SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.17 número2Proceso de Aprendizaje con Algoritmo Robusto para la Obtención del POSE de Objetos en Líneas de Ensamble con Robots en Tiempo Real (RT)Metodología para la Extracción del Conocimiento Empresarial a partir de los Datos índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Información tecnológica

versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. v.17 n.2 La Serena  2006

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642006000200010 

 

Información Tecnológica-Vol. 17 N°2-2006, pág.: 71-79

ARTICULOS VARIOS

Consistencia, Fluidez y Viscosidad de Pastas Minerales de Relaves de Hierro

Consistency, Fluidity and Viscosity of Iron Ore Tailings Pastes

Armando C. De Araujo (1), George E. S. Valadão (1), Evandro M. Da Gama (1) y Christian A. Hernandez (2)
(1) Univ. Federal de Minas Gerais, Depto. de Ingeniería de Minas, Grupo de Procesamiento de Minerales,
Espírito Santo 35, Sala 702, Centro, CEP.: 30160030, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil
(email: armando@demin.ufmg.br, gvaladao@demin.ufmg.br, emgama@demin.ufmg.br)
(2) Universidad Arturo Prat – UNAP, Departamento de Ingeniería, Area de Metalurgia,
Avenida Arturo Prat 2120, Casilla 121, IquiqueChile (email: chernand@unap.cl)


Resumen

Se presentan las características de viscosidad aparente, altura de abatimiento y ángulo de reposo de pastas minerales preparadas a partir de una mezcla lama/relave de hierro, además de algunas características del componente sólido de la pasta. La metodología aplicada para caracterizar las pastas minerales considera el uso de ensayos de abatimiento (slump), de canaleta (flume) y viscosimetría. Los resultados muestran que la parte sólida correspondiente a la mezcla de relaves está compuesta predominantemente de hematita con menores cantidades de cuarzo, goetita, gibsita y caolinita, con una distribución granulométrica muy fina (inferior a 25 mm); los ensayos de abatimento y de canaleta mostraron ser herramientas muy simples para caracterizar consistencia y fluidez de pastas minerales; pueden alcanzarse ángulos de reposo próximos a 5° sin mayores dificultades; y las pastas adensadas con 70 y 72.5% en sólidos mostraron comportamientos tixotrópicos al considerar el ciclo reológico 11001 rpm.

Palabras claves: pasta mineral, consistencia, disposición, reología, fluidez, viscosidad, relaves de hierro


Abstract

Some rheological characteristics of pastes prepared from a mixture of iron ores. concentration tailings and slimes. as well as others properties of the solid component of the paste, are presented. The methodology applied to characterize the mineral pastes include the use of slump, flume and viscosity tests.  The results show that solid component of tailings pastes are predominantly hematite with little amounts of quartz, goethite, gibbsite and caolinite, with very fine size distribution (less than 25 mm); slump and flume tests showed to be very simple for consistency and fluidity characterization of mineral pastes; repose angles of 5° aproximately can be achieved with no difficulty; and the pastes with solids content of 70 and 72.5% showed tixotropic behavior for the rheological cycle 11001 rpm.

Keywords: mineral paste, consistency, disposition, rheology, fluidity, viscosity, ore tailings


INTRODUCCION

La disposición de relaves en forma de pastas minerales está siendo cada vez más utilizada como una alternativa altamente eficiente, tanto en aspectos como la recuperación de aguas de proceso como en aquellos relativos al medio ambiente.  Por lo tanto, es  importante poder definir el concepto de pasta mineral. Una pasta mineral puede ser conceptuada como un sistema coloidal o casi coloidal, que se presenta como un fluido homogéneo, en el cual no ocurre segregación granulométrica de las partículas y que al ser dispuesto suavemente sobre superficies estables, no muestra drenaje significativo de agua. (Araujo et al., 2004; Jewell, 2002) Su fluidez y consistencia durante su disposición, pueden ser determinadas mediante técnicas tales como los ensayos de “abatimiento” (slump test) y de “canaleta” (flume test). 

