Metodos Separacion. Concentradores Oro

7/30/2019 Metodos Separacion. Concentradores Oro

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UNIVERSIDAD DE ATACAMAFACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

APUNTESCONCENTRACIN DE MINERALES II

Dr. Ing. OSVALDO PAVEZ


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CONTENIDOS

1. INTRODUCCIN

1.1. Caractersticas Generales de la Separacin por Gravedad1.2. Criterio de Concentracin1.3. Separadores de Concentracin Gravitacional1.4. Clasificacin de los Mtodos Gravitacionales

2. SEPARACIN EN MEDIOS DENSOS2.1. Introduccin2.2. Medios Densos

3. SEPARACIN EN CORRIENTES VERTICALES

4. SEPARACIN EN CORRIENTES LONGITUDINALES4.1. Introduccin4.2. Separacin por Escurrimiento Laminar4.2.1. Mesas vibratorias4.2.2. Espirales4.2.3. Vanners4.3. Escurrimiento en Canaletas4.3.1. Introduccin4.3.2. Canaletas simples4.3.3. Canaletas estranguladas4.3.4. Concentracin de cono Reichert

5. CONCENTRADORES CENTRFUGOS

5.1. Introduccin5.2. Aplicaciones en Oro de los Concentradores Centrfugos5.3. El Concentrador Centrfugo Knelson5.3.1. Introduccin5.3.2. Caractersticas y operacin del concentrador Knelson5.3.3. Series de modelos de concentradores Knelson5.4. El Concentrador Centrfugo Falcon5.4.1. Concentrador Falcon serie SB5.4.2. Concentrador Falcon serie C

5.5. El Concentrador Multi-Gravity Separator (MGS)5.6. El Jig Centrfugo Kelsey

6. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS


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7. CONCENTRACIN MAGNTICA

7.1. Introduccin7.2. Imanes Permanentes7.3. Separadores Magnticos para la Separacin de Fragmentos Metlicos7.4. Separadores Magnticos que Operan como Concentradores y

Purificadores7.4.1. Separadores magntico por va hmeda7.4.1.1.Separadores magnticos de Tambor7.4.1.2.Filtros magnticos7.4.1.3.Separadores magnticos de alta intensidad por va hmeda7.4.2. Separadores magnticos por va seca7.4.2.1.Separadores magnticos de banda transversal de alta intensidad7.4.2.2.Separadores magnticos de rodillo de alta intensidad7.4.2.3.Separadores magnticos de tambor por va seca, de baja, mediana y alta

intensidad7.5. Aplicaciones Generales de los Seaparadores Magnticos que Utilizan

Magnetos Permanentes de Tierras Raras

8. CONCENTRACIN ELECTROSTTICA

8.1. Introduccin8.2. Componentes de la Concentracin Electrosttica8.3. Mecanismos para Cargar Partculas8.3.1. Cargado de partculas mediante electrificacin por contacto8.3.2. Cargado por corona El separador de alta tensin8.3.3. Cargadio por induccin8.4. Separadores Electrostticos8.4.1. Separadores electrostticos electrodinmicos8.4.2. Separadores electrostticos Electro-estticos8.4.2.1.El separador tipo rotor8.4.2.2.El separador tipo placa8.5. Diagramas de Flujo con Separadores Magnticos y Electrostticos

9. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS


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CONCENTRACINGRAVITACIONAL


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1. INTRODUCCIN

1.1. Caractersticas Generales de la Separacin por Gravedad

Los mtodos de separacin por gravedad (concentracin gravitacional) se usan paratratar una gran variedad de materiales, que varan desde los sulfuros metlicos pesadoscomo la galena hasta el carbn, en algunos casos con tamaos de partculas inferiores a5 micrones.

Los mtodos de separacin gravitacional perdieron importancia en la primera mitad delsiglo debido al desarrollo del proceso de flotacin en espuma. Sin embargo, laseparacin por gravedad ha tenido avances muy significativos en los ltimos aosincrementndose su aplicacin notoriamente. Este tipo de separacin permanece comoel principal mtodo de concentracin para menas de oro, estao y otros minerales dealto peso especfico. Los mtodos de concentracin gravitacional cuando pueden seraplicados son preferidos en relacin a los procesos de flotacin debido a que los costos

favorecen su uso y adems son menos contaminantes del medio ambiente. Losminerales que se liberan con tamao superior a las dimensiones aceptadas en el procesode flotacin se pueden concentrar an ms econmicamente usando los mtodosgravitacionales.

La concentracin por gravedad es, esencialmente, un mtodo para separar partculas deminerales de diferente peso especfico debido a sus diferencias de movimiento enrespuesta a las acciones que ejercen sobre ellas, simultneamente, la gravedad u otrasfuerzas. Se acepta generalmente que la concentracin por gravedad es el ms sencillo yms econmico de los mtodos de concentracin. El uso de este tipo de separacin estrecomendado siempre que sea practicable porque permite la recuperacin de mineraltil en un orden de tamaos tan gruesos como sea posible, reduciendo los costosinherentes a la reduccin de tamao y disminuyendo las prdidas asociadas a estasoperaciones.

En general, los mtodos de separacin por gravedad se agrupan en tres categorasprincipales : a) Separacin por medios densos, en el cual las partculas se sumergen enun bao que contiene un fluido de densidad intermedia, de tal manera que algunaspartculas floten y otras se hundan; b) Separacin por corrientes verticales, en la cualse aprovechan las diferencias entre velocidades de sedimentacin de las partculaspesadas y livianas, como es el caso del jig; y c) Separacin en corrientes superficialesde agua o clasificacin en lmina delgada, como es el caso de las mesasconcentradoras y los separadores de espiral.

Cuanto ms pequeas son las partculas, ms fuertes son, con relacin a la gravedad, lasfuerzas hidrulicas y de viscosidad, por lo cual el rendimiento de la separacin porgravedad decrece bruscamente en los intervalos de tamao fino. Para superar estosproblemas en los ltimos aos se han desarrollado equipos de concentracin basados enla fuerza centrfuga, los cuales permiten que la separacin de las partculas finas tengalugar en un campo de concentracin de varias G. Entre estos equipos centrfugos sedestacan los concentradores Knelson, Falcon, el jig centrfugo Kelsey y el concentradorMulti-Gravity Separator (MGS).


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1.2. Criterio de Concentracin

El criterio de concentracin (CC) es usado en una primera aproximacin y entrega unaidea de la facilidad de obtener una separacin entre minerales a travs de procesosgravitacionales, sin considerar el factor de forma de las partculas minerales. El criterio

de concentracin originalmente sugerido por Taggart, con base en la experienciaindustrial aplicado a la separacin de dos minerales en agua, es definido por lasiguiente expresin:

CC = (Dh Df)/(Dl Df)

Donde:

Dh = densidad del mineral pesado.Dl = densidad del mineral liviano.Df= densidad del agua.

Para la wolframita y cuarzo, por ejemplo, el criterio de concentracin tendr el siguientevalor:

CC = (7,5 1)/(2,65 1) = 3,94

La tabla 1 muestra la relacin entre el criterio de concentracin y la facilidad de realizaruna separacin gravitacional.

Tabla 1. Significado del criterio de concentracin (CC).

CC Significado> 2,5 Separacin eficiente hasta 200 mallas

2,5 1,75 Separacin eficiente hasta 100 mallas1,75 1,50 Separacin posible hasta 10 mallas, sin

embargo es difcil1,50 1,20 Separacin posible hasta , sin embargo

es difcil

De acuerdo a algunos investigadores, el criterio de concentracin puede ser muy til sila forma de las partculas fuera considerada, en caso contrario, sorpresas desagradablesen cuanto a la eficiencia del proceso se pueden verificar en la prctica.De cualquier modo, la tabla 1 indica la dificultad de alcanzar una separacin eficientecuando se tratan fracciones inferiores a 200 mallas (74 micrones). Debe sealarse, que

el criterio de concentracin fue sugerido en base a equipamientos que operan bajo lafuerza de gravedad, por lo tanto, la introduccin de la fuerza centrfuga ampla laposibilidad de una separacin ms eficiente con materiales finos y ultrafinos.


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1.3. Separadores de Concentracin Gravitacional

Muchas mquinas diferentes se disearon y construyeron para efectuar la separacin delos minerales por gravedad y se examinan con detalle en los textos ms antiguos deprocesamiento de minerales.

El proceso de separacin en medio denso (SMP) se utiliza ampliamente parapreconcentrar material triturado antes de la molienda. Para la operacin eficiente detodos los separadores por gravedad se requiere que la alimentacin est cuidadosamentepreparada. La molienda es particularmente importante, pero las partculas de laalimentacin deben tener el mayor tamao compatible con una liberacin adecuada, enla mayora de las operaciones se necesita la remolienda de los productos medios(middlings). La molienda primaria se realiza en molinos de barras en circuito abiertosiempre que sea posible, pero si se necesita molienda fina, se efecta una molienda enmolinos de bolas en circuito cerrado, de preferencia el circuito se cierra con harnerospara reducir la remolienda selectiva de los minerales pesados.

Los separadores por gravedad son extremadamente sensibles a la presencia de lamas(partculas ultrafinas), las cuales aumentan la viscosidad de la pulpa y por consiguienteel grado de separacin, confundiendo el punto de corte visual. En la mayora de losconcentradores por gravedad, es prctica comn eliminar de la alimentacin laspartculas menores que 10 micrones y desviar esta fraccin hacia las colas, lo cualocasiona una considerable prdida de valores. Muchas veces el deslamado se realizamediante el uso de hidrociclones, pero si se emplean clasificadores hidrulicos parapreparar la alimentacin, es preferible deslamar en esa etapa ya que las fuerzas de corteque se producen en los hidrociclones tienden a degradar los minerales quebradizos.

Aunque la mayor parte del transporte de la pulpa se realiza por medio de bombascentrfugas y tubera, el flujo natural por gravedad se aprovecha mientras sea posible.As muchas de las antiguas concentradoras por gravedad se construyeron sobre lasladeras de cerros para lograr este objetivo. La reduccin del bombeo de lodo a unmnimo, no slo reduce el consumo de energa, sino que tambin reduce la produccinde lamas en el circuito. Las velocidades de bombeo de la pulpa deben ser tan bajascomo sea posible y compatible con el mantenimiento de los slidos en suspensin.

