ES2400279B1 - Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, y aparato correspondiente. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, y aparato correspondiente, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas; analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis para indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; comprendiendo además el procedimiento compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas.
La presente invención se refiere, en particular, aunque en modo alguno de manera exclusiva, a un procedimiento y a un aparato para clasificar material extraído de minas para su procesamiento posterior con el fin de recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, del material extraído de minas.
La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento y a un aparato para recuperar el material valioso, tal como metales valiosos, de material extraído de minas que se ha clasificado.
El material extraído de minas puede ser cualquier material extraído de minas que contenga material valioso, tal como metales valiosos, tal como metales valiosos en forma de minerales que comprenden óxidos o sulfuros metálicos.
La expresión material "extraído de minas" en la presente memoria incluye (aJ material extraído de minas y (b) material extraído de minas que se ha sometido a trituración primaria o una reducción de tamaño similar tras extraer el material de la mina y antes de clasificarse.
Un ámbito particular de interés para el solicitante es el material extraído de minas en forma de menas extraídas de minas que incluyen minerales, tales como calcopirita que contienen metales valiosos, tal como cobre, en forma de sulfuro.
La presente invención puede aplicarse, en particular, aunque no de manera exclusiva, a clasificar material de baja ley extraído de minas.
El término "baja" ley en la presente memoria significa que el valor económico del material valioso, tal como un metal, en el material extraído de minas sólo es ligeramente mayor que los costes para explotar minas y recuperar y transportar el material valioso hasta un cliente.
En cualquier situación dada, las concentraciones que se consideran como
"baja" ley dependerán del valor económico del material valioso y de la explotación de
minas y otros costes para recuperar el material valioso en un punto de tiempo
particular. La concentración del material valioso puede ser relativamente alta y
5
considerarse todavía como "baja" ley. Éste es el caso con las menas de hierro.
En el caso de material valioso en forma de minerales de sulfuro de cobre,
actualmente las menas de "baja" ley son menas sacadas de minas que contienen
menos del 1,0% en peso, normalmente menos del 0,6% en peso, de cobre en la
menas. La separación de menas que presentan tales concentraciones bajas de cobre
1 O
de las partículas estériles es una tarea complicada desde un punto de vista técnico, en
particular en situaciones en las que existe la necesidad de clasificar cantidades muy
grandes de mena, normalmente por lo menos 10.000 toneladas por hora, y en las que
las partículas estériles representan una proporción más pequeña de la mena que la
mena que contiene cobre recuperable de manera rentable.
15
La expresión partículas "estériles", cuando se utiliza en el contexto de las
menas que contienen cobre, en la presente memoria que significa partículas sin cobre
o con cantidades muy pequeñas de cobre que no pueden recuperarse de manera
rentable de las partículas.
La expresión partículas "estériles" cuando se utiliza en un sentido más general
20
en el contexto de los materiales valiosos, se entiende en la presente memoria que
significa partículas sin material valioso o cantidades de material valioso que no pueden
recuperarse de manera rentable de las partículas.
La presente invención se basa en la comprensión de que exponer material
extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen
25
minerales de cobre hasta temperaturas superiores que las partículas estériles (como
consecuencia de los minerales de cobre) y posteriormente, analizar térmicamente las
partículas utilizando las temperaturas másicas promedio de las partículas que se
expusieron a energía de microondas como base para el análisis es un procedimiento
eficaz para separar las partículas que contienen cobre de las partículas estériles. En
30
este contexto, las partículas que contienen cobre pueden describirse como partículas
que son más sensibles a la energía de microondas y las partículas estériles pueden
describirse como partículas que son menos sensibles a la energía de microondas y
que no se calentarán en el mismo grado que las partículas que contienen cobre
cuando se exponen a energía de microondas.
La presente invención también se basa en compremder que utilizar las
temperaturas másicas promedio de las partículas que se expusieron a energía de
5
microondas como base para clasificar las partículas significa que habrá a menudo
diferencias de temperatura relativamente pequeñas, por ejemplo del orden de 5 a
1 0°C, entre las partículas que contienen cobre y las partículas estériles, en particular
cuando se estén procesando menas de baja ley. Por consiguiente, es importante que
se minimice el "ruido" de temperatura de las partículas, de modo que puedan
1 O
identificarse fácilmente los cambios de temperatura en las partículas que se deben a la
exposición a energía de microondas en el análisis térmico aguas abajo de las
partículas. Un ejemplo de "ruido" de temperatura son las variaciones en la temperatura
de base de las partículas en el material de alimentación para el procedimiento de
clasificación. Estas variaciones de temperatura pueden tener un impacto significativo
15
en el análisis térmico y pueden distorsionar los resultados del análisis.
Específicamente, el análisis térmico de las partículas puede atribuir cambios de
temperatura aparentes en las partículas al calentamiento de las partículas debido a la
exposición a energía de microondas, en lugar de a cambios que se deben a los
cambios en la temperatura de base de las partículas en el material de alimentación ..
