hitos históricos en el desarrollo de la clasificación

HITOS HISTÓRICOS
EN EL
DESARROLLO DE LA CLASIFICACIÓN
IX Simposium sobre Procesamiento de Minerales
Moly-Cop 2001
Puyehue, Chile
Juan Luis Bouso
Eral, Equipos y Procesos, S.A.
Madrid, España
jlbouso@eralgroup.com
Noviembre 2001
HITOS HISTÓRICOS
EN EL
DESARROLLO DE LA CLASIFICACIÓN
ÍNDICE
1.
Introducción
2.
Los albores de la mineralurgía en la minería Iberoamericana
3.
Los primeros pasos
4.
La tecnología en la clasificación
5.
Presente y futuro
6.
Bibliografía
Juan Luis Bouso
Eral, Equipos y Procesos, S.A.
Madrid, España
jlbouso@eralgroup.com
Noviembre 2001
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1.
Introducción
Pretende este trabajo dar un repaso a los avatares de la técnica de clasificación, desde los
comienzos de la actividad minera, hasta nuestros días. El título del trabajo, sugerido por un
amigo, es sin lugar a duda pretencioso, y mucho temo que más de uno se sienta defraudado
cuando conozca el contenido real, pero decidí mantenerlo recordando el pensamiento de un
carismático político español ya fallecido, Tierno Galván, que además fue alcalde de Madrid,
y que entre otras dejó para la posteridad la frase “las promesas electorales, se han hecho
para no cumplirse”, ..... y se quedó tan tranquilo.
Entrar en la historia de la clasificación, requiere inevitablemente entrar en la historia de la
minería, y ello supone sin pretenderlo, entrar en la Historia de la Humanidad, porque el
hombre ha evolucionado a lo largo de los tiempos con y por los minerales, o siendo más
precisos, por los metales que ha obtenido de ellos.
Los distintos estadios de la humanidad se establecen en base a los materiales que
empleaba en la construcción de sus utensilios de caza y de uso doméstico, y así instituimos
la edad de piedra, la edad del bronce, la del hierro, .. , y pudiera ser que ahora estuviésemos
en la edad de la cerámica y los polímeros, pues asistimos al reemplazo cotidiano de los
metales por estos nuevos materiales. Esa y no otra debe ser la razón de los vaivenes de la
minería metálica.
Fig. 01
Obviamente no todas las culturas en los diferentes continentes, se adaptan a esta
clasificación simplista, pero sí con ligeras variantes, como el caso de las culturas andinas
que aparentemente no conocieron el bronce, pero si el cobre, cuya metalurgia dominaban,
como puede observarse en la cultura Tiwanaku, la cual tuvo su mayor auge en las cercanías
del lago Titicaca, hoy Perú y Bolivia. Está probado, sin embargo, que conocieron también el
bronce aunque parece ser que accidentalmente, como resultado de la existencia de
impurezas de estaño en los minerales de cobre que fundían, lo que no debe extrañarnos si
tenemos en cuenta que Bolivia posee enormes reservas de estaño, y a este metal debe sus
momentos de bonanza, en el siglo pasado, figura 1. También en Chile se encontraron piezas
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de cobre, y con este metal Diego de Almagro reemplazó las herraduras de sus caballos, en
las cercanías de Chuquicamata, durante su primera expedición a Chile en 1536.
Por detentar el control de los metales, no sólo el oro y la plata, el hombre ha emprendido la
mayoría de las guerras que la humanidad ha sufrido, y lamentablemente esto no ha
cambiado mucho hasta nuestros días, siendo en la actualidad uno de los objetivos
principales de las grandes potencias el control de otros planetas, y aquí abajo, más tangible
y menos virtual, mucho más cerca, el del continente Antártico y el de los fondos marinos.
2.
Los albores de la mineralurgia en la minería Iberoamericana
Hasta el Siglo XV, es decir, cuando tiene lugar el Descubrimiento de América, la minería era
en Europa la industria que menos había progresado, debido en parte a que los saberes de
los clásicos Grecia y Roma no se extendieron a las minas, ya que el trabajo minero no
estaba socialmente bien considerado.
Es una opinión particular que el Descubrimiento de América influyó notablemente en el
desarrollo de la minería, forzando a los países europeos que deseaban mantenerse
independientes de España, a impulsar su propia minería ante la invasión de plata, oro y
otros minerales procedentes de las Indias. La mayoría del oro que procedente del nuevo
continente llegaba al viejo, lo hacia por Sevilla, a orillas del Guadalquivir, y dada su
importancia, para su mejor control hubo de habilitarse un antiguo deposito árabe de
cereales, que por esos menesteres pasó a ser conocido como “La Torre del Oro”, figura 2.
Fig. 02
Uno de los principales objetivos de la corona española con la conquista de América, era el
control del comercio de las especies, además del particular de Colón de demostrar la
redondez de la tierra, y del de la Reina Católica de extender la cristiandad “urbi et orbe”.
Parece ser que una vez repuesto de la sorpresa del descubrimiento de un nuevo continente
-aunque hasta el hallazgo del Pacífico siguió creyendo que eran Las Indias OccidentalesColón quedó impactado por los fabulosos adornos de oro y plata que los caciques indígenas
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ostentaban, y vio que aquello podría ser el medio de financiar sucesivas expediciones y la
propia colonización.
Prueba de ello es que en su segundo viaje llevó con él a 160 mineros, con el claro objetivo
de explotar las riquezas auríferas que había visto en la Española, hoy Santo Domingo.
Desde aquella isla, una vez agotados los recursos fáciles, la minería se extendió hacia la
isla de Cuba y desde allí, después de la conquista de Hernán Cortés, a Nueva España, hoy
México, Guatemala y Centroamérica. Igualmente, fueron las riquezas del Darién en
Panamá, en la futura Nueva Granada, las que llevaron a Vasco Núñez de Balboa a
descubrir el Océano Pacífico en 1513.
Siguiendo pistas que llegaban a Panamá, sobre enormes riquezas en los territorios al sur,
“El Dorado”, Francisco Pizarro junto con Almagro se lanzaron al descubrimiento y conquista
del Perú, en 1531, donde les esperaba en Potosí, la mayor reserva de plata jamás conocida.
Como puede deducirse, no es difícil llegar a la conclusión de que el imperio colonial español
en América fue esencialmente un Imperio Minero, una visión anticipada de la realidad de
hoy, figura 3.
Fig. 03
La tecnología minera que los españoles llevaron al nuevo mundo no fue mucha, excepción
hecha de su conocimiento de las aleaciones, del hierro, y de la técnica en la explotación de
las minas. En cualquier caso España poseía una larga tradición minera, heredada de los
tartesios, cartagineses y romanos, que acudieron llamados por sus riquezas minerales. Por
supuesto no hay que olvidar el aporte inconmensurable de la rueda y la pólvora.
Una idea de los conocimientos mineros de aquellos tiempos en Europa, lo que hoy día
llamaríamos pomposamente “el estado del arte”, podemos extraerla de los dos primeros
libros de mineralurgia y mineralogía que se publicaron en el mundo: “Pirotechnia” o El Arte
del Fuego, escrito en su idioma natal, por el italiano Vannoccio Biringuccio en 1540, y años
más tarde, “De Re Metallica” escrita en latín por su contemporáneo el alemán Georg Bauer,
más conocido por la versión latina de su nombre Georgius Agrícola, la que podría
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considerarse como “La Biblia Minera”, publicada en el año 1556, un año después de su
muerte.
Al comienzo de la explotación minera en América los minerales que se trataban eran muy
ricos y podrían ser fundidos directamente. En concreto en 1544 los minerales argentíferos
tratados en Potosí tenían una ley de plata del 20 %. En menos de veinte años de
explotación las leyes cayeron tremendamente, y ya en 1560 los minerales de plata que se
extraían tenían un contenido del 2 %, lo que impedía su fundición directa, forzando al
desarrollo de la amalgamación con mercurio.
En 1555 el sevillano Bartolomé de Medina desarrolla, en Pachuca, Nueva España, hoy
México, el método de amalgamación con azogue (mercurio), que ya había comenzado a
ensayar en Sevilla. Dicho método fue posteriormente mejorado por el cura y licenciado
Álvaro Alonso Barba, originario de Huelva, España. Este cura, párroco de San Bernardo en
Potosí, recogió todos sus conocimientos sobre el procesamiento de minerales, en el libro “El
Arte de los Metales, en que se enseña el verdadero beneficio de los de oro y plata por
azogue”, publicado en español en el año 1637.
El proceso clásico de Medina consistía en extender el mineral molido en un patio, de donde
tomó el nombre el proceso, para mezclarlo con sal y agua durante varias horas, mediante
hombres y mulas. A continuación se añadía pirita cúprica (magistral) y se mezclaba con el
mineral, dejándolo cocer durante 2 ó 3 días. Al final de dicha fase se añadía el azogue para
formar la amalgama, y de nuevo la mezcla era pisada y mezclada durante un mes,
añadiendo más sal, pirita, cal y azufre a voluntad del metalurgista llamado en lenguaje
alquimista “maestro mayor de azogues”. Todo este proceso se realizaba en frío.
Posteriormente, se lavaba la masa sólida en pozos, en varias etapas, para eliminar el
residuo sólido y retener solamente la amalgama, la cual se filtraba en un paño de cuero para
extraer el mercurio excedente. Así se obtenía una masa, llamada pella, que finalmente se
calentaba, recogiéndose la plata fundida en forma de piña. Los gases se condensaban para
recuperar el mercurio, que se sumaba al recuperado en la filtración.
El método mejorado de Alonso Barba, introducido en 1609, como variantes de importancia,
incluía la utilización del calor durante la amalgamación y su fase previa, y el empleo de
“magistrales”, como hierro, cobre, estaño y plomo, reductores del ion plata a plata metálica.
Uno de los magistrales el sulfato de cobre, facilitaba la transformación del sulfuro de plata a
cloruro de plata. Se aportaba cobre caliente en un cazo, de ahí el nombre del procedimiento
“de cazo y cocimiento”. La amalgamación, se producía en caliente en recipientes de madera
forrados de cobre. A pesar de sus innegables ventajas sobre el método de Medina, éste no
fue ampliamente aceptado pues precisaba aporte de calor, lo que en aquellos lugares
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significaba madera, y esta no era muy abundante en la zona, además de que la poca
disponible era requerida prioritariamente en las labores de entibación de los socavones,
figura 4.
