CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA

LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES IINFORME N° 9

Alumnnos:

Acevedo Leon, Jose FernandoFernandez Ramirez, Astrid CarolinaHuamani Medina, Roselin Isla Corasma, David JesusYurivilca Vicuña, Jefferson Fernando

Profesor:

Ing. Luis Sanchez Zuñiga

Grupo: C11-3-A

Mesa: 4

Fecha de realización:

Lima, 17 de abril de 2015

Lima, 17 de abril de 2015

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CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA

INTRODUCCCIÓNLos métodos de separación por gravedad (concentración gravídica o gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían desde los sulfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con tamaños del orden de los micrones. En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, la relativa simplicidad de los procesos gravimétricos ya que producen poca contaminación ambiental. Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugo Falcon, el Jig centrífugo Kelsey y el separador de gravedad multiple (MGS) Mozley.

OBJETIVO Identificar las variables operativas en equipos de concentración

gravimétrica. Evaluar los parámetros que influyen en el funcionamiento del Jig y la mesa

gravimétrica. Observar, manipular y analizar el funcionamiento de los equipos de

concentración gravimétrica.

MARCO TEORICO

Los métodos de separación por gravedad (concentración gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían desde los sulfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con tamaños del orden de los micrones. En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, la relativa simplicidad de los proceso gravimétricos y que producen poca contaminación ambiental. Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugo Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.

1. JIGS

Estos equipos, generalmente aplicados para separaciones en tamaños de 1 + ¼”, se usan como pres concentradores, y a veces e circuitos de molienda, para recuperar oro, o galena gruesos, tan ponto sean liberados. Se distinguen porque combinan el asentamiento obstaculizado gravitacional de las partículas con un movimiento de pulsación que se imparte a la pulpa por medio de un diagrama, un pistón o una válvula de admisión de agua intermitente. Las partículas pesadas, que se asientan por la acción conjunta de la gravedad y de la aceleración de flujo

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pulsante, penetran y percolan a través de una cama densa formada por partículas pesadas de gran tamaño, o partículas de material distinto (“ragging”), sobre una parrilla fija (“screen”) colocada encima de la cámara de acumulación de concentrado (“hutch”).

Figura N°1 Esquema de un Jig

2. FALCON

El concentrador Falcón, al igual que el Knelson, es de origen canadiense. Este equipo presenta diferencias en relación al Knelson, principalmente en lo que se refiere a la velocidad de rotación. En el concentrador Falcón, el campo centrífugo es cerca de 5 veces mayor que el del concentrador Knelson.El concentrador Falcón consiste de un bolo cilíndrico -cónico que gira a alta velocidad en el interior de una camisa fija cuya función es colectar el relave. La pulpa se alimenta en el fondo del cono, es acelerada y se va estratificando a medida que asciende en el rotor. Dependiendo del tipo de modelos de serie del concentrador que se trate (Serie SB o Serie C), las partículas serán sometidas a 200 g o 300 g, y el proceso de concentración en el bolo se realizará de acuerdo a un procedimiento diferente, en forma discontinua o continua. El concentrador se utiliza en la separación de un gran número de materiales: minerales de hierro, sulfuros, carbón, tantalio, metales nativos como oro, plata, níquel, cobre, cinc, estaño, etc.En el concentrador Falcón los parámetros operacionales son el porcentaje de sólidos en la alimentación, granulometría de la mena y el tiempo de operación. La geometría del rotor es un factor crítico en el desempeño del equipamiento; dependiendo del tipo de mena (con mayor o menor densidad, por ejemplo), habría un rotor con geometría apropiada.

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Figura N° 2 Partes del Falcón

3. MESA VIBRATORIA

Las mesas concentradoras son aparatos de concentración gravimétrica con flujo laminar sobre una superficie inclinada. Aquí se habla principalmente de los tipos con movimiento longitudinal vibratorio, donde las partículas de mineral se diferencian formando bandas en abanico (cejas), según su peso específico y la granulometría. Otros tipos de mesas (mesas de banda, mesas basculantes, mesas de paño sin fin, mesas redondas, etc.) son raramente usadas en la pequeña minería. La mesa con movimiento longitudinal vibratorio (mesa vibradora) está muy difundida principalmente en la minería del estaño, wolframio y oro.

