PREPARACIÓN DEL MINERAL.- Consiste en operaciones de reducción de tamaño y separación de partículas (trituración – tamizado y rangos gruesos y molienda – clasificación en rangos finos), para liberar los minerales valiosos de los estériles y preparar en un rango de tamaños adecuados (malla 200).

2.- CONCENTRACIÓN.- Es la separación de los minerales valiosos de los estériles, para obtener un alto contenido de la parte valiosa que puede ser comercializado en el procesamiento de las fundiciones.

                La concentración puede realizarse por cualquiera de los siguientes métodos:

a)      Flotación.- Su aplicación se basa en la diferencia  entre las propiedades superficiales de las partículas. Es el método mas importante de concentración y tiene aplicación  en la obtención de concentrados de sulfuros fundamentalmente, de carbonatos, silicatos, óxidos, fosfatos y carbones.

b)      Gravimetría.- Consiste en la separación sólido – sólido utilizando la diferencia entre las gravedades específicas de los minerales. Se utiliza especialmente en la concentración de minerales de oro, estaño, tungsteno, plata, plomo y otros.

c)        Magnetismo .- Método de concentración que utiliza la diferencia entre las susceptibilidades magnéticas de los minerales,

d)      Electrostática. Se aplica a casos específicos de minerales que pueden ser separados debido a sus propiedades conductoras de electricidad.

e)      Escogido ò pallaqueo.- Es el método más antiguo de concentración y consiste  como su nombre lo indica en el escogido a mano ò mediante la ayuda de aparatos, de un mineral valioso aprovechando su diferenciación en color, brillo, fluorescencia, etc de los minerales estériles.

3.- DESAGUADO.- Constituye un conjunto de operaciones de separación sólido – líquido (sedimentación ò espesamiento, filtración y secado) que se realizan con la finalidad de eliminar el agua de las pulpas de concentración y relaves originados durante la concentración.

4.- OPERACIONES COADYUVANTES.- Se denomina así a las operaciones de almacenamiento de minerales ò relaves en tolvas ò canchas, al transporte de sólidos en fajas, pulpas impulsadas por bombas a través de tuberías. Constituyen etapas intermedias, reguladores ò de alimentación.

 

LA MINERÌA Y LA METALURGIA

                Para producir o concentrar un mineral se necesita un esfuerzo conjunto del geólogo, minero, metalurgista y del laboratorio de análisis.

El geólogo.- Realiza las exploraciones, evalúa las reservas y controla la calidad del mineral explotado.

El minero.- Realiza la extracción y transporte del mineral.

El metalurgista.- Realiza el enriquecimiento ò concentración de minerales, logra que sea comerciable de acuerdo a la demanda del mercado.

 

DESARROLLO DE LA INDUSTRIA MINERA.

RELACIÓN DE LA METALURGIA CON RAMAS AFINES Y CAMPOS DE LA METALURGIA.

 

IMPORTANCIA DE LA METALURGIA.

                La metalurgia es importante por las siguientes razones:

Mediante la metalurgia se realiza la concentración de minerales, que es necesario para rentabilizar toda la operación minera.

Porque las fundiciones  por razones técnicas y económicas no compran minerales pobres, pero si compran minerales ricos o concentrados.

Porque es menos costoso transportar a las fundiciones concentrados de sulfuros valiosos que transportar mineral pobre. Por ejemplo: 

o   Para transportar 100 toneladas de mineral con 5% de zinc, se necesita: 5 volquetes (*) de 20 toneladas de capacidad cada uno.

Para transportar 10 toneladas de concentrado de zinc con 50%, se necesita: 1 volquete de 10 toneladas de capacidad.

En ambos casos se transporta 5 toneladas de zinc metálico, pero el transporte es más costoso en el primer caso.

(*) Volquete: vehículo para transportar tierra u otros materiales con un dispositivo mecánico para volcarla.

Porque las fundiciones tratan los sulfuros valiosos separados en sus respectivos concentrados que le son entregados por las concentradoras. De esta manera, las concentradoras se convierten en el nexo entre la mina y la fundición.

A través de la metalurgia las fundiciones entregan a la industria metales puros.

Aprovechamiento de minerales pobres.

Solo minas que producían  minerales de leyes metálicas elevadas, podrían operar rentablemente sin necesidad de recurrir a un proceso de concentración.

Con la metalurgia las plantas concentradoras tratan minerales pobres, a fin  de separar los sulfuros valiosos en forma de concentrados y eliminar lo que no sirve en forma de relaves.

 

TERMINOLOGÍA Y CONCEPTOS GENERALES

                En general no se dispone  de un término completamente satisfactorio para describir el tratamiento mecánico de minerales el que también  se le denomina Mineralurgia, Ingeniería de Minerales, Tecnología de Minerales, Beneficio de Minerales, Preparación Mecánica de Minerales, etc. Nosotros adoptaremos la denominación  de “Tratamiento Mecánico de Minerales”.

