Scarsi risultati nella flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn? La chiave sta nel seguire questi consigli per la scelta degli aggrappanti e l\'ottimizzazione del processo
Scarsi risultati nella flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn? La chiave sta nella scelta degli agenti di raccolta e nell\'ottimizzazione del processo
I giacimenti auriferi di tipo skarn sono una categoria piuttosto particolare tra i giacimenti auriferi rocciosi. Spesso presentano una simbiosi con metalli quali rame, ferro, piombo e zinco; la loro composizione mineralogica è complessa e la distribuzione dei minerali è molto fitta, il che porta spesso a una triplice difficoltà durante la flottazione: “basso tasso di recupero, difficoltà nel mantenere il tenore del concentrato e consumo di reagenti che rimane elevato”.Molti impianti di lavorazione hanno provato a cambiare più volte i reagenti e a regolare la velocità delle flottatrici, ma i risultati continuano a non essere soddisfacenti: il problema spesso non risiede in un singolo impianto, bensì nel fatto che la scelta degli agenti di raccolta e la struttura del processo non sono state adattate alle caratteristiche mineralogiche dei minerali di skarn.
Il presente articolo parte dalle caratteristiche del minerale dei giacimenti auriferi di tipo skarn, illustrando in modo chiaro le cause alla base degli scarsi risultati della flottazione, la logica alla base della scelta degli agens di raccolta e i punti chiave per l\'ottimizzazione del processo.
I. Prima di tutto: perché i minerali auriferi di tipo skarn sono difficili da flottare
La “difficoltà” dei giacimenti auriferi di tipo skarn risiede nel loro ambiente di formazione e nella composizione mineralogica:
1. Simbiosi multimetallica e composizione mineralogica complessa.
I giacimenti di tipo skarn sono spesso associati a minerali quali rame, ferro, piombo, zinco e zolfo; l\'oro può essere presente in calcopirite, pirite, magnetopirite, magnetite o minerali silicati skarnici.La presenza di diversi minerali con flottabilità simile rende la flottazione poco selettiva, con conseguente contaminazione del concentrato d\'oro da parte di una grande quantità di minerali non desiderati e, di conseguenza, un tenore che non riesce a raggiungere livelli elevati.
2. La disseminazione è fitta e la dissociazione è insufficiente.
L\'oro è strettamente intrecciato con i solfuri e i minerali sciaracitici (granato, diopside, fuchsite, ecc.) e si presenta spesso sotto forma di inclusioni a grana fine o di corpi coniacenti.Se la finezza di macinazione è insufficiente, i minerali auriferi non vengono liberati; se la macinazione è eccessiva, i minerali sciaracitici subiscono una grave fangoizzazione, peggiorando le condizioni di flottazione.
3. Interferenza dei minerali di ganga degli scuri.
I minerali sciaracitici quali il granato, l\'ortoclasio e l\'actinolite presentano elevata durezza e densità; durante la macinazione tendono a trasformarsi in fango, il quale ricopre la superficie dei minerali bersaglio, consuma i reagenti, contamina la schiuma e riduce la selettività della flottazione.Questa rappresenta una delle principali difficoltà che contraddistingue la flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn da quella dei giacimenti di tipo filoniano quarzifero.
4. La complessità dei tipi di solfuri e le notevoli differenze nella flottabilità.
La flottabilità di pirite, magnetite e calcopirite varia; la magnetite, in particolare, è soggetta a ossidazione, consuma reagenti e compromette la stabilità della flottazione. Per inibire selettivamente o favorire la flottazione di determinati minerali, è necessario progettare con precisione il regime dei reagenti.
In sintesi: gli scarsi risultati della flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn non sono dovuti, nella maggior parte dei casi, a «attrezzature inadeguate», ma piuttosto a «agenti chimici non adeguati e processi non ottimizzati».
