Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/397/14
México, D.F., 13 de noviembre de 2014
- Entre los beneficios está la reducción en el uso del agua y una marcada ventaja en la disminución del sílice con alta recuperación de hierro. Esta tecnología marca el inicio en el desarrollo de nuevos procesos para la industria
- El doctor Alejandro López Valdivieso, investigador del Instituto de Física de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí.
Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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Uno de los materiales que más se emplea en el mundo es el acero, tan sólo en México se producen seis millones de toneladas por año. El componente principal del acero es el hierro, siendo una de sus fuentes primarias más importantes el mineral llamado magnetita, un compuesto integrado por hierro y oxígeno que se encuentra comúnmente en minas. El 55% de las reservas nacionales de mineral de hierro se encuentran distribuidos entre Colima, Jalisco y Michoacán.
Sin embargo, a medida que las minas se van explotando, a la par se va disminuyendo la calidad en grados de hierro, por ejemplo, en una de las principales minas de las que se extrae este metal en Colima se observó que en 2008 el tramo de hierro por magnetita era de 30%; en 2014 este porcentaje bajó a 25%, así que para mantener la capacidad de producción en términos de toneladas es necesario minar más mineral de hierro.
Debido a que la magnetita (constituido por óxido ferroso-diférrico) posee muchas impurezas, el trabajo para eliminarlas hace que aumenten los costos para conseguir más concentrado de hierro de calidad. El doctor Alejandro López Valdivieso y sus colaboradores Armando Encinas y Yuri Nahmad Molinari, del Instituto de Física de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, diseñaron, a través de varios proyectos de investigación –los cuales concluyeron con tesis de maestría y doctorado de sus estudiantes– una tecnología para procesar el mineral de hierro magnetita con más eficiencia, con menor costo y menor consumo de agua a diferencia de la tecnología convencional.
“El proceso que se utiliza en la mina de Colima para concentrar el hierro se inventó en 1911 y consiste en la utilización de tambores magnéticos que al procesar el mineral molido éste termina adhiriéndose a la superficie del tambor debido a la atracción magnética en su interior. Los tambores al estar girando arrastran las partículas que están pegadas y después, en la parte de la tina donde no hay campo magnético, se despegan; los silicatos no se pegan a la superficie del tambor y son arrastrados. Lo que hace posible este proceso es la diferencia de susceptibilidad magnética entre la magnetita y las impurezas”, explicó el especialista en metalurgia.
Al estudiar este proceso, los investigadores notaron que el uso de agua de lavado era muy importante para disminuir el grado de sílice, pero el flujo de agua que utiliza tiene un cierto límite, insuficiente para eliminar el sílice; además notaron que la funcionalidad de las tinas no es la mejor.
Por esta razón, “estudiamos cómo las partículas de sílice aparecían en el concentrado de hierro y definimos tres maneras por las cuales aparecen en el mismo. La primera por heterocoagulación, en la que las partículas muy finas de silicato se adhieren a partículas más grandes de hierro o a la inversa, cuando la magnetita se pega a la superficie del tambor arrastra las partículas finas de silicato; la segunda es por asociación mineralógica; y la tercera por mecanismo de entrampamiento de silicatos, que por estar a un tamaño muy fino se adhieren fácilmente en las cadenas de partículas de magnetita.
El que contribuye más a la aparición de mayores silicatos en la superficie del concentrado es este último mecanismo”, explicó el experto en minerales durante la charla “Desarrollo Científico y Tecnológico en Concentración de Minerales”, que ofreció en el Segundo Encuentro Ciencia y Humanismo de la Academia Mexicana de Ciencias, organizado por la Sección Centro de esta asociación en octubre pasado, en Morelia, Michoacán.
López Valdivieso y su equipo de trabajo encontraron que las partículas de magnetita se forman con una baja fuerza del campo magnético, del orden de 30 Gauss; mientras que los tambores en la planta funcionan de 300 a 1500 Gauss, por lo que las partículas de magnetita en los tambores tienden a formar conglomerados más grandes promoviendo la formación de agregados muy grandes de partículas de magnetita y, por ende, el aumento de entrampamiento de silicatos finos en los agregados de magnetita.
“Este conocimiento nos llevó a diseñar un equipo para inducir un campo magnético uniforme que provocara que las partículas de magnetita formaran las cadenas y rápidamente se sedimentaran al fondo del equipo, al tiempo que las partículas de silicato que no se magnetizan fueran desalojadas con agua hacia la parte superior del equipo. Adicionalmente descubrimos que no es necesario utilizar campos magnéticos tan altos y aprovechar la velocidad de sedimentación de estas partículas las cuales pueden desalojarse con fuentes de agua”.
Así, el equipo diseñado por López Valdivieso, llamado Magnefloc, logró disminuir el consumo de agua en el proceso, además fue mejor que los tambores magnéticos porque los 24 magneflocs procesan 14 mil 200 toneladas por día y tiene una marcada ventaja en la disminución del sílice en un 0.3%, con una alta recuperación de hierro y sustituye a los tambores.
Los magneflocs se consolidan como una tecnología nueva para la concentración de material y como una tecnología que solo marca el inicio en el desarrollo de nuevos procesos para la industria de mineral de hierro. En la actualidad, el doctor López Valdivieso trabaja en una nueva generación de la tecnología Magnefloc buscando disminuir aún más el consumo de agua y aumentar la eliminación de sílice en el proceso de concentración de magnetita; también estudia el desarrollo de tecnologías para el proceso de extracción de la plata con reactivos que no sean tóxicos con el objetivo de sustituir el cianuro de sodio.
Mariana Dolores.