plantearse dos 3luo*ramas tentatios/ este análisis se dea de práctica al alumno. Curva de entrecreci(ieto
+e estudia el *rado de liberación de las especies entrecrecidas en lí0uidos pesados. Los resultados de análisis de densidad para la ealuación de entrecrecimiento en un ran*o de tamao de 1"mm para una mena de plomo/ se obsera en la =abla 1.A.
Ta-la &.* An/lisis de densidad +ara un rango de ta(a7o ensidad >!eso >!.6c.&et Le7 Nni.F. *Dcc 3 & !b 2.%" <.8 <.8 8.28 1.'% 2.A8 22.18 1.48 8.2< %.41 2.A" 24.48 "".'8 8.8 A.2 2.'8 %.<8 %2.A8 8.A8 4.' 2.<8 <.18 A1.'8 1.28 18.<2 2.<" 28.28 188.88 1%.8% 4"2.'< 4.A< 4A<.12
Nni.6c. &et. 1.'%8 '.2%< 1"."'< 21.A'4 2%.224 4A<.11%
Le7 -edia 8.81< 8.8' 8.1"% 8.21' 8.2%2 4.A<1
Curva densi(0trica
La correlación de datos de entrecrecimiento 3ue posible modelar mediante la relación empírica mu7 conocida como es la cura de partición o selectiidad (modelo lo*ística de -olerus/ 1<%A 7 Finne7/ 1<%4) en lu*ar del tamao es reempla5ado por la densidad del medio pesado; R ( ρ ) = a − (1 − a ) 1 + λ =
1 − λ ρ δ c
(2.%)
2.1
onde/ δ c es la densidad de corte/ +.I. es la relación de δ 2" δ A" . #n la Fi*ura 1.% se obsera la buena correlación de datos e$perimentales/ donde se lo*ra obtener por el auste el alor de la densidad de δ c K2.A< *Dcc/ ma*nitud tal 0ue permite eliminar en material liiano un %4> en peso. #n la =abla 2.' se obsera los resultados de auste. Ta-la &.; 9esultados de ajuste ensidad F F (*Dcc) #$p. Calculda 2.<" 1.88 1.88 2.<8 8.A2 8.<< 2.'" 8.%' 8.<2 2.'8 8.% 8.%4 2.A" 8."% 8.2" 2.A8 8.1 8.12 2.%" 8.8< 8.18
#rror +t. -edio 8.2'"41
-
/ 0c. Pa !
δ
Dn!i+a+, g1cc
c
Fi*. 1.% Cura densimétrica. Curva de Mayer
La cura de -a7er permite conocer in3ormaciones como la le7 de los productos de procesamiento/ esto son/ la le7 de las colas 7 la le7 del preconcentrado o concentrado. #sta in3ormación nos a7uda a predecir sobre el 3uturo es0uema de tratamiento de minerales en medios densos. #l modelo utili5ado para la correlación de datos e$perimentales es de la 3orma de distribución de &osin &ammler en lu*ar del tamao es reempla5ado por la le7/ esto es; m
l R (l ) = 1 − e$p(− ) l k onde/ l k 7 mson parámetros.
(2.A)
#n la =abla 1.< se obsera la buena correlación de datos e$perimentales de las columnas >peso acumulatio retenido (&) 7 la le7 media de la =abla 2.A. Ta-la &.< 9esultados de ajuste de la curva de entrecreci(iento de Mayer ensidad F F #rror +t. (*Dcc) #$p. Calculda -edio
/
8.81< 8.8' 8.1"% 8.1'8 8.21' 8.2%2 4.A<1
8.8< 8..1 8."% 8.% 8.%' 8.A2 1.88
8.8< 8.4 8."4 8."< 8.%% 8.A 1.88
8.88A1
#n la Fi*ura 1.A se obsera la cura típica de -a7er. #l auste de datos de la =abla 1.< se muestra en Fi*ura 1.'. 8 Float F >
"8 FluIo de alimentación
Le7 del concentrado
6 Le7 de colas
8.1
8.2
8.
8.4
11."
12.8 1."
Le7
Fi*. 1.A =ípica cura de -a7er. #l auste de la cura de -a7er se dea de tarea al alumno. #n la cura de -a7er se puede leer la le7 en colas de 8.8>!b. +e proporciona al estudiante el so3tJare 0ue ace el auste 7 calcula los productos de sinE and 3loat (-6O#&.#P#). 9eferencias
1. +errano C./ !elae5 ./ Hrti5 ./ Grado de liberación/ cuadernos de estudio/ +erie !reparación 7 Concentración de minerales o./ 1<'. 2. Canepa C./ La determinación del *rado de liberación mineraló*ica 7 sus aplicaciones en metalur*ia/ I, +imposiumCon*reso/ In*eniería -etal9r*ica/ 6re0uipa!er9/ 1<'A.