Uno de los aspectos ms importantes en la operacin de los circuitos gravitacionales esel correcto balance de agua dentro de la planta. Casi todas las concentradoras porgravedad tienen una densidad ptima de pulpa en la alimentacin, siendo indispensableel control preciso de la densidad de pulpa en la alimentacin fresca al proceso.Normalmente en la mayora de las plantas es necesario recircular el agua, as se provee

la capacidad adecuada del espesador y del cicln resultando conveniente laminimizacin de la formacin de lamas en el agua recirculada.

Si la mena contiene una apreciable cantidad de minerales sulfurados, entonces si lamolienda primaria es ms fina que alrededor de 300 micrones, se deben extraer por unaflotacin previa a la concentracin por gravedad, ya que estas partculas reducen elrendimiento de las mesas concentradoras, espirales, etc. Si la molienda primaria esdemasiada gruesa para efectuar una flotacin efectiva de los sulfuros, entonces el


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concentrado por gravedad se remuele antes de extraer los sulfuros. Las colas de laflotacin de los sulfuros normalmente se limpian mediante concentracin por gravedad.

En muchas oportunidades el concentrado final obtenido mediante concentracingravitacional se limpia por separacin magntica, lixiviacin, o algn otro mtodo, paraeliminar la presencia de minerales contaminantes.

1.4. Clasificacin de los Mtodos Gravitacionales

Los mtodos gravitacionales se pueden dividir en: a) Mtodos de concentracin enmedio denso, cuando la densidad del medio es intermedio a las densidades de lasespecies que se quieren separar; y b) Mtodos de concentracin en corrientes, cuandola densidad del medio es inferior a las densidades de las especies que se quieren separar.Los mtodos de concentracin en medio denso pueden ser estticos o dinmicos. Losmtodos de separacin en corrientes pueden ser por corrientes verticales, corrienteslongitudinales (escurrimiento laminar o escurrimiento en canaletas) y corrientes

oscilatorias. En la figura 1.1 se presentan las caractersticas de concentracin de losmtodos de separacin en corrientes.


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Figura 1.1. Caractersticas de concentracin de los mtodos de separacin en corrientes.


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2. SEPARACIN EN MEDIOS DENSOS

2.1. Introduccin

La separacin en medio denso consiste en separar slidos en funcin de sus densidadesusndose como medio un fluido de densidad intermedia, donde el slido de densidadms baja flota y el de densidad ms alta se va al fondo (se hunde).

Los medios densos usados son: lquidos orgnicos, solucin de sales en agua y mscomnmente suspensiones de slidos de granulometra fina en agua.

La separacin en medio denso se divide en dos mtodos bsicos: esttico y dinmico.

En el sistema esttico se emplean aparatos concentradores con recipientes de variasformas, donde la separacin se realiza en un medio relativamente tranquilo bajo lainfluencia de simples fuerzas gravitacionales, en este sistema la nica fuerza actuante es

la fuerza de gravedad. La separacin en los sistemas estticos se realiza en estanques,tambores, conos y vasos. En las figuras 2.1 y 2.2 se presentan las caractersticas deoperacin de los separadores de tambor.

La separacin dinmica se caracteriza por el uso de separadores que emplean fuerzascentrfugas 20 veces mayores que la fuerza de gravedad que acta en la separacinesttica. En la figura 2.3 se muestran los separadores en medio denso Dyna Whirlpool ycicln de medio denso, los cuales aplican un mtodo dinmico de separacin.

Tericamente, cualquier tamao de partcula puede ser tratada por medio denso.Prcticamente, en la separacin esttica se trabaja en un rango granulomtrico de 150mm (6) a 5 mm (1/4), pudindose tratar tamaos de hasta 35,6 cm (14). Por otraparte, en la separacin dinmica el tamao mximo tratable vara de 50 mm (2) a 18mm (3/4) y el mnimo de 0,5 mm (28 mallas) a 0,2 mm (65 mallas).

En general, se puede sealar que existiendo una diferencia de densidad entre laspartculas tiles y la ganga, no hay lmite de tamao superior, excepto el que determinala capacidad de la planta para manejar el material.

En la separacin en medio denso es posible trabajar con menas en la que los mineralesestn regularmente unidos. Si los minerales valiosos estn finamente diseminados, no sepuede desarrollar una diferencia apropiada de densidad entre las partculas que han sidotrituradas por la aplicacin de una etapa de chancado grueso.


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Figura 2.1. Caractersticas de los separadores de tambor observadas desde dosposiciones diferentes.


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Figura 2.2. Separadores de tambor, mostrndose la foto del equipo y el proceso deconcentracin de metales no ferrosos.


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Figura 2.3. Separadores en medio denso que aplican mtodo dinmico de separacin: elDyna Whirloop y el cicln de medio denso.


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2.2. Medios Densos

El lquido ideal para utilizar como medio denso es aquel que tiene las siguientespropiedades: barato, miscible en agua, estable, no txico, no corrosivo, de bajaviscosidad y que tenga densidad ajustable en un gran intervalo.

Como no existe un lquido ideal, se han desarrollado y usado comercialmente variosmedios densos para separar minerales tiles de los estriles. Prcticamente, un mediodenso se debe caracterizar por lo siguiente: a) barato en el local de uso; b) establefsicamente, para que no se descomponga ni se degrade en el proceso; c) fcilmenterecuperable, pera ser reutilizado; d) qumicamente inerte, para no atacar ciertosminerales; e) fcilmente removible de los productos de separacin; f) tener bajadensidad; y g) tener la estabilidad que pueda mantenerse en el intervalo de densidadrequerida.

Tres tipos de medios densos son usados comercialmente: lquidos orgnicos, salesdisueltas en agua y suspensiones de slidos de granulometra fina en agua.

Lquidos orgnicos. Estos lquidos tienen baja viscosidad, son estables y prcticamenteinmiscibles en agua. Su aplicacin industrial es limitada debido a que se descomponenqumicamente, son txicos, corrosivos y de costo elevado. Los lquidos ms usados son: yoduro de metileno (D = 3,32 g/cm3); tetrabromoetano (D = 2,96 g/cm3); bromoformo(D = 2,89 g/cm3); pentacloroetano (D = 1,67 g/cm3); tetracloruro de carbono (D = 1,50g/cm3). Algunos lquidos se pueden mezclar con tetracloruro de carbono y dar unavariedad de densidades menores.

Suspensiones de slidos. Son los lquidos densos ms utilizados en la industria. Sedefinen como lquidos en los cuales slidos insolubles se dispersan manteniendo suscaractersticas de fluidez. El agua se utiliza como el lquido de las suspensiones. Losfactores principales que se consideran en la eleccin del slido para las suspensiones,son los siguientes: a) dureza alta; b) peso especfico alto; c) estable qumicamente,resistente a la corrosin; d) sedimentacin lenta y viscosidad adecuada; e) distribucingranulomtrica, tamao y forma de las partculas. Los materiales normalmente usadospara las suspensiones son: arcillas, cuarzo, barita, magnetita, galena, hierro-siliciomolido o atomizado y plomo atomizado. El hierro-silicio es el material ms utilizado enlas suspensiones, pudindose alcanzar densidades de hasta 3,5 g/cm3. Las mezclas Fe-Sitienen entre 15 a 22 % de Si pueden ser usadas molidas y atomizadas y se recuperan porseparacin magntica de baja densidad. Las mezclas con menos de 15 % de Si se cubrenrpidamente de Fe, mientras que a partir de 22 % de Si se tornan muy dbilmagnticamente. En la tabla 2.1 se presenta la granulometra de medios densos tpicos

de mezclas de Fe-Si.Recuperacin del medio denso. Los materiales usados en las suspensiones por suapreciable valor y por el alto costo de su preparacin deben ser recuperados para sureutilizacin. En la figura 2.4 se presenta un esquema general de recuperacin del mediodenso.

Algunas aplicaciones de los medios densos son las siguientes:


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Produccin de un concentrado final: carbn y algunos minerales industriales.Preconcentracin: diamante, sulfuros y xidos metlicos.

Tabla 2.1. Distribucin granulomtrica de medios densos correspondiente a mezclastpicas de hierro-silicio.

Tamao(micrones)

65 Dmolido

(%)

100 Dmolido

(%)

150 Dmolido

(%)

270 Dmolido

(%)

FinoNormal

atomizado(%)

Cicln 60atomizado

(%)

Cicln 40atomizado

(%)

+ 210 1 - - - 1 - --210/+150 2 - - - 7 - --150/+105 5 1 1 - 10 2 --105/+74 12 4 1 - 15 5 2-74/+44 35 30 23 10 22 20 8

-44 45 65 75 90 45 73 90


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Figura 2.4. Circuito de recuperacin del medio denso.


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3. SEPARACIN EN CORRIENTES VERTICALES

A pesar que en estos mtodos tambin estn presentes las fuerzas de separacin decorrientes longitudinales, los efectos causados por corrientes verticales les confierencaractersticas propias por eso se estudian separadamente. Uno de los equipos que es

representativo de la separacin por corrientes verticales es el jig.

El jig se utiliza normalmente para concentrar material relativamente grueso y si laalimentacin es adecuada y se encuentra bien clasificada por tamaos, no es difcilalcanzar una buena separacin en los minerales con una gama medianamente limitadade densidad relativa entre el mineral til y los estriles. Cuando la densidad relativa esgrande, es posible alcanzar una buena separacin en un rango granulomtrico msamplio. Las industrias del carbn, estao, tungsteno, oro, bario y menas de hierro,operan muchos circuitos con jigs de gran tamao. Estos equipos con una alimentacinclasificada tienen una capacidad relativamente alta y pueden alcanzar buenasrecuperaciones hasta tamaos granulomtricos de 150 micrones, y recuperacionesaceptables hasta 75 micrones. La presencia de altas cantidades de arenas finas y lamas

dificultan el tratamiento, por lo cual el contenido de finos debe ser controlado paraconseguir ptimas condiciones de operacin.

El jig es un aparato que permite alcanzar mejores resultados cuando se tratan menas deun estrecho rango granulomtrico. Este equipo se aplica a menas de granulometra entre5 pulgadas y 1 mm, obtenindose rendimiento superiores en fracciones granulomtricasgruesas.

El proceso de separacin con jig es probablemente el mtodo de concentracingravitacional ms complejo, por causa de sus continuas variaciones hidrodinmicas. Eneste proceso, la separacin de los minerales de densidades diferentes es realizada en unlecho dilatado por una corriente pulsante de agua, produciendo la estratificacin de losminerales.

