Proceso de beneficio de la magnetita

6.3.1 Proceso de separación magnética de baja intensidad

El proceso de separación magnética de baja intensidad es aplicable a la magnetita o a la magnetita de vanadio-titanio, siendo la magnetita el principal material que se pretende recuperar. Este proceso se caracteriza por la trituración hasta un tamaño adecuado, una separación preliminar en tres etapas y una limpieza en una sola etapa. Para la separación en bruto se suelen utilizar separadores magnéticos húmedos de baja intensidad, ya sean de tipo contracorriente o de contrarrotación, mientras que las columnas de separación magnética se emplean como depuradores. Siempre se utilizan tanques de deshidratación antes de los separadores magnéticos para descartar los lodos no magnéticos. En el caso de los minerales con un tamaño de partícula grueso o un alto contenido en hierro, se recomienda un proceso de molienda continua y separación magnética de baja intensidad; por ejemplo, si el mineral tal y como sale de la mina se tritura y se muele hasta un tamaño superior a 0,2-0,3 mm. En el caso de los minerales con diseminación fina o baja ley de cabeza, es necesario un proceso de separación con molienda por etapas; es decir, se utiliza un molino de desbaste para descartar parte de los residuos tras la molienda primaria y reducir la carga de trabajo de las etapas posteriores de molienda y separación. A menudo se recurre a un cribado fino para devolver el material sobredimensionado a la molienda.

La fig. 6.1(a) muestra un proceso de separación por molienda por etapas que se aplicó en su día a la producción de magnetita en las zonas de Anshan, Benxi y Jidong. La desmagnetización tiene como objetivo evitar que la aglomeración magnética afecte al rendimiento de la clasificación y prevenir una molienda excesiva. La premagnetización sirve para reducir la pérdida de mineral fino. Siempre se utiliza un clasificador mecánico para partículas >0,1 mm y un hidrociclón para partículas <0,1 mm. El contenido de -200M, que representa el 95%, equivale a 0,074 mm. La fig. 6.1(b) es un diagrama de flujo mejorado de la fig. 6.1(a) que incluye tres etapas de molienda y cuatro etapas de cribado fino, lo que aumentó la ley del concentrado de 62%-63% a más de 65%.

Las cribas finas, que funcionan a alta frecuencia, sirven para evitar que las partículas de gran tamaño atrapadas pasen a la operación de limpieza y afecten a la ley del producto final. Estas partículas de gran tamaño se desvían hacia el rebosadero del hidrociclón debido a su sedimentación uniforme. Contienen solo pequeñas cantidades de magnetita, pero siempre se recuperan en el concentrado. La criba fina ayuda a descartar estas partículas o a devolverlas a las operaciones de remolienda, mejorando así la ley de los materiales de tamaño inferior al requerido. La eficiencia de cribado influye en el rendimiento de las cribas finas. Las cribas finas de alta frecuencia que se utilizan incluyen la serie MVS desarrollada por Tangshan Lukai Technology Co., Ltd., el tipo GPS desarrollado por el Instituto de Investigación de Changsha, el modelo gyx31-1007 desarrollado por Guangzhou Nonferrous y la criba vibratoria de alta frecuencia Derrick de EE. UU.

6.3.2 Proceso combinado de Separación magnética de baja intensidad y flotación inversa

Dada la dificultad para mejorar la calidad de algunos concentrados de mineral de hierro y el elevado contenido de impurezas, como el SiO₂, en los concentrados de hierro, en los últimos años se han desarrollado procesos combinados de separación magnética de baja intensidad y flotación inversa, en los que la flotación inversa se utiliza para mejorar la calidad del concentrado magnético.

La flotación inversa puede realizarse con colectores catiónicos o aniónicos.