4
Ca+ítulo II. Concentración ,ravi(0trica La concentración *raimétrica comprende un amplio campo de bene3icio de minerales/ comunmente se inclu7en la separación en medios densos/ la concentración por aceleración di3erencial 7 la concentración en mesas (3luo laminar). La e3iciencia de e0uipos *raimétricos ersus tamao de partícula se obsera en la Fi*ura 2.1. 6continuación se presentan los procesos mencionados desde los puntos de ista 3undamental 7 descriptio.
5
Fi*. 2.1 #3iciencia de la tecnolo*ia s. =amao de partículas
$.&. !roceso de se+aración en (edios +esados #s una de las operaciones unitarias mu7 importantes en el bene3icio de minerales/ cumple un rol de una de las primeras etapas del proceso de separación 0ue es de eliminar el ma7or olumen posible de material estéril/ apro$imadamente entre 8%8>. #l proceso consiste en usar en lu*ar de un lí0uido dispersante un medio pesado como medio de separación. #l e0uipo sencillo para este proceso se muestra en la Fi*ura 2.1. =anto en la anti*Qedad se aplicó en la producción de concentrados 3inal de carbón/ Jol3ran/ diamante/ sul3uros 7 al*unos ó$idos metálicos. 6limentación !roducto liiano (3loat)
!roducto pesado (sinE)
Fi*. 2.1 !roceso de separación en medios pesados.
6
Generalmente/ el material separado por este método (producto preconcentrado) es destinado a la si*uiente etapa de concentración/ entonces/ así reducido el material/ obiamente re0uerirá de e0uipos de menor capacidad de tratamiento 7 de menor espacio disponible. 9eología de sus+ensiones
Como se sabe los medios pesados constitu7en una me5cla de sólidos (mena) 7 el medio dispersante lí0uido (a*ua)/ esta me5cla recibe el nombre de suspensión. #ntonces/ las turbias constitu7en un medio disperso o suspensiones. Las turbias poseen comportamientos noneJtonianos 7 con tendencia pseudoplástica. #l campo de estudio es bastante amplio. #n la Fi*ura 2.2 se obsera la cura de 3luide5 de estas suspensiones. = (es3uer5o de ci5alle)
!seudoplástico eJtoniano ilatante
dDd$ (elocidad de ci5alle)
Fi*. 2.2 Cura de 3luide5 de una suspensión. Las turbias para una buena separación (preconcentración o concentración) deben constituir características con tendencia a comportamientos eJtonianos/ lo contrario/ conducen a separaciones de3icientes del material pesado. Nno de los 3actores 0ue contribu7en a la ma7or iscosidad son las partículas 3inas/ en suma/ materiales parama*néticos también producen contaminación de la suspensión cuando el medio pesado es 3errosilicio. #n la Fi*ura 2. se anali5a tal e3ecto en términos de 3uer5as interpartículas. !artículas
Fuer5as Interpartículas
Fi*. 2. Fuer5as interpatículas Como sabemos/ el aumento de las 3uer5as interpartículas son el producto de la ma7or super3icie especí3ica creada por las partículas 3inas. #stas en un medio dispersante o3recen ma7or resistencia al moimiento de las partículas pesadas. La iscosidad es in3luida por las ariables; el tamao/ la distribución de tamao/ la concentración de sólidos/ el es3uer5o de ci5alle/ la temperatura/ la presión/ etc. #ntonces/ la iscosidad se puede escribir en términos de estas ariables de la 3orma;
7
η = η( K / m/ ϕ / τ / T / P /..)
(2.1) onde/ el tamao de la partícula/ m la distribución de tamao/ ϕ es la 3racción olumétrica de sólidos/ τ el es3uer5o de ci5alle/ = la temperatura/ 7 ! la presión/ respectiamente. 6demás de la iscosidad de ci5alle de la suspensión/ las partículas a separar deben encer la resistencia debido al es3uer5o de cedencia/ ello es de3inido como el es3uer5o mínimo necesario para encer las 3uer5as interpartículas/ donde la suspensión empie5a a 3luir 7 e$iste la aparición de la *radiente de elocidad. Circuito
#n un circuito de tratamiento/ este proceso unitario/ se ubica *eneralmente en la primera etapa de separación (er Fi*ura 2.4). 6lim.
=rituración Colas desmontes Conc.
a molienda
Fi*. 2.4 Circuito de concentración en medios densos. 53ui+o
Los e0uipos de separación son de diersas procedencias de 3abricación 7 asta de mu7 aan5ada tecnolo*ía. +in embar*o/ los de uso mu7 3recuente actual en este campo/ son el 1) cono/ 2) tambor 7 de tipo ) 7 4) centrí3u*os (ciclones/ bi 3loJ). Los e0uipos más usados en la industria se obseran en la Fi*ura 2.". 6lim. 6lim.
1
6lim.
6lim.
2
Colas
Conc.
