Universidad de Jaén

INTRODUCCIÓN: FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS Y PLANTAS DE TRATAMIENTO DE MINERALES Y ROCAS INDUSTRIALES.

FUNDAMENTOS DE LA CONCENTRACIÓN. Introducción a los procesos de concentración. Propiedades físicas y químicas empleadas. Introducción a los distintos procesos empleados en la concentración de minerales: Procesos por gravedad, magnéticos, eléctricos, flotación, electroquímicos. 

DIAGRAMAS DE FLUJO. Flow Sheet tipo de una planta de concentración mineral: por gravimetría y flotación y por medio denso y flotación. Flow Sheet de una planta de lavado de caolines cerámicos para porcelana, cerámica sanitaria y carga de papel. Planta de clasificación de yesos.

BLOQUE I. CONCENTRACIÓN POR GRAVEDAD

Tema 1. CLASIFICACIÓN POR SEDIMENTACIÓN O CLASIFICACIÓN INDIRECTA. Resistencia ofrecida por un fluido al desplazamiento de un sólido. Velocidad límite de caída. Sedimentación libre y sedimentación obstaculizada. La razón de sedimentación. Aceleración diferencial. Caída libre de granos en líquidos en reposo. Fórmula de Rittinger. Isodromía. Series de clasificación previa. Caída en corriente ascensional.

Tema 2. CLASIFICADORES HIDRÁULICOS: Clasificadores hidráulicos de corriente horizontal: propiamente isodrómicos: cajas en punta, canales convergentes, cono Reichert, espirales, ejemplos de uso (lavado de carbón, concentración de wolframio, fluoritas, otros). Clasificadores isodrómicos con medios mecánicos: Akins, draga, rastrillos. Clasificadores hidráulicos de corriente vertical: conos, hidroclasificadores, espesadores, clasificadores de lamelas, fahrenwald, rheax.

Tema 3. CLASIFICADORES NEUMÁTICOS: Conceptos generales de la clasificación neumática. Clasificación sin corriente ascendente de aire: cámaras de captación. Clasificadores con corriente ascendente de aire: captador Birtley, zick-zack. Clasificadores centrífugos: selector en espiral, Whizzer, clasificadores dinámicos, ciclones neumáticos. Separación mineral mediante la técnica "ore sorting". 

Tema 4. HIDROCICLONES: Generalidades. Estudio dinámico del hidrociclón. Características de los hidrociclones, curvas de eficiencia, variables de diseño, relaciones, parámetros de control, variables de las que depende el diámetro de corte, ventajas e inconvenientes. Funciones del hidrociclón. Forma de instalación. Formas de descarga. Centrífugas. Ejemplos de aplicación de hidrociclones: en construcción de balsas mineras, en recuperación de bentonitas en la ejecución de pantallas con hidrofresa, en clasificación de caolines. 

Tema 5. CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA: Principio de la concentración por aceleración diferencial. Fases de la clasificación. El método inglés, sin clasificación previa. Cribas hidráulicas o jigs: Cribas de tamiz fijo (Hartz y Denver). Cribas de tamiz móvil con lecho o cama filtrante (tipo Hancock). Jigs neumáticos (carbón). Ejemplos: lavaderos gravimétricos en el distrito minero de Linares-La Carolina (el caso del lavadero del Cobre), concentración de fluoritas, concentración de baritas.

Tema 6. CONCENTRACIÓN POR MESAS DE SACUDIDAS: Principio fundamental de las mesas concentradoras. Mesas con impulsos mecánicos alternativos. Parámetros que regulan la máquina. Ejemplos: concentración de menas metálicas y baritas.

Tema 7. CONCENTRACIÓN POR MEDIOS DENSOS: Principio de concentración por medios densos. Ensayos del laboratorio. Etapas del medio denso: preparación del mineral y mezcla con el medio, preparación y recuperación del medio, control de la densidad y separación de los productos en hundidos y flotados. Diagramas de flujo. Separadores estáticos: Wenco, cono, Hardinge. Separadores dinámicos: cinclón tubular Dyna-Whirlpool, ciclón HMS. Ejemplos: Concentración de fluoritas. Concentración de celestina.

