9. Tratamiento de Minerales

8/18/2019 9. Tratamiento de Minerales

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Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Curso – Geología de Minas

TRATAMIENTO DE MINERALES

TEMA:

ALUMNOS:

Becerra Vásquez, Lorena

Cueva Quispe, Diana

Díaz Cubas, Juan

Estela

Asto

, Alexandra

Julcamoro

Alcántara, Víctor

Marín Cabrera, Edwin

Rojas Atalaya, Kevin

Villanueva

Julcamoro

, Maritza


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INTRODUCCION

Curso – Geología de Minas ,

Se conoce que los minerales en la naturaleza se encuentranen forma compuestos químicos en diversas formas y quepara ser obtenidos será necesario, en algunos casos, aplicar técnicas de concentración para dichos minerales. Esimportante saber reconocer la forma en cómo se encuentranen la naturaleza y sus propiedades, y sobre la base de dichainformación conocer la tecnología de tratamiento adecuado.


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OBJETIVOS


Identificar los conceptos fundamentales del Tratamiento de minerales y lametalurgia extractiva de los metales más comunes.Identificar las técnicas usuales del Tratamiento de minerales.Conocer todos los pasos y etapas del procesamiento de minerales que hay enlas operaciones mineras.Conocer los métodos de reducción de partículas que existen en el campo de laminería.Darnos a conocer la importancia de un balance metalúrgico para el buenfuncionamiento de una planta de tratamiento de minerales.


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RESUMENEl presente capitulo comprende los aspectos fundamentales de las técnicas detratamiento de los minerales, es decir que las operaciones se deberán aplicar alos minerales de acuerdo a sus propiedades y a las características individualesde cada especie.

Constituye un aspecto muy importante conocer las características propias delos minerales a inclusive, será importante conocer la ganga acompañante.

Se incluye también en esta unidad las razones fundamentales por las que seránecesaria la instalación de la planta concentradora para que sirva de nexo

entre los minerales en la unidad minera y las fundiciones. Se justifica laconcentración previa a la concentración propiamente dicha a pesar que puedaconstituir un gasto adicional en el procesamiento integral de la obtención delmetal útil.


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TRATAMIENTOS DE MINERALES


De acuerdo con los estimados actuales,la implementación de una concentradorarepresenta entre el 35% y el 40% delcosto total de una unidad minera

cuprífera, lo que incluye desde lachancadora primaria hasta las celdas deflotación, los equipos de acopio deconcentrado y el depósito de relaves.


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Las plantas concentradoras tienen fundamentalmente tres funciones:• preparar el mineral para su concentración.• separarlo de la ganga.• disponer de los productos del proceso, como los concentrados y relaves.

La etapa de preparación consiste en reducir el tamaño de las rocas en variasfases hasta llegar a una dimensión donde las partículas puedan serfísicamente separadas en mena y ganga mediante la flotación.


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Facultad de Ingeniería



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MATERIALES DE YACIMIENTOS METALIC


Los yacimientos de minerales representan, en general, concentraciones extremas de

metales que primitivamente estaban dispersos. Los metales de interés están generalmente

unidos químicamente a otros formando las menas minerales, estas a su vez aparecen

entremezcladas con minerales no metálicos(o materia rocosa) denominados ganga. La

mezcla de las menas minerales y la ganga constituye la mena, que generalmente se presenta

en forma de rocas.


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Nombre del mineral Composición Química % Imagen

Oro nativo Au 100

Calaverita Te2,Au 39

Silvanita Te2(Au,Ag)

METAL MENA MINERAL COMPOSICION % DE ORO


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METAL MENA MINERAL COMPOSICION % DE plataNombre del mineral Composición Química % Imagen

Plata nativa Ag 100

Argentita Ag2S 87

Querargirita AgCi 75


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Nombre del mineral Composición Química % Imagen

Magnetita Fe3,O4 72

Limonita Fe2,O3,H2O 60

Siderita Fe,Co3 48

METAL MENA MINERAL COMPOSICION % DE HIERRO


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METAL MENA MINERAL COMPOSICION % DE COBRENombre del mineral Composición Química % Imagen

Cobre nativo Cu 100

Bornita Cu5,FeS4 63

Brocantita CuSo4,3Cu(OH2) 62

Calcocita Cu25 80


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PROPIEDADES DE LOS MINERALES Y SU TIPCONCENTRACION CARACTERISTICAS UTILIZPARA CONCENTRAR MINERALES CARACTERISSELECTIVAS DEL MINERAL TIPO DE FUSEPARADORA METODO DE CONCENTRACION


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• Color, lustre.• Reactividad superficial• Tensión superficial• Separación de partículas valiosas desde una Mescla solido-

liquido(pulpa) mediante la•

Flotación de espumas.• Reactividad química• Solubilidad mediante• Reactivos químicos apropiados• Hidrometalurgia, disolución de los elementos Deseados para luego

ser recuperados por Procesos químicos, electrolíticos o porIntercambio iónico

• Separación magnética de las partículas deseadas


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¿POR QUE SE CONCENTRAN LOS MINERALES?

