beneficio de minerales

Escuela Industrial Domingo Faustino Sarmiento U. N. S. J
Beneficio de minerales I
Temas: Unidad 1. Esquema de elaboración de sustancias minerales.
Propiedades que se utilizan. Operaciones fundamentales. Justificación
económica. Cálculos metalúrgicos. Reducción de tamaño.
Alumnas:
Castro Yanina
Pavón Agostina
Profesor: Ricardo Furlotti
JTP: Gustavo Alborch
Curso: 3º Minas
Año: 2011

Beneficio de Minerales I
INTRODUCCIÓN A SUSTANCIAS MINERALES________________________3
DIAGRAMA DE FLUJO DE UN PROCESO DE SEPARACIÓN Y CONCENTRACIÓN DE UN
MINERAL DE MENA................................................................................................................................6
TRATAMIENTO MECÁNICO DE MINERALES__________________________6
ESQUEMA GENERAL DE CONCENTRACIÓN_________________________8
MÉTODOS DE SEPARACION SEGÚN LAS PROPIEDADES DE LOS
MINERALES____________________________________________________8
MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS:..............................................................................................................9
MOLIENDA...............................................................................................................................................14
Clasificación................................................................................................................................................15
COLOR.......................................................................................................................................................18
BRILLO .....................................................................................................................................................19
DIAFANIDAD............................................................................................................................................19
LUMINISCENCIA....................................................................................................................................20
Factura y exfoliación.................................................................................................................................22
Peso específico y densidad.........................................................................................................................23
PROPIEDADES ELÉCTRICAS_____________________________________24
JUSTIFICACION ECONÓMICA_____________________________________25
REDUCCION DE TAMAÑO________________________________________26
Variables de la reducción de tamaños......................................................................................................27
CALCULOS METALÚRGICOS_____________________________________28
Castro – Pavón 3º Minas
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INTRODUCCIÓN A SUSTANCIAS MINERALES
La expresión explotación de minas y canteras se utiliza en el sentido amplio, es
decir, incluye la extracción y beneficio de sustancias minerales en su estado
natural: sólidos -por ejemplo carbón, minerales metalíferos, minerales no
metalíferos y rocas de aplicación-, líquidos -petróleo crudo y soluciones
mineralizadas como salmueras-, y gaseosos -gas natural- También incluye las
explotaciones y beneficio de escombreras, colas y terrazas de ríos, arroyos o
marinas. La explotación de minas y canteras abarca a la minería subterránea y
a cielo abierto y la explotación de pozos.
1. El término minerales metalíferos designa a los compuestos metálicos
asociados a las sustancias naturales que se extraen de la mina.
Igualmente se refiere a los metales en estado nativo envueltos con la
ganga -por ejemplo, las arenas metalíferas-.
Generalmente las menas asociadas a los minerales metalíferos, producto de su
explotación, no hacen posible su utilización y comercialización directa, siendo
necesaria su concentración para alcanzar la primera forma comercializable. La
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extracción de minerales metalíferos y de metales en estado nativo, se realiza
en minas subterráneas o a cielo abierto.
La primera forma comercializable es denominada concentrado, designándose
así a los minerales que han sido sometidos a determinados tratamientos para
eliminar parcial o totalmente sustancias extrañas o sin valor comercial -ganga o
estéril- beneficiando el producto minero, facilitando así su comercialización y
posteriores aplicaciones, por ejemplo operaciones metalúrgicas o de otros tipo.
2. Se entiende como minerales no metalíferos y rocas de aplicación a la
totalidad o parte de la mena constituida por sustancias naturales
asociadas con compuestos no metálicos o por sustancias no metálicas o
rocas. En esta división se incluye la extracción y beneficio de las
sustancias minerales no metalíferas, las rocas de aplicación y las
piedras preciosas famas y ornamentales de uso gemológico. Salvo
disposición en contrario, solo se clasifican en esta división las sustancias
minerales en bruto o los lavados, quebrantados, triturados, molidos,
pulverizados, cribados, tamizados o beneficiados por otros
procedimientos mecánicos o físicos.
Las riquezas de las menas (valor comercial de alguna especie mineralógica)
que se explotan rara ves es bastante alta para haberse fundido directamente.
