Proceso de enriquecimiento para la eliminación de hierro del feldespato

La presente invención se refiere a un proceso de enriquecimiento para la eliminación del hierro del feldespato, aplicable a minerales de feldespato con alto contenido en hierro y a minerales de feldespato alterados, capaz de producir un concentrado de feldespato con bajo contenido en hierro y un contenido de Fe₂O₃ ≤ 0,15%.

En la actualidad, el principal método de enriquecimiento para la eliminación del hierro del feldespato, tanto a nivel nacional como internacional, es la separación magnética. Un artículo publicado en Tecnología de extracción química (1996, n.º 2, pp. 23-25) describe un proceso de separación magnética en seco para la eliminación del hierro del feldespato en una instalación de la provincia de Zhejiang. En dicho proceso, el mineral se muele en seco y se clasifica, y la fracción de tamaño comprendida entre 0,833 y 0,053 mm se somete a separación magnética mediante un separador magnético de rodillos de alta intensidad con una intensidad de campo de 1,5 T, lo que permite reducir el contenido de Fe₂O₃ de 0,8% a menos de 0,2%. Sin embargo, en la producción real, debido a las bajas eficiencias de secado y clasificación, el contenido de Fe₂O₃ en el feldespato obtenido suele oscilar entre 0,2% y 0,3%, lo que compromete la calidad del feldespato. Especialmente cuando el mineral en bruto tiene un alto contenido en Fe₂O₃, por ejemplo, superior a 1,5%, resulta difícil reducir el contenido de Fe₂O₃ por debajo de 0,2% utilizando únicamente la separación magnética.

En algunas plantas de procesamiento de feldespato que emplean la flotación inversa para la eliminación del hierro, se suele utilizar un único colector: el jabón de parafina oxidado con sodio. Este colector tiene una capacidad de captación débil para los minerales gruesos que contienen hierro y sus partículas adheridas, así como una escasa capacidad de captación selectiva para los minerales de hierro de grano fino. Por lo tanto, no es adecuado para producir productos de feldespato con bajo contenido en hierro (con un contenido de Fe₂O₃ ≤ 0,15%) a partir de minerales de feldespato con alto contenido en hierro. Cuando el mineral de feldespato en bruto contiene más de 0,6% de Fe₂O₃, el contenido de Fe₂O₃ en el concentrado siempre es superior a 0,2%. El efecto de eliminación del hierro es especialmente deficiente en el caso de los minerales de feldespato muy alterados.

El objetivo de la presente invención es resolver los problemas mencionados anteriormente en las tecnologías existentes de eliminación de hierro del feldespato, mediante un novedoso proceso de enriquecimiento adecuado para la eliminación de hierro de minerales de feldespato con alto contenido en hierro y minerales de feldespato alterados, que permita reducir el contenido de Fe₂O₃ en el producto de feldespato por debajo de 0,15%.

Para alcanzar el objetivo anterior, la presente invención adopta la siguiente solución técnica:

El mineral de feldespato en bruto se tritura para liberar los minerales de hierro. Se utiliza una emulsión mixta de sulfonato de sodio derivado del petróleo y fuelóleo en una proporción de 1:0,1 a 1:3 como colector para la flotación inversa —flotación preliminar—. A continuación, se utiliza únicamente sulfonato de sodio derivado del petróleo como colector para la purga del concentrado de la etapa preliminar, con el fin de obtener el concentrado final de feldespato. La dosis de la mezcla colectora (sulfonato de sodio derivado del petróleo + fuelóleo) en la etapa de flotación preliminar es de 2 a 5 kg/t, y la dosis del sulfonato de sodio derivado del petróleo solo en la etapa de purga es de entre 1/5 y 2/3 de la utilizada en la etapa de flotación preliminar.

El combustible puede ser queroseno, gasóleo u otros combustibles de propiedades similares, todos ellos bien conocidos por los expertos en la materia. La operación de purga puede realizarse una o varias veces, en función de los requisitos de calidad deseados para el producto. Además, para reducir aún más el contenido de Fe₂O₃ y mejorar la calidad del producto, el concentrado de feldespato obtenido del proceso anterior puede someterse a una purga magnética de alta intensidad, con una intensidad de campo magnético ajustable entre 0,8 y 1,8 T.

