Separación de minerales por aire comprimido

2.8.1 Principio de la separación de minerales mediante aire comprimido

La separación de minerales por aire comprimido es un separación por gravedad Método que utiliza el aire como medio. Durante el funcionamiento, el material se introduce sobre una superficie porosa fija o móvil del equipo de separación de minerales, que está instalado en ángulo. Un flujo intermitente o continuo de aire ascendente suspende y afloja el material, lo que provoca su estratificación según la densidad en función de la diferencia en la velocidad de sedimentación, logrando así la separación de minerales. Dado que la relación de sedimentación de las partículas minerales en el aire es mucho menor que en el agua, la precisión de la separación de minerales por aire es baja. Antes de la alimentación, el material debe cribarse o clasificarse en fracciones de tamaño reducido, generalmente aproximadamente el doble del tamaño de las partículas. El contenido de humedad del material de alimentación debe ser inferior a 4%–5%. De lo contrario, el material se aglutinará, lo que provocará una fuerte disminución de la eficiencia de separación y de la capacidad de procesamiento del equipo.

La separación de minerales por aire comprimido se utiliza principalmente en regiones frías o áridas para la separación en minas de oro, metales raros y amianto.

Entre los equipos de separación de minerales accionados por aire se incluyen las cribas neumáticas, las mesas vibratorias neumáticas y las canaletas neumáticas.

2.8.2 Equipos de tratamiento de minerales accionados por aire

2.8.2.1 Plantilla neumática

El material se introduce sobre la superficie porosa de la criba de la cámara de separación por agitación. Se inyecta aire de forma intermitente por debajo de la criba para aflojar el material y estratificarlo según su densidad. A continuación, se separa a lo largo de la altura de la capa de material para obtener productos pesados, productos ligeros y productos intermedios. La figura 2-45 muestra la estructura del jig de preparación de carbón. La placa de cribado está dividida en tres secciones a lo largo de la dirección longitudinal, lo que permite obtener cuatro productos: piedra molida, dos tipos de fracciones intermedias y concentrado. Los productos pesados separados de cada sección se descargan a través de un dispositivo de descarga en forma de abanico, y el carbón limpio se transporta a través de una rampa. El flujo de aire de soplado fluye hacia arriba desde la cámara de aire inferior a través de la placa de cribado de doble capa. La placa de cribado de doble capa puede colocarse en escalón para ajustar el volumen de aire. Por encima de la placa de cribado de doble capa se encuentran las rejillas superior e inferior. Se colocan bolas de cerámica en las pequeñas rejillas situadas entre la rejilla superior y la inferior para garantizar que el aire se distribuya de manera uniforme por la placa de cribado. El material de alimentación se introduce en la rejilla superior. Para garantizar que el material se distribuya uniformemente sobre la placa de cribado, se instala una placa de cribado recíproca por encima de esta para limitar la superficie del material. El aire suministrado por un soplador se inyecta de forma intermitente en la cámara de aire a través de una válvula giratoria de suministro de aire intermitente, creando un flujo de aire pulsante ascendente. Bajo la acción de este flujo de aire pulsante y la oscilación recíproca de la placa de cribado que limita la superficie del material, se forma un lecho suelto y fluido. Dado que el material ha sido sometido previamente a una clasificación de nivel estrecho, existe una diferencia de velocidad entre los minerales ligeros y los pesados. Los minerales más pesados se depositan en la capa inferior, donde la densidad de las partículas es mayor. La diferencia de presión por gravedad empuja entonces algunos minerales ligeros hacia la capa superior, logrando así, en esencia, una estratificación por densidad. Los minerales pesados separados en cada capa inferior entran en la tolva de descarga al final del proceso, mientras que los productos ligeros fluyen hacia delante para su posterior selección. Los productos ligeros finales continúan avanzando y se descargan a través de la rampa de descarga más exterior. Este método se utiliza para separar carbón con un tamaño de partícula de 13–0,5 mm, y también puede emplearse para separar minerales metálicos de menor tamaño.

