MX2011006159A - Metodo para separar impurezas minerales de rocas que contienen carbonato calcico mediante clasificacion por rayos x. - Google Patents

Abstract

Esta invención se refiere a un método para separar las impurezas minerales de las rocas que contienen carbonato cálcico mediante la trituración de rocas que contienen carbonato cálcico hasta un tamaño de partículas en el intervalo entre 1 y 250 mm, separando las partículas de carbonato cálcico a través de un dispositivo de clasificación mediante transmisión por rayos X de energía dual.

Description

METODO PARA SEPARAR IMPUREZAS MINERALES DE ROCAS QUE CONTIENEN CARBONATO CALCICO MEDIANTE CLASIFICACION POR RAYOS X Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para separar las impurezas minerales secundarias de las rocas de carbonato cálcico de origen sedimentario y metamórfico, como la piedra caliza, la creta y el mármol.

Antecedentes de la Invención Los carbonatos naturales tienen una enorme importancia en la economía mundial debido a sus numerosas aplicaciones. Según sus diferentes usos, como el carbonato cálcico en las industrias papelera y de la pintura, los productos finales tienen unas condiciones de calidad rigurosas que son difíciles de cumplir.

Breve Descripción de la Invención Por tanto, son necesarias técnicas eficaces, a poder ser automatizadas, para clasificar y separar las impurezas minerales, lo que normalmente supone cantidades diversas de rocas o minerales que contengan dolomita y sílice, como el sílice en forma de sílex o cuarzo, feldespatos, anfibolitas, micaesquistos y pegmatita, en forma de diseminaciones, nodulos o capas dentro de la roca de carbonato cálcico o como rocas secundarias .

Ref.: 220787 Muchos campos, como las industrias de la minería y de la gestión de residuos, tienen como objetivo lograr un proceso eficaz para clasificar automáticamente las mezclas de materiales .

En este sentido, la clasificación automática de partículas supone la separación de un flujo de partículas a granel en base a las propiedades detectadas de las partículas, que se miden mediante sensores electrónicos como cámaras, sensores de rayos X y bobinas de detección.

Se elige la técnica adecuada en función de las características de las partículas. Así, existen numerosas técnicas diferentes de clasificación que, sin embargo, tienen en la mayoría de los casos una aplicabilidad muy limitada que depende de las propiedades específicas de las partículas. Por ejemplo, la clasificación óptica exige un contraste de colores suficiente de las partículas, la separación por densidad sólo es posible con una diferencia suficiente en la densidad específica de las partículas y la minería selectiva es en general ineficaz por el tiempo necesario y los costes. Cuando las partículas que hay que clasificar no tienen unas características fiables que permitan la automatización, hay que aplicar la clasificación manual.

En el campo de la minería especialmente, la disponibilidad de clasificadores automáticos de elevada capacidad de producción para el tratamiento de materiales con tamaños de gravilla o terrones mejora la eficacia global tanto de la actividad minera como del fresado.

Al usar la clasificación automática de rocas para la concentración previa, es posible explotar yacimientos metalíferos heterogéneos de una calidad media inferior, aunque con secciones, bandas o vetas locales de alta calidad. Al realizar una clasificación previa de las piezas minerales antes del fresado, los costes globales del fresado se pueden reducir considerablemente.

Los clasificadores ópticos utilizados en aplicaciones de procesamiento de minerales dependen del uso de una o más cámaras que escanean las líneas de color, así como de la iluminación proveniente de fuentes de luz especialmente diseñadas. A través de la cámara se pueden detectar varias propiedades distintivas como la forma, la zona, la intensidad, el color, la homogeneidad, etc. Las aplicaciones típicas están relacionadas con diversos yacimientos de metales comunes y preciosos, minerales industriales como la piedra caliza y las piedras preciosas.

Los clasificadores ópticos se utilizan a menudo en la clasificación de rocas de carbonato cálcico. Sin embargo, como ya hemos mencionado, en cuanto el contraste de colores deja de ser lo suficientemente alto, la separación se vuelve difícil. Por ejemplo, el sílex puede ser gris, marrón o negro, pero en algunas canteras también puede ser tan blanco como la propia creta, de tal forma que un clasificador óptico no puede separarlo de la creta.

Es más, incluso en el supuesto de que haya un contraste de colores suficiente, con frecuencia hay que humedecer y limpiar la superficie de las rocas para mejorar el contraste y la estabilidad de los colores. No obstante, en el caso, por ejemplo, de la creta, que es muy blanda y porosa, el lavado o incluso la humidificación no es posible.

Por tanto, existe la necesidad de ofrecer técnicas de clasificación distintas de las habituales, que se basan principalmente en el contraste de colores, para separar esas impurezas minerales de las rocas que contienen carbonato cálcico .

A los clasificadores de rayos X no les afecta el polvo, la humedad o la contaminación de la superficie y la clasificación tiene lugar directamente a partir de la diferencia en el número atómico medio de los fragmentos de roca. Incluso aunque no haya diferencias visibles, eléctricas o magnéticas, se pueden concentrar muchos materiales con la clasificación por rayos X.

