pp. 3-11 - Centro de Investigaciones para la Industria Minero
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1. laboratorio Los resultados alcanzados PROPIEDAD demostraron que era posible el empleo de esta tecnolog a para tratar el mineral de Tipo del yacimiento Managua logr ndose mejorar notablemente las propiedades de la Bentonita aunque algunos par metros de calidad no alcanzaron los ndices establecidos en las condiciones estudiadas No obstante se logr disminuir la humedad del material entre 10 15 y un mayor grado de desterronamiento lo que permite una mejor manipulaci n y un ahorro considerable de combustible Montejo 1996 2000 El objetivo de este estudio es comprobar a escala ampliada los resultados alcanzados en el laboratorio aument ndose el nivel de natrificaci n NaCO as como mejorar los ndices de eficiencia de la planta de procesamiento de este mineral MATERIALES Y M TODOS Para evaluar las posibilidades de empleo en los distintos usos industriales a las muestras se le evaluaron las siguientes propiedades NORMA EMPLEADA Capacidad de intercambio de cationes total CICT CICT Norma CIPIMM NA Norma CIPIMM NA Hinchabilidad ASTM D 5890 95 Gasto Coloidal Norma Empresa Anexo 2 P rdidas por filtraci n OCMA DFCP 4 Las pruebas de rendimiento ponderal y p rdidas por filtraci n se realizaron en el laboratorio de fluidos de perforaci n y cementaci n del CEINPET De la zona en explotaci n en el yacimiento Managua se seleccion por los especialistas ge logos y mineros d2. DE LOS e Pa o superior 2 5 mm en RESULTADOS vez de 2 0 mm e Pa o inferior 0 6 mm en Los resultados demuestran que la vez de 0 8 mm dosificaci n de carbonato de alrededor INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 9 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 Esto se basa en que el BENTOMAT obtenido admite m s de un 10 de material grueso y casi un 20 de material fino El empleo de los tamices recomendados debe aprovechar mejor la especificaci n granulom trica con vista a incrementar el rendimiento de la fracci n til Tambi n el cambio de mallas debe tener un efecto positivo en el trabajo de las zarandas lo que pudiera reflejarse en un incremento en la capacidad de procesamiento pues las zarandas constituyen el cuello de botella de la operaci n de la planta Desde el punto de vista de operaci n la implementaci n del Presecado y Natrificaci n In Situ de la Bentonita tiene un efecto muy positivo sobre la eficiencia industrial tal como se puede apreciar en la Tabla 6 donde se comparan los resultados alcanzados en las pruebas con los datos estad sticos de la planta que a continuaci n se se alan En la misma se ve que existe un incremento notable en la capacidad de procesamiento y en el rendimiento de BENTOMAT Se logr en ocasiones trabajar de forma estable a un flujo de hasta 4 Ton hrs pese a que se recirculaban los gruesos Como aspecto adicional se puede por los datos estad sti
3. Vario No 584 La Habana Cuba Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metal rgica Garc a Romero Emilia Su rez Barrios Mercedes Las Arcillas Propiedades y Usos En l nea http www uclm es consulta 17 mar 2009 Montejo Emilio 1996 Informe de las pruebas de natrificaci n in situ de la Bentonita del yacimiento Managua Informe Vario No 1216 La Habana Cuba Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metal rgica Montejo E lvarez l y Otros 2000 Estudio del Presecado y Natrificaci n In Situ de la Bentonita del Yacimiento Managua Informe de Investigaci n No 97 La Habana Cuba Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metal rgica Montejo Emilio Castellanos Jos y Otros 2006 Tecnolog as para el aprovechamiento de minerales de naturaleza arcillosa PROCEMIN Santiago de Chile Chile Memorias Saunders Enrique 77 Estudio para estabilizar la producci n y Calidad de la Bentonita Natrificada en la nueva Planta para consumo nacional y fines exportables Dpto T cnico de Desarrollo Empresa Minera Habana INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 11
