Métodos innovadores para maximizar la recuperación de las partículas finas de los minerales
El tratamiento de materiales de grano fino plantea un gran desafío para la industria minera. En primer lugar, los minerales se deben triturar y pulverizar hasta llegar a una escala micrométrica, un proceso que aumenta su área superficial y libera las partículas minerales de la ganga. En esta etapa inicial, la flotación ayuda a separar las partículas según la capacidad de los minerales y metales, hidrofobizados por los reactivos de flotación, para adherirse a las superficies de las burbujas de aire en una suspensión acuosa. Estos agregados de partículas de burbujas se transportan a la superficie de la pulpa (suspensión), donde ingresan a la espuma que luego se elimina. El material restante del mineral que no sube a la superficie forma los relaves de flotación.
El reto de recuperar partículas (ultra)finas
Aunque la flotación puede realizarse eficientemente con partículas cuyo tamaño oscila entre los 20 μm y 200 μm, aún tiene que mejorar mucho en el tratamiento de partículas más pequeñas. Las partículas finas y ultrafinas no pueden flotar fácilmente, ya que tienen una baja eficiencia de colisión y fijación con las burbujas de aire, por lo que se pierden minerales valiosos. Además, debido a su superficie relativamente alta, estas partículas más pequeñas requieren más reactivos para su procesamiento. El equipo del proyecto FineFuture, financiado con fondos europeos, está trabajando en tecnologías innovadoras para recuperar partículas finas de grado alto y a tasas altas, para no descartar más los materiales ultrafinos valiosos. «La capacidad de recuperar partículas de tamaño inferior a 20 μm es muy importante ya que en la actualidad no existe una tecnología que pueda capturarlas de manera eficiente sin gastar mucha energía y agua. Nuestras tecnologías avanzadas de eficiencia energética prometen reducciones significativas en las pérdidas de recursos, lo que fomenta la competitividad de la industria minera de la Unión Europea», señala Kerstin Eckert, coordinadora del proyecto.
Ser ecológico y mantenerse a flote
FineFuture tiene como objetivo profundizar en la comprensión fundamental de la flotación de partículas finas. Se espera que sus soluciones tecnológicas innovadoras brinden una vía sostenible para valorizar los recursos a través del reprocesamiento de los depósitos de relaves, mientras que también podrían ayudar a liberar nuevas materias primas críticas de depósitos naturales y residuos mineros. Los investigadores van por buen camino para ofrecer métodos que demuestren un rendimiento superior, un 20 % de ahorro de energía y un 30 % de ahorro de agua en comparación con los métodos actuales.
Generar atracción electrostática y burbujas más pequeñas
«Se hizo hincapié en el control efectivo de las interacciones en la superficie entre las burbujas y las partículas finas para mejorar selectivamente su probabilidad de unión», explica Eckert. Hasta ahora, los investigadores han estado probando métodos para describir las interacciones entre los reactivos colectores, los depresores y los minerales. El equipo de FineFuture también ha informado sobre métodos para mejorar la selectividad de flotación de los minerales carbonatados. El uso de aditivos no iónicos condujo a una disminución significativa en el consumo del colector. Los investigadores del proyecto desarrollaron un nuevo colector que genera una atracción electrostática entre las burbujas y las partículas de sílice. Una estrategia eficaz para superar los problemas de flotación de las partículas finas es disminuir el tamaño de la burbuja y utilizar tipos especiales de celdas de flotación conocidas como celdas reactoras-separadoras que potencian las interacciones entre partículas y burbujas. Los investigadores lograron avances en este frente. En particular, informaron sobre diferentes tecnologías para generar microburbujas, incluido el uso de un generador de microdispersión de aire en agua. Las pruebas de flotación realizadas con este generador mostraron que la adición de microburbujas favoreció la recuperación de partículas de cuarzo.
Hacia un nuevo paradigma en la minería
«FineFuture aplica un método de investigación de carácter transdisciplinar y único en su tipo que fusiona la ciencia de interfaces y coloide, la dinámica de fluidos, la física, el procesamiento de minerales, la ingeniería química, la ingeniería eléctrica, la ciencia computacional y las matemáticas avanzadas», señala Eckert. «Nuestros conceptos y tecnologías innovadores cambiarán el paradigma de la minería actual hacia la explotación de depósitos minerales naturales que consisten en granos diminutos de una manera económica y respetuosa con el medio ambiente».
Palabras clave
FineFuture, minería, partículas finas, mineral, burbujas de aire, flotación, flotación de partículas finas, microburbujas, minerales