La explotación de yacimientos mineros en Chile cada vez más profundos y con menores leyes de cobre ha tenido diversas consecuencias, tales como: (i) Alto grado de diseminación de las partículas de interés, lo que conlleva promover un mayor grado de liberación, por ende, un mayor consumo de energía, y (ii) Mineralogías mucho más complejas para su tratamiento metalúrgico, con mayores contenidos de arcillas.
Las arcillas son alumino-filosilicatos hidratados con distintas cantidades de hierro, magnesio, metales alcalinos y otros cationes. La mayor parte de sus propiedades físico-químicas derivan de su morfología laminar y tamaño particularmente pequeño (menor a 2 µm) teniendo una alta superficie específica. Así las arcillas pueden generar una serie de inconvenientes en la etapa de espesamiento:
1)Menores velocidades de sedimentación.
2) Mayor turbidez en el agua de rebose.
3) Mayor torque de operación en espesadores.
Además, otro problema importante, e inherente a la presencia de arcillas, tiene relación con el transporte del relave, dado que la viscosidad y el esfuerzo de fluencia o yield stress, (definido como el esfuerzo mínimo de corte para que una sustancia comience a comportarse como un líquido y fluya) aumenta notablemente.
Influencia del porcentaje de sólidos y contenido de arcillas en el yield stress en pruebas piloto de espesamiento. Extraído de: https://imetchile.cl/wp-content/uploads/2021/05/Arcillas-problemas-y-soluciones-en-la-operacion-de-espesadores-de-relaves.pdf Jorge Montero.
En base a los fenómenos descritos es clave el uso de coagulantes y floculantes para mejorar la eficiencia y operación de los espesadores. Los coagulantes son de carácter 100% catiónicos y de bajo peso molecular, permiten la desestabilización de las partículas neutralizando las fuerzas de repulsión, permitiendo así la atracción entre ellas, dando paso a la formación de microflóculos. Por otra parte, los floculantes, pueden ser de carácter aniónicos, neutros o catiónicos y de alto peso molecular, estos forman puentes de atracción constituyendo cadenas de partículas mucho más grandes, permitiendo la sedimentación de éstas. La floculación se ve favorecida cuando se trabaja a una menor concentración de sólidos (5-20%) y cuando la solución floculante es adicionada de forma gradual en la canaleta de alimentación al feedwell, logrando un mezclado eficaz entre la pulpa y el floculante, lo que permite captar de mejor manera los finos contenidos en la pulpa de relave.
Adicionalmente al uso de coagulantes y floculantes, en algunas plantas concentradoras ha surgido la opción de flotar las arcillas de relave antes de la etapa de espesamiento, permitiendo mejorar con ello la sedimentación, aumentando la altura de agua clara y disminuyendo la reología de la pulpa sedimentada.
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Fuentes:
- “Concentración de Arcillas iónicas desde relaves por flotación inversa”. Ortega C. 2018. Extraído de: https://repositorio.usm.cl/bitstream/handle/11673/43474/3560900255033UTFSM.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Webinar “Impacto de las arcillas en el tratamiento de minerales”. Presentación Claudio Acevedo. Extraído de: https://imetchile.cl/webinar-imet-chile/
