DIVERSOS METODOS DE SEPARACION MECANICA CONCENTRACION DE MINERALES
El cribado húmedo, la concentración en mesas estriadas, la flotación con agitación mecánica y la elutrición son métodos de separación mecánica, en los cuales la concentración suele conseguirse empleando principios que aprovechan las diferencias en el peso específico y en el tamaño de las partículas o de los terrones que se quieran separar. Un material valioso se concentra y se separa de la ganga o material menos valioso.
La flotación con espuma es un método en el cual la separación mecánica se efectúa haciendo que los granos de uno o varios materiales floten selectivamente hasta la superficie de una suspensión a consecuencia de las burbujas de aire unidas a ellos. Los granos son retenidos en la espuma que se saca de la superficie de la suspensión como concentrados. Los granos de materiales que no se adhieren burbujas se sedimentan y se descaran por el fondo de las celdas como colas o estériles.
Los métodos eléctricos para separar materiales suelen clasificarse en magnéticos o electroestáticos. En el primero las diferencias de las permeabilidades magnéticas de los materiales permiten realizar la separación o concentración. Los materiales que pueden recibir cargas superficiales en diferentes grados pueden separarse en un campo electroestático. Esta separación tiene más aplicaciones en la industria de preparación de minerales que en las demás industrias.
PRINCIPIO DE LA CLASIFICACION
Cuando una partícula sólida cae libremente en el vacío esta sujeta a una aceleración constante y su velocidad aumenta indefinidamente siendo independiente del tamaño y de la densidad. De este modo un trozo de plomo y una pluma caen exactamente a la misma velocidad.
En un medio viscoso, tal como el aire o el agua, este presenta una resistencia al movimiento de la partícula y su valor aumenta con la velocidad. Cuando se alcanza el equilibrio entre la fuerza de gravedad y la fuerza de la resistencia del fluido, el cuerpo alcanza su velocidad terminal y de ahí en adelante cae a una velocidad uniforme. La naturaleza de la resistencia depende de la velocidad de descenso. A una baja velocidad el movimiento es suave, porque la capa de fluido en contacto con el cuerpo se mueve con él, mientras que el fluido situado a corta distancia está sin movimiento. En estas dos posiciones se encuentra una zona de corte intenso en todo el fluido alrededor de la partícula descendente. Efectivamente, la resistencia total al movimiento se debe a las fuerzas de corte o viscosidad del fluido y por lo tanto se llama resistencia viscosa.
Ing. Pedro Pablo Marquina Herrera –- Lic. Jorge Luis Venaruzzo
A velocidades altas la principal resistencia se debe al desplazamiento del fluido por el cuerpo y la resistencia viscosa es relativamente pequeña; esta resistencia se conoce como resistencia turbulenta.
Si las resistencia viscosa y turbulenta predominan, la aceleración de las partículas dentro de un fluido disminuye rápidamente y la velocidad terminal se alcanza rápidamente.
A. CLASIFICAC ION MECANICA
Donde más se emplea la clasificación es en la preparación para su beneficio de los minerales metálicos y no metálicos. Otros usos importantes lo determinan la selección de la maquinaria apropiada.
1. El clasificador DORR OLIVER consiste en una caja de sedimentación de madera, hormigón o acero en forma de artesa o batea inclinada, que puede o no estar revestidas interiormente con caucho, plomo u otros materiales; pero con el extremo superior abierto. En dicha caja se colocan rastrillos o rascadores accionados mecánicamente que llevan el material granulado que se deposita hasta un punto de descarga situado en el extremo superior.
Fig. 47 Clasificador Mecánico Dorr Oliver Inc.
En la parte inferior el material fino rebalsa a una granulometría determinada y regulable, para alimentar a los circuitos de flotación, cianuración, etc.
Estas máquinas en la actualidad han caído en desuso y han sido suplantadas por los hidrociclones, de los cuales hablaremos más adelante, porque reducen el espacio de trabajo en las plantas.
2. El Clasificador AKINS igual que el anterior, las rastras son reemplazadas por hélices giratorias que reciben el nombre de espiral. El trabajo realizado es el mismo que el clasificador DORR.
