beneicio de minerales IV. pdf

REGIONAL BOYACA
CURSO DE BENEFICIO DE MINERALES
TECNICO PROFESIONAL EN MINERIA A
CIELO ABIERTO
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
SENA
CENTRO NACIONAL MINERO
2002
CURSO DE BENEFICIO DE MINERALES
Centro Nacional Minero – SENA regional Boyacá
METALURGIA
1. Definición:
Ciencia cuyo objeto es investigar las diferentes operaciones y/o procesos
mediante los cuales se pueden extraer económicamente los minerales útiles
de las menas, igualmente con aprovechamiento de los subproductos y darles
luego la forma más adecuada para utilizarlos posteriormente en la industria.
2. Subdivisión:
•
General o extractiva
•
Metalurgia Física
•
Metalurgias especiales
Metalurgia general o extractiva:
Es la ciencia que se ocupa de la extracción de los metales en general y de
los subproductos a partir de las menas.
División:
•
Preparación mecánica
•
Concentración de menas
•
Pirometalurgia
•
Hidrometalurgia
•
Electrometalurgia
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TERMINOLOGÍA:
•
Yacimiento: Acumulación natural de minerales en la corteza terrestre de
algún valor económico.
Clasificación:
¬ Según su origen:
- Ígneos
- Metamórficos
- Sedimentarios
¬ Según su naturaleza
- Metálico
- No metálico
¬ Según su composición - Nativos
- Compuestos
¬ Según su forma
•
Mena:
-
Masificados
-
Filonianos
-
Aluviones
Agregado o combinación de minerales identificables por sus
características
mineralógicas
y
del
cual
se
pueden
extraer
económicamente uno o más minerales o metales.
•
Ganga: Parte estéril que acompaña a un mineral, pero que puede tener
utilidad como subproducto.
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•
Mineral: Agregado natural de carácter inorgánico, del cual se pueden
extraer uno o más metales.
•
Operación: Procedimiento aplicable a un mineral sin que se destruyan
las propiedades o identidades químicas: trituración.
•
Proceso: Procedimiento aplicable a un mineral en el cual se involucra un
cambio en las propiedades químicas: calcinación.
•
Concentrado: Es el producto de la concentración y que contiene metales
económicamente útiles, del cual se han eliminado la mayor parte de las
impurezas.
•
Residuo: Porción desechable de un mineral al someterlo a un proceso
de concentración o selección.
•
Alimento: Cantidad de mineral que va a ser sometido a una operación o
proceso.
•
Producto: Cantidad de mineral obtenido en una operación o proceso y
que puede ser a la vez alimento de un tratamiento posterior.
•
Rechazo: Es la cantidad de alimento que no cumple con determinados
requisitos del producto y que debe ser sometido a un nuevo tratamiento.
•
Colas (relaves): Parte del material resultante de una concentración, que
contiene muy poco metal valioso y que pueden ser nuevamente tratadas
o rechazadas.
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•
Tenor:
Es la mayor o menor cantidad de metal puro en un mineral,
generalmente se expresa en porcentaje.
•
Rendimiento: Es la relación de recuperación existente entre el producto
y el alimento expresado en porcentaje.
•
Diagrama de flujo: Secuencia sistemática de una serie de operaciones y
sucesos que tienen lugar en una planta metalúrgica, en el tratamiento y
aprovechamiento de un mineral.
Ejemplo:
Mineral
Trituración
Molienda
Clasificación
Concentración
Concentrado
Mercado
Transformación
Producto final
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Colas
MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS METALÚRGICOS
Materias primas
•
Menas
•
Reactivos
Productos metalúrgicos: Son los obtenidos al final de todo proceso y son:
•
Productos útiles (terminados)
•
Productos intermedios (concentrado)
•
Residuos (colas)
MENAS:
Están constituidas por el mineral rico y la ganga y pueden
clasificarse en:
ϖ Según su naturaleza o composición química:
- Sulfurosas: Están constituidas por los sulfuros, arseniuros, antimoniuros,
sulfatos.
Se caracterizan por ser pesadas, brillo metálico, la ganga está formada
principalmente por sílice, arcilla, carbonatos, óxidos de hierro.
