Concentradores gravimétricos de uso más común

Equipos de concentración por gravedad de uso común

La concentración por gravedad es un proceso de eficacia probada para el beneficio de minerales. Las técnicas de concentración gravimétrica suelen considerarse cuando la flotación es menos eficaz y los costes operativos son elevados debido a consideraciones físicas, químicas y mecánicas extremadamente complejas.

Las separaciones por gravedad son sencillas y separan partículas minerales de distinta gravedad específica. Esto se lleva a cabo mediante sus movimientos relativos en respuesta a la gravedad junto con una o más fuerzas que añaden resistencia al movimiento ofrecida por medios viscosos como el aire o el agua. El movimiento de las partículas en un fluido depende de la gravedad específica, el tamaño y la forma del material en movimiento.

La eficacia aumenta con el tamaño más grueso para moverse lo suficiente, pero se vuelve sensible en presencia de limos. Hay muchos tipos de separadores por gravedad adecuados para distintas situaciones. Existen muchos dispositivos para la concentración por gravedad. Los métodos más comunes son las bateas manuales, las plantillas, las esclusas y los conos, el concentrador en espiral y la mesa vibratoria, por citar algunos.

Panorámica

El bateo como técnica de recuperación de minerales o metales era conocido por los antiguos desde hace siglos. En el siglo XIX, el lavado de oro era popular y se practicaba ampliamente en California, Argentina, Australia, Brasil, Canadá, Sudáfrica y la India.

El bateo se realiza agitando manualmente una bandeja que contiene arena y grava de río, depósitos aluviales que contienen metales preciosos como oro, plata, estaño, wolframio, etc. La agitación de la bandeja separa la arena, las piedras y los metales de grano fino en diferentes capas mediante concentración gravitatoria diferencial. Se eliminan los materiales no deseados. Se trata de una práctica primitiva de bajo coste y generalmente practicada a pequeña escala por la población tribal local.

Plantilla

Los jigs son dispositivos de concentración por gravedad de pulsación continua. Los jigs para concentrar minerales se basan exclusivamente en las diferencias de densidad de las partículas. El jig elemental es un depósito abierto lleno de agua. Sobre una criba horizontal perforada se coloca un grueso lecho de partículas gruesas y pesadas.

El material de alimentación se vierte desde la parte superior. El agua se impulsa hacia arriba y hacia abajo (la acción de la plantilla) mediante un émbolo neumático o mecánico. El material se desplaza por el lecho de la plantilla. Las partículas más pesadas penetran a través del rascador y la criba para sedimentarse más rápidamente como concentrado. El concentrado se retira por la parte inferior del dispositivo. La acción del jig hace que las partículas más ligeras sean arrastradas por el flujo transversal complementado por una gran cantidad de agua suministrada continuamente a la cámara de concentrado.

La eficiencia de los Jigs mejora con material de alimentación relativamente grueso que tiene una amplia variación en la gravedad específica. Las plantillas se utilizan ampliamente como un dispositivo de limpieza de carbón eficaz y económico.

Esclusa y conos

La esclusa de pellizcos y conos es un canal inclinado de madera, aluminio, acero y fibra de vidrio, de 60-90 cm de longitud. El canal se estrecha desde unos 25 cm de anchura en el extremo de alimentación hasta 3 cm en el extremo de descarga. La alimentación consiste en sólidos de 50-65% que entran en la esclusa y se estratifican a medida que las partículas fluyen a través de la esclusa.

Los materiales se apiñan en la estrecha zona de descarga. El apilamiento provoca la dilatación del lecho y permite que los minerales pesados migren y se desplacen por el fondo. Las partículas más ligeras son empujadas hacia la parte superior. Los estratos minerales resultantes se separan mediante un separador situado en el extremo de descarga. Las esclusas de pellizco son dispositivos sencillos y baratos. Se utilizan principalmente para la separación de arenas minerales pesadas. Para una aplicación industrial se necesita un gran número de unidades básicas y bombas de recirculación.

