22.4: Beneficio

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El beneficio es cualquier proceso que elimina los minerales de ganga del mineral para producir un producto de mayor calidad y una corriente de desechos. El beneficio puede implicar procesos físicos o químicos. A menudo, como en el caso del paneo para el oro, el mineral o metal deseado es más denso que la ganga. Este último puede suspenderse en una corriente de agua y arrastrarse. La magnetita de mineral de hierro, Fe ₃ O ₄, es ferrimagnética. Se puede separar de abundantes depósitos de taconita moliendo hasta obtener una suspensión fina en agua. Al pasar esta suspensión sobre potentes electroimanes se elimina el Fe ₃ O ₄, más del doble de la concentración de Fe. Ambos procesos de beneficio físico recién descritos producen grandes cantidades de suspensiones de relaves y agua de la ganga. Por lo general, el silicato y otras partículas quedan atrapadas en una cuenca de sedimentación, pero en un caso grandes cantidades de relaves de taconita se han vertido en el Lago Superior durante varias décadas.

Flotación

Se trata de un beneficio en parte físico y en parte químico utilizado para concentrar minerales de cobre, plomo y zinc. Estos metales tienen una afinidad considerable por el azufre. (la tabla de la sección de metalurgia enumera los minerales de sulfuro para cada uno de ellos.) El mineral se muele y se suspende con agua en tanques grandes. Se agregan agentes de flotación como los xantatos y se hace pasar una corriente de burbujas de aire a través del tanque. El extremo que contiene azufre de la molécula de xantato es atraído hacia el metal deseado, mientras que el extremo hidrocarbonado tiende a evitar el agua (como el extremo hidrocarbonado de una molécula de jabón). Las partículas que contienen metal se barren hasta la parte superior del tanque en una espuma muy parecida a las burbujas de jabón. El mineral concentrado puede entonces ser desnatado de la superficie del agua. Por medio de flotación, los minerales que contienen tan poco como 0.3% de cobre se pueden concentrar a 20 a 30% de cobre, haciendo económicamente factible la recuperación del metal.

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Procesos Químicos

Muchos minerales pueden separarse químicamente de su ganga por medio de ácido o base. Así, el mineral de cobre a menudo se lixivia con ácido que disuelve los óxidos y carbonatos de cobre y deja atrás la mayoría de los silicatos:

\[\text{CuCo}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4(aq) \rightarrow \text{CuSO}_4 (aq) + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \label{1} \]

En el proceso Bayer la bauxita se disuelve en NaOH al 30%:

\[\text{Al}_2\text{O}_3(s) + \text{OH}^-(aq) + \text{3H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{2Al(OH}^-_4(aq) \label{2} \]

y luego se volvió a precipitar añadiendo ácido. De esta manera se eliminan impurezas como Fe ₂ _{O ₃ y SiO 2}.

Muchos minerales de sulfuro y carbonato se tuestan al aire para convertirlos en óxidos, una forma más adecuada para su posterior procesamiento:

\[\text{2ZnS}(s) + \text{3O}_2(g) \rightarrow \text{2ZnO}(s) + \text{SO}_2(g)\label{3} \]

\[\text{PbCO}_3 (s) \rightarrow \text{PbO}(s) + \text{Co}_2(g) \nonumber \]

La producción de SO ₂ en la Ecuación\(\ref{3}\) es una fuente notoria de contaminación del aire, incluida la lluvia ácida.