-
Oxidadas:
carbonatos.
Están formadas por los óxidos, hidróxidos, fosfatos o
Se caracterizan por no tener brillo metálico y la ganga es
principalmente sílice y arcilla.
-
Halogenadas: Pertenecen a este grupo los cloruros, bromuros, yoduros,
fluoruros y oxicloruros.
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ϖ Según la naturaleza de la ganga:
Silíceas
Arcillosas
Calcáreas
Ferruginosas
ϖ Según su comportamiento químico:
Ácidas (alto contenido de Si)
Básicas (contenidos de Ca, Mg)
ϖ Desde el punto de vista económico:
Ricas
Pobres
REACTIVOS:
Son sustancias que modifican durante el transcurso del proceso metalúrgico
la utilización de la mena, el metal útil y la ganga.
Clasificación:
Oxidantes (oxígeno, vapor de agua)
Reductores (C, CO, H)
Fundentes: Son sustancias que se combinan con la ganga para hacer una
mezcla fusible, tal que el metal y la ganga se puedan separar por diferencia
de densidad (caliza).
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Fundentes metálicos: Se añaden como metal puro (Fe, manganeso)
Reactivos de precipitación:
Desplazan al metal útil de su combinación
química, ocupando ellos su lugar y dejando el metal útil en estado libre (Zn,
Fe)
Reactivos de adición: (O2, aleaciones)
PRODUCTOS METALÚRGICOS
Productos útiles, pueden ser metales o aleaciones.
Lodos o placas catódicas
Productos intermedios: son aquellos que resultan de eliminar la mayor
cantidad posible de ganga de un mineral (concentrado, arrabio)
Residuos: Material no útil de la mena o ganga, si el residuo es líquido se
denomina escoria.
BENEFICIO DE MINERALES
Definición:
Comprende el conjunto de operaciones y/o procesos a que se somete un
mineral en bruto para extraer económicamente de él un concentrado o metal
para su posterior utilización en la industria.
OPERACIONES Y PROCESOS BÁSICOS EN LA PREPARACIÓN DE
MINERALES Y LA METALURGIA
Trituración
Primaria
Secundaria
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Molienda
Gruesa
Media
Fina o pulverización
Clasificación
Seco
Húmedo
Concentración
Manual
Magnética
Gravedad
Flotación
Filtración
Secado
Calcinación – tostación
Fusión
Refinación
Precipitación y amalgamación
Destilación
Lixiviación
Difusión o percolación
Agitación
TRITURACIÓN:
Operación en la cual se reduce el tamaño de un trozo de mineral, dicha
reducción se realiza por acción de las fuerzas de aplastamiento,
cizallamiento, flexión, percusión o golpe, fricción, etcétera.
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En el quebrantamiento o trituración de rocas duras y resistentes, para
obtener material menudo se utiliza aplastamiento y cizallamiento.
Para material granulado, menor de 5 mm., se utiliza el aplastamiento con la
fricción o la percusión con fricción.
Para rocas frágiles se utiliza el cizallamiento en vez del aplastamiento,
reduciéndose la formación de polvos.
APARATOS UTILIZADOS EN LA TRITURACIÓN
TRITURADORAS
FACTOR DE
CLASIFICACION
FORMA DEL
ELEMENTO O
PIEZA TRITURANTE
MODO DE ACCION
DEL ELEMENTO
TRITURADOR
TAMAÑO DEL
ALIMENTO
GRADO DE
DESINTEGRACIÓN
DUREZA DEL
MATERIAL SEGÚN
MOHS
GRADO DE
HUMEDAD
DE MANDIBULA
DE ACCION
PERIODICA
DE ACCION
CONTINUA
PLANA
CONICA O
CILINDRICA
DE RODILLOS
CILINDRICOS
LISOS
ESTRIADOS
DE MARTILLOS
CON UNION
CON UNION
ARTICULA
RIGIDA
DA
CONICA O CILINDRICA
VARIABLE
APLASTAMIENTO APLASTAMIENTO
Y FLEXION
Y FLEXION
APLASTAMIENTO
Y/O FLEXION
PERCUSIÓN O GOLPE
GRUESO, MEDIANO Y MENUDO
MEDIANO Y MENUDO
GROSERA Y MEDIANA
GROSERA, MEDIANA Y
MENUDA
DURO, SEMIDURO Y BLANDO
SEMIDURO Y BLANDO
NO MAS DEL
16%
NO MAS DEL
12%
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ENTRE
16-20%
VARIABLE
GRUESO
MEDIANO
MENUDO
MENUDO
GROSERA, MEDIANA Y
FINA
SEMIDURO
BLANDO
BLANDO
NO MAS DEL 8%
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TAMAÑO DEL MATERIAL Y GRADO DE DESINTEGRACIÓN:
Se llama grado de desintegración a la relación entre los diámetros medios de
las mezclas de los trozos del material inicial y del fraccionado y está dado por
la relación
∑ D
d
D = diámetro medio del material que entra
d = diámetro medio del material que sale
El diámetro medio de las partículas se determina por tamizado en una malla
que divide en dos partes el material.
