UNI VERSI VERSI DAD DE SANTI SANTI AGO DE CHI LE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAM DEPARTAM ENTO DE I NGENIERI A EN MI NAS LA BORATORI O DE PROCESOS PROCESOS DE CONCENTRACION CONCENTRACION
Laboratorio Nº 3 Concentración Gravitacional
Profesor asignatura:
Sergio Acevedo Ayudante de asignatura: asignatura:
Ingrid Vidal Tamara Galaz Asignatura: Asignatura:
Procesos de Concentración Integrantes:
Rodrigo Figueroa Patricio Muñoz Mirza Inostroza Claudio Tabilo Matias Toro Carlos Muñoz
Santiago, 25 de Octubre de 2012
Resumen Ejecutivo El siguiente informe tiene como objetivo principal determinar la ley de Hierro contenida en mineral de magnetita mediante método de concentración gravitacional, utilizando mesa basculante. Para conseguir lo anterior se separó en dos etapas en los laboratorios de Procesamiento de minerales de DIMIN – USACH. En primera instancia se prepararon muestras de 100 gramos aproximadamente bajo malla #35. Luego se procedió a medir 3 caudales en los cuales se analizó la recuperación de magnetita en la muestra. Los caudales fueron de 700 cm 3/min, 1300 cm 3/min y 1700 cm 3/min. Posteriormente se hizo la separación gravitacional para 4 ángulos distintos. Estos ángulos son de 10, 20, 30 y 40 ° en la mesa basculante. Se depositó 100 gramos de muestra bajo malla #35 para cada ángulo en su respectivo caudal. Luego de masar los resultados de concentrados, relaves y hacer los respectivos análisis estadísticos (gráficos para ver correlación) entre Recuperación – Angulo y Recuperación – Caudal, se llegó a que con un caudal 700 cm 3/min con 10° de inclinación de la mesa basculante se obtuvo una recuperación máxima con 79.09% de hierro en la muestra. Por otro lado, la recuperación menor estuvo dada por un caudal de 1700 cm3/min con un ángulo de 40° de inclinación en la mesa basculante, dando una recuperación de 12.15% de hierro en la muestra. A partir de lo anteriormente expuesto se puede concluir que a medida que aumenta el ángulo de inclinación en la mesa basculante la recuperación comienza a disminuir. Además, a medida que el caudal se aumenta – para un mismo ángulo – comienza a disminuir la recuperación. Por lo tanto, se recomienda hacer la recuperación de una mena de alto peso específico en relación a la ganga mediante el método gravitación, siempre y cuando, se haga a bajos ángulos de inclinación de mesa basculante y a caudales bajos en magnitud.
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Índice
Introduccion
pag 3
Objetivos
pag4
Marco Teorico
pag 5-6
Procedimiento
pag 7
Analisis de Resultados
pag 8-9
Conclusiones
pag 10
Bibliografia
pag 11
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1. Introducción La separación por gravedad, que fue el método de concentración más importante hasta la década de 1920, se emplea actualmente para tratar una gran variedad de materiales, que van desde los minerales metálicos (galena, oro, casiterita, cromita, pirita, blenda, etc.) hasta los carbones. Actualmente, se van implantando estos equipos en procesos de clasificación de arenas, limpieza de materiales orgánicos, etc. Estos métodos de concentración pasaron, a partir de la segunda mitad del siglo XX, a un segundo plano debido al desarrollo y eficiencia de los procesos de flotación que permitían un tratamiento más selectivo de las menas complejas de baja ley. Sin embargo, la concentración por gravedad aún se prefiere en el tratamiento de menas de hierro, tungsteno y estaño, en la preparación de carbones y en el tratamiento de minerales industriales. La concentración gravimétrica se puede emplear en etapas anteriores a la flotación para el beneficio económico de aquellos tamaños de mena superiores a los manejables en flotación, que ya se encuentran liberados. En los últimos años, muchas compañías han reevaluado los sistemasgravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, larelativa simplicidad de los procesos gravimétricos y a que producen pocacontaminación ambiental.Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo deconcentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para laseparación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citarlas siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugoFalcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple (MGS)Mozley. El presente informe, trata sobre el proceso de concentración gravimétrica aplicado sobre arenas del río Lampa, en donde el mineral de interés a concentrar es Magnetita, utilizando mesa basculante.