En el caso de los jigs las corrientes verticales son generadas por el movimiento depulsacin del agua, al contrario de los elutriadores donde la corriente vertical se generapor una inyeccin de agua.

Los jigs de parrilla fija se pueden dividir en:

a) Jigs de pistn, en los cuales el movimiento de pulsacin es producido por unpistn ubicado en un estanque de agua.

b) Jigs de diafragma, en los cuales las pulsaciones son producidas por

movimientos alternados de una pared elstica del propio estanque.c) Jigs pulsadores, en los cuales las pulsaciones son producidas por chorrosdiscontinuos peridicos del agua y del aire.

En la figura 3.1 se presentan los tipos de jigs de lecho fijo.

Hay diferentes tipos de jigs, los cuales difieren por la geometra, accionamiento, y otrosdetalles de construccin. A pesar de la gran variedad de jigs se puede decir que ellos secomponen de los siguientes elementos bsicos:


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Figura 3.1. Tipos de jigs de lecho fijo.


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a) Una caja fija, en cuyo interior el medio fluido sufre el movimiento de impulsiny succin.

b) Un mecanismo de accionamiento, generalmente compuesto de motor, pistn,sistema de lubricacin, etc.

c) Una criba para mantener el lecho.d) Un sistema de descarga del flotado y del hundido.

En cuanto al sistema de accionamiento, existen jigs con accionamiento mecnico,hidrulico-mecnico, hidrulico y neumtico.

Varios factores ejercen influencia en la estratificacin obtenida en un jig, entre estos sepueden sealar el tipo de lecho, distribucin de la mena, distribucin del agua,frecuencia, amplitud, etc.

Segn Gaudin, tres son los efectos principales que contribuyen a la estratificacin en losjigs:

a) Clasificacin por cada retardada.

b) Aceleracin diferencial en el inicio de la cada.c) Consolidacin intersticial al final de la cada.

Accin de cada retardada. Si se considera una mezcla de partculas en una columnahidrulica, donde existen corrientes ascendentes en su interior, la fuerza de gravedadejercida en las partculas ser en direccin contraria a la fuerza producida por estascorrientes. As, las partculas se dividen en dos categoras : aquellas en que la fuerza degravedad es mayor que la impuesta por la corriente ascendente, y que por lo tanto sedacumularn en el fondo y las que, por el contrario, no tienen esta fuerza gravitacional, ysern arrastradas por la corriente. Estas partculas en sedimentacin pueden an chocarentre s, alternando el rgimen de cada libre para cada retardada. Este es el caso del jig.Debe recalcarse que la razn de separacin es mayor en condiciones de cada retardadaque en cada libre.

Aceleracin diferencial en el inicio de la cada. Cada partcula tendr al inicio de lacada un determinado valor de aceleracin, que puede ser determinado por la ecuacin:

m dv/dt = mg mg R(v)

donde:

m = masa de la partculam = masa del lquido desplazado

g = aceleracin de gravedadR(v) = resistencia del medio al movimiento de la partcula

En el inicio del movimiento R(v) = 0, luego:

dv/dt = (m m/m)g

debido a que la partcula y el fluido desplazado tienen igual volumen:


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dv/dt = (1 Df/Ds)g

Ds y Dfson las densidades del slido y del fluido, respectivamente.

Se puede apreciar que la aceleracin inicial depende del valor de la densidad del slidoy del fluido. La distancia recorrida por las partculas en el jig depende mucho ms de las

aceleraciones iniciales (velocidades iniciales) que de las velocidades terminales. Estosignifica que las partculas estarn ms afectadas por la aceleracin inicial que por suvelocidad terminal, es decir, sern ms afectadas por su densidad, que por su tamao.As, si se quiere separar partculas minerales pequeas (pero pesadas) de partculasgrandes (pero livianas), se necesita un jig de ciclo corto ya que en cada pulso un iniciode un nuevo periodo de cada.

Consolidacin intersticial al final de la cada. Las diferentes partculas de la mismaespecie o especies diferentes no recorren las mismas distancias durante cada uno de losperiodos de la cada a que son sometidas. Ellas tambin alcanzan un estado de reposo endiferentes instantes. Existe un espacio de tiempo en que las partculas pequeas estndepositadas sobre el lecho de las partculas gruesas, las cuales estn compactadas unas a

otras, incapaces de moverse, mientras que las pequeas estn libres. Las partculaspequeas se depositan en los intersticios entre las partculas gruesas, as, laconsolidacin intersticial permite que los granos pequeos, pesados, se muevan a travsde los intersticios, inclusive despus que el lecho inicie su compactacin. Larecuperacin de las partculas finas depende de la duracin del ciclo de consolidacin.

En la figura 3.2 se presentan los tres mecanismos bsicos del jig aplicado a partculasesfricas. En la figura 3.3 se muestra el funcionamiento del jig Denver.

En resumen, en el jig gran parte de la estratificacin supuestamente ocurre durante elperiodo en que el lecho est abierto, dilatado, y resulta de la sedimentacin retardada,acentuada por la aceleracin diferencial. Estos mecanismos colocan los granosfinos/livianos arriba y los granos gruesos/pesados en el fondo del lecho. Laconsolidacin intersticial, durante la succin, pone las partculas finas/pesadas en elfondo y las gruesas/livianas en la parte superior del lecho. Los efectos de impulsin ysuccin, si se ajustan adecuadamente, deben resultar en una estratificacin casi perfecta,segn la densidad de los minerales. En la figura 3.4 se presenta el efecto que produce ellecho abierto y el lecho cerrado en la separacin del jig.

La distribucin de flujos y slidos en el jig comprende bsicamente tres capas : capasuperior, capa rougher (desbastadora) y capa separadora.

La capa superior es una capa transportadora, fina y fluida, responsable por el

esparcimiento de la alimentacin (de manera que todas las partculas alcancen la capadesbastadora) y por la rpida eliminacin de lamas y otros materiales no deseados. Lacapa rougher (desbastadora), es aquella en la cual las partculas livianas soninmediatamente eliminadas para la capa superior y las partculas de densidadindeterminada son rpidamente pasadas a la capa separadora, la cual acepta y deja pasarlas partcula pesadas y elimina los medios. En la figura 3.5 se muestran las diferentescapas en el funcionamiento del jig


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Figura 3.2. Los tres mecanismos bsicos del jig aplicado para cuatro partculasesfricas.


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Figura 3.3. Funcionamiento del jig Denver.


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Figura 3.4. El efecto que produce el lecho abierto y el lecho cerrado en la separacin del

jig. Lecho cerrado, solamente consolidacin intersticial. Lecho abierto, las partculasgrandes y pesadas pasan a travs del l.

Figura 3.5. Distribucin de flujos y slidos en el jig, mostrndose la capa superior, lacapa rougher (desbastadora) y la capa separadora.


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Los lechos utilizados en el jig pueden ser de varios materiales y de formas diferentes.Los lechos pueden ser de bolas de acero, de hierro, de mena o de material con densidadintermedia. En general, se deben tener los siguientes cuidados:

El lecho no debe tener una alimentacin de partculas de tamao inferior a la

criba, ni de tamao prximo a la dimensin de la abertura de sta.Un lecho formado por partculas grandes puede tener el inconveniente de nodesplazarse cunado se produce un impulso ascendente, anulando el efecto de

jigagen.La altura del lecho, cuando es muy pequea, puede producir un efecto deturbulencia que perturbar el movimiento alternado de impulsin y succin. Demodo general, cuanto ms fina es la alimentacin, ms espesa es la capa dellecho.

En relacin a la criba, la abertura mnima de sta debe ser igual a dos veces el tamaomximo de la partcula de la mena que se va a concentrar, para evitar el entupimiento delas aberturas. Se recomienda una abertura igual a tres veces el tamao de la partculamayor, entendida sta como el tamao de partcula cuyo porcentaje retenido acumuladosea 5 %. Las cribas son de acero, goma o poliuretano.

Aplicaciones de los jigs. Actualmente, la mayora de los jigs actan en el tratamientoprimario de menas de aluvin o placer y en la preparacin de carbn. En el primer caso,la ley del mineral valioso es muy baja y muchas veces no es posible el levantamiento debalances de masa que permitan la determinacin de la eficiencia del proceso. En eltratamiento de menas de estao y oro, el tamao mximo est normalmente entre 10 a20 mm, a pesar de ser remota la ocurrencia de materiales de estas dimensiones. En eltratamiento de carbn es posible la alimentacin de partculas de hasta 200 mm, a pesarde ser comn la remocin de partculas de tamao superior a 50 mm. Otras aplicacionesde la concentracin con jigs se presentan en el tratamiento de menas de estao,manganeso, hierro. En la figura 3.6 se muestra un flow sheet de tratamiento de unamena de manganeso usando jigs.


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Figura 3.6. Flow sheet de tratamiento de una mena de manganeso usando jigs.


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4. SEPARACIN EN CORRIENTES LONGITUDINALES

4.1. Introduccin

Corrientes longitudinales aplicadas a partculas en sedimentacin producen almovimiento de cada un movimiento longitudinal. Durante la sedimentacin, laspartculas trazan trayectorias diferentes de acuerdo con el tiempo a que quedanexpuestas a las corrientes longitudinales.

Las partculas mayores y de mayor peso especfico tienen mayor velocidad de cada, ysedimentan en primer lugar, prximo al punto de la alimentacin. Las partculasmenores y ms livianas sufren mayor accin de transporte longitudinal, y sondepositadas ms lejos. Otras partculas son depositadas de acuerdo con sus velocidadesde cada, que dependen de sus tamaos y pesos especficos. Partculas de tamaos ypesos especficos diferentes pueden depositarse en el mismo lugar, si obedecen lo

sealado anteriormente.

En la separacin por corrientes longitudinales son observados dos tipos deescurrimientos: el escurrimiento laminar y el escurrimiento en canaletas. Entre losprincipales equipamientos en los cuales la concentracin se realiza en rgimen deescurrimiento laminar, se destacan las mesas vibratorias, las espirales y los vanners.Adems de estos equipamientos, se puede citar, entre otros, la mesa de Bartles-Mozley.Esta mesa, se emplea para la concentracin de minerales finos (entre 100 micrones a 5micrones, pudiendo llegar, a 1 micrn) esta constituida de 40 superfcies planassuperpuestas y espaciadas entre s, siendo la alimentacin distribuida igualmente paracada plano. En la figura 4.1 se muestra la meas de Bartles-Mozley. Por otra parte, laseparacin mediante rgimen de escurrimiento en canaletas se presenta en canaletassimples, canaletas estranguladas y cono Reichert.