II. Scelta degli agens di raccolta: il primo fattore chiave nella flottazione dei minerali auriferi di tipo skarn
L\'agente raccoglitore determina se il minerale bersaglio, essendo idrofobo, possa galleggiare in superficie ed è la variabile fondamentale per l\'efficacia della flottazione. Nella scelta dell\'agente raccoglitore per i giacimenti auriferi di tipo skarn, è necessario attenersi ad alcuni principi:
1. Scegliere il tipo di agens di raccolta in base al tipo di minerale aurifero.
- L\'oro è presente principalmente in minerali solfuri quali la calcinite e la pirite: si dovrebbero preferire agens di raccolta del tipo xantato (xantato etilico, butilico, isopentilico) o del tipo solfoazotico, che presentano un forte potere di raccolta sui minerali solfuri;
- Quando la chalcopirite aurifera è associata alla pirite, è necessario privilegiare la flottazione del rame e l\'inibizione dello zolfo: si può optare per una combinazione di xantati selettivi + inibitori, oppure utilizzare composti solfoazotici per migliorare la selettività;
- L\'oro è associato alla magnetite: la magnetite è facilmente ossidabile, presenta scarsa flottabilità e causa notevoli interferenze; è necessario adottare misure di attivazione o inibizione, e nella scelta del raccoglitore occorre considerare l\'adattabilità alla magnetite;
- Parte dell\'oro è presente in forma libera nella ganga dei filoni di skarn: l\'uso dei soli agens di raccolta per minerali solforati non garantisce una raccolta completa; occorre valutare la fattibilità di un pre-ritaglio per il recupero dell\'oro a grana grossa.
2. L\'uso combinato di agenti è preferibile all\'uso di un singolo agente.
I giacimenti di tipo skarn presentano una composizione mineralogica complessa; è difficile ottenere contemporaneamente un buon tasso di recupero e una buona selettività con un unico agglutinante.Una pratica comune consiste nell\'utilizzare una combinazione di agens di raccolta principale e ausiliario: gli agens di raccolta del tipo xantato fungono da agens principale per garantire il tasso di recupero, mentre una piccola quantità di agens ausiliari a base di esteri o oli neutri migliora la capacità di raccolta dell\'oro a grana fine e degli agglomerati. Le proporzioni della combinazione devono essere determinate tramite prove di flottazione e non possono essere applicate in modo rigido.
3. Gli agenti schiumogeni e gli agenti di regolazione devono essere abbinati.
Gli agenti di raccolta non agiscono in modo isolato. Gli agenti schiumogeni (olio di pinolo, MIBC, ecc.) influenzano la struttura e la stabilità della schiuma; gli agenti di regolazione del pH (calce, carbonato di sodio) influenzano le proprietà elettriche della superficie dei minerali e l\'azione dei reagenti; gli attivatori/inibitori determinano la selettività.Nei minerali di tipo skarn è particolarmente importante prestare attenzione agli inibitori: l\'inibizione dei minerali di ganga skarnici e della magnetite è fondamentale per migliorare il tenore del concentrato.
4. Il regime di dosaggio dei reagenti deve essere determinato mediante prove specifiche sul minerale, senza applicare modelli predefiniti.
Anche per lo stesso tipo di giacimento aurifero di tipo skarn, la composizione mineralogica, la granulometria di disseminazione e il grado di ossidazione variano notevolmente da un\'area all\'altra; il tipo, il dosaggio, il punto di dosaggio e la sequenza di dosaggio degli agens di raccolta devono essere ottimizzati tramite prove di flottazione a circuito aperto/chiuso. Copiare pedissequamente la lista dei reagenti di una miniera vicina è una causa comune di scarsi risultati nella flottazione.
III. Ottimizzazione del processo: solo con una struttura corretta la flottazione risulta stabile
Anche se si scelgono gli agenti di raccolta giusti, un processo strutturato in modo irragionevole non consentirà comunque di raggiungere gli obiettivi. Per l\'ottimizzazione del processo di flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn, è necessario concentrarsi sui seguenti aspetti:
1. Finezza di macinazione: trovare un equilibrio tra dissociazione e fango.
La finezza di macinazione è la prima variabile della flottazione. Se la finezza è insufficiente, la dissociazione dei minerali auriferi non è completa e le particelle agglomerate finiscono nel concentrato o negli scarti; se la finezza è eccessiva, la fangoizzazione della ganga dei filoni di skarn è grave, con copertura da fango fine, aumento del consumo di reagenti e diminuzione della selettività di flottazione.La finezza di macinazione dei minerali di tipo skarn deve essere determinata tramite prove per individuare il punto di equilibrio; se necessario, si ricorre alla macinazione e alla selezione in fasi: macinazione grossolana con eliminazione preliminare degli scarti, rimacinazione e riselezione del concentrato, al fine di ridurre la macinazione eccessiva.
2. Numero di sezioni di flottazione: progettare una struttura di flottazione grossolana, di pulizia e di selezione in base alla flottabilità dei minerali.