Existe una razón económica y la motivación de los industrialesmineros desde tiempos inmemoriales de preparar y concentrar susminerales antes de someterlos a fundición u otros procesos detransformación, esto equivale decir que el procesamiento directode un mineral, por ejemplo un mineral de 1,2% de Cu tiene unvalor negativo, puesto que el valor del Cu contenido no compensalos costos de fundición, de flete y otros gastos adicionales.


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MINERA

La minería es la extracción selectiva de los minerales y otros materialesde la corteza terrestre de los cuales se puede obtener un beneficioeconómico, así como la actividad económica primaria relacionada conella. Dependiendo del tipo de material a extraer la minería se divide enmetálica, no metálica y piedras ornamentales y de construcción. Existenmás de 7000 minas en producción y se construyen más cada año. Laminería ha tenido un significativo impacto en el desarrollo de muchos

países (incluso algunos que hoy en día no tienen industria minera).


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Búsqueda/exploración de yacimiento

La exploración de los yacimientos minerales, como veremos en el temasiguiente, es una actividad de alto riesgo económico, ya que supone

unas inversiones a largo plazo que muchas veces se sustentan enprecios del producto minero sujetos a altas oscilaciones. A su vez, laexploración supone también un elevado riesgo económico, derivado éstedel hecho de que supone unos gastos que solamente se recuperan encaso de que la exploración tenga éxito y suponga una explotaciónminera fructífera.


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Pre exploración

Se establece la primera etapa denominada Pre exploración, la cual tienepor objetivo delimitar el área que se cree tiene posibilidades que existaun tipo determinado de yacimiento mineral.


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Evaluaciónuna vez que hemos detectado una mineralización de interés minero,es decir, en la que observamos caracteres que permiten suponer que pueda llegar a ser explotada, pasamos a llevar a cabo suevaluación o valoración económica. A pesar de lo que puedaparecer, los datos de ésta no son aún concluyentes, y debe ir seguida, en caso de que la valoración económica sea positiva, deun estudio de viabilidad, que contemple todos los factoresgeológicos, mineros, sociales, ambientales, etc., que pueden

permitir (o no) que una explotación se lleve a cabo.


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Explotación minera y transporte del mineral

La explotación de un yacimiento minero supone la existencia de unaconcentración de un mineral, elemento o roca con suficiente valor económico como para sustentar esta explotación minera con unbeneficio industrial para la empresa. Para que esto se produzca, se hade cumplir la ecuación:

Valor Producción = Costes + Beneficios


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Explotación minera y transporte del mineral

El transporte es la operación por la que se traslada el mineral arrancadohasta el exterior de la mina.

El transporte dentro de una mina puede ser continuo, discontinuo o unamezcla de ambos. El transporte continuo utiliza medios de transporte queestán continuamente en funcionamiento. Dentro de este tipo de transporte seutilizan cintas transportadoras, transportadores blindados y el transporte por gravedad, en pozos y chimeneas.


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Transporte de concentrado de mineral en tolvas encapsuladas


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Movimiento de TierrasMovimiento de tierra, carguío yacarreo de materiales (volquetes ymaquinaria amarilla)


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Preparación y concentración del mineral

El material que se obtiene de la explotación de una mina está generalmentecompuesto de una mezcla de minerales de diferentes especies, algunos delos cuales constituyen el objeto de la explotación, y de material pétreo y sin

valor inmediato, constituido por los minerales estériles que se encuentrandentro de un yacimiento mismo (cuarzo, calcita, arcilla, feldespato, dolomita,etc) y roca proveniente de las cajas o paredes que limitan el yacimiento yque por efecto de los disparos se desprenden y es imposible evitar que se

junten al mineral.


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1.- PREPARACIÓN DEL MINERAL.- Consiste enoperaciones de reducción de tamaño y separación departículas (trituración – tamizado y rangos gruesos ymolienda – clasificación en rangos finos), para liberar los minerales valiosos de los estériles y preparar en unrango de tamaños adecuados (malla 200).