4
Fi*. 2." #0uipos de separación en medios pesados/ 1) Cono/ 2) =ambor/ ) Ciclón/ 7
8
7naJirlpool.
$.$. !roceso de se+aración en =igs #l proceso de concentración por aceleración di3erencial puede adaptarse en al*una etapa de preconcentración 7 concentración/ entonces/ podemos asumir como un proceso simple 7 ersátil. #l mecanismo de separación esta basada en la pulsación de un 3luido/ en este caso el a*ua/ de arriba a abao 7 iceersa. #ste moimiento oscilatorio implica la 3recuencia con 0ue oscila el 3luido. #n la Fi*ura 2.1 se muestra la representación conceptual de la estrati3icación de las partículas.
Fi*. 2.1 #strati3icación de partículas durante la pulsación 7 succión. La ma*nitud de esta 3recuencia depende principalmente de las características del material. #ntonces/ podemos escribir la 3recuencia de la 3orma; f = f ( ρ/ K / m/ ψ )
(.2) onde/ ρ K es la densidad del leco/ el tamao/ m la distribución de tamao 7 ψ la 3orma de la partícula. La má$ima elocidad de a*ua (cmDs) para di3erentes ciclos de i*s se obsera en la =abla 2.1. =abla 2.1. 6mplitud en 3unción de la 3recuencia del i*s 6mplitu Frecuencia (ciclosDmin) cm "8.< %.' A%.4 A.% 28. 2". 8.4
9
'.< 11.4
2.A 8.4
2<.% '.8
".% 4".%
#n la Fi*ura 2.% se muestra el es0uema de este proceso unitario. 6limentación !roducto liiano
!roducto pesado
Fi*. 2.% !roceso de separación en i*s. #$isten dos teorias de separación en i*s/ una basada en aceleración di3erencial 7 otra basada en la teoria de estrati3icación.
Consideraciones so-re el lec>o de se+aración Altura del lec>o
La altura esta constituida por uno o dos materiales de alto peso especí3ico 7 de un tamao relatiamente uni3orme. #mpíricamente/ se a usado una serie de lecos como una secuencia de capas de monotamaos de un material de distinto peso especí3ico. La primera capa de monotamaos debe ser dos eces ma7or 0ue la abertura de la tela de criba (er Fi*ura 2.A). #n estado estacionario/ el leco ad0uiere una altura de alrededor de 18 cm (er Fi*ura 2.'). &e*illa o criba !artícula pesada del leco
Fi*. 2.A &elación abertura a tamao de la partícula 9egilla
-aterial de separación -eterial semipesado -aterial pesado
Fi*. 2.' !er3il del leco de separación.
-%
#n cambio/ la abertura de la re*illa depende del tamao má$imo de la partícula del material de alimentación. #mpíricamente/ se a determinado 0ue la relación de abertura a diámetro má$imo de la partícula de material de leco/ debe ser ma7or a "D2/ es decir;
8
Abertura de la regilla 〉 Diámetro de la +artícula ma$
$
Grá3icamente se obsera en la Fi*ura 2.<.
d
a
Fi*. 2.< &elación abertura de la re*illa a tamao má$imo de la partícula (a 〉 d ) . 6l*unos autores recomiendan una abertura i*ual a tres eces el tamao de la partícula ma7or de la mena de alimentación/ entendiéndose esta como el tamao de la partícula cu7o porcentae retenido acumulado sea el ">. Teoría de aceleración diferencial Teoria estratificación Consideraciones so-re la teoría de estratificación de una (ena
!ara las si*uientes consideraciones se acen dos estados ideali5ados del leco *ranular. #n la Fi*ura 2.18 se ilustra dica situación.
o o
o
o o
o
I)
II)
III)
Fi*. 2.18 +istema binario de estrati3icación. onde/ (I) es una me5cla per3ecta omo*énea de *ranos de di3erente tamao 7 de peso especí3ico di3erente antes del proceso de concentración/
-
(II) #$iste una estrati3icación per3ecta de *ranos indiiduales de peso especí3ico di3erente después del proceso de concentración. La si*uiente consideración 3ísica es ilustrado primero con re3erencia a un sistema binario consistente solamente de un material claro 7 uno pesado. #n la Fi*ura 2.18 se muestra primero en estado 1 7 estado 2 después de la estrati3icación. #n ambos estan caracteri5ados por la posición del centro de *raedad +1 situada a una altura de D2 de un material m1 en el aire 7 el peso de la capa del material pesado es m2. La ener*ía potencial antes de la estrati3icación es; E1 = ( m1 + m2 )
(2.)