Según los autores Sofrá y Boger (2002), el término de “pasta mineral” (pastefill)  corresponde a una mezcla preparada con relaves producidos por la minería y con agua, que es utilizada para el relleno de galerías subterráneas, que mejora las propiedades de los soportes de la estructura y que permite reducir la disposición superficial de los relaves.  Estos relaves deben ser primeramente espesados para formar la pasta mineral, luego cimentadas a través de la adición de pequeñas cantidades de cemento (del orden de 3 a 5% en peso), para lograr alcanzar una adecuada resistencia mecánica. Posteriormente, la pasta debe fluir a través de un ducto con ayuda de la fuerza de gravedad, para luego ser dispuesta de forma horizontal al efectuar la operación de relleno.

Es importante destacar que dentro de las propiedades de una pasta mineral utilizada para la disposición de relaves espesados, se pueden destacar las siguientes:  esfuerzo de fluencia; altura de abatimiento, que puede determinarse mediante el ensayo de abatimiento de cono; ángulo de reposo, el que puede ser determinado mediante el ensayo de canaleta; viscosidad de la mezcla sólidolíquido, medida a través del uso de un viscosímetro; resistencia a la compresión, determinada a través de un ensayo mecánico y permeabilidad del relleno obtenido.

En la Figura 1, se presentan los posibles ángulos de disposición para pulpas de alta densidad y para pastas minerales, de acuerdo al tipo de terreno y con una visión de carácter cualitativo.  (Laudriault, 2002)

Como ya ha sido mencionado anteriormente, la aplicación del ensayo de canaleta permite la determinación del ángulo de reposo de la pasta mineral, a través de la utilización de un plano inclinado de geometría muy simple, lo que puede ser visto en la descripción de la metodología utilizada en este estudio.

El ensayo de abatimiento de cono, que originalmente fue ideado para determinar la consistencia de una mezcla de concreto, está siendo muy utilizado en la actualidad por la industria mineral. Puede servir para caracterizar esa propiedad en el caso de pastas de relleno subterráneo y superficial.  Es posible utilizar, además de la geometría cónica, la cilíndrica que es de mayor simplicidad y además presenta algunas ventajas, de acuerdo a lo informado por algunos autores.  (Clayton et al., 2003; Jung y Biswas, 2002)

En el caso de las características reológicas, tales como el esfuerzo de fluencia y la viscosidad de la pasta, es importante señalar la existencia de un valor crítico en el espesamiento o concentración de sólidos, a partir del cual, el incremento de la viscosidad o del esfuerzo de fluencia se torna muy significativo. Obviamente, que dependiendo del material que conforma la pasta, este valor crítico del adensamiento de sólidos puede cambiar significativamente, de acuerdo a lo mostrado en el trabajo de Sofrá y Boger (2002).  

En cuanto a la problemática medio ambiental relativa a los métodos convencionales utilizados para la disposición de los relaves producidos por la minería, presentada en el trabajo de Sofrá y Boger (2002), se puede verificar que estos métodos húmedos son problemáticos, debido al alto riesgo de contaminación del suelo con aguas del tranque de relaves y con la consecuente difícil recuperación del terreno. Además, en la década de los 70, fueron registradas en torno de 35 fallas de tranques en el mundo, significando un mínimo de 471 muertes de seres humanos y con un importante impacto ambiental asociado a esas catástrofes. (Van Deventer y Luckey, 2002). Además de la problemática ambiental, existe una tendencia mundial a la minimización del consumo de agua y a la maximización de recuperación y recirculación en las plantas de beneficiamiento, con la consecuente reducción de costos operacionales y aumento de su eficiencia. Por lo tanto, una alternativa que presenta claras ventajas en cuanto a la seguridad y otros factores, son las denominadas técnicas de disposición en seco, las que requieren de un mayor adensamiento de los relaves a ser dispuestos, y que están siendo muy utilizadas en algunos países como Australia, Canadá, Estados Unidos, Africa del Sur, entre otros.  Por otra parte, la tecnología de pasta está siendo evaluada para el gerenciamiento de los relaves producidos por la planta concentradora y estériles de la mina, y para la reducción de la tasa de generación de ácidos y otros poluentes, causando un menor impacto sobre la calidad del agua.  (Jung y Biswas, 2002).