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CONCENTRACIÓN.- Es la separación de los minerales valiosos de los estériles,para obtener un alto contenido de la parte valiosa que puede sercomercializado en el procesamiento de las fundiciones.La concentración puede realizarse por cualquiera de los siguientes métodos:


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Flotación.- Su aplicación se basa en la diferencia entre las propiedades

superficiales de las partículas. Es el método mas importante deconcentración y tiene aplicación en la obtención de concentrados desulfuros fundamentalmente, de carbonatos, silicatos, óxidos, fosfatos ycarbones.


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Reactivos espumantes . Tienen como objetivoproducir burbujas resistentes.


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• Reactivos colectores. Tienenla misión de impregnar laspartículas de sulfuros del

metal para que se separendel agua (efecto hidrófobo) yse peguen en las burbujas.


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• Reactivos depresantes.Destinados a provocarel efecto inverso al de

los reactivos colectores(efecto hidrófilico) paraevitar la recolección deotros minerales gangacomo la pirita.


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Otros aditivos. Como la cal sirven paraestabilizar la acidez de la mezcla en un valorde PH determinado, proporcionando elambiente adecuado para que ocurra todo elproceso de flotación.


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AMALGAMACIÓN

• Es un proceso metalúrgico que utiliza mercurio paradisolver plata u oro formando una amalgama . Este sistemaha sido sustituido en gran medida por el proceso concianuro, en el que se disuelve oro o plata en disolucionesde cianuro de sodio o potasio


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Amalgama.- Son los compuestos queel MERCURIO produce con los otros metales.Las amalgamas pueden ser: líquidas , cuandopredomina el mercurio sólidas , cuando éste se halla

en ellas en menor cantidad que el metal al cual estáunido


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Magnético:

• Proceso utilizado para concentrar minerales queposeen diferencias en su susceptibilidad magnética,

es decir, que responden en forma diferente ante laaplicación de un campo magnético. De acuerdo consu susceptibilidad magnética los minerales puedenser Clasificados como:


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Paramagnéticos: Son materiales que experimentanmagnetización ante la aplicación de un campo magnético,algunos de ellos son: Ilmenita (FeTiO3), Hematita (Fe2O3),Pirrotita (Fe11S12).

Ferromagnéticos: Son materiales que experimentan altoparamagnetismo ante la aplicación de un campomagnético, algunos de ellos son el Fe y la magnetita(Fe3O4).

Diamagnéticos: son materiales que repelen el campomagnético, algunos de ellos son el cuarzo (SiO2),Feldespatos (K2O.Al2O3.6SiO2) y dolomitas (Mg,Ca(CO3)).


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Gravimetría.- Consiste en la separación sólido – sólido utilizando ladiferencia entre las gravedades específicas de los minerales. Se utilizaespecialmente en la concentración de minerales de oro, estaño,tungsteno, plata, plomo y otros.


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Magnetismo.- Método de concentración que utiliza la diferencia entrelas susceptibilidades magnéticas de los minerales.


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Electrostática. Se aplica a casos específicos de minerales que puedenser separados debido a sus propiedades conductoras de electricidad.


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Escogido ò pallaqueo.- Es el método más antiguo de concentración y consistecomo 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.


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3.- DESAGUADO.- Constituye unconjunto de operaciones deseparación sólido – líquido(sedimentación ò espesamiento,filtración y secado) que se realizancon la finalidad de eliminar el agua delas pulpas de concentración y relavesoriginados durante la concentración.


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4.- OPERACIONES COADYUVANTES.-Se denomina así a las operaciones dealmacenamiento de minerales ò relaves entolvas ò canchas, al transporte de sólidosen fajas, pulpas impulsadas por bombas através de tuberías. Constituyen etapasintermedias, reguladores ò dealimentación.


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TRITURACIÓN Y MOLIENDA


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MOLIENDAEl material que viene del chancado,pasa al proceso de molienda, dondediferentes molinos reducen aúnmucho más su tamaño, la quepermite finalmente la liberación de lamayor parte de los mineralesmetálicos en forma de partículasindividuales.


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MOLIENDA CONVENCIONALLa molienda convencional se realiza en dos etapas, utilizando molino debarras y molino de bolas, aunque algunas plantas modernas solamenteutilizan molino de bolas.En ambos molinos, el mineral se mezcla con agua para lograr una

molienda homogénea y eficiente, la pulpa que se obtiene en la moliendase lleva a la etapa siguiente que es la flotación.


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Metalurgia.