Tema 8. NUEVA PROPUESTA EN EL DISEÑO DE PLANTAS DE CONCENTRACIÓN EN PARAGÉNESIS DE SULFUROS METÁLICOS: Flow Sheet para la obtención de concentrados de galena, el caso del distrito de Linares. Hipótesis de partida. Incremento de la ley de cabeza mediante "ore sorting". Concentración mediante procesos graviméticos: cribas hidráulicas, mesas concentradoras y espirales. Balance de masas y control de leyes.

BLOQUE II. SEPARACIÓN EN CAMPO MAGNÉTICO

Tema 9. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA SEPARACIÓN MAGNÉTICA: Principios fundamentales de la separación magnética. Clasificación de los sólidos y de las sustancias minerales en función de sus propiedades magnéticas. Sistemas de generación del campo magnético.

Tema 10. SEPARADORES MAGNÉTICOS: en seco-baja intensidad: separador magnético de imanes rotativos, Ball Norton, imanes alternativos. En seco-alta intensidad: Whetherill, rodillo inducido. En húmedo-baja intensidad: hidráulico de tambor. Húmedo-alta intensidad: Jones, Smaith, VMS. Alta y baja intensidad en húmedo: rueda Norton.

BLOQUE III. SEPARACIÓN EN CAMPO ELÉCTRICO

Tema 11. CONCENTRACIÓN ELECTROSTÁTICA: Principio fundamental. Separadores electrostáticos de alta tensión: de rodillo, de placa y de criba. Diagrama de flujo de planta de tratamiento de arenas de playa.

BLOQUE IV. CONCENTRACIÓN POR FLOTACIÓN

Tema 12. FUNDAMENTOS DE LA FLOTACIÓN: Principio de la concentración por flotación; en superficie y por espuma, interfases líquido-gas, sólido-gas y sólido-líquido. Minerales hidrófilos, hidrófobos y aerófilos. Factores a tener en cuenta en la flotación.

Tema 13. REACTIVOS EN FLOTACIÓN: Espumantes. Colectores. Reguladores o modificadores. Flotación de minerales oxidados.

Tema 14. MÁQUINAS DE FLOTACIÓN: Principios generales de las celdas de flotación. Clasificación de las celdas o máquinas de flotación, máquinas sin agitación (flotación en superficie), con agitación mecánica subaireadas y neumáticas. Funciones de una celda de flotación. Parámetros de selección de una celda de flotación. Aspectos generales sobre la metalurgia de las celdas. Diferentes tanques y mecanismos. Las columnas de flotación.

Tema 15. FLOTACIÓN SIMPLE Y SELECTIVA: Flotación simple, un sólo mineral. Flotación selectiva o diferencial, dos o más minerales. Ejemplos de diagramas de flujo de una flotación simple y selectiva de minerales sulfurados. Curvas de agotamiento.

BLOQUE V: CONCENTRACIÓN POR PROCESOS QUÍMICOS Y ELECTROQUÍMICOS

Tema 16. HIDROMETALURGIA. Introducción. Tostación de los minerales: tostación oxidante, reductora y clorurante. Forma de extracción de sustancias disueltas. Estudio de la hidrometalurgia de algunas asociaciones minerales: Hidrometalurgia de los metales preciosos. Hidrometalurgia del cobre. Hidrometalurgia del zinc. Ejemplo de Cobre las Cruces.

Ejercicios y problemas

1º) Leyes fundamentales que rigen la concentración mineral.

2º) Problemas de pulpas. % en sólidos de una pulpa.

3º) Cálculo del número de celdas de flotación.

Prácticas de laboratorio 

FLOW SHEET DE GRAVIMETRÍA Y FLOTACIÓN. Operaciones y Procesos 

1ª) Determinación del grado de liberación. Lupa binocular.

2ª) Determinación de la densidad de un sólido con el picnómetro.

3ª) Determinación de la densidad de una pulpa, el tanto por ciento en sólidos y el peso seco con la balanza de pulpas Marcy.

4ª) Preparación del todo uno. Trituración primaria (machacadora de mandíbulas) y secundaria (cono Simons).

5ª) Clasificación volumétrica. Criba vibrante.

6ª) Clasificación gravimétrica. Jig hidráulico.

7ª) Molienda. Molinos de bolas: Carcasa cerrada. Cerámico. Bicónico Hardinge. Molino de martillos.

8ª) Clasificador hidráulico tipo Akins.

9ª) Espiral de clasificación.