h
2
espués de la estrati3icación se establece la separación de materiales claro 7 el pesado/ caracteri5ados independientemente con la aparición de centros de masa +1/ m1/ +2 7 m2/ entonces la ener*ía potencial en el estado 2) es; E 2
h h = m1 1 + h2 + m2 2 2 2
(2.4) La di3erencia de dos estados de ener*ía/ nos proporciona la ecuación de ener*ía 9til de estrati3icación de la me5cla binaria en aire; ∆ E = E1 − E2 = 21 ( m2 h1 − m1h2 ) 〉 8
(2.") #l si*ni3icado 3ísico de la ecuación (2.") es eidente de la Fi*ura 2.18 II). #l término 21 m2 h 〉 1 8 / esto es/ ener*ía de cedencia 7 de nin*9n modo pretende otro camino 0ue de +2+1 de los *ranos del material pesado/ multiplicado por peso de m2 del material pesado. #l término 21 m1h2 por el contrario/ representa el trabao de ascenso eco por el *rano del material pesado para leantar los *ranos del material liiano de su centro de *raedad +1 antes de estrati3icación del centro de *raedad 7 +2 después de la estrati3icación. #sta ocurre durante la estrati3icación mostrada en la Fi*ura 2.18II)/ 0ue permite calcular la suma del camino despla5ado por los *ranos indiiduales del material pesado 7 del material liiano durante la estrati3icación. #ntre los estados no estrati3icados 7 estrati3icados de una cama de *ranos de di3erente peso especí3ico/ e$iste una di3erencia en ener*ía potencial. La me5cla no procesada de *ranos de di3erente peso especí3ico es un sistema mecánico inestable bao un potencial *raitacional/ el cual se es3uer5a acia un estado más estable (estrati3icado)/ 7 de más ener*ía. !or tanto/ la estrati3icación esta li*ada a una reducción de ener*ía 7 sólo esta es la causa 3ísica de los procesos de estrati3icación.
--
!or tanto/ la ener*ía proporcionada por a*itación o por el *olpe de i* causa el proceso de estrati3icación. #stas ener*ias proporcionadas tienen solamente un e3ecto soltura sobre la ener*ía potencial almacenada en la me5cla *ranular estrati3icada. #n esto pone el error 3undamental de la iea teoría/ 0ue asume como causa del proceso de estrati3icación el 3luo de ener*ía proporcionada por el *olpe del i*s. #l circuito de tratamiento mu7 com9n se aprecia en la Fi*ura 2.11.
Colas
!reconc.
Fi*. 2.11 Circuito de tratamiento. 53ui+os
Los di3erentes diseos encontrados en el comercio se*9n el mecanismo de pulsación son las marcas de 3abricantes como la Ouba/ la ener/ la !anamerican/ etc. =ig !ana(erican
Htros e0uipos *raimétricos son; ?elsey
#l i* else7 es un i* centrí3u*o desarrollado en 6ustralia/ e$isten arias unidades en operación para la concentración de minerales de titanio/ 5irconio/ estao 7 ierro con buenos resultados. +e*9n el 3abricante el e0uipo recupera e3icientemente partículas de asta 18 micras 7 un tamao má$imo recomendable de 8/" mm. La capacidad de tratamiento puede lle*ar de 1288 asta %88 tDd de alimentación. #l e0uipo es de un costo relatiamente alto por su
-/
compleidad mecánica/ posee dos mecanismos de *iro/ el primero muee el i* propiamente dico/ 7 un se*undo concéntrico ace la pulsación. #l modelo ma7or tamao tiene un costo superior a 1.888.888 dólares de americanos 7 re0uiere una potencia superior a 1"8 ER. 6ctualmente están instalados en 6ustralia/ +ud 63rica/ :rasil/ :oliia/ India 7 ##.NN./ procesando circón/ rutilo/ estao/ tantali/ tun*steno/ oro 7 ni0uel. !or otra parte/ las pruebas an lo*rado resultados positios para cromita/ menas de ierro/ niobio/ metales base de plomo/ 5inc/ cobalto 7 cobre. Falcon y ?nelson
Los concentradores centrí3u*os 0ue an alcan5ado alcan5ado un *ran desarrollo son el Falcon 7 nelson. 6mbos e0uipos an sido desarrollados en Canadá/ este 9ltimo a sido ampliamente di3undido a niel mundial con e$celentes resultados en la recuperación de minerales pesados como el oro en las etapas 3inales de limpie5a. #l tamao de partícula recomendado es asta 1 mm. Las capacidades de tratamiento an de 2488 tDd (modelo C) a %88 tDd (modelo : para materiales 3inos) Multi',ravity Se+arator M,S1
+e*9n in3ormación del 3abricante el concentrador centrí3u*o -G+ a demostrado buenas condiciones de separación para el tratamiento de partículas ultra3inas de asta " micrones/ aun0ue la capacidad de tratamiento no pasa de 128 tDd de un modelo *rande. A+0ndice A
#l peso mi en términos de los pesos especí3icos ρ i son m1 = fh1 ρ 1 m2 = fh2 ρ 2
(16)
onde 3 es la base de la sección de la cama de i* considerado/ 7 h2 = ( en > de ) h1 = 188 −
(26)
7 sustitu7endo en las ecuaciones (16 7 (26) en ./ resulta; S =
1 2
2 ( ρ2 − ρ1 ) + 1882 ρ 1 ( ρ2 − ρ1 ) + 188ρ 1
(6)
Saciendo operaciones 7 e$iste un mínimo para; = 188
− ρ1 + ρ1ρ 2
( ρ2 − ρ 1 )
(46)
-4
o reempla5ando por α = ρ 2 ρ 1 = 188
( α − 1) 188 = ( α − 1) α + 1
("6)
A+0ndice B
#l centro de *raedad más baa es determinado por la relación;
∆ s = ∆ s = ∆ s =
h1 + h2
2 h1 + h2
2
− S 2 −
m1 ( 2h2 + h1 ) + m2 h1
(%6)
2 ( m1 + m2 )
m2 h1 + m1 h2
2( m1 + m2 )
=
∆ E m1 + m2
A+0ndice C
La ariación en tiempo de la ener*ía potencial es proporcional a la presente ener*ía particular/ 7 este puede e$presado por la bién conocido ecuación di3erencial; d ∆ dt
(A6)
= − k ∆
!or inte*ración se obtiene; ∆ t = − kt ∆ E
ln
o
∆ = ∆ E e − kt
iidiendo ambos lados de esta ecuación por y t =
∆ t
∑m
('6)
t
∑ m da; i
= ∆ S e − kt
(<6)
i
A+0ndice @.