Para la obtención del metal por el elevado costo que implica este procedimiento
realizándose entonces una o varias etapas de enriquecimiento a través de
procedimientos más costosos.
La primera operación de enriquecimiento que puede tener lugar en la mina
misma, consiste en la explotación selectiva del yacimiento, del cual se arrancan
solamente as partes que sobrepasan un determinado límite de riquezas.
Una etapa posterior puede ser la selección manual dentro o fuera de la mina.
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Estos procesos rara vez satisfacen en forma simultánea a la economía de la
explotación y a las exigencias técnicas de los procesos metalúrgicos
posteriores, siendo solamente operaciones auxiliares.
Puede suceder, que en las grandes operaciones se encuentre que el arranque
selectivo del material sea más costoso que la explotación global y que la tarea
de enriquecimiento aún en una instalación mecánica adecuada.
Estas instalaciones de las cuales es difícil prescindir en la minería metalífera
son las plantas de concentración que a partir de la mena bruta producen los
concentrados suficientemente ricos y puros para satisfacer una economía con
exigencias técnicas de los procesos metalúrgicos siguientes.
Así el esquema de producción de minerales No metalíferos es mas sencillo,
ya que aparecen en masas homogéneas de suficiente pureza para su
utilización segura. Sino otro tratamiento es el de una simple selección o simple
lavado en combinación por la adaptación del tamaño a la conveniencia del
usuario.
5

DIAGRAMA DE FLUJO DE UN PROCESO DE SEPARACIÓN Y
CONCENTRACIÓN DE UN MINERAL DE MENA.
TRATAMIENTO MECÁNICO DE MINERALES
Las actividades tecnológicas del beneficio de minerales comprenden desde la
recepción del mineral, proveniente de la mina, hasta la entrega del concentrado
y la cola. El primero se envía a las industrias químicas, metalúrgica, o
directamente al mercado consumidor. El segundo se desecha; como relave en
el dique de colas.
Se presentan en el proceso, operaciones secuenciales de:
1. Conminución
2. Clasificación
3. Concentración
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La Conminucion o reducción de tamaño tiene como objetivo:
1. Liberación de especies mineralógicas. La liberación de los minerales en
una etapa precia a la concentración, ya que gran parte de los minerales
valiosos están finamente diseminados y ligados a su ganga. Esto se
consigue con la conminación que reduce progresivamente el tamaño de
la menta hasta liberar al mineral de la ganga
2. Obtención de productos de granulometría adecuada. Se refiere a los
minerales no metalíferos como calcáreos, arcillas, etc., que no necesitan
tratamiento alguno.
La concentración, que eleva la ley del contenido valioso de un mineral, se
efectúa con distintos procesos o métodos de enriquecimiento que dependen de
las propiedades físico-químicas de los minerales. Pueden ser:
1. Gravitacional
2. Flotación
3. Magnética
4. Lixiviación
5. Electrostática
6. Floculación selectiva
7. Combinación de métodos.
Estos procesos hacen posible la explotación de los minerales, de donde se
obtienen los concentrados, facilitan el tratamiento metalúrgico o químico
posterior, y justifican a la metalurgia como campo de ingeniería.
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ESQUEMA GENERAL DE CONCENTRACIÓN
MÉTODOS DE SEPARACION SEGÚN LAS
PROPIEDADES DE LOS MINERALES
Propiedades Método
Color, brillo, forma y Pe Selección Manual
Peso específico Concentración gravitacional
Mojabilidad natural o modificada por
reactivos de acción superficial
Flotación
Adhesión al Hg Amalgamación
Susceptibilidad magnética Separación magnética
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Conductividad eléctrica y constante
dieléctrica
Separación electrostática
Molturabilidad y friabilidad Molienda diferencial y clasificación
MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS:
Los métodos gravimétricos se pueden dividir en los siguientes tipos:
•1. MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN MEDIO DENSO: en estos métodos
el medio en el cual se produce la separación tiene una densidad intermedia con
respecto a las densidades de las especies que se quieren separar. Existen dos
tipos de separadores en medio denso: estático y dinámico.