En el caso de flotación inversa catiónica, siempre se utiliza una amina mixta o dodecilamina como colector de los minerales de ganga, como los silicatos y los carbonatos, y se emplea almidón soluble para suprimir selectivamente los minerales de hierro. La dosificación de la amina y del almidón es de unos 100 g/t y de más de 1000 g/t, respectivamente. El sulfato de amonio puede utilizarse cuando sea necesario para la desulfuración mediante la supresión de la pirita. Por ejemplo, la planta de concentración de Kuandian, en la provincia de Liaoning, utiliza un colector catiónico en la flotación inversa de magnetita de baja ley, con el diagrama de flujo y las condiciones de los reactivos que se muestran en la figura 6.2. En caso de que el agua de circulación presente una dureza y un pH elevados, se puede utilizar ácido clorhídrico o ácido sulfúrico para ajustar el pH de la pulpa, como ocurre en la flotación inversa de magnetita calcinada en Jiuquan Iron and Steel Co., Ltd.

La flotación inversa catiónica presenta las ventajas de utilizar un único reactivo, una temperatura baja de la suspensión (por encima de los 25 grados) y una pulpa neutra. Sin embargo, también tiene desventajas, como una espuma pegajosa que no favorece la siguiente etapa del proceso, y una selectividad deficiente que da lugar a un contenido relativamente alto de SiO₂ en el concentrado de hierro y a un índice inestable. Además, los reactivos pueden provocar una corrosión grave del caucho.

En flotación inversa puede implicar varias operaciones de desbaste, limpieza y separación. La espuma puede concentrarse y volver a molerse, para luego someterse a un tratamiento de separación magnética con el fin de descartar los residuos y volver a la flotación inversa.

En comparación con el proceso de flotación inversa catiónica, las ventajas del proceso de flotación inversa aniónica son que la espuma no es pegajosa, el índice es relativamente estable y, básicamente, no corroe el caucho. Las desventajas son que se necesitan más tipos de reactivos, se requiere una temperatura de la pulpa más elevada (por encima de los 30 ℃) y la pulpa alcalina favorece el transporte por la tubería de concentrado. La pulpa alcalina es perjudicial para la filtración, por lo que es necesario un tratamiento ácido antes de la filtración.

En la flotación inversa aniónica, se pueden utilizar MZ-21 y MH-80 como colectores, NaOH como regulador del pH, almidón como depresor de la ganga y CaO como activador. La dosis del colector puede ser de varios cientos de gramos por tonelada y añadirse por separado en las operaciones de desbastado, limpieza o purga. La dosis de NaOH y almidón es superior a 1000 g/t, y la de CaO, de unos 400 g/t.

En la figura 6.3 se muestra un esquema típico de un proceso de flotación inversa aniónica, que consta de un separador de primera etapa, un separador de limpieza y tres separadores de recuperación, en el que cada fracción intermedia vuelve a la operación anterior de forma secuencial.

6.3.3 Proceso completo de separación magnética

La mayoría de las plantas de concentración de magnetita han utilizado tradicionalmente el separador magnético de tambor convencional como equipo de limpieza. Aunque se han introducido numerosas mejoras técnicas en aspectos como las especificaciones, los métodos de alimentación del mineral y la estructura de los depósitos, entre otros, la selectividad no es lo suficientemente alta debido a la fuerte aglomeración magnética, lo que provoca el arrastre de partículas magnéticas y no magnéticas. El contenido de w(SiO₂) suele ser superior a 6,51 TP3T. Todo el proceso de separación magnética es una combinación de diversos equipos nuevos de separación magnética, entre los que destacan: la columna magnética, la criba vibratoria fina de alta frecuencia, el separador de cribado por campo magnético, el separador por gravedad de aglomeración magnética y el desmagnetizador, entre otros, que mejoran considerablemente el avance de la tecnología de separación magnética en comparación con los equipos tradicionales de separación magnética de baja intensidad. En comparación con la flotación inversa, el proceso completo separación magnética Este proceso destaca por su sencillez, fiabilidad, baja inversión, breve plazo de construcción, bajos costes de explotación, ausencia de contaminación medioambiental y otras ventajas. Permite obtener buenos índices en el caso de la magnetita finamente dispersa.