METODOLOGÍA

Materiales

Fueron estudiadas y caracterizadas muestras sólidas y de pasta de una mezcla de relaves y lamas, provenientes de una planta de beneficiamiento de hierro del Cuadrilátero Ferrífero de Minas Gerais – Brasil.  Estas muestras fueron recibidas originalmente en la forma de pulpas de 60% en sólidos aproximadamente.

Método Experimental

Para la obtención de las muestras sólidas a partir de las pulpas industriales, fueron utilizadas las operaciones de filtración y secado de dichas muestras, utilizando filtro de presión y una estufa eléctrica de laboratorio. La etapa de filtración permitía llegar a obtener tortas de 10 a 12% de humedad y el secado fue realizado a una temperatura de 100°C. Posteriormente, fueron obtenidas las muestras representativas para determinación de algunas de las características físicas y químicas del componente sólido de la pasta. Así, para la caracterización en un mayor grado de profundidad, fue necesaria la utilización de las técnicas y equipamientos indicados en la Tabla 1

En el caso de las pastas minerales, éstas fueron preparadas por mezcla de una cantidad calculada de material sólido y de agua proveniente de procesos respectivos. Es de especial interés, la determinación de alguna de sus características reológicas. En este estudio, fue considerada la característica de viscosidad aparente. Por tanto, en la Tabla 2, son mostrados en detalle los métodos y equipamientos utilizados para la caracterización de esas pastas minerales.

Fig. 1: Ángulos de disposición para pulpas de alta densidad y para pastas minerales.  (Laudriault, 2002)

Tabla 1: Técnicas y equipamientos empleados en la caracterización del sólido.

Propiedad

Técnica utilizada

Equipamiento requerido

Densidad

Picnometría simple (PS)
Picnometría a gas (PG)

Picnómetro simple
Picnómetro a gas

Granulometría

Clasificación centrífuga
Difracción de laser

Cyclosizer
Analizador de partículas

Composición química

Fluorescencia de Rayos X (RX)
Espectrofotometría de absorción atómica

Espectrómetro de RX dispersivo
Espectrofotómetro de absorción atómica

Composición mineralógica

Difracción de Rayos X (DRX)
Espectrometría Infrarroja (EIR)

Espectrómetro de  RX
Espectrómetro IR

Area superficial específica

Adsorción de nitrógeno (BET)
Permeabilidad al aire

Sistema de adsorción  BET
Aparato de Blaine

Tabla 2: Técnicas y equipamientos requeridos para la caracterización de pastas minerales.

Propiedad

Técnica utilizada

Equipamiento requerido

Consistencia

Ensayo de
abatimiento

Cilindro de
abatimiento de laboratorio

Fluidez

Ensayo de
canaleta

Canaleta de
acrílico

Viscosidad

Viscosimetría

Viscosímetro Brookfield DVIII

La metodología del ensayo de abatimiento,  que puede ser observada en la Figura 2, es un método muy simple que sirve para caracterizar la consistencia de una determinada mezcla sólidolíquido. En este estudio fue usada la geometría cilíndrica a escala de laboratorio, dada su mayor simplicidad y facilidad de operación. En el trabajo de Clayton et al. (2003) se presenta un análisis comparativo de ambas geometrias empleadas en el ensayo de abatimiento. Se tomó como base de procedimiento la norma brasileña ABNT–NBR NM 67 (1998). Según esta normativa, el tiempo de llenado del cono o cilindro debe ser de máximo 30 segundos y la temperatura ambiente debe ser registrada como referencia. Una vez lleno el cono o cilindro, éste es retirado cuidadosamente, registrándose la diferencia entre la altura inicial del cono y la altura del material (h). Las dimensiones del cilindro de PVC utilizado en este caso, fueron 10 cm de diámetro por 10 cm de altura, con un volumen total aproximado de 800 cm3.

Fig. 2: Procedimiento del ensayo de abatimiento. (Clayton et al., 2003)

Para el caso de la metodología del ensayo de canaleta, fue utilizado un aparato construído en acrílico, mediante el que se pudo determinar el ángulo de reposo de las diferentes pastas minerales. Las dimensiones de este equipamiento de escala de laboratorio fueron las siguientes: 100 cm de largo por 20 cm de ancho, con un espesor de 1 cm, y su forma puede ser apreciada en la Figura 3.

