Concentración en JIG

Laboratorio de Concentración y Flotación de minerales  Practica 2: Concentración en JIG   

CONTENIDO

I.

INTRODUCCIÓN

II.

OBJETIVO

III.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

V.

OBSERVACIONES

VI.

RECOMENDACIONES

VII.

CONCLUSIONES

VIII.

CUESTIONARIO

IX.

BIBLIOGRAFÍA

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INTRODUCCION

Los métodos de separación por gravedad (concentración gravítica o gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían desde los sulfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con tamaños del orden de los micrones.

En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, la relativa simplicidad de los proceso gravimétricos y a que producen poca contaminación ambiental.

Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugo Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.

La concentración en jig es una forma de concentración gravimétrica llevada a cabo por pulsación de agua a través de un cedazo sobre la cual descansa una cama de villas de acero ó de mineral chancado clasificado por tamaños, el cual debe tener un peso específico intermedio entre los minerales a ser separados. En esta sección es muy importante también tener en cuenta el criterio de concentración y las variables de operación del jig.

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II.

OBJETIVO  Estudiar las variables de operación del JIG y los minerales factibles de procesar en este equipo.

III.

PRINCIPIOS TEORICOS 1. Concentración Gravimétrica Los métodos de concentración gravimétrica se utilizan para la separación

de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y, últimamente, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza centrífuga para la separación de los minerales.

En este tipo de separación se generan dos o tres productos: el concentrado, las colas, y en algunos casos, un producto medio (“middling”).

Para una separación efectiva en este tipo de concentración es fundamental que exista una marcada diferencia de densidad entre el mineral y la ganga. A partir del llamado critério de concentración, se tendrá una idea sobre el tipo de separación posible.

2. Criterio de Concentración El criterio importante

en la determinación de la cual y qué clase de

separación es posible en un caso particular es la gravedad y alguna o mas fuerzas, fundamentalmente la primera, en este caso, se puede determinar por la siguiente ecuación:

C.C 

Donde:

GEH  R  GEL  R 



R = gravedad especifica del medio



GEH y GEL = gravedad especifica de los minerales más pesados y ligeros respectivamente UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe   

 

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3. Clasificación de los métodos gravimétricos Los métodos gravimétricos se pueden dividir en los siguientes tipos: 

MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN MEDIO DENSO: en estos métodos el medio en el cual se produce la separación tiene una densidad intermedia con respecto a las densidades de las especies que se quieren separar. Existen dos tipos de separadores en medio denso: estático y dinámico.



MÉTODOS DE CONCENTRACIÓN EN CORRIENTES: en estos métodos la densidad del medio es inferior a las densidades de las especies que se quieren separar. Existen diferentes tipos de separación

en

corrientes:

corrientes

verticales;

corrientes

longitudinales (escurrimiento laminar y escurrimiento en canaletas); corrientes oscilatorias; y corrientes centrífugas.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MÉTODOS DE SEPARACIÓN POR CORRIENTES

A pesar que en estos métodos también están presentes las fuerzas de separación de corrientes longitudinales, los efectos causados por las corrientes verticales les confieren características propias y por eso son estudiados en forma separada, en el esquema de la figura Nº 1 se muestra este proceso.

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Figura Nº 1

El equipo que utiliza corrientes verticales para la concentración de minerales es el JIG, en los cuales las corrientes verticales son generadas por el movimiento de pulsaciones en el agua.

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4. Jig y Tipos de Jig Los jigs de parrilla fija se pueden dividir en los siguientes tipos :  JIGS DE PISTÓN : en los cuales el movimiento de pulsación es producido por un pistón ubicado en un estanque de agua.  JIGS DE DIAFRAGMA : en los cuales las pulsaciones son producidas por movimientos alternados de una pared elástica del propio estanque.  JIGS PULSADORES: en los cuales las pulsaciones son producidas por chorros discontinuos periódicos del agua y del aire.

CARACTERÍSTICAS DE LOS JIGS  Hay diferentes tipos de jigs, los cuales difieren por la geometría, accionamiento, y otros detalles de construcción. A pesar de la gran variedad de jigs se puede decir que ellos se componen de los siguientes elementos básicos:  Una caja fija, en cuyo interior el medio fluido sufre el movimiento de impulsión y succión.  Un mecanismo de accionamiento, generalmente compuesto de motor, pistón, sistema de lubricación, etc.  Una criba para mantener el lecho.  Un sistema de descarga del flotado y del hundido.  En cuanto al sistema de accionamiento, existen jigs con accionamiento

mecánico,

hidráulico-mecánico,

hidráulico

y

neumático.  Varios factores ejercen influencia en la estratificación obtenida en un jig, entre estos se pueden señalar el tipo de lecho, distribución de la mena, distribución del agua, frecuencia, amplitud, etc. UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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JIG DENVER EN OPERACIÓN