Cuando el tamaño de las partículas del producto debe ser de dimensiones
notablemente diferentes a las del alimento, el fraccionamiento se efectúa en
varias etapas, con distintas máquinas, con disminución gradual de los trozos
hasta el límite exigido.
La subdivisión en etapas se debe a las particularidades estructurales de las
máquinas, que no son capaces de efectuar el fraccionamiento entre límites
determinados y a la necesidad de reducir el consumo improductivo de
energía, ya que las máquinas están diseñadas para cargar y sacar un
determinado tamaño y durante el fraccionamiento se forman muchos finos
que se adhieren a otras partículas que hay necesidad de separar antes de
llevarlas a otra máquina, para evitar consumo excesivo de energía.
El desmenuzamiento o reducción de tamaño del material en varias etapas se
hace:
1. De acuerdo al tamaño inicial
1.1 Material grueso, trozos > de 750 mm.
1.2 Material mediano, trozos entre 750 y 100 mm.
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1.3 Material menudo, trozos < de 100 mm.
2. De acuerdo al tamaño del material y a las dimensiones de los trozos
desmenuzados (producto), se distinguen las siguientes etapas:
2.1 Desintegración grosera que comprende:
2.1.1 Trituración gruesa, trozos hasta 150 mm.
2.1.2 Trituración media, trozos entre 150 y 30 mm.
2.1.3 Trituración menuda, trozos entre 30 y 5 mm.
2.2 Desintegración fina o molienda
2.2.1 Molienda gruesa, producto final, de 0.1 a 0.3 mm.
2.2.2 Molienda fina, producto final, tamaños menores a 0.1 mm.
TEORÍA DE LA DESINTEGRACIÓN:
El desmenuzamiento o quebrantamiento es el proceso más costoso en todo
proceso tecnológico de elaboración y enriquecimiento de los minerales útiles,
correspondiendo el gasto principal al consumo de energía.
El esfuerzo motriz o trabajo efectuado se gasta en: desintegrar el material y
vencer las resistencias del material.
Ley de Rittinger: la potencia necesaria para el fraccionamiento, trituración y
molienda es teóricamente proporcional a la nueva superficie creada.
Si:
a = arista
So = 6a2
En una trituración ideal: a= a/2
S1 = (a/2 x a/2) 2 x 6 x 8 = 12a2
a = a/4,
S2 = 24 a 2
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S1 = K1 x a 2
S2 = K2 x a 2
E1 •
K1 x a 2
E2 • K2 x a2
E1 = 6a2
E2 = 12 a2
Entonces K2 > K1
Es decir a medida que se va disminuyendo la arista de las partículas, la
energía se va incrementando y además debe tenerse en cuenta que ciertos
minerales ofrecen mayor resistencia que otros a la trituración, por lo anterior,
se utiliza la escala propuesta por Gross para algunos minerales.
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MINERAL
RESISTENCIA
A
LA DUREZA MINERALÓGICA
TRITURACIÓN.