Fig. 3: Forma y dimensiones de la canaleta utilizada. (adaptada de Kwak et al., 2005)

La ecuación 1 muestra la expresión trigonométrica que permite estimar el valor del ángulo de reposo (qR), la que requiere de medir las alturas del material al inicio y al final de la canaleta (H1 y H2) y el largo alcanzado por el material que ha fluído a lo largo de este equipamiento (L), una vez que la puerta móvil es levantada súbitamente. El volumen de pasta utilizado en todos los ensayos fue de 7,2 litros aproximadamente, o sea considerando una altura de 18 cm en el compartimiento de alimentación de 20 por 20 cm. El largo máximo que puede recorrer el material cuando la puerta de la alimentación es retirada es de 80 cm. Las inclinaciones de la canaleta consideraron pendientes de 1, 2 y 3% respecto de la horizontal. Esta inclinación fue calculada mediante el cuociente entre la elevación aplicada en la canaleta (1, 2 ó 3 cm) por su largo total (100 cm). Más detalles del procedimiento utilizado en este ensayo pueden ser revisados en los trabajos de Clayton et al. (2003) y de Kwak et al. (2005) 

qR = arctg [(H1 – H2)/L]                                 (1)

Para la determinación de la viscosidad aparente de las pastas minerales fue utilizado un viscosímetro Brookfield DVIII de tipo rotacional provisto de barras cilíndricas de la serie LV. En este estudo sólo fue utilizada la barra LV4 ya que es la que permite medir mayores valores de viscosidad aparente. Estos valores  son entregados de forma automática por el software llamado rheocalc. Antes de realizar cualquier medición de las características de las pastas estudiadas, se realizó una agitación vigorosa de modo de asegurar la homogeneidad de la mezcla sólidolíquido. No se observaron problemas de sedimentación o pérdida de líquido, dada la fina distribución granulométrica del sólido.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las propiedades de los componentes sólidos de las pastas son presentadas a continuación.

Densidad: La tabla 3 presenta los resultados obtenidos al usar picnometría simple (PS) y a gas (PG). Según los resultados obtenidos para la densidad del material sólido, se obtiene un valor promedio de 4.410 kg/m3, el cual concuerda perfectamente con los valores típicos de un relave de concentración magnética de hierro y lamas.  La diferencia en los resultados obtenidos mediante ambas técnicas es del orden de un 5% de error relativo. Todas las determinaciones de densidad fueron realizadas en triplicado registrando errores de 3% como máximo, en cada caso.

Granulometría: Mediante el uso de un Cyclosizer y un analizador de tamaño de partículas cuyo funcionamiento es mediante difracción de laser – Sympatec (Helos), se pudo determinar la distribución granulométrica de la muestra sólida del mineral estudiado, la cual es presentada por la Figura 4

Se puede afirmar, según lo observado en esta figura, que la totalidad de este material presenta una granulometría inferior a un tamaño equivalente a los 25 µm, y que el valor del tamaño  d50  es de aproximadamente  6,5 µm, hecho que corrobora el alto contenido de lamas y ultrafinos de la muestra. Este resultado fue obtenido al promediar ensayos realizados en triplicado y con una desviación estándar de 1,25%.

Tabla 3: Valores de densidad obtenidos por picnometría simple y a gas (helio).

Técnica

PS

PG

Promedio

Densidad (kg/m3)

4.295

4.530

4.410


Fig. 4: Distribución de tamaño de partículas de la muestra sólida.

Composición química: Por otra parte, el análisis químico cuantitativo fue obtenido mediante espectrofotometría de absorción atómica (EAA) y por análisis vía húmeda de las muestras sólidas.  Los resultados de este análisis, pueden ser observados en la Tabla 4, en la que se presenta el resultado promedio de análisis realizados en duplicado, con una desviación estándar de 1,7%.

Del análisis químico realizado a esta muestra sólida, se aprecia el elevado contenido de hierro (superior a 60%), considerando que su origen corresponde a una mezcla de una corriente de lamas y de un relave producto del proceso de separación magnética, además de una participación secundaria para el caso de las especies sílice y alúmina.