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5. Efectos principales para la Estratificación de los Minerales en los JIGS

Según Gaudin, tres son los efectos principales que contribuyen para la estratificación de las especies minerales en el jig:

1. Clasificación por caída retardada de las partículas.  Consideremos una mezcla de partículas en una columna hidráulica, donde existen corrientes ascendentes en su interior. La fuerza gravitacional ejercida en las partículas será en dirección contraria a la fuerza producida por las corrientes.  Así, las partículas se dividen en dos categorías : aquellas en que la fuerza de gravedad es mayor que la impuesta por la corriente ascendente, y que por lo tanto, se acumularán en el fondo, y aquellas partículas que no tienen esta fuerza gravitacional y serán arrastradas por la corriente ascendente.  Estas partículas en sedimentación pueden chocar entre sí, alterando el régimen de caída libre para caída retardada. Este es el caso del jig.

 La razón de separación es mayor en condiciones de caída retardada que en caída libre.

2. Aceleración diferencial al inicio de la caída.  Cada partícula tendrá al inicio de la caída un determinado valor de aceleración que estará dado por la siguiente ecuación : UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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dv/dt = (1 - Df/Ds)g

Donde: Df es la densidad del fluido y Ds la densidad del sólido.  Se puede ver que la aceleración inicial depende del valor de la densidad del sólido y del fluido.  Las partículas estarán más afectadas por la aceleración inicial, y por lo tanto, por su densidad, que por su velocidad terminal y por lo tanto por su tamaño.  Como ejemplo se puede indicar lo siguiente : si se quiere separar

partículas minerales pequeñas(pero pesadas) de partículas grandes (pero livianas), se necesita un jig de ciclo corto ya que en cada pulsación hay un iicio de un nuevo periodo de caída.

3. Consolidación intersticial en el final de la caída.

 Las diferentes partículas de la misma especie o especies diferentes no recorren las mismas distancias durante cada uno de los periodos de la caída a que son sometidas.  Existe un espacio de tiempo en que las partículas pequeñas están depositadas sobre el lecho de partículas gruesas, las cuales están compactadas unas a otras, incapaces de moverse, mientras que las partículas pequeñas están libres.  Las partículas pequeñas se depositan en los intersticios entre las partículas gruesas. La consolidación intersticial permite que los granos pequeños, pesados, se muevan a través de los intersticios, inclusive después que el lecho inicie su compactación. La UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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recuperación de partículas finas depende de la duración del ciclo de consolidación.

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6. Capas en el interior del JIG  En el JIG se distinguen tres capas :

1. Capa superior o transportadora: es responsable por el esparcimiento de la alimentación y por la rápida eliminación de lamas y otros materiales no deseados. Es una capa fina y fluida.

2. Capa rougher o desbastadora: en ella las partículas livianas son inmediatamente eliminadas para la capa superior y las partículas de densidad indeterminada son rápidamente pasadas para la capa separadora.

3. Capa separadora: es aquella que acepta y deja pasar las partículas pesadas y elimina los medios.

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7. El Lecho del JIG  Los lechos utilizados en el jig pueden ser de varios materiales y de formas diferentes. Ellos pueden ser de bolas de acero, de fierro, de mena o de material con densidad intermedia. Se deben tener los siguientes cuidados :

1. El lecho no debe tener una alimentación de partículas de tamaño inferior a la de la criba y ni de tamaño próximo a la dimensión de la abertura de él. Para evitar que se tapen los hoyos, el lecho debe tener un tamaño mínimo igual a dos veces la abertura de la criba. 2. Un lecho de dimensión de partículas grandes podrá no desplazarse cuando sufre el impulso ascendente, anulando el efecto de jigagen. 3. La altura del lecho, cuando es muy pequeña, puede producir un efecto de turbulencia que perturba el movimiento alternado de impulsión y succión. De modo general, cuanto más fina es la alimentación, más densa es la capa del lecho.

LECHO CERRADO Y LECHO ABIERTO EN EL JIG

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LECHO CERRADO Y LECHO ABIERTO EN EL JIG  La abertura mínima de la criba debe ser igual a dos veces el tamaño de la partícula de la mena a ser concentrada, para evitar entupimiento de las aberturas.  Se recomienda una abertura igual a tres veces el tamaño de la partícula mayor de la mena alimentada, entendida ésta como el tamaño de partícula cuyo porcentaje retenido acumulado sea 5%.  Los materiales usados en las cribas son : acero, goma o

poliuretano.