•2. MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN CORRIENTES: en estos métodos la
densidad del medio es inferior a las densidades de las especies que se quieren
separar. Existen diferentes tipos de separación en corrientes: corrientes
verticales; corrientes longitudinales (escurrimiento laminar y escurrimiento en
canaletas); corrientes oscilatorias; y corrientes centrífugas.
Los métodos de separación por gravedad (concentración granítica o
gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían
desde los sulfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con
tamaños del orden de los micrones.
En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas
gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación,
la relativa simplicidad de los proceso gravimétricos y que producen poca
contaminación ambiental.
Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de
concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la
separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden
citar las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador
centrífugo Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple
(MGS) Mozley.
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Los métodos de concentración gravimétrica se utilizan para la separación de
minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y,
últimamente, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza
centrífuga para la separación de los minerales.
•En este tipo de separación se generan dos o tres productos : el concentrado,
las colas, y en algunos casos, un producto medio (“middling”).
•Para una separación efectiva en este tipo de concentración es fundamental
que exista una marcada diferencia de densidad entre el mineral y la ganga. A
partir del llamado critériode concentración,se tendráuna idea sobre el tipo de
separación posible.
FLOTACIÓN:
La flotación en espuma, utiliza las diferentes propiedades superficiales de los
minerales e indudablemente es el método de concentración más importante.
Ajustando las propiedades químicas de las partículas de la pulpa proveniente
del proceso de molienda mediante varios reactivos químicos, es posible que los
minerales valiosos desarrollen avidez por el aire (aerofílicos) y que los
minerales de la ganga busquen el agua y rechacen el aire (aerofóbicos).
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Por medio de agitación por burbujas de aire da por resultado una separación
por la transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman
la espuma flotante a la superficie de la pulpa.
Flotación de la mena
Celdas de flotación
AMALGAMACIÓN:
El proceso de Amalgamación se ha empleado tradicionalmente en Petorca
desde los tiempos de la colonia, en la cual se utilizan molinos de piedra
llamados trapiches para moler el mineral y conjuntamente con el agua formar
una especie de lodo o barro acuoso. Debido a la gran afinidad del oro por el
mercurio, al solo contacto se produce una amalgama de Hg-Au. la masa fluida
de amalgama se prensa en paños , con lo cual , se desprende el mercurio
sobrante. Posteriormente el mercurio unido al oro se volatiliza , quemándolo a
temperaturas sobre los 360
o
C en forma directa o con Acido nítrico, obteniendo
oro bruto de un 99,9% de pureza.
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Trapiche
SEPARACIÓN MAGNÉTICA:
Separación que depende de las propiedades magnéticas. Los separadores
magnéticos de baja intensidad se usan para concentrar minerales ferro-
magnéticos tales como la magnetita (Fe3O4) mientras que los separadores
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magnéticos de alta intensidad se usan para separar minerales paramagnéticos
de su ganga. La separación magnética es un proceso importante en el
beneficio de las menas de hierro, pero también encuentra aplicación en el
tratamiento de minerales no ferrosos. Se usa ampliamente para extraer
wolframita (FeWO4) y hematita (Fe2O3) paramagnéticas de menas de estaño y
encuentra considerable aplicación en el procesamiento de minerales no
metálicos tales como los que se encuentran en depósitos de arena en las
playas.
CONCENTRACIÓN ELECTROSTÁTICA:
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 sulfuros.
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.
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.
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MOLIENDA
La molienda es la última etapa del proceso de conminución de las partículas
minerales; en ésta etapa se reduce el tamaño de las partículas por una
combinación de mecanismos de quebrado de impacto y abrasión, ya sea en
seco o en suspensión en agua. Esto se realiza en recipientes cilíndricos
rotatorios de acero que se conocen como molinos de rodamiento de carga, los
que contienen una carga suelta de cuerpos de trituración, el medio de
molienda, libre para moverse dentro del molino y pulverizar así las partículas de
mena. El medio de molienda puede ser bolas o barras de acero, roca dura y en
algunos casos, la misma mena (molienda autógena). En el proceso de
molienda, las partículas entre 5 y 250mm se reducen de tamaño entre 10 y
300μm.
