SEPARACIÓN MAGNÉTICA

SEPARACIÓN MAGNÉTICA
Proceso utilizado para concentrar minerales que poseen diferencias en su
susceptibilidad magnética, es decir, que responden en forma diferente ante
la aplicación de un campo magnético.
De acuerdo con su susceptibilidad magnética los minerales pueden ser
clasificados como:
?
Paramagnéticos: Son materiales que experimentan magnetización ante la
aplicación de un campo magnético, algunos de ellos son:
iImenita (FeTiO3), Hematita (Fe2O3), Pirrotita (Fe11S12).
?
Ferromagnéticos: Son materiales que experimentan alto paramagnetismo
ante la aplicación de un campo magnético, algunos de ellos son el Fe y la
magnetita (Fe3O4).
?
Diamagnéticos: son materiales que repelen el campo magnético, algunos
de ellos son el cuarzo (SiO2), Feldespatos (K2O.Al2O3.6SiO2) y dolomitas
(Mg,Ca(CO3)).
PRINCIPIO DE LA SEPARACIÓN MAGNÉTICA
La selectividad de la separación magnética está determinada por el
balance de las fuerzas que interactúan sobre cada una de las
partículas a separar, estas son:
?
?
?
?
?
Fuerza magnética
Fuerza de gravedad
Fuerza centrífuga
Fuerzas hidrodinámicas
Fuerzas interparticulares (de atracción o repulsión)
FUERZA MAGNÉTICA
La fuerza magnética que actúa sobre una partícula depende de su
susceptibilidad (K)
?
K?
H
De donde,
µ, es la intensidad de magnetización
H, es el campo magnético aplicado
Los minerales paramagnéticos poseen un K alto, mientras que los minerales
diamagnéticos K es bajo o cero.
La fuerza de magnetización que actúa sobre cada partícula puede ser
determinada mediante la siguiente expresión:
32 * ? * H
Fm ? ?
? *R
2
De donde:
?, es el ángulo entre los dipolos magnéticos
R, es el radio del tambor
FUERZA DE GRAVEDAD
Fg ? m * a ? m * g
?
?
m
V
? *d3
V?
6
?
? *d3
Fg ?
* ?s ? ?
6
f
?* g
FUERZA HIDRODINÁMICA
De acuerdo con la ley de Stokes, la fuerza hidrodinámica puede ser
determinada a partir de la siguiente expresión:
Fd ? 3 * ? * d * v * ?
De donde,
V, es la velocidad relativa a la cual se desplaza la partícula en el fluido.
De acuerdo con la interacción de la partícula con cada una de las fuerzas
que experimenta durante el proceso de concentración magnética, se puede
establecer su relación de atrapamiento.
FUERZA CENTRÍFUGA
En los procesos de separación magnética en seco, llevada a cabo en
tambores rotatorios, una de las fuerzas de desprendimiento más importantes
es la fuerza centrífuga, la cual puede ser determinada mediante la siguiente
expresión:
Fc ? ? s * v * w 2 * R
De donde,
W 2, es la velocidad angular de una partícula que se desplaza sobre la
superficie de un tambor de radio R
R, es el radio del tambor
Dado que el tamaño de partícula no es un factor determinante de este tipo
de fuerza, que es la más importante para procesos en seco, la selectividad
de estos procesos será independiente del tamaño de partícula a separar
RELACIÓN DE ATRAPAMIENTO
Si las fuerzas de atrapamiento (Fm,) que experimenta una partícula son
mayores a las fuerzas de desprendimiento (F g, Fd), el factor de atrapamiento
es mayor a 1 y por lo tanto la partícula será atraída hacia la zona de los
magnéticos o concentrados, mientras que si el factor de atrapamiento es
menor a 1, la partícula será arrastrada hacia la zona de los no magnéticos o
estériles.
Ra ?
Fuaerzas de atrapamiento
Fuerzas de desprendimiento
Ra>1 la partícula será arrastrada hacia los magnéticos
Ra< 1 la partícula será arrastrada hacia los no magnéticos
PROCESOS DE SEPARACIÓN MAGNÉTICA
Dada la influencia de la susceptibilidad magnética en la magnitud de
las fuerzas que interactúan sobre cada una de las partículas a
separar, se han desarrollado dos procesos de separación magnética:
?
?
Separación de baja intensidad
Separación de alta intensidad
Los cuales a su vez pueden ser llevados a cabo bajo diferentes
condiciones (seco o en húmedo) a alta o baja velocidad, con el fin de
promover la acción de algunos de los tipos de fuerzas, sobre cada
una de las partículas.
SEPARACIÓN DE BAJA INTENSIDAD
Este tipo de proceso se utiliza para separar especies ferromagnéticas
o paramagnéticas, de las especies diamagnéticas.
Dado que la fuerza de magnetización que se produce sobre cada una
de las especies magnéticas (ferromagnéticas o paramagnéticas) es
tan alta, se requiere que sobre las partículas actúen fuerzas como las
hidrodinámicas y la fuerza centrífuga, adicional a la fuerza de
gravedad, con el fin de obtener un proceso suficientemente selectivo.
Por tal razón este proceso generalmente se realiza en medio húmedo
y en equipos de tambor rotatorio.
La intensidad de campo magnético (a 5 cm de la superficie del
tambor) generalmente es de 0,05 T.
SEPARACIÓN DE BAJA INTENSIDAD
Fd
Fm
?
Fc
Fd
Fg
Fd
Fc
Fd
Fg
SEPARACIÓN DE ALTA INTENSIDAD
Este proceso generalmente se utiliza para separar especies
paramagnéticas de especies diamagnéticas.
Dado que la fuerza magnética que experimentan las partículas
paramagnéticas generalmente es débil, este proceso suele realizarse
en seco y en equipos no rotativos, con el fin de evitar las fuerzas
hidrodinámicas y la fuerza centrífuga, sin embargo, cuando la especie
magnética experimenta un paramagnetismo alto, el proceso puede
llevarse a cabo en medio húmedo.
La intensidad de campo (a 5 cm de la superficie del tambor)
generalmente es de 2 T.