Estos procesos de amalgamación demandaban una gran cantidad de azogue, que no podía
recuperarse en su totalidad, de modo que su pérdida encarecía notablemente el proceso, al
mismo tiempo que lo hacía dependiente de este elemento, convirtiéndose en estratégico. En
un principio, el azogue empleado en América, provenía de las minas de Almadén
(Ciudad Real, España). En 1560, Enrique Garcés que había trabajado en las minas de
Almadén reconoció el cinabrio en el polvo, que los Incas usaban para pintarse la cara, y que
llamaban Llumpi o Ichma, poniendo en producción la mina de Paras en 1560 y casi
inmediatamente las famosas minas de Huancavelica, Perú, en 1568, sin las cuales Potosí
no hubiese podido alcanzar su desarrollo.
Fig. 04
Fig. 05
Todo el azogue producido en Huancavelica, era transportado hasta Chincha, en la costa
peruana, desde donde se embarcaba hacia México, y hacia Arica en Chile, de nuevo vía
terrestre subía hasta el Alto Perú. El oro y la plata producidos en el hoy territorio boliviano,
era transportado hasta el puerto de Arica, desde donde era embarcado a Panamá. Desde
allí cruzaba el estrecho a lomos de mulas hasta Portobelo en el Caribe, donde era
reembarcado hacia España. Dado lo valioso del transporte, se creó un cuerpo especializado
para tal fin, figura 5.
La explotación minera en Europa, experimentó un gran avance a partir de 1627 en que por
primera vez se empleó la pólvora en unas minas húngaras. Curiosamente la pólvora se
empleó antes en América que en España, más concretamente en Perú en 1635, pero no es
si no hasta 1703 que se emplea en España en las minas de plata cercanas a Sevilla de
Guadalcanal. En el año 1720 se tiene conocimiento del empleo de la pólvora en Guanajuato,
Nueva España.
Fuera del oro y la plata, no había mucho interés por conocer otros metales, y solamente la
adopción del patrón vellón por España, hacia 1600 propició también el gran impulso de la
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minería del cobre. Prueba de ello es la paradoja de que el Platino fuese considerado un
contaminante en los minerales auríferos, el cual por su dificultad en separarlo de los otros
metales era eliminado como un residuo, dando lugar a que inclusive se dictara un decreto
para obligar a eliminar este elemento. En 1748, Antonio de Ulloa, quien junto con Jorge Juan
tomaban parte como españoles de la expedición científica que la Academia de Ciencias de
París, había enviado al ecuador para medir la longitud de un arco del meridiano terrestre,
cita el Platino en el libro “Relación Histórica del Viaje a la América Meridional”, “La platin”
como se le conocía, como un nuevo metal existente en el Chocó, Colombia, en aquellos
tiempos “Nuevo Reino de Granada” dándolo así a conocer en Europa. No obstante, habría
que esperar hasta 1792, fecha en que Lavoisier logra fundir una barra de platino puro.
El “Arte de los metales” de Alonso Barba fue traducido al alemán y de su lectura pudo tomar
conocimiento de su método de amalgamación el austriaco Ignaz Edler von Born, quien
mecanizó el proceso dando lugar al método de barriles en 1785, desarrollado y aplicado en
Freiberg (Sajonia, Alemania). La fase de amalgamación se reducía a 3 ó 4 días, y al mismo
tiempo disminuía notablemente el consumo de azogue, punto éste de vital importancia.
El método fue estudiado con detalle por el español Fausto Delhuyar, quien siguiendo las
indicaciones de la corona, viajó durante varios años por Europa para conocer de cerca el
proceso y sus realizaciones. Una vez conocidos los detalles, contrató técnicos con
experiencia práctica en el método, para ser enviados a América, con la idea de que
instruyeran en su aplicación, tanto en México, lo que él supervisó personalmente, como en
Potosí a donde envió al Barón Timotheus von Nordenflich, quien llegó a Buenos Aires el 24
de enero de 1789.
El proceso de Born tal y como se seguía en Freiberg, consistía en mezclar los minerales de
plata con sal durante unas 5 horas. Una vez obtenida una mezcla homogénea, se cribaba
ésta. La fracción gruesa se molía y se volvía a mezclar con algo más de sal para volver a
tratarla (circuito cerrado). La fracción fina pasaba a la fase de amalgamación en barriles de
madera a temperatura ambiente, la cual duraba prácticamente un día. Seguidamente al igual
que en el método de Barba, la mezcla se sometía a varios lavados sucesivos para eliminar
el residuo sólido de la amalgama obteniendo la pella, la cual previa filtración se fundía para
obtener la piña de plata.
La aplicación en América del proceso de barriles de Born fue un rotundo fracaso, quizás por
las diferencias existentes entre los minerales europeos, que a diferencia de los americanos
debían ser pobres en sulfuros de plomo y cobre. Por ello, hasta prácticamente el
descubrimiento del proceso con cianuro, la amalgamación se siguió realizando según el
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proceso de Medina con ligeras variantes, consistentes principalmente en la aportación de
magistrales para mejorar la recuperación de plata y mercurio.
El desarrollo minero en América dio lugar a la creación de los primeros centros de
investigación mineralúrgica, simultáneamente o inclusive antes que en Europa; la Academia
de Freiberg, se fundaba en 1765, sólo unos pocos años antes de la fundación de la de
Potosí.
El 10 de febrero de 1779, se abre la Academia y Escuela de Metalurgia en Potosí por Jorge
Escobedo, el cual ostentaba los títulos de Oidor de la Audiencia de Charcas, Gobernador de
Potosí y Subdelegado del Visitador General del Perú. Esta Escuela de Metalurgia sería
continuación de una primera junta o escuela de minas creada en 1757 por el corregidor de la
villa Ventura de Santelices. En 1776, el Virreinato del Perú, con capital en Lima, había
perdido los territorios del Alto Perú, es decir Potosí dentro de la Audiencia de Charcas, en
favor del Virreinato de la Plata, con capital en Buenos Aires. La Capitanía General de Chile,
en ese tiempo, era totalmente independiente de Lima.
En Chile se estableció en 1787 el Real Tribunal de Minas de Chile, para introducir los
nuevos métodos de tratamiento de los minerales de oro y plata.
Más tarde en 1788, en Nueva España, hoy México, se empezó a trabajar en la creación del
Real Seminario de Minería, el cual fue inaugurado el 1 de enero de 1792. En esta institución
se crearon los estudios de Docimasia o Metalurgia, que se seguían en 4 años de estudios,
2 años de prácticas y 1 año más para la tesis final. Las asignaturas estudiadas eran por este
orden: Matemáticas, Física, Química, y finalmente Mineralogía. El primer curso en 1797 se
impartió bajo la dirección de Fausto Delhuyar, famoso investigador español que había
viajado a México para crear y dirigir la Escuela de Minería, así como para desarrollar y
potenciar la industria minera, de vital importancia para la corona. En los laboratorios del Real
Seminario de Minería de México, el catedrático de Mineralogía u Origtognósia, Andrés
Manuel del Río descubrió el Eritronio en 1801, hoy conocido como Vanadio.
Fausto Delhuyar junto con su hermano Juan José, fueron los descubridores del Wolframio,
publicando su aislamiento en 1783, algunos años antes de su viaje a México. La minería
Americana, está así relacionada con el descubrimiento de tres elementos de extremada
relevancia: El Platino, El Vanadio y el Wolframio (también conocido por su nombre sueco
Tungsteno).
Los mayores avances que recibió la metalurgia de la plata vinieron principalmente con la
mecanización del proceso, mediante la energía hidráulica, destacando en especial el
desarrollo de los Ingenios en Potosí.
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Fig. 07
Fig. 06
La primera fase que se mecanizó fue la molienda. A su llegada a América, los metalurgistas
españoles adoptaron el Maray, molino manual indígena, figura 6, consistente en un bolón de
piedra más o menos redondeado, el cual se balanceaba sobre una piedra plana, precursor
del Quimbalete, figura 7, y además emplearon los antiguos molinos de muelas de piedra,
figura 8, normalmente empleados para la molienda de cereales, figura 9.
Fig. 09
Fig. 08
Posteriormente se adoptaron los molinos de Almadanetas o Mazos desarrollados en
Freiberg, hacia 1550, y recogidos con detalle por Agrícola en su De Re Metallica, figura 10.
Estos martillos múltiples requerían de energía hidráulica para su funcionamiento, por lo que
su empleo demandaba siempre la realización de grandes obras hidráulicas, tanto para el
almacenamiento del agua, como para su conducción hasta los Ingenios.
Fig. 10
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Para disponer de agua suficiente para mover todos los ingenios existentes en Potosí, al
comienzo de 1574, el Virrey Francisco de Toledo hizo construir 5 lagunas en los cerros
próximos del Cari-Cari. Hacia 1624 un sistema completo de lagunas permitía el
funcionamiento de 59 ingenios con unas 94 cabezas moledoras y 67 ruedas hidráulicas. Al
mismo tiempo que se construyen las lagunas, el Virrey Toledo mandó encauzar el riachuelo
que recogía el agua de los ingenios y atravesaba el centro de la ciudad, que andando el
tiempo se conocería en todo el mundo como La Ribera de Ingenios de la Vera Cruz, el cual
dividía la Villa Imperial en dos barrios bien diferenciados, de la ribera al cerro los
trabajadores, y a la otra margen “los elegidos”.
La potencia estimada requerida por una rueda de 4,5 m de diámetro, con un caudal de
0,16 m³/s puede calcularse en unos 5,3 kW, lo que nos lleva a una potencia total de 355 kW
para las 67 ruedas existentes en La Ribera, convirtiéndolo en el mayor sistema hidráulico de
América y uno de los mayores del mundo. Ello puede darnos una idea del nivel alcanzado
por la minería en Potosí, y el fundamento de la famosa frase de Cervantes “Vale un Potosí”,
adoptada inclusive por los británicos como “as rich as Potosí”.
Para aumentar la producción, se adaptaron los molinos de muelas verticales derivados de
los molinos de caña de azúcar, también conocidos como trapiches, los cuales por ser
ampliamente difundidos en Chile, han pasado a nuestros días como Molinos Chilenos.
