La baritina (sulfato de bario) a menudo ocurre como venas largas o estratos, como mineral de ganga en varias vetas de minerales, en las calizas, areniscas y como depósitos. Los minerales son generalmente de bajo grado y requieren concentración por flotación para satisfacer las especificaciones del mercado.

La baritina, que tiene la capacidad de influir en los demás materiales con sus características básicas, hace que esta característica sea útil para mantener la alta viscosidad uniforme y especificaciones necesarias en todos los fluidos de perforación rotativa. El enriquecimiento de baritina es por un proceso de flotación, y suele usarse como aditivo en la perforación de pozos de petróleo, para lo cual debe reunir ciertas especificaciones técnicas,

  1. Fineza, 98% menos malla 200 (90-95% menos malla 325)
  2. Gravedad específica, se requiere 4.3 o más. Este producto contiene 90% o más de Ba SO4
  3. Viscosidad, la máxima es 60 centipoises. El peso usual es 16 lb/galón

Diagrama de Flujo del Procesamiento de Baritina

Se requiere una molienda húmeda a finura final menor a 5% sobre la malla 325, liberando el mineral de la ganga; entonces puede concentrarse por medio de flotación para obtener un producto con la pureza adecuada.

baritina

Diagrama de Flujo para la Recuperación de Baritina

Sección de Chancado de la Planta de Baritina

El circuito de chancado opera de 8 a 10 horas diariamente. El mineral se envía a una parrilla de 10″ para controlar el material grueso antes de alimentar de mineral grueso a la chancadora. Un alimentador de placas de 36″x 10″ se ubica debajo de la tolva de alimentación, y tiene un accionamiento de velocidad variable para controlar la alimentación de la chancadora de mandíbula, asegurando así la máxima eficiencia de trituración.

Un alimentador vibratorio de 2″ de ancho por 6 de largo es operado al mismo tiempo que la chancadora de quijadas. El alimentador es colocado en una pendiente de 20° desde la horizontal y con una abertura de 1,5″ separa una parte del material; mientras que el mineral que no paso la abertura es enviado a una chancadora de 15″ x 24″, la cual reduce el material de 10″ a 1.5”.

Un magneto instalado sobre la polea de la faja transportadora remueve el material de hierro presente en el mineral.

Una zaranda vibratoria de 3’ x 6” remueve una parte de la alimentación que debe enviarse a una chancadora cónica de 30” que actúa como chancadora secundaria.

bario

Molienda y Flotación de Baritina

El mineral se extrae de la tolva de finos por medio de un alimentador ajustable de 24″ x 14′ y es reducido a un tamaño de 100-150 mallas en un molino de bolas de un tamaño 6’x12′ cargado con bolas de acero de 3″, 2,5″, 2″ y 1”.

La descarga del molino de bolas se clasifica a un tamaño de 100-150 de mallas en un clasificador. La descarga gruesa del clasificador es devuelta al molino de bolas, mientras el rebose es bombeado por un bomba SRL a un clasificador similar a un espesador para efectuar la clasificación final antes de enviar el material a flotación.

El rebose de clasificador tiene un 20% de solidos casi totalmente menor a la malla 200 es enviada al tanque acondicionador.

La mayor parte del mineral es sedimentado colocándose al centro de la descarga inferior del clasificador. La característica principal del clasificador es que permite un control en el tamaño del material que es enviado a flotación. El clasificador tiene una placa deflectora que ayuda a dispersar el agua que se adiciona para eliminar el exceso de material que podría quedarse atrapado en la descarga inferior.

La fracción gruesa presente en la descarga inferior del clasificador se envía a un molino de bolas de 6’x6′ cargado con bolas de acero de 1” de diámetro. El producto remolido es enviado nuevamente al clasificador para efectuar el proceso de clasificación nuevamente.

Esta molienda de dos etapas permite una mayor flexibilidad en el control de la molienda. Algunos minerales requieren que la alimentación acondicionador tenga un mayor contenido de sólidos, lo que a veces elimina el efecto de las sales solubles y efectivamente controla la densidad de la pulpa en el acondicionador y circuitos de flotación. La flotación a veces puede ser hecha en el 40-50% de sólidos; sin embargo, la flotación en mayor porcentaje en sólidos produce un producto más acabado en celdas de flotación, por lo que esta clasificación en espesador suele aplicarse.

Un cortador automático entre el clasificador y el acondicionador permite obtener una Buena muestra de cabeza.

celdas

En la figura superior las burbujas en un banco de seis celdas de flotación Sub-A No 21 son uniformes y llevan un alto contenido mineral. La espuma se mueve desde la fase 1 a la fase 2 por gravedad y los medios son devueltos al acondicionador.

