La concentración de minerales requiere la formación de pulpas con cantidades variables de agua, la que es agregada parcialmente en la molienda y posteriormente en la alimentación a las etapas de concentración, ya sea esta por flotación, concentración magnética o gravimétrica.
Los procesos posteriores, requieren una recuperación en mayor o menor grado del agua utilizada, ya se trate de que el producto sea el concentrado o el relave. En ambos casos, existe una primera etapa en esta recuperación que es a través de un espesamiento, la cual puede ser la única en el caso de los relaves antes de su envío y deposito en un tranque, pero que para el caso de los concentrados debe necesariamente ir acompañada de una segunda etapa de filtrado. No obstante lo anterior, hoy en día existe una tendencia creciente hacia la filtración de los relaves, con miras a generar tranques mucho más seguros y de mayor capacidad y, por otra parte, debido a la crisis hídrica, una mayor recuperación de agua para recircular al proceso.
Tecnologías de filtración
Las tecnologías mayormente utilizadas en la industria del tratamiento de minerales son las de filtración por vacío y las de filtración a presión. En algunos casos, en los cuales se requiere limpiar un líquido con bajos contenidos de sólidos (< a1%) ya sea para recuperar el sólido o mejorar la condición del líquido, se utiliza también la tecnología de filtración por adsorción, la cual, por ejemplo, tiene un gran potencial en la limpieza de los “overflows” de espesadores, ya sean estos de concentrados o relaves.
En la categoría de filtración al vacío, nos encontramos con los filtros de tambor, filtros de disco, filtros de banda y en los últimos 30 años, los filtros cerámicos. Para los filtros de presión, tenemos los filtros de presión de placas horizontales y los filtros de presión de placas verticales. Finalmente, en los filtros de adsorción nos encontramos con los filtros de pulido.
Filtración de concentrados
Hasta la década de los 80, los filtros mayormente utilizados para los concentrados eran los filtros al vacío de disco, de tambor y de banda, los cuales entregaban comúnmente humedades en el rango entre 15% a 20%, lo que obligaba a la utilización de hornos secadores para llegar a humedades entre 8% a 9%, para que estos fuesen aptos para su transporte, ya sea a etapas posteriores o, a puerto para su embarque. A partir de entonces, aparece en la industria del cobre la filtración a presión, inicialmente con los filtros de placas verticales y posteriormente con filtros de placas horizontales y adicionalmente, con los filtros cerámicos, los que son utilizados principalmente en el tratamiento de concentrados de cobre y de hierro. Todas estas tecnologías pueden entregar humedades en el rango entre 8% y 9%, permitiendo con esto la eliminación de los hornos de secado.
Adicionalmente a la baja humedad del queque producido, los filtros de placas cerámicas poseen dos ventajas adicionales: a) la calidad del líquido filtrado, con contenidos de sólidos del orden de las 20 ppm. y b) el bajo consumo de energía en comparación a otros filtros de vacío y a los de presión, lo que se debe a que las placas cerámicas poseen poros de tamaños en torno a los 0,7 micrones, lo que significa que, para la extracción de agua, en los poros actúa en primer lugar el fenómeno de la capilaridad y de esta manera la energía requerida para generar el vacío es mucho menor.
El empleo de una u otra tecnología dependerá de las características de la pulpa, principalmente del contenido de ultrafinos y granulometría, de la humedad final requerida y de consideraciones relacionadas con los montos de inversión. Para esto es necesario la realización de pruebas de laboratorio y o pilotos y en algunos casos, pilotajes a nivel industrial.
Filtración de relaves
En el caso de la filtración de relaves las tecnologías que compiten en el proceso son también las de vacío y las de presión. Los filtros de vacío más utilizados en estos casos son los filtros de banda y los filtros de presión utilizados son los de placas verticales.
Recientemente, en nuestro país, se está explorando la incorporación de filtros cerámicos para el tratamiento de relaves de cobre con contenidos importantes de fierro (magnetita), particularmente en la zona de Copiapó.
Para operaciones que tratan grandes tonelajes y que por lo tanto generan grandes volúmenes de relaves, el mayor inconveniente para la filtración, guarda relación con el tamaño y cantidad de equipos requeridos y aunque se trate de filtros a presión de placas verticales, que son actualmente los que pueden tratar mayores volúmenes por filtro, esto es aún un problema, tanto técnico como económico. Por lo que los diferentes proveedores están desarrollando cada vez filtros con mayor área de filtración.
Al igual que para el caso de los concentrados, la realización de pruebas de laboratorio y o piloto, son esenciales para definir la mejor tecnología en cada caso particular.
Patricio Rodríguez H.
Ingeniero Civil Metalúrgico
Socio IMET Chile
Nota: para información sobre equipos, consultar las páginas web de los fabricantes, entre otros: Metso-Outotec, FLSmidth, Tenova, ERAL y Andritz