Todavía hasta hace pocos años podía verse alguno de ellos en Diego de Almagro, en el
norte chico de Chile, tratando minerales al pirquen de alta ley de oro. En estos molinos,
además de producirse la molienda del mineral, se lleva a cabo también la amalgamación,
bajo el atento control de un descendiente de aquellos maestros alquimistas, figura 11.
Fig. 11
Estos molinos, aparentemente sencillos, no carecen de tecnología, moliendo por presión y
por la fricción creada por el deslizamiento de las muelas, debido a la diferente velocidad de
giro de sus caras externa e interna, cuando éstas son de forma cilíndrica. La componente de
molienda por fricción es responsable de la cantidad de finos, por lo cual jugando con el
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diámetro de giro, la anchura de las muelas, y el nivel del lecho en el molino, puede ajustarse
la finura del producto molido. Tecnología chilena para el mundo.
Podría afirmarse que en el siglo XVII, la minería en América estaba más desarrollada que en
Europa, basándose ésta en muchos de los métodos allí desarrollados.
3.
Los primeros pasos
Establecer limites o fronteras en el desarrollo de cualquier actividad, no es tarea fácil, pues
está sujeta a la subjetividad del individuo, y es aun más difícil cuando como es mi caso, se
está involucrado en el tema, pudiendo en cualquier momento perderse la objetividad fijando
como hitos, los que no dejarían de ser sino simples paradas para tomar aliento, algo así
como Tambos incaicos.
No obstante lo antedicho, según mi modesto criterio, los principales momentos de la
clasificación podrían establecerse como sigue (figura 12):
1. El cribado previo a la amalgamación y a la concentración gravimétrica en el siglo XVI.
2. La clasificación gravimétrica a partir del siglo XVII.
3. Los clasificadores mecánicos de rastras y helicoidales en el Siglo XIX
4. Los primeros hidrociclones en los años 20.
5. El reemplazo de los clasificadores mecánicos por los hidrociclones en los 50.
6. Las baterías de hidrociclones en los 60.
7. Los hidroclasificadores y la doble clasificación en los circuitos de molienda en los 70.
8. El hidrociclón de fondo plano, y los ciclones horizontales en los 80.
9. Los programas informáticos: control, simulación y diseño a finales de los 90.
Se exponen a continuación los razonamientos que han llevado a tal clasificación de la
clasificación, valga la redundancia.
Como se ha explicado, hasta el siglo XVI la naturaleza entregaba minerales ricos que
podían ser fundidos directamente. Al empezar a escasear éstos, y bajar las leyes hasta
valores del 1 %, empezaron a desarrollarse procesos de concentración, que en el caso de
los metales preciosos fueron primeramente de amalgamación con mercurio. Para el
procesamiento de otros minerales metálicos, se desarrollaron procesos gravimétricos de
concentración, seguidos a veces de procesos pirometalúrgicos para obtener los metales. En
ocasiones los concentrados gravimétricos obtenidos, o bien los minerales oxidados, eran
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refinados con procesos hidrometalúrgicos, como en el caso del oro y la plata. El cobre, ya
desde la época de los romanos, era obtenido por lixiviación, precipitándolo de las aguas
ácidas de mina, tal y como se realizaba normalmente en las minas más antiguas del mundo
todavía en explotación, Río Tinto (Huelva, España).
El yacimiento aurífero español de Las Medulas de la época romana, es un extraordinario
ejemplo de gravimetría en gran escala, figura 13. La explotación debió comenzar en el
siglo I a.C. y terminó a fines del siglo II d.C. Para dar una idea de la magnitud de la
explotación valgan las cifras siguientes: se movieron más de 200 millones de m3 con un
contenido medio de oro de 2 g/t y se debieron producir más de 4 toneladas anuales de oro
metal, hay galerías visitables de más de 650 m de longitud, y se estima que el número de
trabajadores fue del orden de 7.000. Para esta explotación el agua era esencial, por lo que
la trajeron de los montes Aquilanos cercanos al yacimiento, existiendo 400 km de
canalizaciones con ocho acueductos, y una capacidad de almacenamiento de agua superior
a 20.000 m3. El historiador Plinio el Viejo describe con detalle el sistema de explotación,
Ruina Montium, “Quebrantado, el monte cae por sí mismo, con gran estruendo y fuerte
viento que no puede ser concebido por la mente humana”. Este paraje es hoy día patrimonio
de la humanidad, y debiera ser lugar de peregrinaje para cualquier minero que se precie,
figura 14.
Fig. 13
Fig. 14
En los procesos de amalgamación, ya hemos visto como se incorporaba una etapa de
clasificación con cedazos a mano, después de la fase de aporte y mezcla de magistrales.
Previamente al aporte del azogue se cribaba la mezcla, produciendo una fracción gruesa,
generalmente superior a 2 mm, que era molida para después ser retratada, y solamente la
fracción fina era sometida a amalgamación. Podríamos decir que es la primera vez que
existe testimonio de un proceso de clasificación, y como no podía ser menos, formando
parte de un proceso de molienda, tal y como lo recoge Agrícola en uno de los grabados de
su De Re Metallica, figura 15. La minería habría dado su primer paso en la clasificación,
estableciendo así el primer hito de la clasificación.
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Obviamente estos primeros cedazos, se fueron transformando progresivamente hasta
constituir los equipos que hoy conocemos como cribas o harneros vibrantes, empleadas en
nuestros días en las etapas de trituración, para separación por tamaños normalmente
superiores a los 2-3 mm, salvo algunas excepciones en que se emplean cribas especiales
para clasificaciones más finas. Las primeras unidades mecanizadas fueron accionadas por
energía hidráulica, hasta la aparición del vapor, y posteriormente por electricidad, figura 16.
Fig. 15
Fig. 16
Podría considerarse la separación gravimétrica, y de hecho lo es, como un proceso de
clasificación que separa las partículas pesadas de las ligeras, lo que conocemos como
separación isodrómica o por peso. A medida que empezó a descender la ley de los
minerales se empezó a aplicar la concentración gravimétrica de modo artesanal, para tratar
solamente la fracción pesada, rica. La fracción ligera era rechazada como un residuo, o bien
era molida para reciclarse posteriormente a la gravimetría. Así surgió una especie de criba
pulsante manual, precursora del Jig, que en América se hizo muy popular y se conocía
como Maritate, figura 17. Este equipo ha seguido usándose hasta hace poco, un poco más
evolucionado, en la minería informal en Bolivia y Perú, no sólo en el tratamiento de oro y
plata, sino también en el estaño, wolframio, y bismuto, además de ocasionalmente para
preconcentrar minerales de cobre y zinc, figura 18. Estaríamos en el segundo hito de la
clasificación.
Fig. 17
Fig. 18
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A medida que la ley de los minerales iba reduciéndose, se empezaron a estudiar y
desarrollar procesos de concentración más selectivos y eficientes, y así llegamos al proceso
de flotación, a comienzos del siglo pasado. Si bien los distintos tipos de celdas de flotación
fueron inventados en las dos primeras décadas del Siglo XX, no es sino hasta los años 40
que las celdas con impulsores, conceptualmente similares a las actuales, dominaron el
procesamiento de minerales, figura 19.
Fig. 19
Los procesos gravimétricos no desaparecieron pero pasaron a un segundo plano, a
excepción de los minerales conocidos como "pesados” como el wolframio, estaño, titanio,
zirconio, hierro, etc., que han seguido tratándose por gravimetría, con etapas de refino por
flotación para eliminar la pirita y arsenopirita, al igual que otros minerales industriales como
la barita y el espato fluor. Los minerales de hierro y el carbón siguen siendo prioritariamente
tratados con gravimetría.
Un aspecto positivo de los procesos gravimétricos es su posibilidad de aplicación a partir de
granulometrías gruesas, pudiéndose tratar partículas de hasta 100 mm, lo que significa que
pueden reducirse las etapas de trituración y molienda. El lado negativo es su mal
comportamiento con las partículas finas, tanto en términos de recuperación como de
capacidad de tratamiento. Todavía existen algunas plantas de tratamiento con etapas
gravimétricas de desbaste en cabeza, que reducen considerablemente el tonelaje que pasa
a molienda y flotación, economizando el proceso.
4.
La tecnología en la clasificación
Al disponer de un nuevo método eficiente como la flotación, para la recuperación de
partículas finas, se empiezan a desarrollar los circuitos de molienda fina similares a los
actuales, y surge lo que podríamos llamar la clasificación hidráulica, primeramente con
clasificadores mecánicos tanto de rastras como helicoidales, y seguidamente con equipos
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propiamente hidráulicos como hidrociclones e hidroclasificadores, dando lugar a los circuitos
cerrados de molienda tal y como han llegado hasta nuestros días.
Los procesos gravimétricos de concentración, como se ha dicho, antecedieron al proceso de
flotación, y en consecuencia los requerimientos de molienda, que usualmente se realizaba
con molinos de barras en circuito abierto, eran menores, ya que los minerales brutos
tratados eran mejores con un mayor tamaño de liberación. Al escasear los minerales ricos y
nobles, se hizo necesaria una molienda más fina, combinándose los molinos de barras y
bolas, tolerable por el nuevo proceso de flotación.
A medida que aumentaba la complejidad de tratamiento, se hizo necesario controlar el
tamaño de las partículas enviadas desde la molienda a la etapa de concentración, obligando
a introducir un clasificador entre ambas etapas, para producir una fracción fina del tamaño
requerido, y una fracción gruesa que retornaba al molino, dando lugar al concepto del
circuito cerrado de molienda, tal y como ha llegado hasta nuestros días. Los primeros
equipos de clasificación empleados fueron lo que conocemos como clasificadores
mecánicos, bien de rastrillos, figura 20, o helicoidales, figura 21. Estaríamos en el tercer
hito de la clasificación.
Fig. 20
Fig. 21
Los clasificadores mecánicos, especialmente los helicoidales fueron y siguen siendo
empleados en muchas otras aplicaciones, fuera de los circuitos de molienda, siendo equipos
básicos en las etapas de deslamado, espesado, y clasificación fina, precisas en el
tratamiento de minerales de hierro, estaño, espato fluor, barita, sílice, feldespatos y caolines,
entre otros minerales.