4. n y presecado in situ que mejora las propiedades de la materia prima y permite una mejor manipulaci n La planta ten a inter s en procesar la bentonita para obtener un producto denominado BentomatClay para la exportaci n para su empleo en la fabricaci n de Geomenbranas para impermeabilizaci n de construcciones Las especificaciones principales de calidad exigidas eran Mineral Bentonita Hinchabilidad 20 ml 2 g m nimo Humedad 15 amp m ximo Granulometr a 1 8mm 20 m x 1 8 0 6mm 50 min 0 6 mm 30 m x Y Pruebas Desarrolladas Las pruebas se realizaron en la nueva planta de Bentonita de Jaruco En el momento de la llegada a la planta se procesaba como promedio 1 5 t h con muchas interrupciones debido a sobrealimentaciones al horno que provocaban la disminuci n de la temperatura de salida de los gases y sobrecarga en el sistema fundamentalmente en las zarandas de clasificaci n Antes de iniciarse las pruebas industriales con el material natrificado y presecado in situ se ejecutaron dos modificaciones para la buena operaci n de la planta y que fueron e Incremento de la intensidad moledora del molino de martillos que se logr instalando un martillo adicional en cada hilera e Recirculaci n de la fracci n gruesa 2 mm de la zaranda al molino Se elabor para la buena ejecuci n de las pruebas el Manual de Instrucciones donde se recoge el objetivo de la
5. 00 en el consumo de combustible Crudo Nac Esto permite una disminuci n sustancial de los costos de producci n RECOMENDACIONES 1 Aplicar a escala industrial el procedimiento de natrificaci n y presecado in situ de Bentonita para la explotaci n del yacimiento Managua hasta tanto no se disponga de una planta de procesamiento v a h meda Para esto es necesario contar con los recursos requeridos en la temporada de seca tales como e Carbonato de sodio INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 10 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 e Combustible e Equipos de carga y transporte e Capacidad de almacenaje bajo techo suficiente para el acopio del mineral requerido para la producci n del a o 2 Aplicar la propuesta de sustituci n de tamices en la zaranda de clasificaci n para incrementar el rendimiento de la fracci n til de exportaci n BENTOMAT CLAY 3 Tener en cuenta en el procedimiento de la explotaci n minera el control estricto de la profundidad de la roturaci n por lo sensible que es la cantidad de material removido a este par metro lo que puede provocar graves errores en la dosificaci n de carbonato y el efecto perjudicial que tiene tanto un defecto en la calidad de los productos y un exceso del reactivo en la econom a del proceso BIBLIOGRAFIA Aja Rafael y Maquintoche Reynaldo 1984 Informe Preliminar de la Natrificaci n de la Bentonita Managua Informe
6. 00 0 100 0 Tabla 5 Resultados de la Caracterizaci n de los Productos del Procesamiento Industrial de los Sublotes PRODUCTOS HUMEDAD GRANULOMETRIA mm Hinchabilidad 7 r ja a aia os mi 28 oo Es Se Ta 18 0 13 5 1 4 22 5 0 3 18 0 13 0 25 0 Tabla 6 Resultados alcanzados de las pruebas comparadas con los datos estad sticos de la Planta Montejo et al 2006 Incrementos dies ETAPA 1 ETAPA 2 a 0 1 2 naustriales y li 620 125 220 pl ICO E Js vencen Peso GENTOMAT PICs A A E CO EEC Referida al Sublote 3 ETAPA 1 Cuando a n no se hab a de 5 determina un mejoramiento de implementado el presecado y las propiedades de la Bentonita del tipo natrificaci n in situ en el yacimiento para que cumpla con los principales Aliment ndose el mineral con una indicadores del BENTOMAT para la alt sima humedad a la planta exportaci n como son la Hinchabilidad y Humedad ETAPA 2 Cuando ya se alimentaba la planta con un mineral presecado y Respecto al rendimiento del natrificado en el yacimiento y por lo BENTOMAT fracci n til para la tanto con un grado mucho menor de exportaci n se incrementa en un 25 humedad No se hab a implementado respecto a antes de recircular los la recirculaci n de gruesos ni gruesos no obstante es posible modificado el molino de martillos incrementar el rendimiento a un 70 m s si se emplean en las zarandas mallas m s apropiadas como son RESULTADOS Y DISCUSI N
7. ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 ESTUDIO DEL PRESECADO Y NATRIFICACI N IN SITU DE LA BENTONITA DEL TIPO DEL YACIMIENTO MANAGUA Emilio Montejo Serrano P g 3 11 Con vista a solucionar problemas tecnol gicos existentes en la planta de natrificaci n de bentonita de Jaruco perteneciente a la Empresa Geominera Habana Matanzas la presente investigaci n tuvo como objetivo estudiar las pruebas en escala ampliada Parte 2 de presecado y natrificaci n in situ de la bentonita del tipo del yacimiento Managua Las pruebas de campo consistieron en la preparaci n de un Lote Experimental de bentonita del tipo que se dividi en 3 sublotes que fueron natrificados in situ a distintos niveles