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Prefacio
La extracción de oro ha experimentado una serie de cambios a lo largo de los años, y se han inventado diferentes técnicas para mejorar la extracción y la recuperación del oro. De todos estos métodos, el de separación por gravedad es el preferido por ser sencillo, barato y ecológico. Este método se basa en el hecho de que el oro es más denso que la mayoría de los demás materiales, lo que lo hace adecuado para la separación de minerales. En este documento, el lector conocerá el método de separación por gravedad, incluidos sus fundamentos, usos y los distintos equipos empleados en el proceso.
¿Qué es el método de separación por gravedad?
El método de separación por gravedad es una técnica utilizada en el tratamiento de minerales para clasificar las partículas en función de su gravedad específica. Este método se basa en la fuerza de la gravedad para ayudar a la acumulación de partículas más densas, mientras que las partículas más ligeras son lavadas o arrastradas por el aire. El proceso normalmente implica el uso de equipos que proporcionan movimiento para separar las partículas más densas de las más ligeras.
La concentración por gravedad es la más adecuada para la concentración de menas y la recuperación de minerales como el oro. Se utiliza mucho en minería porque es fácil de usar, barato y puede procesar grandes cantidades de material. El método también es respetuoso con el medio ambiente, ya que no implica el uso de productos químicos para separar los minerales, sino que depende de las características físicas de éstos.
Separación por gravedad frente a otros métodos de extracción de oro
| Método | Características | Ventajas e inconvenientes |
|---|---|---|
| Separación por gravedad | Utiliza la gravedad para separar las partículas de oro pesadas de los materiales más ligeros. Las técnicas más comunes son el bateo, el esclusaje, las mesas vibratorias y las plantillas. A menudo se utiliza en combinación con otros métodos para mejorar la eficacia. | Bajo coste operativo, tecnología sencilla y respetuosa con el medio ambiente, ya que no utiliza productos químicos. Sin embargo, su eficacia es limitada para las partículas finas de oro y requiere una importante mano de obra. |
| Cianuración | Lixivia el oro del mineral mediante una solución de cianuro. Adecuado para minerales de baja ley. Consta de varias etapas: lixiviación, adsorción, desorción y recuperación. | Muy eficaz para extraer oro de minerales de baja ley con un alto índice de recuperación, pero plantea problemas medioambientales y de seguridad debido al uso de productos químicos tóxicos, así como a los elevados costes operativos y la complejidad de los procedimientos. |
| Flotación | Separa el oro del mineral utilizando productos químicos para crear espuma. Suele utilizarse con minerales sulfurosos. Implica fases de trituración, molienda y flotación. | Es eficaz para los minerales complejos con sulfuros y puede alcanzar altas tasas de recuperación, pero tiene altos costes operativos y de capital, requiere personal cualificado e infraestructuras complejas y tiene un impacto medioambiental debido al uso de productos químicos. |
| Amalgamación | Utiliza mercurio para formar una amalgama con el oro. A continuación, el oro se extrae calentando la amalgama para vaporizar el mercurio. Es uno de los métodos de extracción de oro más antiguos. | Este método, sencillo y barato, es eficaz para la recuperación de oro fino, pero muy tóxico y peligroso debido al uso de mercurio, que tiene graves consecuencias para el medio ambiente y la salud. Su uso está disminuyendo debido a la existencia de mejores alternativas. |
| Lixiviación en pilas | Consiste en apilar el mineral en una pila y regarlo con una solución de lixiviación. El oro se lixivia del mineral y se recoge de la base de la pila. Adecuado para minerales de baja ley. | El proceso es rentable para mineral de baja ley y sencillo y escalable. Sin embargo, el proceso de recuperación es lento y puede contaminar el medio ambiente debido a los lixiviados. |
Aplicación de la separación por gravedad en el tratamiento de minerales
● Minería de oro: Bateas, esclusas, mesas vibratorias, plantillas, concentradores en espiral.
