Clase de MIneralurgia semana 1-2-3

MINERALURGIA

Ing. Luis Campos Aguirreluis.lca@hotmail.com

La mineralurgia es término, de reciente creación, y comprende, el beneficio, purificación, enriquecimiento, concentración y preparación mecánica de los minerales, sin transformación substancial.

INTRODUCCIÓN

¿Qué es la mineralurgia? Es la rama de la ciencia de los materiales, que se encarga de

estudiar los principios físicos y los procesos a través de los cuales se realiza la separación y/o el beneficio de las diferentes especies que constituyen una mena, con el fin de aumentar la concentración de la especie valiosa o de preparar el material para etapas posteriores .

En Mineralurgia se debe hacer la caracterización de las partículas a procesar, con el fin de conocer su composición química y propiedades físicas, de tal forma que puedan ser procesadas eficientemente. Las propiedades físicas más importantes que se deben conocer son:• Forma y tamaño• Distribución de tamaños• Asociación de las especies en una partícula o en el mineral

La mineralurgia es parte importante de la actividad minera, y por lo tanto , determina el éxito económico del negocio minero.

IMPORTANCIA

RELACIÓN ENTRE MINERALOGÍA Y METALURGIALas aplicaciones del análisis mineralógico en metalurgia son múltiples y variadas, se resume en dos:• Investigación mineralógica de menas, y• Estudio de los productos provenientes del tratamientos de

minerales.

Durante la fase de desarrollo de una mina generalmente sepresenta algunos problemas de carácter metalúrgico.En esta etapa, es de vital importancia el conocimiento integral de los minerales que constituyen una mena, lo cual servirá de apoyo al metalurgista para la selección de un tratamiento metalúrgico adecuado para el beneficio de las menas

GRACIA

S

MINERALURGIA

Ing. Luis Campos Aguirreluis.lca@hotmail.com

El estudio de caracterización es un conjunto de técnicas empleadas para conocer la mineralogía de una muestra y poder identificar minerales de interés económico, de ganga, penalizantes, etc; así como determinar grados de liberación y asociaciones de los mismos.

De la misma forma es posible identificar pérdidas de valores y minerales económicos en colas finales del proceso de separación.

Es importante resaltar que un buen estudio de caracterización mineralógica requiere siempre del uso en conjunto de las técnicas de microscopía óptica, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X; así como el análisis químico de las muestras problema.

ESTUDIO DE CARACTERIZACIÓN

Elementos nativos El oro, el platino, el cobre, la plata, el mercurio, el plomo, el

hierro, el grafito, el diamante y el azufre.Sulfuros y sulfosales Sales de los iones sulfuro, seleniuro, antimoniuro, arseniuro y

telururo. Ejm: galena PbS, energita S4AsCu2

Halogenuros Sales de los elementos halógenos actuando con carga -1; es decir

los fluoruros, cloruros, bromuros y yoduros. Ejm: fluorita F2Ca

Óxidos e hidróxidos Combinaciones de los cationes, generalmente metálicos,

asociados al ion oxígeno o a grupos hidroxilos. Ejm: hematita Fe2O3, brucita Mg(OH)2

TIPOS DE MINERALES

Carbonatos, nitratos y boratos La calcita (carbonato de calcio), los nitratos y boratos, por su alta

solubilidad solo pueden encontrarse en altas concentraciones en las depresiones por evaporación de lagos efímeros. Ejm: CaCO3, KNO3, Na2B4O7.10H2O

Sulfatos, teluratos, cromatos, molibdatos y wolframatos De este grupo solo los primeros tienen amplia distribución,

mientras que los demás constituyen curiosidades mineralógicas. Ejm: barita BaSO4, K2CrO4, scheelita CaWO4

Fosfatos, arseniatos y vanadatos Se destaca entre estos el apatito Ca3(PO4)2, pero tampoco este

grupo está demasiado difundido.

Silicatos Forman el grupo químico más importante entre los minerales.

Contienen varios elementos, siendo frecuentes el sodio, potasio, calcio, magnesio, aluminio y hierro, en combinación con el silicio y oxígeno, formando frecuentemente estructuras químicas muy complejas.

Ejm: olivino (Mg,Fe)2SiO4, fenaquita Be2SiO4, willemita Zn2SiO4, circón ZrSiO4 , Crisocola CuSiO3.

MINERALES IMPORTANTES DE SILICATO

Los minerales presentan una gran variedad de propiedades que los caracterizan. Muchas de estas características permite poder separarlos, concentrarlos y obtener concentrados de alta ley.

