concentracion electrostatica

1. CONCENTRACIÓN
ELECTROSTÁTICA

2. CONCENTRACIÓN ELECTROSTÁTICA
• INTRODUCCIÓN
• La separación electrostática es aplicada como un
proceso de concentración sólo a un pequeño número de
minerales, sin embargo, donde ella se aplica, es
altamente exitosa.
• Es frecuente combinarla con separación gravimétrica y
magnética para tratar minerales no súlfuros.
• La mayor aplicación de la separación electrostática ha
sido en el procesamiento de arenas de playa y depósitos
aluviales conteniendo minerales de titanio.
• Hay pocas plantas de tratamiento de arenas de playa en
el mundo, que no usan la separación electrostática para
separar rutilo e ilmenita de zircón y monacita.

3. COMPONENTES DE LA CONCENTRACIÓN
ELECTROSTÁTICA
• Los sistemas de separación electrostática
contienen a lo menos cuatro componentes :
• 1. Un mecanismo de carga y descarga.
• 2. Un campo eléctrico externo.
• 3. Un sistema que regule la trayectoria de las
partículas no eléctricas.
• 4. Un sistema de colección para la
alimentación y productos.

4. MECANISMOS DE CARGA Y DESCARGA
• Los mecanismos de carga y descarga resultan de uno de las
siguientes categorías de distribución de carga :
• 1. Partículas de dos especies diferentes entran a una campo
eléctrico en una zona de separación portando una carga
eléctrica de signo opuesto.
• 2. Partículas de dos especies diferentes entran a una zona de
separación donde sólo un tipo de partícula lleva una carga
eléctrica significativa.
• 3. Partículas de diferentes especies entran en la zona de
separación con momentos dipolares significativamente
diferentes.
• Se requiere un campo eléctrico.
• Los rangos de potencial eléctrico son de 10 a 100 kV y
generalmente son unidireccionales.

5. MECANISMOS PARA CARGAR PARTÍCULAS
• Tres mecanismos de cargado de partículas
son usados en la separación electrostática :
• 1. Cargado por electrificación por contacto y
fricción.
• 2. Cargado por bombardeo de iones o
electrones.
• 3. Cargado por inducción conductiva.

6. TIPOS DE SEPARACIÓN ELECTROSTÁTICA

7. CARGADO DE PARTÍCULAS MEDIANTE
ELECTRIFICACIÓN POR CONTACTO.
• La electrificación por contacto es el
mecanismo más frecuentemente usado para
cargar partículas selectivamente, y permitir
una separación electrostática de dos
especies de materiales dieléctricos.
• Ejemplos típicos son : a) la separación de
feldespatos desde cuarzo; b) cuarzo desde
apatita; etc.
• Como regla general, si dos materiales
dieléctricos son contactados y separados, el
material con la constante dieléctrica mayor
se carga positivamente.

8. SEPARACIÓN ELECTROSTÁTICA A ESCALA DE
LABORATORIO DE UNA MEZCLA ARTIFICIAL DE
FOSFATO Y CUARZO.
PRODUCTO % PESO % FOSFATO % CUARZO
ALIMENTACIÓN 100 50 50
CONCENTRADO 47 97,1 2,9
RELAVE 53 8,2 91,8

9. SEPARADOR ELECTROSTÁTICO PARA
PLÁSTICOS

10. SEPARACIÓN ELECTROSTÁTICA DE PLASTICOS

11. CARGADO POR CORONA – EL SEPARADOR
DE ALTA TENSIÓN
• Cuando la mena está compuesta de una mezcla de
minerales buenos y malos conductores eléctricos, la
mezcla puede ser separada generalmente por el uso
de procesos de alta tensión.
• Aplicaciones típicas son la separación de rutilo e
ilmenita (conductores) desde zircón y otros
minerales no conductores encontrados en arenas de
playa, y la separación de cuarzo (aislante) desde
especularita (conductor).
• Un separador de alta tensión tiene una capacidad de
alrededor de 1000 a 1200 lb/h por pie de rotor.
• Los rotores de estos equipos que son utilizados para
arenas de playa, son generalmente de 6 pulgadas de
diámetro, 5 pies de largo.

12. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS DE ALTA
TENSIÓN
• En los separadores de alta tensión la alimentación se
realiza en el rotor (tambor rotatorio) conectado a
tierra y entra al campo de un electrodo ionizado
cargado. Las partículas alimentadas aceptan una
carga por bombardeo de iones. Las partículas
conductoras pierden su carga en el rotor conectado
a tierra y son lanzadas desde la superficie del rotor
por la fuerza centrífuga, lejos de la superficie del
rotor. Las partículas no conductoras no son capaces
de disipar su carga rápidamente en el rotor, y de ese
modo, son atraídas a la superficie del rotor.

15. COMPORTAMIENTO DE ALGUNOS
MINERALES EN LOS SEPARADORES
ELECTROSTÁTICOS DE ALTA TENSIÓN
• Minerales fijados al rotor del equipo (no
conductores) : apatita, barita, calcita,
corindón, granate, yeso, monacita, scheelita,
turmalina, zircón.
• Minerales que son lanzados del rotor del
equipo (conductores) : casiterita, cromita,
galena, oro, diamante, hematita, magnetita,
rutilo esfalerita, wolframita.

16. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS DE ALTA
TENSIÓN
• El tamaño de las partículas influye en la acción del separador.
• Una partícula gruesa es más fácilmente lanzada desde la
superficie del rotor, en cambio, las partículas conductoras más
finas tenderán a ser atrapadas por partículas no conductoras,
debido a su menor masa. Así, las partículas finas tienden a
concentrarse con la fracción no conductora. Debido a esto, es
normal en la práctica, utilizar sistemas de limpiado en
multietapas con los separadores ordenados en bancos.
• Los separadores de alta tensión operan en un rango amplio de
tamaños de partículas. Con arenas de playas, es posible
trabajar en un rango de tamaño de 50-100 micrones.
• Para optimizar el rendimiento de un separador deben
considerarse las siguientes variables : flujo de alimentación,
velocidad del rotor, posición y voltaje del electrodo, y la
posición del separador del producto obtenido.

17. CARGADO POR INDUCCIÓN
• Si una partícula se coloca sobre un conductor
conectado a tierra en la presencia de un campo
eléctrico, la partícula desarrollará rápidamente una
carga superficial por inducción. Ambas, las
partículas conductoras y no conductoras llegarán a
ser polarizadas, pero la partícula conductora tendrá
una superficie completamente equipotencial. La
partícula no conductora permanecerá polarizada.
• Equipamientos comerciales típicos incluyen el
separador tipo rodillo y el separador de placa
inclinada. La capacidad de estas máquinas es de
alrededor de 300 a 1400 lb/h por pie de ancho del
electrodo. En Australia en el tratamiento de arenas
de playa se utiliza en forma extensa el separador
electrostático Reichert de placa tipo harnero.

18. PARTÍCULAS CARGADAS POR INDUCCIÓN

19. SEPARADOR TIPO RODILLO

20. (TOBOGÁN)
SEPARADOR DE PLACA INCLINADA

21. SEPARADOR ELECTROSTÁTICO REICHERT
DEPLACA TIPO HARNERO

22. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS
ELECTRODINÁMICOS
• Los separadores electrostáticos del tipo electrodinámicos son
comúnmente llamados separadores de alta tensión.
• En estos separadores la alimentación se realiza en el rotor
(tambor rotatorio) conectado a tierra y entra al campo de un
electrodo ionizado cargado.
• Las partículas alimentadas aceptan una carga por bombardeo
de iones. Las partículas conductoras pierden su carga en el
rotor conectado a tierra y son lanzadas desde la superficie del
rotor por la fuerza centrífuga, ellas entonces están bajo la
influencia del campo electrostático del electrodo no ionizado y
son lanzadas lejos de la superficie del rotor. Las partículas no
conductoras no son capaces de disipar su carga rápidamente
en el rotor, y de ese modo, son atraídas a la superficie del rotor.

23. SEPARADOR ELECTRODINÁMICO O DE ALTA
TENSIÓN

24. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS
ELECTRODINÁMICOS
• En estos separadores el tamaño de las partículas alimentadas
influye en la acción del separador, ya que la carga en la
superficie de las partículas gruesas es menor en relación a su
masa, que en las partículas finas. Por lo tanto, una partícula
gruesa es más fácilmente lanzada desde la superficie del rotor,
en cambio, las partículas conductoras finas tenderán a ser
atrapadas por partículas no conductoras, debido a su menor
masa. Así, las partículas finas tienden a concentrarse con la
fracción no conductora. Como resultado de esto, es normal en
la práctica, utilizar sistemas de limpiado en multietapas con los
separadores ordenados en bancos.

