Optimización de Procesos de Concentración Minera: Recuperación y Calidad del Producto

Concentración: Consiste en someter el mineral (mx) a una operación de separación de las especies útiles, a fin de obtener un producto de calidad apropiada para su uso posterior. Esta operación es de tipo físico, no produciéndose en las especies mineralógicas ningún cambio en su estructura química. La concentración permite obtener un producto de mayor ley, en el cual se mantienen las especies mineralógicas originales, pero se han eliminado las especies de ganga y la mayor parte de las impurezas que acompañaban al mineral útil. A este producto se le denomina concentrado y al material estéril o de ganga se le denomina cola o relave.

Recuperación: Cantidad de material útil que se obtiene en el concentrado, relativo a la cantidad de material útil a recuperar. Su valor varía entre 0 y 1 y suele expresarse en porcentaje.

Variables de Calidad del Producto

Las siguientes variables son cruciales para evaluar la calidad del producto en los procesos de concentración:

• Razón de Concentrado (K = F/C): Es útil para establecer balances másicos en el sistema. Una vez establecida, permite determinar con facilidad el flujo másico de concentrado o la producción obtenida durante algún periodo de tiempo. Puede tomar valores entre 1 (cuando no hay concentración) y un valor que, cuando su recuperación es del 100%, toma el nombre de razón de concentración perfecta.
• Razón de Enriquecimiento (R.E. = Ley C / Ley F): Es útil especialmente en operaciones de pre-concentración. En ese caso, las leyes de alimentación son bajas y el producto que se obtiene no satisface los estándares de calidad y debe ser procesado por algún otro método de concentración.
• Índice de Selectividad (I.S. = CA t B / CB t A): Busca medir la eficiencia para separar dos especies mineralógicas. Se puede utilizar como variable de rendimiento a la ley del producto u otra característica indicativa de su calidad.

Circuitos de Procesamiento

Las restricciones impuestas por la calidad del producto a obtener y por razones de optimización técnica-económica de los procesos, hacen conveniente que la operación de concentración se lleve a cabo, normalmente, en circuitos que están compuestos por varias etapas. Estas tienen, desde el punto de vista del proceso, funciones y objetivos diferentes. La diferencia entre ellas puede provenir del uso de tecnologías de concentración diferentes.

Etapas del Circuito de Concentración

• Etapa Primaria (Rougher): En ella se alimenta el mineral proveniente del yacimiento después de haber sido reducido a un tamaño adecuado. Su objetivo es optimizar la recuperación manteniendo la calidad del producto en valores convenientes; esta última variable se podrá mejorar en las etapas siguientes.
• Etapa de Limpieza (Cleaner): En ella se alimenta concentrado proveniente de una etapa primaria o de barrido. El objetivo principal es optimizar la calidad del producto, para lo cual se debe aumentar la composición del concentrado o eliminar alguna impureza indeseable. Dependiendo de las normas de calidad del producto, en un circuito de concentración puede existir varias etapas de limpieza. Existe también la re-limpieza, la que precede a una operación de remolienda para aumentar el grado de liberación de la especie útil.
• Etapa de Barrido (Scavenger): En ella se alimentan colas provenientes de la etapa primaria o bien de alguna etapa de limpieza. El objetivo es optimizar la recuperación manteniendo niveles convenientes de calidad del producto. En un circuito puede existir varias etapas de barrido dependiendo del tipo de alimentación que tengan.

Consideraciones Adicionales

Yacimiento de Mineral (mx): Son altamente heterogéneos y en distintos sectores del cuerpo mineralizado pueden exhibir diferencias significativas en especies mineralógicas, tipo de roca u otra característica relevante para el proceso.

Nodos y Corrientes: Para un balance másico es conveniente representar a los circuitos como una red de nodos interconectados a través de corrientes de material. Estos nodos corresponden a una ubicación específica dentro del circuito, como una celda de flotación. Se denominan "nodos simples" cuando en ellos participan sólo tres corrientes, dos de entrada (unión) o bien dos de salida (separador). Se denominan "nodos complejos" en los que participan más de dos corrientes en la salida o en la entrada.