¿Los resultados de la flotación en yacimientos auríferos de tipo skarn son deficientes? La clave está en tener en cuenta estos aspectos a la hora de elegir los captadores y optimizar el proceso.
¿Los resultados de la flotación en los yacimientos auríferos de tipo skarn son deficientes? La clave está en dominar estos aspectos para la selección de captadores y la optimización del proceso
Los yacimientos de oro de tipo skarn constituyen una categoría bastante especial dentro de los yacimientos de oro en roca. Suelen aparecer en asociación con múltiples metales, como el cobre, el hierro, el plomo y el zinc; presentan una composición mineralógica compleja y una distribución muy compacta, por lo que durante la flotación suelen surgir tres dificultades principales: «la tasa de recuperación no aumenta, la ley del concentrado no se puede mantener baja y el consumo de productos químicos sigue siendo elevado».Muchas plantas de tratamiento han probado varias rondas de cambios de productos químicos y han ajustado la velocidad de rotación de las flotadoras, pero los resultados siguen sin ser satisfactorios; el problema no suele residir en un único equipo, sino en que la selección de los captadores y la estructura del proceso no se han adaptado a las características mineralógicas específicas de los yacimientos de skarn.
Este artículo parte de las características del mineral de los yacimientos de oro de tipo skarn para explicar de forma clara y exhaustiva las causas fundamentales de los malos resultados en la flotación, la lógica de selección de los captadores y los puntos clave para la optimización del proceso.
I. Antes de nada: ¿por qué es tan difícil la flotación de los yacimientos de oro de tipo skarn?
La «dificultad» de los yacimientos de oro de tipo skarn radica en su entorno de formación y en su composición mineral:
1. Simbiotismo multimetálico y composición mineral compleja.
Los yacimientos de tipo skarn suelen estar asociados a minerales como el cobre, el hierro, el plomo, el zinc y el azufre, y el oro puede encontrarse en la calcopirita, la pirita, la magnetopirita, la magnetita o en los minerales silicatos del skarn.La mezcla de múltiples minerales con flotabilidad similar reduce la selectividad de la flotación, lo que provoca que el concentrado de oro contenga una gran cantidad de minerales no deseados y, por lo tanto, su ley no pueda aumentar.
2. La relación de incrustación es estrecha y la disociación es insuficiente.
El oro presenta una estrecha distribución con los sulfuros y los minerales de los skarns (granate, diopasita, fushanita, etc.), y suele presentarse en forma de inclusiones de grano muy fino o de cuerpos conyuntos.Si el grado de molienda es insuficiente, los minerales que contienen oro no se liberan; si la molienda es excesiva, los minerales de los skarns se pulverizan en exceso, lo que empeora las condiciones de flotación.
3. Interferencia de los minerales de ganga de los filones de skarn.
Los minerales de los skarns, como la granate, el diopsido y la clinoacrita, presentan una alta dureza y densidad, por lo que tienden a transformarse en lodo durante la molienda; este lodo fino recubre la superficie de los minerales objetivo, consume los reactivos, contamina la espuma y reduce la selectividad de la flotación.Esta es una dificultad notable que distingue la flotación de los yacimientos auríferos de tipo skarn de los de tipo veta de cuarzo.
4. La complejidad de los tipos de sulfuros y las grandes diferencias en su flotabilidad.
La flotabilidad de la pirita, la magnetita y la calcopirita es diferente; la magnetita, en particular, se oxida con facilidad, consume reactivos y afecta a la estabilidad de la flotación. Para inhibir selectivamente o dar prioridad a la flotación, es imprescindible diseñar con precisión el régimen de reactivos.
En resumen: los malos resultados de la flotación en los yacimientos de oro de tipo skarn no se deben, en la mayoría de los casos, a que «el equipo no funcione», sino a que «los reactivos no son los adecuados y el proceso no está bien adaptado».