● Procesamiento del carbón: Separación en medio denso, jigs, ciclones, plantas de lavado.
● Beneficio del mineral de hierro: Espirales, jigs, ciclones de medio denso, concentradores gravimétricos.
● Tierras raras Recuperación de minerales: Mesas vibratorias, concentradores espirales, concentradores centrífugos, separadores magnéticos.
● Extracción de estaño y wolframio: Mesas vibratorias, plantillas, esclusas, concentradores en espiral.
4 métodos comunes de separación por gravedad
La concentración por gravedad es uno de los métodos más comunes de concentración de los minerales valiosos de la mena basado en las diferencias de su gravedad específica. Este método se utiliza ampliamente por su eficacia, bajo coste y aplicabilidad a grandes cantidades de material. He aquí cuatro métodos comunes de separación por gravedad:
Jigging Separación por gravedad
La separación por gravedad mediante jigging implica el uso de un jig, que es una máquina que hace oscilar el material en el agua con un movimiento vertical. Esta pulsación permite que los materiales más densos se hundan hasta el fondo, mientras que los más ligeros permanecen en la parte superior. Esto hace que el jigging sea muy eficaz en la separación de partículas gruesas y medianas, especialmente cuando se trata de minerales que presentan una gran diferencia de densidades. Se aplica ampliamente para el tratamiento de mineral de hierro, carbón y otros minerales.
El jigging es muy eficaz a la hora de proporcionar un alto grado de separación, por lo que se utiliza ampliamente en las plantas de procesamiento de minerales. Además, el jigging puede procesar grandes caudales y es relativamente barato en términos de costes operativos en comparación con otros métodos de separación. El jigging es uno de los métodos más eficaces para separar minerales de gran valor de una mezcla, pero puede no ser tan eficiente cuando se trata de material muy fino. Es más útil en los casos en que hay una gran diferencia de densidad entre los minerales valiosos y la ganga.
Mesa vibratoria Separación por gravedad
La separación por gravedad con mesa vibratoria implica el uso de una mesa vibratoria que mueve el material en un plano inclinado. La vibración hace que las partículas se muevan y se clasifiquen en función de sus densidades, las partículas más pesadas se mueven hacia arriba mientras que las más ligeras se mueven hacia abajo. Este método es adecuado para la separación de partículas finas. Las mesas vibratorias se utilizan sobre todo en la extracción de oro, estaño y otros minerales pesados y son muy eficaces y pueden clasificar con un alto grado de precisión.
La intensidad de vibración ajustable y la inclinación de la mesa permiten conseguir la mejor eficacia de separación para diversas aplicaciones de procesamiento de minerales. La principal ventaja de las mesas vibratorias es que pueden conseguir altas concentraciones de partículas finas, pero el inconveniente puede ser el aumento de los costes de mantenimiento y funcionamiento debido al uso de equipos mecánicos. Las mesas vibratorias son más apropiadas para procesos en los que la recuperación de partículas finas es importante y en los que es importante poder controlar los parámetros operativos para obtener los resultados de separación requeridos.
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Separación por gravedad
La separación por gravedad con vertedero en espiral es un proceso en el que el material se introduce en la parte superior de un vertedero en espiral y se deja fluir en una trayectoria helicoidal. La fuerza creada por el movimiento en espiral ayuda en el proceso de separación en función de la gravedad específica de las partículas; las partículas con mayor gravedad específica estarán más cerca del centro de la espiral, mientras que las partículas más ligeras serán empujadas hacia el exterior. Este método es especialmente útil para la clasificación de materiales finos y se aplica en la concentración de cromita, circón y otros minerales.