El rebose del clasificador es acondicionado con reactivos necesarios para flotación. Si no se añade la sosa cáustica en el molino de bolas, se añade con carbonato sódico al acondicionador para tener un pH desde 8,0 a 10,0. Silicato de sodio se agrega a veces a liberar limos; mientras que el colector es generalmente un ácido graso refinado o un producto similar. Puede añadirse al acondicionador o en etapas.

Un celda de Flotación para no metálicos tipo, equipada con impulsores forrados con jebe y con placas actuando como difusores produce concentrados de flotación. La calidad de estos concentrados se mejora por dos fases de limpieza. Cada etapa consta de 3 a 6 celdas de la celda Nº 21 (38 x 38). El nivel de la pulpa de cada celda puede ser controlado por medio de placas. Los relaves de flotación se muestrean por un muestreador automático. Los relaves se bombean por medio de una bomba SRL hacia el depósito de relaves.

En la etapa de limpieza la espuma del concentrado se mueve de la etapa 1 a la etapa 2 por gravedad, y los productos intermedios son retornados al acondicionador.

Una bomba SRL envía el concentrado final de flotación a un espesador. El producto del espesador se envía a una etapa de filtración equipada con un filtro de discos.

El producto filtrado alimenta a un secador, y el producto seco es transportado hasta una tolva d concentrado de donde se alimenta a un sistema de embolsado, o en todo caso de despacha en camiones.

Planta de Beneficio para Barita-Fluorita-Zinc

zinc

Diagrama de flujo de Flotación para un mineral de Barita-Fluorita-Zinc

El diagrama de flujo es para una planta de tratamiento de 100 toneladas por día de un mineral que contiene aproximadamente el 37% de barita, 37% de fluorita y 1.5% de zinc como esfalerita y para producir concentrados comercializables de barita, con un contenido de más del 95% de BaSO4, y una fluorita grado ácido. La estrecha asociación de los minerales y su respuesta similar a los reactivos que requieren de un cuidadoso programa de pruebas para determinar la adición de reactivos y el proceso de tratamiento. El exceso de molienda debe evitarse.

Chancado del Mineral de Baritina-Fluorita-Zinc

Para una operación no grande un circuito de chancado de 100 toneladas por día suele ser suficiente. Dado que más del 90% de los problemas de funcionamiento de una trituradora de mandíbula provienen de los cojinetes, una chancadora con rodamientos antifricción se debe considerar. Los tonelajes de mayor tamaño requieren secciones chancado primario y secundario para obtener la máxima eficiencia en la reducción de tamaño para las posteriores operaciones de chancado. La parrilla delante de la chancadora proporciona una mayor capacidad de procesamiento ya que el material pasante no pasa por la chancadora.

Molienda del Mineral de Baritina-Fluorita-Zinc

El mineral para el tratamiento es de tal naturaleza que de molienda convencional a -65 mallas usando un molino de bolas con clasificador muele en exceso la baritina. Para evitar esta condición un molino de barras se utiliza en lugar de un molino de bolas para la reducción de la alimentación para flotación. Este circuito, que consta de una combinación de clasificador en espiral y el ciclón, en realidad se traduce en una leve molienda en exceso de fluorita pero esto no resulta perjudicial en el circuito de flotación. Reactivos para flotación de zinc se agregan al circuito de molienda y la pulpa es entonces condicionada hasta obtener el máximo contacto de los reactivos para la eficacia de la activación de la Esfalerita.

Flotación de Zinc

flotacion

Flotación de fluorita. Debe indicarse que los tubos colocados sobre las canaletas envían las espumas a una celda apropiada para efectuar varias limpiezas hasta lograr el grado de ácido CaF2. Todos los productores de fluorita en medo ácido usan celdas de flotación del Tipo Sub-A

El rebose del clasificador con aproximadamente el 30% de los sólidos es sometido a flotación de desbaste en una etapa de flotación selectiva, seguido por varias etapas de limpieza del concentrado de desbaste. Las celdas de flotación del tipo Cell to Cell son mejores para este servicio. Los relaves de la flotación de zinc son bombeados a un espesador que separa el material lamoso. La descarga inferior del espesador es enviada al circuito de flotación baritina. Si el material lamoso está presente en el mineral, se produce un exceso de consumo de reactivos. La operación de espesamiento permite una alimentación uniforme a la sección de Baritina

