CONCENTRACIÓN EN MESA WILFLEY Beneficio de Minerales – Minerales – Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales Universidad Industrial de Santander - Bucaramanga, Colombia Marlon Becerra 2061199 , Diego García 2061287 Mauricio Santacoloma 2052268 , Melissa Suarez 2072295 Enero 31 de 2.011
RESUMEN 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 procesos gravimétricos y a que producen poca contaminación ambiental. Por esta razón la concentración en mesas Wilfley ha tomado amplia divulgación industrial. En este laboratorio se desean ver las variables y ventajas que tiene este tipo de concentración, motivo por el cual, se escogió una muestra del mineral que fue pasada por diferentes tamices de distintas mallas y de las cuales se escogió una muestra con un peso determinado para cada uno de los tamices. Cada muestra de los tamices fue llevada a la mesa Wilfley con un determinado caudal, haciendo la concentración del mineral y obteniendo así la muestra que finalmente va a ser analizada. El mineral húmedo se llevó al horno y luego se pesó obteniendo los resultados para un posterior análisis.
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Los métodos de separación por gravedad (concentración gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que van desde los sulfuros metálicos pesados hasta el carbón, en algunos casos con tamaños del orden de los micrones.
La Mesa Wilfley es utilizada para la separación de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y la fuerza centrifuga. La efectividad de estas mesas depende de la homogeneidad del material de alimentación y de la densidad de pulpa; ya que cualquier fluctuación altera las condiciones de transporte del agua hacia afuera de la corriente. 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 concentrador centrífugo Kelseyy el Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.
OBJETIVO GENERAL
Conocer el funcionamiento y aplicación de la Mesa Wilfley en la concentración de minerales
Establecer la eficiencia de concentración de la Mesa Wilfley de acuerdo al diámetro de partícula a tratar Analizar los factores que influyen en la concentración de Mesa Wilfley como: ángulo de inclinación, flujo de agua, tamaño de partículas del alimento e intensidad de vibración Realizar el análisis de concentración sobre los diferentes tamaños de partículas y establecer las conclusiones que haya a lugar
MARCO TEÓRICO MESA WILFLEY [1] Proceso de concentración que es llevado a cabo en una mesa ligeramente inclinada, sobre la cual se alimentan pulpas con aproximadamente 25 % de sólidos, los cuales experimentan un movimiento asimétrico (sacudidas), lo que proporciona su desplazamiento en diagonal a lo ancho y largo de la mesa. En general este proceso se utiliza para separar partículas de menor tamaño que las separadas en los concentradores por impulsos y la selectividad de la separación depende de variables como: VARIABLES DE DISEÑO: Geometría de la mesa Material de la superficie de la mesa
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Láminas separadoras (forma y distribución) Aceleración de las sacudidas Velocidad del motor CONTROLES DE OPERACIÓN Inclinación de la mesa Densidad de la pulpa alimentada Caudal del agua de lavado Ubicación del punto de alimentación Granulometría de la alimentación TIPOS DE MOVIMIENTO [2] En las mesas concentradoras se habla principalmente de los tipos con movimiento longitudinal vibratorio, donde las partículas del mineral se diferencian formando bandas en abanico (cejas), según su peso específico (y la granulometría). VENTAJAS: Descarga continua de productos Permite obtener toda una gama de productos (concentrados, mixtos, colas) Comportamiento visible del material sobre el tablero Costo relativamente bajo (de producción local) Gran flexibilidad Manejo y supervisión relativamente simple (t/h) Posibilidad de recuperar otros minerales valiosos acompañantes Alta seguridad en las condiciones de trabajo Buena recuperación y un alto índice de enriquecimiento (poco uso de agua y energía) Posibilidad de su producción en países en desarrollo. DESVENTAJAS: Precio relativamente alto (en relación a su capacidad) Requiere alimentación constante (si no, la posición de las cejas varían demasiado sobre el tablero) Requiere supervisión continua Requiere motor CAMPOS DE APLICACIÓN [3] Principalmente se pueden usar en la minería aurífera filoniana (vetas), para la recuperación de oro fino y muchas veces para la recuperación de piritas auríferas como subproducto comerciable.
