Históricamente, las aplicaciones de molienda fina han utilizado Molinos de Bolas Convencionales o de Torre ineficientes con medios de molienda de acero. El efecto de una mejor liberación a menudo era anulado por los efectos perjudiciales de los medios de acero en la flotación. Mientras que los beneficios de la molienda inerte eran bien conocidos, no había un máquina práctica para la molienda fina que entregara estos beneficios… hasta el IsaMill™.

Los beneficios de la molienda inerte

Si un mineral o metal se sumerge en agua, éste asume un potencial eléctrico con respecto al agua (Kocabag, 1985), donde las principales reacciones son de oxidación (del mineral y los xantatos) y de reducción (del oxígeno). Cuando los minerales sulfurados se ponen en contacto con los medios de acero en el agua, se forma una celda electroquímica o galvánica, donde el elemento con el potencial de reposo más alto (por ejemplo, los medios de acero) es el ánodo y el más bajo es el cátodo.

Reacción de Oxidación: Fe -> Fe2+ + 2e- oxidación de los medios de acero: ánodo

Reacción de Reducción: 2e- + H2O + ½ O2 -> 2OH- reducción del oxígeno: cátodo

La molienda en un ambiente de medios de acero tiene varios efectos perjudiciales:

• El efecto Eh: El ambiente reductor disminuye el oxígeno disuelto y Eh de la solución. La adsorción del colector depende del Eh y puede requerir la oxidación de los xantatos a dixantógenos. El Eh se debe aumentar para asegurar la flotación adecuada (también se puede requerir la aireación después de la molienda inerte si las superficies recién creadas tienen una alta demanda de oxígeno).
• La oxidación de los medios de molienda hechos de acero produce recubrimientos de hidróxido de hierro sobre las superficies del mineral. Esto es evidente incluso en los tamaños gruesos de la molienda autógena. Los recubrimientos superficiales reducen la capacidad de selección de la flotación tanto para las partículas finas como gruesas. El impacto es peor en las moliendas más finas, ya que el consumo de medios es más alto y se crean más superficies.
• La reducción del oxígeno de las superficies del mineral promueve la precipitación de hidróxidos metálicos insolubles e hidrofílicos sobre la superficie de los minerales sulfurados. Este efecto es más pronunciado en las partículas finas.

Algunos de los impactos de los medios de acero sobre la flotación pueden ser superados al aumentar el pH y una adición más alta de reactivo – pero con costo en la selectividad total de la flotación. Las condiciones de alta intensidad pueden eliminar algunos de los recubrimientos superficiales, pero a altos costos de capital, de operación y de mantenimiento.

Una solución mucho mejor es dirigirse a la raíz del problema – mantener limpias todas las superficies del mineral al usar medios de molienda inertes. Mientras que se han realizado considerables trabajos que demuestran las ventajas de medios con alto contenido de cromo en la flotación y los efectos beneficiosos de los molinos autógenos sobre los convencionales, se han realizado pocos trabajos con base comercial sobre los medios completamente inertes – hasta hace poco, no había sido una opción práctica. La molienda en el IsaMill™ con medios completamente inertes es el siguiente paso para mejorar la recuperación por flotación – mejor liberación sin efectos perjudiciales en la química de flotación, dando como resultado un buen rendimiento de la flotación a través de todas los rangos de tamaño.

Mejor rendimiento de la flotación con la molienda inerte

En efecto, las partículas finas pueden flotar muy bien en celdas convencionales, logrando una recuperación superior al 95% hasta 1 micrómetro en altas pendientes. El problema con los finos en la mayoría de las plantas es una combinación de los efectos del acero sobre la molienda y el diseño del circuito. La mayoría de las plantas tratan juntas todos los tamaños de partículas, como si tuvieran las mismas propiedades. Pero no las tienen – las partículas finas tienden a tener más recubrimientos superficiales, necesitan más colector, y necesitan más tiempo de flotación. Pero cuando se mezclan con partículas gruesas con superficies limpias, el operador no puede alcanzar las condiciones correctas para las partículas gruesas y finas. Esto se complica si hay compuestos de tamaño medio que tienen que ser rechazados en la limpieza para alcanzar la ley objetivo de concentrado – el compuesto puede tener más área superficial valiosa que la partícula fina liberada, así que al rechazarlo también se rechazan las partículas finas. Una complicación final ocurre si la planta luego de enviar de vuelta para mezclar con una nueva alimentación fresca a la cabeza de los gruesos, haciendo que circulen grandes cargas de partículas con necesidades muy diferentes.