Estos dos aparatos son los que trabajan en circuitos cerrados y aumentan o disminuyen la carga circulante de la cual ya hemos hecho cálculos.
Fig. 48 Clasificador Akins
B. CLASIFICACION O SEPARACION POR VIBRACION Y LAVADO O PULSACION LIQUIDA JIGGING
Un separador o clasificador hidráulico JIGG llamado también separador pulsante es un dispositivo mecánico empleado para separar materiales de diferentes densidades por las pulsaciones de una corriente líquida que circula a través de una capa de los materiales.
El líquido pulsa u oscila subiendo y bajando, haciendo que el material más denso baje al fondo de la carga y el más ligero suba a la superficie. Después se saca por separado cada producto. Este principio de separación es uno de los más antiguos para concentrar los minerales pesados y separarlos de su ganga más ligera.
El funcionamiento de estas cribas es sencillo y pueden construirse localmente con un costo inicial bajo. El consumo de energía y el de agua son altos y las pérdidas en las colas en el caso de los minerales metálicos suelen ser grandes, como resultado de esto, el uso de este tipo de separadores se ha restringido actualmente.
Se emplea en grado más limitado para tratar minerales de plomo y zinc, así como hierro y algunos no metálicos, como la barita.
Un tipo relativamente nuevo de separador hidráulico de gran velocidad se emplea mucho para recuperar valiosos finos de los placeres de oro y de los yacimientos de estaño y tungsteno; pero en muchas operaciones de molienda ha sido sustituido por el procedimiento de flotación precedido de una molienda fina.
TIPOS DE JIGGS SEPARADORES HIDRAULICOS
Hay dos tipos de JIGGS, uno en el cual la criba permanece fija y se obliga a pasar el agua a través de ella, llamada tipo DENVER. El segundo tipo de separador
Ing. Pedro Pablo Marquina Herrera –- Lic. Jorge Luis Venaruzzo
hidráulico es aquel en que la criba se mueve hacia arriba y hacia abajo en un tanque lleno de agua, llamado tipo HARZ.
Fig. 49 Jigg Tipo Denver
CAPACIDAD DE UN JIGG
Una instalación de seis compartimentos cada uno de 40” (107 cm) de ancho por 50” (122 cm) de largo tiene como capacidad de 23 a 27 Ton m/hora, cuando se trata de una alimentación de 13 mm y más fino. En la práctica la velocidad de 11 Ton /hora por metro cuadrado de superficie se usa para minerales de hierro con alimentaciones menores a 3/4".
Cuál será la capacidad de un JIGG de 24” (60cm) x 16” (40 cm) si la alimentación es de 2 mm de diámetro de partícula?. Sea la fórmula: 100 14 , 0 d C= Donde: d = diámetro de la partícula en mm. C = Capacidad en Ton m/24 horas/cm2. C = 0,01975 Ton m/24 horas/cm2. 01975 , 0 1414 , 0 14 , 0 100 2 14 , 0 = = = mm x C Luego:
POTENCIA NECESARIA
La potencia necesaria para la separación por vibración y lavado depende del área de la criba, del tamaño del material tratado, del porcentaje de las aberturas o huecos en la criba del separador, del espesor de la chapa de la criba, de la longitud de la carrera y el número de carreras por minuto. La potencia necesaria para separadores hidráulicos del tipo de émbolo buzo, tratando mineral de 13 mm es de alrededor de 1 CV/m2 de criba.
CONSUMO DE AGUA
Los separadores hidráulicos requieren mucha agua. En la mayoría de las instalaciones se consume de 6 a 10 m3 por tonelada de material tratado.
TAMAÑO DE ALIMETACION
La alimentación de los separadores hidráulicos en el lavado del carbón en algunas minas con material no distribuido por tamaños, se realiza la trituración hasta que pase por una criba de 6" (150 mm), utilizando JIGGS de un tamaño mucho mayor
que para el resto de los minerales. En los minerales metálicos los tamaños más gruesos son de 19 mm (3/4"); comúnmente se consideran más convenientes las mesas vibratorias estriadas que los JIGGS para tratar material más fino de 2 mm (10 mallas).