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2. Objetivos Objetivo General
Determinar la ley de Hierro contenida en mineral de magnetita mediante método de concentración gravitacional.
Objetivos específicos
Determinar a qué ángulo la mesa basculante presenta mejor recuperación.
Determinar a qué caudal la mesa basculante presenta mejor recuperación.
Obtener la recuperación para cada ángulo y para cada caudal utilizado.
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3. Marco Teórico Concentración Gravimétrica Los métodos de concentración gravimétrica se utilizan para la separación de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad, sin embargo, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza centrífuga para la separación de los minerales para superar los problemas que se han generado en los tamaños finos. 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. Los procedimientos de concentración por gravedad utilizan el efecto combinado de la masa, volumen y forma de las partículas para obtener trayectorias de partículas diferentes en un medio fluido, estático o en movimiento. El fundamento del proceso gravitacional es la diferencia de densidad entre los minerales a separar. En general, mientras mayor es la diferencia de densidad entre 2 minerales, más efectiva es su separación. La concentración gravitacional tiene 2 objetivos: 1.
Separar minerales de la misma densidad por tamaño (clasificación)
2.
Separar minerales de distintas densidades (concentración)
Los métodos de separación gravitacional se agrupan en 3 categorías: a) 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. b) Separación por corrientes verticales:
se aprovechan las diferencias entre
velocidades de sedimentación de partículas pesadas y livianas. c) Separación en corrientes superficiales de agua o “clasificación en lámina delgada”: corresponde al caso de las mesas concentradoras y los separadores de espiral. Cuantas más pequeñas son las partículas, más fuertes son, con relación a la gravedad, las fuerzas hidráulicas y de viscosidad, por lo cual el rendimiento de la separación por gravedad decrece bruscamente en los intervalos de tamaño fino.
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Mesas Concentradoras Las mesas concentradoras son aparatos de concentración gravimétricacon flujo laminar sobre una superficie inclinada. Aquí se habla principalmente delos tipos con movimiento longitudinal vibratorio, donde las partículas de mineral sediferencian formando bandas en abanico, según su peso específico y la granulometría. También existen otros tipos, como las mesas de banda, mesas de paño sin fin, mesas redondas y mesas basculantes, donde éstas fueron las utilizadas en la experiencia. Cuando un caudal de agua fluye sobre una superficie plana formando una película, el líquido cercano al plano es frenado debido a la fricción que ocurre por el agua ya absorbida en ella, mientras que la velocidad de esta se incrementa hacia la superficie libre. Cuando se introducen partículas de mineral en la película, las más pequeñas no se moverán tan rápido como las más grandes, debido a la menor superficie de contacto, sumergiéndose en la porción de la capa de agua que se mueve más lento. Lo mismo ocurre con las de mayor peso específico, que se moverán más lento que las livianas.
Ilustración 1: Esquema representativo de velocidad de partículas
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4. Procedimiento Materiales y Equipos
Tamiz Malla #35. Mesa Basculante. Horno: equipo usado para secar la muestra a utilizar, eliminando agua y/o humedad que esta pueda poseer.
Balanza Analítica
Ro-Tap
Manguera: envía el agua utilizada que circula por la mesa basculante.
Agua
potable:
Es
necesario
para
crear
un
flujo
a
distintos
caudales.
Arrastraran las partículas por la mesa basculante. Cronometro
Balde: Captura el agua que cae pro la mesa basculante.