Existen de diferentes tipos y marcas. En la minería aurífera se usan especialmente los tipos Wilfley y Deister. Las diferencias entre unas y otras son mínimas, principalmente en el mecanismo del cabezal, la geometría del tablero y el tipo de en rifleado. De acuerdo a su modelo y tamaño, las mesas se utilizan para concentrar minerales finos y ultra finos con una capacidad hasta un máximo de 1,5 t/h por unidad. Las mesas vibradoras permiten una amplia variación en sus parámetros operativos y, de esta forma, se pueden adaptar al material de alimentación correspondiente. Debido a que el proceso de concentración se lleva a cabo a la vista sobre el tablero de la mesa, cualquier cambio en los parámetros (inclinación longitudinal y transversal, cantidad de agua, etc.) resulta en cambios en el comportamiento del material, que pueden ser visualizados inmediatamente. Se pueden tomar muestras directamente durante la operación, utilizando bateas para oro, por ejemplo. Por lo tanto, la optimización de esta operación se lleva a cabo de una manera simple y puede ser realizada por operadores aprendices.

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Debido a la distribución del material en forma de un abanico sobre la tabla de la mesa, uno puede obtener bandas específicas de mineral de una manera selectiva (algo que no ocurre en las espirales, donde las bandas se sobreponen parcialmente unas sobre otras). De esta manera, uno puede separar, al realizar la regulación correspondiente, un concentrado de oro libre de alta riqueza así como un concentrado de sulfuros, por ejemplo, que contiene oro diseminado, para su posterior tratamiento. Esto implica, por otro lado, que es muy fácil robar el concentrado de alta ley cuando se utilizan las mesas para la fase de limpieza de los minerales. La efectividad de todas las mesas depende de la homogeneidad del material de alimentación y de la densidad de pulpa -particularmente de la densidad- ya que cualquier fluctuación altera las condiciones de transporte del agua hacia afuera de la corriente.

Fig. 3. Mesa vibratoria

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DIAGRAMA DE FLUJO DEL FALCON:

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DIAGRAMA DE FLUJO DE LA MESA GRAVIMETRICA

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PROCEDIMIENTOS:

Experiencia 1:

- FALCON

1. Se llena en un cilindro que alimenta a la FALCON de 32 cm de altura y 29 cm de diámetro con 6kg de mineral molido para los 4 grupos.

Fig1.2. Descargar al FALCON 7 centímetros de altura del cilindro por grupo, en

nuestro caso fue el grupo 3.

Fig 2.

3. Desde que inicia la descarga el Falcon se enciende por un tiempo de 4min 31 seg con una presión de 1-4 psi y una gravedad de 200 (63,89 Hz).

4. Cuando se apaga, se enjuaga con agua para que todo el concentrado pase a la bandeja de descarga.

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Fig 3.5. La bandeja se lleva al filtro al vacío para quitar la humedad y se producirá

un cake.

Fig 4.6. El cake se lleva a la estufa para que seque y luego pesarlo.

- Experiencia 2:1. Se pesa una muestra de 1 kg y esta se agregará cuidadosamente a la

alimentación de la mesa gravimétrica.2. Se regula el flujo de agua y se modifica la dirección que toma la nueva

pulpa formada por medio de los delectores.

Fig 5.

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3. Se da una adecuada inclinación a la mesa para que el flujo no arrastre el mineral pero tampoco como para que se quede la ganga

Fig 6.4. La pulpa obtenida se lleva a la plancha para que se seque y cuando esta

esté fría se pesará.

CÁLCULOS DE FLUJO

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ANÁLISIS DE RESULTADOS- La separación puede ser influenciada por la longitud del recorrido que se

altera mediante un volante manual sobre el vibrador o mecanismos de la cabeza y por la velocidad reciprocante.

- Otros factores es la forma y el tipo de cubierta de la partícula, las partículas planas no ruedan fácilmente a través de la cubierta en la capa de agua, estas se adhieren a la cubierta y son llevadas hacia abajo hasta la descarga del concentrado.

- El tamaño de partícula desempeña un papel muy importante en separaciones en mesa; a medida que aumenta la gama de tamaño en una alimentación de mesa, la eficiencia de la separación disminuye.

- La cantidad correcta de la elevación extrema varia con el tamaño de la alimentación y es mayor con alimentaciones más gruesas y de gravedad más elevada.