de dosificaci n de carbonato de sodio Se caracterizaron las muestras del mineral natural despu s de natrificada y se estudi la cin tica del oreo en las condiciones de la temporada seca en la zona Las pruebas industriales de procesamiento de la Bentonita presecada y natrificada in situ demostraron que es posible operar la instalaci n de Jaruco obteniendo un producto de calidad exportable con la Bentonita del Tipo del yacimiento Managua utilizando carbonato de sodio la cin tica del proceso de oreo del mineral en las condiciones estudiadas permiti alcanzar un de humedad aceptable para una mejor manipulaci n del mineral as como la dosificaci n de carbonato de sodio empleada garantizo el mejo
8. cos de la planta aseverar que se logran ahorros significativos en el consumo de combustibles del orden del 300 La calidad es similar a la Etapa 2 pues en ela ya se empez a aplicar el procedimiento de natrificaci n y presecado in situ investigado en fase de laboratorio Los costos unitarios de la prueba no se evaluaron pero ya de la comparaci n entre la Etapa 1 y Etapa 2 indica una disminuci n de casi un 50 por emplear el procedimiento del presecado y natrificaci n in situ CONCLUSIONES 1 El Procedimiento de Presecado y Natrificaci n In Situ es factible de aplicar para la explotaci n industrial de la Bentonita del yacimiento Managua 2 Pese a las condiciones desfavorables de ubicaci n del lote experimental en un periodo de 9 10 d as se alcanza un de humedad inferior al 25 lo que permite una f cil manipulaci n del mineral 3 Es necesaria una dosificaci n de Carbonato de Sodio no menor de 5 para garantizar un mejoramiento de las propiedades de la Bentonita Natural que permitan satisfacer los requerimientos para la exportaci n BENTOMAT 4 Las pruebas industriales de procesamiento de la Bentonita presecada y natrificada in situ demostraron que es posible operar la instalaci n de Jaruco en las siguientes condiciones e Capacidad de procesamiento 3 4 t h e Rendimiento en Peso de BENTOMAT gt 50 e Recirculando los gruesos al molino Ahorro de un 3
9. e la Empresa Habana Matanzas un rea para minar 150 t base seca de la Bentonita del tipo l que es la que se procesa industrialmente A dicha v Preparaci n del lote experimental INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 4 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 rea se le denomino Lote Experimental l v Presecado y Natrificaci n in situ Ubicado el lote experimental y realizada la eliminaci n de la capa superior alterada seca se realiz el muestreo del mineral in situ La muestra tomada constituye la muestra natural de Bentonita del Tipo Despu s de este muestreo se realiz la preparaci n del lote para el proceso de natrificaci n y presecado in situ por los siguientes pasos 1 El terreno fue arado por medio de una grada en una sola direcci n Esto se debi a que el destape del yacimiento estaba al lado del lote cruce que deb a contribuir al desterronamiento secado y una mejor distribuci n del agente natrificante Na2COs en el mineral 2 Natrificaci n de forma manual con 1 4 de la cantidad establecida para el sublote tratando de distribuirlo lo m s uniforme posible 3 Paso del arado a lo largo del sublote no se pudo cruzar 4 Se realizan 3 natrificaci n m s repitiendo los pasos 2 3 Entre las dos primeras natrificaciones y las dos ltimas existi un d a de diferencia 5 A los 5 d as de comenzado el proceso se pas 2 veces el tractor con un ra
10. erimental No 1 Cap Intercambio Grado P rdida Cati nico Hinchabilidad coloi dal por Observaciones meq 100g filtraci n ml 2g Muestreo antes de Cabeza 114 7 dosificar el Muestreo al Sublote 1 i E l l recolectar el Cabeza sublote Natrificada Muestreo al Sublote 2 l l l 97 25 0 recolectar el Cabeza sublote Natrificada Muestreo al Sublote 3 l l i f 26 7 recolectar el Cabeza sublote Natrificada RESULTADOS Y DISCUSI N DE LOS RESULTADOS Hinchabilidad capacidad de intercambio de Na pH etc Y An lisis de los Resultados Obtenidos en la Preparaci n del Lote Experimental La capacidad de intercambio de Na se incrementa notablemente con la dosificaci n del carbonato de sodio lo cual denota la eficiencia de la sustituci n del i n de intercambio El proceso de presecado y natrificaci n in situ permiten mejorar el grado de distribuci n del carbonato en el mineral superior a la forma en que se realizaba en el patio de la f brica similar al empleado en las pruebas realizadas en el yacimiento Montejo 1996 Durante el proceso de secado la humedad del mismo disminuye lentamente pero en un per odo de 9 10 d as se logra disminuir la humedad a valores inferiores al 25 La ubicaci n del lote experimental no permiti el cruce del arado lo cual hubiera favorecido el secado y la homogenizaci n El estar rodeado de elevaciones trajo un efecto negativo adicional pues
