Minerales

Tratamiento mineral. Metales. Trituración. Tostación. Lixiviación. Molienda. Purificación

  • Enviado por: Gilberto Javier Garcia Rosas
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 7 páginas
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EXTRACCION DE UN MINERAL

Este procedimiento de extracción se basa en la recuperación de los metales mediante un disolvente y luego precipitándolos a su estado puro para lograr este objetivo se tienen que llevar a cabo ciertos procesos básicos como lo son:

La trituración , molienda y clasificación constituyen el primer paso mediante el cual se reduce el mineral a fragmentos de tamaño fácilmente manejable a granel , al mismo tiempo que permite el acceso del disolvente hasta el mineral deseado . En general , en este primer paso se tiende a quebrar el mineral hasta un tamaño adecuado no mas fino que lo absolutamente necesario , y , si se quiere , también a separar los gruesos de los finos para tratarlos aisladamente de la manera mas adecuada para cada uno de ellos.

La tostación , por cualquiera de los diferentes métodos técnico es indispensable en casos de ciertos minerales o concentrados para prepararlos previamente a la lixiviación. La tostación puede hacerse variar , según sea necesario par producir un sulfato , un óxido , reducir el contenido de óxido , producir un cloruro , o bien una combinación de estos resultados.

Se ha diseñado equipo especial para controlar con precisión las reacciones de la tostación , las cuales son complejas en ocasiones.

La lixiviación es el proceso por medio del cuál se disuelve el mineral deseado en el disolvente que se ha seleccionado. El problema de la lixiviación es determinar las condiciones mecánicas , químicas y económicas mediante las que se obtenga una disolución máxima del metal deseado , y se obtengan también utilidades comerciales.

La separación de la solución implica el manejo de los desechos o “ colas “ pobres que resultan después de que se ha obtenido el metal por lixiviación del mineral. Esta manejo puede variar desde el simple escurrido y lavado hasta técnicas mas complicadas de decantación a contracorriente o por filtración.

La precipitación es el último paso mediante el cual se obtiene el metal deseado , al que solamente le falta , la refinación para quedar listo para usarse. Los métodos electrolíticos de precipitación recuperan , desde luego , el máximo de metal tratado por lixiviación. Sin embargo , existen métodos químicos , por ejemplo la precipitación de cobre por medio del hierro que recuperan importantes proporciones del metal.

Química de la tostación

La tostación de minerales o concentrados como paso previo para el proceso de lixiviación de los mismo , toma cualquiera de las siguientes formas : Oxidación , reducción , sulfatación , o cloruración. Cada una tiene un objeto específico , el cual se puede obtener usando medidas adecuadas y teniendo control en la operación.

La tostación oxidante de minerales de cobre no se usa en ninguna planta moderna para lixiviación de cobre . La razón no es falte de eficiencia del proceso de tostación sino el hecho de que , por lo general , resulta mas barato operar un molino de flotación y una fundición para los minerales de sulfuro de cobre , que tostarlos , lixiviarlos y , por ultimo , refinarlos. Sin embargo , habría que estudiar y pensar el uso de la tostación y lixiviación para un concentrado de sulfuro de cobre , cuyo contenido de metales preciosos fuera muy bajo , o bien , hubiera que transportarlo a una distancia muy grande hasta la fundición.