Molino de barras
Interior de un molino de bolas
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Después de que los minerales han sido liberados de la ganga, la mena se
somete a algún proceso de concentración que separa los minerales en dos o
más productos. La separación por lo general se logra utilizando alguna
diferencia específica en las propiedades físicas o químicas entre el mineral
valioso y los minerales de la ganga en la mena.
Clasificación
Cribas estáticas
Eliminan material fino antes de una chancadora.
Eliminan material grueso antes de una canaleta (minería aluvial).
Cribas vibradoras
Eliminar material grueso antes de una canaleta (minería aluvial).
Trommels
Eliminan material grueso y lavan el material en la minería aluvial.
Se utilizan en la salida de molinos a bolas para un circuito de molienda.
Clasificadores espiral
Se utiliza con molinos de bolas en circuitos de molienda.
Separan material sólido de las colas (almacenamiento en seco).
Spitzkasten (o Cono)
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Clasifican material saliendo de un molino a diferentes tamaños para luego
alimentarlo a varios equipos de concentración gravimétrica.
Sirven para deslamar, por ej. antes de equipos de concentración gravimétrica.
Sirven para clasificar material antes de la lixiviación (grueso a la percolación;
fino a la agitación).
Hidrociclón
Sirven para deslamar, por ej. antes de equipos de concentración gravimétrica.
Para clasificar material antes de la lixiviación (grueso a la percolación;
fino a la agitación)
LAS PROPIEDADES FÍSICAS
Todas las características de los minerales dependen de su composición
química y estructura, en la que ejercen una gran influencia las
contaminaciones, mezclas y defectos estructurales que posea cada ejemplar
en concreto. Las propiedades físicas de los minerales son fundamentales para
su identificación. Algunas de las más importantes pueden determinarse
mediante simple inspección ocular (visu) o mediante ensayos muy sencillos.
GEOMETRÍA DE LOS CRISTALES
Las relaciones geométricas de los cristales son una característica importante
para la identificación de los minerales. Podemos caracterizar la morfología de
los cristales de dos maneras. En primer lugar tenemos las características
formas cristalográficas controladas por la estructura y, por lo tanto, por la
simetría del cristal. Existen por otro lado una serie de términos descriptivos
que, a pesar de ser algo subjetivos, son más fáciles de entender que los de las
formas cristalográficas, que son más complejos aunque más precisos.
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FORMAS CRISTALOGRÁFICAS
Existen siete tipos de mallas o redes tridimensionales a las que se ajustan
todas las posibles estructuras internas de los minerales. Se trata de los
conocidos sistemas cristalinos. En cada uno de estos sistemas hay muchas
formas posibles, pero todas las formas de un mismo sistema cristalino tienen
la simetría del mismo. Los siete sistemas son: cúbico; hexagonal; trigonal;
tetragonal; rómbico; monoclínico; triclínico.
LOS TÉRMINOS DESCRIPTIVOS
Algunos de estos términos se refieren a cristales simples aunque una gran
mayoría describen a los agregados cristalinos (que son agrupaciones de miles
de cristales difíciles de apreciar de forma aislada pero que originan una única
formación fácil de reconocer). Destacamos los siguientes:
Hojoso: alargado en dos direcciones y muy estrecho en la tercera.
Tabular: alargado en dos direcciones.
Prismático: alargado fundamentalmente en una dirección.
Fibroso: en forma de pequeñas fibras paralelas fácilmente separables entre sí.
Acicular: cristales delgados, parecidos a agujas.
Dendrítico: de aspecto similar a las ramas de las plantas.
Drusa: superficie cubierta por una capa de pequeños cristales.
Estalactítico: En forma de conos o cilindros colgantes a modo de estalactitas.
Estrellado: cristales en formas concéntricas simulando estrellas.
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Geoda: cavidad recubierta de cristales.
Granular: agregado de granos cristalinos.
Masivo: compacto, irregular, sin aspecto definido.
PROPIEDADES ÓPTICAS
COLOR
El color es lo primero que nos llama la atención cuando observamos minerales
pero, en realidad, es una de las propiedades menos útiles en su identificación,
ya que hay muchos minerales que pueden presentarse con coloraciones muy
variadas y, por otra parte, minerales diferentes pueden presentar colores
idénticos. El color de los minerales se debe a la absorción selectiva de ciertas
longitudes de onda de la luz blanca por algunos de los átomos del mineral.