4.2. Separacin por Escurrimiento Laminar

4.2.1 Mesas vibratorias

Las mesas vibratorias son equipamientos de concentracin que actan a travs desuperficies con movimientos acelerados asimtricos, combinados muchas veces con el

principio de escurrimiento laminar.En 1985 fue lanzada la mesa de Wifley que vino a constituirse en el principal modelo demesa vibratoria. Efectivamente, solamente despus de la constatacin de su eficiencia eluso de la mesa fue propagado y surgieron nuevos modelos. En la tabla 4.1 se presentanlos diferentes modelos de mesas Wilfley. Algunas de estas mesas vibratorias semuestran en la figura 4.1.


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Tabla 4.1. Modelos de mesas Wilfley.

Modelo Flujo msico de slido (kg/h)500 5 15800 5 30

3000 100 8007000 500 25008000 200 - 2500

Figura 4.1. Mesas Wilfley.


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La mesa de Wilfley tuvo como principal modificacin el cubrimiento parcial del tablerocon riffles paralelos al eje longitudinal que posibilit el tratamiento de la alimentacingruesa y aument su capacidad. Los riffles fueron introducidos con las siguientesfinalidades: formar cavidades donde ocurra la formacin de lecho y estratificacin poraccin semejante a la encontrada en el jig, ocultar las partculas pesadas para la

transmisin de las vibraciones e exponer las partculas grandes y livianas al flujotransversal de agua de lavado despus de la estratificacin. La mesa Wilfley dispone deun mecanismo que proporciona un movimiento de vibracin lateral diferenciado ensentido transversal al flujo de pulpa que causa el desplazamiento de las partculas a lolargo de los riffles.

Los riffles tienen las siguientes funciones:

Retener las partculas pesadas en el fondo.Transmitir efectivamente la accin de estratificacin del deck a la pulpa.Tornar el flujo turbulento para producir la separacin entre las partculas.

Mecanismos de separacin de la mesa vibratoria. Los mecanismos de separacin queactan en la mesa vibratoria pueden ser mejor comprendidos si se consideranseparadamente la regin de la mesa con riffles y la regin lisa. Las partculasminerales alimentadas transversalmente a los riffles, sufren el efecto del movimientoasimtrico de la mesa, resultando en un desplazamiento de las partculas para adelante;las pequeas y pesadas se desplazan ms que las gruesas y livianas. En los espaciosentre los riffles, las partculas se estatifican debido a la dilatacin causada por elmovimiento asimtrico de la mesa y por la turbulencia de la pulpa a travs de losriffles, comportndose este lecho entre los riffles como si fuera un jig en miniatura con sedimentacin retardada y consolidacin intersticial (improbable la aceleracindiferencial) haciendo que los minerales pesados y pequeos queden ms prximos a lasuperficie que los grandes y livianos. Las camadas superiores son arrastradas por sobrelos riffles por la nueva alimentacin y por el flujo de agua de lavado transversal. Losriffles van disminuyendo de altura de modo que, progresivamente, las partculas finasy pesadas son puestas en contacto con el film de agua de lavado que pasa sobre losriffles. La concentracin final tiene lugar en la regin lisa de la mesa, donde la capade material se presenta ms fina. La resultante del movimiento asimtrico en ladireccin de los riffles y de la velocidad diferencial en escurrimiento laminar,perpendicularmente, es el esparcimiento de los minerales. En la figura 4.2 se muestra elmovimiento de las partculas en una mesa vibratoria, mientras que, en la figura 4.3. sepresenta la estratificacin vertical de las partculas entre los riffles.

En relacin al revestimiento del deck de la mesa, los diferentes materiales

impermeables se han utilizado son: linleo, goma natural, goma sinttica, uretano,metano impregnado de zircn y fibra de vidrio.La mesa vibratoria se utiliza desde hace varias dcadas, siendo un equipamientodiseminado por todo el mundo para la concentracin gravitacional de menas y carbn.Es considerada de modo general el equipo ms eficiente para el tratamiento demateriales con granulometra fina. Su limitacin es la baja capacidad de procesamiento(menos de 2 ton/h), haciendo que su uso, particularmente con menas de aluviones, serestrinja a las etapas de limpieza. Es un equipamiento muy utilizado en la limpieza deconcentrado primario o secundario de menas de oro libre y menas aluvionares.


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Figura 4.2. Movimiento de las partculas en una mesa vibratoria parcialmenteriffleada y una mesa vibratoria totalmente riffleada.

Figura 4.3. Estratificacin vertical de las partculas entre los riffles.


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Las variables de diseo de la mesa vibratoria son: forma de la mesa, tipo de material dela superficie de la mesa, forma y distribucin de los riffles, profundidad de losriffles (altura de los riffles), sistema de aceleracin y desaceleracin, forma de laalimentacin de la pulpa y distribucin del agua de lavado. Por otra parte, las variablesoperacionales son las siguientes: inclinacin de la mesa, porcentaje de slidos de la

pulpa alimentada, flujo de agua de lavado, posicin de los cortadores de productos,frecuencia de vibracin de la mesa y longitud del desplazamiento de la superficie de lamesa al vibrar.

La capacidad de la mesa depende de la frecuencia, inclinacin, cantidad de agua,caractersticas de la mena, densidades de las partculas tiles y de los estriles, forma delas partculas, granulometra de la alimentacin. La capacidad vara de 5 ton/da(materiales finos) hasta aproximadamente 50 ton/da (materiales gruesos). Losconsumos de agua seran los siguientes: 38-83 L/min (alimentacin) y 11-45 L/min(lavado). El consumo de potencia medio por mesa es de 0,6 HP.

El lmite superior del tamao de partculas minerales tratadas en las mesas vibratorias es

de aproximadamente 2 a 3 mm (para carbn puede llegar hasta 15 mm), mientras que eltamao mnimo de las partculas que se pueden concentrar en estos equipamientos esdel orden de 75 micrones. Es necesario sealar que el tamao mnimo de los materialesque se pueden tratar en una mesa es funcin del volumen de agua y del movimiento dela mesa, siendo esencial que las partculas sedimenten para que puedan ser recogidas enel concentrado.

El porcentaje de slidos en la pulpa alimentadas debe ser suficientemente bajo parapermitir la estratificacin y dilatacin entre los riffles. Densidades de pulpa mximastpicas son del orden de 25 % para las arenas y de 30 % para materiales finos.

Las caractersticas operacionales de las mesas vibratorias en etapa rougher, etapacleaner y en el tratamiento de partculas finas y gruesas son las siguientes:

Etapa rougher: ms agua, ms mena, ms inclinacin, golpes ms largos, rifflescompletos.Etapa cleaner: menos agua, menos mena, menor inclinacin, golpes ms cortos,riffles parciales.Alimentacin fina: menos agua, menos alimentacin, mayor velocidad, golpes mscortos, riffles bajos.Alimentacin gruesa: ms agua, ms alimentacin, menor velocidad, golpes mslargos, riffles altos.

Las aplicaciones de las mesas vibratorias se podran resumir en lo siguiente:Limpieza de carbn fino.Tratamiento de xidos de estao (casiterita), tungsteno, tantalio, zirconio,cromo, minerales industriales y arenas, plomo, cinc.Tratamiento de menas de oro libre y menas aluvionares.Tratamiento de escorias y residuos.


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En las figuras 4.4 y 4.5 se presentan flow sheet de tratamiento de minerales en loscuales se utilizan mesas vibratorias.


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Figura 4.4. Circuito de lavado de carbn fino.

Figura 4.5. Flow sheet de tratamiento de una mena de tantalio.


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4.2.2. Espirales

El primer tipo de espiral Humphrey fue introducido en 1945. El principio bsico se ha

mantenido hasta la actualidad, pero con evoluciones considerables en cuanto al diseoy tcnicas de fabricacin. Los materiales de construccin empleados han evolucionadodesde la madera y hierro fundido hasta el polister reforzado con fibra de vidrio,pasando por aleaciones, hormign, goma, etc.

Actualmente, la mayora de los fabricantes construyen en polister reforzado con fibrade vidrio, con recubrimientos de poliuretano o goma, y este relativamente sencilloproceso de fabricacin ha sido uno de los motivos del rpido avance en el diseo deestos separadores. Los mayores avances en el diseo han incidido en el perfil y paso dela espiral. El campo de aplicacin se ha expandido principalmente, debido al desarrollode espirales en las cuales el paso y el perfil cambian a lo largo de su longitud.

Las espirales se dividen en dos tipos: espirales de mltiples retiradas y espirales deretiradas limitadas. La tecnologa se est inclinando a la construccin de espirales conmenos puntos de retiradas del concentrado, varias con un nico punto en el fondo de lahlice. Tambin el agua de lavado ha sido reducida e incluso en algunos casos ha sidoeliminada.

La espiral consiste de un canal helicoidal cilndrico con seccin transversal semicircular modificada. En la parte superior existe una caja destinada a recibir laalimentacin en forma de pulpa. A medida que ella se escurre, las partculas mspesadas se encuentran en una faja a lo largo del lado interno del flujo de la pulpa y sonremovidas por aberturas localizadas en la parte ms baja de su seccin transversal.Existen dos aberturas para cada vuelta de la espiral. Estas aberturas estn provistas deun dispositivo que permite guiar los minerales pesados para obtener la separacindeseada, a travs de una regulacin conveniente. Cada abertura es conectada a un tubocolector central, a travs de mangueras de tal forma que se juntan los materialesrecogidos en las diferentes aberturas en un nico producto. En el extremo inferior delcanal existe una caja destinada a recoger los minerales livianos que no son recogidospor las aberturas.