eriando la ecuación de pulsación más baa de centro de *raedad; para yo = ∆ S / esto es/ el centro de *raedad 7ace en el plano medio de la cama de i*; espués del primer *olpe de i* y1 = ∆1 = ( ∆ S − k∆ S ) = ∆ S (1 − k ) espués del +e*undo *olpe de i* y1 = ∆1 = ( ∆ S − k ∆ S ) = ∆ S (1 − k )
(186)
-5
2.2. Se+aración en (esas 6un0ue son mu7 ariados los diseos 7 el mecanismo de acción de pulsación de estos e0uipos/ el e3ecto de la distribución de elocidad es la misma. #n la Fi*ura 2.12 se muestran las distribuciones de la elocidad 7 el es3uer5o de ci5alle en un plano inclinado. #s una de las operaciones *raimétricas 0ue permite la separación de los minerales de los llamados liianos estériles en un medio de 3luo laminar en plano inclinado. La distribuciones de la elocidad 7 el es3uer5o de ci5alle obedecen a las si*uientes ecuaciones; a velocidad 2
! T " = a (1 − R )i
(2.%) onde/ & la altura del medio 3luido/ a una constante. #sta corresponde a una ecuación elíptica. 5sfuer"o de ci"alle τ = η b!i
(2.A) onde/ η la iscosidad del medio 7 b una constante 7 corresponde a una recta. La representación *rá3ica de las ecuaciones (2.%) 7 (2.A) se aprecian en la Fi*ura 2.12. ,ma$ ma$
Fi*. 2.12 !er3iles de elocidad 7 el es3uer5o de ci5alle. Los mecanismos de separación pueden ocurrir bao los si*uientes pasos; &1 Caída natural
!odemos llamarla así 7a 0ue se puede suponer la caída de la partícula por e3ecto del 3luo de 3luido por el plano inclinado. +e puede obserar/ la partícula liiana ad0uiere ma7or elocidad 0ue la pesada por el e3ecto de la má$ima elocidad en inter3ace airea*ua/ de esto se desprende/ 0ue la acumulación de las partículas de ma7or peso especí3ico estarán estrati3icadas en la parte superior/ tal como se obsera en la Fi*ura 2.1.
-6
!artícula liiana !artícula pesada
Fi*. 2.1 Caída natural de dos partículas isométricas. $1 Caída o-staculi"ada
#l moimiento de las partículas pueden ocurrir bao dos situaciones/ primero/ la partícula liiana encuentra un obstáculo/ tal 0ue esta permite el UreboteU de la partícula liiana acia la parte superior del estrato pesado/ esto obiamente 3acilita buena separación/ se*undo/ e$iste el e3ecto de la contribución e$terna llamada 3recuencia/ esto ace 0ue la estrati3icación pesada ten*a moimiento 7 tome una dirección de3inida. #sta situación se obsera en la Fi*ura 2.14. !artícula liiana !artícula pesada
Fi*. 2.14 Caída obstaculi5ada. #l proceso de concentración 0ueda en directa dependencia tanto de las características del material como de las condiciones de operación 7 diseo de e0uipo/ estos son/ la densidad asociada a la masa/ el tamao/ distribución de tamao/ la 3orma/ el án*ulo de inclinación/ el 3luo de sólidos/ 7 el 3luo de 3luido. #n e3ecto/ matemáticamente estas dependencias se pueden e$presar de las dos 3ormas; Las ariables de diseo son; f = f (θ / # sol / #$ )
(2.')