Las tolvas espirales son las preferidas por su bajo coste operativo y su sencillez de instalación, por lo que se utilizan ampliamente en muchas plantas de procesamiento de minerales. Además, pueden procesar partículas de distintos tamaños y tienen un alto rendimiento. Los conductos en espiral también son ventajosos porque pueden procesar grandes cantidades de material con poco o ningún daño para el medio ambiente, ya que no se utilizan reactivos químicos. Sin embargo, una limitación es que la eficacia de la separación puede verse influida por el tamaño de las partículas de alimentación y la densidad de la pulpa. Son más adecuados para su uso cuando el material de alimentación no es muy diferente en tamaño y densidad y se desea un alto rendimiento.
Separación en medio denso
La separación en medio denso (DMS) emplea un medio denso que es una suspensión fina de magnetita o ferrosilicio a base de agua para clasificar las partículas según su densidad relativa. El material se introduce en un recipiente que contiene el medio denso, donde las partículas más ligeras flotan mientras que las más pesadas se depositan en el fondo. Este método es muy eficaz, sobre todo cuando se trata de minerales con una gran diferencia de densidad. El DMS se utiliza en el tratamiento de diamantes, plomo-zinc y otros minerales preciosos, y es preciso con grandes producciones.
El método es útil en la industria minera porque proporciona una separación nítida y puede utilizarse con varios minerales. Además, el medio denso puede reutilizarse, con lo que se reducen los gastos y los efectos sobre el medio ambiente. Uno de los puntos fuertes del DMS es que tiene una gran eficacia y precisión de separación para los minerales con una diferencia significativa de densidad, pero uno de los puntos débiles es que tiene un coste inicial elevado y la densidad del medio tiene que estar bien controlada para que el proceso funcione bien. El DMS es especialmente adecuado para la concentración de minerales de alto valor en los que la precisión es primordial y en los que deben optimizarse las tasas de rendimiento.
Tipos de equipos utilizados en el método de separación por gravedad
La concentración por gravedad es un método de concentración del mineral basado en las diferencias de gravedad específica del mineral y la ganga. Este método se utiliza habitualmente en la extracción de oro y funciona en función de la diferencia de peso de los materiales. He aquí las principales categorías de equipos utilizados en la concentración por gravedad, así como sus usos y ventajas.
Panorámica
El bateo es la técnica más básica y probablemente la más antigua de extracción de oro. Se trata de un proceso que consiste en mezclar una batea que contiene sedimentos y agua con un movimiento circular para que las partículas de oro más densas se hundan hasta el fondo. Los materiales más ligeros se lavan por el borde. El bateo es muy eficaz, pero requiere mucha mano de obra, sobre todo para las operaciones a pequeña escala y la recuperación de oro de los placeres. Es una técnica de bajo impacto y muy útil para seleccionar y sondear posibles zonas auríferas.
Esclusas
Las esclusas son canales largos y estrechos con esclusas en la base. Mientras el agua pasa por la esclusa, las rejillas están diseñadas para que los materiales más pesados, como el oro, se depositen en el fondo y los más ligeros sean arrastrados. Las esclusas admiten más material que el bateo y pueden utilizarse tanto en minería a pequeña como a gran escala. Son fáciles de construir y manejar, y por eso las prefieren los mineros.
Las mesas de agitación son equipos específicos que realizan un movimiento ascendente y descendente para clasificar las partículas en función de su gravedad específica. La superficie de la mesa se inclina y en el extremo superior se introduce una mezcla de agua y mineral triturado. Cuando se agita la mesa, las partículas de oro más densas se transportan al extremo, mientras que las más ligeras se alejan. Las mesas de agitación son muy eficaces y pueden incluso clasificar partículas de oro que otros métodos tal vez no sean capaces de detectar. Se utilizan sobre todo en laboratorios y en la minería a pequeña y mediana escala.
Los jigs son equipos que emplean pulsos de agua que ayudan a clasificar los minerales en función de su densidad. El jig se compone de un tamiz o criba sobre el que se coloca el material y agua que se bombea a través del material para hacer que las partículas más pesadas se hundan en la base. Los jigs son muy eficaces para la recuperación de oro grueso y suelen emplearse en combinación con otros procesos. Son de larga duración y pueden alojar una gran cantidad de material.
