Quais são os 4 principais métodos de separação por gravidade na mineração de ouro?

A rentabilidade da extração de ouro depende de um processamento eficiente do minério. A separação por gravidade, utilizando técnicas como a esclusa e a centrifugação, é um passo fundamental na recuperação de ouro significativo antes de processos mais complexos.

Quatro métodos principais de separação por gravidade dominam a recuperação de ouro: esclusão, concentração em espiral, concentração centrífuga e jigagem. Cada técnica utiliza princípios diferentes para separar o ouro com base na densidade, oferecendo vantagens únicas para vários tipos de minério e tamanhos de partículas de ouro. A escolha do método correto tem um impacto significativo nas taxas globais de recuperação e nos custos operacionais. 

Vamos aprofundar cada um destes métodos, explorando os seus pontos fortes e fracos.

Como funciona a recuperação de ouro com caixa de eclusa?

As caixas de eclusa, uma tecnologia simples mas eficaz, são utilizadas há séculos para recuperar ouro. O seu baixo custo e simplicidade tornam-nas atractivas para operações em pequena escala.

As caixas de eclusa utilizam um canal suavemente inclinado, revestido de riffles para reter as partículas de ouro mais pesadas. A água transporta a mistura de minério através do canal, com as partículas de ouro a fixarem-se nos riffles enquanto os materiais mais leves são arrastados. Embora simples, as comportas são melhores para recuperar partículas de ouro maiores de minérios prontamente libertados.

Caixas de eclusa são baratos de construir e operar, tornando-os ideais para mineiros de pequena escala ou artesanais. São particularmente eficazes na recuperação de pepitas e flocos de ouro de maiores dimensões. No entanto, a sua eficiência de recuperação diminui significativamente com partículas de ouro mais finas. O ângulo da comporta, o desenho da calha e o caudal de água têm impacto na eficiência. Muitas eclusas modernas incorporam designs de riffle melhorados e até incorporam classificadores para melhorar o desempenho em material mais fino. A sua eficácia depende em grande medida das caraterísticas do minério. Os minérios com elevado teor de argila ou ouro muito fino requerem etapas de processamento adicionais após a filtragem.

O teor de ouro do minério original de Mina de ouro de Zijinshan é de apenas 0,8g/t. O concentrador adopta uma lixiviação em pilha-separação por gravidade - processo de lixiviação de carbono para recuperar o ouro contido no minério e obtém indicadores técnicos e económicos relativamente satisfatórios. A taxa de recuperação de ouro é superior a 80% e os benefícios económicos e sociais do concentrador são muito significativos. O processo de produção do concentrador é apresentado em Figura 1.

A carga circulante do circuito de classificação do Concentrador de ouro e cobre Les Mines Camchib no Canadá é tão alta quanto 500%~700%. A descarga do moinho de bolas é processada pela calha de constrição para separação grosseira. A taxa de recuperação de ouro do concentrado grosso é de 10%~20%, o rácio de enriquecimento de ouro é de 2, e os rejeitos da calha de constrição entram no classificador. O concentrado grosseiro é finamente concentrado pelo concentrador centrífugo de ouro Nelson em duas fases para obter um concentrado contendo 5%~10% de ouro e, em seguida, o agitador é finamente concentrado para um grau de cerca de 65% para fundição. O processo de separação por gravidade é mostrado em Figura 2.

Qual a eficácia da concentração em espiral para o ouro?

Concentradores em espiral oferecem um método de separação por gravidade mais avançado em comparação com as caixas de eclusa, melhorando as taxas de recuperação de ouro mais fino.

Os concentradores em espiral utilizam um canal helicoidal para separar materiais com base em diferenças de densidade. O minério é alimentado no topo da espiral e, à medida que desce, as partículas mais pesadas (como o ouro) migram para o lado interior da espiral, enquanto as partículas mais leves são transportadas para fora e descarregadas. Isto permite um maior rendimento e uma melhor recuperação de partículas de ouro mais pequenas do que as caixas de eclusa. 

Os concentradores em espiral manuseiam maiores volumes de minério do que as caixas de eclusa e são mais adequados para operações de média escala. A geometria da espiral, o caudal e as caraterísticas da alimentação afectam significativamente a sua eficiência. Elas são particularmente eficazes no processamento de materiais mais finos do que as caixas de eclusa podem suportar. No entanto, o seu desempenho continua a ser afetado pela presença de argilas ou outras partículas finas que podem interferir com a separação do ouro. Muitos modelos modernos incluem caraterísticas como jactos de água ajustáveis e diferentes configurações de espirais para otimizar o desempenho para caraterísticas específicas do minério. São frequentemente utilizados em combinação com outros métodos de separação por gravidade.