20
Las variaciones en la temperatura de base pueden deberse a varios factores-
operacionales y relacionados con el clima. Por ejemplo, un lote del material de
alimentación puede tomarse de una reserva que se ha expuesto a clima cálido durante
varias semanas y presenta una temperatura de base relativamente alta y un lote
sucesivo del material de alimentación puede recibirse directamente de una mina y
25
estar a una temperatura inferior. A modo de ejemplo adicional, pueden existir
diferencias en la temperatura de base como consecuencia de la energía de trituración
requerida para reducir el tamaño de la mena extraída de minas hasta un tamaño de
partícula requerido para el procedimiento de clasificación.
En particular, la presente invención se basa en el hallazgo del solicitante en
30
relación con las menas que contienen cobre referente a que:
(a) como consecuencia de la alta sensibilidad de los minerales de cobre a la
energía de microondas, incluso concentraciones pequeñas de minerales
de cobre
en partículas de material extraído de minas pueden producir
aumentos detectables o medibles, aunque pequeños, en la temperatura de
las partículas, en comparación con los aumentos en las temperaturas en el
otro material extraído de minas que comprende partículas estériles y es
5
menos sensible a la energía de microondas, y
(b) es importante compensar las variaciones en la temperatura del material de
alimentación para el procedimiento de clasificación.
La
compensación de las variaciones en la temperatura del material de
1 O
alimentación para el procedimiento de clasificación mejora la clasificación, en
particular desde el punto de vista de que es menos probable que el análisis térmico
identifique incorrectamente las partículas.
Según la presente invención, se proporciona un procedimiento de clasificación
de material extraído de minas, tal
como mena extraída de minas, para separar el
15
material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos
una
categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la
energía de microondas, y conteniendo
por lo menos otra categoría partículas de
material extraído de minas que
son menos sensibles a la energía de microondas,
comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
20
(a)
exponer las partículas del material extraído de minas a energía de
microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del
material en las partículas;
(b)
analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las
25
partículas como base para el análisis para indicar las diferencias de
composición entre las partículas; y
(e)
clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; y
comprendiendo también el procedimiento compensar las variaciones de
temperatura
en el material extraído de minas que se suministra al
30
procedimiento.
La compensación de temperatura puede comprender precalentar el material de
alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material
extraído de minas que va a exponerse a energía de microondas en la etapa (a).
La compensación de temperatura puede comprender ejecutar la etapa (a) para
5
suministrar suficiente energía de microondas al material extraído de minas para
compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se
suministra al procedimiento.
La compensación de temperatura puede comprender monitorizar la
temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la etapa (a) y
1 O
tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas
cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa (b).
La compensación de temperatura puede comprender utilizar agua para reducir
la temperatura del material de alimentación que va a suministrarse a la etapa (a).
La compensación de temperatura puede comprender almacenar el material
15
extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y utilizar el material
almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
La base del análisis térmico en la etapa (b) puede ser que el material extraído
de minas contiene partículas que presentan niveles superiores del material valioso, taJ
como cobre, que responderán térmicamente de manera diferente a las partículas má&
20
estériles, es decir, las partículas sin concentraciones recuperables o con
concentraciones recuperables poco rentables del material valioso, cuando se exponen
a la energía de microondas hasta un grado en que la respuesta térmica diferente
puede utilizarse como base para clasificar partículas.
La base del análisis térmico en la etapa (b) puede ser que las partículas del
25
material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas son
material menos valioso que el resto del material extraído de minas que es menos
sensible a la energía de microondas hasta el grado en que puede utilizarse la
respuesta térmica diferente como base para clasificar partículas. Un ejemplo de una
situación de este tipo es el carbón que contiene sulfuros metálicos no deseados. Los
30
sulfuros metálicos son más sensibles a la energía de microondas que el carbón.
El análisis térmico en la etapa (b) puede llevarse a cabo, por ejemplo, utilizando
sistemas de análisis térmico conocidos, basados en detectores de infrarrojos que
pueden colocarse para ver una región de análisis, tal como una región a través de la
cual pasan las partículas de material extraído de minas. Estos sistemas de análisis
térmico se utilizan comúnmente en áreas tales como la monitorización de la
temperatura corporal, el examen de las conexiones eléctricas tal como en
subestaciones, y la monitorización de tanques y tuberías y ahora presentan precisión
5
suficiente como para detectar pequeñas diferencias de temperatura (es decir, <2°C).
A título de ejemplo, en una situación en la que el material valioso es cobre y el
cobre está contenido por ejemplo en un mineral de sulfuro en partículas en menas,
normalmente las partículas que contienen cobre se calentarán y las partículas estériles
no se calentarán en absoluto o ni mucho menos en el mismo grado. Por tanto, en esta
1 O
situación, la etapa de clasificación (e) comprende separar las partículas más calientes
de las partículas más frías. En este caso, el análisis térmico se ocupa de detectar
directa o indirectamente las diferencias de temperatura entre las partículas. Se
observa que puede haber situaciones en las que las partículas estériles se calienten
hasta temperaturas superiores que las partículas que contienen cobre porque las
15
partículas contengan otro material sensible.