La expansión industrial después de la segunda guerra mundial en la década de los 50,
provoca un aumento de la demanda de los metales primarios como el hierro, cobre, plomo y
zinc que trae como consecuencia el aumento de capacidad de las plantas de tratamiento y
consiguientemente de sus circuitos de molienda. Éste se obtendría aumentando el número
de secciones o líneas de molienda, constituidas por circuitos barras-bolas con molinos de
relativo pequeño tamaño, entre 2,0 m y 2,5 m de diámetro. Se llegaron a construir plantas
15
con hasta 28 líneas; un ejemplo podría ser el concentrador Sewell todavía en operación de
la División El Teniente de Codelco Chile, figura 22.
Las elevadas inversiones en infraestructura y el enorme espacio necesario para albergar
tantas líneas, obligaron a aumentar el tamaño de los molinos reduciendo así el número de
secciones, y con ello el volumen de los edificios.
El tamaño de los molinos empezó a aumentar, aunque en el caso de los molinos de barras,
este crecimiento paró al alcanzarse el límite físico de los mismos, el cual venía impuesto por
la longitud máxima de las barras moledoras, sin que éstas pierdan su rectitud, la cual está
condicionada por su diámetro. Las dimensiones límite de los molinos de barras a que se han
llegado en nuestros días, son de 6 m de longitud y de 4 m de diámetro aproximadamente,
con potencias cercanas a los a 2 MW.
Fig. 22
Fig. 23
Las dimensiones de los molinos de bolas también aumentaron y consiguientemente el
tamaño de los clasificadores, el espacio requerido por éstos, su complejidad mecánica, su
peso y consiguientemente su costo. Además dadas las longitudes y diámetros de estos
molinos de relativamente gran tamaño, era imposible, debido a la limitada inclinación
ascendente de los clasificadores, alcanzar la boca del molino, precisándose un bombeo
adicional para conducir la fracción gruesa del clasificador al molino. Todas estas razones
provocan el advenimiento del hidrociclón como clasificador, figura 23, entrando a competir
con los clasificadores mecánicos.
A comienzos del Siglo XX empiezan a aparecer, esporádicamente, aplicaciones de
hidrociclones, dando lugar a lo que podríamos considerar el cuarto hito en la clasificación.
La primera patente de que se tiene constancia sobre un hidrociclón, fue otorgada a Bretney
en Estados Unidos en 1891, pero curiosamente hasta 1914 no se conoce la aplicación
aislada de un hidrociclón en una mina de fosfato americana, tal y como recoge Bradley en
su libro “The Hydrocyclone”, la primera publicación seria sobre este equipo.
16
Mediados los años 20 se hicieron tímidas incursiones con hidrociclones para la depuración
de arenas en la extracción de petróleo, y a finales de los 30 se empiezan a emplear con
éxito en la industria del papel. En 1939 el Estado de Minas Holandés, Dutch State Mines
(DSM) comienza a estudiar la aplicación de los hidrociclones en el lavado de carbón por
medios densos, más concretamente en el desaguado de estériles, y un poco más tarde en el
desaguado del carbón lavado previo a las cribas de escurrido. Los mayores desarrollos en
esta aplicación fueron llevados a cabo por M. G. Driessen, quien publicó numerosos
artículos sobre sus trabajos, entre los años 1939 a 1948. El hidrociclón diseñado por
Driessen carecía de tobera de rebose (vortex), evacuándose el mismo a través de una
sencilla abertura practicada en la tapa del cuerpo de alimentación. No obstante, al momento
de su comercialización en 1948, por la empresa Stamicarbon N. V., el hidrociclón ya contaba
con la correspondiente tobera de rebose.
Algunos años más tarde los derechos sobre las patentes de DSM fueron adquiridos por la
empresa americana Dorr Oliver Company, la cual comercializó los hidrociclones bajo el
nombre “Dorrclone”. La filial que dicha empresa poseía en Wiesbaden, Alemania, contrató
los servicios de Helmut Trawinski, quien junto con F. J. Fontein desarrollaron una nueva
serie de hidrociclones de geometría mejorada, bastante similares a los de hoy día, llegando
a construir y comercializar ciclones desde 10 mm hasta 100 mm de diámetro, en diversos
materiales: cerámica, nylon, acero inoxidable, etc., así como hidrociclones mayores con
carcasa de acero y revestimiento en acero goma moldeada muy similares a los actuales,
desde 75 mm hasta 600 mm, figura 24.
Fig. 24
Fig. 25
También en aquellos años, concretamente en 1954, Kellog Krebs de la empresa americana
Equipment Engineers, que más tarde se convertiría en la firma Krebs Engineers, presentó el
diseño de un nuevo ciclón de dos etapas, que empleaba un cuerpo cilíndrico en lugar del
clásico cónico, de modo que al final del mismo, la descarga se conectaba tangencialmente a
un segundo hidrociclón, figura 25. Se argumentaba a favor de este diseño, una mejor
eficiencia de clasificación, mayor capacidad y menor desgaste. La realidad es que el nuevo
17
prototipo desapareció sin mucha historia, pero posteriormente sería el punto de partida para
nuevas ideas y versiones desarrolladas por otros fabricantes.
Una vez que el mercado dispuso de varios modelos de hidrociclones, y quizás debido a su
sencillez tanto constructiva, como de instalación y empleo, se empieza a generalizar su uso
en multitud de aplicaciones, llegando a ser junto con las bombas centrífugas de pulpa, el
equipo más popular en las plantas de procesamiento de minerales, y sin lugar a duda el más
polifacético. Podemos encontrar hidrociclones en multitud de aplicaciones, entre las cuales
destacaríamos, como principales o más comunes, las siguientes:
•
Deslamado: Eliminación de partículas finas en su rebose, generalmente lamas y arcillas,
operación también llamada “lavado” en el tratamiento de arenas, o bien como etapa previa a
las de molienda cuando se tratan minerales muy arcillosos. En esta aplicación, el producto
útil es la descarga del hidrociclón, figura 26.
•
Refinado: Eliminando las partículas gruesas existentes en una suspensión, como puede
ser el caso de limpieza de efluentes, o bien las etapas de clasificación en minerales
ultrafinos como caolines, bentonitas, etc. Aquí el producto útil está contenido en el rebose,
figura 27.
Fig. 27
Fig. 26
•
Espesado: Reduciendo el contenido de agua de una pulpa, para acondicionarla a una
etapa subsiguiente de tratamiento, como atrición, gravimetría, separación magnética,
filtración, etc., eventualmente eliminando algunas lamas con el agua, figura 28.
Fig. 28
18
•
Clarificación: En ocasiones el hidrociclón puede ser instalado previamente a un tanque
clarificador, o a un filtro, como una ayuda a los equipos principales.
•
Concentración: La clasificación en el hidrociclón se realiza en base al peso de las
partículas, es decir es isodrómica, por lo cual en caso de coexistir en el producto de
alimentación
partículas
de
diferente
densidad,
siempre
las
más
pesadas
irán
preferentemente a la descarga, lo que supone que el hidrociclón realiza un trabajo de preconcentración gravimétrica, y ello a menudo es muy apreciado, en etapas previas a
procesos de flotación fina y gravimetría.
•
Fraccionamiento: También llamada separación, o simplemente clasificación, en la que el
hidrociclón separa o clasifica la masa sólida suspendida en la pulpa de alimentación, en dos
fracciones, gruesa y fina. Este puede ser el caso de un circuito de molienda, o de una
separación lamas-arenas previa a flotación, y sin lugar a duda es la aplicación más
extendida y donde se emplean mayor número de hidrociclones, aunque quizás es también la
más compleja, pues ambas fracciones son producto útil, sujeto a especificaciones.
Es interesante resaltar el hecho de que cada aplicación tiene una configuración o geometría
de hidrociclón óptima, por lo que un buen fabricante debe disponer de un gran abanico de
posibilidades, para en función de la aplicación, poder disponer de la configuración más
conveniente, tanto en lo que respecta al ángulo de la parte cónica, longitud de la parte
cilíndrica, y proporción de las diferentes toberas del hidrociclón: alimentación, rebose y
descarga, en relación al diámetro nominal del mismo, figura 29.
Fig. 29
Fig. 30
Además de lo indicado, es fácil comprender que los parámetros citados deben considerar
también el espectro granulométrico de las partículas sólidas, pues no pueden ser los
mismos para clasificar partículas de 20 micras que de 12 mm, como tampoco lo son las
demandas de calidad y eficiencia de la operación con partículas de muy diferente tamaño.
En conclusión el diseño global de un hidrociclón debe ser absolutamente distinto para
ciclones de pequeño diámetro, adecuados para tratar granulometrías finas, del de ciclones
19
grandes, como por ejemplo los empleados en los circuitos de molienda de cobre, recibiendo
partículas de gran tamaño, figura 30.
De todas las aplicaciones, es sin lugar a duda en los circuitos de molienda, donde el
hidrociclón se muestra imbatible, desplazando finalmente a los clasificadores mecánicos,
aunque todavía podemos encontrar en operación concentradores de pequeño tonelaje con
clasificadores mecánicos, especialmente en Perú. Habríamos llegado al quinto hito de la
clasificación.
Las capacidades de los circuitos de molienda seguían su ascensión, haciendo necesaria la
instalación de varios hidrociclones en paralelo, surgiendo de este modo las baterías de
ciclones primeramente con disposición lineal, que fueron perfeccionándose hasta llegar a
“los nidos” actuales con distribución radial concéntrica, para conseguir un reparto constante
y uniforme en todos y cada uno de los hidrociclones, figura 31. Los primeros distribuidores
radiales, con un diseño hidráulico avanzado, y geometría uniforme para los conductos de
alimentación y rebose de todos y cada uno de los hidrociclones de la batería, fueron
desarrollados por la firma alemana AKW A+V dirigida por Trawinski, constituyendo hoy día el
diseño estándar. Estaríamos en el sexto hito de la clasificación.
