Concentrado
Como su nombre lo indica, el proceso de concentración tiene la finalidad de aumentar el porcentaje de los metales de interés que se encuentran contenidos en una solución acuosa, posterior a la etapa de molienda. En esta etapa, se consideran los procesos de flotación y espesamiento y filtrado.
Flotación
Descripción
El proceso de flotación se define como un proceso físico-químico con el cual es posible separar los minerales sulfurados del metal a recuperar. La pulpa proveniente de la molienda, la cual ya considera los reactivos necesarios para la flotación, alimenta las celdas de flotación en cuyo fondo se generan burbujas de aire, lo cual mantiene la pulpa en un proceso de agitación continua. En efecto, esto último permite que todas las partículas de mineral mantengan el contacto apropiado con los reactivos, el agua y el aire, haciendo que el proceso se lleve a cabo de manera eficiente. Las burbujas de aire generadas en este proceso llevan consigo hacia la superficie los minerales sulfurados, los que rebasan por el borde de la celda hacia ductos que los conducen hacia otras celdas, bombas o espesadores. Este proceso se repite en varios ciclos, lo cual permite obtener un producto cada vez más concentrado. En términos concretos, la flotación considera la coexistencia de la fase sólida, líquida y gaseosa, donde la primera fase representa el material sólido que es de interés de recuperar, la segunda representa el medio de transporte que permite llevar a cabo esta recuperación, y, la tercera representa las burbujas generadas en cuya superficie se adhieren las partículas sólidas.
Caracterización Energética
La principal fuente energética empleada en el proceso de flotación corresponde a la energía eléctrica (Gaines, 1980), cuyo nivel de consumo respecto a los demás procesos asociados a la etapa global de Concentración es del 25% (Ministerio de Energía y Minas). Tal consumo energético se atribuye fundamentalmente al uso de impulsores eléctricos al interior de las celdas de flotación, bombas de alimentación, sopladores de aireación y molinos de remolienda.
Ilustración 34. Distribución de consumo en plantas de Concentración. Fuente: (Ministerio de Energía y Minas)
A continuación, se presenta el equipamiento energético que permite llevar a cabo el proceso de flotación para una planta en particular (Portal Minero, Guía de Ingeniería en Operaciones Mineras II):
- 38 Celdas de flotación. Potencia eléctrica de cada celda: 150 kW.
- 1 Molino de remolienda. Potencia eléctrica: 1.865 kW.
- 1 Molino de remolienda. Potencia eléctrica: 597 kW.
- 4 Bombas de alimentación de ciclo de remolienda. Potencia eléctrica de 1 bomba: 525 kW.
- 2 Bombas de By-Pass. Potencia eléctrica de 1 bomba: 30 kW.
- 2 Bombas de By-Pass. Potencia eléctrica de 1 bomba: 45 kW.
Espesamiento y Filtrado
Descripción
Los procesos de espesamiento, sedimentación y filtrado tienen el propósito de reducir los niveles de humedad de la pulpa procedente de la etapa de flotación hasta alcanzar niveles que oscilan en un 8 a un 15% (Universidad de Chile).
El proceso de espesamiento se lleva a cabo en espesadores, los cuales corresponden a estanques de forma cilíndrica con fondo de cono y de gran ángulo, y que operan en base a un rastrillo que empuja lentamente hacia el centro las partículas sólidas que se van depositando en el fondo en forma de barro. Dentro de esta etapa, ocurre la sedimentación, la cual consiste en la separación de las partículas sólidas del líquido presente en la pulpa. Cabe señalar que para llevar a cabo este proceso de manera exitosa, es necesario emplear floculantes, los que corresponden a sustancias químicas que aglutinan el mineral facilitando su decantación y posterior filtrado (Aravena, s.f.). Una vez que el material ha sedimentado, este se lleva a la etapa de filtrado, en el cual la pulpa se pone en contacto con un material poroso a través del cual fluye el líquido presente en el concentrado, donde, para hacer más efectivo este proceso se emplean elementos que ejercen presión a la pulpa contra el material permeable para así facilitar el paso de agua por dicho material. Asimismo, existe la opción de aplicar aire de alta presión para llevar a cabo esta tarea.
Caracterización Energética
La principal fuente energética empleada en los procesos de espesamiento y filtrado corresponde a la energía eléctrica, cuyo nivel de consumo respecto a los demás procesos asociados a la etapa global de Concentración es del 12% (Ministerio de Energía y Minas). Tal consumo energético se atribuye fundamentalmente al uso de espesadores, sistemas de bombeo, filtros y en algunos casos, compresores de aire.
Ilustración 36. Distribución de consumo en plantas de Concentración. Fuente: (Ministerio de Energía y Minas)
A continuación, se presenta el equipamiento energético que permite llevar a cabo el proceso de espesamiento y filtración para una planta en particular no necesariamente representativa (Portal Minero, Guía de Ingeniería en Operaciones Mineras II):
- 1 espesador de concentrado. Potencie eléctrica: 5,6 kW.
- 1 Filtro de prensa. Potencia eléctrica: 45 kW.
- 2 Bombas de agua recuperada. Potencia eléctrica de 1 bomba: 23 kW.