Cuando un mineral absorbe todas las longitudes de onda lo veremos negro,
si las refleja todas será blanco y si, por ejemplo, lo vemos azul, es porque
absorbe todas la longitudes de onda excepto las que corresponden al azul,
que las refleja. En estado puro una gran mayoría de minerales son blancos o
poco coloreados, pero algunas impurezas pueden conseguir una gran
variabilidad de colores. Los metales de transición suelen ser los responsables
de la mayoría de las coloraciones. El cobre generalmente produce minerales
verdosos o azulados; el hierro es responsable de coloraciones rojas y
amarillas, etc.
El color de la raya es el color del polvo fino de un mineral. Este color es más
preciso y constante que el color del mineral que puede sufrir cambios debido a
alteraciones en su superficie. Proceso de selección manual.
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BRILLO
Es una propiedad compleja que describe el aspecto que presenta la superficie
de un mineral cuando se refleja la luz, por lo tanto depende de la intensidad de
la reflexión. El brillo no tiene relación alguna con el color del mineral.
Los términos que se utilizan para referirse al brillo tratan de ser descriptivos,
pero se requiere un poco de entrenamiento para su correcta utilización.
En principio podemos dividir el brillo en dos tipos: metálico, cuando su
superficie brilla como los metales, reflejando totalmente la luz. Si no es
así, se dice que el brillo es no metálico, y se intenta determinar si es:
Vítreo: si brilla como el vidrio.
Mate: Carece de brillo, típico de las sustancias terrosas.
Submetálico: Entre metálico y mate.
Graso: Parece como cubierto por una película de grasa.
Nacarado: Se parece al brillo de las perlas, ligeramente irisado.
Adamantino: Posee un brillo muy intenso como el diamante.
Sedoso: Brilla como la seda; típico de los materiales fibrosos. Proceso de
selección manual.
DIAFANIDAD
Llamada en algunas ocasiones transparencia, se refiere a la interacción de la
luz con el cristal. Existen estas posibilidades:
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Transparentes: Puede apreciarse con nitidez el contorno de un objeto situado
detrás.
Semitransparente: Cuando no se puede precisar el contorno de un objeto
situado detrás.
Traslúcidos: Si deja pasar luz pero no es posible la observación de los objetos
situados al otro lado.
Semitranslúcidos: El mineral es atravesado por la luz en sus bordes más
delgados.
Opacos: Los cristales impiden totalmente el paso de la luz.
No es una propiedad importante en el reconocimiento de minerales; algunos de
ellos translúcidos o transparentes se convierten en opacos mediante
inclusiones o alteraciones.
LUMINISCENCIA
Algunos minerales cuando son sometidos a estímulos mecánicos, químicos o
a variaciones térmicas, emiten luz de coloraciones diversas, es el fenómeno de
la luminiscencia. Si, una vez cesado el estímulo, la emisión permanece
durante bastante tiempo se habla de fosforescencia. Si la emisión cesa con el
estímulo se denomina fluorescencia.
PROPIEDADES MECÁNICAS
Tenacidad
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Es la resistencia que opone un sólido a ser roto. Esta propiedad no tiene
ninguna relación con la dureza (por ejemplo el diamante es el mineral más duro
que se conoce pero debe tratarse con cuidado para evitar que se fragmente por
un golpe). Frente a la tenacidad, un mineral puede comportarse como tenaz o
resistente o bien como frágil si se rompe con facilidad Por otra parte existen
una serie de términos referidos a la facilidad con la que un sólido puede ser
deformado. Destacamos los siguientes:
Dúctil, si se pueden hacer hilos delgados.
Maleable, si puede moldearse en láminas delgadas.
Flexible, si se curva fácilmente sin romperse. Elástico, cuando recobra su forma
primitiva al cesar la fuerza que lo deforma y plástico si no recobra su forma
original.
