¿Qué se entiende por concentración de minerales?

Los metales se encuentran en minerales en complejos con otros elementos. El proceso de extracción de metal de su mineral se conoce como extracción de metal. Los métodos para extraer metales de sus minerales y refinarlos se denominan metalurgia. Todos los metales no se pueden extraer usando un solo proceso. Dependiendo del metal, los procesos a utilizar varían. Una de las fases más críticas en la extracción del metal de su mineral es la concentración del mineral, también conocida como enriquecimiento del mineral.

¿Qué es el mineral?

El mineral se define como una sustancia sólida (como una roca) que incluye minerales o una combinación de minerales, a partir de la cual se puede recuperar el metal mediante una serie de procedimientos como la concentración del mineral, el aislamiento del metal y el refinado del metal. Los minerales se clasifican ampliamente en cuatro tipos:

1. Mineral nativo: Son los minerales no reactivos que incluyen metal en su estado libre. Los ejemplos incluyen plata, oro y platino.
2. Mineral oxidado: contienen rusts u oxisales, que son carbonatos, fosfatos y silicatos metálicos. Los minerales de rust (Fe ₂ O ₃ ) y los minerales de carbonato son dos ejemplos (CaCO ₃ ).
3. Mineral sulfurado: Estos contienen sulfuros metálicos como el hierro y el plomo. Los ejemplos incluyen FeS ₂ (piritas de hierro), PbS (Galena) y HgS (cinabrio).
4. Mineral de haluro: el haluro metálico está presente en estos. Mineral de cloruro: AgCl (plata de cuerno), CaF ₂ (espato flúor), etc.

¿Qué es la concentración?

La concentración de mineral es un método para eliminar partículas de ganga y otras impurezas. Los nombres alternativos para la concentración de minerales incluyen preparación de minerales y beneficio. El procedimiento de concentración del mineral es una etapa crítica en la obtención de metal puro a partir del mineral. Se requiere separar el mineral de las partículas de ganga para la extracción de metales. 

El mineral descubierto en el suelo contiene varias impurezas, como arena, arena, guijarros, etc., que se denominan colectivamente «ganga». El paso inicial en la extracción de metales es la concentración del mineral. Hay varias formas de mineral, como nativo, oxidado, sulfurado y haluro, que se pueden concentrar mediante varios procesos físicos y químicos.

Métodos de concentración de mineral

Debido a que el mineral se encuentra en la superficie de la tierra, contiene componentes terrestres no deseados como cantos rodados, arena, limo y una variedad de otras impurezas conocidas coloquialmente como ganga. La concentración es la separación de algo útil de algo sin valor. Por lo tanto, podemos recuperar y refinar metales al concentrar el mineral de dichos contaminantes. Para concentrar o extraer el mineral de la array de ganga, se utilizan varios procedimientos físicos y químicos.

Métodos físicos para la concentración de minerales.

Los métodos físicos para la concentración del mineral incluyen la selección manual, el lavado hidráulico, la separación magnética y la flotación por espuma.

Recogida a mano

Era la forma tradicional de concentrar el mineral directamente con las manos. En esta técnica, se usa un martillo para quitar la ganga, o array sólida adherente, del mineral. La separación e identificación de la ganga se basan en distinciones en el color o la forma del bulto.

Lavado Hidráulico

También se conoce como «Separación por gravedad» o «Levigación». Este proceso concentra el mineral haciéndolo pasar a través de una corriente ascendente de agua, separando las partículas de ganga más ligeras del mineral de metal más pesado. Este es un tipo de separación por gravedad.

Separación magnética

Esto incluye separar el mineral y la ganga utilizando las características magnéticas del mineral o de la ganga. El mineral se tritura primero en partículas finas antes de ser transportado en una cinta transportadora que pasa por un rodillo magnético. El mineral magnético permanece en la cinta, mientras que la ganga se cae.

Método de flotación de espuma

Esta técnica se utiliza principalmente para extraer ganga de minerales sulfurados. El mineral se pulveriza y se forma una suspensión en agua. Esto se complementa con colectores y estabilizadores de espuma. Los colectores (aceites de pino, ácidos grasos, etc.) aumentan la no humectabilidad del componente metálico del mineral y le permiten formar una espuma. Los cresoles, la anilina y otros estabilizadores de espuma mantienen la espuma en su lugar. El metal es lubricado por el aceite, mientras que la ganga es lubricada por el agua. La espuma se crea removiendo constantemente la suspensión con paletas y aire. El metal espumoso se retira de la parte superior y se seca para recuperar el metal. Las siguientes son las etapas de flotación:

1. La etapa inicial de flotación es el desbaste. Durante esta operación se extrae la mayor cantidad de material útil. Antes del desbaste, a veces se utiliza un procedimiento de flotación previa. Esto se hace para deshacerse de contaminantes como el carbono orgánico.
2. La limpieza es el siguiente paso en el proceso de flotación. El contenido no deseado se elimina durante este proceso. El resultado de este paso se conoce como concentrado más limpio.
3. La fase final en el proceso de flotación es el barrido. Esto se hace para recuperar materiales críticos que no fueron recolectados durante el desbaste.