11. ification n situ Recibido 4 de enero del 2011 Aprobado en su forma original 3de febrero del 2011 1 Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metal rgica CIPIMM Carretera Varona km 1 No 12028 Boyeros Ciudad Habana Cuba montejoipimm minbas cu INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 3 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 INTRODUCCI N En el proceso de producci n de bentonita natrificada en la Fabrica Gustavo Mach n de Jaruco la adici n de NazCOz agente natrificante se realizaba despu s del proceso de secado de la bentonita donde esta queda con un 6 8 de humedad se a ade ese reactivo en el proceso de molienda ocurriendo la reacci n de natrificaci n entre s lidos casi secos lo que la hace muy lenta Actualmente el proceso ha variado pues se est exportando la bentonita natrificada con otras caracter sticas granulom tricas y no se pulveriza el mineral por lo que se natrifica antes de alimentar al secado en los patios de la planta Por otro lado la bentonita natural posee un alto grado de humedad 35 40 y al minarse se producen grandes aglomerados que despu s son muy dif ciles de manipular y alimentar a la planta de secado adem s el alto grado de humedad incrementa el consumo de combustible en el secado Durante el a o 2000 se ejecutaron las pruebas de presecado y natrificado in situ de la Bentonita del Tipo del yacimiento Managua a escala de
12. lenta pese a haberse realizado en periodo de seca lo cual es caracter stico de las arcillas Fig 1 bentoniticas donde se absorbe grandes cantidades de agua entre las capas interlaminares de su estructura No obstante en un per odo de 9 10 d as la humedad del mineral disminuye a valores inferiores al 25 en esas condiciones el mineral se manipula sin dificultad y puede recolectarse y trasladarse a la planta Si la remoci n del mineral se pudiera haber realizado cruzando el lote esto pudiera haber disminuido a n m s el tiempo de secado Curvas de Secado Bentonita yacimiento Managua Espesor roturados 15 em Periodo Enero Febrero Seca Mimo dad 7 Tiempo de secede Y Caracterizaci n de los Productos del Lote El mineral se recolect a los 16 d as de comenzado el proceso de presecado y natrificaci n in situ y se traslad en camiones hasta almacenes techados en la f brica Gustavo Mach n de Jaruco A la muestra tomada antes de Fins y popa natrificaci n del Lote se le denomin Cabeza Natural y a las muestras de cada Sublote tomada en el momento del traslado del yacimiento hacia los almacenes se le denomin Cabeza Natrificada Los resultados de la caracterizaci n de las muestras aparecen en la Tabla 3 INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 6 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 Tabla 3 Resultados de la Caracterizaci n de las muestras del lote exp
13. ramiento de las propiedades de la Bentonita Natural que permiten satisfacer los requerimientos para la exportaci n de BENTOMAT Palabras claves Bentonita presecado natrificaci n in situ ABSTRACT To solve the technological problems in the bentonitenatrification plant in Jaruco which belongs to the Geominera Habana Matanzas Enterprise the present investigation had as objective the study by tests at wide scale Part 2 of pre drying and natrificationin situ of the bentonite type from the Managua deposit The field tests consisted in the preparation of an Experimental Lot of bentonite type l which was divided in 3 sub lots to be natrifiedin situ at different sodium carbonate doses The samples of natural mineral were characterized after natrification and the drying kinetics was studied under the conditions of the dry season in the zone The industrial tests of processing of the pre dried and natrifiedbentonite demonstrated that it is possible to operate the Jaruco facility obtaining an exportable quality product with the bentonite type from Managua deposit by using sodium carbonate the drying process kinetics of the mineral under the studied conditions permitted to achieve an acceptable of humidity for a better handling of the mineral as well as the dose of sodium carbonate used guaranteed the improvement of the natural bentonite properties to satisfy the requirements for exporting BENTOMAT Keywords Bentonite pre drying natr