Fig. 31
Fig. 32
Nuevas demandas de capacidad se enfrentan empleando molinos de gran tamaño, con
varias líneas formadas con molinos de Barras y Bolas, en circuito directo, es decir con la
descarga del molino de barras entrando directamente al molino de bolas; un ejemplo podría
ser el concentrador A0 de la División Chuquicamata, de Codelco Chile, tal y como se
encontraba hace unos 10 años, figura 32. A menudo la descarga del molino de barras se
divide en dos para trabajar en conjunto con dos molinos de bolas independientes, cada uno
de ellos en circuito cerrado con su clasificador. En ocasiones un molino de barras alimenta a
tres molinos de bolas; un ejemplo podría ser el concentrador original de la División Andina
de Codelco Chile, o el concentrador Toquepala de Southern Perú.
Hasta el momento sólo nos hemos referido a los hidrociclones, pero dentro de la
clasificación hidráulica, deberían mencionarse además los hidroclasificadores propiamente
20
dichos, muy empleados en la clasificación de minerales especialmente industriales o no
metálicos. Estos pueden ser clasificados en dos grupos, de acuerdo a su principio de
funcionamiento, de corriente ascendente y de corriente transversal.
Los hidroclasificadores de corriente ascendente, son también conocidos como Unicelda,
pues generalmente están constituidos por una sola celda o departamento donde se lleva a
cabo la clasificación, figura 33. Estos equipos están formados por un tanque, generalmente
de forma cilíndrica, abierto por su extremo superior, por donde se introduce el producto a
clasificar, el cual es guiado hacia el extremo inferior del tanque, donde se introduce agua a
través de unas perforaciones calibradas, de forma que se crea una corriente ascendente
que produce el ascenso de las partículas más finas o ligeras hacia el extremo superior, por
donde éstas son evacuadas a través de un rebose periférico en forma de pulpa diluida. Las
partículas gruesas caen hacia el fondo con mayor velocidad que la ascensional creada por
el agua aportada, siendo recogidas en el fondo del depósito y evacuadas por un orificio en el
situado, como fracción gruesa. Con estos clasificadores pueden obtenerse tamaños de corte
entre 0,1 mm y 2 mm, variando el caudal del agua de clasificación, y el nivel del lecho fluido
creado en el fondo por las partículas gruesas sedimentadas, que permanecen en continuo
movimiento gracias al agua inyectada. Este tipo de hidroclasificadores es muy empleado en
la clasificación de minerales industriales, como la sílice y el feldespato, figura 34.
Fig. 33
Fig. 34
Los clasificadores de corriente transversal, son también conocidos como multicelda, pues
están formados por un depósito dividido en varios compartimentos o celdas adyacentes, de
forma que cada una de ellas se comporta como un clasificador independiente. En general el
número de celdas de estos equipos suele fluctuar entre 8 y 12, por lo que teóricamente
pueden obtenerse igual número de productos que celdas tiene el equipo, figura 35. El
producto de alimentación, en forma de pulpa diluida, entra tangencialmente por uno de los
extremos del tanque, de forma que las partículas afectadas por su velocidad horizontal de
avance y por la aceleración de la gravedad, siguen un movimiento con trayectoria
parabólica, cayendo las más gruesas en las primeras celdas, cercanas al extremo de
21
entrada, y las más finas en las celdas situadas en el extremo opuesto. De este modo las
partículas se clasifican de mayor a menor tamaño, dividiéndose en el mismo número de
fracciones que celdas posee el equipo. Las primeras celdas que reciben las partículas más
gruesas van dotadas de agua ascendente para ayudar a liberar las partículas finas
atrapadas.
Este equipo fue hace años muy usado como clasificador previo a las etapas finales de
concentración gravimétrica mediante mesas de sacudidas, en el tratamiento de minerales
pesados como estaño, wolframio, oro, circonio, titanio, tantalita y barita, donde la separación
en diferentes tamaños permitía mejorar la eficiencia de estos equipos al operar con rangos
granulométricos más estrechos. Hoy día las espirales concentradoras operan eficientemente
con rangos granulométricos amplios, por lo cual esta aplicación ha caído en desuso. Por el
contrario son muy apreciados en el tratamiento de arenas y otros minerales industriales,
tanto para la construcción como para, fabricación de vidrio, refractarios y otros usos
específicos, donde las especificaciones granulométricas del mercado son muy estrictas, en
cuyo caso los equipos son absolutamente controlados a través de un micro-ordenador que
ajusta la granulometría de las distintas fracciones y las combina entre si de acuerdo a los
requerimientos, pudiendo obtenerse un producto final con una distribución granulométrica
específica, con una tolerancia mínima, figura 36.
Fig. 35
Fig. 36
Buscando una mejor eficiencia de clasificación que aumente la productividad de la molienda,
se piensa en la doble clasificación. La idea es reclasificar la descarga del hidrociclón que
vuelve como carga circulante al molino, de modo que se recupere la mayor cantidad posible
de partículas finas, que por defecto de la clasificación se evacuan con la descarga formando
lo que conocemos como corto-circuito de finos. El finlandés Hukki desarrolla un
hidroclasificador de corriente ascendente, similar a los empleados en la clasificación de
minerales industriales. Algunas unidades se instalan en minas de cobre en Finlandia, e
inclusive a título de prueba en una concentradora en Chile. A pesar de los buenos
resultados obtenidos, la complejidad de la instalación resultante, y el mayor consumo de
22
energía en el bombeo debido a la altura extra requerida para instalar el hidroclasificador
debajo del hidrociclón, lo cual no se podía llevar a cabo en la mayoría de las plantas por
problemas físicos de implantación, fueron la causa de que esta idea se desestimase en un
breve plazo, figura 37.
Algunos intentos más se hacen en este sentido, también clasificando en dos etapas, pero
esta vez reclasificando el rebose con hidrociclones de menor tamaño. Se pretendía utilizar el
segundo escalón de clasificación como una etapa de clarificación parcial, de modo que el
rebose de los ciclones secundarios era reciclado a los ciclones primarios como agua de
dilución, disminuyendo de este modo la concentración de sólidos en la alimentación de los
mismos, lo que repercutía en un aumento de la eficiencia de clasificación. Al igual que
sucedió con el intento del hidroclasificador, las ventajas del circuito no compensaban la
mayor complejidad del mismo, la energía de bombeo extra requerida por la bomba de la
segunda etapa, ni por supuesto los costos de inversión. Este circuito se llevó a la práctica en
una de las líneas de molienda de El Soldado, C.M.D., figura 38.
Fig. 37
Fig. 38
Estamos en el séptimo hito de la clasificación.
La ausencia de limitación en el tamaño de los molinos de bolas nos ha llevado hasta
tamaños enormes con diámetros de 8 m y longitudes de 11 m, y con accionamientos de casi
9 MW de potencia. A medida que empiezan a desarrollarse molinos de bolas de gran
diámetro y gran capacidad, empiezan a surgir circuitos constituidos exclusivamente por
molinos de bolas. Un ejemplo sería la expansión del concentrador Colón de El Teniente y
Mantos Blancos. Estos circuitos, basados únicamente en molinos de bolas requieren una
alimentación más fina, con tamaños máximos preferentemente en el entorno de 6-9 mm, lo
cual exigió un desarrollo paralelo en los circuitos de trituración.
Como consecuencia de los avances en la trituración, en los circuitos Barras-Bolas el tamaño
de alimentación a los molinos de barras con el paso del tiempo ha ido disminuyendo y
consiguientemente la descarga de los mismos también, conteniendo un importante
porcentaje de partículas inferiores al tamaño final deseado. Estas partículas finas una vez
23
entran al molino de bolas son sobremolidas dando lugar a una producción elevada de
partículas ultrafinas difíciles de recuperar en la flotación y que además causan problemas de
filtración en los concentrados finales, y de sedimentación en los estériles y al mismo tiempo
suponen una masa de sólidos que podría ser reemplazada por carga fresca.
Surge así la idea del circuito inverso, en el cual la descarga del molino de barras es
conducida junto con la descarga del molino de bolas, al clasificador, y la fracción gruesa del
clasificador es en este caso la alimentación al molino de bolas obteniéndose así un circuito
cerrado con ambos molinos. Este tipo de circuitos permite disminuir considerablemente la
carga de alimentación al molino de bolas, amén de las ventajas antes mencionadas de
reducir la sobremolienda, figura 39.
Al estar formados estos circuitos por molinos de barras y tener éstos un tamaño límite, las
capacidades no son muy elevadas y en general la etapa de clasificación consiste como
máximo en uno o dos hidrociclones de 650 mm de diámetro, o tres o cuatro de 500 mm,
dependiendo del tamaño final deseado, k80, que suele ser del orden de 150/300 µm. En
raras ocasiones la clasificación se realiza con ciclones más pequeños y consiguientemente
en mayor número, a excepción claro está de los circuitos de remolienda, donde se emplean
generalmente ciclones de 150 mm a 375 mm de diámetro, dado el tamaño de partícula
deseado que suele ser de 38/53 µm.
Fig. 39
Fig. 40
A mediados de los 80 como consecuencia de la crisis petrolífera, cae el precio de los
metales y los productores se ven forzados a reducir los costos de operación, para lo cual se
ofrecen dos caminos: elevar la recuperación, lo cual es una decisión acertada para
yacimientos de baja ley y reservas limitadas; o bien aumentar la capacidad de tratamiento.
El aumento de capacidad en las plantas procesando minerales de alta ley, lo que es el caso
de la minería chilena del cobre se ha demostrado rentable, ya que la pérdida de
recuperación al moler más grueso se ve compensada con el aumento de tratamiento,
produciendo en definitiva más metal. Elevando el tamaño de molienda, se aumenta la
capacidad con mínimas inversiones, siendo tan sólo necesario aumentar el volumen de
24
flotación, lo cual representaba una inversión reducida frente a las inversiones que se
requerirían en la molienda.
El aumento del tamaño de corte en los hidrociclones se consigue simplemente elevando la
concentración de sólidos de la alimentación, mediante el aumento de tonelaje y la reducción
simultánea de agua, lo que al mismo tiempo también permite reducir el caudal de pulpa
entrando a flotación con lo cual las ampliaciones en celdas son también menores, figura 40.