El principio de funcionamiento de la espiral es una combinacin de escurrimientolaminar y accin centrfuga. Una vez en la espiral, los minerales comienzaninmediatamente a depositarse de acuerdo a sus tamaos, forma y densidades. Partculasde mayor peso especfico se depositan casi inmediatamente. Una vez en contacto con la

superficie del canal o prximo de ella, estas partculas son aprisionadas por una pelculade fluido adherente a la superficie. Esta pelcula se mueve con velocidad mucho menorque el resto de la corriente fluida que contiene los minerales livianos y pequeos que nose depositaron. Como resultado, la pulpa se divide en dos partes distintas: la pelculafluida conteniendo los minerales predominantemente gruesos y pesados y el resto de lacorriente, conteniendo los minerales pequeos y livianos y casi toda el agua introducidacon la pulpa. La pelcula fluida prcticamente no tendr su trayectoria influenciada porla accin centrfuga y se mover lentamente para el interior del canal donde serremovida por las aberturas. Al contrario, el resto de la corriente fluida, libre de la accin


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de friccin con la superficie del canal, desarrolla una velocidad varias veces mayor,siendo lanzada contra la parte externa del canal, por la accin centrfuga. As, ladiferencia de las fuerzas centrfugas, actuando sobre las dos corrientes, causa unarotacin transversal mientras ellas se mueven a travs del canal. Esta rotacin de lacorriente acta en el sentido de remover los minerales pesados en direccin a lasaberturas y los minerales livianos para el interior de la corriente, de tal forma que

adquieran trayectorias diferentes y se separen. En la figura 4.6 se muestraesquemticamente la distribucin de las partculas en la seccin transversal de unaespiral.

En cada abertura donde se recogen los minerales pesados se adiciona transversalmentea la corriente una cantidad de agua suplementaria que tiene como finalidad suplir lapulpa de la cantidad de agua que se pierde en las aberturas e devolver a la corrientefluida las partculas no recogidas, para que sean reclasificadas. Esta agua recibe elnombre de agua de lavado y auxilia considerablemente el proceso.

La concentracin en espirales ocurre rpidamente. Una vez introducida la pulpa,posteriormente en las dos primeras vueltas se puede retirar un concentrado puro. El

material recogido por las aberturas de las ltimas vueltas puede ser retiradoseparadamente, pasando en este caso a constituir un producto medio.

La espiral que ha sido largamente utilizada es la espiral Humphrey (introducida en1945), la cual es fabricada bsicamente en dos modelos: el primero conteniendo 5vueltas, cuando se destina a las primeras etapas de concentracin de menas de alto pesoespecfico, o de 3 vueltas, para las etapas de purificacin de estas mismas menas; elsegundo conteniendo 6 vueltas, usada principalmente para la concentracin de carbnfino, o menas de bajo peso especfico.

Un modelo conteniendo varias innovaciones fue desarrollado por la Mineral DepositsLimited de Australia: el concentrador espiral Reichert. Este equipo consiste de unahlice continua de fibra de vidrio, conteniendo revestimiento de poliuretano y goma enlas regiones de mayor desgaste. Son fabricados diferentes modelos: el modeloconvencional, conteniendo una hlice simple; el modelo doble, conteniendo dos hlicesindependientes que se enrollan en torno del mismo eje. El modelo doble presenta lassiguientes ventajas: es aproximadamente 5 veces ms liviano que los modelos de hierrofundido y ocupan la mitad del espacio ocupado por los modelos convencionales.

Actualmente, las mejoras en los diseos de las espirales Reichert, junto con lautilizacin de nuevos materiales ms livianos en su construccin, han permitido montaren una misma columna, una, dos, tres y hasta cuatro canales entrelazados alrededor dela columna de soporte del centro, formando lo que se conoce como espirales simples

(single), gemelas (twin), triples (triples), etc. Pueden formarse bancos deespirales con hasta 8 columnas formando un mdulo muy compacto. De este modo,pueden formarse unidades agrupando hasta 24 o 32 canales con capacidades del ordende 60 ton/h, y ocupando un espacio muy reducido. La relacin capacidad/superficieocupada es mucho ms favorable que para otros equipos como mesas vibratorias, jigs,etc. El consumo de agua con el empleo de esas nuevas espirales se ha reducidoconsiderablemente. Adems, y sta es la mayor innovacin y ventaja, especialmente encuanto a la flexibilidad de la operacin, no poseen tomas de concentrado, por lo cual losproductos obtenidos (concentrado, medios y relaves), son separados al final del canal


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mediante una cuchillas ajustables, lo cual simplifica notoriamente el control y operacindel equipo. En la figura 4.7 se muestra un mdulo de espirales.

Figura 4.6. Seccin transversal de una espiral mostrando la posicin del concentrado,productos medios y relave.


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Figura 4.7. Mdulo de espirales.

A continuacin se describen las principales caractersticas funcionales de las espirales:

La capacidad de tratamiento de slidos vara de 0,5 a 2,5 ton/h, la tasa msutilizada es 1,5 ton/h. El flujo de pulpa de la alimentacin depende de las

caractersticas de la mena. Para materiales finos se aconsejan flujos de 50 a 60L/min; para materiales medios, 70 a 90 L/min y para materiales gruesos, entornode 110 L/min.El consumo de agua para cada espiral, incluyendo el agua de lavado, vara de 50a 110 L/min. Industrialmente, esta agua es normalmente recuperada yrecirculada. Debe sealarse que la nueva generacin de espirales no necesitaaporte de agua de lavado (waterless), ya que funciona eficientemente sin eluso de esta agua.El porcentaje de slidos es de 20 a 30%, pulpas que contienen granulometragruesa pueden operar con hasta 50% de slidos. Sin embargo, las espirales msmodernas pueden trabajar con porcentajes de slidos superiores a losconvencionales, 30 a 50%.Los lmites granulomtricos de los minerales pesados contenidos en la pulpadeben ser de 8 mallas hasta 200 mallas. El tamao de los minerales de bajo pesoespecfico contenido en la pulpa no es crtico, pudiendo variar hasta 4 mallas sinperjudicar el desempeo. Cuanto ms amplio es el rango granulomtrico, menorser la eficiencia del equipo. Por otra parte, debe sealarse que la eficiencia delas espirales disminuye para granulometras inferiores a 200 mallas.La diferencia de pesos especficos entre los minerales tiles y los minerales de laganga debe ser siempre mayor que 1,0 para que se obtenga una concentracinsatisfactoria. La eficiencia tiende a incrementarse con el aumento de los pesosespecficos de los minerales pesados.La forma o tamao de las partculas puede influir de tal forma a la concentracin

que en ciertos casos, tratando minerales de pesos especficos muy prximos sepuede alcanzar una buena separacin.

A menudo un proceso de concentracin gravitacional, a similitud de los procesos deflotacin, precisa de varias etapas de concentracin: desbaste (rougher), limpieza(cleaner), afino (recleaner), barrido (scavenger). En la figura 4.8 se presenta uncircuito de concentracin gravimtrico con espirales en tres etapas.

Las aplicaciones de las espirales seran las siguientes:

Produccin de un concentrado y un relave en una etapa solamente.Produccin de un concentrado final y el relave se trata en otro proceso.

Produccin de un concentrado bulk de varios minerales pesados (la separacinse realiza por otro proceso) y un relave final.Tratamiento del material scavenger de otro proceso.En un circuito cerrado de molienda, recuperando los minerales pesados yliberados.

En cuanto a las menas y minerales que se pueden tratar mediante concentracin enespirales, se pueden mencionar los siguientes:


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Menas de hierro.Minerales de arenas de playa.Oro y plataCromita, tantalita, scheelita, barita, casiterita.Minerales de plomo y cincCarbn

Figura 4.8. Flow sheet de concentracin gravitacional utilizando espirales en tres etapas.


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4.2.3. Vanners

Los vanners son concentradores gravitacionales en hmedo que trabajan en rgimen deescurrimiento laminar.

Consisten de una correa sin fin, ligeramente inclinada en relacin a la horizontal, y querecibe movimientos oscilatorios en el plano de la correa destinados a estratificar lapulpa. Esta agitacin auxilia la sedimentacin de los minerales de mayor pesoespecfico para las capas inferiores prximas de la correa y an ayuda a expulsar losminerales livianos para las capas superiores del flujo de la pulpa. Un movimiento lentocontnuo de la correa para arriba, arrastra los minerales pesados en el sentido contrariode la corriente que contiene los minerales livianos en suspensin, de modo que seseparen. Los minerales livianos son descargados en una canaleta , mientras que losminerales pesados continan adheridos a la correa hasta que ella se introduce en untanque que los recoge mediante un chorro de agua.

Las correas son generalmente de 4 a 6 pies de ancho por 12 pies de largo. La velocidadde la correa es la principal variable de operacin, normalmente se usa entre 22 a 80pulgadas por minuto. La inclinacin puede variar entre 2 a 8 pulgadas en 12 pies. Elnmero de vibraciones por minuto vara de 120 a 280.

El tamao de mximo de la mena no debe ser superior a 1 mm. El rango de tamaoideal es de 0,01 mm a 0,25 mm.

Actualmente, los vanners son equipos que estn prcticamente en desuso.

4.3. Escurrimiento en Canaletas

4.3.1. Introduccin

El escurrimiento en canaletas se caracteriza por la existencia de una masa de partculasminerales en suspensin o arrastrada por una corriente de agua a lo largo de unacanaleta, que est sujeta a fuerzas gravitacionales y de presin de la corriente, llevandoa una estratificacin por densidad.

Es importante observar que este tipo de escurrimiento no se confunde con el

escurrimiento laminar. En el escurrimiento en canaletas, las fuerzas de atriccin y losmecanismos de adherencia entre partculas y superficie de arrastre, caractersticas delescurrimiento laminar, no tiene efecto significativo en la estratificacin. Tambin en lascanaletas, los volmenes de agua usados son considerablemente mayores y porconsiguiente el rgimen de escurrimiento es algo tumultuoso, muy diferente del rgimende lmina lquida observado en el escurrimiento laminar.


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4.3.2. Canaletas simples

Las canaletas (sluices) son posiblemente los aparatos concentradores ms primitivosque se conocen. Son usados principalmente para el tratamiento de menas aluvionares en

los cuales el mineral valioso se encuentra libre en granulometra fina y la diferencia desu peso especfico en relacin al de los minerales de la ganga es grande. Su aplicacinprincipal es en la concentracin del oro, platino y casiterita. Generalmente sonconstruidas de tablas y contienen el piso irregular para aprisionar los minerales pesados.El piso irregular se consigue desgastando el fondo, con tacos de madera, bloques,reglas, gradas, etc. Estos resaltos son llamados riffles, debido a su funcin de recogerde la corriente de agua los minerales pesados y transportarlos.

La seleccin de la forma del riffles ideal depende de las necesidades de transporte,tamao y cantidad de material valioso. Todas ellas son construidas en mdulos quefacilitan su instalacin y su remocin.