Cuarzo
1.0
7.0
Pirita
0.788
6.0
Esfalerita
0.311
3.5-4.0
Calcita
0.231
3.0
Galena
0.191
2.5
CAPACIDAD DE LAS TRITURADORAS:
La capacidad de una trituradora se puede definir como el número de
toneladas por hora de material triturado, que puede aumentar con el número
de oscilaciones o rotaciones, la capacidad está dada por la fórmula:
Q = 0.0845 L X S
Q = Capacidad en tonelada/n
L = Longitud de la boca de cargue (cm)
S = Ancho de la descarga (cm)
En las trituradoras giratorias,
L =
perímetro de la circunferencia cuyo
diámetro es la media aritmética del cono en centímetros.
DESCRIPCIÓN DE LA TRITURACIÓN
1.
En las trituradoras de mandíbula de acción periódica, la trituración se
efectúa cuando la mandíbula móvil se acerca a la fija ejerciendo
fuerzas de compresión y flexión provocando de esta manera la
reducción de tamaño.
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2.
En las trituradoras de acción continua, la trituración se efectúa en el
espacio comprendido entre el cono y la carcaza por fuerzas de
compresión y flexión.
3.
En las trituradoras de rodillos, el fraccionamiento se produce entre dos
rodillos instalados horizontalmente y que giran en sentido contrario,
ejerciendo fuerzas de compresión principalmente.
4.
En las trituradoras de golpe la acción de la trituración se efectúa por
percusión o golpe. Comprende los aparatos trituradores de martillos
con unión rígida o articulada y los bocartes.
TRITURACIÓN INTERMEDIA
Para la trituración intermedia se usan las máquinas que emplean:
1. Presión gradual y creciente: Trituradora cono, rodillos, discos y giratorias.
2. Golpe o impacto: Trituradoras de martillos y bocarte.
MOLIENDA:
La operación de la molienda es el paso final del proceso de reducción de
tamaño; el límite de reducción está entre 35 y 200 mallas.
La velocidad de rotación de los molinos puede darse por las relaciones:
Vc = 42.3 /
•D
Nk = 54.2
•r
Nk = Velocidad crítica
r = radio interno del molino, pies
Velocidad W = (0.45 – 0.75) Nk rpm
Los diámetros oscilan entre 0.9 y 3.6 metros y las longitudes entre 0.9 – 6 m
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La molienda puede clasificarse en:
Gruesa = cuando el producto está entre 6-20 mallas
Media =
cuando el producto pasa la malla 28
Fina
cuando el producto pasa la malla 100
=
Los molinos pueden ser:
De barras
Agente moliente
De bolas
En los molinos de barras sus diámetros oscilan entre 1.5 y 3.3 metros; sus
velocidades de rotación entre el 50 y el 65% de la velocidad crítica; el tamaño
del alimento varía de 1 a 3.8 cm. Y el consumo de agente moliente oscila
entre 110 y 900 gramos por
tonelada de alimento.
Los
molinos
de
bolas,
la
relación longitud a diámetro
oscila entre 1.5 y 1.
El consumo de agente moliente
varía entre 0.5 y un kg por
tonelada de mineral.
La molienda puede ser seca o
húmeda.
Cuando la molienda es húmeda la densidad de la pulpa es del 75% de
sólidos para gruesos y 60% de sólidos para finos.
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Variables de la molienda:
¬ Tamaño del molino
¬ Velocidad de rotación
¬ Tiempo de la molienda
¬ Carga de agente
moliente
¬ Naturaleza del agente
moliente
¬ Velocidad de
alimentación
¬ Tamaño del alimento
¬ Tamaño del producto
¬ Clase de circuito
MOLIENDA FINA O PULVERIZACION
La capacidad de un molino puede darse por la relación
Q = D2.6 x L
D = diámetro del molino en
pies
L = longitud del molino en
pies
MOLINO
DE BARRAS
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CLASIFICACIÓN:
Tamizado: Consiste en la separación de una mezcla de partículas en dos o
más fracciones según su tamaño, cada una de las cuales está formada por
partículas de tamaño más uniforme que la mezcla de original.
Tamiz: Se considera así toda superficie perforada, a través de la cual se
hace pasar el material a clasificar por tamaños de partículas.
Los aparatos de tamizado pueden estar formados por barras fijas o con
movimiento, placas perforadas y por hilos metálicos.
El tamizado puede ser: seco: cuando la humedad es < del 5%; húmedo
cuando la humedad > del 5%.