En cualquier situación dada, la selección de la longitud de onda u otras
características de la energía de microondas se realizará basándose en facilitar una
respuesta térmica diferente de las partículas, de modo que puedan utilizarse las
diferentes temperaturas de las partículas, que son indicativas de diferente~
20
composiciones, como base para clasificar las partículas.
El procedimiento puede comprender dejar tiempo suficiente para que el calor
generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas se
transfiera a través de las partículas, de modo que la temperatura de cada partícul~
sobre la superficie de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio
25
a través de la partícula. Esto garantiza que, por lo menos sustancialmente, puedel1
detectarse todas las partículas que presentan minerales de cobre dentro de las
partículas, porque el calor generado mediante el contacto con la energía de
microondas ha tenido tiempo suficiente para calentar todas las partículas.
La cantidad de tiempo requerido para la transferencia de calor dependerá de
30
una variedad de factores incluyendo, a modo de ejemplo, la composición de las
partículas, el tamaño de las partículas y las temperaturas implicadas, incluyendo la~
diferencias de temperatura requeridas para distinguir entre las partículas más
sensibles y las menos sensibles, lo que puede equipararse con partículas de
materiales valiosos y no valiosos.
Por ejemplo, en el caso de menas que contienen cobre de baja ley que
presentan tamaños de partícula del orden de 15 a 30 mm, la cantidad de tiempo
5
requerida es normalmente de por lo menos 5 segundos, más normalmente de por lo
menos 1 O segundos, y la diferencia de temperatura requerida es normalmente de por
lo menos 2°C, y más normalmente de por lo menos 5 a 1 0°C, y para tamaños de
partícula más grandes, normalmente se requieren periodos de tiempo y diferencias de
temperatura más grandes.
1 O
El procedimiento puede comprender procesar las partículas separadas de la
etapa de clasificación (e) para recuperar el material valioso de las partículas.
Se observa que puede haber situaciones en las que todo el material extraído
de minas que se clasifica es "valioso". En el sentido más amplio, el procedimiento de la
presente invención es una opción eficaz para separar material extraído de minas
15
basándose en las sensibilidades de los componentes del material extraído de minas a
la energía de microondas. La exposición a energía de microondas calienta el material
en respuesta a las sensibilidades de los componentes del material. Pueden existir
situaciones en las que un material extraído de minas presenta material "valioso" que
es sensible a la energía de microondas y otro material que no es sensible a la energíct
20
de microondas pero que no obstante es material "valioso". El carbón que contiene
sulfuros metálicos no deseados mencionado anteriormente es un ejemplo. Los sulfuros
metálicos pueden ser no deseados en el contexto de la comerciabilidad del carbón,
pero no obstante pueden ser valiosos cuando se separan del carbón.
El procedimiento puede comprender reducir el tamaño de las partículas
25
separadas de la etapa de clasificación (e) que contienen niveles superiores de material
valioso para facilitar la recuperación mejorada del material valioso de las partículas.
El procesamiento adicional de las partículas separadas puede ser cualquier
etapa o etapas adecuadas incluyendo, a modo de ejemplo únicamente, cualquiera o
más de etapas de lixiviación en pilas, lixiviación por oxidación a presión y fundición.
30
El procedimiento puede comprender la trituración u otra reducción de tamaño
adecuada del material extraído de minas antes de la etapa (a).
Un ejemplo de una opción adecuada para la etapa (a) es utilizar rodillos de
molienda a alta presión.
El procedimiento puede comprender además tamizar o separar de otra forma
los finos del material extraído de minas de modo que no haya finos en el material
extraído de minas que se suministra a la etapa (a). En el caso de las menas que
contienen cobre, el término "finos" se refiere a partículas de tamaño inferior a 13 mm.
5
Normalmente, la distribución de tamaño de partícula manejable es una con
partículas que presentan una dimensión principal en un intervalo comprendido entre 13
y 100 mm.
La distribución de tamaño de partícula puede seleccionarse según se requiera.
Un factor relevante para la selección de la distribución de tamaño de partícula puede
1O
ser el tiempo requerido para que la temperatura de la superficie de partículas sea una
medida de la temperatura másica promedio de las partículas. Otro factor relevante
puede ser el grado en que es posible "ajustar" las características de la energía de
microondas (es decir, la frecuencia, etc.) a las distribuciones de tamaño de partícula
particulares. La cuestión de la distribución de tamaño de partícula, en particular el
15
extremo inferior de las distribuciones, es en particular importante cuando se considera
la clasificación de menas de rendimientos de mena mayores.
