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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE METALURGIA

PRINCIPIOS DE CONCENTRACIÓ N GRAVIMÉTRICA

Dr. Sc. Hildebrando A. Cóndor García

PRINCIPIOS DE LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA • 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 criterio de concentración, se tendrá una idea sobre el tipo de separación posible.

CONCEPTOS BÁSICOS DE LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA * Proceso que permite separar partículas de diferentes tamaños, formas y pesos específicos, mediante el uso de la fuerza de gravedad o fuerzas centrífugas. Por ejemplo, un grano de oro se hunde en agua mucho más rápido que un grano de sílice del mismo tamaño debido a que el primero tiene un mayor peso específico

* Los métodos de separación gravimétrica se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían desde los sulfuros pesados como la galena (peso específico 7,5) hasta el carbón (peso específico 1,3), y tamaños de partículas en algunos casos por

CRITÉRIO DE   El criterio de concentración utilizado en la CONCENTRACIÓN separación gravimétrica es el siguiente :

Donde : • Dh = densidad relativa del mineral pesado. • Dl = densidad relativa del mineral liviano. • Df = densidad relativa del medio fluido.

CRITERIO DE CONCENTRACIÓN O RELACIÓN LÍMITE DE TAMAÑOS: ES LA RELACIÓN DE TAMAÑOS, QUE DA UNA IDEA DE LOS RESULTADOS QUE SE OBTENDRÁN EN UN PROCESO GRAVIMÉTRICO AL TRATAR UNA MENA.  

R=

R = RELACIÓN LÍMITE DE TAMAÑOS. H = G. e. DEL MINERAL MÁS PESADO. L = G. e. DEL MINERAL MÁS LIVIANO M = G. e. DEL MEDIO (para el agua M = 1)

R > 2.5 ó negativo.- LA SEPARACIÓN EN AGUA ES FÁCIL DE CONSEGUIR, DESDE LOS TAMAÑOS GRUESOS HASTA LOS FINOS ( 200 MALLAS). R = 1.75 LA SEPARACIÓN ES POSIBLE PARA – 65 MALLAS. R = 1.5 SE SEPARA COMERCIALMENTE LA FRACCIÓN – 10 MALLAS, PERO RESULTA DIFÍCIL EFECTUAR UNA BUENA SEPARACIÓN. R = 1.25 RAZÓN LÍMITE INFERIOR PARA MÉTODO GRAVIMÉTRICOS HÚMEDOS, SOLO PUEDE SEPARARSE TAMAÑOS GRUESOS (grancillas)

R < 1.25 LA SEPARACIÓN POR CONC. GRAV. ES IMPOSBLE , PARA CONSEGUIRLO SE REQUIERE DE: - INCREMENTAR LA DENSIDAD DEL MEDIO (M). - DISMINUIR LA DENSIDAD APARENTE DE UNO DE LOS MINERALES,BIEN FACILITANDO LA ADHERENCIA DE BURBUJAS DE AIRE A SU SUPERFICIE (FLOTACIÓN), O INCRFEMENTANDO EL VOLUMEN (POR TOSTACIÓN, SE CONVIERTE EN PARTÍCULAS POROSAS) EJEMPLO: SE DESEA SEPARAR GALENA (7.5) DEL CUARZO (2.65) EN AGUA (1)  

R=

R = 3,94

CRITÉRIO DE CONCENTRACIÓN En términos generales, cuando el cociente es mayor que 2,5, ya sea positivo o negativo, la separación gravimétrica es relativamente fácil. A medida que el cociente disminuye, la eficiencia de la separación disminuye; valores menores que 1,25 indicarían que la concentración por gravedad, por lo general, no sería posible comercialmente.

CRITÉRIO DE CONCENTRACIÓN El procedimiento que consiste es en separar de una mezcla de partículas en forma y tamaño diferentes, en dos o más productos, basados en la diferencia de sus gravedades específicas.

LAVADO DEL PLATO (PANNING): ES UN CONTROL GRAVIMÉTRICO DE GRAN APLICACIÓN EN LAS PLANTAS CONCENTRADORAS NO AUTOMATIZADAS, PARA ESTIMAR LA CALIDAD DE LOS CONCENTRADOS Y RELAVE.

SEPARACIÓN POR GRAVEDAD (CLASIFICACIÓN): ES CUALQUIER SEPARACIÓN MOTIVADA POR LA GRAVEDAD. EJM. - CUANDO UN CLASIFICADOR SEPARA LAS ARENAS DE LOS FINOS. - EN LA SEPARACIÓN DE LA GALENA DEL CUARZO EN UN APARATO, SE REALIZA LA CLASIFICACIÓN Y CONCENTRACIÓN.