Químicos del proceso de flotación

1. Los ligandos de azufre aniónico sirven como colectores. Por ejemplo, sales de xantato. Los ácidos grasos y las aminas grasas también se utilizan como colectores.
2. Se emplean vaporizadores para mantener estable la espuma. Por ejemplo, aceite de pino, alcoholes, etc.
3. Para optimizar el proceso de separación, se utilizan modificadores. Hay disponibles cal (CaO), soda cáustica (NaOH) y otros ajustadores de pH. Los fosfatos, silicatos y carbonatos son ejemplos de modificadores aniónicos. Los modificadores orgánicos incluyen espesantes como dextrina, almidón, pegamento y otros.

lixiviación

Cuando el mineral es soluble en un solvente, se realiza la lixiviación. El mineral en polvo se disuelve en un producto químico, a menudo una solución fuerte de NaOH. El metal en el mineral es disuelto por la solución química y puede recuperarse y separarse de la ganga extrayendo la solución química. Este método se utiliza para extraer metal de aluminio del mineral de bauxita.

Métodos químicos para la concentración de minerales.

Para una mayor concentración, se utilizan procesos químicos como la calcinación, el tostado y la lixiviación.

Calcinación

La calcinación es el proceso de transformar el mineral en rust calentándolo rápidamente. En ausencia de aire o en disponibilidad restringida, el mineral se calienta por debajo de su punto de fusión. Este proceso se usa frecuentemente para convertir carbonatos e hidrrusts en sus rusts correspondientes. La humedad y los contaminantes volátiles también se eliminan durante la calcinación. La calcinación es un proceso térmico que se utiliza para convertir minerales y otros materiales sólidos descomponiéndolos mediante calor. La reacción en la calcinación ocurre la mayor parte del tiempo en o por encima de la temperatura de ruptura térmica. Como resultado, la calcinación se usa principalmente en la conversión de piedra caliza (carbonato de calcio) en cal (rust de calcio) y dirust de carbono.

CaCO3 _⇢ CaO + _CO2

Asado

Es un proceso metalúrgico en el que el mineral se transforma en rust calentándolo por debajo de su punto de fusión en presencia de aire adicional. Mientras que la calcinación suele emplearse para la oxidación de carbonatos, la tostación es un proceso para transformar minerales sulfurados. La humedad y los contaminantes no metálicos se emiten como gases volátiles durante el tostado. Los procesos térmicos de gas sólido como la oxidación, la reducción, la sulfatación, la cloración y la pirohidrólisis conforman el proceso de tostado. Sin embargo, el tostado a base de sulfuro es una fuente importante de contaminación del aire, y la principal desventaja de este método es que emite una gran cantidad de sustancias metálicas, venenosas y ácidas que afectan el medio ambiente.

2ZnS + 3O ₂ ⇢ 2ZnO + 2SO ₂

lixiviación

Es un proceso químico en el que el mineral se trata con el reactivo adecuado para disolverlo. Es posible separar la mena o mineral soluble de la ganga insoluble. Después de la separación del mineral, se puede recuperar usando una variedad de técnicas químicas.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Qué es la selección manual?

Responder:

Era la forma antigua de concentrar el mineral directamente con las manos. Con el uso de un martillo, la ganga o array sólida adherida se elimina del mineral en este procedimiento. La separación e identificación de la ganga se basa en las diferencias de color o forma de los grumos.

Pregunta 2: ¿Qué es la lixiviación?

Responder:

Es un proceso químico en el que el mineral se trata con el reactivo adecuado para hacerlo soluble. Es posible separar la mena o mineral soluble de la ganga insoluble. Se pueden utilizar varios procesos químicos para recuperar el mineral una vez que se ha separado.

Pregunta 3: ¿Cuáles son las tres etapas de flotación?

Responder:

1. El desbaste es el paso inicial en el proceso de flotación. Durante esta operación se extrae la mayor cantidad de material útil. Antes del desbaste, a veces se utiliza la fase de preflotación. Esto se hace para deshacerse de contaminantes como el carbono orgánico.
2. La siguiente fase de la flotación es la limpieza. El contenido no deseado se elimina durante este proceso. La concentración más limpia es el resultado final de esta etapa.
3. La fase final en el proceso de flotación es el barrido. Esto se hace para recuperar materiales esenciales que no se recuperaron durante el proceso de desbaste. El barrido es el último paso del proceso de flotación. Esto se hace para recuperar materiales esenciales que no se recuperaron durante el proceso de desbaste.

Pregunta 4: ¿Qué es un mineral?

Responder:

El mineral es una sustancia sólida (como una roca) que incluye minerales o una combinación de minerales a partir de los cuales se puede recuperar el metal mediante una variedad de procedimientos, como la concentración del mineral, el aislamiento del metal y el refinado del metal.

Pregunta 5: ¿Qué es la separación magnética?

Responder:

Las propiedades magnéticas del mineral o de la ganga se utilizan para separar el mineral y la ganga. El mineral primero se procesa finamente antes de ser transportado en una cinta transportadora que pasa por un rodillo magnético. El mineral magnético permanece en el cinturón, mientras que la ganga se desliza.