Arcillas en la industria minera

Desde el punto de vista mineralógico las arcillas engloban un grupo de minerales ( minerales de arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades físico – químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano muy fino (inferior a 2 micras). Las técnicas de rayos X han demostrado que las arcillas están constituidas por un grupo de sustancias cristalinas, que se denominan minerales de arcilla y que son silicato alumínico hidratado. En algunos de ellos, el aluminio es sustituido por magnesio o hierro, aunque una arcilla puede estar formado por un único mineral de arcilla, por lo general hay varios de ellos mezclados con otros minerales tales como feldespatos, cuarzos y micas.

Los efectos de las arcillas en los procesos metalúrgicos son diversos, los cuales se enuncian a continuación:

  • Efecto de las arcillas en conminución:
  • La presencia de arcilla en el mineral disminuye la eficiencia del circuito de chancado, debido a su adherencia en las placas del chancador de mandíbula y en las paredes del chancador de cono. Como alternativa se ha recomendado clasificar los finos,  y alimentarlos directamente a los molinos de bolas.
  • La presencia de minerales de arcilla modifica la reología de la pulpa, incrementado la viscosidad aparente y esfuerzo de fluencia. El aumento de la tensión de fluencia en la pulpa aumenta el consumo de energía y dificulta la tasa de fractura para mecanismos de compresión e impacto de partículas. Debido a la mayor viscosidad causada por las arcillas, los molinos deben operar con un menor porcentaje de sólidos, que disminuye la eficiencia de molienda y la capacidad de tratamiento de mineral.
  • Efecto de las arcillas en flotación:
  • Recubrimiento superficial de las partículas y formación de redes estructurales en la pulpa, incrementando la viscosidad y atrapamiento de ganga que reduce la recuperación y ley de concentrado. La mayoría de las arcillas tiene como base compuestos que son tipo óxidos, por lo tanto, tienen propiedades hidrofílicas y al recubrir la superficie de minerales hidrofóbicos, disminuye la probabilidad de estas de adherirse a las burbujas, disminuyendo la recuperación y ley de concentrado.
    • Grupo de la esméctica aumenta la viscosidad de la pulpa aun a bajas concentraciones (4% de sólidos).
  • Efecto de las arcillas en lixiviación en pilas
    • En el proceso de lixiviación, debido a su pequeño tamaño , una cantidad considerable de arcillas en el material va a producir un exceso de partículas finas y cuando este material se deposita en pilas, la porosidad se ve reducida, se generan zonas impermeables, promoviendo la disminución de la dinámica de las soluciones. La capacidad de hinchamiento de las arcillas produce un mayor consumo de ácido sulfúrico ya que este, disuelto en agua, es incorporado a la estructura en capas de la arcilla.
  • Efecto de las arcillas en el espesamiento de relaves:
    • Debido a la alta superficie específica de las arcillas y la presencia de gran superficie activa, con enlaces no saturados, las arcillas pueden interaccionar con diversas sustancias, en especial con compuestos polares como el agua. Las consecuencias inmediatas son el comportamiento plástico en mezclas arcilla – agua con elevada proporción sólido/ líquido y el hinchamiento o “swelling” con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas.
    • A su vez las arcillas, producto de su pequeño tamaño de partículas inciden notoriamente en la disminución de la tasa de sedimentación afectando notoriamente las recuperaciones de agua.

Los efectos negativos de las arcillas son numerosos conllevando a incrementos de OPEX,  por lo que constituyen un desafío para la industria en cuanto adopción de nuevos procesos y tecnologías .

Fuente:

  • Jorge Ipinza Webinar IMET Chile   
  • https://imetchile.cl/wp-content/uploads/2021/05/Arcillas-en-el-negocio-minero_JIpinza.pdf

    Autor: Maximiliano Silva

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