Se llega a una situación extraña donde hidrociclones de un cierto tamaño, por ejemplo de
500 mm, operando en condiciones desfavorables, alcanzan el corte que darían hidrociclones
de tamaño superior, por ejemplo de 650 mm de diámetro. Además se aumentan los
diámetros de las toberas de rebose y se baja la presión de operación, buscando por
cualquier medio elevar el tamaño de corte. En estas condiciones la eficiencia de clasificación
disminuye, pero sin apenas inversión se alcanza el objetivo buscado, aumentar el tamaño de
molienda y consiguientemente la capacidad.
Aparece en escena el hidrociclón de fondo plano, de diseño diferente, totalmente cilíndrico y
acabado en un fondo prácticamente horizontal, figura 41. Esta configuración, permite
ampliar el rango de tamaños de corte de los hidrociclones, pudiendo alcanzarse con un
determinado hidrociclón cortes que se obtendrían con ciclones de diámetro superior. Por
ejemplo un hidrociclón de 500 mm puede alcanzar el tamaño de corte de un ciclón de
650 mm o mayor, de modo natural, sin necesidad de forzar los parámetros operativos.
Además su menor corto-circuito de finos y menor tendencia al bloqueo lo convierten en una
valiosísima herramienta para los circuitos de molienda.
Fig. 41
Fig. 42
En el interior del hidrociclón de fondo plano, CBC (Circulating Bed Cyclone), se genera una
tercera corriente en el fondo del cuerpo cilíndrico, que provoca una reclasificación de la
fracción gruesa, inmediatamente antes de su descarga, y ello trae como consecuencia que
dicho producto contenga menos partículas finas que contendría la descarga de un
hidrociclón convencional. Además ésta provoca que la fracción gruesa esté en continuo
movimiento, transportando las partículas desde la pared hasta el orificio de descarga, lo cual
25
hace a este tipo de hidrociclón prácticamente inobstruible, y por tanto muy estable en su
funcionamiento, pudiendo ser ajustado desde el primer momento para alcanzar el objetivo
previsto, al absorber muy bien las variaciones de la alimentación, figura 42.
Para algunos, entre los que me cuento por alusiones, la irrupción del hidrociclón de fondo
plano, desarrollo del recientemente fallecido Helmut Trawinski, figura 43, debería
considerarse un octavo hito en la clasificación.
Fig. 43
En la operación con hidrociclones cónicos convencionales para evitar que las fluctuaciones
provoquen un atasco de la descarga de los mismos, es preciso ser generoso con el
dimensionamiento de la boquilla de descarga, y ello supone que el producto tendrá exceso
de finos. El lecho fluido creado en el fondo, actúa como un “colchón” que amortigua las
variaciones en la concentración de alimentación, lo cual le proporciona una descarga muy
estable y al mismo tiempo le permite mantener prácticamente constante el tamaño de corte.
Por otro lado, en dicho lecho se genera una clasificación selectiva de los diferentes
minerales existentes en la alimentación, de modo que se logra un considerable
enriquecimiento del producto grueso o pesado, por lo que en ocasiones, un ciclón CBC
puede ser un medio sencillo de preconcentrar minerales pesados (oro, estaño, diamantes,
etc.), o bien carbón en el rebose.
La longitud de la parte cilíndrica, o lo que es lo mismo la distancia entre la boquilla de
descarga (ápex) y el extremo inferior de la tobera de rebose (vortex), conocida como
longitud libre de vórtice (Vortex Clearance Length, VCL) fija el tamaño de corte, por lo que
variando la longitud del cilindro, añadiendo o eliminando cuerpos cilíndricos, puede ajustarse
el tamaño de corte, figura 44.
26
Fig. 44
Fig. 45
En varios circuitos de molienda, ciclones convencionales cónicos de 500 mm y de 650 mm
han sido reemplazados por hidrociclones de fondo plano de 400 mm y 500 mm, que han
permitido bien recuperar el tamaño de corte perdido sin perder capacidad de molienda, o
bien aumentar la capacidad de molienda, manteniendo el tamaño de corte. Como ejemplos
podrían citarse entre otros concentradores, Chuquicamata, Andina, y Mantos Blancos,
figura 45.
Buscando obtener los mismos resultados, es decir cortes mas elevados y un menor cortocircuito, en algunas plantas se han instalado hidrociclones en posición casi horizontal,
acostados, figura 46, aunque esta disposición ya fue empleada hace muchos años por la
compañía Dorr Oliver, e inclusive con inclinación ascendente en la clasificación de relaves,
figura 47.
Fig. 46
Fig. 47
También en varias plantas se han reemplazado los hidrociclones existentes por otros de
mayor tamaño, pero esto elimina una de las ventajas operativas de los hidrociclones, la
flexibilidad. Al disponer tan sólo, de uno o dos hidrociclones, no puede variarse el número de
unidades en operación, y no pueden absorberse las variaciones de tonelaje causadas por
diferencias en la dureza y granulometría del mineral. El mínimo número de unidades
recomendable en circuitos con grandes variaciones, debería estar entre cuatro y seis.
En secciones de bajo tonelaje, donde por razones de capacidad sólo se puede instalar un
hidrociclón, lógicamente de tamaño inferior al que sería conveniente para alcanzar un corte
27
grueso, la aplicación del hidrociclón de fondo plano resulta determinante, siendo posible
operar con hidrociclones de diámetros inferiores a 375 mm pero con tamaños de corte
equivalentes a los que se obtendrían con ciclones de diámetro superior, 500 mm o mayores.
Como consecuencia de operar las plantas a capacidades más altas de las de diseño, con
una molienda mas gruesa, en ocasiones las pérdidas de mineral, pueden llegar a justificar la
instalación de “nuevos concentradores” para tratar los estériles, colas o relaves de plantas
de gran capacidad. El primer ejemplo fue la Compañía Minera Locumba, perteneciente al
grupo Hoschild, tratando los relaves de Southern Perú. Interesante resulta la operación de la
Compañía Minera Valle Central, expuesta en el último simposio, tratando las casi
100.000 t/día de relaves de un gran concentrador, donde la clasificación tienen un papel
fundamental, figura 48.
Fig. 48
Fig. 49
La totalidad de los estériles recogidos desde la canal de relaves, unos 7.000 m3 de pulpa
con una concentración de sólidos del orden del 45 %, alimentan en gravedad a 4 líneas,
cada una de ellas formada por una primera batería de hidrociclones cónicos de 500 mm de
diámetro, un molino de bolas, y una batería de hidrociclones de 400 mm de diámetro,
también cónicos. La fracción gruesa obtenida en la primera batería de ciclones,
aproximadamente un 40 % del total, se introduce directamente al molino de bolas que opera
en circuito cerrado con la segunda batería. El producto molido alimenta a un circuito de
flotación convencional. La fracción fina de la primera etapa de clasificación se conduce junto
con el estéril de la flotación a un circuito de flotación en cascadas, sin aporte de reactivos,
donde se recupera el mineral fino.
Las últimas plantas de cobre, de gran capacidad, ya han sido proyectadas con hidrociclones
de mayor tamaño, de 650 mm e incluso mayores como tamaño estándar, especialmente en
plantas con molienda semi-autógena. En cualquier caso cada mineral demanda una
molienda específica, y mientras que en el continente americano los tamaños de molienda
suelen ser del orden de 200/300 µm en el viejo continente, Europa, suelen ser la décima
parte 20/30 µm, y lógicamente esto obliga a emplear ciclones de menor diámetro.
28
En las plantas españolas y portuguesas tratando los sulfuros complejos de la faja pirítica
ibérica, la clasificación final se realiza con ciclones de 200 mm de diámetro. Los sulfuros
complejos con contenidos económicos -es un decir- de mineral de cobre, plomo, zinc, plata y
oro, requieren un tamaño de liberación en el entorno de las 10/30 µm, lo que obliga a
realizar complejos circuitos, con varias etapas de molienda. Los circuitos de flotación son
también complejos, requiriéndose una flotación diferencial donde se flota el cobre, el plomo,
el zinc y la pirita sucesivamente, con circuitos de remolienda muy fina con ciclones de
100 mm, figura 49.
En estos circuitos, la clasificación juega un papel importantísimo tratando de obtener un
producto suficientemente fino para poder separar las especies en la flotación, pero
produciendo el menor porcentaje de ultrafinos que por falta de selectividad se perderían, al
mismo tiempo que complicarían las etapas finales de sedimentación y filtración. Todo ello
lleva a que el coste operativo de estas plantas sea muy elevado, especialmente si lo
comparamos con las plantas chilenas, americanas y australianas. Al momento de concluir
este trabajo, de la docena de plantas que existían hace tan sólo unos años en la península
Ibérica, solamente dos de ellas sobreviven, y no sin ciertas dificultades.
Finalmente podríamos mencionar algunos procesos singulares de clasificación, como la
reclasificación del rebose de los hidrociclones en circuitos de molienda, mediante cribas
especiales, tipo Derrick de alta frecuencia o Linear-Screen. Estos circuitos se han llevado a
cabo en varias plantas de tratamiento de minerales auríferos, donde el producto de
molienda, antes de entrar en la etapa de cianuración, pasa a través de unas cribas de
seguridad para impedir la entrada de partículas extrañas. En la minería del cobre se hizo
algún intento de aplicar esta idea, pero sin resultado.
5.
Presente y futuro
A principios de los años 80 aparecen en escena la molienda semi-autógena, SAG y la
autógena, AG, buscando principalmente reducir los costos operativos al disminuir o eliminar
el consumo de los medios de molienda, e igualmente la potencia absorbida por los molinos.
La trituración queda reducida a una sola etapa, en general con un triturador primario de cono
con admisión de hasta 1.500 mm, que entrega a la molienda un producto < 200 mm.
Una vez solventados, aunque no totalmente, los problemas mecánicos y operativos
inherentes a estos nuevos molinos, como la estabilidad de operación y la rotura de blindajes
y bolas de gran diámetro, comienza una nueva escalada en los tamaños de molinos que no
ha parado hasta la fecha.
29
El desarrollo de la molienda autógena AG ha sido menos impetuoso, debido quizás al
requerir este tipo de molienda, características específicas del mineral a moler que limitan su
aplicación. Mientras que los molinos SAG pueden operar prácticamente con cualquier tipo
de mineral al contar con una cierta carga de bolas y trabajar en circuito con un molino
secundario de bolas, la molienda autógena total opera con dos molinos autógenos, un
primario de terrones, “lumps”, y un secundario de guijarros, “pebbles”, por lo que está
absolutamente condicionada por la molturabilidad del mineral, figura 50.