25. • Esquema de posibles
configuraciones de
separadores electrostáticos
ordenados en bancos.

26. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS
ELECTRODINÁMICOS
• Los separadores de alta tensión operan en un rango amplio de
tamaños de partículas. Con arenas de playas es posible trabajar en un
rango de tamaño de 50-100 micrones, aunque un rango de tamaño
menor es deseable y más común. Con menas de hematita, tamaños
menores a 1 mm se aceptan, sin embargo, partículas menores que 75
micrones causan problemas.
• En cuanto a los tamaños de los separadores, se encuentran de
diferentes tamaños. La capacidad de un separador de alta tensión
depende de varios factores, así, capacidades de 2500 kg/h por metro
de longitud del rotor son obtenidas con menas de hierro, y
aproximadamente 100 kg/h por metro, con minerales de arenas de
playa.
• Para optimizar el rendimiento de un separador de alta tensión deben
considerarse las siguientes variables : flujo de alimentación, velocidad
del rotor, posición y voltaje del electrodo y la posición del separador
del producto obtenido.

27. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS
“ELECTRO – ESTÁTICOS”
• 1. SEPARADOR TIPO ROTOR.
• El separador electro-estático tipo rotor es similar, en
apariencia, al separador de alta tensión. Sin embargo, el
separador electro-estático no presenta el electrodo ionizado.
En ese lugar hay un solo electrodo largo que produce un
campo eléctrico. Aunque la partícula sea conductora o no
conductora, ella puede considerarse como una partícula que
puede llegar a polarizarse.
• Sin embargo, en este caso, una partícula conductora
rápidamente llega a tener una superficie equipotencial y tiene
el mismo potencial que el del rotor conectado a tierra, por lo
cual, será atraida hacia el electrodo. Así, la partícula
conductora es lanzadadesde la superficie por la atracción con
el electrodo, mientras que la partícula no conductora continua
adherida a la superficie del rotor, hasta que la gravedad
produzca su caída. De este modo, la separación se alcanza,
pero con mecanismos de cargado de la partícula diferente al
empleado en el separador de alta tensión.

28. SEPARADOR ELECTRO-ESTÁTICO TIPO
ROTOR

29. DIAGRAMA DE FLUJO SEPARACIÓN
ELECTROSTÁTICA DE PAPEL Y PLASTICO

30. SEPARACIÓN ELECTROSTÁTICA DE PAPEL Y
PLÁSTICO

31. SEPARADORES ELECTROSTÁTICOS
“ELECTRO – ESTÁTICOS”
• 2. SEPARADOR TIPO PLACA.
• Se fabrican dos separadores del tipo placa : el separador
electr-estático de placa y el separador electro-estático de malla
(harnero). Los principios operacionales son similares. Las
partículas son cargadas por inducción y las conductoras
adquieren una carga opuesta al electrodo. De ese modo, las
partículas conductoras son atraídas hacia el electrodo. Las no
conductoras continúan hacia abajo en la placa o a través del
harnero.
• Debido a que estos separadores actúan primeramente sobre
las partículas conductoras, ellos son usados, principalmente,
para la limpieza de una cantidad pequeña de partículas
conductoras, desde una gran cantidad de partículas no
conductoras. En particular, su principal uso es en la limpieza
de pequeñas cantidades de rutilo e ilmenita en concentrados
de zircón.

32. • Esquema del
ordenamiento en bancos
de los separadores
electro-estáticos
(a) placas y (b) harneros.

34. MINERALES CARACTERÍSTICOS DE ARENAS
DE PLAYA
• MINERALES MAGNÉTICOS.
• Magnetita : M R
• Ilmenita : M R
• Granate : M F
• Monacita : M F
• MINERALES NO MAGNÉTICOS
• Rutilo : M R
• Zircón : M F
• Cuarzo : M F
• M R : minerales repelidos por la superficie de un separador
electrostático de alta tensión.
• M F : minerales fijados a la superficie de un separador
electrostático de alta tensión.