Práctica 5. CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN MESA WILFLEY Este último constituye además un contaminante cuando se descarta en las colas a los ríos y lagunas; su separación o recuperación significa una valiosa contribución a los propósitos de mitigación de este impacto ambiental y un ingreso adicional. Las mesas sirven también para enriquecer preconcentrados gravimétricos obtenidos por otros equipos (canaletas, espirales, etc.) y para producir concentrados de alta ley (que en algunos casos se pueden fundir directamente).
MATERIALES Y EQUIPOS Durante la concentración en mesas Wilfley se utilizaron los siguientes materiales y equipos: o Muestra de mineral o Juego de tamices o Tamizadora Mecánica o Balanza o Recipientes o Agua o Mesa Wilfley Cinta métrica o Horno o
PROCEDIMIENTO Para el desarrollo de esta práctica se tomó una muestra del mineral a la cual se le realizó un tamizado haciéndose pasar a través de un arreglo de mallas el cual estaba compuesto por mallas 35, malla 50, y bandeja, hasta lograr una muestra de 250 gramos aproximadamente en cada una de las mismas. Luego, se procedió a hacer una medición del valor de los caudales de las mangueras las cuales hacían parte del esquema montado en la mesa Wilfley, adicionalmente se tomó el ángulo de inclinación que presenta la misma. Una ves hecho este procedimiento, se pasó la muestra de mineral para ser tratada en la mesa Wilfrey, en la cual se humedeció la muestra y se dejó caer por la mesa distribuyéndolo uniformemente por toda la mesa. Una vez terminado el proceso se tomó la parte de la muestra concentrada y se llevó al horno en el cual se le practicó un proceso de secado. Luego, la muestra es estudiada con el fin de obtener la ley del mineral. Página 2 de 5
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Práctica 5. CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN MESA WILFLEY % De Recuperación [%R]:
DATOS OBTENIDOS Los datos obtenidos de la práctica se muestran en la tabla 1.
Razón de enriquecimiento [k Є]:
Tabla 1. Resultado de la concentración en la mesa Wilfley
MALLA
CANTIDAD INICIAL [g]
CANTIDAD DE CONCENTRADO [g]
Malla 35 Malla 50 Bandeja
247 259.5 269.1
80 102.3 30
Razón de concentración [K]: Índice de Selectividad [Is]:
ANÁLISIS DE RESULTADOS Los resultados mostrados en la Tabla 1 muestran una mayor concentración en el mineral de diámetro de partícula 297 μm (malla 50) estableciendo que entre los diferentes tamaños de partículas utilizados, éste se ve más influenciado en la diferencia de densidad y facilidad para la concentración. Demostrando este hecho que el diámetro de partícula influye en gran medida sobre el proceso de concentración y por ende en la eficiencia del proceso.
Índice Global de Concentración [IGC]:
•
MALLA 50 Balance Global: Balance de Finos: % De Recuperación [%R]:
El ángulo de inclinación de la mesa como variable de diseño en el laboratorio se puede observar de acuerdo al siguiente diagrama:
Razón de enriquecimiento [k Є]:
38 Razón de concentración [K]: 35 Índice de Selectividad [Is]:
Índice Global de Concentración [IGC]:
CUESTIONARIO 1. Reportar los porcentajes de recuperación, Razón de enriquecimiento, Razón de concentración, Índice de selectividad e Índice global de concentración calculados para cada intervalo de tamaño. •
•
BANDEJA Balance Global: Balance de Finos:
MALLA 35 Balance Global: % De Recuperación [%R]: Balance de Finos:
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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Razón de enriquecimiento [kЄ]:
Razón de concentración [K]: Índice de Selectividad [Is]:
Índice Global de Concentración [IGC]:
2. Graficar % R Vs Dp y ICG Vs Dp efectuar el análisis de estos resultados.
Práctica 5. CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN MESA WILFLEY ANÁLISIS DE GRÁFICAS: De las gráficas se observa una relación directa entre el Porcentaje de Recuperación (% R) y el Índice Global de Concentración (IGC) pues en la malla 50 las dos gráficas presentan un valor alto comparativamente con los otros dos datos. La cantidad de pesados en el concentrado comparado con la cantidad de alimento se ve reflejada en los valores que presentan las gráficas. Estos valores no están exentos de errores debido a la falta de repetición de los experimentos y no es posible obtener las tendencias más acertadas debido a la falta de diseño de experimentos ocasionado por la poca disponibilidad de tiempo en el laboratorio. 3. Realizar un balance de masa utilizando un diagrama de flujo para cada malla. •
Malla 35 Alimento 247 g (12.4 % Pb)
Concentrado 80 g (27 % Pb)
Malla -20 +35 Estériles 167 g (5.41 % Pb)
•
Malla 50 Alimento 259.5 g (12.4 % Pb)
Concentrado 102.3 g (30 % Pb)
Malla -35 +50 Estériles 157.2 g (0.95 % Pb)
•
Tabla 2. Ley del concentrado
MALLA
LEY DEL CONCENTRADO [%]
Malla 35 Malla 50 Bandeja
27 30 36
Bandeja Alimento 269.1 g (12.4 % Pb)
Concentrado 30 g (36 % Pb)
Bandeja Estériles 239.1 g (9.44 % Pb)
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Práctica 5. CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN MESA WILFLEY
PREGUNTAS
CONCLUSIONES
1. Describir la influencia que tienen las distintas variables de operación sobre el proceso de concentración en Mesa Wilfley. (Inclinación de la mesa y control de agua)
El proceso de concentración es más eficiente cuando el diámetro de partícula del concentrado es menor que el diámetro de partícula de las colas pues también va a influenciar en la velocidad con la que las partículas atraviesan el área de la mesa.
El porcentaje de recuperación en este proceso es mayor cuando las partículas han sido previamente clasificadas.
Un flujo de agua elevado hace que el tiempo en el que las partículas estén en la mesa sea menor y por lo tanto la eficiencia del proceso disminuya porque todas las partículas se van a ver arrastradas por el flujo de agua hacia donde se encuentran las colas.
La fricción de las partículas con la mesa es una variable que va a estar ligada con el diámetro de partícula y el peso, viéndose reflejado en la eficiencia del proceso.
El ángulo de la mesa ejerce una influencia importante pues entre mayor es el tamaño de las partículas y/o sus densidades, mayor debe ser el ángulo para obtener una mejor selectividad y con ello un mejor enriquecimiento (diferencia notoria entre las zonas de corte de concentrados, medios y colas). No obstante, entre más bajo sea el ángulo de inclinación de la mesa, mayor será la selectividad del proceso ocasionando la dificultad que el tiempo que se va a requerir en la concentración va a ser mayor. La longitud del recorrido y la velocidad de las sacudidas también influyen en la recuperación de las partículas, pues las más finas requieren de mayor velocidad y de un recorrido más corto para obtener una mejor separación. La separación de las especies se produce gracias a la diferencia de velocidad que experimenta cada partícula de acuerdo con su tamaño y densidad cuando fluye sobre la capa del líquido que actúa como medio de separación. El flujo de agua ejerce un papel importante pues un gran flujo arrastra las partículas evitando que sigan su camino libremente interfiriendo en el proceso de concentración. Un gran flujo también hace que las partículas “floten” en el agua evitando la fricción con la mesa y los rifles de presentes en la mesa disminuyendo la eficiencia en la concentración.
REFERENCIAS [1] McCABE, Warren L. – SMITH, Julian C. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Reducción de tamaño. Págs. 890 – 924. [2] Burt, R.O.: Gravity Concentration Technology, Elsevier 1984. [3] Priester, M., Hentschel, T.; Benthin, B.: Pequeña Minería-Técnicas y Procesos. GTZ 1991
2. Señale 3 procesos de extracción donde se utilice la Mesa Wilfley La mesa con movimiento longitudinal vibratorio (mesa vibradora) está muy difundida principalmente en la minería del:
Estaño Wolframio Oro. Página 5 de 5