Principales características de los minerales:DurezaTenacidadPeso específicoBrilloColorSolubilidadInsolubilidad

CARACTERIZACIÓN FÍSICA

Otras características :

◦Minerales magnéticos

◦Minerales de alto y bajo punto de fusión

◦Minerales de baja y alta ley

◦Minerales de valor comercial

◦Minerales estratégicos

Análisis MinerográficoConsiste en el estudio de los minerales metálicos bajo el microscopio de luz reflejada mediante secciones pulidas o delgadas pulidas.

MINERALOGIA DE PROCESO

Partícula entrelazada de Esfalerita (ef) con la

arsenopirita (apy) y con la ganga (GGs). 100X.

Análisis MinerográficoEl estudio consta de lo siguientes:Descripción y determinación de la composición mineralógica metálica. Tamaño de granos Tipos de texturasAsociaciones mineralógicasParagénesis de yacimientos de minerales Determinar problemas metalogénicos y de beneficios derivado de características texturales

Partícula entrelazada de la esfalerita (ef) con la pirita (py) y con la ganga

(GGs). 100X.

Texturas de reemplazamientos

Análisis Mineralógico Consiste en la identificación de

minerales a través de su características físicas, en forma de muestra de sedimentos, utilizando patrones de minerales como referencia. En este análisis se cuantifican e identifican los minerales presentes en una muestra de sedimentos .

Análisis MineralógicoSe aplica para muestras de cabeza , concentrados y relaves (control de proceso). La técnicas es indispensable, como investigación previa al diseño de cualquier tipo de proceso de tratamientos metalúrgicos . También es valiosa para evaluar el rendimiento de los equipos de molienda o de clasificación y para incrementar la eficiencia de plantas en operación.El análisis consta de:

◦ Conteo de partículas minerales, tanto libres como mixtos .

◦ Determinación cuantitativa de las partículas de minerales libres .

◦ Porcentajes de partículas minerales intercrecidas y de cada fracción que compone el grano mixto.

Análisis Mineralógico Para el estudio se recomienda un

mínimo de tres mallas (150,270 y 400) por muestra .

Los productos obtenidos serian los siguientes:+150 entre -150 y + 270, entre -270 y + 400 , y -400.

Condiciones de la muestra : se requiere un mínimo de 50 gramos por malla.

De preferencia enviar las muestras homogenizadas , cuarteadas y tamizadas.

FLOTACION DE ZINC Cobre y Fierro a circuito de zinc

FLOTACION DE ZINC Cobre y plata a circuito de zinc

1. STOCK PILES (Canchones)

La finalidad de los stock piles es recibir el mineral que viene de mina como de tajo abierto que nos permite un mejor control de la calidad del mineral que tenemos en planta mediante una previa homogenización.

ALMACENAMIENTODE MINERALES

2. EQUIPOS DE ALMACENAMIENTO

Dispositivos con forma de cuerpos geométricos, donde se almacena el mineral extraído de la mina y/u otros tipos de materiales.

El sistema de evacuación hace uso de planos inclinados cuya pendiente depende del ángulo de rodamiento del material a retirar

Inclinación del fondo de tolvas El ángulo mínimo de inclinación de una tolva depende de: - Granulometría del mineral - Porcentaje de finos

- Porcentaje de humedad

Ángulo de reposo del mineral Es el ángulo que adquiere una pila de mineral al formarse por caída

libre. El ángulo de tolva del plano de deslizamiento debe ser mayor al ángulo

de reposo en 15 grados más.

Análisis matemático para el ángulo de deslizamiento de la tolvaN

WgW

u

f= fuerza de fricción f = u.Nu= coeficiente de fricciónN= NormalW = peso de partículas

En equilibrio Wx= f= u.NWsena= u.N (1)

También Wy= NW cosa=N (2)

Sustituyendo (2) en (1)W sen a = u W cos a

Capacidad de almacenamiento en TM.

Densidad aparente del mineral en TM/M3.

Localización y topografía del terreno.

Propósito de la tolva y el efecto que tendrán sus dimensiones básicas.

Material de construcción de la tolva.

Ángulo de reposo del mineral a almacenar.

Consideraciones Generales para la Construcciónde Tolvas

3. TIPOS DE EQUIPOSa. Paralelepípedos con base piramidal.b. Cilíndrica con base cónica truncada.3.1. Tolva de Gruesos

Es un paralelepípedo truncado por un plano inclinado en el fondo, la parte superior generalmente tiene una parrilla para no dejar pasar los materiales mas grandes que la recepción de la chancadora y en la parte inferior central tiene una compuerta de descarga . El acceso al interior será por una escalerilla , la misma que contara con una línea de vida y arnés .