La expresión "energía de microondas" se entiende en la presente memoria que
significa radiación electromagnética que presenta frecuencias en el intervalo
comprendido entre 0,3 y 300 GHz.
20
La etapa (a) puede comprender utilizar energía de microondas pulsada ~
continua para calentar el material extraído de minas.
La etapa (a) puede comprender producir microfisuración en las partículas del
material extraído de minas.
Aunque es en particular deseable en algunas situaciones que la etapa (a)
25
produzca microfisuración de las partículas del material extraído de minas,
preferiblemente la etapa (a) no conduce a rotura significativa de las partículas en ese
momento.
La etapa (a) puede incluir cualquier etapa o etapas adecuadas para exponer la.
mena extraída de minas a energía de microondas.
30
Una opción es permitir que la mena extraída de minas caiga libremente por una.
rampa de transferencia pasado un generador de energía de microondas, tal como se
describe en la publicación internacional número WO 03/102250 en nombre del
solicitante.
Otra opción, aunque no la única posible, es hacer pasar la mena a través de
una cavidad de microondas en una cinta transportadora dispuesta horizontalmente u
otro lecho móvil adecuado del material.
El lecho móvil puede ser un lecho móvil mixto, con un generador de
5
microondas colocado para exponer la mena a energía de microondas tal como se
describe en la publicación internacional número WO 06/034553 en nombre del
solicitante.
La expresión "lecho móvil mixto" se refiere a un lecho que mezcla las
partículas de la mena a medida que las partículas se mueven a través de una zona o
1O
zonas de exposición a microondas y de ese modo cambia las posiciones de las
partículas con respecto a otras partículas y a la energía de microondas incidente a
medida que las partículas se mueven a través de la zona o zonas.
La etapa de clasificación (e) puede ser cualquier etapa o etapas adecuadas
para clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico.
15
Por ejemplo, la etapa (e) puede comprender utilizar chorros de un fluido, tal
como aire o agua, para desviar una corriente que fluye hacia abajo de las partículas.
El material extraído de minas puede estar en forma de menas en las que el
material valioso está en una forma mineralizada tal como un óxido o sulfuro metálico.
El solicitante está interesado en particular en menas que contienen cobre eñ
20
las que el cobre está presente como mineral de sulfuro.
El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen molibdeno en
las que el molibdeno está presente como mineral de sulfuro.
El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen níquel en las
que el níquel está presente como mineral de sulfuro.
25
El solicitante está interesado asimismo en menas que contienen uranio.
El solicitante también está interesado en menas que contengan minerales de
hierro en las que algunos de los minerales de hierro presentan niveles
desproporcionadamente superiores de impurezas no deseadas.
El solicitante también está interesado en menas de diamante, en las que la
30
mena presenta una mezcla de minerales que contienen diamante y minerales estériles
para diamantes tal como cuarzo.
Según la presente invención, está previsto además un aparato para clasificar
material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, que comprende:
(a)
una estación de tratamiento por microondas para exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas;
(b)
una estación de análisis térmico para detectar diferencias térmicas entre las partículas procedentes de la estación de tratamiento por microondas que indican diferencias de composición entre las partículas que pueden utilizarse como base para clasificar partículas;
(e)
un sistema de análisis térmico para analizar los datos de la estación de análisis térmico para determinar diferencias de composición entre las partículas y tomar decisiones sobre clasificar las partículas en categorías basándose en la composición; y
(d)
un clasificador para clasificar las partículas basándose en el análisis térmico; y
(e)
un sistema para compensar las variaciones de temperatura en el material de alimentación que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender un conjunto para precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas a la estación de tratamiento po~ microondas.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender unos sensores para monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas y el sistema de análisis térmico puede estar configurado para tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas cuando se analizan los datos de la estación de análisis térmico.
El sistema de compensación de temperatura puede comprender pulverizaciones de agua u otros medios adecuados para humedecer el material de alimentación para reducir la temperatura del material de alimentación.

La estación de análisis térmico puede estar dispuesta en relación con la estación de tratamiento por microondas de modo que las partículas tengan tiempo suficiente para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas en la estación de tratamiento por microondas se transfiera a
través de las partículas, de modo que la temperatura de cada partícula sobre la
superficie de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través
de la partícula.
El aparato puede comprender un conjunto, tal como una cinta o cintas
5
transportadoras, para transportar las partículas del material extraído de minas desde la
estación de tratamiento por microondas hasta la estación de análisis térmico.
Según la presente invención, está previsto asimismo un procedimiento para
recuperar el material valioso, tal como un metal valioso, de material extraído de minas,
tal como mena extraída de minas, que comprende clasificar material extraído de minas
1 O
según el procedimiento descrito anteriormente y procesar después las partículas que
contienen material valioso y recuperar el material valioso.
La presente invención se describe además a título de ejemplo haciendo
referencia al dibujo adjunto. que es un diagrama esquemático que ilustra una
realización de un procedimiento de clasificación según la presente invención.