#n cambio/ las ariables de operación son; f = f ( ρ/ K / m/ ψ )
(2.<) La separación *raimétrica 3ísicamente se obsera en la Fi*ura 2.1".
-7
6limentación
Conc. -i$to Colas
Fi*. 2.1" +eparación en mesa. 53ui+os
Los e0uipos de este *rupo de 3luo laminar se considera las canaletas (ariedad de diseos) 7 mesas/ las marcas más comunes de estas en el comercio son la Ri3le7/ eister/ cono &eicert/ etc. Canaleta de concentración
#l principio está basado en la distribución de per3iles de elocidad 7 el es3uerso de ci5alle de un lí0uido en un plano inclinado (er apuntes de IC- 28). 5s+iral u(+>rey
#l principio básico de 3uncionamiento se a mantenido asta nuestros días desde 0ue 3ue introducida en 1<4". #n la Fi*ura 2.2 se muestra el espiral concentrador.
#n la Fi*ura 2.4 se ilustra un banco de espirales.
-8
Cono 9eic>ert
#l cono 3ue desarrollado en 6ustralia (1<%8) para tratar arenas con alto contenido de titanio (ilmenita). +u 3abricación es de 3ibra de idrio/ tiene % metros de alto 7 2 metros de diámetro. La capacidad de este e0uipo án de 1"882888 tDd/ con una concentración de "8A8 de sólidos. La *ranulometría recomendada a de 188 micrones asta mm. #n las si*uientes Fi*uras se pueden obserar la separación en este e0uipo.
-9
/%
9eferencias
1. Gaudin 6.-./ !rinciples o3 mineral dressin*/ #d. -cGraJSill :ooE Co./ .O. (1<<)/ A8 '<. 2. :ouso .L./ Las espirales de concentración 7 su uelta a la actualidad/ PPI, Conención de In*enieros de -inas del !er9 (1<<<). . 6.. -uEeree/ 6../ :attacaree/ ./ :.. -isra/ :../ &ole o3 Jater elocit7 3or e33icient i**in* o3 iron ore/ -inerals #n*ineerin* 1< (288%) <"2V<"<.
4. -isra/ :../ -erotra/ +.!./ 6 i* model based on te discrete element metod and its e$perimental alidation. Int. . -iner. !rocess. % (2881) 1AAV1'<. ". 2'')311.minral'c2nologi!.com1cn'rigal&ig&'c2nolog
/
Ca+ítulo III. Se+aración (agn0tica 2.&. Consideraciones generales #n *eneral/ una separación ma*nética inolucra los si*uientes pasos a saber; La 3uer5a ma*nética puede ser utili5ada con *ran entaa en procesos de concentración en seco. Nn estudio sobre estas 3uer5as 7 un desarrollo de métodos basados sobre estas/ abre un importante posibilidad para lo*rar procesos meorados para la recuperación de minerales en re*iones áridas. #ste método de separación presenta enormes posibilidades técnicoeconó micas/ en al*unos casos donde la partícula a separar esta en un medio 3luido. #l tratamiento es com9n en la 3racción de materiales más 3inos/ esto es/ debao de 8 a "8 micrones/ en estos tamaos e$iste poca di3icultad de los e3ectos de 3uer5as electrostáticas/ 3uer5as super3iciales 7 otros 3enómenos.
2.$. Conce+tos -/sicos La separación ma*nética esta basada sobre la atracción de minerales en un campo ma*nético. #n teoría es tambien posible utili5ar 3uer5as repulsias/ pero/ estas no serán anali5adas a0uí. #l campo ma*nético esta relacionado con la intensidad del campo ma*nético % W6mpDuelta.metroX de acuerdo a la ecuación .1; & = µµ o % WReberX
(.1) onde/ la permeabilidad relatia puede ser escrito como; µ = 1 + k
(.2) O E es la susceptibilidad ma*nética/ µ o es la permeabilidad total en el acío 7 tiene un alor 3io. La relación entre el campo ma*nético & 7 la susceptibilidad ma*nética E/ puede ser 3ormulado de la 3orma; & = µ o % + µ o k % & = µ o % + µ o '
(.) onde/ ' es el ector ma*neti5ación. La suceptibilidad ma*nética (E) será usada como una unidad básica para caracteri5ar materiales con comportamientos ma*néticos.