Los concentradores en espiral funcionan utilizando la fuerza de la gravedad y la fuerza centrífuga para clasificar las partículas en función de su densidad. El material se introduce en la parte superior de la espiral y se le añade agua para que forme una pasta. Cuando la pasta fluye por la espiral, las partículas más densas son empujadas hacia el perímetro exterior de la espiral, mientras que las más ligeras permanecen en el centro. Los concentradores en espiral son útiles en la recuperación de oro fino y suelen aplicarse en combinación con otros procesos de concentración por gravedad para mejorar la recuperación global.
Concentradores centrífugos
Los concentradores centrífugos aumentan la fuerza de la gravedad para ayudar a separar las partículas finas de oro de otros materiales. Estas máquinas giran a altas velocidades para generar una fuerte fuerza centrífuga que obliga a las partículas de oro más densas a quedar atrapadas en una cámara de retención. Los concentradores centrífugos son muy eficaces para la recuperación de oro fino y se utilizan en la mayoría de las explotaciones mineras modernas. Utilizan menos agua que otros procesos y pueden extraer oro de minerales de muy baja ley.
Ruedas de oro
Las ruedas de oro, o ruedas en espiral, se utilizan para cribar partículas finas de oro de los concentrados. Estas máquinas emplean un movimiento circular en espiral para ayudar a separar el oro de otros materiales. El material se introduce en la rueda y el agua lava las partículas más ligeras, mientras que las partículas de oro más pesadas permanecen en la rueda. Las ruedas de oro son las más adecuadas para la recuperación de oro fino a partir de concentrados obtenidos mediante otros procesos de separación. Son fáciles de usar y se pueden transportar, por lo que son las preferidas de la mayoría de los mineros aficionados.
Cómo elegir separadores por gravedad de alta calidad
● Comprender el proceso de separación: Asegúrese de que el equipo que va a utilizar es adecuado para el proceso de separación por gravedad que necesita. Esto implica conocer cómo trata el separador los distintos materiales, como las partículas de mayor densidad y las de menor densidad, y hasta qué punto puede lograr la estratificación y la sedimentación.
● Tenga en cuenta la gama de tamaños: Evalúe el rendimiento del equipo en cuanto al tamaño de las partículas que puede procesar, desde tamaños de micras hasta granulometrías. Los buenos separadores deben poder tratar materiales con granulometrías diferentes y ser capaces de separarlos de la mejor manera posible independientemente de la diferencia de tamaño.
● Evaluar la aplicación específica: Seleccione un separador en función de los requisitos del tratamiento de minerales, por ejemplo, DMS para carbón o minerales de manganeso. El conocimiento de la aplicación específica ayudará a elegir el separador más adecuado para esa aplicación concreta.
● Evaluar la eficiencia operativa: Al seleccionar los separadores, asegúrese de que sean fáciles de manejar y no requieran un mantenimiento frecuente. Los separadores ideales deben ser baratos de manejar y mantener, pero deben ofrecer un alto rendimiento independientemente de las condiciones imperantes en el momento de su funcionamiento.
● Realizar una prueba de procesamiento de minerales: Realice pruebas exhaustivas de procesamiento de minerales para determinar la eficacia del separador en los minerales deseados, incluidos el platino, el cobre o el cromo. Las pruebas pueden mostrar cómo se comporta el equipo con respecto a las impurezas y la eficiencia de separación requerida en condiciones de funcionamiento reales.
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Factores que afectan a la eficacia del método de separación por gravedad
Partículas Tamaño y forma: El tamaño y la forma de las partículas desempeñan un papel muy importante en la eficacia de la separación por gravedad. Las partículas más grandes y condensadas sedimentan a mayor velocidad que las más pequeñas y menos condensadas. Las partículas no esféricas pueden sedimentar de forma diferente a las esféricas. La eficacia del proceso de separación mejora con una distribución adecuada del tamaño de las partículas.