El tamao de las canaletas es variable. Existen canaletas de 12 pulgadas hasta 10 pies deancho por 6 pulgadas hasta 4 pies de profundidad. Presentan una inclinacin quedepende principalmente de los tamaos mayores de la alimentacin y de la cantidad deagua disponible. Su largo depende de la fineza y del peso especfico de los mineralesvaliosos y de la distancia que los minerales estriles deben ser transportados. El largovara generalmente de 50 a 150 metros.

La operacin de las canaletas es intermitente. La alimentacin se realiza por la partesuperior y dura el tiempo necesario para saturar la canaleta. Posteriormente los rifflesson desmontados y el material pesado es recogido. En el caso del oro, este material anpuede ser enriquecido en bateas.

4.3.3. Canaletas estranguladas

La canaleta estrangulada (pinched sluices) es una pequea canaleta de paredesconvergentes. En su forma elemental posee 2 a 3 pies de largo, estrechndose de 9pulgadas de ancho en la parte superior, hasta 1 pulgada en la descarga. La alimentacinse realiza en la parte superior con pulpa que contiene 50 a 55 % de slidos y seestratifica a medida que desciende por la canaleta. En el extremo de la descarga existeuna placa formando un pequeo ngulo con la canaleta, que tiene como finalidad hacerque la pulpa se desparrame antes de alcanzar los cortadores. Estos cortadores

interceptan el flujo fuera de la canaleta y lo dividen en los productos: concentrado,medios y relave.

El rango granulomtrico ideal para la alimentacin de las canaletas estranguladas esinferior a 10 mallas y superior a 200 mallas. Las capacidades dependen de lagranulometra que se va a tratar, variando de 0,5 ton/h para arenas finas hasta 2,0 ton/hpara arenas ms gruesas. Las variables operacionales son: la densidad de pulpa de laalimentacin, la posicin de los cortadores, la inclinacin de la canaleta (en generalentre 16 y 20 con respecto a la horizontal) y la orientacin de la placa.


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Las canaletas estranguladas son construidas de metal liviano y revestidas en goma parasoportar el desgaste. Son aparatos simples, baratos, livianos y ocupan poco espacio.

En la figura 4.9 se muestra el concentrador Lamflo de la Carpco Research andEngineering, Inc., cuyo principio de funcionamiento es bsicamente el de una canaleta

estrangulada. El aparato est compuesto de tres canaletas, la primera y la tercera tienenparedes curvas, mientras que la del medio tiene paredes planas covergentes. Esteconcentrador fue desarrollado para el tratamiento de minerales pesados de arenas deplaya, sin embargo tambin se aplica en la concentracin de minerales de hierro y en lapurificacin de finos de carbn.

Las principales caractersticas operacionales del concentrador Lamflo son:

Tiene alta capacidad. Dependiendo de la granulometra del material, se puedetrabajar con flujos de alimentacin que varas entre 4 y 10 ton/h de slidos. Losporcentajes de slidos de la alimentacin deben estar entre 56 a60 %.Normalmente se opera con una inclinacin de 15 respecto de la horizontal, sin

embargo el ngulo puede cambiar dependiendo de las caractersticas de la menaa ser tratada.El concentrador acepta partculas de hasta 2 mm en la alimentacin, sin embargoel tamao mximo inicial es del orden de 0,5 mm. Los tamaos inferiores debenser de aproximadamente 0,04 mm y, en casos excepcionales, hasta 0,02 mm.

4.3.4. Concentrador de cono Reichert

El concentrador de cono Reichert (figura 4.10) es un concentrador que trabaja enhmedo, de alta capacidad, originalmente concebido en Australia como un pre-concentrador de minerales pesados de arenas de playa. Los primeros estudios fuerondesarrollados por la Mineral Deposits Limited, en los inicios de 1960.

El elemento bsico del concentrador es un cono construido de fibra de vidrio conrevestimiento de goma en las zonas de mayor desgaste, midiendo 2 metros de dimetroy con inclinacin de 17. El sistema consiste de un montaje de conos, uno sobre otro, detal forma que el cono superior queda encajado exactamente sobre el cono inferior, Sonconstruidos conos dobles y conos simples. En los modelos dobles existe un conosuperior y dos conos inferiores sobrepuestos. Este arreglo permite un aumento del reatil de separacin dentro de la mquina sin aumentar la altura o la superficie del cono.El cono superior recibe la pulpa de una caja distribuidora existente en su parte superior

y la distribuye alrededor de su periferia, alimentando enseguida el (los) cono (s) inferior(es). No hay efecto de concentracin en el cono superior, el cual funciona distribuyendola pulpa homogneamente para el (los) cono (s) inferior (es). En el caso de los conosdobles, el cono superior presenta en su periferia un divisor de flujo destinado a distribuirigualmente la pulpa para los dos conos inferiores. El principio de operacin es similar alde una canaleta. El flujo de pulpa, entretanto, no es restringido o influenciado por laaccin de paredes, lo que generalmente ocurre en las canaletas. Mientras la pulpa fluyepara el centro del (de los) cono (s) inferior (es) ocurre la separacin. Las partculas ms


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densas sedimentan ms rpidamente y se desplazan en el fondo del film en direccin alcentro, donde son removidas por una abertura anular. Las partculas ms livianas son

Figura 4.9. El concentrador Lamflo.


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Figura 4.10 El concentrador de cono Reichert.arrastradas por la corriente y fluyen sobre la abertura, siendo colectadas por un tubocentral. La eficiencia de este proceso es relativamente pequea y par obtener una buenaseparacin, la operacin debe ser repetida varias veces, repasndose el concentrado enotros conos. En la figura 4.11 y 4.12 se muestran las caractersticas de los conos

Reichert.

Varios arreglos de conos simples y dobles pueden ser usados. Generalmente los conosdobles operan en una etapa de desbaste y sus concentrados son sometidos a las etapas delimpieza en conos simples. Se puede tambin tratar los concentrados de los conossimples, para su purificacin final en canaletas estranguladas. Estas canaletas (en unnmero de seis), son arregladas en forma radial debajo de los ltimos conos simples.Prximo a la extremidad inferior de estas canaletas existen aberturas destinadas arecoger del film la parte de los minerales pesados. Los relaves de estas canaletas debenser recirculados y los concentrados son reunidos en un nico producto que es elconcentrado final. En la figura 4.13 se presentan configuraciones comunes de circuitosque utilizan conos Reichert.

Las principales caractersticas operacionales de los conos Reichert son:

Alta capacidad. Funcionan normalmente con 65 a 90 ton/h de slidos y encasos excepcionales, con 40 a 100 ton/h. Operan con pulpas de 55 % a 70 %de slidos.El consumo de agua en una planta depende de la ley de la mena a ser tratada.Menas conteniendo alto porcentaje de minerales pesados requierenporcentajes de slidos ms bajos y consecuentemente demandan mayoresvolmenes de agua. La cantidad de agua vara de 20 a 35 m3/h.Los conos aceptan partculas de hasta3 mm, a pesar de que los tamaosptimos superiores deban ser entre 0,5 y 0,6 mm, y los inferiores entre 0,04y 0,05 mm. En casos excepcionales, se puede obtener una buenaconcentracin con partculas de hasta 0,02 mm. La presencia de lamas en laalimentacin aumenta la viscosidad de la pulpa, retardando la separacin yreduciendo la eficiencia. En el caso de altos porcentajes de lamas se puedeutilizar un cicln deslamador antes de los conos.

Algunas aplicaciones de los conos Reichert son:

Concentracin de minerales pesados de arenas de playas de bajas leyes.Concentracin de minerales de hierro.Concentracin de minerales de estao.

Recuperacin de minerales pesados (uranio y zirconio) de los relaves deflotacin de menas de cobre.


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Figura 4.11. Caractersticas operacionales de los conos Reichert.


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Figura 4.12. Esquema de la distribucin de flujos en el cono Reichert, mostrndoseadems el tratamiento del concentrado en canaleta.


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Figura 4.13. Configuraciones de circuitos con conos Reichert dobles y simples.


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5. CONCENTRADORES CENTRFUGOS

5.1. Introduccin

El uso de la fuerza centrfuga para aumentar la velocidad de sedimentacin de partculasha sido aplicada con xito desde hace muchos aos para la clasificacin (centrfuga desedimentacin e hidrocicln) y filtrado (centrfuga de filtracin).

El uso de la fuerza centrfuga para mejorar la eficiencia de la concentracingravitacional de finos sera, de modo anlogo, tericamente posible, y fue motivada porla prdida elevada de valores minerales asociados a las fracciones finas. La operacin delos concentradores centrfugos se basa en el principio de aumentar el efectogravitacional con el propsito de conseguir una mayor eficiencia en la recuperacin delas partculas finas.

Separadores centrfugos fueron desarrollados en la Unin Sovitica en los aos 50 ytambin fueron empleados en la China por veinte aos para el tratamiento de relaves demenas de estao y tungsteno. Solo despus se prest mayor atencin al potencial deestos equipos en el Occidente.

La utilizacin de concentradores centrfugos para el beneficiamiento de menas aurferasfue una novedad tecnolgica introducida en la dcada del 80 en el Occidente. Fueronempleados inicialmente con menas aluvionares, posteriormente tuvieron su aplicacinextendida a menas primarias. La versatilidad de los concentradores centrfugos incluye:

Modelos de capacidad variable.Porcentaje de slidos en peso de la alimentacin que vara de 20% a 40%.Mayor posibilidad de recuperacin de finos, si se comparan con equipamientosconvencionales de concentracin gravitacional.Tienen un costo relativamente bajo de operacin y de mantencin.

Estas caractersticas asociadas al costo relativamente bajo de la operacin y de lamantencin, pueden explicar la larga diseminacin de ese tipo de concentradores en laindustria minera a nivel mundial. Merecen destaque los concentradores centrfugosKnelson, Falcon, el jig centrfugo Kelsey y el concentrador Multi-Gravity Separator.

5.2. Aplicaciones en Oro de los Concentradores Centrfugos

Dependiendo de las caractersticas en que se presente el oro, los concentradorescentrfugos se utilizan en las siguientes situaciones:

Cuando los muestreos de un depsito aluvial indican presencia de oro libre.Cuando las pruebas metalrgicas han confirmado la presencia de oro libre encircuitos de roca dura.


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Cuando se ha detectado la presencia de oro en las colas de los procesos demolienda.Cuando se ha detectado una alta cantidad de oro en la carga circulante.

Un concentrador centrfugo no debe usarse para recuperar oro en los siguientes casos: siel oro es refractario; si el oro est encapsulado; si el oro no se encuentra en su estado

libre (a menos que la gravedad especfica global de la partcula que contiene el oro esalta en relacin a la ganga).