Mineral.- En minería mineral, es el producto de la explotación de una mina, ya sea que este producto tenga o no valor comercial. El mineral está constituido por la mena (parte valiosa) y la ganga (parte estéril o inservible).

Mena.- Está constituida  por especies mineralógicas valiosas y cuyo aprovechamiento constituye el motivo fundamental de la explotación minera.

Ganga.-  Está constituida casi siempre por especies minerales terrosas ò pétreas, principalmente cuarzo. La ganga también puede estar constituida por ciertos minerales metálicos sin valor  como la Pirita, Mispickel, etc. y otros que son perjudiciales, como la Arsenopirita, Rejalgar, Oropimente, Estibina, etc.

Diagrama de Flujo (Flowsheet).-  Muestra satisfactoriamente la secuencia de las operaciones en la planta. En su forma más simple, se presenta como un diagrama de bloques en el cual se agrupan  todas las operaciones de un solo carácter.

  Cabeza .- Es el mineral bruto que se alimenta a la planta de tratamiento o beneficio.

Concentrado.- Es el material valioso que se obtiene por el procedimiento de concentración empleado y que contiene la mayor parte de la especie mineralógica valiosa.

Relave.- Es la parte sin valor que sale del tratamiento, está constituido fundamentalmente por ganga y lleva consigo algo de mena.  

 

Mixtos o Intermedios.- Son productos intermedios sobre el que no se ha podido realizar una buena separación de la mena y la ganga y que necesariamente debe ser sometido a un tratamiento adicional.

Ley.- La Ley indica el grado de pureza que tiene el producto o el minera

Ejemplo: Mineral de cabeza con 1% de cobre. Ley: 1% de cobre, Concentrado de plomo con 80% de cobre. Ley: 80% de cobre y Relave final con 0.1 % de cobre. Ley: 0.1% de cobre.

Liberar.- Quiere decir reducir  las partículas a tamaños bien pequeños, de tal manera que cada parte valiosa o sulfuro se encuentre separado o libre de otro elemento. Esto lo podemos experimentar, tomando un trozo de mineral y chancándolo con un martillo hasta reducirlo a una arena fina.

Grado de Reducción.- Es la relación entre la alimentación y el producto de una máquina de trituración

Pulpa.- Mezcla de mineral molino más agua.

Mineral Rico.- Se llama así, al mineral de primera calidad o al mineral de “veta madre” que contiene gran cantidad de la parte valiosa o sulfuros y muy poca ganga o material estéril.

Mineral Pobre.- Es aquél que contiene pequeñas cantidades de la parte valiosa y gran cantidad de material estéril.

TRITURACIÓN O CHANCADO

COMMINUCIÒN.

                Se denomina comminuciòn en términos generales a la reducción de trozos grandes a fragmentos pequeños de rocas. La comminuciòn usualmente se lleva a cabo en dos pasos relacionados pero separados, los cuales son trituración o chancado y molienda.

TRITURACIÓN O CHANCADO.

                El chancado es una operación unitaria o grupo de operaciones unitarias en el procesamiento de minerales, cuya función es la reducción de grandes trozos de rocas a fragmentos pequeños. La chancadora es la primera etapa de la reducción de tamaños, generalmente trabaja en seco y se realiza en dos o tres etapas que son: chancadora primaria, secundaria y ocasionalmente terciaria.

                Las chancadoras se diseñan de modo que reduzcan las rocas, de tal manera que todos los fragmentos sean menores que el tamaño establecido, la energía que se gasta en la chancadora es convertida en gran parte, en sonido y calor; por lo que se acepta generalmente, que la eficiencia de chancado es baja; ésta eficiencia puede variar, porque las menas tienen cierta dureza, humedad, contenido de finos, etc.

 

                El chancado, se lleva a cabo mediante máquinas que se mueven lentamente en una trayectoria fija y que ejercen presiones inmensas a bajas velocidades, la acción de chancado se aplica sobre la roca por una parte móvil que se acerca y se aleja de una parte fija, el mineral es cogido y presionado entre estas dos partes. Si las deformaciones producidas por las fuerzas aplicadas no exceden el límite elástico del material, entonces no habrá chancado. Por otro lado, si se excede el límite elástico en

los puntos donde se aplica la fuerza, se producirán grietas y roturas; las cuales originan que la energía de deformación, fluya hacia la superficie y las grietas se propaguen causando fracturamiento. Una vez que las rocas grandes han sido rotas, los fragmentos caen hacia abajo dentro de la máquina, hasta que son nuevamente cogidas y presionadas por la quijada.