Peso específico Diferencia: La diferencia de gravedad específica entre el mineral valioso y el material de ganga es importante. Cuando la gravedad específica es mayor, la separación es más eficaz, ya que hay mayores diferencias en la gravedad específica. Una diferencia mínima puede dar lugar a una separación deficiente y, por tanto, a índices de recuperación bajos. Es muy importante seleccionar el medio adecuado para resaltar estas diferencias.
Fluido Dinámica: El caudal y la viscosidad del fluido utilizado en la separación influyen en el proceso. El caudal debe ser suficiente para permitir la separación sin crear turbulencias. Los fluidos de alta viscosidad también pueden ralentizar el movimiento de las partículas y, por tanto, disminuir la eficacia del proceso. Las propiedades del fluido deben optimizarse para obtener los mejores resultados en el proceso de separación.
Diseño y configuración de equipos: El diseño y la configuración del equipo de separación por gravedad son los principales determinantes del rendimiento. Parámetros como el ángulo de inclinación, la rugosidad de la superficie y la frecuencia de vibración deben ajustarse con precisión. El mantenimiento y la calibración de los equipos son cruciales para garantizar que funcionen como se espera. Optimizar el equipo para determinados minerales puede mejorar los resultados.
Velocidad de avance y Coherencia: El caudal del material a través del equipo de separación es otro factor que influye en la eficacia. Esto significa que las tasas de alimentación son constantes y no sobrecargan el proceso de separación. Las fluctuaciones en la velocidad de alimentación también causan una separación deficiente y provocan la pérdida de minerales valiosos. La velocidad de alimentación es otro factor importante que debe controlarse y regularse estrechamente para obtener los mejores resultados.
¿Cómo mejorar la eficacia de la separación por gravedad?
La mejora de la precisión de la clasificación granulométrica mediante el cribado y la clasificación hidráulica da lugar a una mejor separación. Los equipos de alto rendimiento, como los concentradores centrífugos y las mesas de agitación, pueden mejorar las tasas de recuperación en gran medida. Además, es importante garantizar que las condiciones de funcionamiento estén bien controladas, por ejemplo, las velocidades de alimentación y los caudales de agua. Esto significa que el equipo esté siempre en buenas condiciones de funcionamiento gracias a un mantenimiento y una calibración adecuados. Por último, la combinación de la separación por gravedad con otras técnicas adecuadas, como la flotación o la separación magnética, puede mejorar la eficacia general y la recuperación de minerales en las plantas de tratamiento.
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Tendencias futuras e innovaciones en el método de separación por gravedad para la extracción de oro
Se espera que el futuro de la separación por gravedad en la minería del oro experimente un mayor desarrollo debido a la tecnología y al medio ambiente. Otras tendencias son el avance de nuevos y mejores equipos de separación capaces de clasificar eficazmente hasta las partículas más pequeñas y los diversos tipos de minerales. Las nuevas tecnologías, como los concentradores centrífugos mejorados y los clasificadores hidráulicos superiores, están diseñadas para mejorar el rendimiento del oro y, al mismo tiempo, reducir los gastos energéticos y de explotación. También se está produciendo un cambio hacia el uso de prácticas respetuosas con el medio ambiente, por lo que se emplean tecnologías que reducen el uso de productos químicos y mejoran la reutilización del agua. Todos estos avances tienen el potencial de hacer que la separación por gravedad sea aún más eficaz y respetuosa con el medio ambiente en el futuro de la minería del oro.
Conclusión
La concentración gravimétrica es una de las técnicas más importantes en el tratamiento de minerales, ya que permite separar los minerales valiosos de la ganga no deseada. El conocimiento de este método y de sus aplicaciones, así como de los distintos tipos de equipos que se utilizan en minería, permite aumentar la eficacia de las operaciones mineras y los índices de recuperación. Por lo tanto, es importante elegir el método de separación por gravedad adecuado en función de los requisitos del tratamiento de minerales y del resultado deseado.
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