15
La forma de realización se describe en el contexto de un procedimiento de
recuperación de un metal valioso en forma de cobre de menas que contienen cobre de
baja ley en las que el cobre está presente como mineral de cobre, tal como calcopirita.
Normalmente, la mena contiene del 30 al 40% en peso de partículas estériles. El
objetivo del procedimiento en esta forma de realización es separar las partícula~
20
estériles y las partículas que contienen cobre. Las partículas que contienen cobre
pueden procesarse entonces según se requiera para recuperar el cobre de las
partículas. La separación de las partículas que contienen cobre antes de las etapas de
recuperación aguas abajo aumenta significativamente la ley promedio del material que:
está procesándose en estas etapas.
25
Se observa que la presente invención no está limitada a estas menas y al cobre
como el material valioso que ha de recuperarse.
Haciendo referencia al dibujo, se suministra un material de alimentación en
forma de partículas 3 de mena que presentan un tamaño de partícula de 10-25 cm a
través de un transportador 5 (u otro medio de transferencia adecuado) a una estación
30
de tratamiento por energía de microondas 7 y se mueve pasado un generador 9 de
energía de microondas y se expone a energía de microondas, en forma de microondas
o bien continuas o bien pulsadas.
Tal como se describe con mayor detalle en la presente memoria a
continuación, se emprenden una o más etapas para garantizar que se hace frente a
las variaciones de temperatura en el material de alimentación en el procedimiento.
La energía de microondas produce el calentamiento localizado de las partículas
5
dependiendo de la composición de las partículas. En particular, las partículas se
calientan hasta diferentes grados dependiendo de si las partículas contienen o no
minerales de cobre, tales como calcopirita, que son sensibles a la energía de
microondas. Como se indicó anteriormente, el solicitante ha encontrado que las
partículas que presentan concentraciones relativamente pequeñas de cobre,
1 O
normalmente menos del 0,5% en peso, se calientan hasta un grado detectable o
medible, aunque pequeño, mediante la energía de microondas debido a la alta
sensibilidad del cobre. Éste es un hallazgo significativo en relación con las menas de
baja ley, porque significa que concentraciones relativamente bajas de cobre en las
partículas pueden producir aumentos de temperatura detectables o medibles. Sin
15
embargo, como se indicó anteriormente, el solicitante también ha encontrado que hay
un efecto de tiempo en cuanto a cuándo se hará detectable mediante análisis térmico
el calor que se genera en las partículas. Este efecto de tiempo es una función de si los
minerales de cobre están sobre la superficie o dentro de las partículas y del tamaño de
las partículas. En particular, el solicitante ha encontrado que es necesario un period~
20
de tiempo de por lo menos 5 segundos, normalmente de por lo menos 5 a 1~
segundos, para los tamaños de partícula mencionados anteriormente, para permitir la
transferencia de calor dentro de cada partícula, de modo que haya una temperatura de
la partícula, sustancialmente uniforme, es decir, másica promedio (incluyendo en 1~
superficie de la partícula) y por tanto, el análisis térmico proporciona información
25
precisa sobre las partículas. En otras palabras, las temperaturas de superficie de las
partículas son las temperaturas másicas promedio de las partículas.
La base del análisis térmico en esta realización es que las partículas que
contienen niveles superiores de minerales de cobre se calentarán más que las
partículas estériles.
30
Las partículas pueden formarse como un lecho relativamente profundo en la
cinta transportadora 5. La profundidad del lecho y la velocidad de la cinta y la potencia
del generador de microondas y la frecuencia de las microondas están
interrelacionados. El requisito clave es permitir una exposición suficiente de las
partículas a energía de microondas para calentar los minerales de cobre en las
partículas hasta un grado requerido para permitir que esas partículas se diferencien
térmicamente de las partículas estériles. Aunque no es siempre el caso, normalmente
las partículas estériles comprenden material que es menos sensible que los minerales
5
de cobre y que no se calientan significativamente, si es que lo hacen, cuando se
exponen a energía de microondas. Un requisito secundario es generar variaciones de
temperatura suficientes dentro de las partículas que contienen cobre para producir
microfisuración de las partículas, sin romperse las partículas en esta fase. La
microfisuración puede ser beneficiosa en particular en el procesamiento aguas abajo
1 O
de las partículas. Por ejemplo, la microfisuración posibilita el mejor acceso al líquido de
lixiviación al interior de las partículas en un tratamiento de lixiviación aguas abajo para
eliminar el cobre de las partículas. Además, por ejemplo, la microfisuración posibilita
una mejor rotura de la partícula en cualquier etapa de reducción de tamaño aguas
abajo. Un punto importante es que la microfisuración tiende a producirse donde el
15
gradiente de temperatura dentro de las partículas es mayor, en la superficie de
contacto entre los minerales de cobre y el material de ganga en las partículas. Como
consecuencia, cuando la mena se muele posteriormente (como normalmente es el
caso en el procesamiento aguas abajo) los minerales de cobre se separan del material
de ganga más fácilmente en vista de las microfisuras en las superficies de contacto,
20
produciendo de este modo mineral de cobre diferenciado y partículas de ganga. Esta
liberación preferida resulta ventajosa para el procesamiento aguas abajo.