II. Selección de los colectores: el primer factor clave en la flotación de los yacimientos de oro de tipo skarn
El captador determina si el mineral objetivo puede flotar al ser hidrofóbico y es la variable fundamental del rendimiento de la flotación. A la hora de seleccionar captadores para los yacimientos auríferos de tipo skarn, hay que tener en cuenta varios principios:
1. Seleccionar el tipo de captador según el tipo de mineral que contenga oro.
- El oro se encuentra principalmente en minerales sulfurados como la calcopirita y la pirita: se deben elegir preferentemente colectores del tipo xantato (xantatos de etilo, butilo e isopentilo) o del tipo sulfazonato, que presentan una fuerte capacidad de captación de minerales sulfurados;
- Cuando la calcopirita aurífera y la pirita se presentan de forma sinérgica y es necesario priorizar la flotación del cobre y la supresión del azufre: se puede optar por una combinación de xantatos selectivos más inhibidores, o bien utilizar ésteres de azufre y nitrógeno para mejorar la selectividad;
- Cuando el oro se encuentra en asociación con la magnetita: la magnetita es propensa a la oxidación, presenta una flotabilidad deficiente y causa una gran interferencia, por lo que es necesario combinar medidas de activación o inhibición; a la hora de seleccionar el captador, hay que tener en cuenta su adaptabilidad a la magnetita;
- Parte del oro se encuentra en estado libre en la ganga de los filones de skarn: los captadores de minerales sulfurados por sí solos no permiten una recuperación completa, por lo que es necesario evaluar la viabilidad de la separación por gravedad para recuperar previamente el oro de grano grueso.
2. El uso combinado de productos es preferible al uso de un solo producto.
La composición mineralógica de los yacimientos de tipo skarn es compleja, por lo que resulta difícil conseguir un equilibrio entre la tasa de recuperación y la selectividad con un único captador.Una práctica habitual es la combinación de un captador principal con un captador auxiliar: se utiliza un captador del tipo xantato como principal para garantizar la tasa de recuperación, y se combina con una pequeña cantidad de captadores auxiliares de tipo éster o aceite neutro para mejorar la capacidad de captación del oro de grano fino y de los aglomerados. La proporción de la combinación debe determinarse mediante ensayos de flotación; no puede aplicarse de forma indiscriminada.
3. Los agentes espumantes y los reguladores deben combinarse adecuadamente.
Los captantes no actúan de forma aislada. Los agentes espumantes (aceite de pino, MIBC, etc.) influyen en la estructura y la estabilidad de la espuma; los reguladores de pH (cal, carbonato de sodio) afectan a la carga eléctrica de la superficie de los minerales y a la acción de los productos químicos; y los activadores/inhibidores determinan la selectividad.En los yacimientos de skarn es especialmente importante prestar atención a los inhibidores: la inhibición de los minerales de ganga del skarn y de la magnetita es clave para mejorar la ley del concentrado.
4. El régimen de dosificación de los productos químicos debe determinarse mediante ensayos específicos para cada mineral, sin aplicar plantillas preestablecidas.
Incluso en el caso de minas de oro de tipo skarn, la composición mineral, el tamaño de grano de la distribución y el grado de oxidación varían considerablemente entre diferentes yacimientos, por lo que el tipo de captador, la dosis, el punto de dosificación y el orden de dosificación deben optimizarse mediante ensayos de flotación en circuito abierto o cerrado. Copiar sin más la lista de productos químicos de una mina vecina es una causa habitual de malos resultados en la flotación.
III. Optimización del proceso: solo con una estructura adecuada se consigue una flotación estable
Aunque se elijan los aglutinantes adecuados, si la estructura del proceso no es razonable, no se alcanzarán los objetivos. Para optimizar el proceso de flotación de los yacimientos de oro de tipo skarn, hay que centrarse en los siguientes aspectos:
1. Finura de molienda: encontrar el equilibrio entre la disociación y la arcillización.
El grado de molienda es la primera variable de la flotación. Si no es lo suficientemente fino, la disociación de los minerales auríferos no es completa, lo que provoca que los minerales aglomerados pasen al concentrado o se pierdan en los residuos; si es excesivo, la pulverización de la ganga de los filones de skarn es grave, lo que provoca un recubrimiento de lodo fino, un aumento del consumo de reactivos y una disminución de la selectividad de la flotación.En los yacimientos de tipo skarn, el grado de molienda debe determinarse mediante ensayos para encontrar el punto de equilibrio; si es necesario, se debe recurrir a la molienda y selección por etapas —molienda gruesa con eliminación previa de los residuos, y posterior remolienda y selección del concentrado— para reducir la sobremolienda.
