CAPÍTULO 2 MATERIALES Y MÉTODOS
2.2. Caracterización de las colas de Nicaro
En Cuba la recuperación del níquel a partir del mineral laterítico se lleva a cabo por las tecnologías: lixiviación ácida a presión (la empresa “Comandante Pedro Soto Alba” y la carbonato amoniacal (la empresa “Comandante Ernesto Guevara”), la empresa “Comandante René Ramos Latour”, que empleaba esta tecnología cerró en el año 2013. Las características de los residuales sólidos están en dependencia de las características del mineral alimentado a las plantas de extracción de níquel y de
su eficiencia, las cuales inciden en la composición química de las colas que se generan (Ferreiro (b), 2012).
El análisis pignométrico de las colas de Nicaro demuestra que poseen 42,50 % de poros, una humedad molecular capilar de 42,40 %. Esto es debido a que en los hornos de la planta de níquel la hematita (fase ferrosa fundamental) se reduce a magnetita, producto de esta reducción escapa del mineral parte del oxígeno contenido, deja pequeños poros en los granos de magnetita y provoca una configuración esponjosa en los granos (Leyva, 2007).
El residual en estudio es un polvo muy fino (80 % menor de 74 μm) que es arrastrado en suspensión por el viento en período de seca a través de decenas de kilómetros, contamina el aire, no sólo del poblado de Nicaro, sino que afecta directamente a los pobladores del municipio de Mayarí y otras zonas aledañas y en estado más crítico al poblado de Corua; recientemente se ha comenzado a cubrir parte de esta represa de colas con arcillas, lo que permite el posterior crecimiento de plantas que impiden el arrastre del polvo (Ferreiro, 2011).
La composición química de la muestra de colas de Nicaro empleada se muestra en la tabla 2.1.
Tabla 2.1 Composición química de las colas de Nicaro
Elementos NiO CoO FeT S MgO CaO Mn SiO2 Al2O3 Cr2O3
Contenido, % 0,46 0,09 42,60 0,11 11,24 0,47 0,61 17,49 3,84 2,93 Como puede apreciarse en la tabla 2.1 el contenido de hierro del residual empleado es de 42,60 %, se encuentra dentro del rango de variación de este elemento en las colas de Nicaro (entre 38,40 y 44,20 %), según reporta Leyva (2007)
Para la realización de los análisis químicos de las muestras utilizadas, se fundieron con mezcla 1:1 de carbonato - tetraborato de sodio (Na2CO3 Na2B4O710H2O) a la temperatura de 950 ºC, posteriormente fueron lixiviadas con ácido clorhídrico diluido (1/4) mediante el procedimiento UPN – PT – A – 02 (CEDINIQ, 2000). Las soluciones obtenidas fueron leídas con el empleo de los métodos de espectrometría de
absorción atómica, para ello fueron empleados el Espectrofotómetro de Absorción Atómica (SP9 - Philips) de fabricación inglesa, perteneciente a los laboratorios del Centro de Investigaciones para la Industria del Níquel (CEDINIQ), el de plasma inductivamente acoplado, así como el Espectrómetro Secuencial de Emisión Atómica por Plasma Inductivamente Acoplado (ICP) JY-124 Jobin Yvon de fabricación francesa perteneciente al mismo laboratorio.
Para las colas de Nicaro, como para el concentrado de hierro y para los pelets prerreducidos los contenidos de los elementos Ni, Co y Mn fueron determinados por espectrofotometría de absorción atómica (CEDINIQ, Nicaro. UPL-PT-A-04); los contenidos de MgO, CaO, SiO2, Al2O3 y Cr2O3 se determinaron por fusión
espectrofotometría de absorción atómica (CEDINIQ, en Nicaro. UPL-PT-A-02); el contenido de hierro total se determinó por el método volumétrico (CEDINIQ, en Nicaro. UPL-PT-A-03) y el contenido de azufre se determinó por el método de combustión empleando el analizador de azufre y carbono del laboratorio central de la empresa ¨Comandante René Ramos Latour¨ de Nicaro.
2.2.1 Composición mineralógica de las colas de Nicaro
A la muestra empleada se le determinó la composición de fases por fracciones en el laboratorio del Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica (CIPIMM), el estudio se realizó por la técnica tradicional en mineralogía con separación granulométrica, por magnética y por gravimétrica, las fracciones molidas y secadas a 343 K, se analizaron por rayos X (CIPIMM, 2000).
El contenido de las principales fases determinadas se muestra en la tabla 1 (anexo 3) y en la tabla 2 (anexo 3) se muestra el contenido de los principales óxidos
presentes en las fases olivino y magnetita.
De estas dos tablas se puede apreciar que las colas empleadas presentan magnetita como su principal componente mineral (55,7 %), acompañada de olivino (21,6 %) y cromita en menor cantidad (4,0 %).
Para este análisis se utilizó la instrucción de operación (IO-14), que corresponde al manejo del difractómetro de rayos X, marca Philips modelo PW – 1710 (CIPIMM, 2000) los parámetros de operación son mostrados en DSIT (2014). Se utilizó además el procedimiento técnico (PT-10-002) de la dirección de caracterización de materiales del CIPIMM.
2.2.2 Análisis granulométrico de las colas de Nicaro
El juego estándar de cribas empleado corresponde a la serie propuesta por Taylor (Mitrofánov, 1974) en el que el tamaño de la malla de la tela metálica anterior, se diferencia de la posterior en 2 veces.
De acuerdo a la norma GOST 3584 - 53 la muestra de colas fue dividida en cuatro fracciones (en mm): +0,15; -0,150 + 0,075; -0,075 + 0,045 y -0,045 + 0,0 mm. En la tabla 3 (anexo 3) se muestran los rendimientos en peso y los contenidos de hierro de cada una de ellas, por lo que se evidencia que el residual estudiado es una mena de fina granulometría, debido a que el mineral de cabeza que se procesa en la planta de níquel es previamente molido hasta 80 % de las partículas menores de 0,074 mm; el rendimiento en peso aumenta con la disminución de la granulometría, excepto para la clase - 0,075; + 0,045 mm, la que constituye el 9,43 % de la muestra; de igual forma el contenido de hierro aumenta con la disminución del tamaño de las partículas.
La mayor diferencia existente se encuentra entre las fracciones mayores y menores que 0,075 mm, pero si se tiene en cuenta que la distribución del hierro acumulada en las fracciones granulométricas mayores de 0,075 mm, es de sólo 21,58 % no se amerita realizar un tratamiento magnético de las mismas por separado.
2.3 Procedimiento para la obtención de lupias de arrabio a partir de las colas de