Tambor de aglomeración de mineral de laboratorio

La lixiviación en pilas falla en el paso de permeabilidad mucho más a menudo que en el de la química. Un mineral chancado con alto contenido de finos, humedecido y apilado, colapsa en una masa impermeable; el lixiviante se canaliza por unos pocos caminos preferentes y rodea la mayor parte de la pila. La aglomeración existe para evitarlo: los finos se ligan a partículas más gruesas con humedad y un aglomerante, el lecho conserva su estructura de huecos bajo carga y la solución percola de forma suficientemente uniforme para que la cinética del proceso signifique algo.

La velocidad del tambor es un cálculo, no una preferencia

La velocidad crítica es la velocidad a la que el contenido empieza a centrifugarse contra la pared y deja de voltear: Nc = 42,3 / √D, en rpm con D en metros. Un tambor de 0,4 m tiene una crítica de 67 rpm; operar al 30–50 % de ese valor da 20 a 33 rpm. Fuera de esa ventana el material no se voltea lo suficiente (por debajo) o se pega a la pared (por encima), y en ambos casos los aglomerados salen mal formados.

Esa es la razón por la que el tambor de laboratorio lleva variador y tacómetro: la velocidad no es un ajuste de comodidad, es la variable que determina la intensidad de mezcla, y hay que poder registrarla y repetirla.

La humedad es la variable de ventana más estrecha

Con 9 a 25 % de humedad en el rango posible, la ventana útil para un mineral de metales base está entre 12 y 16 %, y fuera de ella el resultado cambia de forma visible: por debajo, los finos no se ligan y quedan como polvo que se desprende; por encima, la masa se vuelve pasta y los aglomerados se pegan entre sí formando bolas demasiado grandes.

La práctica es barrer: 10, 12, 14 y 16 %, y juzgar por la distribución de tamaños de aglomerado y por cuánto material recubre el tambor, no solo por la apariencia. El óptimo suele estar en una banda más estrecha de lo que sugiere el barrido, y encontrarlo es el objetivo del ensayo.

Química del aglomerante, y por qué casi siempre es cal

La cal hace dos cosas: liga los finos por reacción puzolánica cuando hay sílice y alúmina, y sube el pH del lecho. Para oro y para la mayoría de los metales base ese pH más alto es deseable, porque reduce la lisis de cianuro o estabiliza el hierro. La dosis típica es de 5 a 15 kg/t, y el exceso se nota en un lecho que se vuelve quebradizo y genera finos durante el riego.

El cemento entra cuando la resistencia mecánica es la restricción que manda —algunas lateritas de níquel y óxidos de cobre— a 5–10 kg/t y con hidratación de 24 horas antes de apilar. Hay circuitos que usan ambos: cal para el pH y cemento para la resistencia.

Qué debe medir el programa de ensayos

• Distribución de tamaño de aglomerado a cada humedad y dosis, con el porcentaje por debajo de 1 mm, que es lo que se rompe en la pila.
• Resistencia en húmedo: caída desde una altura fija o tamizado húmedo suave, antes y después de un riego simulado.
• Velocidad de percolación en columna a la altura de lecho de producción, no a la altura del ensayo.
• Consumo real de aglomerante por tonelada, pesando la cal y el mineral.
• Tiempo de retención en el tambor, que en producción es de 1–3 minutos y en laboratorio por lotes de 3–9.
• Comparación con el mismo mineral sin aglomerar: sin ese blanco, no se sabe cuánto aportó el tambor.

El escalamiento no es directo: el tambor de producción es mucho mayor y la intensidad de mezcla difiere. Se escala por humedad, dosis de aglomerante y resistencia resultante, y se confirma con la velocidad de percolación en columna. El tamaño del tambor es, al final, un cálculo de tiempo de retención.