Dureza
Es una propiedad bastante característica por lo que la tratamos con mayor
extensión. Se define como la resistencia que ofrece la superficie lisa de un
mineral a ser rayada. Depende de la cohesión y, por lo tanto, de la estructura
(cuanto mayores sean las fuerzas de enlace, mayor será la dureza) y también
del a composición química. La dureza varía con la dirección. Su determinación
exacta es difícil. Para identificar la dureza sigue siendo válida la escala de
Mohs.
Esta escala toma como referencia 10 minerales a los cuales se les asigna un
número entero. Comparando sus durezas se puede determinar la de cualquier
mineral. El mineral con número superior siempre raya a los inferiores (pero las
variaciones de dureza entre cada uno de los minerales de la escala no son
valores constantes). La escala de Mohs es la siguiente:
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1.- TALCO, 2.- YESO, 3.- CALCITA, 4.- FLUORITA, 5.- APATITO,
6.-
FELDESPATO, 7.- CUARZO, 8.- TOPACIO, 9.- CORINDÓN, 10.-
DIAMANTE
En los laboratorios escolares es frecuente establecer tres o cuatro grupos:
Dureza baja: si se raya con la uña.
Dureza media: si se puede rayar con el vidrio pero no se raya con la uña (en
este caso la dureza estará comprendida entre 2,5 y 5,5).
Dureza alta: si no se puede rayar con un trozo de vidrio (la dureza del mineral
será en este caso mayor que la del vidrio que es de 5,5).
Dureza muy alta: si no se puede rayar con un trozo de cuarzo (la dureza será
entonces mayor que 7).
Para determinar la dureza hay que tomar una serie de precauciones:
— Realizar las pruebas en superficies frescas, pues superficies alteradas
provocan una disminución de la dureza.
— No confundir la raya con la huella que dejan los minerales más blandos.
Mientras la huella puede ser limpiada, la raya es irreversible.
— Tener en cuenta la naturaleza de un mineral pues los minerales
pulverulentos, granulares o astillosos pueden romperse y quedar
aparentemente rayados por minerales realmente más blandos. Proceso de
selección manual.
Factura y exfoliación
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La rotura de un mineral a lo largo de una superficie irregular se denomina
fractura. Se llama exfoliación cuando un mineral se rompe a favor de alguna de
sus caras planas. Esta propiedad está íntimamente ligada a la estructura
cristalina. Los planos de exfoliación representan las direcciones en las que los
enlaces que unen a los átomos son relativamente débiles. Existen unas
cuantas reglas acerca de la exfoliación, una es que es reproducible, esto es
que un cristal se podrá romper una y otra vez a lo largo de planos paralelos a
los de exfoliación. Otra es que todo plano de exfoliación debe de ser paralelo a
caras reales o posibles del cristal. También podemos establecer que los
mismos minerales presentarán siempre la misma exfoliación. Para describir los
grados de exfoliación se emplean términos como: perfecta, buena, regular
(apreciable), pobre o imperfecta. Existen también diversos nombres para
designar las diferentes clases de fractura: concoidea (con superficies curvas en
forma de concha), fibrosa o astillosa (con entrantes y salientes puntiagudos)
granular, desigual o imperfecta, etc.
Peso específico y densidad
El peso específico es la relación entre el peso de un mineral con el peso del
mismo volumen de agua pura a 4º C (que es la temperatura en la que el agua
alcanza su densidad exacta de 1 g/cm3). Se muestra numéricamente sin
unidades. Un PE de 3,5 indica que el mineral pesa tres veces y medio el peso
del agua. El PE está determinado por la estructura cristalina y por la
composición química. Cuanto mayor es número atómico de los elementos que
forman el mineral y más compacto es su ordenamiento interno mayor es el
peso específico. Se consideran ligeros los minerales con pesos específicos
inferiores a 2, entre 2 y 4 se consideran normales y pesados los superiores a
4. La mayoría de los minerales que forman las rocas tienen un peso específico
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de alrededor de 2,7. Aunque físicamente el concepto de peso específico es
diferente al de densidad, es común utilizar estos términos como sinónimos (la
densidad es la masa por unidad de volumen de un material. Suele expresarse
en gramos por centímetro cúbico). El PE es un dato de gran fiabilidad para la
determinación de los minerales. Con un poco de práctica se pueden realizar
buenas aproximaciones sopesando los minerales en nuestras manos, pero es
bastante fácil determinarlo con exactitud utilizando una balanza. Proceso de
concentración gravitacional.