PRINCIPIO: EL PRINCIPIO DE TODOS LOS MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN POR GRAVEDAD, SE BASA EN LA SUSPENSIÓN PARCIAL O TOTAL DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS EN UN FLUIDO. LA SEPARACIÓN SE EFECTÚA POR EL MOVIMIENTO RELATIVO ENTRE LAS PARTÍCULAS, EL MEDIO Y LAS SUPERFICIES QUE ESTÁN EN O (SEDIMENTACIÓN FORZADA).

PRINCIPIO: LOS MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN GRAVEDAD, SE AGRUPAN EN DOS:

POR

• CUANDO INFLUYE SOLO LA FUERZA DE LA GRAVEDAD. EJM. LA SEPARACIÓN DE LA ARENA DEL ASERRÍN POR EL AGUA EN REPOSO. • CUANDO INFLUYE LA FUERZA DE LA GRAVEDAD Y EL ARRASTRE DEL FLUIDO. EJM. LA CONCENTRACIÓN DE LA GALENA DEL CUARZO.

FUERZAS: LAS FUERZAS QUE ACTÚAN EN LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA SON: 1. FUERZA DE LA GRAVEDAD.- FUERZA PRINCIPAL QUE ESTÁN SOBRE EL PESO DEL CUERPO. 2. ARRASTRE DEL FLUIDO. 3. RESISTENCIA DEL FLUIDO O FUERZAS DE EMPUJE O FLOTABILIDAD. 4. RESISTENCIA MECÁNICA, QUE OFRECE LAS SUPERFICIES DEL EQUIPO .

FLUIDO: • • • •

AGUA. AIRE. LÍQUIDOS MÁS DENSOS QUE EL AGUA. SUSPENSIONES DE SÓLIDOS EN AGUA O AIRE.

APLICACIONES INDUSTRIALES: LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA TIENE APLICACIÓN CON MINERALES SIMPLES, ASÍ: - CRIBADO HIDRÁULICO (JIGGING), PROCESO MAS ANTIGUO QUE TRATA PARTÍCULAS CON TAMAÑOS DE 20 MALLAS A 5/8”. - CONCENTRACIÓN EN MESAS, PROCESAN DE 6 MALLAS A 150 MALLAS.

DEDUCCIÓN: RETTINGER, DETERMINA LA “RELACIÓN LÍMITE DE TAMAÑOS DE LAS PARTÍCULAS”, IGUALANDO LA ECUACIÓN DE NEWTON Y TENIENDO EN CUENTA LAS CONSIDERACIONES, MÁS REALES, ES DECIR: - LA SEDIMENTACIÓN ES POR CAIDA LIBRE. - LA SEPARACIÓN SE HACE EN EL MISMO MEDIO. - LAS PARTÍCULAS SON DE DIFERENTES SENSIDADES Y TAMAÑOS. - LAS PARTÍCULAS SON ISÓDROMAS (IGUAL PESO O CAÍDA)

LA VELOCIDAD LÍMITE DE SEDIMENTACIÓN LIBRE DE UNA PARTÍCULA, SE DETERMINA SEGÚN LA ECUACIÓN DE NEWTON:  

U=

  =

K

U = VELOCIDAD MÁXIMA DE UNA PARTÍCULA (velocidad terminal). g = ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD. L = TAMAÑO DE LA PARTÍCULA. Ds = ENSIDAD DE LA PARTÍCULA. Dm = DENSIDAD DEL MEDIO. f = COEFICIENTE DE ARRASTRE.

Si consideramos las partículas a y b, y como la separación de las sustancias a y b se efectúa en el mismo medio y las partículas son de diferente tamaño y densidades, se obtendrá: Sí: Ua =   Ub  

 

 

K=

Sí: Db > Da La > Lb

RICHARDS TRATÓ DE USAR LA DENSIDAD APARENTE DEL LECHO O CAMA DEL JIGS EN VEZ DE USAR LA DENSIDAD DEL FLUIDO Y LO LLAMÓ: RELACIÓN DE CAÍDA CON da = Densidad aparente de la cama. OBSTÁCULOS. Mc = Masa de la cama.  

=

Vc = Volumen de la cama. Vs = Volumen de los sólidos que forma la cama. Vi = Volumen de los espacios intersticiales. Ds = Densidad de los sólidos. Di = Densidad del medio intersticial.

GRACIAS