• La metalurgia es la ciencia y técnica de la obtención y

tratamiento de los metales desde minerales metálicos,hasta los no metálicos. También estudia la producciónde aleaciones, el control de calidad de los procesosvinculados así como su control contra la corrosión


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Tipos de metalurgia• Metalurgia adaptativ.- , en esta disciplina el ingeniero metalúrgico realizapruebas físicas sobre especímenes, que le permiten determinar eldesempeño o falla del elemento o bien en análisis. La caracterización microestructural de los metales o sus aleaciones, le permitirán definir losposibles usos y aplicaciones.

• Metalurgia Extractiva.- Es la tecnología de la extracción de metales a partirde sus menas y la refinación de los mismos para su posterior tratamiento

• Metalurgia física.- Esta ciencia estudia las propiedades, estructura,

comportamiento y composición de los metales así como su transformaciónpara hacer productos útiles.


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Métodos Hidrometalúrgicos


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LIXIVIACIÓN• La lixiviación es un método de separación que se basa en la solubilidad de

los metales en algunas soluciones, por ejemplo el oro en solucionesalcalinas diluidas de cianuro de sodio o potasio.

• La lixiviación, o extracción sólido-líquido, es un proceso en el queun disolvente líquido pasa a través de un sólido pulverizado para que seproduzca la disolución de uno o más de los componentes solubles delsólido.

• Dentro de esta tiene una gran importancia en el ámbito de la metalurgia yaque se utiliza mayormente en la extracción de algunos minerales como oroy plata. También se utiliza en Tecnología Farmacéutica.


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La obtención del oro

• Proceso de Lixiviación en Pilas

• El mineral descargado en las pilas de lixiviación es lavado con solucióncianurada para recuperar el oro y la plata. La solución rica (cargada conoro y plata) es llevada hacia las pozas de operaciones a través detuberías colectoras.

• La solución cianurada se riega en el PAD a través de un sistema de riegopor goteo. Se utiliza, en promedio, 50 g de cianuro por cada 1,000 litrosde agua.

• Se tiene que lixiviar 1.8 toneladas de mineral para obtener 1 gramo deoro.


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• Tratamiento de aguas acidas.• En el tratamiento de aguas ácidas

se utilizan reactivos que permitenneutralizarlas y tratarlasadecuadamente. Con la ayuda desustancias floculantes ycoagulantes, se separan los metalesy demás partículas que afectan la

calidad del agua y así el líquido esdevuelto al medio ambiente en lascondiciones adecuadas, según loexige la ley.


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Cianuración• La cianuración es un procesoque se aplica al tratamiento delas menas de oro desde hace

muchos años, se basa en queel oro nativo, plata o distintasaleaciones, entre estos, sonsolubles en solucionescianuradas alcalinas diluidas.


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• Cianuración por agitación

La mena molida a tamaños menores a las 150 mallas(aproximadamente tamaños menores a los 105 micrones), es agitadacon solución cianurada por tiempos que van desde las 6 hasta las 72horas, la concentración de la solución cianurada está en el rango de200 a 800 ppm( partes por millón equivales a gr de cianuro por metrocubico de solución).

El PH debe ser alto, entre 10 y 11, para evitar la pérdida de cianuropor hidrolisis (generación de gas cianhídrico, CNH, altamentevenenoso) y para neutralizar los componentes ácidos de la mena.


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• Cianuración en pilas

•

Es un método de lixiviación que se realiza por percolación del mineral que hasido acopiado sobre una superficie preparada para colectar las soluciones,este método es bastante antiguo y se utiliza para lixiviar minerales de cobre yuranio.

• Si bien este método fue concebido para explotar grandes depósitos de oro de

baja ley se lo usa también para depósitos de pequeño volumen y de alta ley,debido a sus bajos costos de capital y operación, su flexibilidad operativapermite abarcar tratamientos que puede durar semanas, meses y hasta añosdependiendo del tamaño del mineral con que se esta trabajando.


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LEY DE MINERAL

Es una medida de la cantidad dela cantidad de metal porunidad de volumen o peso del mineral y se expresa en gr/

3 , gr/Tn, o como porcentaje (%)El valor de la ley es un parámetro de la calidad de unyacimiento porque nos permite determinar qué tan rico es elmineral que tiene el yacimiento


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ComercializaciónLa comercialización de minerales comprende una visión general sobre losmercados de producción y consumo, de los minerales y metales en elmundo. Los productos metálicos básicos de mayor demanda y volumende producción son: cobre, plomo, zinc, aluminio, níquel y estaño.

También tienen significación por su valor de mercado, los minerales ymetales clasificados en el rubro de preciosos como es el caso del oro, laplata y el platino.