/-
2.2. !ro+iedades (agn0ticas de (ateriales Los minerales pueden ser clasi3icados de acuerdo a sus propiedades ma*néticas en tres *rupos a saber; minerales diama*néticos/ parama*néticos 7 3erroma*néticos. 2.2.&. Minerales dia(agn0ticos
La característica más importante es 0ue la ma*neti5ación es una 3unción del ector ma*neti5ante ' . !or tanto/ la susceptibilidad E es una constante 7 tiene una ma*nitud baa 7 ne*atia 7 los e3ectos son débiles 7 normalmente el diama*netismo no tiene aplicación práctica. 2.2.$. Minerales +ara(agn0ticos
-ucos átomos tienen un momento ma*nético permanente/ el cual en ausencia del ector ma*neti5ante es orientado al a5ar 7 por tanto no produce una ma*neti5ación macroscópica. +i un campo ma*nético es introducido/ los momentos son alineados con el campo 7 produce ma*neti5ación. Cuando los átomos e iones son a3ectados indiidualmente sin al*9n intercambio/ el e3ecto es llamado parama*netismo. e a0uí/ los momentos alineados con el campo 7 la 3uer5a del campo sobre impuesto/ la suceptibilidad E es ma7or 0ue cero. Htro de los ras*os caracteríscos del parama*netismo es 0ue el alor neto del momento ma*nético es dependiente de la temperatura 7 si*ue la le7 de Curie/ esta es/ EKCD= (.4) onde/ C es una constante 7 = es la temperatura absoluta. 6l*unos minerales parama*néticos comerciales 0ue pueden ser separados son la ilmenita/ rutilo/ Jol3ramita/ monacita/ siderita/ pirrotita/ cromita/ los minerales de man*aneso/ etc. 6l*unos elementos parama*néticos como i/ Co/ -an/ Cr/ =i 7 los minerales del *rupo del platino. 2.2.2. Minerales ferro(agn0ticos
Los materiales 3erroma*néticos contienen/ a9n en su estado básico/ áreas o dominios con un momento ma*nético polari5ado. Los ras*os de materiales 3erroma*néticos es cuando son in3luenciados por un campo e$terno/ ellos son ma*neti5ados por mu7 lar*o tiempo más 3uertemente 0ue otros materiales. #sta ma*neti5ación es a menudo remanente. #ntre los elementos 3erroma*néticos son; el 3ierro/ ni0uel/ cobalto/ etc. #n el caso de los materiales 3erroma*néticos/ la permeabilidad ( µ ) 7 la suceptibilidad (E) dependen del campo ma*neti5ante. La característica ma*nética iene usualmente ilustrado en la 3orma de la5o de ma*neti5ación (er Fi*ura .1).
//
: uiKpermeabilidad inicial ui S Sistéresis
Fi*. .1 ia*rama principal de ma*neti5ación. Como una ilustración/ en la =abla .1 se dá la ma*nitud de alores de la susceptibilidad ma*nética de al*unos minerales. Ta-la 2.& Susce+ti-ilidad (agn0tica +ara (inerales en siste(a M?S. MI)59A
SUC5!TIBII@A@ MA,)5TICA 1
-a*netita
α − (e2 O
Ilmenita !irrotita +iderita #s3alerita (14>Fe) !irolusita Garnet Cromita Rol3ramita Sematita Limonita !irita #s3alerita (12.">Fe) #s3alerita (1>Fe) Feldespato Calcopirita Galena Cuar5o
%.81. 1.<88.% 8.1"%.. 18−2 '.'.18−2 8.%.18−2 '.'.18 −2 8.%.18−2 (14>Fe) 8.%.18−2 8.1.18−2 8.%.18−2 8.2".18−2 8."8.18−2 8.'.18−2 8.'.18−2 8.2".18−2 8.'.18−2 8.2".18−2 8.2".18−2 8.1<.18−2 8.2".18−2 8.1".18−2 8.1<.18−2 8.2".18− (12.">Fe) 8.1.18−2 8.%.18− (1>Fe) 1.8.18−4 8.%.18−4 1.<8.18−" 1.8.18−" 8.%.18−" 8.'.18−" 1.8.18−"
2.2.$. Fuer"a atractiva en un ca(+o (agn0tico
La 3órmula corriente para la 3uer5a atractia en un campo ma*nético esta dada por; d % ( a = ck" % d!
(.")
La 3uer5a atractia es por tanto proporcional a la suceptibilidad/ E/ olumen de la partícula/ / 7 la 3uer5a 7 *radiente del campo ma*nético. Con minerales 3erroma*néticos/ la 3uer5a atractia esta limitada por la saturación por la 3uer5a del campo/ mientras la *radiente de tensión de
/4
campo iene a ser un e$tremadamente importante 3actor. La relación proporcional entre la 3uer5a atractia 7 el olumen si*ni3ica en e3ecto/ 0ue las partículas *randes 7 pe0ueas atraidas en proporción a su peso. La dependencia de la 3uer5a atractia sobre el *radiente del campo in3lu7e en el diseo de todos separadores ma*néticos. Como una ilustración/ en la =abla .1 se dá la ma*nitud de alores de la susceptibilidad de al*unos minerales. +e*9n ais/ la 3uer5a de atractibilidad ma*nética de los minerales se obseran en la =abla .2.
Ta-la 2.$ Atracti-ilidad (agn0tica relativa de (inerales SUBSTANCIA
ATRACTIBILIDAD RELATIVA
/5 Fuerte(ente (agn0tico.
