Ing' Jos Falcn Hernndez DrC

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VII INTERNATIONAL CONFERENCE on Clean
Technologies for the Mining Industry
El Beneficio de Minerales y la Separación de
Fases en las Tecnologías Limpias de la Industria
Minero Metalúrgica.

• Ing. José Falcón Hernández DrC
• FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
• UNIVERSIDAD DE ORIENTE
• SANTIAGO DE CUBA, CUBA

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CONTENIDO

• Bases y conceptos del beneficio de minerales
• Reducción y clasificación de tamaño de la masa
  mineral extraída
• Beneficio de diferentes componentes útiles
• Tratamiento de residuales para evitar impactos
  negativos de los mismos sobre el medio ambiente
• Estudio de caso beneficio de minerales
  lateríticos cubanos
• Conclusiones

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Oriente
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LA RACIONALIDAD EN LA EXPLOTACIÓN DE LOS
YACIMIENTOS

• Incremento de la eficiencia en la extracción de
  los componentes valiosos presentes en la masa
  mineral.
• Máximo aprovechamiento de los componentes
  acompañantes del mineral principal explotado.
• Reducción de las cantidades de colas y desechos
  del procesamiento minero metalúrgico con impactos
  negativos sobre el medioambiente
• Elección de los yacimientos a ser explotados bajo
  la óptica del desarrollo sostenible.

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BASES PARA LA PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS MINERALES

• En la corteza terrestre se pueden encontrar todos
  los elementos metálicos y no metálicos dispersos
  en la misma.
• Se producen zonas de concentración de
  determinados elementos (minerales), en zonas
  específicas denominadas yacimientos.
• Los procesos de beneficio de minerales vienen a
  resultar la continuación de las operaciones de
  separación y concentración
• Los componentes útiles son los que tienen
  aplicación por el hombre, mientras que los
  estériles, resultan los que con el desarrollo
  tecnológico alcanzado no resultan aún utilizables
  por el hombre.
• Lo primero resulta liberar a los minerales,
  para a continuación realizar la separación y
  concentración de estas atendiendo a sus
  propiedades física o fisicoquímicas.
• La máxima racionalidad radica en utilizar todos
  los componentes posibles

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Propiedades físicas o fisicoquímicas
Fuerzas para la separación
Densidad (?) Viscosidad (µ) Tamaño (d) Forma
(s) Suceptibilidad magnética (?) Permitividad
eléctrica (e) Mojabilidad (cos ?) Friabilidad
(s) Elasticidad (E) Otras
Gravitacional (Fg) Arquímedes (Fa) Fricción
(F?) Centrífuga (Fc) Magnética (Fm) Eléctrica
(Fe) Flotativa (Ff) Compresión (Fs) Tracción
(Ft) Inercia (Fi) Otras
Separación de componentes
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REDUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE TAMAÑO DE LA MASA
MINERAL EXTRAÍDA

• Estos procesos se encuentran asociados a la
  preparación del mineral para lograr el grado
  óptimo de liberación, pero tienen un rol muy
  significativo en las características de los
  residuales y en el consumo energético. Por ello
  hay que aplicar la concepción de no reducir nada
  de más.
• Dependiendo del comportamiento de la liberación
  de los componentes minerales, se debe introducir
  la separación granulométrica o los procesos de
  beneficio, en dependencia del costo que
  introduzcan en los productos del beneficio.
• El comportamiento de la reducción de tamaño y las
  características granulométricas de los productos
  después de cada etapa de reducción, puede
  determinarse experimentalmente, o sobre la
  experiencia acumulada.

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CURVA CINÉTICA DE LA REDUCCIÓN SEGÚN TOVAROV
Q Masa reducida Qo Masa alimentada a reducir

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PROPUESTA POR BROADBENT Y CALLCOTT

• P B S f (1 S) f
• P (B S 1 - S) f
• P (1 c) ( B S 1 S) 1 c (B S 1
  S)-1 f
• B Función de reducción
• S Función de selección

f
cq
m
q
P
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BENEFICIO DE DIFERENTES COMPONENTES ÚTILES

• La evaluación del beneficio de las fracciones de
  tamaño que se obtienen como resultado de la
  reducción servirá para
• Determinar hasta que tamaño reducir
• Seleccionar el esquema de beneficio a emplear
• Precisar los indicadores que se pueden obtener.