El material que no atraviesa el tamiz se llama rechazo o fracción positiva y el
que pasa el tamiz se denomina tamizado o fracción negativa.
Modos de indicar las fracciones por tamizado:
+
>1
+1
1
4
4
4
Pasa por 1
-1 + 1
4
4
8
1/4
1/8
y es retenido por 1
8
Inferior a 1/8
-1
8
1/8
0
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TIPOS DE TAMICES
Rastrillos
Fijos de barras paralelas
Vaivén
Oscilantes o vibratorios
Tromel o rotatorio
Ver gráfica tamices.
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Análisis por tamizado:
Un análisis granulométrico consiste en hacer pasar el material por una serie
de tamices o cedazos que poseen orificios progresivamente decrecientes.
Una escala o serie de mallas es un dispositivo de medición que permite
estudiar los diferentes tamaños de las partículas de un mineral o producto
terminado para así poder controlar y comparar las operaciones básicas.
d
D
m
d = Ø del hilo
m = ancho de la malla
D = abertura o luz de la malla
N = # de mallas por unidad de long
N= 1
m = D+d
m
El término malla o mesh se utiliza para designar el número de aberturas por
unidad de longitud. Ejemplo un tamiz de 100 mallas, quiere decir que tiene
100 orificios en la unidad de longitud.
Existen dos sistemas para enunciar los tamices: el americano y el europeo.
En el europeo se denota separada la abertura del tamiz y el diámetro de los
hilos. En el americano la palabra malla es el número de orificios por unidad
de longitud y está incluido el diámetro del hilo.
El intervalo, razón o proporción del tamiz es una relación entre los tamaños
sucesivos de las aberturas de los tamices que forman la serie.
La serie Tyler o americana se basa en un tamiz de 200 mallas con un hilo de
0,0021” de espesor y con una abertura de 0,0029” ; los otros varían según la
razón geométrica fija de • 2, para es tudios es peciales s e us a la relación
4
•2
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Curvas Granulométricas
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CONCENTRACIÓN
Definición: Consiste en el conjunto de operaciones y procesos por medio de
los cuales se separa el mineral rico de la ganga.
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Métodos de concentración: Manual, magnética, por gravedad o mecánica,
por flotación.
Concentración manual: Es la que se efectúa de acuerdo a las propiedades
físicas de un mineral, tales como color, densidad, dureza, brillo, etcétera.
Concentración magnética:
Se basa en las propiedades magnéticas de
algunos minerales o materiales, los cuales pueden ser:
fuertemente
magnéticos. (magnetita); débilmente magnéticos, (limonita); no magnéticos
(galena, cuarzo).
Aparatos utilizados:
separadores magnéticos, que pueden ser por
retención o elevación.
En los separadores magnéticos por retención los minerales son retenidos por
la acción de un campo magnético formado por un tambor generalmente en
rotación, del cual caen las partículas no magnéticas por la fuerza de
gravedad y centrífuga.
Escala de atracción relativa de algunos minerales:
Fe
100%
FeS2
0.23%
Fe3O4
40%
CaSO4
0.12%
Fe2O3
13%
PbS
0.04%
SiO2
0.37%
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También pueden existir separadores magnéticos por elevación: en este caso
el alimento no entra en contacto directo con la superficie colectora pero pasa
a través de un campo magnético en donde las partículas magnéticas son
atraídas en sentido opuesto a la gravedad y arrastradas una pequeña
distancia para sacarlas fuera del campo magnético en donde son
descargadas. Su utilización es limitada, dado su bajo rendimiento.
Concentración por gravedad o mecánica: Este tipo de concentración se
basa en la diferencia de velocidad con que las partículas de diferente
gravedad específica caen en un medio líquido, que generalmente es el agua.
En los minerales la densidad de la ganga es diferente a la del mineral rico.
Los aparatos utilizados son generalmente las cribas hidráulicas y las mesas
de sacudida o vibratorias.
En las cribas hidráulicas ocurre una forma de sedimentación retardada que
consiste en una distribución de las partículas en capas de diferentes
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densidades porque se da a la suspensión espesa la oportunidad de
sedimentar en períodos cortos de tiempo.
concentrador JIG.