Durante el proceso de flotación para la eliminación de hierro del feldespato, la proporción entre el sulfonato de sodio derivado del petróleo y el fuelóleo varía en función del grado de finura de la molienda. Cuando la molienda es más gruesa, se utiliza una proporción mayor (es decir, menos fuelóleo); cuando la molienda es más fina, aumentar la proporción de fuelóleo puede mejorar significativamente la eficiencia de separación de los lodos finos sin sacrificar en exceso la recuperación del concentrado de feldespato. La dosificación del colector puede ajustarse en función del contenido de hierro del mineral en bruto y de los requisitos de calidad del producto. Un mayor contenido de hierro en la alimentación y un menor contenido de hierro requerido en el producto exigen una mayor dosificación de colector, y viceversa. En la etapa de depuración, solo se añade sulfonato de sodio de petróleo para garantizar un funcionamiento fluido.

En el proceso de enriquecimiento para la eliminación de hierro del feldespato descrito en la presente invención, se utiliza fuelóleo en combinación con el colector iónico —sulfonato de sodio derivado del petróleo— como colector de minerales de hierro. Esta mezcla forma una película de aceite hidrofóbica sobre la superficie de las partículas gruesas de mineral de hierro, mejorando así la flotabilidad de las partículas gruesas y de los agregados compactos. En el caso de las partículas finas de lodo, las gotitas de aceite recubiertas de iones colectores —con sus grupos polares orientados hacia el exterior— actúan como portadores hidrofóbicos, lo que aumenta la velocidad de flotación y la flotabilidad de los minerales finos del lodo. Por lo tanto, este proceso es adecuado para la eliminación del hierro de minerales de feldespato con alto contenido en lodo y que presentan una fuerte meteorización.

A continuación se describe con más detalle la invención tomando como referencia un ejemplo:

El mineral de feldespato en bruto se extrajo de una mina de feldespato situada en la provincia de Henan, que es un yacimiento de feldespato de tipo pegmatítico parcialmente alterado. Los minerales principales son: feldespato potásico 83%, cuarzo 15% y minerales que contienen hierro (limonita, martita, biotita y una pequeña cantidad de pirita), que suman en total unos 2%. El mineral en bruto contiene K₂O 13,5%, Na₂O 0,2% y Fe₂O₃ 1,5%. Se molieron 500 g del mineral en bruto a una concentración de 65% de sólidos hasta alcanzar el tamaño de partícula indicado en la Tabla 1; a continuación, se diluyó hasta una concentración de 30–35% de sólidos y se sometió a una etapa de flotación preliminar y una etapa de flotación de recuperación mediante flotación inversa. El colector para la etapa de desbastado fue una emulsión al 5% de sulfonato de sodio derivado del petróleo y queroseno; el colector para la etapa de purga fue una única emulsión de sulfonato de sodio derivado del petróleo a una concentración de 5%. El tiempo de acondicionamiento fue de 5 minutos para el desbastado y de 2 minutos para la purga. En la Tabla 1 se enumeran otras condiciones de flotación y regímenes de reactivos, y en la Tabla 2 se recogen los resultados de los ensayos.

Como se desprende de los resultados de la tabla 2, el proceso descrito en la presente invención, cuando se aplica a la eliminación de hierro del feldespato potásico, permite reducir el contenido de Fe₂O₃ en el concentrado a menos de 0,15%.

Se realizaron ensayos adicionales con el concentrado de flotación (con un contenido de 0,1% de Fe₂O₃) mediante separación magnética húmeda de alta intensidad a una intensidad de campo de 1,0 T. Se obtuvo un concentrado magnético con un rendimiento del 98,98% y un contenido de Fe₂O₃ del 0,08%, lo que mejoró aún más la calidad del producto.

También se realizaron ensayos comparativos con el mismo mineral en bruto utilizando sulfonato de petróleo sódico y jabón de parafina oxidada sódico como colectores en esquemas de proceso de un «rougher» y un «scavenger». Partiendo de la premisa de que el rendimiento del concentrado de feldespato era ≥75,00%, el contenido de Fe₂O₃ en el concentrado de feldespato obtenido en todas las condiciones de ensayo fue superior a 0,2%.

Tabla 1  Condiciones del proceso de enriquecimiento para la eliminación de hierro mediante feldespato potásico

Tabla 1 centro A – Sulfonato de sodio derivado del petróleo, B – Queroseno, t₁— Tiempo de selección preliminar, t2: Tiempo de selección de la primera exploración.

Tabla 2  Indicadores técnicos obtenidos del proceso de beneficio para la eliminación de hierro del feldespato potásico

Esta invención solo ilustra un ejemplo de eliminación del hierro del feldespato potásico; para la eliminación del hierro del feldespato sódico, se puede… Siguiendo el mismo proceso, se puede conseguir el mismo efecto de eliminación del hierro.