Las partículas que pasan a través de la estación de tratamiento por microondas
7 caen desde el extremo de la cinta transportadora 5 en una cinta transportadora
inferior 15 y se transportan sobre esta cinta a través de una estación de detección por
25
radiación infrarroja 11 en la que las partículas se observan mediante una cámara 13
de infrarrojos (u otro aparato de detección térmica adecuado) y se analizan
térmicamente. La cinta transportadora 15 se hace funcionar a una velocidad más
rápida que la cinta transportadora 5 para permitir que las partículas se extiendan a lo
largo de la cinta 15. Esto es útil en lo que se refiere al procesamiento aguas abajo de
30
las partículas.
La separación entre las estaciones 7 y 11 se selecciona teniendo en cuenta la
velocidad de la cinta para dejar tiempo suficiente, normalmente por lo menos 5
segundos, para que las partículas se calienten uniformemente dentro de cada partícula.
Ventajosamente, las condiciones de procesamiento aguas arriba se seleccionan de tal modo que las partículas tengan suficiente calor retenido para el análisis térmico sin que se requiera el calentamiento adicional de las partículas. Si se requiere calentamiento adicional, puede proporcionarse mediante cualquier medio adecuado.
En un modo de funcionamiento, el análisis térmico se basa en distinguir entre las partículas que están por encima y por debajo de una temperatura umbral. Las partículas pueden catalogarse entonces como partículas "más calientes" y "más frías". La temperatura de una partícula está relacionada con la cantidad de minerales de cobre en la partícula. Por tanto, las partículas que presentan un intervalo de tamaño de partícula dado y se calientan en las condiciones dadas presentarán un aumento de temperatura hasta una temperatura superior a una temperatura umbral "x" grados si las partículas contienen por lo menos "y" % en peso de cobre. La temperatura umbral puede seleccionarse inicialmente basándose en factores económicos y puede ajustarse cuando cambian estos factores. Las partículas estériles generalmente no se calentarán cuando se expongan a energía de microondas a temperaturas por encima de la temperatura umbral.
Una vez identificadas mediante análisis térmico, las partículas más calientes sQ separan de las partículas más frías y las partículas más calientes se procesan después para recuperar cobre de las partículas. Dependiendo de las circunstancias, las partículas más frías pueden procesarse en una ruta de proceso diferente de la~ partículas más calientes para recuperar cobre de las partículas más frías.

Las partículas se separan proyectándose desde el extremo de la cinté1 transportadora 15 y desviándose selectivamente mediante chorros de aire comprimida (u otros chorros de fluido adecuados, tales como chorros de agua) a medida que la& partículas se mueven en una trayectoria en caída libre desde la cinta 15 y clasificándose así en dos corrientes 17, 19. En relación con esto, el análisis térmico identifica la posición de cada una de las partículas en la cinta transportadora 15 y los. chorros de aire se activan en un momento fijado previamente una vez que una: partícula se analiza como una partícula que va a desviarse.
Dependiendo de la situación particular, las partículas de ganga pueden
desviarse mediante chorros de aire o las partículas que contienen cobre por encima de
una concentración umbral pueden desviarse mediante chorros de aire.
Las partículas más calientes se convierten en una corriente de alimentación de
5
concentrado 17 y se transfieren para su procesamiento aguas abajo, que normalmente
incluye molienda, flotación para formar un concentrado, y luego procesamiento
adicional para recuperar cobre de las partículas.
Las partículas más frías pueden convertirse en una corriente de desecho de
subproducto 19 y se desechan de una manera adecuada. Puede que éste no sea
1 O
siempre el caso. Las partículas más frías presentan concentraciones inferiores de
minerales de cobre y pueden ser suficientemente valiosas para su recuperación. En
ese caso, las partículas más frías pueden transferirse a un proceso de recuperación
adecuado, tal como lixiviación.