PROPIEDADES MAGNÉTICAS
Cuando los minerales son fuertemente atraídos por un imán se denominan
ferromagnéticos (magnetita). Cuando son atraídos débilmente paramagnéticos
(hematites, siderita). Cuando no son atraídos diamagnéticos (azufre, cuarzo).
Proceso de separación magnética.
PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Los metales nativos, los sulfuros y los óxidos transmiten la corriente eléctrica;
sin embargo, la mayoría de los minerales son malos conductores o dieléctricos.
Algunos minerales (con ejes polares, esto es sin centro de simetría) al estar
sometidos a presión adquieren cargas eléctricas de signo contrario en sus
extremos. El fenómeno se conoce como piezoelectricidad (por ej. el cuarzo).
Algunos cristales cuando se someten a variaciones térmicas se cargan de
electricidad en algunas caras, el fenómeno se conoce como piroelectricidad (la
turmalina).
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JUSTIFICACION ECONÓMICA
Una vez completado y desarrollado los proceso de pre-explotación, exploración
y evaluación, y detectando 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 su Evaluación o Valoración económica. A
pesar de lo que pueda parecer, los datos de esta no son concluyentes, y debe
ir seguida en caso de que la valoración económica sea positiva de un estudio
de viabilidad, que contemple todos los factores geológicos, mineros, sociales,
ambientales, etc., que pueden permitir o no que una explotación se lleve a
cabo. Para cumplir cada uno de estos objetivos se dispone de una serie de
herramientas, aplicables en el campo y otras en gabinete.
Así también son excepcionales los casos en que nos e justifique
económicamente la concentración de las menas Metalíferas. Las circunstancias
son:
1. Las plantas metalúrgicas suelen estar alejadas de loas minas. Así
cuanto mayor sea la distancia, mas económica se realiza en el flete al
concentrarlo en el yacimiento.
2. El costo de fundición por tonelada de metal obtenido esta en relación
inversa con la riqueza de la mena o concentrados que se funde.
3. El costo de la concentración mecánica por tonelada de mena o
concentrado, es mucho menor que el de fundición.
4. Algunas menas complejas no pueden ser tratadas económicamente por
procedimientos metalúrgicos siendo rechazadas por la fundición.
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En cambio si se pueden obtener concentrados de las especies valiosas en
forma separadas.
En contra de la concentración deben tenerse en cuanta los siguientes factores:
1. La inversión de capital en las instalaciones.
2. El costo de tratamiento en la concentración.
3. Perdidas de sustancias valiosas en la concentración.
REDUCCION DE TAMAÑO
La operación de disminución o reducción de tamaños consiste en la producción
de unidades de menor masa a partir de trozos mayores; para ello hay que
provocar la fractura o quebrantamiento de los mismos mediante la aplicación
de presiones.
Si el material a tratar es procedente de una explotación a cielo abierto; por
medio de grandes voladuras y carguío por medio de palas mecánicas, el
tamaño de los trozos superiores pueden alcanzar el m3.
Si el material proviene de la explotación de vetas angostas el tamaño superior
puede ser de unas pocas pulgadas, y si se trata de yacimientos de materiales
no consolidados puede ser de unos pocos milímetros.
Las técnicas de reducción de tamaño son:
1. COMPRESIÓN: Es utilizada para la reducción gruesa de sólidos duros,
genera productos gruesos, medios o finos.
1. CORTE: Se utiliza cuando se requiere un tamaño definido de partículas.
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1. FROTACIÓN O ROZAMIENTO: Genera productos finos a partir de
materiales blandos no abrasivos.
1. IMPACTO: Esta técnica consiste en el choque de las partículas para la
disminución de su tamaño.
Los requerimientos de tamaño son diversos para cada tipo de productos, de ahí
que se utilicen diferentes maquinas y procedimientos. La operación de
desintegración, también tiene la finalidad de generar productos que posea un
determinado tamaño granular, comprendido entre limites preestablecidos.