10ª) Clasificadores centrífugos. Hidrociclones.

11ª) Mesas concentradoras. Mesa Wilfley.

12ª) Clasificador electromagnético de alta intensidad.

13ª) Transporte hidráulico de pulpas. Cálculo de bombas.

14ª) Flotación. Práctica de flotación de sulfuros: concentrado de cobre y sulfuro de plomo (galena). Reactivos. Práctica de flotación de carbón. Reactivos utilizados.

• Clase magistral participativa.
• Desarrollo de prácticas en laboratorios especializados o aulas de Informática en grupos reducidos.
• Resolución de problemas y ejercicios prácticos.
• Evaluaciones y exámenes.
• Tutorías individuales y colectivas.

• Sesiones de teoría sobre los contenidos del programa
• Sesiones para la resolución de problemas
• Sesiones prácticas en laboratorios especializados o en aulas de informática
• Actividades académicamente dirigidas por el profesorado: seminarios, conferencias, desarrollo de trabajos, debates, tutorías colectivas
• Actividades de evaluación y autoevaluación
• Trabajo individual/autónomo del estudiante

La asignatura contempla diferentes sistemas de evaluación (ponderación):

·    Examen de teoría y problemas. Min. 40% - Max. 70%

·    Entrega del dossier de problemas. Min. 25% - Max. 40%

·    Prácticas de laboratorio y entrega de dossier de prácticas (defensa). 25% - Max. 40%

·    Asistencia y seguimiento individual del estudiante. Min. 10% - Max. 10% 

Se realiza una evaluación continua de los conocimientos que se tienen que adquirir en la asignatura. Cada una de las partes evaluables, tiene un peso determinado en la nota final, que se desglosa de la siguiente forma en las diferentes convocatorias:

CONVOCATORIA I 

Examen de teoría y problemas.

El examen de teoría será de preguntas de desarrollo, que los alumnos tienen que explicar de forma clara y bien estructurada, realizando esquemas y croquis de los equipos. Para la parte de resolución de los problemas que se planten, estos han de ser resueltos correctamente. Tanto la parte teórica como la parte de problemas propuestos en el examen, han de ser aprobadas independientemente. El peso del examen teórico y de problemas tiene un peso de un 40% de la nota final. Debe quedar claro, que se ha de alcanzar una calificación mínima en el examen de 4.5 sobre 10, para que se tengan en consideración los pesos de las otras actividades evaluables.

Entrega del dosier de problemas.

Los ejercicios y problemas propuestos para su resolución son obligatorios y tienen que ser entregados en plazo. Cada alumno tendrá que realizarlos de forma individual, teniendo un peso de un 25% de la nota final.

Prácticas de laboratorio y entrega de dossier.

Los alumnos han realizarán las prácticas obligatorias (la inasistencia supone un cero en este item) de laboratorio de forma presencial en las instalaciones de la Escuela Politécnica Superior de Linares. A su vez, tienen que entregar un informe individual de las prácticas realizadas, donde se explique el fundamento teórico de la práctica, se realicen los esquemas de los equipos utilizados y los resultados obtenidos. A criterio del profesor, alguno de estos trabajos escritos, podrán ser defendidos de forma oral, bien de forma individual o en grupo. Las prácticas de laboratorio tienen un peso de un 25% de la nota final. 

Control de asistencia y seguimiento.

Se realizará un control de la asistencia y seguimiento individual de cada estudiante, para ello el alumno deberá tener una actitud proactiva en las clases de teoría/problemas y prácticas de laboratorio, lo que tendrá un peso de un 10% de la nota final.

CONVOCATORIA II

Se aplicarán los mismos criterios de la CONVOCATORIA I.

En el caso de que algúna alumno/a, no hubiese realizado las prácticas obligatorias de laboratorio, el profesor le solicitará que realice un informe donde se describan las operaciones y procesos de un caso real de una planta de tratamiento. Este trabajo tendrá un peso de un 25% de la nota final. 

CONVOCATORIA III

Se aplicarán los mismos criterios de la CONVOCATORIA I y II

En el caso de que algúna alumno/a, no hubiese realizado las prácticas obligatorias de laboratorio, el profesor le solicitará que realice un informe donde se describan las operaciones y procesos de un caso real de una planta de tratamiento. Este trabajo tendrá un peso de un 25% de la nota final. 