Tal como se indicó anteriormente, la utilización de las temperaturas másicas
15
promedio de las partículas que se han expuesto a energía de microondas como base
para clasificar las partículas significa que habrá a menudo diferencias de temperatura
relativamente pequeñas, por ejemplo del orden de 5-1 0°C, entre las partículas que
contienen cobre y las partículas estériles, en particular cuando estén procesándose
menas de baja ley. Por consiguiente, es importante que se minimice el "ruido" de
20
temperatura de las partículas, de modo que puedan identificarse fácilmente los
cambios de temperatura en las partículas que se deben a la exposición a energía de
microondas en el análisis térmico aguas abajo de las partículas. Un ejemplo de "ruido"
de temperatura son las variaciones en la temperatura de base de las partículas en el
material de alimentación para el procedimiento de clasificación. Estas variaciones de
25
temperatura pueden tener un impacto significativo en el análisis térmico y pueden
distorsionar los resultados del análisis. En particular, el análisis térmico de las
partículas puede atribuir cambios de temperatura aparentes en las partículas al
calentamiento de las partículas debido a la exposición a energía de microondas, en
lugar de a cambios que se deben a los cambios en la temperatura de base de las
30
partículas en el material de alimentación. Las variaciones en la temperatura de base
pueden deberse a varios factores operacionales y relacionados con el clima. Por
ejemplo, un lote del material de alimentación puede tomarse de una reserva que se ha
expuesto a clima cálido durante varias semanas y presenta una temperatura de base
relativamente alta y un lote sucesivo del material de alimentación puede recibirse
directamente de una mina y estar a una temperatura inferior. A título de ejemplo
adicional, pueden existir diferencias en la temperatura de base como consecuencia de
la energía de trituración requerida para reducir el tamaño de la mena extraída de
5
minas hasta un tamaño de partícula requerido para el procedimiento.
Como consecuencia, el procedimiento incluye compensar las variaciones de
temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento. La
compensación de temperatura puede incluir precalentar el material de alimentación
hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de
1O
minas que va a exponerse a energía de microondas. Alternativamente, la
compensación de temperatura puede incluir suministrar selectivamente energía de
microondas suficiente al material extraído de minas para compensar las variaciones de
temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento. Otra
opción, aunque no la única posible, para la compensación de temperatura, es
15
monitorizar la temperatura del material extraído de minas que se suministra al
procedimiento y tener en cuenta las variaciones de temperatura en la temperatura del
material de alimentación cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa de
análisis térmico. Otra opción, aunque no la única posible, para la compensación de
temperatura es humedecer el material extraído de minas que se suministra al
20
procedimiento para enfriar el material de alimentación, según pueda ser necesario.
Otra opción, aunque no la única posible, para la compensación de temperatura, es
almacenar el material extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y
utilizar el material almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
Pueden realizarse muchas modificaciones en la forma de realización de la
25
presente invención descrita anteriormente sin apartarse del espíritu y del alcance de la
presente invención.
A título de ejemplo, aunque la forma de realización incluye el análisis térmico
utilizando una cámara de infrarrojos colocada por encima de las partículas de mena
calentadas en una cinta transportadora 15 dispuesta horizontalmente, la presente
30
invención no está limitada de ese modo y se extiende a otras posibles disposiciones
de cámaras y a la utilización de otros tipos de análisis de obtención de imágenes
térmicas. Una disposición de este tipo comprende permitir que las partículas
calentadas caigan hacia abajo y disponer una cámara de infrarrojos para visualizar una sección de la trayectoria de vuelo hacia abajo.
A título de ejemplo adicional, aunque la forma de realización incluye la utilización de chorros de aire y agua para desviar las partículas selectivamente, la presente invención no está limitada de este modo y se extiende a la utilización de otros tipos de dispositivos de desviación con aire y agua y a otras opciones para desviar las partículas.
A título de ejemplo adicional, aunque la forma de realización incluye la utilización de dos cintas transportadoras 5, 15 para transportar la mena extraída de

1 O minas pasada la estación de tratamiento por microondas 7 y la estación de análisis térmico 7, desplazándose la cinta inferior a una velocidad superior que la cinta superior para separar las partículas en la cinta para facilitar el análisis térmico más claro de las partículas, la presente invención no está limitada de este modo y se extiende a cualquier disposición alternativa adecuada.

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES
    5 1 O
    1. Procedimiento de clasificación de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, para separar el material extraído de minas en por lo menos dos categorías, conteniendo por lo menos una categoría partículas de material extraído de minas que son más sensibles a la energía de microondas, y conteniendo por lo menos otra categoría partículas de material extraído de minas que son menos sensibles a la energía de microondas, dicho procedimiento estando caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
    15
    a) b) e) exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas y calentar las partículas dependiendo de la sensibilidad del material en las partículas; analizar térmicamente las partículas utilizando las temperaturas de las partículas como base para el análisis destinado a indicar las diferencias de composición entre las partículas; y clasificar las partículas basándose en los resultados del análisis térmico; y
    20
    comprendiendo además el procedimiento temperatura en el material extraído de procedimiento. compensar las variaciones minas que se suministra de al
    25
    2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas que va a exponerse a energía de microondas en la etapa (a).
    30
    3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende ejecutar la etapa (a) para suministrar suficiente energía de microondas al material extraído de minas para compensar las variaciones de temperatura en el material extraído de minas que se suministra al procedimiento.
  2. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la compensación de temperatura comprende monitorizar la
    5 temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la etapa (a) y tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material extraído de minas cuando se analizan los datos obtenidos en la etapa (b).