En relacin a los circuitos de concentracin de oro, los concentradores centrfugos seaplican en los siguientes casos:

En el tratamiento de un placer con oro aluvial.En un circuito primario de molienda de roca dura.En la recuperacin de oro como subproducto en circuitos de molienda deminerales metlicos.En la recuperacin de oro de concentrados de flotacin.

En la recuperacin de oro de un retratamiento de colas.En la recuperacin de oro para elevar la ley del concentrado.En la recuperacin secundaria de oro y metales de alta gravedad especfica comoplata, mercurio y platino.

5.3. El Concentrador Centrfugo Knelson

5.3.1. Introduccin

En la dcada del 80 aparecieron una serie de equipamientos para el beneficio deminerales que utilizan la fuerza centrfuga para efectuar la separacin de los mineralesvaliosos. El ms conocido de ellos fue el concentrador Knelson, que en poco tiempoobtuvo gran aceptacin en la industria minera. Debe sealarse que en el ao 1998 habams de 2500 concentradores Knelson operando en recuperacin de oro en el mundo.

Algunas indicaciones generales respecto a los concentradores Knelson seran lassiguientes:

Los concentradores se fabrican desde tamaos de laboratorio hasta unidades dealta produccin.El concentrador recupera partculas de oro de tamaos que van desde hasta

aproximadamente 1 micrn.En estos concentradores el problema de compactacin del mineral que pudieseoriginar la fuerza centrfuga, fue solucionado introduciendo agua a presin en elsistema, contrabalanceando la fuerza centrfuga en el cono de concentracin.Durante la operacin de estos concentradores todas las partculas estn sujetas auna fuerza equivalente a 60 g, que es lo que permite que el concentrador puedarecuperar partculas finas.


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5.3.2. Caractersticas y operacin del concentrador Knelson

El concentrador centrfugo Knelson (figura 5.1) consiste de un cono perforado con

anillos internos y que gira a alta velocidad. La alimentacin, que en general debe serinferior a 1/4, es introducida como pulpa (20-40% slidos en peso) por un conductolocalizado en la parte central de la base del cono. Las partculas, al alcanzar la base delcono, son impulsadas para las paredes laterales por la accin de la fuerza centrfugagenerada por la rotacin del cono. Se forma un lecho de volumen constante en losanillos, los cuales retienen las partculas ms pesadas, mientras que, las ms livianas sonexpulsadas del lecho y arrastradas por arriba de los anillos para el rea de descarga derelaves en la parte superior del cono.

El campo centrfugo en el concentrador vara con la altura del cono. As, en los anillosinferiores, hay una tendencia a recuperar las partculas mayores del mineral de mayordensidad, en cuanto a los anillos superiores, donde el radio del cono es mayor (es decir,

mayor fuerza centrfuga), all los minerales ms finos an pueden ser recuperados. Lacompactacin del material del lecho se evita por la inyeccin de agua a travs de loshoyos en los anillos. El agua es alimentada a partir de una camisa de agua fija externa alcono. Esta agua fluidiza el lecho de concentrado permitiendo que las partculas msdensas, inclusive finas, penetren en el lecho bajo la accin de la fuerza centrfuga, variasveces superior a la fuerza de gravedad.

En la operacin de los concentradores Knelson, la eficiencia del proceso es posible si seevita la compactacin del lecho de partculas de ganga dentro de los espacios inter-riffles, es decir, solamente si este lecho es mantenido dentro de un estado defluidizacin apropiado. El procedimiento adecuado para la fluidizacin del lecho departculas se puede realizar con un circuito hidrulico externo. El agua es inyectadadentro del cono a travs de un ensamble de perforaciones, de aproximadamente 800 mde dimetro, los cuales son practicados en forma tangencial en la pared del cono y a lamisma altura dentro de cada espacio inter-riffles. Esta agua de contrapresin desarrollauna fuerza que una vez ajustada, permite contrarrestar la fuerza resultante, a la cualestn sometidas las partculas del lecho dentro del cono que est girando, de ese modose asegura la fluidizacin del lecho. El agua se inyecta en direccin opuesta a la rotacindel cono, lo cual hace que las partculas continen en movimiento y se concentren laspartculas pesadas. En la figura 5.2 se muestra un corte del cono del concentradorKnelson con sus perforaciones. Los diferentes tipos de generaciones de conos que sehan empleado en los concentradores Knelson, se presentan en la figura 5.3.

Al final de un periodo de operacin del concentrador Knelson, el concentrado que quedaen los anillos es colectado y se retira por el fondo del cono. La duracin del ciclo deconcentracin vara dependiendo de la aplicacin que se est realizando. Tpicamentelos tiempos de duracin de un ciclo de concentracin seran los siguientes:

Concentracin de material aluvial: 8 a 24 horas.Concentracin de minerales de oro de roca dura: 1 a 6 horas.


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Los parmetros operacionales generalmente ms manipulados en el concentradorKnelson son el porcentaje de slidos y la presin de agua de fluidizacin. Lagranulometra de la mena tambin es un factor importante a ser considerado; el lmite es

Figura 5.1. Concentrador Knelson.


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Figura 5.2. Corte del cono del concentrdor Knelson mostrando las perforaciones.

Figura 5.3. Diferentes tipos de generaciones de conos que han sido utilizados en losconcentradores Knelson.


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de 6 mm, no habiendo lmite inferior especificado (de acuerdo con los fabricantes). Larazn msica obviamente debe ser tambin tomada en cuenta.

5.3.3. Series de modelos de concentradores Knelson

Las series de modelos Knelson que se ofrecen en el mercado, son las siguientes:

Serie de descarga manual (MD).Serie de descarga central (CD).Serie de servicio pesado (XD).

Los modelos de serie de descarga manual (MD). Son equipos de escala piloto y delaboratorio. Los modelos disponibles son:

KC-MD 3 (50 kg/h; 1/6 HP).KC-MD 7.5 (1000 kg/h; HP).

El KC-MD 3 se ha convertido en el equipo estndar en los laboratorios, mientras que, elKC-MD 7,5 es un equipo empleado en estudios de investigacin de minerales pesados,proyectos de tratamiento de desechos y como equipo para mejorar los concentrados deoro de baja ley.

Los modelos de la serie de descarga central (CD) . stas fueron las primeras unidadesdiseadas para extraer el concentrado rpidamente, no en forma manual, y en un

ambiente de completa seguridad. Los modelos que estn disponibles son los siguientes:

KC-CD 10 MS (2,5 ton/h; 1,5 HP).KC-CD 12 MS (6 ton/h; 2 HP).KC-CD 20 MS (25 ton/h; 7,5 HP).KC-CD 30 MS (60 ton/h; 15 HP).

Los modelos CD 10MS y CD 12MS son apropiados para los siguientes casos:concentracin primaria, operaciones de bajo tonelaje, trabajos de pruebas a escalapiloto, y reconcentracin de concentrados primarios. Por otra parte, los modelos CD20MS y CD 30MS son adecuados para usos de produccin, generalmente enoperaciones aluviales, pero puede usarse en operaciones de molienda de roca dura en

donde hay limitaciones de presupuesto y un ambiente de baja corrosin.

Los requerimientos tpicos de agua de fluidizacin en la serie CD utilizando los conosde concentracin de la Generacin-5 (G 5) son los siguientes:

CD10: 3,4-4,5 m/hCD12: 4,1-5,7 m/hCD20: 7,9-13,6 m/hCD30: 17,0-25,0 m/h


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Los tamaos mximos de alimentacin son los siguientes:

Roca dura: -10 mallas (-1,7 mm)Placeres: -1/4 pulgadas (-6,4 mm)

Los modelos de la serie de servicio pesado (XD). Estos modelos fueron incorporadosen 1997. El concentrador Knelson de la serie XD representa uno de los ltimos avancesen concentracin centrfuga. Estos equipos han sido desarrollados para soportar lasexigencias de las condiciones ms difciles de operacin. La serie XD incorpora variascaractersticas nuevas de diseo ofreciendo mayor capacidad y mejor recuperacin enun modelo fuerte y compacto. Los modelos disponibles son los siguientes:

KC-XD20 (25 ton/h; 7,5 HP)KC-XD30 (60 ton/h; 15 HP)KC-XD48 (150 ton/h; 40 HP)

Los modelos XD son especialmente diseados para cubrir la demanda en los ambientes

de circuitos de molienda de roca dura. Sin embargo, son tambin apropiados paraoperaciones aluviales o para proyectos de retratamiento de relaves donde se presentancondiciones de acidez.

En las figura 5.4 y 5.5 se presentan flow sheet de tratamiento de minerales aluviales yde roca dura, respectivamente, empleando concentradores Knelson.

Figura 5.4. Flow sheet de tratamiento de oro aluvial empleando concentradoresKnelson.


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Figura 5.5. Tratamiento de minerales de oro de roca dura con concentradores Knelson.


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5.4. El Concentrador Centrfugo Falcon

El concentrador Falcon consiste de un bolo cilndrico -cnico que gira a alta velocidad

en el interior de una camisa fija cuya funcin es colectar el relave. La pulpa se alimentaen el fondo del cono, es acelerada y se va estratificando a medida que asciende en elrotor. Dependiendo del tipo de modelos de serie del concentrador que se trate (Serie SBo Serie C), las partculas sern sometidas a 200 g o 300 g, y el proceso de concentracinen el bolo se realizar de acuerdo a un procedimiento diferente, en forma discontinua ocontinua.

El concentrador se utiliza en la separacin de un gran nmero de materiales: mineralesde hierro, sulfuros, carbn, tantalio, metales nativos como oro, plata, nquel, cobre, cinc,estao, etc.

5.4.1. Concentrador Falcon serie SB

El concentrador Falcon serie SB (figura 5.6) se caracteriza por lo siguiente:

Es un concentrador discontinuo.Utiliza agua de fluidizacin.Permite la recuperacin de partculas muy finas, en algunos casos menores a 5micrones.Con este equipo se obtienen concentrados de alta ley.Se logran recuperaciones en peso de concentrado de cerca del 1%.

Permite la recuperacin de partculas liberadas finas y ultrafinas.

Las aplicaciones del concentrador Falcon modelo SB se pueden resumir en lo siguiente:

Recuperacin de oro libre, plata y platino.Tratamiento de flujos de descarga o alimentacin a ciclones en circuitos demolienda.Limpieza de concentrados.Retratamiento de relaves.Tratamiento de materiales aluviares y placeres.