Ambos tipos de molienda producen una fracción llamada “crítica” que debe ser triturada en
un molino de cono para evitar la sobrecarga del molino primario que de otro modo
provocaría la recirculación de este tamaño crítico. En general este tamaño crítico, es mucho
más crítico, valga la redundancia, en la molienda autógena por lo que la etapa de trituración
es prácticamente imprescindible. En la molienda SAG, a menudo estos tamaños críticos
pueden ser tolerados por el molino secundario.
Fig. 50
Fig. 51
En cualquier caso la descarga de los molinos AG o SAG debe ser clasificada en dos o tres
fracciones, mediante cribas vibrantes, especialmente para evitar la entrada de partículas
extrañas en los clasificadores. En ocasiones, para reducir la altura de las fundaciones de los
molinos, la descarga de éstos es bombeada directamente hasta la criba de clasificación,
colocándose ésta sobre la boca de alimentación del molino, reduciendo así la altura de las
fundaciones, como sería el caso en Boliden-Aprisa (Sevilla, España).
La fracción fina obtenida en la criba, junto con la descarga del molino de bolas secundario
en el caso de una molienda SAG o del molino de guijarros “pebbles” en el caso de molienda
AG debe ser clasificada para cerrar el circuito, figura 51.
La clasificación en estos circuitos se realiza generalmente con hidrociclones de gran
diámetro que dados los enormes tonelajes de tratamiento, deben montarse en gran número
dando lugar a enormes baterías de hidrociclones. El tamaño máximo de partícula que
reciben estos ciclones llega en ocasiones hasta 12 mm, por lo que para evitar obstrucciones
en las toberas de alimentación, éstas deben tener una gran sección de paso, y
30
consiguientemente para asegurar un corte fino deben ser combinadas con toberas de
rebose de pequeñas dimensiones. Además, dado el tamaño de partículas, los materiales a
emplear en la construcción deben resistir no sólo la abrasión sino los cortes e impactos
creados por las partículas gruesas y eventuales trozos de bolas (chips). Los hidrociclones
comúnmente empleados tienen diámetros de 625 mm o mayores, aunque en ocasiones
dependiendo del tamaño de corte pueden ser de 500 mm.
Los últimos proyectos mineros realizados hasta la fecha, están en su mayoría basados en
molienda semi-autógena, con elevadísimas capacidades unitarias de tratamiento. Un
monstruoso molino SAG de 12.2 m Ø x 6.1 m (40 ft x 20 ft) y 20 MW de potencia, hasta el
momento el más grande en operación en Cadia Hill Mine, Central Tablelands (N.S.W,
Australia), acaba de ponerse en operación hace sólo unos meses con una capacidad del
orden de 2.000 t/h, valor bastante lejano de las 10 t/h que se obtenían con los “molinillos” de
2 m de diámetro y 200 kW. Este molino SAG opera en circuito con 2 molinos de bolas de
6.7 m Ø x 11.1 m (22 ft x 33.5 ft) y 8.6 MW de potencia cada uno, figura 52.
Fig. 52
En estos circuitos con molinos gigantes se manipulan pulpas, con caudales del orden de
6.000 m3/h, que deben ser bombeadas a las baterías de hidrociclones. Se han desarrollado
bombas centrífugas de pulpas, también gigantescas, de más de 500 mm de diámetro de
aspiración, accionadas por motores de más de 1.000 kW. Estas bombas además al recibir
sólidos de gran tamaño suelen montar las partes hidráulicas en aceros de nuevo desarrollo
en base a aleaciones de alto cromo.
Hemos citado los avances de molinos y bombas, pero ¿Cuál es la situación de la
clasificación?, ¿Qué están haciendo los fabricantes de equipos para responder al reto de los
molinos?, ¿Qué puede esperarse de los nuevos hidrociclones de reciente aparición, con
nombres tan crípticos, CAVEX, gMAX, ReCyclone?.
Parece que estamos llegando al mismo limite físico al que llegaron los clasificadores
mecánicos hace años, cuando fueron reemplazados por los hidrociclones, pero por el
31
momento, en mi opinión, no surge ninguna novedad que permita vislumbrar una solución al
problema.
Es sabido que el tamaño de corte de un hidrociclón aumenta con el diámetro del mismo, por
lo que hidrociclones gigantes harían separaciones gruesas, o lo que es lo mismo no
permitirían alcanzar el necesario grado de liberación de las especies minerales, que no sólo
no ha cambiado, sino que debe tender a disminuir.
Hasta el momento se vienen utilizando hidrociclones de 650 mm de diámetro, que permiten
obtener productos con un k80 del orden de 200-300 µm, pero dada la capacidad de éstos es
preciso formar grupos con más de 20 unidades en operación, que precisan un espacio
importante para su implantación. Últimamente comenzaron a emplearse hidrociclones de
diseño tradicional con diámetros de 750 mm y 850 mm, que lógicamente no permiten
alcanzar la finura requerida, lo que se traduce en pérdidas de recuperación en la flotación,
que no compensan el ahorro en la inversión que este tipo de ciclones supone.
Desde hace tiempo se vienen introduciendo ligeras modificaciones en el diseño de los
hidrociclones, pero principalmente dirigidas a alargar la vida de los equipos mediante el
empleo de nuevos materiales, elastómeros sintéticos y materiales cerámicos. En lo que
respecta a la geometría se ha trabajado hasta la fecha siguiendo criterios lógicos, sin salirse
de los cánones establecidos en cuanto a su forma básica.
Las secciones de paso rectangulares, de la tobera de alimentación, han demostrado su
superioridad frente a la clásica sección circular de los primeros diseños, al lograr una mejor
formación del flujo laminar de la corriente de alimentación, antes de su intersección con el
cuerpo cilíndrico. Sin embargo los principales fabricantes siguen manteniendo una sección
cuadrada, y últimamente, en pro de evitar turbulencias, con aristas redondeadas con lo cual
se vuelve casi al origen. Al mismo tiempo, el diseño en involuta supone una disminución de
las turbulencias en esta zona crítica del hidrociclón donde se originan y reencuentran las
corrientes de separación, lo que ha significado una mayor eficiencia que se traduce en
separaciones con menor dispersión de tamaño en los productos obtenidos, fracciones
gruesa y fina, figura 53.
32
Fig. 54
Fig. 53
Una sección cilíndrica de gran longitud combinada con una baja conicidad, lo que significa
una mayor longitud total del hidrociclón, permite aumentar el tiempo de residencia, aunque
no la eficiencia, y en consecuencia mejorar la recuperación de masa y disminuir el tamaño
de corte. Además ello trae consigo un aumento de la capacidad de tratamiento, por lo cual
un diseño modular que permita variar la longitud de la sección cilíndrica y la conicidad,
supone grandes ventajas a la hora de ajustar el equipo a la operación, figura 54.
Sin duda los nuevos desarrollos deben ir dirigidos a modificar sustancialmente el diseño de
los hidrociclones, con mejoras hidrodinámicas, principalmente en la entrada tangencial,
tobera de rebose (vortex) y boquilla (ápex), tratando de reducir la fricción y las turbulencias
originadas por la pulpa a su paso por el hidrociclón, y sobre todo mejorar la formación de las
corrientes, vórtices primario y secundario, que causan la separación. Esto se debe traducir
en una disminución del tamaño de corte y un aumento de la capacidad de tratamiento, para
poder emplear ciclones de mayor o igual diámetro pero en menor número, simplificando de
este modo la construcción de las baterías a ser instaladas con los nuevos molinos.
Todos los efectos citados se deben traducir en un aumento de la capacidad de tratamiento,
expresado como caudal de pulpa admitido por el equipo, junto con una mejora de la
eficiencia con respecto a los diseños convencionales. A igual presión de operación, los
hidrociclones de nueva generación tratan mayores caudales, lo que significa un menor
número de unidades en operación, figura 55.
Fig. 55
33
Hace 5 años la firma australiana Warman presentó un nuevo hidrociclón, bajo el nombre
CAVEX, que presentaba dos grandes novedades. La primera: una entrada tangencial con
diseño en involuta, pero de sentido descendente, siguiendo la trayectoria que deben seguir
las partículas gruesas en su descenso hacia el vértice del cuerpo cónico, lo cual
teóricamente debe reducir las turbulencias y consiguientemente el desgaste. La segunda:
esquinas redondeadas. Estas innovaciones, a decir del fabricante, se traducen en mayor
capacidad y eficiencia que los hidrociclones convencionales, y con menor desgaste. Al
mismo tiempo incluyen revestimientos en elastómeros sintéticos de alta resistencia al
desgaste, por lo cual mencionan una más larga vida que los hidrociclones “convencionales”.
Este nuevo diseño ha tenido una gran aceptación en Australia, y se empieza a introducir en
el continente americano.
La firma Krebs, empezó el año pasado a introducir un nuevo hidrociclón, el gMAX,
reivindicando nuevos criterios de diseño en lo que respecta al cuerpo cónico y longitud de la
parte cilíndrica, una “rediseñada” entrada también con esquinas redondeadas, y una boquilla
con una zona cilíndrica más larga, todo lo cual se traduciría según información de la propia
firma, en “separaciones más finas con ciclones más grandes” y “mayor capacidad que los
competidores”. También mencionan revestimientos de mayor espesor y calidad, figura 56.
Los diseños de Helmut Trawinski, de hace más de 50 años, tanto en su periodo en Dorr
Oliver como en AKW, ya recogían la mayoría de estas ideas, e inclusive algunas más
avanzadas: Sección de entrada rectangular, diseño modular de longitud variable, diferentes
ángulos de cono incluyendo ángulo variable, doble boquilla (apex) con extremo final
cilíndrico, tobera de rebose de mayor longitud, etc.. Multitud de sus hidrociclones han venido
reemplazando desde hace ya mucho tiempo, hidrociclones “convencionales” de mayor
tamaño, como es el caso de ciclones de 500 mm de diámetro (20 in) reemplazando ciclones
de 650 mm (26 in) o ciclones de 300 mm (12 in) reemplazando ciclones de 375 mm (15 in).
Al cabo de tantos años, se reconoce lo acertado de sus diseños, como un homenaje
póstumo, sin duda merecido, a su memoria, figura 57.