Figura 2-45 Plantilla neumática tipo Baum-1 (ⅡOM-1)

1—Conducto de aire; 2—Bastidor inclinado; 3—Dispositivo de descarga de productos pesados; 4—Válvula de suministro de aire intermitente;

5—Rejilla superior; 6—Rejilla inferior; 7—Placa de control de la entrada de aire de doble capa; 8—Alimentador en forma de abanico;

9—Placa de cribado que limita la superficie superior del material; 10—Mecanismo de manivela; 11—Canal de alimentación de producto ligero;

12—Canal de descarga de productos pesados; 13—Cámara de aire; 14—Conducto de escape

La estructura de la mesa vibratoria accionada por energía eólica, tal y como se muestra en la figura 2-46, se compone principalmente de un mecanismo de transmisión, una superficie de apoyo y un bastidor.

Figura 2-46: Mesa vibratoria de Bartley

1—Embudo de alimentación; 2—Dispositivo de ajuste de la inclinación longitudinal; 3—Dispositivo de ajuste de la inclinación transversal; 4—Superficie de la bancada;

5—Sistema de soplado; 6—Sistema de transmisión excéntrica; 7, 8, 9—Depósitos de descarga (distritos)

Durante el funcionamiento, el material se introduce en la superficie del lecho poroso a través de la tolva de alimentación. La pendiente longitudinal, la pendiente transversal, la carrera y la velocidad de carrera de la superficie del lecho son ajustables. El aire se introduce por debajo de la superficie del lecho, formando un flujo de aire pulsante, intermitente o continuo, que mantiene en suspensión la capa sólida del lecho y hace que el material preclasificado se estratifique según su densidad. Los minerales de menor densidad se sitúan en la capa superior y fluyen lateralmente por gravedad, pasando por encima de las barras del lecho y concentrándose para su descarga en la sección 9. Las partículas minerales de mayor densidad se desplazan longitudinalmente a lo largo de la superficie del lecho y, a continuación, se descargan en la sección 8. Los productos intermedios se descargan en la sección 7.

La mesa vibratoria accionada por aire puede separar minerales auríferos u otros minerales metálicos con un tamaño de partícula de 1 a 5 mm, y el límite superior del tamaño de partícula para el tratamiento del carbón puede alcanzar los 7 mm. Se adapta muy bien a diversos tipos de minerales y ofrece una amplia gama de opciones de equipamiento. Tiene cierto valor de aplicación en regiones áridas, con escasez de agua y de clima gélido.

Compuerta neumática

Su estructura se muestra en la figura 2-47. La compuerta convergente en seco es el tipo más sencillo de compuerta neumática.

Su estructura es similar a la de la canaleta convergente húmeda. Tiene forma de canaleta convergente y el fondo está fabricado con material poroso. Debajo del fondo hay una cámara de aire; se introduce aire a baja presión por un extremo de la canaleta y este fluye hacia arriba a través del fondo poroso. El material se introduce por la parte superior de la canaleta y forma un lecho fluidizado bajo el flujo de aire, estratificándose según su densidad a medida que se desplaza a lo largo de la superficie de la canaleta. Los productos más ligeros y los más pesados se separan mediante un separador situado al final.

Figura 2-47: Diagrama esquemático de una rampa convergente en seco

1—Superficie microporosa de la canaleta; 2—Cámara de aire; 3—Tolva; 4—Placa separadora

Las compuertas neumáticas se utilizan para separar minerales como el tungsteno, el estaño y el oro, con tamaños de partícula que oscilan entre 3 y 0,074 mm, así como partículas de carbón de mayor tamaño.

Las compuertas neumáticas tienen una estructura sencilla, un bajo coste de fabricación y una buena eficacia de separación. Para ahorrar espacio, pueden configurarse con forma de cono invertido.