3.2. Tolvas de FinosGeneralmente son cilíndricas con la parte inferior cónica o semiesférica para evitar obstrucciones del mineral y están ubicadas entre las plantas de chancado y molienda .Recepcionan el producto pasante de la zaranda que cierra un circuito de chancado secundario o terciario; cuenta con un acceso de emergencia por una escalerilla con la debida protección de seguridad .

CAPACIDAD DE TOLVA DE GRUESOS Forma : Semipiramide rectangular invertida ( prisma

rectangular) Base (B) : Hacia arriba Vértice (V) : Parte inferior Dimensiones: B x h

CAPACIDAD DE TOLVA:

FORMULAS BÁSICAS

B

h

v

CAPACIDAD DE TOLVA DE FINOS Forma : cilíndricas con la parte inferior cónica. Dimensiones: D = diámetro

r = radio h, h1 = alturas

CAPACIDAD DE TOLVA:

1. Análisis Granulométrico

Es el estudio de la composición granular de una mezcla de mineral, con el fin de conocer la distribución de tamaños de las partículas que componen dicha muestra; se separan estas mediante cedazos o tamices.

ESTUDIO GRANULOMÉTRICO

2. Cedazos o Tamices

Son unos elementos con un marco metálico y con una malla en el que parte del mineral quedara retenido.

Mallas Con el término de malla se conoce el número de aberturas equidistantes que existe por unidad de longitud

Luz de malla Es la separación libre entre los alambres de una malla

3. Sistemas de tamices

Hay distintos sistemas de tamices y entre ellos los más conocidos son:

a. Sistema Tylerb. Sistema americano ASTMc. Sistema británico BS – 410d. Sistema francés AFNORe. Sistema alemán DIN - 4188

4. Tamizaje

El tamizaje se efectúa en una maquina denominada Ro-Tap que proporcionan a las partículas un movimiento excéntrico horizontal dentro de los tamices y por medio de una manilla situada en su parte superior, les proporciona un movimiento vertical que los traslada desde una malla a otra inferior mas fina.

RO-TAP DE GOLPERO-TAP VIBRATORIO

Es un análisis granulométrico se utilizan 3 términos básicos que son:

f(x)=Es lo que no pasa la malla “x ” y se le llama el oversize del tamiz ; también se le conoce como % peso, % peso retenido ò % retenido. Por ejemplo; el termino f(1/4”) = 40% significa que de 100 g de mineral solo 40 g no pasan la malla de 1/4” y el resto si pasa dicha malla.

G(x)=Es el acumulado que no pasa la malla “x” y por lo tanto es el oversize acumulado del tamiz; también se le conoce como Acum. (+) ò % peso retenido acumulado .El termino G(x) indica un acumulado de f(x).

F(x)=Es lo que pasa la malla “x” y se le llama el undersize del tamiz; se le conoce como Acum. (-), % peso pasante ò % passing .Por ejemplo; el termino F(74 µm) = 80 % significa que de 100 g de mineral solo 80 g pasan la malla de 74 µm y el resto no pasa dicha malla.

5. Distribución Granulométrica

- Método gráfico

- Método interpolación - Método analítico * Gates – Gaudin - Schuhmann * Rossin - Rammler

DISTRIBUCIÓN “GATES –GAUDIN-SCHUHMANN”

DISTRIBUCIÓN “ROSSIN- RAMMLER”

El coeficiente de correlación es:

6. APLICACIÓN Calcular el % en peso retenido en cada malla f(x).

El porcentaje retenido se calcula dividiendo el peso retenido en la malla por el peso total de la muestra, expresado en tanto por ciento.

Calcular el % en peso retenido acumulado G(x).El porcentaje retenido acumulado por malla, se calcula sumando los porcentajes retenidos parciales de las mallas que están por sobre la malla que se está calculando.

Calcular el % en peso acumulado pasante por malla F(x). El porcentaje retenido acumulado pasante, se calcula restando

el 100% de porcentaje retenido en dicha malla

Graficar en papel log-log el porcentaje pasante acumulado vs la abertura de la malla en micrones

“Perfil granulométrico”

Hallar el P80 por Interpolación tomando los datos del método

gráfico

1400 ---- 88.47 X ---- 80.00 850 ---- 60.28

1400 – x 88.47 – 80.00 --------------- = ------------------- 1400 – 850 88.47 – 60.28

X = 1400 – 0.30 x 550

P80 = 1235 um

Se elabora el siguiente cuadro y con ayuda de estos datos se podrá hallar P80

Hallar el P 80 por el Método analítico

Primero se halla la pendiente con la ayuda de la siguiente formula:

Hallando la constante:

Hallando el Passed 80%