14. s mismas la forma de operaci n en las nuevas condiciones alimentaci n estable y recirculaci n de gruesos los puntos de control y muestreos el modelaje a llevar etc El empleo del mineral procedente del procedimiento de natrificaci n y presecado in situ permiti alimentar de forma estable y controlada la alimentaci n al secador al no tener grandes aglomerados que era una de las dificultades mayores que ten a la planta lo que unido a la disminuci n de la humedad de entrada del mineral incremento el nivel de procesamiento La recirculaci n de gruesos con la modificaci n realizada al molino fue un xito pues estos constitu an un problema de almacenamiento de un producto intermedio adem s de incrementar el rendimiento de fracci n til de exportaci n BENTOMAT Los resultados obtenidos en las pruebas industriales de procesamiento de los sublotes se recogen en la Tabla 4 mientras en la Tabla 5 aparece la caracterizaci n de los productos finales En la tabla 6 aparecen los resultados obtenidos con las pruebas industriales del procesamiento de los minerales natrificados y procesados in situ respecto a los datos estad sticos de la planta previos a la prueba INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 8 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 Tabla 4 Resultados del Procesamiento Industrial de los Sublotes Flujo Prom Rendimiento Alimentaci n Uh BENTOMAT Total 100 0 1
15. se limitaba la circulaci n del aire disminuyendo su efecto en el secado De la caracterizaci n de los productos ver tabla 3 se aprecia el efecto notable que tiene la natrificaci n sobre las propiedades de la Bentonita las que mejoran a medida que se incrementa la dosificaci n interlaminar por i n sodio objetivo de la natrificaci n de la arcilla y se alcanza pr cticamente un intercambio total en sodio al nivel de natrificaci n del 4 8 lo que significa que es el nivel m ximo requerido para completar el proceso de sustituci n en esta muestra de acuerdo a lo estudiado en Garc a y Su rez 2009 En el caso de la hinchabilidad el resultado de los sublotes 2 y 3 se logran incrementos de 125 y se acercan bastante a la especificaci n de calidad exigida para la exportaci n 24 ml 29 Respecto a las perdidas por filtraci n se incumple las exigencias pues los resultados alcanzados son superiores a las exigidas m ximo de perdidas 18 ml pero tienen una extraordinaria mejor a respecto a la muestra in natrificar El pH como es l gico se incrementa con la dosificaci n Y Procesamiento industrial de los sublotes INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 7 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 El objetivo de esta fase del trabajo era probar en las condiciones de la planta industrial el empleo de la materia prima procesada por el procedimiento desarrollado en el CIPIMM de natrificaci
16. strillo para remover y desmenuzar el material de cada sublote En la Tabla 1 aparecen los par metros principales del lote seg n dise o y en la Tabla 2 los resultados reales experimental lo que imped a el Tabla 1 Par metros de los Sublotes seg n dise o Volumen Cant Mineral Cantidad Mineral Dosificaci n NaCO Peso Mineral Humedad Peso Mineral Cantidad Dosificaci n h medo t de Traslado Seco t NaCO kg Real Na CO 17 24 434 1000 0 1 2 61 8 17 18 3 18 64 3000 0 Por pesaje de los camiones Como puede observarse excepto en el sublote 3 los par metros reales se comportaron de forma similar a los del dise o de la prueba En el caso del sublote 3 se debi fundamentalmente a que la profundidad de la preparaci n del sublote fue m s profunda 3 cm m s lo que hizo que el material procesado fuera mayor disminuyendo la dosificaci n respecto al dise o Esto indica que la preparaci n es muy sensible a la profundidad de roturaci n INFOMIN VOL 3 NO 2 JULIO DICIEMBRE 2011 5 ART CULOS CIENT FICOS ISSN 1992 4092 y esto debe tenerse en cuenta en los procedimientos de explotaci n del yacimiento pues puede traer errores graves en la dosificaci n del material En la figura 1 aparecen las curvas de secado a la atm sfera de los minerales de los sublotes En sentido general las curvas son muy similares y se puede decir que la cin tica del secado es
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