Variables de la reducción de tamaños
1. ALIMENTACIÓN OBSTRUIDA:
El desintegrador esta equipado con una tolva alimentadora que se mantiene
siempre llena de modo que el producto no se descarga libremente, lo que hace
que aumente la proporción de finos y disminuye la capacidad de producción.
2. CONTENIDO DE HUMEDAD:
En la etapa grosera e intermedia los materiales no deben exceder el 4% de
humedad. En la etapa mas fina de reducción de tamaño se aplica una molienda
húmeda.
3. TRITURACIÓN LIBRE:
El producto desintegrado, junto con cierta cantidad de finos formados, se
separa rápidamente de la zona de acción desintegrante después de una
permanencia relativamente corta. Por lo regular el producto de la molienda sale
por una corriente de agua, por gravedad o lanzado por fuerza centrifuga.
Operación en circuito cerrado: Cuando el material de rechazo es devuelto al
desintegrador.
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Operación en circuito abierto: Cuando el material no se devuelve para su re
trituración.
1. DUREZA Y LA ESTRUCTURA DEL MATERIAL:
Las maquinas para trituración grosera de materiales blandos no necesitan una
maquina tan robusta o compleja como las utilizadas a la trituración de
materiales duros.
CALCULOS METALÚRGICOS
Desde el momento en que el mineral ingresa a la planta Industrial, a la
etapa de conminución, el proceso es continuo hasta la obtención de los
productos finales, concentrados y colas. Del material de elaboración se
extraen distintas muestras para control del funcionamiento de la planta.
De estas se obtiene la información esencial:
2. Peso y ley de concentrado, medianía y cola.
3. Distribución granulométrica.
4. Humedad
5. Densidad de pulpa
6. Caudal
7. Distribución de los constituyentes mineralógicos.
Con la información precedente, se calculan los factores indicadores del
funcionamiento de la planta (balance metalúrgico)
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1. Recuperación-ley
2. Razón de concentración
3. Eficiencia de la clasificación y concentración
4. Tonelaje tratado
5. Consumo de reactivos
6. Análisis económico.
Definiciones:
1. Mena: es un agregado natural de especies minerales, de las cuales un
metal o compuesto metálico puede ser recuperado en forma económica.
La especie que es objeto de la explotación se denomina mineral valioso.
2. Ganga: es el o los componentes de la mena que por el momento no
tiene valor económico.
3. Alimentación (F): es el material objeto de tratamiento en planta de
concentración.
F=C + T
4. Concentrado (C); es el producto resultante de la concentración mas rico
en componentes valiosos que la sustancia original.
5. Cola (T); es el producto resultante de la concentración mas pobre en
componente valioso que la alimentación.
6. Ley; es el contenido relativo del elemento químico o compuesto de la
alimentación, concentrado, cola, o cualquier producto intermedio.
Generalmente se expresa en % del compuesto, en g/tan para metales
nobles, o el onza troy/tan en países de habla inglesa.
29

7. Fino: es el contenido absoluto del elemento o compuesto de la
alimentación, concentrado, medianía o cola. Se expresa en unidades de
peso.
Fino= Peso x Ley /100
fF = cC + tT ---------► Fx(f – t) = Cx(c – t )
1. Recuperación (R); es la relación del fino contenido en el concentrado de
la alimentación.
R= Fino de concentrado / Fino de alimentación
2. Razón de concentración (K): es la relación entre el peso de la
alimentación y el peso del concentrado. Indica en forma directa, la
selectividad del proceso.
K= Peso de alimentación / Peso de concentrado
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
SEGUNDA UNIDAD DEL CURSO DE QUÍMICA III. INDUSTRIA MINERO-METALÚRGICA. PROCESOS
DE EXTRACCIÓN Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES. I.Q.M. JOSÉ FRANCISCO CORTÉS RUÍZ
VELASCO.
PROCESOS DE BENEFICIO MINERAL PARA LA MINERÍA EN PEQUEÑA ESCALA. HERMANN
WOTRUBA, DEPARTAMENTO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES. UNIVERSIDAD DE AACHEN,
ALEMANIA
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CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA. OSVALDO PÁEZ. UNIVERSIDAD DE
ATACAMA.
TRATAMIENTO MECÁNICO DE MINERALES. MARIO ZULETA.
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