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA 

Se aplicarán los mismos criterios de las CONVOCATORIAS I, II y III

En el caso de que algúna alumno/a, no hubiese realizado las prácticas obligatorias de laboratorio, el profesor le solicitará que realice un informe donde se describan las operaciones y procesos de un caso real de una planta de tratamiento. Este trabajo tendrá un peso de un 25% de la nota final. 

EVALUACIÓN ÚNICA FINAL

En caso de que el alumno/a solicite la "evaluación única final" en las diferentes convocatorias, tendrán que realizar un examen final escrito que constará de preguntas de contenido teórico, problemas y de prácticas de laboratorio. La parte de teoría y problemas tendrá un valor de un 70% con igual peso en cada parte, de un 15% por la entrega del dossier de problemas y de un 15% por los conocimientos prácticos adquiridos en el laboratorio y entrega del dossier de prácticas, o en su defecto la realización de un supuesto práctico y entregando del correspondiente informe. 

• Examen de teoría/problemas
• Defensa de prácticas
• Defensa de trabajos e informes escritos
• Seguimiento individual del estudiante

1. El Beneficio De Los Minerales: (Manual De Mineralurgia). Autor: Blazy, Pierre. Editorial: Rocas y Minerales.(C. Biblioteca)



2. Crushing And Screening. Autor: Rothery, K.. Editorial: The Institute of Quarrying.(C. Biblioteca)



3. Equipos De Trituración, Molienda Y Clasificación: Tecnología, Diseño Y Aplicación. Autor: Fueyo Casado, Luis. Editorial: Rocas y Minerales.(C. Biblioteca)



4. Diseño De Plantas De Proceso De Minerales. Edición: Rocas y Minerales. Autor: Mular, A; Bhappu, R..(C. Biblioteca)



5. Mineral Processing Design And Operation : An Introduction. Edición: Amsterdam ; Boston : Elsevier. Autor: Gupta, A.; Yan, D. S..(C. Biblioteca)



6. Mineral Processing Technology : An Introduction To The Practical Aspects Of Ore Treatment And Mineral Recovery . Autor: Wills, B. A.. Editorial: Butterworth-Heinemann.(C. Biblioteca)



7. Manual Para El Diseño Y Construcción De Escombreras Y Presas De Residuos Mineros . Autor: Ayala Carcedo, F. J.. Editorial: Instituto Geológico y Minero de España.(C. Biblioteca)



8. Manual De Áridos Para El Siglo Xxi. Edición: Madrid : ANEFA. Autor: López Jimeno, C.; Luaces, C., 2020.(C. Biblioteca)



9. Innovaciones Y Avances En El Sector De Las Rocas Y Minerales Industriales. Autor: Regueiro y González-Barros, M.. Editorial: Colegio Ofgicial de Geólogos de España.(C. Biblioteca)



10. Sand And Gravel Production. Autor: Littler, A.. Editorial: Institute of Quarrying.(C. Biblioteca)



11. Manual De Restauración De Terrenos Y Evaluación De Impactos Ambientales En Minería. Edición: Madrid : Instituto Tecnolo?gico Geominero de Espan?a. Autor: Ayala Carcedo, F. J.; Instituto Tecnológico Geominero de España..(C. Biblioteca)



12. Advanced Control And Supervision Of Mineral Processing Plants. Edición: London ; New York : Springer. Autor: Sbarbaro, D.; Villar, R., 2010.(C. Biblioteca)



13. Recent Advances In Mineral Processing Plant Design. Edición: Littleton, Colorado : Society for Mining, Metallurgy, & Exploration. Autor: Malhotra, D..(C. Biblioteca)



14. Ejercicios Resueltos De Tecnología Mineralúrgica . Autor: Martínez-Pagán, Pedro.. Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena.(C. Biblioteca)



15. Operaciones Mecánicas De Separación Sólido-Líquido. Aplicación En Plantas De Beneficio De Minerales. Edición: McGrawHill. AULAMAGNA. Autor: Martínez-Pagán, P.; Sinche-González, M.; Mollehuara-Canales, R.; Martínez-López, J., 2023.(C. Biblioteca)



16. Separación Magnética Y Electrostática : Apuntes De Tecnología Mineralúrgica . Autor: Martínez Pagán, Pedro.. Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena.(C. Biblioteca)

Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es

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