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Como ejemplo tenemos el
Consiste de los siguientes elementos:
a) Una caja con fondo perforado en donde se alimenta el aparato.
b) Un lecho de esferas o bolas de hierro o feldespato.
c) Un pulsador de diafragma que imparte movimientos ascendentes y
descendentes a la pulpa en forma intermitente.
d) Un depósito de agua.
e) Tolva o receptor del concentrado
El rendimiento de estos aparatos puede oscilar entre 10-40 ton/m2/24 h.
Mesa de sacudida o vibratoria: La operación consiste en la separación de
dos materiales de diferente densidad al hacer pasar la pulpa diluída sobre
una mesa o tablero inclinado que tiene en su superficie una serie de rifles y
está dotada de movimiento de sacudida en sentido longitudinal, mientras una
corriente de agua la recorre en sentido transversal.
Por este sistema el
mineral pesado queda en el extremo de la mesa, mientras la ganga y las
arenas son arrastradas por la corriente de agua, obteniéndose al final tres
fracciones: Concentrado, medios y colas. El área puede oscilar entre 1.5
a 4.5 m2. El movimiento hacia delante es lento mientras que hacia atrás es
rápido para provocar el desplazamiento del material en avance.
Las variables en este tipo de concentración son: la inclinación de la mesa; la
velocidad de desplazamiento y la cantidad de agua.
concentrado
medios
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colas
Concentración por flotación: La flotación es un proceso de separación de
materiales de distinto origen, que se efectúa desde pulpas acuosas por
medio de burbujas de aire y con base en las propiedades hidrofílicas e
hidrofóbicas de los minerales y se trata fundamentalmente de un fenómeno
de comportamiento de los
sólidos frente al agua, es
decir de la mojabilidad de los
materiales.
Los minerales
hidrofóbicos son aerofílicos y
los
hidrofílicos
son
aerofóbicos (no se adhieren a
las burbujas).
Una mezcla de minerales
hidrofílicos e hidrofóbicos en
una pulpa acuosa se pueden
separar
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haciendo
pasar
burbujas de aire a través de la misma.
Las partículas hidrofóbicas se
pegarán a las burbujas de aire y subirán con estas a la superficie de la pulpa;
las partículas hidrofílicas se mojarán y caerán al fondo de la máquina de
flotación, obteniéndose de este modo dos fracciones: un concentrado que se
recupera en la espuma y las colas que se eliminan por la parte inferior de la
máquina.
Reactivos de flotación:
1. Colectores: Tienen como finalidad principal acondicionar las partículas
de mineral que se va a flotar para que presenten repelencia al agua y se
adhieran a las burbujas de aire. Ejemplo: Xantatos.
2. Modificadores: son los que cambian las propiedades de la pulpa frente
a los reactivos.
Pueden ser:
depresantes, activadores
y
modificadores de ph.
Los depresantes son los reactivos que hacen que la acción de los colectores
no se lleve a cabo sobre determinados minerales.
Los activadores son los reactivos que incrementan la acción de los
colectores, o que la favorecen sobre determinados minerales.
Los modificadores de pH son los encargados de subir o bajar el ph de la
pulpa, pueden ser ácidos o bases.
3. Espumantes: Son los reactivos que hacen que se forme la espuma y
que las burbujas de aire sean estables por un tiempo determinado.
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Una vez obtenido el concentrado, éste se puede tratar por hidrometalurgia o
pirometalurgia con el objeto de extraer el metal.
La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia que estudia las diferentes
operaciones y procesos encaminados a la recuperación de un mineral o
metal por vía humedad. Cuando el tratamiento es por vía húmeda se utiliza el
proceso denominado lixiviación que consiste en extraer un mineral o metal
de una mezcla utilizando un disolvente apropiado según la clase de mineral
que se esté tratando. El metal deseado puede encontrarse en estado libre,
en forma de óxido, sulfuro, carbonato, sulfato, etc.