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EVALUACIÓN POR EL INDICADOR DE CONTRASTE M
La efectividad de separación como p/M más
cercano a la unidad
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CURVA DE SEPARACIÓN DE TROMP Y TERR
0
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CURVA DE BENEFICIO DE ANREE Y REINHARDT
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MÉTODO DE CÁLCULO DE INDICADORES DE O. N.
TIXONOV
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TRATAMIENTO DE RESIDUALES

• Una tecnología limpia tiene que evitar al mínimo
  los impactos negativos que introduce sobre el
  medio ambiente.
• En el beneficio de minerales parte de ello se
  resuelve con la elección de los esquemas y
  equipamiento conveniente
• Sin embargo, es inevitable que se produzcan
  residuales que requieran de posterior
  tratamiento.
• La cola o residuo sólido resulta el más
  significativo en la mayoría de los casos y su
  tratamiento requiere de un análisis particular.
  En los casos que se presentan componentes que
  pueden ser utilizados con relativa brevedad,
  pueden estos clasificarse, almacenarse y
  protegerse para su nuevo uso.
• Los procesos más utilizados en el beneficio de
  minerales se desarrollan por vía húmeda y por
  tanto, la máxima recuperación y re-utilización
  del agua es necesario

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EFECTO DE LA TECNOLOGÍA Y OPERACIONES EN LOS
IMPACTOS
Menor consumo energético
Control de Reducción de tamaño
Menor cantidad de partículas muy finas
Recuperación máxima de componentes
Procesos de separación de componentes
Disminución de colas
Tecnología
Reutilización de productos
Separación sólido - líquido
Vía húmeda
Tratamiento químico - biológico
Tratamiento de residuales
Separación sólido - gas
Vía seca
Tratamiento físico- químico
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ECUACIONES PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA
DE LA SEPARACIÓN DE LAS PARTÍCULAS DE UN GAS
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ESTUDIO DE CASO

• Los minerales lateríticos cubanos explotados para
  extraer el Ni y Co contenido en los mismos por
  las tecnologías de lixiviación ácida y carbonato
  amoniacal
• Pueden resultar también fuentes para la obtención
  de Fe, Cr, Al y otros
• las fases mineralógicas principales presentan
  contrastes en sus propiedades físicas y en la
  composición química y granulométrica
• En las diferentes áreas o zonas y en la
  profundidad de los yacimientos se manifiestan
  cambios en sus características

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LAS FASES MINERALÓGICAS Y SUS PROPIEDADES
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COMPOSICIÓN QUÍMICA Y GRANULOMÉTRICA EN LA PULPA
ALIMENTADA AL PROCESO DE LIXIVIACIÓN ÁCIDA
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INDICADORES PARA LA SEPARACIÓN DEL HIERRO DEL
ESCOMBRO
Concentrado con 53,73 de Fe y recuperación de
78,25
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RESULTADOS DEL CÁLCULO TEÓRICO Y DE LA SEPARACIÓN
PRÁCTICA EN UN HIDROCICLÓN
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ANÁLISIS FRACCIONAL MAGNÉTICO DE UNA MUESTRA DE
COLA DEL PROCESO CARBONATO AMONIACAL
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CONCLUSIONES

• La explotación racional de los yacimientos
  minerales resulta un imperativo actual de la
  humanidad para el desarrollo sostenible y la
  minimización de los impactos ambientales
  negativos que introduce la industria extractiva.
• Las operaciones de separación y concentración
  resultan determinantes para la selección de la
  tecnología y por tanto, la ampliación de los
  conocimientos teóricos sobre fundamentos de la
  separación de fases y en la precisión de los
  métodos predictivos sobre la capacidad de
  beneficio de los componentes útiles presentes en
  la masa de mineral extraído resultan decisivos.

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CONCLUSIONES

• La tarea investigativa para la selección de la
  tecnología comprende precisar las posibilidades
  de liberación de los componentes útiles presentes
  en el mineral, determinar la distribución de
  diferentes fases y especies minerales en
  correspondencia con las clases de tamaño
  componente del mineral, establecer los contrastes
  en las propiedades empleadas para su beneficio,
  seleccionar operaciones y procesos con los
  sistemas de fuerzas más convenientes para la
  separación y concentración y combinar el esquema
  más eficiente económica y ecológicamente.

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CONCLUSIONES

• En el caso específico analizado de los minerales
  lateríticos, el beneficio previo del mineral
  permite aprovechar mayor número de componentes,
  empleando operaciones mucho menos costosas que
  los procesos metalúrgicos y al mismo tiempo,
  puede incrementar la eficiencia de su extracción
  y minimizar los impactos ambientales negativos
  derivados de la extracción y aprovechamiento del
  mineral

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