La comercialización de minerales, permite definir la oferta y demanda de

los productos mineros en un horizonte de tiempo, en función del cálculodel tipo y cantidades de productos minerales que producirán yconsumirán en el futuro los diferentes actores de la industria.


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La comercialización incluyegenéricamente diversoselementos y depende de:

a. El aprovisionamiento delproducto.

b. La producción disponible.c. La venta o negociacióndirecta.

d. La logística, entrega oportunay adecuada.


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Metalurgia extractiva y/o de transformación química

La Mineralurgia y Metalurgia Extractiva son conocimientos importantes detoda actividad minerometalúrgica, y por lo tanto, determina el éxitoeconómico del negocio minero. Tecsup ofrece un Programa deEspecialización en dichos conocimientos con la más alta calidad, a fin deactualizar los avances y las tecnologías emergentes del procesamiento deminerales y de la extracción de metales. De esta manera, se tendrá laocasión de conocer y discutir sobre nuevas aplicaciones tecnológicas enequipos, operaciones y procesos metalúrgicos, aportando a losparticipantes nuevas ideas y conceptos innovadores.


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LOS MINERALES EN LA NATURALEZA.

La materia prima de los procesos de concentración de minerales son losproductos de explotación minera, por ejemplo minerales metálicos y nometálicos provenientes de yacimientos mineros, extraídos y transportados a las

plantas concentradoras mediante técnicas racionales y especiales.

En cuanto a las características mismas de los minerales, estos tienen estrechainfluencia sobre las características de concentración de los minerales yrequieren por lo general una investigación más adecuada para poder diseñar ycontrolar los procesos correspondientes que proporcionan alimentación a las

plantas concentradoras de minerales,


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¡IMPORTANTE!En cuanto al producto de las plantasconcentradoras, se trata de unproducto engeneral intermedio, que contiene losmismo elementos útiles que el mineralaumentante, aunque en ciertos casos, selogra separar dichos elementos útiles endiversos concentrados selectivos por diferenciación, comúnmente elconcentrado sirve de alimentación aprocesos sub-siguientes de metalurgiaextractiva, siendo sometido a métodosquímicos o piro metalúrgicos, a menudo enlugares distantes de la plantaconcentradora, dentro o fuera del país deorigen.


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TECNICAS DE CONCENTRACION DE MINERALES

Separación electro-magnética y electrostática Gravimetría flotaciónSeparación eléctrica Separación manual. El transporte de losconcentrados de la planta concentradora hasta la fundición, se efectúafrecuentemente en sacos de yute(o polipropileno) de unos 50 kilos decapacidad, pudiendo también usarse en ciertos casos los así llamados (minicontainers) de unos 100 kilos de capacidad, cilindros metálicos o decartón, por ejemplo sin contenedores, a bordo de volquetes, carros,buques, etc.


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TAMAÑO DE LAS PARTICULAS

Un sistema de partículas con un amplio rango de tamaños solo se puede describirmediante el uso de funciones estadísticas. De estas distribuciones es posiblederivar una estimación del tamaño, superficie y volumen prometido del sistema.

La forma común de determinar las propiedades granulométricas de un sistemaparticipado, es someterlo a la acción de una serie de tamices en forma sucesiva,cada tamiz utilizado tiene una malla con coberturas menores que el anterior, deesta manera el sistema de partículas queda atrapado en los interiores,correspondiendo a un tamiz anterior y mayor que la malla del tamiz en cuestión.


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¡IMPORTANTE!

El tamizaje se puede efectuar en seco o en húmedo, generalmente se aceptael procedimiento de tamizar en seco hasta la malla 200 o en húmedo entre200 y 400, el tamizaje en húmedo se efectúa haciendo pasar un flujo de agua

por los tamices desde el mayor al menor, recogiendo la suspensión que salebajo el ultimo tamiz en un balde, esta operación se puede realizar en formamanual o mecánica.


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ConclusionesEl procesamiento de minerales requiere del conocimiento previo de lascaracterísticas de cada mineral, para poder realizar un determinado proceso deconcentración.

Tener cuidado al realizar las mediciones ya que de estas característicasdepende el tipo de proceso que se le aplicará a cada mineral para surecuperación.


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BibliografíaArtur Taggart: Elementos de preparación de minerales. Brow: IngenieríaQuímica.

Ms. Sc. Juan Chia Aquije: Operaciones Unitarias en Procesamiento de Minerales.Errol G. Kelly, David J. Spotliswood: Introducción al Procesamiento de Minerales.

Revistas de Minería.


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