2. Número de etapas de flotación: diseñar una estructura de flotación de desbastado, barrido y selección fina en función de la flotabilidad de los minerales.
Las configuraciones habituales van desde una etapa de desbaste, dos de refinado y dos de barrido hasta una etapa de desbaste, tres de refinado y tres de barrido. En los yacimientos de silicatas multimetálicos hay que tener en cuenta lo siguiente:
- la selección burda garantiza la tasa de recuperación, mientras que la selección de barrido permite recuperar el oro en forma de cuerpos interconectados y de grano fino;
- el número de etapas de selección fina determina la ley del concentrado; un exceso de etapas reduce la tasa de recuperación, mientras que un número insuficiente impide alcanzar la ley deseada;
- el punto de retorno del material intermedio debe ser adecuado, para evitar que los cuerpos interconectados con baja flotabilidad se acumulen en el proceso.
3. Elección entre flotación prioritaria y flotación mixta.
En los yacimientos de oro de tipo skarn con coexistencia de múltiples metales, se puede evaluar la flotación prioritaria (flotación previa del cobre y posterior del azufre, etc.) o la flotación mixta (flotación conjunta de cobre y azufre, con separación posterior de los concentrados). La elección depende del contenido de cada mineral, de las diferencias en la flotabilidad y de los requisitos de fundición, y debe determinarse mediante pruebas comparativas.
4. Etapa de deslimado: el «remedio específico» para los yacimientos de tipo skarn.
Para hacer frente al grave problema de la presencia de lodo en la ganga de los filones de skarn, se puede añadir una operación de deslimado antes de la flotación (deslimado mediante clasificación con ciclones hidráulicos o deslimado por floculación), con el fin de separar previamente el lodo fino y reducir así su interferencia en la flotación.La decisión de aplicar o no la deslimación, así como el tamaño de partícula de la misma, debe determinarse en función del contenido de lodo mineral y de los resultados de los ensayos de flotación.
5. Tratamiento de la magnetita.
En los yacimientos de oro de tipo skarn que contienen magnetita, esta se oxida fácilmente, consume mucho reactivo e interfiere en la flotación. Se puede considerar la posibilidad de eliminar parte de la magnetita mediante una separación magnética débil antes de la flotación, o bien reforzar la inhibición durante la misma; el plan concreto se determinará mediante ensayos.
6. Ajuste de los parámetros del equipo de flotación.
El volumen de aireación de la flotadora, la velocidad de rotación del impulsor y la profundidad de la cuba influyen en la suspensión de la pulpa y en el estado de la espuma. Dada la elevada densidad de los minerales de skarn, que tienden a sedimentarse, la intensidad de agitación de la flotadora debe garantizar que la pulpa no se deposite en el fondo de la cuba; el volumen de aireación debe adaptarse al régimen de productos químicos y a las propiedades del mineral.En cuanto a la selección de equipos, las flotadoras de autoaspiración tipo SF son adecuadas para las etapas iniciales de selección gruesa y barrido, mientras que las flotadoras aeradas tipo XCF/KYF son adecuadas para configuraciones de canales de flujo continuo a gran escala; la elección concreta dependerá de la capacidad de procesamiento y los requisitos de aireación.
IV. Recomendaciones para la configuración de equipos completos de flotación
Configuración de equipos para una línea de flotación de oro de tipo skarn (tomando como ejemplo una capacidad de procesamiento diaria de 200-500 toneladas):
Tramo de trituración y molienda:
Alimentador vibratorio → Trituradora de mandíbulas (trituración primaria) → Trituradora cónica (trituración media y fina) → Criba vibratoria circular → Molino de bolas(primera etapa de rejilla + segunda etapa de rebose) → clasificador helicoidal/ciclón hidráulico en circuito cerrado. En el caso de minerales de skarn con una dureza excesiva, la sección de trituración debe contar con una configuración resistente al desgaste, mientras que en la sección de molienda se puede evaluar la posibilidad de aplicar un esquema de molienda por etapas.
Etapa de ajuste de la suspensión y desarenado:
Ajuste de la suspensión en la cuba de agitación → Desfangado mediante ciclones hidráulicos (configuración según necesidades) → Sistema de adición de productos químicos (adición por puntos de reguladores de pH, activadores, inhibidores, captadores y espumantes).