                Hay cuatro maneras básicas de reducir el tamaño del material que son: impacto, atrición (fricción), deslizamiento y compresión.

1.       Impacto.- Se refiere a un golpe instantáneo de un objeto moviéndose contra otro; ambos pueden estar moviéndose en cuyo caso nos encontramos ante un impacto dinámico.

2.        Africciòn .- El término es aplicado para la reducción de material, por medio de fricción entre dos superficies duras.

3.        Deslizamiento .- La reducción de tamaño por deslizamiento, consiste en cortar por hendiduras el material.

4.       Compresión.- En las chancadoras mayormente intervienen fuerzas de compresión, como su nombre lo indica la chancadora por compresión es hecha entre dos superficies, generalmente usan este método las chancadoras de quijada y las giratorias.

Generalmente el equipo usado en la trituración, hace uso combinado de los métodos descritos, donde la naturaleza y dureza del material juega un rol importante. Además ciertas rocas y minerales son más duras que otras y ofrecen por lo tanto una mayor resistencia a la fractura.

        La importancia del chancado para el procesamiento de minerales, radica es que mediante ella, es posible liberar los minerales valiosos de los estériles y preparar las superficies y el tamaño de las partículas para procesos posteriores de concentración.

        El  tamaño del producto de la operación de chancado a nivel industrial es del orden de  3/4", 1/2”, 3/8” y 1/4”. Dependiente fundamentalmente de la capacidad de la planta y de las características del mineral.

CLASIFICACIÒN DE LAS CHANCADORAS

        Las chancadoras se clasifican de acuerdo al tamaño del mineral tratado que son:

1.       Chancadora Primaria.- La cual tritura tamaños enviados directamente de las minas (rocas de un máximo de 60”) hasta un producto de 8” a 6”. En este tipo se usan mayormente las chancadoras de Quijadas o Mandíbula.

2.       Chancadora Secundaria.- Que toma el producto de la chancadora primaria y lo reduce a productos de 3” a 2”. En este tipo se usan las chancadoras Giratorias o de Cono.

3.       Chancadora Terciaria.- Que toma el producto de la chancadora secundaria y lo reduce a fragmentos de  3/4”, 1/2”, 3/8” y 1/4”; los cuales se envían a un molino de

barras o bolas según sea el caso. En este tipo se usan las chancadoras Giratorias o de Cono.

CARACTERÍSTICAS DE LA CHANCADORA DE QUIJADA O MANDÍBULA

Podemos mencionar las siguientes características:

Abertura grande de recepción

La forma de la abertura de recepción, favorece la alimentación de rocas de tamaño grande. Esto le da una ventaja sobre la chancadora giratorio.

Las muelas o blindajes pueden invertirse en la quijada y los costos operarios son varias veces menores que las giratorias.

La chancadora de quijada manipula alimentación sucia y pegajosa, ya que no existe lugar debajo de la quijada, donde el material se puede acumular y obstruya la descarga.

Los mantenimientos de rutina se efectúa más fácilmente en una chancadora de quijada.

Los tipos de chancadoras de quijadas son: Chancadora tipo Blacke, Chancadora tipo Dodge y la Chancadora tipo Universal.

CARACTERÍSTICAS DE LA CHANCADORA GIRATORIA

        Podemos mencionar las siguientes características:

La chancadora giratoria se compone fundamentalmente de un tronco de cono recto, donde se coloca el “Mantle” (móvil) que es como una campana y se mueve excéntricamente en el interior de una cámara. Encima del mantle se coloca como una taza llamado Bowl Liner (fija), la trituración del mineral se efectúa en el espacio anular comprendido entre el mantle y el bowl liner. Para regular la salida del mineral  se sube o se baja el bowl liner (taza).

La abertura anular de descarga, da lugar a la obtención de un producto más cúbico y homogéneo.

La forma de la abertura de recepción es favorable, para la alimentación de trozos delgados, lisos y llanos.

La longitud de la abertura de recepción combinada con el área grande, minimiza los campaneos o atoros.

La alimentación es mas simple, puede ser alimentada desde por lo menos dos puntos.

El bajo efecto de la volante, minimiza los picos de arranque.

El servicio de las grúas puente, es mas simple que para una chancadora de quijada; una giratoria se puede manipular mediante una sola grúa, mientras que una de quijada necesita una grúa con movimiento en dos direcciones.

La velocidad mayor del eje del piñón, permite el uso de motores de velocidades mayores.

El sistema de lubricación es forma continua, mediante una bomba.

La lubricación es continua y es mas simple y económica que en la chancadora de quijada.

La protección de seguridad es mucho mas fácil.