Trituración , molienda y clasificación

El primer requisito mecánico que se debe cumplir en la lixiviación de un mineral es , desde luego , la trituración del mismo mineral en partículas reducidas a un tamaño adecuado a fin de que las soluciones lixiviantes puedan penetrarlas y extraer el metal soluble. Algunos yacimientos minerales de condición muy favorable , como el de la antigua Ohio Coper Co. No necesitan ser minados para lograr el tratamiento satisfactorio de sus metales. Otros , de menos permeabilidad , requieren molienda muy fina para que pueda recuperarse el metal deseado. El mas económico de los procesos de lixiviación es , desde luego , la lixiviación del mineral in situ. El ejamplo clásico de este caso es el de la Ohio Koper Co. Cerca de SALT Lake City. Esta compañía , amenazada de quiebra a causa del alto costo de extracción de mineral de cobre de baja ley por los métodos mineros ordinario , resolvió sus problemas con éxito , simplemente eliminando la extracción del mineral de la mina. Los técnicos de lamina se dieron cuneta de que el agua que se filtraba por el yacimiento era rica en cobre soluble y que se juntaba debido a la permeabilidad del bajo del yacimiento. Entonces , solo había que rociar agua en la superficie sobre le yacimiento y dejar que la solución fluyera en una galería ubicada al bajo del cuerpo mineralizado y debajo de este. El cobre se precipitaba sobre botes de hojalata. La lixiviación se verificaba por oxidación de la pirita y disolución sub secuente de los sulfuros de cobre debido a la reacción con sulfato férrico. Los elementos esenciales fueron un yacimiento bien fracturado y a través del cual podían pasar el agua y el aire ; la presencia tanto de sulfuros de cobre como de sulfuros de hierro , y la impermeabilidad del bajo del cuerpo , que impedía perdida de solución.

Trituración.

La trituración del mineral no debe pasar inadvertida cuando se trata de preparación para lixiviación en caso de minerales que no se puedan tratar por métodos mas económicos ya descritos. Las trituradoras o quebradoras se han usado por siglos , pero parece que se las ha aceptado tal como son , por mas tiempo del debido y sin estudiarlas mas detenidamente. El diseño correcto de una planta de trituración merece un estudio concienzudo debido a que la mano de obra es costosa y a que los costos de operación de las mismas , así como sus gravámenes por impuestos son cada día mayores.

En vista de esto , la tendencia actual es simplificar ; eliminar las instalaciones de trituración en varias etapas que se veían antiguamente. Estos diagramas complejos de tratamiento requieren mucho personal en su operación y mantenimiento. Su costo por concepto de minerales de mantenimiento es muy elevado se tiende también a construir las plantas de trituración a gran escala como para triturar en un solo turno , o cuando mucho , en no mas de dos , el mineral suficiente para mantener trabajando tres turnos el resto del molino. Se da mucha importancia a la sencillez de operación , como en la planta de la magma Koper. En donde un solo hombre se hace cargo de la planta.

Molienda

La molienda al igual que la trituración, no puede aceptarse a preori; merece cuidadoso estudio a pesar de que hay innumerable instalaciones de molinos, en que se dice que han aplicado métodos modernos, los mismos que se han usado por décadas. La realidad es que falta mucho por aprender sobre molienda. El diagrama de flujo del molino debe proyectarse especialmente para cada instalación en particular, a fin de obtener el menor costo posible a la vez que los resultados metalúrgicos sean los que se desean. No se debe en forma de paquete ni elegir solamente porque trabajo en bien en cualquier otra planta.

J.F. MIERS Superintendente del molino de la tenéis Koper ha sugerido en numerosas ocasiones el criterio que debería regir el diseño de todo diagrama de flujo en los molinos. En escencia, su idea es que un circuito de molienda no se debe considerar solamente como medio para producir diariamente determinada Cantidad de material molido hasta estar formado por partículas de tamaño dado, si no más bién como el medio y el condicionar el producto mineral de tal manera que se consiga obtener resultados metalúrgicos optimos cuando se someta a tratamiento final. Esta idea equilibra el exceso de molienda contra el aumento de recuperación, o bien el aumento del costo de molienda contra el aumento de pérdidas en las colas. Implica también reacciones químicas posibles en el molino y probabilidad de moler en exceso los minerales más suaves, aunque más valiosos de material. Solo en esa forma se pueden obtener resultados optimos.

Clasificación

Las plantas de andes Koper y de inspiration son ejemplos notables de la utilidad de la aplicación de la clasificación en la lixiviación. Ambas plantas se construyeron sin incluir la clasificación del mineral como etapa necesaria para lixiviación y tubieron que recurir a ella posteriormente. Los resultados metalúrgicos mejoraron mucho mediante el uso de la clasificación. El motivo para la instalación de sistemas de clasificación en estas plantas fue que la precolación se estaba entorpeciendo y aún evitando, debido a la presencia de partículas finas de mineral en los tanques de lixiviación.