Etapa de flotación:
Unidades de flotación (preflotación, barrido y refinado), configuradas según el número de etapas determinado en los ensayos; para minerales polimetálicos se puede aplicar un proceso de flotación prioritaria o flotación mixta; con bomba de retorno de concentrado intermedio.
Sección de deshidratación del concentrado:
Densificador → filtro prensa de placas y marcos; la torta de concentrado cumple los requisitos de transporte.
Sección de tratamiento de residuos:
Densificador de residuos → filtro prensa (descarga en seco de residuos) → sistema de recirculación de agua.
Criterios clave para la configuración del equipo:
En primer lugar, el proceso y los equipos deben estar bajo el control de un mismo equipo. Solo una vez se hayan determinado el número de etapas de flotación y el régimen de productos químicos, se podrán definir las especificaciones de las flotadoras y la configuración de las unidades. La desconexión entre el diseño del proceso y la fabricación de los equipos es la causa fundamental de que «los planos de diseño no coincidan con los equipos».
En segundo lugar, los materiales deben personalizarse según las características del mineral. El mineral de skarn presenta una alta dureza y un fuerte poder abrasivo, por lo que los revestimientos de las trituradoras, los revestimientos de los molinos de bolas y las piezas de paso de las flotadoras deben mejorarse con aleaciones de alto contenido en cromo o caucho resistente al desgaste, a fin de reducir el desgaste de las piezas de desgaste.
En tercer lugar, es preferible un sistema completo a una solución improvisada. Si las máquinas de flotación, las cubas de agitación, los sistemas de dosificación de productos químicos y los espesadores proceden de distintos fabricantes, las interfaces y los parámetros no coincidirán, lo que afectará a la estabilidad de la flotación. El suministro de un sistema completo garantiza la coordinación del conjunto.
V. Secuencia de diagnóstico en caso de malos resultados de flotación
Si los parámetros de flotación in situ no son los deseados, se recomienda seguir el siguiente orden de investigación:
- En primer lugar, examinar el mineral: comprobar si se han producido cambios en sus propiedades (índice de oxidación, grado de arcillosidad, tipo de sulfuros) y tomar muestras para volver a analizarlas;
- A continuación, compruebe la molienda: si la finura de molienda cumple los requisitos, si la eficiencia de clasificación es normal y si se ha producido una molienda excesiva con consiguiente arcillización;
- Comprobar los reactivos: si el tipo y la dosis del captador se ajustan al mineral actual, si los puntos y el orden de dosificación son adecuados y si el pH es estable;
- Comprobar el proceso: si el número de etapas de flotación, el retorno del producto intermedio y la etapa de desfangado son adecuados;
- Por último, compruebe los equipos: si el volumen de aireación, la velocidad de rotación y el estado de las cubas de flotación son normales.
Las modificaciones específicas son más económicas que la sustitución ciega de equipos. En muchos casos de «malos resultados de flotación», el problema radica en el grado de molienda y el régimen de aditivos; cambiar las flotadoras no resuelve el problema de fondo.
VI. Flotación de yacimientos auríferos de tipo skarn: los reactivos y el proceso deben «adaptarse al problema»
El bajo rendimiento de la flotación en los yacimientos de oro de tipo skarn no significa que el yacimiento sea irrecuperable, sino que no se ha encontrado el método adecuado.La lógica fundamental es la siguiente: primero, determinar la composición mineral y la distribución de los minerales → optimizar la combinación de captantes y el régimen de productos químicos mediante ensayos de flotación → diseñar el grado de molienda, el número de etapas de flotación y el proceso de desfangado según las características del mineral → configurar un conjunto de equipos de flotación que funcionen en sinergia → realizar la puesta a punto in situ y optimizar los parámetros.
La elección de los captadores es el primer factor clave de la flotación, pero los productos químicos no pueden analizarse de forma aislada del proceso: si el grado de molienda no es el adecuado, ni siquiera el mejor captador servirá de nada; si la estructura del proceso no es razonable, no se podrá reducir el consumo de productos químicos.
Si dispone de un yacimiento de oro de tipo skarn y la tasa de recuperación por flotación o la ley del concentrado no son las deseadas, no dude en ponerse en contacto con GoldProcessingPlant para realizar análisis de muestras y ensayos de flotación, con el fin de encontrar soluciones tanto en el régimen de productos químicos como en la estructura del proceso.