Los disolventes que se utilizan en la lixiviación incluyen soluciones ácidas,
soluciones alcalinas y algunas sales. Entre éstos disolventes tenemos:

Acido Sulfúrico – H2SO4

Amoniaco – como NH4 OH

Carbonato de Sodio – Na2CO3

Hidróxido de Sodio – NaOH

Acido Clorhídrico – HCl
Una vez obtenida la solución de lixiviación, que contiene el mineral o metal
deseado, se procede a su purificación y precipitación del metal en estado
puro.
La precipitación puede ser: electrolítica o química.
La precipitación electrolítica se hace a partir de la solución mediante corriente
eléctrica o electrólisis para depositar el metal puro en el cátodo en forma de
placa, la cual se retira, se funde y se obtiene el metal puro.
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La precipitación química consiste en precipitar o separar el metal puro de la
solución mediante su reemplazamiento por otro metal, que lo precipita o
deposita en el fondo de la celda o recipiente en forma de lodo o barro, el cual
se retira por filtración, se seca y se funde para obtener el metal puro en forma
de lingote.
Cuando la recuperación es por pirometalurgia (uso de calor), el mineral se
funde, se recupera el metal en forma líquida y luego se refina o purifica,
quedando así listo para su utilización en la industria.
La fusión se efectúa mediante el uso de reactivos que incluyen los
generadores de calor (combustible), oxidantes, reductores, escorificadores,
etc.
Una vez obtenido el metal en forma de lingote, se purifica y se utiliza en la
industria en estado puro o mezclado con otros metales en forma de
aleaciones.
Cuando el metal a recuperar se encuentra combinado en forma de sulfuro
principalmente o de carbonato, es necesario para su recuperación por fusión
o lixiviación someterlo a un proceso de TOSTACION para volverlo
fácilmente soluble. La tostación es un proceso que se le hace a un mineral o
concentrado para producir una modificación química y facilitar su
recuperación.
Este tratamiento puede hacerse mediante:
1) Calcinación, aplicado principalmente a los carbonatos y se efectúa en un
horno con calor y exceso de oxígeno.
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Ejemplo:
CaCO3 + CALOR + Oxígeno -----> CaO (CAL) + CO2 (Gas Carbónico)
2) Tostación Oxidante o a Muerte, se aplica principalmente a los sulfuros
para transformarlos en compuestos solubles mediante el calor y Oxígeno.
Ejemplo:
2ZnS + 3O2 + CALOR ----->
2ZnO + SO2
En éste caso el metal en forma de óxido puede extraerse fácilmente por
cualquiera e los dos procesos metalúrgicos enunciados (hidrometalurgia o
pirometalurgia).
CURSO DE BENEFICIO DE MINERALES
Centro Nacional Minero – SENA regional Boyacá
EJEMPLO DE UN TRATAMIENTO PARA BENEFICIO DE MINERAL DE COBRE
5 Kg de Mineral de Cobre (Ej: Calcopirita – CuFeS2)
TRITURACIÓN PRIMARIA – Trituradora de Mandíbulas
TRITURACIÓN SECUNDARIA – Trituradora de Rodillos
CUARTEO – o División de la Muestra en 2
2500 grs
2500 grs
MOLIENDA – Molino de Bolas
CLASIFICACION – Por tamaño de partícula
TAMIZ No 50
Fracción que no pasa se
guarda
Fracción que Pasa (Mínimo 1000 grs)
CONCENTRACIÓN POR FLOTACIÓN – 1 Kg
Residuo o Colas
Concentrado de Cobre – 320 grs
TOSTACION – En horno a 600 ° C por una hora
CuS + O2 + CALOR -----> CuO + SO2 (El sulfuro pasa a óxido)
Mineral Tostado u Oxidado
LIXIVIACION – Disolución del Oxido de Cobre en solución de Acido Sulfúrico
CuO + H2SO4 -----> CuSO4 (SOLUCION) + H2O
PRECIPITACIÓN – Química o Electrolítica
PRECIPITACIÓN QUÍMICA
CuSO4 + Fe -----> Cu (PURO) + FeSO4 (SOLUCION)
PRECIPITADO
SOLIDO
SECADO
FUNDICION
ESCORIA
LINGOTE DE METAL PURO
A LA INDUSTRIA (PRODUCTO TERMINADO)
CURSO DE BENEFICIO DE MINERALES
Centro Nacional Minero – SENA regional Boyacá