Universidad de Jaén

PROGRAMA DE TEORÍA

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, conductividad, flotación, otros.

DIAGRAMAS DE FLUJO: Flow Sheet de una planta de concentración mineral: Por gravimetría, por medio denso. Flow Sheet de una planta de lavado de caolines: Caolines cerámicos para porcelana, cerámica sanitaria y carga de papel.

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. 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, flouritas). Clasificadores isodrómicos con medios mecánicos: Akins, draga, rastrillos. Clasificadores hidráulicos de corriente vertical: Conos, hidroclasificadores, espesadores, clasificadors 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, ciclones neumáticos.

Tema 4: HIDROCICLONES: Estudio dinámico del ciclón. Características de los hidrociclones, curvas de eficiencia, variables de diseño, relaciones, parámetros de control, variables de las que depende el dc, ventajas e inconvenientes. Funciones del hidrociclón. Forma de instalación. Formas de descarga. Centrífuga. Ejemplos de aplicación de hidrociclones: En construcción de balsas mineras. Recuperación de bentonitas por hidrociclonado en la ejecución de pantallas con hidrofresa. 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). Lavadero gravimétrico del Cobre (Linares), 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 de barita.

Tema 7: CONCENTRACIÓN POR MEDIOS DENSOS: Principio de concentración por Medios densos. Ensayos de laboratorio. Etapas del medio denso: Preparación del mineral y mezcla con el medio, preparación y recuperación del medio. en un proceso de medios densos: 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: ciclón tubular Dyna-Whirlpool, ciclón HMS. Ejemplo: concentración de fluoritas.  

BLOQUE II: SEPARACIÓN EN CAMPO MAGNÉTICO

Tema 8: 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 9: SEPARADORES MAGNÉTICOS: Seco baja intensidad: separador magnético de imanes rotativos, Ball Norton, imanes alternativos. Seco alta intensidad: Whetherill, rodillo inducido. Húmedo baja intensidad en húmedo: rueda Norton.

BLOQUE III: SEPARACIÓN EN CAMPO ELÉCTRICO

Tema 10: 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 11: 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 12: REACTIVOS EN FLOTACIÓN: Espumantes. Colectores. Reguladores o modificadores. Flotación de minerales oxidados. 

Tema 13: 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 14: 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 15: HIDROMETALURGIA: Introducción. La tostación de los minerales: tostación oxidante, reductora y clorurante. Forma de extracción de sustancias disueltas. Hidrometalurgia de algunas asociaciones minerales: hidrometalurgia de los metales preciosos. Hidrometalurgia del cobre. Hidrometalurgia del zinc. Ejemplo de Cobre las Cruces.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

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

1ª) Determinación de la densidad de un sólido con el picnómetro.

2ª) Determinación de la densidad de una pulpa con la balanza de pulpas Marcy.

3ª) Preparación del todo uno. Trituración primaria (machacadora de mandíbulas) y secundaria (cono Simons).

4ª) Clasificación volumétrica. Criba vibrante.

5ª) Clasificación gravimétrica. Jig hidráulico.

6ª) Molienda. Molinos de bolas: Carcasa cerrada. Cerámico. Bicónico Hardinge. Molino de martillos.

7ª) Clasificador hidráulico tipo Akins.

8ª) Espiral de clasificación.

9ª) Clasificadores centrífugos. Hidrociclones.

10ª) Mesas concentradoras. Mesa Wilfley.

11ª) Clasificador electromagnético de alta intensidad.

12ª) Transporte hidráulico de pulpas. Cálculo de bombas.

13ª) Flotación. Práctica de flotación de sulfuros: concentrado de cobre y sulfuro de plomo (galena), reactivos utilizados. Práctica de flotación de carbón, reactivos utilizados.