Prácticas en plantas de trituración

Se presentan ejemplos de las prácticas usadas en plantas de lixiviación para los metales más importantes tratados por este método. Morenci, gran propiedad de cobre es ejemplo de plantas de trituración y molienda en gran escala y de diseño moderno. Los carros, con descarga lateral, y capacidad de 72 toneladas llevan el mineral de la mina, y lo vacian directamente a una quebradora giratoria de 1.5 metros a través de una parrilla de 23 centímetros. Los trozos más grandes de mineral pueden medir hasta 2.4 metros en una de sus dimensiones. El material que pasa por la parrilla y el que descarga de la quebradora giratoria se criban a 7.6 centímetros; el material de mayor tamaño se tritura en dos quebradoras de cono ordinarias de 2.1 metros. El material que pasó por la criba de 7.6 centímetros y la descarga de las quebradoras de cono, se juntan para ser crivados a 1.9 centímetros el material que no pasa por la criba va a cuatro quebradoras de cono, de cabeza corta de 2.1 metros. El material que pasó por la segunda criba y la descarga de las quebradoras de cono pasan a las tolvas de la planta de molienda. Esta planta fue diseñada para una capacidad de 24,300 toneladas en dos turnos.

Purificación de la solución y recuperación del metal

Se han desarrollado diversos métodos para purificar las soluciones de lixiviación antes de la recuperación final de los metales se han aplicado a varios metales tanto el método electrolítico como otros métodos químicos de precipitación. Es necesario examinar tres categorías :

  • Purificación de soluciones

  • Electrólisis de soluciones lixiviación

  • Métodos químicos de precipitación

  • Purificación de soluciones- cobre

    En las plantas de chuquicacamata Andes y Catanga , para lixiviación de cobre ha encontrado que es necesario recurrir a procedimientos de purificar las soluciones antes de la precipitación. En Inspiration no se necesita recurri a la purificación. En Chuquicamata las etapas esenciales de la purificación consisten en eliminar el cloro que se encuentran en las soluciones lixiviantes , y reducir en la mayor Cantidad posible el hierro trivalente también contenido en las soluciones , antes de que estas lleguen a la casa de tanques la solución concentrada que viene de los depósitos de bombeo de la planta de lixiviación fluye a la planta desclorurante por gravedad , y aproximadamente 10 % se canaliza a uno o mas agitadores de Bereux. Los agitadores se cargan con un exceso de cobre de cementación y la pulpa que resulta vuelve a juntarse en el lavadero con el 90 % restante de solución concentrada esta mezcla pasa a los agitadores de tipo parral , en los que se reduce el hierro trivalente y precipita el cloro en forma de cloruro cuproso. Los agitadores descargan la pulpa a tanques de acentamiento , que miden cada uno 9.8 X 8.5 X 2.7 metros. Después de que los sólidos se asientan , la solución desclorurada pasa a la casa de tanques electrolíticos. Después de un lavado con agua , el cloruro cuproso se agita una vez mas con solución caliente que contiene aproximadamente 180 gramos de cloruro ferroso por litro. El cloruro cuproso se disuelve y la mezcla de solución y cemento residual pasa por tambores giratorios de bronce cargados de pedacería de hierro. El cobre precipitado se devuelve nuevamente al ciclo de tratamiento , haciendo también lo mismo con la solución de cloruro ferroso.

    Purificación de la solución

    La Andes Koper aplica , por necesidad , un proceso de purificación algo mas complicado , en esta compañía el proceso de purificación consiste en el tratamiento de la solución concentrada , que viene de los tanques , con roca caliza finamente molida , en unión con el precipitado de carbonato básico de cobre producido por el agotamiento del agua de lavado de la planta de lixiviación. Las impurezas bajan con el precipitado de sulfato de calcio formado.

    Después que se ha completado la precipitación de la solución concentrada caliente , esta última pasa por filtros Moore y sigue a la planta desclorurante. El precipitado lavado se desecha. El proceso incluye las siguientes etapas .

    • Molienda de piedra caliza

    • Agotamiento

    • Purificación

    • Filtrado

    • Descloruración