Liberación: Es el proceso de obtener partículas de un mineral puro, separando el mineral valioso de la ganga. Se logra mediante la reducción de tamaño (conminución) en equipos de trituración o molienda. La conminución produce minerales valiosos, partículas de ganga y partículas mixtas (ligadas), que pueden tener o no valor económico. La liberación adecuada se alcanza cuando se producen dos tipos de partículas: valiosas y de ganga.

Partículas y Granos

Una partícula es una entidad física única. Una roca, un pedazo de mineral o una partícula de polvo son ejemplos de partículas. La reducción de tamaño disminuye el tamaño de las partículas, mientras que los procesos de separación segregan partículas con características similares. Un grano es un pedazo distintivo de un mineral específico. En una partícula mineral grande, los granos de minerales valiosos se distribuyen entre los minerales de la ganga. Los granos varían en tamaño y forma.

Importancia del Análisis del Tamaño de Partícula

El análisis del tamaño de partícula es crucial para:

• Determinar la calidad de la molienda y el grado de liberación.
• Establecer el tamaño óptimo de alimentación para maximizar la eficiencia en la separación.
• Incrementar el área superficial y acelerar procesos físico-químicos de concentración (flotación).
• Asegurar que los tamaños cumplan con las especificaciones granulométricas comerciales en materiales de construcción, caliza, sal, etc.

El objetivo principal del análisis de partículas es obtener datos cuantitativos sobre el tamaño y su distribución. El tamaño de partículas irregulares no se puede determinar directamente, ya que pueden tener múltiples valores de longitud, ancho, espesor o diámetro.

Forma de la Partícula

Las partículas pueden tener diversas formas:

• Acicular: Forma de aguja.
• Angular: Forma puntiaguda.
• Dentrítico: Forma de ramificaciones.
• Granular: Forma irregular equidimensional.
• Irregular: Carece de simetría.

El Tamaño de la Partícula

Para formas regulares, se utilizan valores representativos como el diámetro de una esfera o la longitud de un lado de un cubo. Para formas irregulares, se emplea el diámetro equivalente, que depende del método de medición.

Métodos de Determinación del Diámetro Equivalente

Para formas irregulares, se utilizan los siguientes métodos:

• Diámetro de Stokes: Técnicas de sedimentación y elutriación.
• Diámetro del área proyectada: Microscopía.
• Diámetro de la abertura de tamiz o criba: Tamizado.

Sedimentación

Se basa en la medición de la velocidad de asentamiento de partículas dispersas en un líquido. El líquido se agita y luego se deja reposar. El líquido sobrenadante se extrae por sifón.

Elutriación

Es un proceso de clasificación de partículas mediante una corriente de fluido ascendente (aire o agua). Se basa en la ley de Stokes.

Método por Cernido o Tamizado

El análisis granulométrico es la forma más común de determinar el tamaño de partícula. El tamaño del tamiz se define por el ancho de la abertura o el número de aberturas por pulgada lineal. Por ejemplo, un tamiz de malla #200 tiene 200 agujeros por pulgada lineal, con una abertura de 74 μm o 0.074 mm.

Unidades de Medida

El tamaño de partícula se expresa en tamaño de tamiz o en micrones (μm). 1 mm = 1000 μm.

Series de Tamices de Tyler

Los tamices tienen aberturas cuadradas formadas por alambres que se cruzan. La serie Tyler es la más utilizada en minería. Tyler (USA) tomó como tamiz básico el de 200 mallas por pulgada lineal. También existen otras series como las IRAM, que adoptó la serie americana Standard ASTM.

Análisis Granulométrico Simple

Mide la cantidad de partículas que pasan por un solo tamiz. Por ejemplo, si el 80% de las partículas pasan por un tamiz de 200 mallas, se dice que el tamaño de las partículas es del 80% pasante por 200 mallas (80% – 200#), o que el 80% de las partículas es menor que 75 μm.

Análisis Granulométrico Completo

Utiliza una serie de tamices de diversos tamaños, colocados en columna, con la criba más gruesa en la parte superior y la más fina en la inferior. Se realiza en húmedo o en seco, de forma manual o mecánica. El objetivo es separar la muestra en varias fracciones de tamaño.

Contabilidad Metalúrgica y Control

La contabilidad metalúrgica se utiliza para:

• Determinar la distribución de los productos de una planta de tratamiento y sus valores.
• Evaluar la eficiencia del proceso mediante el control de leyes y recuperación.
• Vigilar las pérdidas de la planta y los procedimientos de muestreo y ensayo.

Una diferencia del 1% entre las recuperaciones teóricas y reales indica pérdidas no contabilizadas, posiblemente debido a muestreo y ensayos incorrectos.

Control de un Proceso Mineral

El control del proceso de concentración es crucial en:

1. Plantas de procesamiento: Desde la conminución hasta la obtención de concentrado y colas. El control se realiza sobre muestras de diferentes partes del proceso, midiendo:

• Peso y ley de concentrado, medianía y cola.
• Distribución granulométrica.
• Humedad.
• Densidad de la pulpa.
• Caudal.
• Distribución de constituyentes mineralógicos.
• pH y otros.

Laboratorio: Para el control de ensayos y estudios de un mineral, con las mismas variables anteriores.

Muestreo

Una muestra es una parte representativa del todo, utilizada para estudiar sus propiedades. Un muestreo incorrecto puede generar resultados distorsionados y pérdidas económicas.

Métodos de Muestreo Manual y Mecánico

Los métodos para muestrear sólidos incluyen:

1. Muestreo al azar (Grab sampling).
2. Muestreo por conos y cuarteo (coning and quartering).
3. Muestreo por partición (riffling), reducción binomial (partidor Jones).
4. Muestreo por tubos (pipe sampling).