APLICACIONES DEL JIG  La mayoría de los jigs actualmente empleados, actúan en el tratamiento de menas de aluvión o placer y en la preparación de carbón. Sin embargo los jigs también se aplica a diferentes menas metálicas (casiterita, scheelita, manganeso, plomo-zinc, fierro).

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para empezar tuvimos que realizar lo siguiente: 1. El mineral proporcionado por el Ing. Ángel Azañero Ortiz de código 6177 Misti Gold (Sulfuros de Cu, Pb y Au), esta muestra se encontraba en 21 bolsas.

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2. De dicha muestra se obtuvo un compósito por peso de cada bolsa para obtener un peso final de 1020 gr, como se observa en las imágenes siguientes.

Imagen Nº 1

Imagen Nº 2

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Imagen Nº 3 

 

3. Al obtener la muestra representativa a partir del compósito para un peso de 1020 gr. la muestra fue llevada a molienda por un tiempo de 10 min. con 480 ml. de Agua como se observa en las imágenes siguientes.

Imagen Nº 4

Imagen Nº 5

Imagen Nº 6

Imagen Nº 7

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Imagen Nº 8

Imagen Nº 9 

 

 

4. Después de la descarga del mineral molido con sumo cuidado con el fin de no perder muestra, así como el lavado de las bolas, se procedió a la separación gravimétrica de la pulpa obtenida de la molienda por medio de la concentración en JIG obteniéndose de este proceso un concentrado limpio de partículas gruesas de oro y otros.

Imagen Nº 10 5. Se utilizó un imán para separar los restos de óxidos metálicos que se adhirieron producto del desgaste de la cama del equipo, el relave del mismo se volvió a pasar nuevamente por el equipo obteniéndose un segundo concentrado menos limpio que el primero por supuesto, pero importante para la concentración. 6. Luego se paso a secar los dos concentrados, obteniendo los respectivos pesos: Concentrado Nº 1 con un peso de 7.5 gr. y UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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Concentrado Nº 2 con un peso de 205 gr., por cálculos de materia se concluye que el relave tiene un peso de 787.5 gr.

V.

OBSERVACIONES  El éxito de la concentración depende de la habilidad del metalurgista al momento de manipular el flujo de entrada de la pulpa al equipo, el cual debe ser continuo; así como también la liberación del mineral para concentrar las partículas gruesas eficientemente.  El flujo de agua para este proceso también debe ser constante, ya que con un aumento de flujo repentino se puede perder el concentrado en los relaves, y si estamos tratando partículas de oro tenemos que ser muy cuidadosos en ese aspecto.

VI.

RECOMENDACIONES  Tener siempre en cuenta la correcta manipulación de los equipos a utilizar, si se tiene alguna duda preguntar al profesor responsable antes de realizar alguna operación.  Es necesario tener a disposición todo el equipo y material antes del prendido del mismo.  Revisar que el tamiz y lecho se encuentren en buen estado.  Asegurarse que el equipo esté completamente limpio antes de tratar el mineral ya que este puede contaminarse.  Disponer el caudal suficiente de agua necesario para realizar la concentración.

VII.

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CONCLUSIONES

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 Los JIG se emplean cuando el mineral a recuperar se encuentra grueso, libre y principalmente tienen una gravedad específica suficientemente alta para permitir su recuperación por gravedad.  El JIG no es un método de recuperación selectiva.  En operaciones aluviales, el oro, la casiterita y el grámate se recuperan eficientemente por este proceso. VIII.

CUESTIONARIO a. Realizar una explicación de las fuerzas y otras variables de operación de JIG. Las fuerzas aplicadas sobre el material hacen que esta se divida en dos categorías debido a estas fuerzas se logra la separación de granos pesados de los livianos basados en la capacidad de penetración de las partículas a través de un material de cama que esta sobre un tamiz , usando como fluido el agua y también teniendo en cuenta que aquellas en que la fuerza de gravedad es mayor que la impuesta por la corriente ascendente se acumularán en el fondo, y aquellas partículas que no tienen esta fuerza gravitacional y serán arrastradas por la corriente ascendente. Espesor de cama: se coloca el material de cama a una altura conveniente, por ejemplo hasta

la mitad de la altura del

compartimiento y se va aumentando el espesor de cama por tanteo obtener los productos deseados. Material de cama: Es la mezcla de sólidos y líquidos en el cajón del Jig material generalmente llamado cama o lecho de acuerdo a su comportamiento se pueden clasificar en lecho compacto o lecho expandido. Estos pueden ser de varios materiales y de formas diferentes. Ellos pueden ser de bolas de acero, de fierro, de mena o de material con densidad intermedia. Se deben tener los siguientes cuidados: UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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

El lecho no debe tener una alimentación de partículas de tamaño inferior a la de la Criba y ni de tamaño próximo a la dimensión de la abertura de él. Para evitar que se tapen los hoyos, el lecho debe tener un tamaño mínimo igual a dos veces la Abertura de la criba.