El sistema se mejora mediante el desarrollo y la adopción del cono Reichert. El dispositivo completo se compone de varios conos apilados verticalmente en marcos circulares e integrados.

Concentrador espiral

El concentrador espiral es un dispositivo moderno de alta capacidad y bajo coste. Está desarrollado para la concentración de LGOs y minerales industriales en forma de lodo. Funciona con una combinación de la densidad de las partículas sólidas y sus propiedades hidrodinámicas de arrastre.

Las espirales consisten en un conducto o esclusa helicoidal simple o doble envuelto alrededor de una columna central de recogida. Tiene un canal de agua de lavado y una serie de puertos de extracción de concentrado situados a intervalos regulares a lo largo de la espiral. La separación se consigue por estratificación del material causada por un complejo efecto combinado de fuerza centrífuga, decantación diferencial y migración de partículas pesadas a través del lecho hacia la parte interior del conducto.

La aplicación más extendida es el tratamiento de arenas de playa de minerales pesados consistentes en monacita, ilmenita, rutilo, circón, granate, etc. Se utiliza ampliamente para mejorar el concentrado de cromita. Se construyen dos o más espirales alrededor de una columna central para aumentar la cantidad de material que puede procesar una sola unidad integrada.

Mesa vibratoria

La mesa de agitación consta de una cubierta inclinada con una superficie estriada. Un motor acciona un pequeño brazo que sacude la mesa en toda su longitud, paralelamente al patrón del rifle.

Este movimiento de sacudida longitudinal se acciona con una lenta carrera de avance seguida de un rápido golpe de retorno. Los fusiles están dispuestos de tal manera que el material pesado es atrapado y transportado paralelamente a la dirección de la oscilación. El agua se añade en la parte superior de la mesa y perpendicular al movimiento de la mesa. Las partículas más pesadas y gruesas se desplazan hacia un extremo de la mesa. Las partículas más ligeras y finas tienden a lavarse por encima de los fusiles y hacia el borde inferior. Los puntos intermedios entre estos extremos permiten recuperar las partículas de tamaño y densidad intermedios.

Las mesas vibrantes se utilizan mucho para concentrar oro. También se utilizan en la recuperación de minerales de estaño y wolframio. Estos dispositivos se utilizan a menudo después de otros equipos de concentración gravimétrica, como espirales, conos de Reichert, plantillas y concentradores gravimétricos centrífugos, para la limpieza final antes del refinado o la venta del producto.

Separador multigravedad

Separador multigravedad (SGR) es un nuevo desarrollo en la experiencia de concentración de película fluida que utiliza el efecto combinado de la fuerza centrífuga y la agitación. La fuerza centrífuga potencia la fuerza gravitatoria y obtiene un mejor rendimiento metalúrgico al recuperar partículas de hasta 1 mm de diámetro. De lo contrario, se escaparían a la corriente de relaves si se utilizaran otros separadores por gravedad en húmedo convencionales, como plantillas, espirales, mesas, etc. 

El principio del sistema consiste esencialmente en envolver la superficie horizontal de concentración de una mesa de agitación convencional en un tambor cilíndrico que luego gira. De este modo, se ejerce una fuerza varias veces superior a la fuerza gravitatoria normal sobre las partículas de la película que fluyen por la superficie. Esto mejora en gran medida el proceso de separación. La MGS en circuito cerrado con celdas de rougher de plomo de mineral sulfurado alojado en esquistos de grafito mejora la metalurgia del concentrado de plomo de 20 a 40% Pb. El contenido de carbono grafítico se reduce simultáneamente de >10 a menos de 3%. La presencia de carbono grafítico interfiere en la flotación del mineral sulfurado, lo que da lugar a una baja recuperación de metal y a un concentrado sucio. El MGS mejora la recuperación metalúrgica y la calidad del concentrado de los minerales sulfurados con carbono grafítico y de los minerales de hierro fino con alto contenido en alúmina.