- La elevación extrema nunca debe ser menor que el ahusamiento de las mesas de retención (rifles) por lo tanto existe una tendencia para que el agua fluya hacia los extremos de estos, más bien que a través de ellos.

- La pulsadora de mineral Denver se usa mucho especialmente para extraer minerales pesados de los circuitos cerrados de molienda, evitando así la sobremolienda.

- Las altas proporciones de arena fina y lamas interfieren en el funcionamiento por lo que el contenido de finos se controla para proporcionar óptimas proporciones de cama en el JIG.

CUESTIONARIO 1. Indicar los parámetros que se tienen que considerar para un

trabajo de concentración gravimétrica.

- En la concentración gravimétrica, en la que el parámetro fundamental es la densidad, se puede apreciar muy bien la influencia del tamaño de grano y su distribución, otros de los parámetros son: inclinación longitudinal y transversal, cantidad de agua, posición de los cortadores de los productos.

2. ¿Cuál es el principio en que se basa el proceso de concentración gravimétrica?El método de la concentración gravimétrica es utilizado para la separación de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y últimamente, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza centrífuga para la separación de los minerales. En este tipo de separación se generan dos o tres productos: el concentrado, las colas, y en algunos casos, un producto medio (“middling”). Para una separación efectiva en este tipo de concentración es fundamental que exista una marcada diferencia de densidad entre el

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mineral y la ganga. A partir del llamado criterio de concentración, se tendrá una idea sobre el tipo de separación posible.

3. Indicar las características de los equipos de concentración gravimétrica que se dispone en TecsupUna de sus principales características es que no utiliza reactivos y por tanto resulta ecológica y económica porque no requiere de una larga línea de procesos; la concentración se logra solo a base de las fuerzas . El agua puede reutilizarse para el mismo proceso o para riego. La capacidad de producción como limitante fundamental, es en este caso ideal para la propuesta de utilización por los pequeños productores mineros

4. Indicar 4 equipos para concentración gravimétrica de minerales de oro.

- Pulsadora de mineral denver (JIG)-Concentrador centrifugo Falcon- Separador multigravimetrico (GMS)-Centrifuga Knelson

5. ¿Cuáles son las variables operación de un Jig y de una mesa vibratoria?

JIG MESAVIBRATORIA Peso mineral Malla de retención Stroke Pulsaciones Material Cama Alimentación (g/min) Agua total (cc/min)

Peso mineral Inclinación de la mesa Dimensiones de la mesa Alimentación Pulsaciones Agua total Tamaño de partícula Cantidad de rifle Numero de strok Desplazamiento del strok

-6. ¿Qué es la concentración centrifuga y que equipos se conocen?

- Todos los fenómenos y fuerzas que interaccionan en la concentración gravimétrica también actúan en la concentración centrifuga, algunos fenómenos sond e mayor importancia que otros. Cuando se desea sedimentar partículas finas, es necesario aumentar la fuerza requerida para vencer la resistencia del fluido, fuerza que es conocida como fuerza centrifuga que obedece a la ecuación:

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Los equipos de concentracion centrifugo, aumentan la fuerza gravitacional para que la separacion se efectue a un valor de varias veces “G”, por lo que estos, son eficaces que lso equipos convencionales, donde la concentracion de particulas de mayor peso especifico se efectuan mas facilmente. Entre algunos de los diversos equipos de concentracion centrifugapodemos citar a concentrador Knelson, concentrador Kelsey, concentrador centrifugas chinas y rusas, separadores multi-gravimetricos (MSG) y el centrifugador Falcon.

7. ¿Qué son las canaletas o “sluices”, para qué sirven?- Las canaletas simples (sluices) son los aparatos concentradores

más primitivos que se conocen, son utilizados principalmente para el tratamiento de minas en las cuales el mineral valioso se encuentra libre en granulometría fina y la diferencia de peso específico con el de la ganga es grande.