Los tipos de chancadoras giratorias son: Chancadora Allis Chalmers y chancadora Symons

Dentro de las chancadoras Symons existen dos tipos que son: Chancadora Symons Standard, la que más se utiliza industrialmente y la Chancadora Symons de cabeza corta.

SELECCIÓN DE UNA CHANCADORA PRIMARIA

        La selección del tipo y tamaño ideal de una chancadora primaria, es un problema de gran importancia para el diseño de una planta de chancado. Generalmente, la chancadora primaria es una de las mas grandes y mas costosas de las unidades de una planta. En la selección se tiene que tener en cuenta los siguientes factores:

1.       Las características del material que va a ser chancado; lo cual involucra la clasificación geológica de la roca, su estructura física y su resistencia al chancado; es decir suave, medio duro, duro, muy duro y extremadamente duro.

2.       El promedio de capacidad diaria u horaria, las capacidades de las chancadoras deben diseñarse considerando las diferentes interrupciones, fundamentalmente en el transporte del mineral; por eso se considera una capacidad de reversa de 25 a 50 %

3.       El tamaño del producto; este tamaño está relacionado con la capacidad. Es usual operar con un radio de reducción tan grande como sea posible.

4.       El tipo y tamaño de los equipos del tajo, tienen importancia en la selección del tamaño de la chancadora. Los efectos de la voladura, tamaño de las palas y del transporte.

5.       Los arreglos en la alimentación, si no hay una buena alimentación se podrían formar puentes o campaneos, originando costosos retrasos para limpiar los atoros.

SELECCIÓN DE CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS

        El  término chancado  secundario es aplicable a la etapa de chancado simple o múltiple, que sigue inmediatamente después de la chancadora primaria, tomando todo o parte del producto de la etapa primaria como su alimentación. El término de chancado terciario, es aplicable a la etapa de chancado que generalmente sigue al chancado secundario.

        En la selección de las chancadoras secundarias y terciarias, hay tener en cuenta los siguientes factores:

1.       Capacidad.- La capacidad de una sola unidad secundaria, no tiene que coincidir necesariamente con la capacidad de la chancadora primaria; los arreglos adecuados de separación de finos (cedazos), disminuyen la carga que pasa a la chancadora secundaria.

2.       Tamaño de Alimentación.- La aberturaradial de recepción de la chancadora giratoria, no debe ser menor que tres veces la abertura de descarga en su posición abierta de la chancadora primaria. Por ejemplo, si el producto de la chancadora primaria de quijada fuera 10 pulgadas, entonces la chancadora secundaria giratoria, debería tener una abertura radial no menor que 30 pulgadas.

3.       Tamaño de Producto.- No existe reglas impuestas para determinar, si en el chancado secundario, debe haber una sola máquina, dos o más máquinas que operen en paralelo. Está claro que si la abertura de recepción necesaria de una máquina secundaria, requiere la selección de una chancadora cuya capacidad iguala o excede a la de la primaria, los arreglos de dos etapas no son necesarios. El número y tamaño de las chancadoras secundarias, dependerá del tamaño de la primaria, las condiciones de descarga, el tipo y las y condiciones de la secundaria que se va usar.

FACTORES QUE DETERMINAN EL RENDIMIENTO DE LAS CHANCADORAS.

        La eficiencia o rendimiento de las chancadoras primaria, secundaria y terciaria se debe a los siguientes factores:

A la velocidad de alimentación Al tamaño del mineral que se alimenta A la dureza del mineral A la humedad del mineral Al tamaño del mineral que se reduce Al desgaste de los forros A la potencia de trabajo requerido Al control de operación Insuficiente zona de descarga del triturador Falta de control en la alimentación Controles de automatización

TAMIZADO INDUSTRIAL

        Llamado también cedazo o zaranda se define como la clasificación del material en grupos de tamaño; es decir separar los finos de los gruesos, esto se consigue mediante el zarandeo. El material que pasa a través de la abertura del cedazo, se le llama undersize; mientras que el material remanente sobre la malla se le denomina oversize.

FAJAS TRANSPORTADORAS

        Las fajas sirven para transportar el mineral y están compuestos por:

a)       Faja propiamente dicha.-  Hecha de lona y jebe

b)       Poleas. - Son las que sostienen a la faja, están compuestos por:

      b.1) Polea Motriz o Cabeza. Que lleva acoplado el motor, que es la que la mueve a la faja.

     b.2)   Polea de cola o impulsada.  Que lleva un tensor horizontal de tornillo, sirve para templar la faja.

c)       Polines.- Sostienen a la faja la faja y están espaciados a una determina distancia, dan la forma de un canal a la faja para impedir que se derrame el mineral. Los polines de retorno sostienen a la faja en su retorno en su parte inferior. Los polines de guía controlan que la faja no se salga hacia los lados.