  3. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    1 O caracterizado porque la compensación de temperatura comprende utilizar agua para reducir la temperatura del material de alimentación que va a suministrarse a la etapa (a).
  4. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    15 caracterizado porque la compensación de temperatura comprende almacenar el material extraído de minas en condiciones de temperatura controlada y utilizar el material almacenado como material de alimentación para el procedimiento.
  5. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    20 caracterizado porque, en una situación en la que el material valioso es cobre y el cobre está contenido, por ejemplo como mineral de sulfuro en partículas en menas, la etapa
    (a) comprende exponer las menas extraídas de minas a energía de microondas y calentar las partículas que contienen cobre hasta un grado mayor que las partículas estériles.
  6. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (b) comprende mover las partículas pasada la superficie de fondo, con una cámara de infrarrojos u otro aparato de detección térmica colocado para ver las partículas, y estando la superficie de fondo en la línea de visión del
    30 aparato de detección térmica.

  7. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende seleccionar la longitud de onda u otras características de la energía de microondas basándose en facilitar una respuesta térmica diferente de las partículas de modo que se utilicen las diferentes temperaturas de las partículas, que son indicativas de diferentes composiciones, como base para clasificar las partículas en la etapa (e).
    1O. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dejar tiempo suficiente para que el calor generado en las partículas mediante la exposición a energía de microondas se transfiera a través de las partículas, de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie
    1 O de la partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula.
  8. 11. Procedimiento según la reivindicación 1 O, caracterizado porque, en caso de menas que contienen cobre de baja ley que presentan tamaños de partícula del
    15 orden de 15-30 mm, la cantidad de tiempo requerida es de por lo menos 5 segundos, más típicamente de por lo menos 1 O segundos, y la diferencia de temperatura requerida es típicamente de por lo menos 2°C, y más normalmente por lo menos 5-
    100C.
    20 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende procesar las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) para recuperar el material valioso de las partículas.
  9. 13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    25 caracterizado porque comprende reducir el tamaño de las partículas separadas de la etapa de clasificación (e) que contienen niveles superiores de material valioso para facilitar la recuperación mejorada del material valioso de las partículas.
  10. 14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

    30 caracterizado porque comprende la trituración u otra reducción de tamaño adecuada del material extraído de minas antes de la etapa (a).
  11. 15.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende tamizar o separar de otra forma los finos del material extraído de minas de modo que no haya finos en el material extraído de minas que se suministra a la etapa (a).
  12. 16.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material extraído de minas está en forma de menas en las que el material valioso está en una forma mineralizada tal como un óxido o sulfuro metálico.
  13. 17.
    Aparato para clasificar material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado porque comprende:
    a) una estación de tratamiento por microondas para exponer las partículas del material extraído de minas a energía de microondas;
    b) una estación de análisis térmico para detectar diferencias térmicas entre las partículas que indican las diferencias de composición entre las partículas que pueden utilizarse como base para clasificar partículas;
    e) un sistema de análisis térmico para analizar los datos de la estación de análisis térmico para determinar diferencias de composición entre las partículas y tomar decisiones sobre la clasificación de las partículas en categorías basándose en la composición; y
    d) un clasificador para clasificar las partículas basándose en el análisis térmico; y
    e) un sistema para compensar las variaciones de temperatura en el material de alimentación que va a suministrarse a la estación de tratamiento por microondas.

  14. 18. Aparato según la reivindicación 17, caracterizado porque el sistema de compensación de temperatura comprende un conjunto para precalentar el material de alimentación hasta una temperatura de fondo dada antes de suministrar el material extraído de minas a la estación de tratamiento por microondas.
  15. 19. Aparato según la reivindicación 17 o
    la reivindicación 18, caracterizado
    porque el sistema de compensación de temperatura comprende unos sensores para
    monitorizar la temperatura del material extraído de minas que va a suministrarse a la
    estación
    de tratamiento por microondas y el sistema de análisis térmico está
    5
    configurado para tener en cuenta las variaciones de temperatura en el material
    extraído de minas cuando se analizan los datos de la estación de análisis térmico.
  16. 20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado
    porque la estación de análisis térmico está dispuesta en relación con la estación de
    1 O
    tratamiento por microondas, de tal modo que las partículas tengan tiempo suficiente
    para que el calor generado
    en las partículas mediante la exposición a energía de
    microondas en la estación de tratamiento por microondas se transfiera a través de las
    partículas de tal modo que la temperatura de cada partícula sobre la superficie de la
    partícula sea una medida de la temperatura másica promedio a través de la partícula.
    15
  17. 21. Procedimiento para recuperar material valioso, tal como un metal valioso, a
    partir de material extraído de minas, tal como mena extraída de minas, caracterizado
    porque comprende clasificar el material extraído de minas según el
    procedimiento
    definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 y procesar posteriormente las
    20
    partículas que contienen material valioso y recuperar el material valioso.
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