Planta de separación y concentración de un mineral de mena metálica

En el procesamiento de minerales hay dos operaciones fundamentales principalmente la liberación o separación de los minerales valiosos de los minerales de desecho o ganga y la concentración de esos valores (mena).

La separación de los minerales valiosos de la ganga se realiza por medio de la pulverización o molido lo cual implica chancado y si es necesario, molienda, hasta un tamaño de partícula tal que el producto sea una mezcla de partículas de mineral y de ganga relativamente limpias. El grado correcto de liberación es la clave del éxito en el procesamiento de minerales. El mineral valioso debe estar libre de la ganga. Un proceso que sobre muele la mena es dañino, puesto que consume energía innecesariamente en la molienda y hace más difícil alcanzar una recuperación eficiente.

Diagrama de flujo de un proceso de separación y concentración de un mineral

Proceso de separación y concentración de un mineral

Chancado

La chancado es la primera etapa mecánica en el proceso de conminución en la cual el principal objetivo es la liberación de los minerales valiosos de la ganga.

Generalmente la chancado es una operación en seco y normalmente se realiza en dos o tres etapas. Los trozos de mena extraídos de la mina pueden ser tan grandes como 1.5 m y estos son reducidos en la etapa de chancado primaria hasta un diámetro de entre 10-20 cm en máquinas chancadoras de trabajo pesado.

La chancado secundaria incluye todas las operaciones para aprovechar el producto de la chancado primaria desde el almacenamiento de la mena hasta la disposición del producto final de la chancadora el cual usualmente tiene un diámetro entre 0.5-2 cm.

Para separar la mena al tamaño adecuado que permita su paso al siguiente proceso se utilizan cribas vibratorias que son colocadas delante de las trituradoras secundarias para remover el material fino o limpiar la alimentación y aumentar así la capacidad de la etapa de trituración secundaria.

Molienda

La molienda es la última etapa del proceso de conminución de las partículas minerales; en ésta etapa se reduce el tamaño de las partículas por una combinación de mecanismos de quebrado de impacto y abrasión, ya sea en seco o en suspensión en agua. Esto se realiza en recipientes cilíndricos rotatorios de acero que se conocen como molinos de rodamiento de carga, los que contienen una carga suelta de cuerpos de trituración, el medio de molienda, libre para moverse dentro del molino y pulverizar así las partículas de mena. El medio de molienda puede ser bolas o barras de acero, roca dura y en algunos casos, la misma mena (molienda autógena). En el proceso de molienda, las partículas entre 5 y 250 mm se reducen de tamaño entre 10 y 300 µm.

Después de que los minerales han sido liberados de la ganga, la mena se somete a algún proceso de concentración que separa los minerales en dos o más productos. La separación por lo general se logra utilizando alguna diferencia específica en las propiedades físicas o químicas entre el mineral valioso y los minerales de la ganga en la mena.

El procesamiento de minerales está relacionado principalmente con los métodos físicos de separación los cuales pueden ser:
1. Separación que depende de las propiedades ópticas, radiactivas, etc. frecuentemente se llama clasificación, incluía hasta hace poco la selección manual de las menas de alto grado.
2. Separación que depende de las diferencias en la gravedad específica. Utiliza el movimiento diferencial de los minerales debido a los efectos de masa, por lo general en corrientes hidráulicas, tiene la ventaja de producir poca contaminación ambiental, por ejemplo, el hidrociclón, la elutriación y la mesa Winfield.

Elutriación

El fluido se mueve en dirección contraria a la de sedimentación de las partículas de mineral, las cuales se separan por su diferencia de densidad.

3. FLOTACIÓN: La flotación en espuma, utiliza las diferentes propiedades superficiales de los minerales e indudablemente es el método de concentración más importante. Ajustando las propiedades químicas de las partículas de la pulpa proveniente del proceso de molienda mediante varios reactivos químicos, es posible que los minerales valiosos desarrollen avidez por el aire (aerofílicos) y que los minerales de la ganga busquen el agua y rechacen el aire (aerofóbicos).

Por medio de agitación por burbujas de aire da por resultado una separación por la transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman la espuma flotante a la superficie de la pulpa.

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