Concentradores por gravidade mais comuns

Equipamento de concentração gravitacional comum usado

A concentração por gravidade é um processo comprovado de beneficiação de minerais. As técnicas de concentração por gravidade são frequentemente consideradas quando a prática de flotação é menos eficiente e os custos operacionais são elevados devido a considerações físicas, químicas e mecânicas extremamente complicadas.

As separações por gravidade são simples e separam partículas minerais de gravidade específica diferente. Isto é efectuado pelos seus movimentos relativos em resposta à gravidade, juntamente com uma ou mais forças que acrescentam resistência ao movimento oferecida por meios viscosos como o ar ou a água. O movimento das partículas num fluido depende da gravidade específica, do tamanho e da forma do material em movimento.

A eficiência aumenta com o tamanho mais grosseiro para se mover suficientemente, mas torna-se sensível na presença de lamas. Existem muitos tipos de separadores de gravidade adequados a diferentes situações. Existem muitos dispositivos para a concentração por gravidade. Os métodos mais comuns são as panelas manuais, os gabaritos, as comportas e os cones, o concentrador em espiral e a mesa de agitação, para citar alguns.

Panorâmica

O garimpo como técnica de recuperação de minerais ou metais era conhecido dos antigos desde séculos passados. O garimpo de ouro era popular e amplamente praticado na Califórnia, Argentina, Austrália, Brasil, Canadá, África do Sul e Índia durante o século XIX.

O garimpo é efectuado através da agitação manual de um tabuleiro que contém areia e cascalho do leito de um rio, depósitos aluviais que contêm metais preciosos como o ouro, a prata, o estanho, o tungsténio, etc. A agitação do tabuleiro separa a areia, as pedras e os metais de grão fino em diferentes camadas por concentração gravitacional diferencial. Os materiais indesejáveis são removidos. Trata-se de uma prática primitiva, de baixo custo e geralmente praticada em pequena escala pelas populações tribais locais.

Gabarito

As toneiras são dispositivos de concentração por gravidade com pulsação contínua. A concentração de minerais por jigagem baseia-se exclusivamente nas diferenças de densidade das partículas. O jig elementar é um tanque aberto cheio de água. Um leito espesso de partículas grossas e pesadas é colocado num crivo perfurado horizontal.

O material de alimentação é vertido a partir do topo. A água é pulsada para cima e para baixo (a ação de jigging) por um êmbolo pneumático ou mecânico. A alimentação move-se através do leito do jigue. As partículas mais pesadas penetram através da grelha e do crivo para se depositarem mais rapidamente como concentrado. O concentrado é retirado do fundo do dispositivo. A ação de jigging faz com que as partículas mais leves sejam arrastadas pelo fluxo cruzado complementado por uma grande quantidade de água continuamente fornecida à câmara de concentrado.

A eficiência das toneiras melhora com material de alimentação relativamente grosseiro com uma grande variação na gravidade específica. Os gabaritos são amplamente utilizados como um dispositivo eficiente e económico de limpeza de carvão.

Eclusa e cones comprimidos

A comporta e os cones são uma calha inclinada feita de madeira, alumínio, aço e fibra de vidro, com 60-90 cm de comprimento. O canal afunila de cerca de 25 cm de largura na extremidade de alimentação para 3 cm na extremidade de descarga. A alimentação constituída por sólidos 50-65% entra na comporta e estratifica-se à medida que as partículas fluem através da comporta.

Os materiais espremem-se na estreita área de descarga. O empilhamento provoca a dilatação do leito e permite que os minerais pesados migrem e se desloquem ao longo do fundo. As partículas mais leves são forçadas a subir para o topo. Os estratos minerais resultantes são separados por um separador na extremidade de descarga. As eclusas de pinças são dispositivos simples e pouco dispendiosos. São principalmente utilizadas para a separação de areias minerais pesadas. Para uma aplicação industrial, é necessário um grande número de unidades de base e de bombas de recirculação.