Composición mineralógica: Con el objetivo de identificar cualitativamente la presencia de determinadas especies mineralógicas en la muestra estudiada, fueron utilizadas las técnicas de DRX y EIR, según lo ya indicado en la Tabla 2.  En la Figura 5 se presenta el espectro DRX obtenido para este estudio.

Tabla 4: Análisis químico de la muestra sólida. P.F. es pérdida de peso al fuego.

Especie analizada

Composición (% peso)

Fe

60,205

SiO2

5,070

Al2O3

3,856

Mn

0,236

P

0,100

P.F.

3,615


Fig. 5: Espectro de DRX obtenido para la muestra sólida.

Del espectro DRX presentado en la Figura 5 se corrobora de forma cualitativa, la presencia de las siguientes entidades mineralógicas:  hematita (Fe2O3)  que es predominante, cuarzo (SiO2), goetita (FeO(OH)), gibsita (Al(OH)3) y caolinita (Al2Si2O5(OH)4).

Mediante el empleo de la técnica de espectrometría infrarroja se confirmó la presencia de las especies mineralógicas hematita, goetita y caolinita.

Area Superficial Específica (ASE): Esta importante propiedad de la muestra sólida fue determinada mediante el empleo de las metodologías BET y permeabilidad de Blaine (permeabilidad al aire). Dichos resultados son presentados en la Tabla 5, a continuación:

Tabla 5: Resultados de Area Superficial Específica mediante técnicas BET y Blaine.

Técnica aplicada

BET

Blaine

ASE (m2/kg)

10.039,7

468,0

De los resultados mostrados en la Tabla 5, puede observarse una gran diferencia en los valores obtenidos de la ASE a través de las dos técnicas empleadas. Considerando que la isoterma de adsorción de nitrógeno gaseoso de la metodología BET, presenta una forma muy próxima a aquella conocida como de tipo III, vale decir, aquella que representa la formación de multicamadas de adsorbato y no de monocamada que sería lo ideal, se descarta el valor predicho por esta técnica por no ser confiable. Ambos ensayos fueron realizados en duplicado estableciéndose como condicionante una desviación estándar máxima de 2%.

Los resultados obtenidos con las pastas minerales corresponden a viscosidade, consistência (altura de abatimiento) y fluidez (ángulo de reposo) de la pasta, los que son presentados a continuación:

Viscosidad: Mediante la mezcla del componente sólido de las muestras de relaves y lamas de hierro con agua industrial, se pudo realizar la medición de la propiedad viscosidad considerando dos espesamientos diferentes. En este caso, fueron estudiadas las pastas de 70 y 72,5% de sólidos (% en peso). El comportamiento de la viscosidad para esos dos espesamientos de pasta como una función de la velocidad  de rotación aplicada al huso, puede ser observado en la Figura 6.

Fueron escogidos los espesamientos de 70 y 72,5% en sólidos, debido a que corresponden a valores relativamente bajos del contenido de sólidos y de mayor facilidad para medir esta propiedad reológica.

De la figura anterior, se puede visualizar el carácter tixotrópico (Boger, 2003) de ambas pastas, debido a la disminución de la viscosidad al comparar las trayectorias de ida o inicial (I) y la de retorno (R) de las mediciones realizadas.

Vale decir, se aprecia un comportamiento de histéresis en la característica de viscosidad. Se comprueba tambiém, el hecho de alcanzar un mayor valor de la viscosidad en aquella pasta más densa (72,5% sólidos), para todo el rango de rotación considerado. El  ciclo reológico aplicado para ambas pastas es de 1 a 100 rpm en el trayecto de ida y de 100 a 1 rpm para la vuelta, con un incremento o disminución de 2 rpm cada 5 segundos.

Ensayo de abatimiento (slump): Para la caracterización de la propiedad de consistencia de la pasta mineral, fue utilizado el ensayo de abatimiento de geometría cilíndrica. Los resultados de las mediciones de la altura de abatimiento, obtenidas para las diferentes pastas minerales estudiadas, pueden ser observados en la Tabla 6. Además, en esta misma tabla son mostrados los resultados de los ángulos de reposo obtenidos mediante la realización del ensayo de canaleta.

