Concentración de celestina: caracterización del mineral y escalado del proceso

Resum

El objetivo de la Tesis ha sido el diseño de un método secundario de concentración del mineral de celestina (SrSO4) de Montevive. Para ello, se ha realizado un estudio en detalle de la mineralogía mediante su caracterización con diferentes métodos analíticos. Por otro lado, se han evaluado diferentes métodos de concentración, relacionados con la química y la ingeniería de operaciones de separación. La finalidad última de la Tesis es la adquisición de los conocimientos necesarios para el diseño e instalación de una planta industrial de concentración de mineral de celestina con las características del mineral del yacimiento de Montevive. A continuación, se detalla el plan de trabajo llevado a cabo para la realización de la Tesis Doctoral. Capítulo 1. Introducción. Revisión bibliográfica y estado del arte sobre la preconcentración y concentración de mineral de celestina Se ha realizado una búsqueda bibliográfica exhaustiva en las principales bases de datos bibliográficas (Scopus, Web of Science…) para determinar el estado del arte del tema abordado desde los conceptos más generales a los específicos. En primer lugar, se ha realizado una revisión de los aspectos mineralógicos del mineral de Montevive, usos e importancia estratégica y perspectivas de futuro de la minería de estroncio en particular. En segundo lugar, se han abordado temas relacionados con el contexto y ambiente geológico de los depósitos de Montevive. Posteriormente, se ha profundizado en los diferentes métodos de concentración que pueden aplicarse al mineral de celestina motivo de la Tesis. Por último, se describe una planta de concentración de celestina en funcionamiento actualmente. Esta revisión resultó de especial importancia debido a los muchos avances que ha habido en la ingeniería de separación de minerales y concentración de celestina en los últimos años. Capítulo 2. Metodología y métodos Se detallan en este capítulo todas las técnicas analíticas, equipos de laboratorio y semiindustriales, métodos de cálculo, software que se han utilizado en la experimentación. Capítulo 3. Resultados y discusión 3.1 Caracterización de diversos minerales de la mina mediante métodos analíticos En este apartado, se han aplicado técnicas analíticas de caracterización (FRX, DRX, MO, TGA) a ciertas pilas (E60, E69, E92) del mineral de Montevive. Se añaden otros resultados obtenidos relacionados con la validación del método analítico usado en mina (FRX) y otros aspectos relacionados con el contexto geológico del yacimiento de Montevive. A partir de las conclusiones obtenidas en el estudio de estos aspectos, se han establecido las pautas para la caracterización de minerales no estudiados de la propia mina a partir de los métodos previamente validados. 3.2 Optimización paramétrica de planta piloto de concentración de mineral de celestina De la información obtenida en el apartado 3.1 se identificó el método de separación por medios densos (DSM) como el método de concentración más idóneo para concentrar el mineral más abundante en la mina. De esta manera se pudo pilotar en laboratorio el proceso de eliminación al máximo de minerales ganga (principalmente calcita y arcillas) presente en el mineral original y enriquecerlo en minerales de estroncio (celestina, estrocianita). Se estudió el efecto de diferentes factores que influyen en el proceso (tipo de medio denso, presión del hidrociclón, densidad de la pulpa e inclinación del hidrociclón). Para minimizar la cantidad de agua y medio denso empleado, se decidió optimizar el medio denso en una planta de hidrociclones a escala de laboratorio, en las instalaciones de la empresa AMP (Advanced Mineral Processing). Este estudio se ha financiado con una ayuda de la Universidad de Granada (CNT 5589) y de la Unión Europea (Proyectos MineTheGap y CELABDEN-Grant Agreement 873149). 3.3. Escalado de una planta de concentración de mineral de celestina a partir de ensayos en planta piloto Para validar los resultados obtenidos con la planta piloto a escala de laboratorio se acordó con la dirección de la mina implantar una planta de medios densos que se adecuara a las características de liberación y concentración del mineral de celestina por el método de medios densos. Se instaló en mina una planta piloto a nivel semi-industrial, cuyos resultados se pudiesen aplicar a una planta industrial. Para ello fue necesario la autorización ambiental por parte de la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía. La realización de ensayos en la planta piloto se financió con el Proyecto ROTATE (Grant Agreement 1011058651) del programa Horizon Europe 2020. Los resultados de obtenidos a partir de la toma de muestra y monitoreo de diversas etapas de concentración dentro de la planta piloto, permitieron estudiar las demás variables que influyen en el proceso y que no se estudiaron a escala laboratorio. Capítulo 4. Conclusiones Las principales conclusiones obtenidas de los estudios que se detallan en el Capítulo 3 se recopilan en este capítulo y serán el punto de partida para el diseño de una planta de concentración de minerales industrial que pueda adaptarse a los diferentes materiales de los que se dispone en cantera. Se establecerán y escalarán las variables que intervienen en el proceso para que se maximice el rendimiento a escala industrial. Deberán de tenerse en cuenta, además de criterios económicos, de producción y de adecuación al mineral requerido en el mercado, las diferencias entre los equipos a los diferentes niveles piloto e industrial. Es esencial, controlar posibles nuevas variables influyentes que surjan. En el Panel 1, se resumen los contenidos de cada capítulo de la Tesis y la relación entre los mismos.