En contraste, las partículas finas pueden ser la parte con mejor rendimiento de su circuito si son tratadas correctamente. Ellas se liberan completamente, por lo que si se les da la correcta química superficial y las protege contra el arrastre, usted debería esperar recuperaciones y leyes muy altas, usando una cantidad de reactivos mucho menor.

Los principios clave de diseño para obtener una buena flotación de los finos son:

• Muela solamente lo que necesita. La molienda es costosa, por lo que sólo libere lo que necesite en cada etapa, y recupere el mineral tan pronto como sea liberado. A menudo, puede moler más grueso antes de la flotación primaria y luego remoler el tonelaje menor de concentrado primario. La molienda en etapas reduce significativamente el consumo total de energía, es fácil de realizar con el IsaMill™ - el pequeño espacio que ocupa el IsaMill™ significa que se puede instalar fácilmente en varios lugares a través de todo el circuito de flotación. Además, la molienda inerte mejora la química del circuito, no la perjudica.
• Use la molienda para mejorar las superficies, no para dañarlas. La remolienda en etapas es mucho menos atractiva cuando la realiza la molienda con medios de acero, debido a que daña la química de flotación. La molienda inerte en el IsaMill™ cambia esto – puede moler exactamente donde lo necesita para producir rápidamente superficies nuevas. Dos pasos hacia delante para la liberación y dos pasos hacia delante para la química.
• Haga flotar los minerales en distribuciones de tamaño estrechas. Esto no significa circuitos “arena-lamas”, significa diseñar para las necesidades de los diferentes minerales en diferentes partes del circuito. El método de la molienda por etapas logra esto – recupera los minerales a medida que son liberados, luego remoler los minerales restantes y recuperarlos. La distribución de tamaño muy empinada producida por el IsaMill™ además ayuda a la flotación.
• Minimice las cargas que circulantes y utilice circuitos abiertos tanto como sea posible. Si un mineral no es recuperado tempranamente, necesitará más liberación o una mejor química superficial. Ambas se pueden alcanzar en el IsaMill™. No envíe las partículas finas de regreso a la cabeza de su circuito para mezclarlas con las nuevas partículas gruesas. Éstas flotan muy bien si ajustas las condiciones de flotación sólo para ellas.
• Tenga cuidado del arrastre. Con las superficies limpias y el colector correcto, las partículas finas valiosas flotan muy bien en cualquier celda de flotación. Sin embargo, el arrastre también recuperará las partículas finas de ganga con el agua. Para minimizar los diluyentes, el diseño del circuito deberá minimizar el tiempo de flotación (es decir, acelerar la cinética de los finos con burbujas pequeñas), minimizar la densidad de flotación en celdas convencionales, o usar el lavado de espuma. La combinación de un dispositivo de alta intensidad con lavado de espuma como la celda Jameson con celdas convencionales puede ser un poderoso método para lograr la combinación ley de concentrado y la recuperación para partículas finas con una ocupación de espacio pequeña (www.jamesoncell.com).

Los principios descritos anteriormente, han sido conocidos por décadas. Lo que faltaba eran las herramientas para aplicarlas. Los molinos con medios de molienda de acero no han cambiado en los últimos 80 años, sólo se volvieron más grandes. El IsaMill™ cambió esto. Ahora puede instalar hasta 3 MW de potencia de molienda ocupando un pequeño espacio en el medio de su circuito de flotación para producir una distribución de tamaño empinada sin ciclones. La molienda inerte mejora la química – tasas de flotación más rápidas con menos reactivos. La molienda por etapas permite moler las partículas más gruesas por adelantado, reducir las cargas circulantes, la potencia total de molienda y la capacidad de flotación requerida.

Una nueva herramienta para aplicar viejos principios. Habilitar plantas más pequeñas, usar mucho menos energía y mejorar el rendimiento – una transformación en el diseño del circuito.