Fig. 6: Curvas de viscosidad en función de la velocidad de rotación del huso del viscosímetro.

En la Figura 7, pueden ser vistas algunas fotografías de la forma del abatimiento obtenido para el caso de pastas minerales con 72,5 y 75%  de sólidos en peso. Se puede observar en la Figura 7, que para valores muy cercanos de adensamiento  (como son 72,5 y 75%), la respuesta registrada como altura de abatimiento es bastante diferente.  En este caso, abatimientos en la altura de 44 y 67% respectivamente (en relación a la altura total del cilindro). La temperatura ambiente al realizar estos ensayos fue de 23°C. El % de abatimiento fue calculado dividiendo la altura de abatimiento por la altura del cilindro.

Ensayo de canaleta (flume):  Para caracterizar la propiedad de fluidez de la pasta mineral, fue empleado el ensayo de canaleta.  Los resultados obtenidos para la respuesta ángulo de reposo de la pasta, en el rango de espesamiento comprendido entre 70 y 76% de sólidos, pueden ser revisados en la Tabla 6 anterior.

Se confirma la tendencia esperada referente a que la pasta más espesa presenta una menor altura de abatimiento y alcanza un mayor ángulo de reposo para su disposición.

Tabla 6:  Resultados de alturas de abatimiento y ángulos de reposo.

% de sólidos
(en peso)

Altura de abatimiento,  h  (cm)

Angulo reposo, qR   

85

0,50

 

82

0,85

 

80

1,50

 

78

2,10

 

77

2,50

 

76

3,50

4,62

75

4,40

3,20

74

5,75

2,35

73

6,50

2,18

72

7,00

1,89

71

7,55

1,55

70

7,70

1,49


Fig. 7: Fotografías de los ensayos de abatimiento con pastas de 72,5 y 75% de sólidos.

Los ángulos de reposo presentados en la Tabla 6, corresponden a aquellos obtenidos  en los ensayos sin inclinación del plano, vale decir, con ángulos de la base nulos. Fueron consideradas las pastas con adensamientos menores (inferiores a 76% en sólidos), debido a que el óptimo de la consistencia se obtendría a una altura  de  abatimiento  correspondiente al 50% de la altura total, lo que en este caso se obtiene entre los adensamientos de 74 y 75% en sólidos, ségún muestran los resultados.  La temperatura a la cual se realizaron estos ensayos fue de 23°C.

Las fotografías de los ensayos de canaleta aplicados a las pastas minerales con espesamientos dentro del rango 71 a 74% de sólidos en peso, pueden ser observadas en la Figura 8. En la Figura 8a, se observa una vista lateral de la canaleta utilizada, considerando una inclinación en su base equivalente a 0% y para una pasta con 73% de sólidos.  En la Figura 8b se aprecia una pasta más densa (74% de sólidos) con una inclinación de la base de un 1% y después de transcurridos 5 minutos de realizado el ensayo, se observa el efecto positivo de la inclinación en cuanto a la separación del agua de la pasta.  Finalmente, en la Figura 8c, se puede ver la aparición de estrias en una pasta más diluida, en este caso con 71% de sólidos y sin inclinación de la base de la canaleta. En la Figura 9 se muestra el efecto de la densidad de pasta y de la inclinación de la base de la canaleta (entre 0 a 3%) sobre el ángulo de reposo obtenido. Según esa última figura, se aprecia una disminución en el ángulo de reposo, mostrando un comportamiento menos significativo en las pastas más diluídas. En cuanto a los valores de ángulo de reposo obtenidos en este estudio preliminar, se pudo demostrar que pueden ser alcanzados valores próximos de los 5° sin mayores dificultades, lo que es de alta relevancia en términos de disposición de este material.

Fig. 8: Fotografías del ensayo de canaleta aplicado a pastas minerales.


Fig. 9: Angulos de reposo para diferentes adensamientos e inclinación de la base.

