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Foto 33. Concentrador espiral con su producción de dos semanas de piritas auríferas, que antes se descargó junto con las colas al río (Coop. Kantuta, Bolivia) |
5.4.2.1.5 Concentradores de espiral
El concentrador de espiral consiste en una canaleta helicoidal con
cuatro a siete vueltas. Su funcionamiento puede ser comparado con el de
una batea cónica, donde las partículas livianas se mueven por la acción del
agua hacia el borde y las partículas pesadas se concentran en el centro. Se
puede considerar al concentrador de espiral como una serie de bateas superpuestas
y conectadas.
Las partículas más pesadas se reúnen en el fondo, donde la fricción y
el lastre actúan para aminorar la velocidad del material. Debido a la forma
de espiral del lecho de la canaleta, las fuerzas centrífugas en la pulpa llevan al material más liviano hacia afuera, hacia el borde de la espiral, mientras
que el material pesado permanece adentro.
Los modelos modernos de un diseño relativamente simple de espirales
(tal como un Reichert LG 7, ver Foto 33) han rebasado gradualmente
los tipos antiguos de espirales más complicados (espirales tipo Humphrey
o Reichert WW6) con alimentación de agua de lavado y cortadores de concentrado
en diferentes puntos a lo largo de la espiral. Al final de las espirales modernas, los cortadores dividen el producto
en cuatro diferentes fracciones: concentrados, mixtos, colas y agua. Existen
tipos específicos de espirales, utilizados para la limpieza realizada en
una etapa posterior sobre los concentrados enriquecidos o sobre las cargas
con alto contenido de minerales pesados (las espirales de mediano grado y
de alto grado tienen más salidas para los concentrados, pero muy raramente
son utilizadas en el procesamiento de oro).
La forma helicoidal hace posible la combinación de varias espirales
en una sola columna (duplex, triplex). La mayoría de las concentradoras
espiral están hechas de plástico o de resina sintética, de fibra de vidrio reforzada,
con cubierta de poliuretano.
Las espirales pueden ser utilizadas para una variación de tamaño de
grano desde 2 mm hasta aprox. 30 mm. Por lo general, las espirales se
caracterizan por su alta recuperación, pero también por su bajo factor de
enriquecimiento, y es debido a este motivo que las espirales son utilizadas
exitosamente en la fase de preconcentración o como "scavenger" (para la
recuperación de minerales residuales de valor de las colas). Las espirales
no son apropiadas para el enriquecimiento de los concentrados obtenidos a
través del lavado en canaletas. Sin embargo, no hay duda que las espirales
pueden ser utilizadas efectivamente incluso como un reemplazo de las
canaletas, combinadas con otro equipo para la concentración secundaria de
preconcentrados (mesas concentradoras, por ejemplo).
Descripciones detalladas sobre el manejo de espirales se encuentra
en la literatura (75).
Las espirales permiten tener una producción continua de preconcentrados,
así como también extraer un producto intermedio (como sulfuros)
y son extraordinariamente útiles para la extracción de lodo del material,
debido que la mayor parte del agua, junto con las partículas ultrafinas, se
extrae separadamente.
Las espirales no requieren de impulsión motriz, requieren poco
mantenimiento, también son resistentes al desgaste mecánico y cada unidad puede tratar hasta 2 t/h, requieren poco espacio y son fáciles de
operar.
En comparación con las mesas vibradoras y con los concentradores
centrífugos, las espirales son significativamente más económicas.
Ventajas
Desventajas
Necesitan grandes diferencias de altura entre la alimentación y la descarga; para obtener esta
diferencia se puede aprovechar el gradiente natural de alguna ladera. Las plantas localizadas en
terrenos más o menos planos necesitan bombas para alimentar la pulpa a las espirales, lo cual
implica una inversión adicional; las bombas son sometidas a un desgaste pronunciado debido a
la naturaleza abrasiva del material. Las espirales necesitan ser operadas con una densidad de pulpa entre 30-40%, para alcanzar
resultados óptimos de concentración. Mientras la pulpa proveniente de un molino de bolas a
menudo tiene que ser diluida para obtener esta densidad, la pulpa proveniente de un proceso de
concentración gravimétrica con canaletas a veces está demasiado diluida para ser alimentada a
las espirales. Antes de alimentar a la espiral, esta pulpa debe ser espesada (puede ser mediante
un clasificador de caja en punta, o por medio de un hidrociclón y una bomba).
Las espirales pueden ser operadas por un mínimo de empleados. Aún con un solo hombre de
turno, que esporádicamente controle las operaciones, se puede lograr un ahorro significativo en
fuerza de trabajo, al contrario que con las canaletas o mesas. Esto implica una ventaja para el
sector formal minero, pero es considerado más como una desventaja en la pequeña minería
debido a la pérdida de puestos de trabajo. Los requerimientos técnicos para su producción (taller experimentado en manejo de plásticos)
dificultan la construcción local de concentradores a espiral. Asumiendo que existiese una de-manda
adecuada, podrían ser producidos a escala industrial por compañías especializadas en el
procesamiento de plásticos.
Al final de la espiral están las salidas de los productos (concentrado,
mixtos, colas y agua). El agua generalmente contiene los lodos. Mediante
los cortadores se puede definir el ancho de la ceja del concentrado y de los
mixtos.
Según la posición de los cortadores, se pueden obtener los siguientes
productos:
TABLA 17
Las concentradoras a espiral antiguas que tienen cortadores-colectores de concentrado en cada vuelta, no producen mixtos.
Más información sobre la operación de espirales se consigue en la
literatura pertinente (75).
Utilización de la espiral en la minería aurífera
La espiral se utiliza principalmente para la preconcentración de materiales
auríferos, tanto primarios como secundarios. Otro uso es, para
recuperar el oro y las piritas auríferas todavía existentes en las colas de los
ingenios primarios ("scavenger"). Así se pueden recuperar al máximo los
valores remanentes, evitando además la contaminación del medio ambiente
con piritas. Por lo demás, se obtiene colas deslamadas (sin partículas finas),
que pueden retenerse en pozos de sedimentación, las aguas lodosas se pueden
tratar en estanques de decantación (con o sin el uso de floculantes,
según el caso) para evitar la contaminación de los ríos. En caso de escasez
de agua, se puede recircular la misma. El uso de espirales en la pequeña
minería aluvial es restringido por la dificultad de clasificar un gran volumen
de carga a < 2mm.
ALTERNATIVAS PARA LA SELECCION DE DIFERENTES PRODUCTOS EN UNA CONCENTRADORA ESPIRAL
Concentrado
Mixtos
Colas
Alternativa a)
piritas y oro(alta ley en oro)
pirita-oro-cuarzo
cuarzo con algo de pirita entremezclada
Alternativa b)
piritas y oro(baja ley en oro)
piritas entremezcladas para remolienda
cuarzo
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Foto 33. Concentrador espiral con su producción de dos semanas de piritas auríferas, que antes se descargó junto con las colas al río (Coop. Kantuta, Bolivia) |