Le configurazioni più comuni vanno da una fase di sgrossatura, due di raffinazione e due di pulizia fino a una fase di sgrossatura, tre di raffinazione e tre di pulizia. Per i minerali polimetallici di tipo skarn occorre prestare attenzione a quanto segue:
- la selezione grossolana garantisce il tasso di recupero, mentre la selezione di scarti recupera i corpi interconnessi e l\'oro a grana fine;
- il numero di fasi di selezione fine determina il tenore del concentrato; un numero eccessivo di fasi comporta una perdita di recupero, mentre un numero insufficiente impedisce di raggiungere un tenore adeguato;
- il punto di ritorno del prodotto intermedio deve essere ragionevole, per evitare che gli agglomerati con scarsa flottabilità si accumulino nel ciclo di lavorazione.
3. Scelta tra flottazione prioritaria e flottazione mista.
Nei giacimenti auriferi di tipo skarn con comminazione polimetallica, è possibile valutare la flottazione prioritaria (flottazione prima del rame e poi dello zolfo, ecc.) o la flottazione mista (flottazione congiunta di rame e zolfo, con successiva separazione del concentrato). La scelta dipende dal contenuto dei singoli minerali, dalle differenze di flottabilità e dai requisiti di fusione, e deve essere determinata tramite prove comparative.
4. Fase di disidratazione: il «rimedio specifico» per i minerali di tipo skarn.
Per ovviare al grave problema della fangosità della ganga dei filoni di skarn, è possibile aggiungere un\'operazione di disfangamento prima della flottazione (classificazione mediante idrocicloni o disfangamento per flocculazione), al fine di separare preventivamente il fango fine e ridurne l\'interferenza con la flottazione.La decisione di procedere o meno alla disargillatura, nonché la granulometria di tale processo, devono essere stabilite in base al contenuto di fango nel minerale e ai risultati delle prove di flottazione.
5. Trattamento della magnetite.
Nei giacimenti auriferi di tipo skarn contenenti magnetite, quest\'ultima è soggetta a facile ossidazione, comporta un elevato consumo di reagenti e interferisce con la flottazione. Si può prendere in considerazione una separazione magnetica debole prima della flottazione per rimuovere parte della magnetite, oppure rafforzare l\'inibizione durante la flottazione; lo schema specifico va determinato tramite prove.
6. Adeguamento dei parametri dell\'impianto di flottazione.
La quantità di aerazione, la velocità di rotazione della girante e la profondità della vasca della flottatrice influenzano la sospensione della poltiglia e lo stato della schiuma. Poiché i minerali skarnici hanno un\'elevata densità e tendono a sedimentare, l\'intensità di agitazione della flottatrice deve garantire che la poltiglia non si depositi sul fondo della vasca; la quantità di aerazione deve essere adeguata al regime di dosaggio dei reagenti e alle proprietà del minerale.Per quanto riguarda la scelta degli impianti, i separatori ad aspirazione automatica di tipo SF sono adatti alla fase iniziale di selezione grossolana e di pulizia, mentre i modelli ad aerazione di tipo XCF/KYF sono indicati per configurazioni con vasche a flusso continuo di grandi dimensioni; la scelta specifica va effettuata in base alla capacità di trattamento e ai requisiti di aerazione.
IV. Raccomandazioni per la configurazione di impianti di flottazione completi
Configurazione degli impianti per una linea di flottazione di miniere aurifere di tipo skarn (esempio con una capacità di trattamento giornaliera di 200-500 tonnellate):
Sezione di frantumazione e macinazione:
alimentatore vibrante → frantoio a mascelle (frantumazione grossolana) → frantoio a cono (frantumazione media-fine) → vaglio vibrante circolare → mulino a sfere(primo stadio a griglia + secondo stadio a sfioro) → Classificatore a spirale/ciclone idraulico a circuito chiuso. Per i minerali di skarn con durezza eccessiva, nella sezione di frantumazione è necessario scegliere una configurazione resistente all\'usura, mentre nella sezione di macinazione è possibile valutare un programma di macinazione a fasi.
Sezione di regolazione della sospensione e disidratazione:
Miscelazione nella vasca di miscelazione → Disidratazione con idrocicloni (configurazione in base alle esigenze) → Sistema di dosaggio dei reagenti (agenti di regolazione del pH, attivatori, inibitori, agenti di raccolta e agenti schiumogeni aggiunti in punti specifici).
Sezione di flottazione:
Gruppo di flottatori (grossista, di pulizia, di selezione), configurato in base al numero di sezioni determinato dai test; per i minerali polimetallici è possibile adottare un processo di flottazione prioritaria o mista; dotato di pompa di ricircolo del concentrato intermedio.