CONCLUSIONES

El componente sólido de la muestra estudiada puede ser caracterizado como una mezcla de relave y lamas de una mena mineral de hierro que posee un elevado contenido de lama, dada su granulometría en extremo fina (100% < 25 µm) y con un valor de densidad media de 4.410 kg/m3. El hecho de presentar una granulometría muy fina es corroborado por el elevado valor determinado para su área superficial específica, que alcanzó un valor del índice de Blaine equivalente a 468 m2/kg, valor que concuerda perfectamente con un material de alto contenido de lamas y ultrafinos.

El componente sólido de la muestra está constituído, en términos mineralógicos, por hematita, que es la especie predominante, además de cuarzo, goetita, gibsita y caolinita.

En relación a los tests aplicados a pastas minerales, se puede concluir lo siguiente:

Las pastas minerales estudiadas presentan un comportamiento tixotrópico en cuanto a su viscosidad, debido a sus características reológicas tan peculiares, lo que es válido para las velocidades de rotación de la barra  cilíndrica  comprendidas entre 0 y 100 rpm.

Los ensayos de abatimiento y de canaleta mostraron ser herramientas muy simples y efectivas en la caracterización de la consistencia y fluidez de las pastas estudiadas,  proporcionando respuestas de fácil cuantificación como la altura de abatimiento, para medir consistencia y el ángulo de  reposo, para estimar su potencial disposición.

Se puede observar una correlación entre los valores de la altura de abatimiento (h) y el ángulo de reposo (qR) obtenidos, la que indica que para pastas más densas, serán registradas menores alturas de abatimiento y mayores ángulos de  reposo, lo que se puede asociar a la disposición final de este material.

Correlacionando los resultados obtenidos de la muestra sólida con las de las pastas minerales, puede establecerse que cuando la muestra presenta una granulometría más fina, y portanto, su contenido de material fino es mayor, y consecuentemente, su área superficial específica es mayor, se tendrá un mayor requerimiento de agua para alcanzar una misma condición de consistencia, fluidez y  viscosidad.

REFERENCIAS

ABNT – Asociación Brasilera de Normas Técnicas.  Norma para Concreto:  Determinación de la Consistencia por el  Abatimiento de Cono – NBR NM 67, Rio de Janeiro, p. 18., 1998        [ Links ]

Araujo, A. C., G. E. S. Valadão y C. A.   Hernández. “Nueva Aplicación de los Relaves de Hierro?” 3th Congreso Internacional de Minería, Metalurgia y Materiales,  Iquique – Chile  (2004).        [ Links ]

Boger,  D. V.  First Workshop of Minerals Processing and Tailings Rheology.   International Seminar on Paste and Thickened Tailings, Seminario, Melbourne – Australia  (2003).        [ Links ]

Chambers, R. W. y H. D. Plewes. “Evolving Tailings Technologies”, High Density & Paste, Seminario 2002, Santiago  Chile (2002).        [ Links ]

Clayton,  S., T. G. Grice, y D. V. Boger.   “Analysis of the Slump Test for onsite Yield Stress Measurement of Mineral Suspensions.”  Int. Journal of Min. Proc., Melbourne – Australia, 70, 321  (2003).        [ Links ]

Jewell, R. “Paste & Thickened Tailing in the Australian Mining Industry.”  High Density &  Paste, Seminario 2002, Santiago  Chile (2002).        [ Links ]

Jung, S. J. y K. Biswas. “Review of Current High Density Paste Fill and its Technology”.  Min. Res. Eng., 11 (2), 165-182  (2002).        [ Links ]

Kwak, M., D. F. James y K. A. Klein. “Flow Behaviour of Tailings Paste for Surface Disposal.” Int. Journal of Min. Proc., Toronto – Canadá, 1–15 (2005) (disponible online: www.sciencedirect.com)        [ Links ]

Sofrá, F. y D. V. Boger.  “Enviromental Rheology for Waste Minimisation in the Minerals Industry.” Chem. Eng. Journal,  Melbourne – Australia, 86,  319-330  (2002).        [ Links ]

Van Deventer, J. S. J. y G. C. Luckey. “Sustainability in the Minerals Industry: Threat or Opportunity?.”  22th Int. Mineral Processing, Congreso, Cape Town – Sudáfrica  (2002).        [ Links ]