Flotación de Baritina

El relave del circuito de zinc es espesado hasta aproximadamente el 40% de sólidos, y es acondicionado con cloruro de bario y ácido cítrico en el primer acondicionador, y un espumante y colector es añadido en el segundo acondicionador. Acondicionadores con tubos de recirculación interna alrededor del eje proporcionan una buena dispersión de la pulpa y evitan la acumulación de espuma en los tanques del acondicionador. Un largo período de acondicionamiento es necesaria para obtener el máximo efecto de los reactivos. La flotación inicial de la baritina es rápida y la adición de una pequeña cantidad de reactivos hacia el final del circuito asegura una esfumación suficiente para la operación final de flotación. El concentrado obtenido inicialmente es limpiado tres veces, agua limpia pulverizada para limpiar las espumas y obtener unos resultados satisfactorios en la eliminación de lamas. Los relaves de flotación de baritina son bombeados a un espesador para tener una descarga con una densidad de la pulpa de aproximadamente 40% de los sólidos para la etapa de acondicionamiento y flotación de fluorita.

Flotación de Fluorita

Los relaves de flotación de baritina son espesados hasta 40% de sólidos, y son alimentados al primero de dos acondicionadores donde un depresor y silicato de sodio son agregados para deprimir la ganga. Colectores de fluorita se agregan a la pulpa en el segundo acondicionador. La pulpa es acondicionada y se efectúa una etapa de flotación inicial y varias etapas de limpieza.

colectores

http://geology.com/minerals/barite.shtml

Espesamiento y Filtración

Los concentrados de flotación de baritina y fluorita no presentan dificultad alguna en el espesamiento y filtración. Los espesadores son de suficiente capacidad para manejar el tonelaje y proporcionar algún espacio en el caso de pequeños problemas con el filtro o secador. Sistemas de inyección de agua deben instalarse en los espesadores. Una pequeña cantidad de zinc no garantiza un buen espesamiento antes de filtración; en su lugar, un filtro con una superficie suficiente para filtrar los concentrados directamente desde las máquinas de flotación se puede considerar. Los concentrados de zinc y de baritina son filtrados, utilizando un filtro de discos y el concentrado de fluorita con un filtro de tambor.

Manipuleo del Concentrado

Los concentrados filtrados de zinc se descargan directamente en una tolva de concentrado. Los concentrados de baritina y fluorita s desde los filtros pasan a secadores rotativos que cuentan con sistemas de colección de polvo. Los concentrados secos se transportan a tolvas que alimentan a sistemas de embolsado.

Muestreo

Se suele hacer uso de muestreadores automáticos para efectuar los controles de la operación. Las variaciones en la alimentación o el balance en algún circuito requieren de la tomas de muestras confiables.

Resultados Metalúrgicos

Las recuperaciones de metales básicos, baritina y fluorita en productos aceptables varían con el tipo de mineral y el grado de asociación de los distintos componentes en el mineral. Una mineralización gruesa con cantidades mínimas de lamas generalmente se traducirá en mayores recuperaciones. Los reactivos y las condiciones para el tratamiento de minerales de esta naturaleza sólo puede determinarse pruebas batch o programas de pruebas de planta piloto.

Proceso de Beneficio de Baritina

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Especificaciones del Mercado

La mayoría de la baritina producida por la flotación se utiliza como aditivo de perforación de pozos de petróleo, para lo cual demanda especificaciones de un material con densidad mínima de 4.30. Cuando se vende para la producción de productos químicos de bario se suele requerir concentrados con mínimo de BaSO4 de 95% con un contenido máximo de Fe2O3 de 1,0%.

Consideraciones Operativas

Cuando se vende la baritina como aditivo de perforación, la baritina tiene que ser molido a menos de 5% sobre la malla 325, por lo cual se requiere una molienda fina del mineral antes de flotación o como una etapa de remolienda. La concentración por gravedad es a veces ventajoso en conjunción con la flotación, ya que por este medio pueden obtenerse productos que satisfagan los requisitos de más de un mercado. Algunos de los reactivos utilizados comúnmente para hacer flotar la baritina son perjudiciales para su uso como aditivo de perforación y debe ser retirado de la superficies de partículas por medio del calor durante la etapa de secado.

Combinaciones de Reactivos

La baritina es fácilmente flotable por ácidos grasos en medio alcalina, generalmente ácido oleico con carbonato de sodio o soda cáustica. Productos sulfonados a base de petróleo son satisfactorios. La tendencia en el desarrollo de nuevos reactivos es superar la necesidad de calentar el concentrado a una alta temperatura para extraer el reactivo remanente en el concentrado de flotación.