Funcionamiento del concentrador Falcon serie SB. Estos equipos operan en

discontinuo y ocupan una zona de retencin de lavado en la parte superior del rotor,requiriendo de la adicin de agua de proceso. Estas unidades pueden tratar partculas dehasta 6 mm, pero tambin son eficientes en la recuperacin de tamaos finos. Laspartculas que ingresan al equipo son sometidas a una fuerza de gravedad de hasta 200 gy son segregadas de acuerdo a su gravedad especfica mientras se desplazan por la paredlisa del rotor. Las capas ms pesadas pasan a la zona en que el concentrado quedaretenido, que son las ranuras que presenta el equipo en la parte superior del rotor. Laadicin de agua a travs de las ranuras presentes en la zona de concentrado permite quealgunas partculas migren y sean retenidas solamente las ms pesadas. Las partculas


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5.4.2. Concentrador Falcon serie C

El concentrador Falcon serie C (figura 5.7) se caracteriza por lo siguiente:

Funciona en continuo.No utiliza agua de fluidizacin.Este equipo es utilizado cuando se requieren altas recuperaciones (etapasrougher y scavenger).Se logran recuperaciones en peso de concentrado de cerca del 40%.Es utilizado para maximizar la recuperacin y disminuir la masa entrante a losprocesos siguientes.Son adecuadas para preconcentrar o retratar flujos, ya que no se emplea aguaadicional de proceso y los concentrados producidos son efectivamentedeslamados y desaguados (en torno de 70 % de slidos en peso).

Entre las aplicaciones del concentrador Falcon modelo C se pueden sealar lassiguientes:

Retratamiento de oro fino y sulfuros de relaves de flotacin o cianuracin.Preconcentracin antes de la cianuracin para aumentar el rendimiento.Retratamiento de relaves de tantalio y estao fino.Remocin de cenizas y sulfuros en concentracin de carbn.Retratamiento de hierro fino en relaves.Preconcentracin de depsitos de relaves de oro y plata.Preconcentracin y deslamado de depsitos de minerales pesados.Preconcentracin previa a la flotacin o cianuracin mediante remocin de

partculas livianas no deseadas.

Funcionamiento del concentrador Falcon serie C. Las partculas que ingresan alconcentrador son sometidas a fuerzas de gravedad de 300 g y son segregadas de acuerdoa su gravedad especfica mientras se desplazan por la pared lisa del rotor. Las capas mspesadas son recuperadas en forma continua controlando el flujo de descarga a travs detoberas de abertura variable. El concentrador no necesita del uso de agua de proceso yadems, no requiere de interrupcin del flujo de alimentacin ya que trabaja en formacontinua. El concentrado producido estar deslamado y parcialmente desaguado. Elrelave se elimina por la parte superior del rotor.

Tabla 5.2. Especificaciones de modelos Falcon C

Modelo Capacidad detratamiento de slidos

(ton/h)

Motor (HP)

C 400 1 4,5 10C 1000 5 27 20C 2000 20 60 40C 4000 45 - 100 100


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Figura 5.7. Concentrador Falcon serie C, mostrndose adems el detalle de la descargadel equipo.


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En la figura 5.8 se comparan los tamaos de los concentradores Falcon SB 2500 yFalcon C 4000. Por otra parte, en las figuras 5.9, 5.10, 5.11 y 5.12 se presentandiferentes flow sheet de tratamiento que utilizan concentradores Falcon serie SB y serieC.

Figura 5.8. Comparacin de los tamaos de los concentradores Falcon C 4000 (3,50metros de altura) y Falcon SB 2500 (2,65 metros de altura).


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Figura 5.9. Diagrama de tratamiento de oro aluvial con concentradores Falcon serie SB.

Figura 5.10. Tratamiento de minerales mediante concentradores Falcon serie SB, en uncircuito que presenta una etapa reduccin de tamao con molienda tradicional.


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Figura 5.11. Tratamiento de relaves con concentradores Falcon serie C.

Figura 5.12. Recuperacin de minerales de estao y tantalio con concentradores Falconserie C.


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Se observa que en los esquemas de tratamiento de minerales mediante concentradoresKnelson y concentradores Falcon, es comn que la etapa final de limpieza se realice conmesa vibratoria Gminis. Las caractersticas de la mesa Gminis se muestran en lafigura 5.13.

Figura 5.13. La mesa Gminis.


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5.5. El Concentrador Multi-Gravity Separador (MGS)

En este equipo los materiales que se van a concentrar son sometidos a fuerzas degravedad de 22 g, as, partculas de 2 micrones de dimetro se comportan como sifuesen partculas de 45 micrones. El principio del MGS se puede visualizar como la

superficie horizontal de una mesa vibratoria enrollada dentro de un tambor. De estemodo, el equipo consiste bsicamente de un tambor horizontal, al cual se le aplica unmovimiento de rotacin en el sentido horario y un movimiento de oscilacin semejanteal usado en las mesas vibratorias. De esta forma, se proporciona un alto movimiento derotacin al tambor, entorno a su eje, generndose un campo centrfugo del orden de 22g. El concentrador MGS puede tratar hasta 30 ton/h de mena, por lo cual puedeproporcionar una produccin equivalente a doce mesas vibratorias, disminuyendonotoriamente los costos de tratamiento. Las aplicaciones industriales han demostradoque los concentrados producidos por los concentradores MGS pueden ser filtrados conmayor facilidad. El concentrador MGS se muestra en la figura 5.14.

Hay tres modelos de concentradores MGS: el C900, de laboratorio; el C902 y; el

MeGaSep, de alta capacidad.

Las aplicaciones de los concentradores MGS se pueden resumir en lo siguiente:

Tratamiento de minerales de casiterita muy finos (5 micrones o menos).Recuperacin de wolframio a partir de estriles de lavaderos (Per).Enriquecimiento de concentrados de flotacin de grafito (Australia).Separacin de concentrados de flotacin de oro y cinc.Tratamiento de minerales asociados con sulfuros complejos.Concentracin de cromita fina.Aplicaciones industriales para finos de carbn, estao, zinc, titanio, tantlio,

metales pesados, finos de hierro, oro y metales preciosos.

5.6. El Jig Centrfugo Kelsey

El jig centrfugo Kelsey utilizado en procesos de separacin gravitacional extiende laeficiencia de recuperacin a partculas finas y ultrafinas permitiendo el tratamiento detamaos de minerales inferiores a 10 micrones, e incrementando el rendimiento deseparacin en los tamaos inferiores a 600 micrones. En este equipo se combinan losprincipios de la tecnologa convencional de los jigs con la fuerza centrfuga, y lanovedad principal del diseo consiste en que el jig convencional se inserta en una

centrfuga, aumentando la fuerza de gravedad hasta 100 g. Este incremento del campogravitacional aumenta las diferencias de densidades entre los minerales, creando unincremento selectivo en la aceleracin de las partculas lo que se traduce en una mejorade la recuperacin del mineral valioso y en un incremento de la eficiencia deseparacin. En la figura 5.15 se muestran las caractersticas del jig centrfugo Kelsey.


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Figura 5.14. El Multi-Gravity Separator.


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5.15. El jig centrfugo Kelsey.


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En este equipo las variables operacionales que pueden ser ajustadas son las siguientes:

La fuerza centrfuga.La seleccin de lechos de diferentes pesos especficos.La distribucin de tamao del material del lecho.El flujo de agua de elutricin.

Las aplicaciones del jig centrfugo Kelsey se pueden resumir en lo siguiente:

Se utiliza en Australia, Sudfrica, Brasil, Per, Bolivia y USA.Se aplica en la concentracin de oro, estao, nquel, tantalio, zircn, hierro,minerales pesados desde arenas de playa.

Las modelos de jig centrfugos Kelsey que se ofrecen en el mercado son los siguientes:

J200 KCJ unidad de pruebas de laboratorio, con capacidad nominal de 15-100kg/h de slidos.

J1300 MkII KCJ unidad comercial pequea, de capacidad nominal de 2-30ton/h.J1800 KCJ unidad comercial grande, con una capacidad nominal de 5-60 ton/hde slidos.


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6. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

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CONCENTRACIN MAGNTICA YELECTROSTTICA


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7. CONCENTRACIN MAGNTICA

7.1. Introduccin

La separacin magntica de menas de hierro ha sido utilizada por casi 200 aos,empleando para ello, una amplia variedad de equipos. Los separadores magnticosaprovechan la diferencia en las propiedades magnticas de los minerales componentesde las menas. Todos los materiales se alteran en alguna forma al colocarlos en un campomagntico, aunque en la mayor parte de las sustancias, el efecto es demasiado ligeropara detectarlo.

Los materiales se clasifican en dos amplios grupos, segn los atraiga o los repela unmagneto: paramagnticos y diamagnticos. Los diamagnticos se repelen a lo largo delas lneas de fuerza magntica, hasta el punto donde la intensidad de campo ya es muyleve. Las sustancias diamagnticas no se pueden concentrar magnticamente. Losparamagnticos son atrados a lo largo de las lneas de fuerza magntica hasta los puntos

de mayor intensidad del campo.

Los materiales paramagnticos se pueden concentrar en los separadores magnticos dealta intensidad. Ejemplo de minerales paramagnticos que se separan en los separadoresmagnticos comerciales: ilmenita, rutilo, wolframita, monacita, siderita, pirrotita,cromita, hematita y los minerales de manganeso. Algunos elementos sonparamagnticos en s mismo, tales como, Ni, Co, Mn, Cr, Ce, Ti y los minerales delgrupo del platino, pero en la mayora de los casos las propiedades paramagnticas de losminerales se deben a la presencia de hierro en alguna forma ferromagntica. En la tabla7.1 se presenta un listado de minerales y la intensidad magntica requerida para suseparacin.

El ferromagnetismo se considera como un caso especial de paramagnetismo. Losminerales ferromagnticos tienen muy alta susceptibilidad magntica para las fuerzasmagnticas y retienen algn magnetismo cuando se alejan del campo (remanencia).Estos materiales se pueden concentrar en los separadores magnticos de baja intensidad.

Los principales usos de la separacin magntica son: a) eliminacin o separacin defragmentos metlicos y; b) procesos de concentracin y purificacin magntica.

Los separadores magnticos que eliminan fragmentos metlicos se utilizangeneralmente para proteger equipos, tales como trituradoras, pulverizadores, etc. Sonnormalm

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Metodos Separacion. Concentradores Oro