8. Dibujar un circuito de concentración de minerales que incluyan el empleo de JIG y/o mesas

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Figura. Circuito típico de instalación de una centrifuga Kelsey JIG

9. Además de flotación y concentración gravimétrica ¿Qué otros métodos se aplican para concentrar minerales?SEPARACIÓN MAGNÉTICA: - Separación que depende de las propiedades magnéticas. Los

separadores magnéticos de baja intensidad se usan para concentrar minerales ferro-magnéticos tales como la magnetita (Fe3O4) mientras que los separadores magnéticos de alta intensidad se usan para separar minerales paramagnéticos de su ganga. La separación magnética es un proceso importante en el beneficio de las menas de hierro, pero también encuentra aplicación en el tratamiento de minerales no ferrosos. Se usa ampliamente para extraer wolframita (FeWO4) y hematita (Fe2O3) paramagnéticas de menas de estaño y encuentra considerable aplicación en el procesamiento de minerales no metálicos tales como los que se encuentran en depósitos de arena en las playas.

SEPARACIÓN EN MEDIOS DENSOS

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- La separación en medios densos consiste en separar sólidos en función de sus densidades usándose como medio un fluido de densidad intermedia, donde el sólido de densidad menor flota y el de densidad más alta se va al fondo (se hunde)

- Los medios densos usados son: líquidos orgánicos, solución de sales en agua, suspensiones de sólidos de granulometría fina en agua. La separación en medio denso se divide en dos métodos básicos de separación: estáticos y dinámicos.

Separación eléctrica- Los separadores electrostáticos, de alta tensión, aplican las

diferencias de conductividad eléctrica de las especies mineralógicas presentes, para separar las partículas, en forma parecida a la descrita en el párrafo anterior, referente a la separación electromagnética.

10.Sobre la base de la productividad observada, que conclusión general se puede hacer sobre el uso de mesas vibratorias para la realización de separación gravimétrica de un mineral con respecto al tamaño de la planta. Suponiendo que cada mesa comercial es 10 veces el tamaño del modelo de laboratorio y que cada mesa puede procesar aproximadamente 1,5 toneladas por hora de mineral, el diseño de una planta para procesar 1000 toneladas por dia de un mineral, supongamos que las mesas de limpieza no son necesarias.Procesa por día: 1000 TM

Por hora

Número de mesas:

En conclusión la planta necesita una cantidad regular de mesas para procesar la cantidad de mineral necesario.- Es un proceso donde se aprovecha el peso específico del mineral,

donde ayudado por un moviento de izquierda a derecha y sube y baja separa el metal de la ganga por medio de agua.

- Las mesas vibradoras permiten una amplia variación en sus parámetros operativos y de esta forma, se pueden adaptar al material de alimentación correspondiente. Debido a que el proceso de concentración se lleva a cabo a la vista, sobre el tablero de la mesa, cualquier cambio en los parámetros (inclinación longitudinal y transversal, cantidad de agua, etc) resta en cambio en el comportamiento del material, que pueden ser visualizados de inmediatamente. Se pueden tomar muestras directamente durante la operación, utilizando bateas para oro, por ejemplo. Por lo tanto, la optimización de esta operación se lleva a cabo de una manera simple y puede ser realizada por operadores inexpertos.

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CONCLUSIONES- Se pudo identificar las variables operativas en equipos de

concentración gravimétrica. Los cuales fueron para la mesa gravimétrica el ángulo de inclinación, Peso mineral, Inclinación de la mesa, Dimensiones de la mesa, Alimentación, Pulsaciones, etc. Para el Jig fue Peso mineral, Malla de retención, Stroke, Pulsaciones, Material Cama , Alimentación (g/min), Agua total (cc/min)

- Se evaluó los parámetros que influyen en el funcionamiento del Jig y la mesa gravimétrica. Lo cual fue la densidad de pulpa, porcentaje de sólidos, etc.

- Se observó, manipulo y analizo el funcionamiento de los equipos de concentración gravimétrica.

BIBLIOGRAFIA

Wills, B.A. (1994). Tecnología de procesamiento de minerales. Tratamiento de minas. México D.F.: Limusa (669/W58)

Chia Aquije, J. (1985) Operaciones unitarias en procesamiento de minerales. Lima: UNI (660.284/CH548)

Manzaneda Cabala, José (2000). Procesamiento de mineral chancado, molienda, flotación, diseño experimental, microscopia. Lima: UNI (660.28422/M22)

Recuperado el 23 de abril de 2015http://cuencas.fcien.edu.uy/cursos/materiales/minerales1_2012.pdf

Recuperado el 23 de abril de 2015http://www.lms.uni.edu.pe/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

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