O Fábrica de processamento de minério de Boliden na Suécia estabelece um circuito de separação por gravidade para recuperar o ouro grosso antes da segunda fase de trituração para evitar a trituração excessiva do ouro, o que aumenta a taxa de recuperação de ouro em 5%. A principal função da separação por gravidade é recuperar o ouro monómero antes da flotação. O processo de separação por gravidade consiste em concentradores de cone DSS e DS, dois concentradores de cone LGT Reichert de três cabeças, um concentrador em espiral e um agitador Sala Deister. O minério moído é separado por uma peneira para separar materiais maiores que 3 mm antes de ser alimentado ao concentrador de cone Reichert e depois devolvido para re-moagem para evitar que materiais muito grossos causem turbulência na polpa e interfiram no efeito de separação do concentrador de cone. O processo de separação por gravidade é mostrado em Figura 3.

O que é a concentração centrífuga e quando é utilizada?

Concentradores centrífugos utilizam a rotação a alta velocidade para separar o ouro, proporcionando uma elevada eficiência e manuseando eficazmente as partículas finas.

Os concentradores centrífugos, como os concentradores Falcon, utilizam a força centrífuga para separar materiais com base na densidade. O minério é alimentado numa cuba de rotação rápida, sendo as partículas de ouro mais pesadas forçadas para fora contra a parede da cuba, enquanto os materiais mais leves são arrastados. Este método atinge uma elevada eficiência de separação, particularmente para partículas finas de ouro. 

Os concentradores centrífugos oferecem taxas de rendimento e recuperação significativamente mais elevadas em comparação com as caixas de eclusa ou espirais, particularmente quando se trata de ouro de grão fino. São frequentemente utilizados como um método de concentração secundário ou terciário após técnicas de separação mais grosseiras. O seu custo de capital é significativamente mais elevado do que o das comportas ou espirais. No entanto, o seu elevado rendimento e eficiência podem compensar este custo para operações em grande escala. Os parâmetros operacionais, como a velocidade de rotação e a taxa de alimentação, devem ser cuidadosamente controlados para maximizar a eficiência.

 
Mais de 51% do minério de ouro processado pelo concentrador de Henan Jinyuan Gold Mining Co, Ltd. existe sob a forma de ouro natural com um tamanho de partícula superior a 0,06 mm. Para recuperar esta parte do ouro de forma económica, razoável e eficiente, o concentrador montou uma operação de re-seleção no circuito de moagem e utilizou dois concentradores KC-XD40 Nelson para recuperar o ouro grosso. O processo de produção é mostrado em Figura 4. Quando o tamanho da partícula do produto de minério é -0,075mm, o conteúdo representa 55%, e a concentração de alimentação (fração de massa sólida) é 36%, o rendimento do concentrado de ouro do concentrador Nelson é 0,03%, o grau de ouro do concentrado é 2800~3500g/t, e a taxa de recuperação de ouro no concentrado é 38%.

Como é que a jigagem separa o ouro do minério?

Pesca à linhaA técnica de separação em leito pulsante é outro método eficaz para a recuperação de partículas de ouro, especialmente quando se trata de uma vasta gama de tamanhos de partículas.

O jigging utiliza um leito de água pulsante para separar materiais com base no tamanho e na densidade. O minério é introduzido num recipiente com um fundo perfurado e um fluxo ascendente pulsante de água levanta as partículas mais leves, enquanto as partículas mais pesadas (como o ouro) assentam. Este processo repete-se continuamente, concentrando o ouro na camada inferior. O jigging lida com uma gama mais alargada de tamanhos de partículas do que a concentração em espiral ou a esclusa.

O jigging é particularmente eficaz quando se trata de uma distribuição de tamanho misto de partículas de ouro. É robusto e pode lidar com minério com uma quantidade significativa de argila ou materiais finos. Existem diferentes modelos de jigues, cada um optimizado para determinados tamanhos de partículas e caraterísticas do minério. A frequência de pulsação, a taxa de fluxo de água e a profundidade do leito influenciam a eficiência da separação. O custo de capital dos jigues é comparável ao dos concentradores em espiral. São frequentemente utilizados como uma etapa de concentração primária, especialmente em operações que precisam de lidar com uma vasta gama de tamanhos de partículas.

O Mina de ouro Pamour Porcupine no Canadá utiliza jigging em duas fases para a pré-separação, e o concentrado é flutuado e cianetado, respetivamente. O primeiro estágio usa um moinho de bolas de 1,5m×4,9m, e a porta de descarga do moinho de bolas é conectada a um jig Pan American. O concentrado grosso é alimentado num jigue Denver de câmara dupla para a fundição do concentrado de ouro por jigue. Os rejeitos da primeira fase de jigging são moídos, e cobre e o enxofre são separados por flotação. Os rejeitos de jigagem selecionados e o concentrado de enxofre são moídos de novo e depois descianidizados. O processo é mostrado em Figura 5.

Conclusão

A separação por gravidade desempenha um papel fundamental na recuperação de ouro, reduzindo significativamente a carga de processamento a jusante. A escolha entre caixas de eclusa, espirais, concentradores centrífugos e jigues depende de factores como as caraterísticas do minério, o tamanho das partículas de ouro e a escala operacional. Cada método oferece vantagens e desvantagens únicas, e muitas vezes uma combinação de técnicas é empregada para maximizar a recuperação de ouro.