Fig. 56
Fig. 57
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La vieja idea del hidrociclón compuesto, desarrollado por Krebs hace casi 50 años,
anteriormente comentado, volvió hace unos 15 años de la mano de la compañía finlandesa
Larox, con su Twin Vortex Cyclone, figura 58, desapareciendo del mercado en apenas dos
años, aparentemente por los mismos problemas mecánicos en la zona de transición entre
los dos ciclones que su predecesor. De nuevo hace unos 5 años, la misma idea vuelve a
aparecer bautizada con un nuevo nombre, ReCyclone, esperemos que ahora con mejor
suerte, porque indiscutiblemente de superarse los problemas de desgaste puede aportar
ciertas ventajas que neutralicen su mayor complejidad, especialmente en el procesamiento
de minerales industriales (no metálicos).
Fig. 58
El noveno hito en la clasificación, viene de la mano de la informática, y más
concretamente con los programas de control, evaluación y simulación de la clasificación, y
de los programas de diseño.
La mayoría de los fabricantes de prestigio, cuenta hoy día con programas informáticos que
les permiten predecir los resultados de una determinada clasificación, o bien evaluar la
operación de un proceso concreto. Estos programas son en ocasiones de diseño propio, o
han sido elaborados por compañías especializadas. Un gran número de programas de
simulación y control han sido realizados por centros públicos de investigación adscritos a
universidades.
Este tipo de programas basados todos ellos en modelos matemáticos y algoritmos
reconocidos, a menudo son utilizados total o parcialmente para el control de las
operaciones, habiendo un gran número de plantas que cuentan hoy día con sistemas de
control, entre los que sobresalen los de última generación llamados expertos.
En cuanto a los programas de evaluación y simulación, merece destacarse un conjunto de
programas recientemente desarrollado por Jaime Sepúlveda de la compañía Moly-Cop
Chile, llamado Moly-Cop Tools. Entre sus principales ventajas destaca el estar basado en
hojas de calculo Microsoft Excel de amplia difusión, por lo que la “comunicación” del usuario
con el programa resulta amigable y cómoda, figura 59.
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Fig. 59
Fig. 60
Con la ayuda de este programa u otros similares puede evaluarse fácilmente tanto una
clasificación simple como un complejo circuito cerrado de molienda, en base a datos de la
operación misma o bien de ensayos en laboratorio, pudiendo seguidamente simularse otras
condiciones variando simplemente los parámetros convenientes, para tratar de optimizar el
proceso. Esto permite en muchas ocasiones estimar las inversiones necesarias para
alcanzar los resultados proyectados sin necesidad de pruebas o ensayos costosos en
planta. Para el manejo de estos programas se requiere un adecuado nivel de conocimiento
de los procesos involucrados, pues de lo contrario puede llegarse, sin darse apenas cuenta,
a resultados aparentemente maravillosos pero inalcanzables, si es que antes la
computadora no se ha manifestado con el usual “cuelgue”.
En la etapa de diseño, los programas de simulación de movimiento de fluidos que permiten
“visualizar” las trayectorias teóricas de las corrientes internas del hidrociclón en diferentes
condiciones de trabajo, pueden jugar un papel importantísimo. Esto permitirá optimizar el
diseño de algunas partes esenciales del hidrociclón, eliminando o reduciendo las zonas
criticas que originaban turbulencias, y debe ayudar al desarrollo del nuevo hidrociclón, aún
por llegar, que aporte las soluciones esperadas, figura 60.
Realmente lo que la técnica de la clasificación demanda de los hidrociclones, requiere de un
cambio notable, que indudablemente no pasa por un simple “maquillaje” de los diseños
existentes. Las capacidades de los nuevos circuitos obligan a cambios profundos en la
geometría del hidrociclón tal y como ahora lo conocemos, para obtener mejoras
sustanciales. Quizás en breve debamos acostumbrarnos a ver hidrociclones de diseño
futurista con doble entrada tangencial, cuerpos cónicos invertidos, secciones elípticas o
esféricas. La temida frase “renovarse o morir” ronda sobre el futuro del hidrociclón, y puede
convertirse en una cruda realidad si no se introducen cambios drásticos, que supondrían un
décimo hito en la clasificación, todavía por llegar.
La evolución de los circuitos de molienda, tal y como ahora los conocemos, ha sido
relativamente rápida durante los últimos 50 años, y pudiera ser que estemos llegando al final
36
de la escalada de tamaño de los molinos y equipos auxiliares como bombas centrífugas e
hidrociclones. El aumento de capacidad en las plantas de tratamiento va en la dirección de
reducir los costos operativos, como única alternativa de supervivencia frente a los cada vez
más bajos precios de los metales básicos, pero lamentablemente aún así los últimos
mega-proyectos sobreviven con dificultad ante la caída continuada de los precios, y el futuro
no se muestra halagüeño.
Algunos “ilustrados” -siempre los ha habido a lo largo de la historia- están pensando que ha
llegado el momento de un nuevo conflicto mundial. Otros todavía “más ilustrados” están
buscando y proporcionando las razones para ello. Afortunadamente una gran mayoría “no
comulgamos con ruedas de molino” -nunca más adecuada la frase- y seguimos tratando de
alcanzar nuevos hitos que nos permitan seguir progresando, en Paz.
37
6.
Bibliografía
Libros
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Madrid, 1965
- Der Hydrozyklon. H. Robel und Chr. Kücher. Mechanishe Verfahrenstechnik, 1966
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Artículos en Revistas y Simposios
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Mining Journal, 1976
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38
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- La Ribera de la Vera Cruz de Potosí. C. Serrano y J. Peláez. Rocas y Minerales, mayo
1996
- 10 mandamientos para mejorar la productividad de sus molinos. J. E. Sepúlveda.
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- Diseño y optimización de circuitos de molienda y clasificación. J. E. Sepúlveda.
Seminario Fundación Gómez Pardo, Madrid 1999
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- Nuevas tendencias de clasificación en el procesamiento de minerales, III Simposio
Internacional Mineralurgia TECSUP. J. L. Bouso. Canteras y Explotaciones, Abril 2001
Comunicaciones personales
Profesor Dr. H. F. Trawinski / Juan Luis Bouso
Dr. J. E. Sepúlveda / Juan Luis Bouso
Otras fuentes
Archivo General de Indias (Sevilla, España)
Real Academia de la Historia (Madrid, España)
39
Figuras
1
La Puerta del Sol, Tiwanaku, Bolivia
2
La Torre del Oro, Sevilla, España
3
Las culturas minera y metalúrgica en la América prehispánica
4
Diagrama del proceso de amalgamación
5
Trabajadores mineros Chilenos en 1867
6
Maray, molino manual incaico
7
Quimbalete, molino manual evolucionado del Maray
8
Molino de muelas según un grabado del libro de Agricola “De Re Metallica”
9
Molino de muelas conservado en nuestros días (España), y su rueda hidráulica
10 Molino de almadanetas según grabado del libro de Agricola, “De Re Metallica”
11 Trapiche, molino chileno especialmente para la molienda de minerales de oro
12 Tabla de hitos históricos en la clasificación
13 Esquema de funcionamiento de la explotación de oro de Las Medulas, León, España
14 Vista actual del paraje de Las Medulas, Patrimonio de la Humanidad
15 Etapa de cribado en el procesamiento de minerales según Agricola en “De Re Metallica”
16 Criba vibrante de mediados del siglo pasado, todavía en funcionamiento en alguna mina
17 Criba hidráulica pulsante, manual, llamada Maritate, precursora del Jig
18 Jig manual usado en la minería del estaño y wolframio, principalmente en Bolivia
19 Celda de flotación, construida en madera y accionada mediante poleas y correas planas
20 Clasificador mecánico de rastrillos o rastras
21 Clasificador mecánico helicoidal, de espiral o de tornillo
22 Circuito de molienda del concentrador Sewell de Codelco, División El Teniente
23 El Hidrociclón
24 Hidrociclones Dorrclone fabricados por Dorr Oliver Company
25 Hidrociclón doble etapa de Equipment Engineers (Krebs), introducido en 1554
26 Hidrociclones deslamando
27 Hidrociclones en el refinado de caolín
28 Hidrociclones escurriendo un preconcentrado de minerales pesados
29 Distinta geometría de hidrociclones en función de la aplicación
30 Hidrociclones con distinta configuración en función del tamaño de partículas
31 Distribuidor de hidrociclones
32 Circuito de molienda Barras – Bolas directo
33 Esquema de funcionamiento de un hidroclasificador de corriente ascendente
34 Hidroclasificador a corriente ascendente clasificando arena silícea para vidrio
40
35 Esquema de hidroclasificador de corriente transversal
36 Hidroclasificador multicelda
37 Circuito de molienda, incorporando hidroclasificador Hukki
38 Circuito de molienda con dos etapas de clasificación con hidrociclones
39 Circuito de molienda Barras – Bolas inverso
40 Ecuaciones del tamaño de corte en un hidrociclón; influencia de la concentración
41 Hidrociclón de fondo plano, CBC
42 Esquema de corrientes en hidrociclón CBC
43 Helmut Trawinski y sus muchachos
44 Esquema de hidrociclón CBC con diferentes longitudes
45 Hidrociclones CBC en un gran concentrador
46 Hidrociclón convencional en posición horizontal
47 Hidrociclones “acostados”
48 Circuito de planta de re-tratamiento de estériles de un gran concentrador
49 Circuito de molienda en planta de tratamiento de sulfuros complejos
50 Circuito de molienda autógena AG
51 Circuito de molienda semi-autógena SAG
52 Molinos SAG y bolas en Candia Hill Mines, N.S.W., Australia
53 Entrada tangencial con sección rectangular
54 Diseño modular para dotar de geometría variable al hidrociclón
55 Gráficos mostrando el aumento de capacidad en hidrociclones de nuevo diseño
56 Hidrociclones CAVEX y gMAX versus AKW-HFT
57 Hidrociclones de diseño avanzado con diferentes materiales constructivos
58 Hidrociclón Twin Vortex de Larox
59 Hoja de cálculo del programa Moly-Cop Tools
60 Espectro de velocidades axiales en un hidrociclón con dos conicidades distintas
41