Sezione di disidratazione del concentrato:
densificatore → filtro a piastre e telaio; il panello del concentrato soddisfa i requisiti di trasporto.
Sezione di trattamento degli sterili:
Densificatore degli sterili → Filtropressa (scarico a secco degli sterili) → Sistema di ricircolo dell\'acqua.
Criteri chiave per la configurazione degli impianti:
In primo luogo, il processo e le attrezzature devono essere gestiti dallo stesso team. Solo dopo aver definito il numero di sezioni di flottazione e il regime di dosaggio dei reagenti è possibile stabilire le specifiche dei flottatori e la configurazione degli impianti. La disgiunzione tra progettazione del processo e produzione delle attrezzature è la causa principale della mancata corrispondenza tra i disegni di progetto e le attrezzature effettive.
In secondo luogo, i materiali devono essere personalizzati in base alle caratteristiche del minerale. Il minerale di skarn, caratterizzato da elevata durezza e forte abrasività, richiede che le piastre di rivestimento dei frantoi, dei mulini a sfere e delle parti a contatto con il fluido nelle flottatrici siano realizzate in lega ad alto contenuto di cromo o in gomma resistente all\'usura, al fine di ridurre il consumo delle parti soggette a usura.
Terzo, un impianto completo è preferibile a un insieme di componenti assemblati. Se le flottatrici, le vasche di agitazione, i sistemi di dosaggio dei reagenti e i densificatori provengono da produttori diversi, le interfacce e i parametri non sono compatibili, compromettendo la stabilità del processo di flottazione. La fornitura di un impianto completo garantisce la sinergia del sistema.
V. Sequenza di analisi in caso di scarsi risultati di flottazione
Se gli indicatori di flottazione in loco non sono soddisfacenti, si consiglia di effettuare la ricerca dei guasti secondo la seguente sequenza:
- Verificare innanzitutto il minerale: verificare se le proprietà del minerale sono cambiate (tasso di ossidazione, grado di fango, tipo di solfuri) e prelevare campioni di minerale per un\'ulteriore analisi;
- verificare poi la macinazione: la finezza di macinazione è conforme agli standard, l\'efficienza di classificazione è normale, si è verificata un\'eccessiva macinazione con conseguente fango?;
- Verificare i reagenti: il tipo e il dosaggio degli agenti di raccolta sono adeguati al minerale attuale? I punti e la sequenza di dosaggio sono ragionevoli? Il pH è stabile?
- Verificare il processo: il numero di sezioni di flottazione, il ricircolo del prodotto intermedio e la fase di disidratazione sono adeguati?
- Infine, controllare le apparecchiature: verificare se la portata d\'aria, la velocità di rotazione e le condizioni delle vasche delle flottatrici siano normali.
Una modifica mirata è più economica rispetto alla sostituzione cieca delle apparecchiature. In molti casi di “scarsa efficacia della flottazione”, il problema risiede nella finezza di macinazione e nel regime di dosaggio dei reagenti; la sostituzione delle flottatrici non risolve il problema alla radice.
VI. Flottazione dei giacimenti auriferi di tipo skarn: reagenti e processo devono essere “adeguati al problema”
Se l\'efficacia della flottazione in un giacimento aurifero di tipo skarn è scarsa, non significa che il minerale sia irrecuperabile, ma semplicemente che non è stato individuato il metodo corretto.La logica fondamentale è la seguente: innanzitutto, determinare con precisione la composizione mineralogica e la distribuzione dei minerali → ottimizzare la combinazione di agens di raccolta e il regime di dosaggio tramite prove di flottazione → progettare il grado di macinazione, il numero di sezioni di flottazione e la fase di disargillamento in base alle caratteristiche del minerale → configurare un insieme coordinato di apparecchiature di flottazione → effettuare la messa a punto in loco per ottimizzare i parametri.
La scelta degli aggrappanti è il primo fattore chiave della flottazione, ma i reagenti non possono essere considerati separatamente dal processo: se il grado di macinazione non è corretto, anche il miglior aggrappante è inutile; se la struttura del processo non è razionale, il consumo di reagenti non può essere ridotto.
Se disponete di un giacimento aurifero di tipo skarn e il tasso di recupero per flottazione o il tenore del concentrato non sono soddisfacenti, non esitate a contattare GoldProcessingPlant per l\'analisi dei campioni e le prove di flottazione, al fine di individuare soluzioni sia a livello di regime chimico che di struttura del processo.