Fe -a*netita FranElinita Ilmenita
%%.%% 48.1' ".' 24.A8
@0-il(ente (agn0tico.
!irrotita +iderita Sematita ?ircon Limonita Corundum !irolusita -an*anita Calamina
%.%< 1.'2 1.2 1.81 8.'4 8.' 8.A1 8."2 8."1
8.A 8.A 8.8 8.2' 8.2A 8.24 8.2 8.2 8.2 8.22 8.22 8.21 8.21 8.1" 8.1" 8.1" 8.12 8.11 8.18 8.18 8.18 8.8< 8.8' 8.8A 8.8" 8.8" 8.8" 8.8" 8.84 8.8
)o (agn0tico.
Cuar5o &utilo Cerusita Cerar*irita 6r*entita Hropimente !irita #s3alerita -olibdenita olomita :ornita 6patita =etraedrita =alco 6rsenopirita -a*nesita G7psum Fluorita ?incita Celestita Cinabrio Calcosita Cuprita +mitsonita Hrtoclasa #stibina Criolita #nar*ita Galena Calcita
-servaciones Minerales alta(ente (agn0ticos
#stos minerales son ma*netita/ 3ranElinita 7 ciertos pirrotitas/ 0ue pertenecen a materiales 3erroma*néticas con suceptibilidades del orden de 8.1. Los campos necesarios para la separación estan a alrededor de 188.888 ampDmetro (1"88 Hersted). Minerales (ediana(ente (agn0ticos
+on minerales con suceptibilidades menor a 8.81/ estos son; ilmenita/ pirrotita/ limonita. Los campos son 288.888488.888 ampDmetro (888%888 Hersted).
/6
Minerales d0-il(ente (agn0ticos
#stos materiales necesitan separadores de alta intensidad/ con campos 0ue an de 488.888 1.488.888 ampDmetro (18.88828.888 Hersted). -inerales 0ue pertenecen a este *rupo los ó$idos de ierro/ titanio 7 Jol3ram 7 una serie de ó$idos minerales por eemplo biotita/ oliino/ piro$eno/ ornblenda/ etc. e otra manera de er la separación ma*nética es a traés de la intensidad re0uerida para la separación ma*nética se muestra en la =abla ; Intensidad ma*nética (*auss) "88 "888 "888 18.888 18.888 1'.888
1'.888 2.888
-ineral r'mn' magn'ico!
Magn'i'a, ran:lini'a, lci'a, !;lic, )irro'i'a Mo+ra+amn' magn'ico! Ilmni'a,
limoni'a, !i+ri'a,
Po'ilo, ro+oni'a, +olomi'a, 'an'ali'a, cr!i'a, );+o'a, monaci'a, rg!oni'a, ?ircón, cragiri'a, argn'i'a, )iri'a, !alri'a, moli<+ni'a,
/7
Fi*. +eparador ma*nético tipo Fran5 de laboratorio.
Fi*. !lanta de !elets. 9eferencias
1. ilstedt G./ r7 ma*netic separation processes. 2. =e$to de la Nniersidad de =arapcá/ Cile.
/8
Ca+ítulo ID Se+aración el0ctrica 4.&. Consideraciones generales La separación electroestática está basada en la acumulación de un e$ceso de car*a eléctrica en una 5ona con poca conductiidad eléctrica/ como es un aislante. Los electrones pueden ser intercambiados entre dos materiales por contacto/ los materiales 0ue tienen unos electrones débilmente li*ados tienen tendencia a perderlos/ mientras 0ue los materiales 0ue no tienen llenas las capas e$ternas de electrones tienen tendencia a *anarlos. #ste 3enómeno es conocido como triboelectricidad 7 es obtenido/ por contacto al*unos materiales 0ueden car*ados positiamente 7 otros se car*an ne*atiamente. e otra manera/ el e3ecto triboeléctrico es la causa principal de la electricidad estática 0ue obseramos en nuestra ida diaria e inclu7e la 0ue se produce por ro5amiento de di3erentes materiales. 53ui+o
/9
!artículas car*adas por inducción
#ntre los e0uipos comerciales están el separador tipo rodillo/ el separador de placa inclinada/ etc. Las capacidades de estas má0uinas an de alrededor de 88 a 1488 lbD por pie de anco del electrodo (). +eparador tipo rodillo
4%
=ipo rotor
+eparador por plano inclinado
4
+eparador electrodinámico de alta tensión
6l*unos minerales 0ue son separados mediante separadores de alta tensión repelidos del rotor del e0uipo son (conductores); casiterita/ cromita/ *alena/ oro/ diamante/ ematita/ ma*netita/ rutilo es3alerita/ Jol3ramita/ en cambio/ los minerales apatita/ barita/ calcita/ corindón/ *ranate/ 7eso/ monacita/ sceelita/ turmalina/ 5ircón an 3iados en el rotor (no conductores).
Circuito