O sistema é melhorado pelo desenvolvimento e adoção do cone Reichert. O dispositivo completo é composto por vários cones empilhados verticalmente em estruturas circulares e integrados.

Concentrador em espiral

O concentrador em espiral é um dispositivo moderno de alta capacidade e baixo custo. Foi desenvolvido para a concentração de LGOs e minerais industriais em forma de lama. Funciona com base numa combinação da densidade das partículas sólidas e das suas propriedades hidrodinâmicas de arrastamento.

As espirais consistem numa conduta helicoidal simples ou dupla ou numa comporta enrolada em torno de uma coluna central de recolha. Tem um canal de água de lavagem e uma série de portas de remoção de concentrado colocadas a intervalos regulares ao longo da espiral. A separação é conseguida através da estratificação do material causada por um efeito combinado complexo de força centrífuga, sedimentação diferencial e migração de partículas pesadas através do leito para a parte interior da conduta.

A aplicação mais extensa é o tratamento de areia de praia de minerais pesados que consistem em monazite, ilmenite, rutilo, zircão, granada, etc. É amplamente utilizado para melhorar o concentrado de cromite. Duas ou mais espirais são construídas em torno de uma coluna central para aumentar a quantidade de material que pode ser processado por uma única unidade integrada.

Mesa agitadora

A mesa agitadora é constituída por uma plataforma inclinada com uma superfície estriada. Um motor acciona um pequeno braço que agita a mesa ao longo do seu comprimento, paralelamente ao padrão da espingarda.

Este movimento de agitação longitudinal é acionado num curso lento para a frente seguido de um rápido golpe de retorno. As espingardas estão dispostas de forma a que o material pesado fique preso e seja transportado paralelamente à direção da oscilação. A água é adicionada na parte superior da mesa e perpendicularmente ao movimento da mesa. As partículas mais pesadas e mais grosseiras deslocam-se para uma extremidade da mesa. As partículas mais leves e mais finas tendem a passar por cima das espingardas e para a extremidade inferior. Os pontos intermédios entre estes extremos permitem a recuperação das partículas intermédias (tamanho e densidade intermédios).

As mesas de agitação são muito utilizadas na concentração de ouro. Também são utilizadas na recuperação de minerais de estanho e tungsténio. Estes dispositivos são frequentemente utilizados a jusante de outros equipamentos de concentração por gravidade, tais como espirais, cones Reicherts, jigues e concentradores gravíticos centrífugos para limpeza final antes da refinação ou venda do produto.

Separador multi-gravitacional

Separador multi-gravitacional (MGS) é um novo desenvolvimento na experiência de concentração de película fluida que utiliza o efeito combinado da força centrífuga e da agitação. A força centrífuga aumenta a força gravitacional e obtém um melhor desempenho metalúrgico ao recuperar partículas até 1 mm de diâmetro. De outra forma, estas escapariam para o fluxo de rejeitos se fossem utilizados outros separadores gravíticos húmidos convencionais, como jigues, espirais, mesas, etc. 

O princípio do sistema consiste essencialmente em envolver a superfície de concentração horizontal de uma mesa de agitação convencional num tambor cilíndrico, que depois roda. Uma força, muitas vezes maior do que a força gravitacional normal, é exercida por este meio sobre as partículas na película que flui através da superfície. Isto melhora o processo de separação em grande medida. A MGS em circuito fechado com células de desbaste de chumbo de minério de sulfureto hospedado em xisto de grafite melhora a metalurgia do concentrado de chumbo de 20 para 40% Pb. O teor de carbono grafítico reduz simultaneamente de >10 para menos de 3%. A presença de carbono grafítico interfere com a flotação do minério de sulfureto, resultando numa baixa recuperação de metal e num concentrado impuro. A MGS melhora a recuperação metalúrgica e a qualidade do concentrado para minério de sulfureto com carbono grafite e minério de ferro fino com alto teor de alumina.