La experiencia tuvo lugar el día 11 de Octubre de 2012 en los laboratorios de la Ex ENAMI – Universidad de Santiago de Chile en el cual se realizó una concentración gravitacional de magnetita de una muestra proveniente del Rio Lampa. Se preparan 3 muestras homogéneas de 100 g. cada una para cada integrante del grupo las que previamente se pasaron por un tamiz bajo #35. Se determina un caudal arbitrario con ayuda de una probeta y un cronómetro el cual fue inicialmente de 1000 cm3. Se escogió un ángulo inicial de 10º para luego proceder a colocar la muestra de 100 g. en un extremo de la mesa basculante. Una vez colocada la muestra en la parte superior de la mesa, se procedió a verter el agua al caudal anteriormente mencionado. Vertiendo de manera uniforme el agua sobre la mesa, esperar hasta que el agua en el otro extremo salga clara (sin sedimentos) y detener el caudal. Para recibir el relave en el extremo de la mesa utilizar una tamiz #200. Una vez terminado el procedimiento, se colocaron las muestras en el horno por 24 horas. Una vez analizadas las muestras y la recuperación de cada una de ellas, repetir la experiencia con otros 2 ángulos distintos y un caudal diferente.
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5. Análisis de Resultados Según los datos obtenidos en el desarrollo de la experiencia, se procede a realizar un análisis cualitativo y cuantitativo del porcentaje de magnetita obtenido para cada ángulo y su respectivo caudal.
Caudal [cm3/min] 1000 1000
Inclinación [°] 10 20
Recuperación % 74,3 58,35
Tabla 1: Recuperación de caudal 1000cm3/min
Gráfico 1: Recuperación vs Angulo de Inclinación
Se puede observar, según la tabla 1, que la mayor recuperación se alcanza en el ángulo más bajo, esto es a los 10°, con un valor de 74,3%, y la menor recuperación se obtiene a los 20°, con un valor de 58,35%. Además, este valor se refleja en la disminución de la recuperación a medida que el ángulo va aumentando, como lo muestra el gráfico 1. La recuperación más alta es en el menor ángulo, si bien este no es un valor aislado, sino que se tiene una tendencia, donde a medida que el ángulo aumenta, la recuperación disminuye notablemente contrastándola con casos de otros grupos.
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Análisis por Inclinación: Finalmente, para realizar un análisis completo, se debe hacer la comparación de recuperaciones entre caudales, para la misma inclinación. Para esto, se presenta la siguiente tabla donde se muestra esta información. Recuperacion % Caudal [cm3/min] 10º
20º
1000
74,3
58,35
Tabla 3: Recuperación según caudales y ángulos.
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6. Conclusiones
A partir de los resultados obtenidos en el desarrollo de la experiencia tanto en laboratorio y posterior al cálculo de datos, se concluye que a medida que se aumenta el ángulo de inclinación de la mesa la recuperación comienza a disminuir. Además a medida que se aumenta el caudal la velocidad aumenta ya que el área de la mesa es la misma por lo que tiende a arrastrar el concentrado de magnetita hacia el final disminuyendo la recuperación. Ahora para obtener el caudal ideal, es conveniente analizar el tiempo que demora recuperar el concentrado deseado, por lo que hay que escoger un ángulo y un caudal dependiendo la mesa basculante y del tamaño de partículas.
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7. Bibliografía
ACEVEDO, S.; VEGA, P.; FUENTES, H. 2012. Laboratorio N°2 “Concentración Magnética”. Santiago, Universidad de Santiago de Chile.
SANCHEZ, L. Laboratorio de Concentración y Flotación de Minerales. Práctica 2: Concentración en JIG. UNMSM E.A.P Ingeniería Metalúrgica.
SANCHEZ, L. Laboratorio de Concentración y Flotación de Minerales. Práctica 3: Concentración en Mesa Gravimétrica. UNMSM E.A.P Ingeniería Metalúrgica.
DIAZ, P.; RETAMALES, M. 2005. Trabajo Investigación Métodos Físicos de Concentración. Santiago, Universidad de Santiago de Chile.
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