Un lecho de dimensión de partículas grandes podráno desplazarse cuando sufre el Impulso ascendente, anulando el efecto de jigagen.



La altura del lecho, cuando es muy pequeña, puede producir un efecto de Turbulencia que perturba el movimiento alternado de impulsión y succión. De Modo general, cuanto más fina es la alimentación, más densa es la capa del lecho.

Alimentación de carga: Previo a concentrar minerales en el Jig estos minerales pueden seguir los siguientes pasos: 

Eliminación de finos, generalmente se hace por tamizado. Clasificación por tamaños o volúmenes para poder realizar separaciones más eficaces.



Separación

por

sustancias

según

sus

diferentes

velocidades de caída en un Líquido. b. Tipos y Usos. Un jig consta de un tanque abierto lleno de agua, con un cedazo horizontal en la parte superior, y provisto de un grifo en la parte inferior del cajón (hutch), para remover el concentrado. La cama consiste de capas de material grueso, partículas pesadas, o cama artificial (granalla), colocada sobre el cedazo y sobre el cual escurre la pulpa. La alimentación cruza la cama y la separación se realiza en ella de tal manera que los granos con peso específico alto penetran a UNMSM | E.A.P. INGENIERIA METALURGICA  Realizado por: Luis Alberto Sánchez Quispe     

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través de la cama y el cedazo y se depositan en el cajón como concentrado, mientras que los granos livianos son arrastrados por la corriente de agua hacia las colas. JIG DE HARZ: Uno de los jigs más antiguos es el jig de Harz , en el cual un embolo se mueve verticalmente arriba y abajo en un compartimiento separado. Tiene hasta cuatro compartimientos en serie. Un concentrado de alta ley se concentra en el primer compartimiento, concentrados de menor ley se van produciendo sucesivamente

en

los

otros

compartimientos,

el

último

compartimiento descarta un rebalse (overflow) a las colas. JIG DENVER: El jig Denver se usa ampliamente, especialmente para separar minerales pesados en los circuitos de molienda cerrados, para evitar la sobre molienda. La válvula rotativa para el suministro de agua puede ser regulada para abrir en el lugar del ciclo deseado, la sincronización entre la válvula y el émbolo se logra por medio de una correa en “V” de goma. Mediante un apropiado ajuste de la válvula, cualquier variación deseada puede ser alcanzada, desde la completa neutralización del golpe de succión con agua hasta un balance completo entre succión y pulsación.

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c. Partes del JIG, describa sus funciones durante las operaciones de concentración. La base generalmente de separación en que el material se extiende sobre una superficie en la cual se estratifica por el movimiento de la misma y por el flujo gravitacional. Esta estratificación se da por densidad situándose el material más denso al fondo, también ocurre estratificación secundaria en donde las partículas mas grandes descansan sobre las pequeñas en capas de densidad constante. Hay diferentes tipos de jigs, los cuales difieren por la geometría, accionamiento, y otros detalles de construcción. A pesar de la gran variedad de jigs se puede decir que ellos se componen de los siguientes elementos básicos:

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

Una caja fija, en cuyo interior el medio fluido sufre el movimiento de impulsión y succión.



Un

mecanismo

de

accionamiento,

generalmente

compuesto de motor, pistón, sistema de lubricación. 

Una criba para mantener el lecho.



Un sistema de descarga del flotado y del hundido.

d. Algún otro equipo, parecido o similar al que exista actualmente. Existen

Otros

equipos

utilizados

para

la

concentración

gravimétrica son: la mesa gravimétrica de sacudidas, pan, cuna, fajas. Canaletas o sluices. Aunque actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes: 

El jig centrífugo Kelsey.



El Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.



El concentrador centrífugo Knelson.



El concentrador centrífugo Falcon.

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IX.

BIBLIOGRAFÍA

 CONCENTRACION GRAVIMÉTRICA  Osvaldo Pavez – UNIVERSIDAD DE ATACAMA   Procesamiento de minerales  Wills   Guía de Laboratorio de Concentración y Flotación de Minerales  Ángel Azañero Ortiz   Buscadores de internet  www.google.com     

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