Sin embargo, hasta la fecha, los clasificadores de rayos X se utilizan principalmente para clasificar chatarra de metal, residuos de la construcción, plásticos, carbones y rocas y minerales metalíferos, pero no para retirar las impurezas minerales de la roca de carbonato cálcico, principalmente debido a las escasas diferencias en la densidad atómica media entre esas impurezas y el carbonato cálcico .

Por ejemplo, la patente WO 2005/065848 Al se refiere a un dispositivo y a un método para separar o clasificar materiales brutos con ayuda de un aparato de soplado que tiene toberas de soplado en una sección de caída corriente abajo en una cinta transportadora y una fuente de rayos X, medios de evaluación controlados por ordenador y, al menos, un medio sensor. Los materiales brutos mencionados en la patente WO 2005/065848 Al son minerales que hay que separar y partículas de desechos como vidrio cerámico de botellas de cristal o, en general, diferentes tipos de cristal.

La patente GB 2.285.506 también describe un método y un aparato para clasificar materias basado en la radiación de rayos X. En este método, se irradian las partículas con radiación electromagnética, normalmente rayos X, a los niveles energéticos primero y segundo respectivos. Los valores primero y segundo son derivadas que son representativas de la atenuación de la radiación por cada partícula. Un tercer valor se deriva entonces como la diferencia entre el cociente mineral de los valores primero y segundo y las partículas se clasifican en función de si el tercer valor es indicativo de la presencia de partículas de una sustancia concreta. En una aplicación del método, éste se utiliza para clasificar kimberlita diamantífera dentro de una fracción formada por partículas de kimberlita que contienen inclusiones de diamante y una fracción formada por partículas improductivas de kimberlita.

Las patentes US 5.339.962 y US 5.738.224 describen un método de separación de materiales que tiene unas características diferentes de absorción y penetración de la radiación electromagnética. Los materiales separados mediante este método son materiales plásticos que se separan de materiales de vidrio, metales de no metales y diferentes plásticos entre ellos. El método revelado es especialmente eficaz en la separación de elementos con distinta composición química como las mezclas que contienen metales, plásticos, textiles, papel y/u otros materiales residuales que se encuentran en la industria de tratamiento de residuos sólidos municipales y en los materiales secundarios de las industrias de reciclaje.

Las patentes WO 2006/094061 Al y WO 2008/017075 A2 se refieren a dispositivos de clasificación que incluyen clasificadores ópticos y clasificadores que tienen un tubo de rayos X, una matriz detectora de energía dual, un microprocesador y una matriz de inyectores de aire. El dispositivo siente la presencia de muestras en la zona de detección de los rayos X e inicia la identificación y la clasificación de las muestras. Una vez identificada y clasificada la categoría de una muestra, en un momento específico, el dispositivo activa una matriz de inyectores de aire situada en posiciones concretas para colocar la muestra en el recipiente recogedor adecuado. Los materiales que hay que clasificar con este dispositivo son metales, tal que metales ligeros como el aluminio y sus aleaciones de metales más pesados como el hierro, el cobre, el cinc y sus aleaciones .

La patente EP 0 064 810 Al describe un aparato para la clasificación de minerales en el que los minerales que hay que clasificar se seleccionan en función de su absorción de radiación atómica. Las partículas minerales se pasan por debajo de un tubo de rayos X mientras que se mantienen en una cinta transportadora. Los rayos X que pasan a través de las partículas minerales inciden en una pantalla fluorescente. Las imágenes formadas en la pantalla se escanean mediante una cámara escáner para ofrecer señales de control para la clasificación en función de la cantidad de radiación absorbida por las partículas minerales. Las menas especialmente examinadas son menas de tungsteno, que han demostrado ser particularmente difíciles de separar utilizando técnicas de detección conocidas, aunque son especialmente susceptibles a la clasificación mediante medición de la capacidad de absorción en circunstancias especiales.

La patente RU 2,131,780 se refiere a la beneficiación y clasificación de menas de manganeso que incluyen la trituración del mineral, separándolo en fracciones por tamaño, usando la separación magnética para las fracciones finas y la separación por rayos X/radiométrica para las fracciones gruesas. Una mena con un contenido de manganeso inferior al 2 % va al vertedero y una mena con más de un 2 % de manganeso se somete a la separación por rayos X/luminiscente , lo que ofrece un proceso tecnológico simplificado para conseguir concentrados de manganeso de una mena.

Así, existen varias posibilidades para separar un material de otro. Sin embargo, hasta ahora no se ha encontrado ninguna técnica eficaz para clasificar y separar las impurezas minerales del carbonato cálcico en rocas que contengan carbonato cálcico. Esto es debido a que las técnicas actuales requieren unas características suficientemente diferentes, por ejemplo, de densidad o color de los materiales para poder realizar la clasificación, lo que resulta problemático con muchas impurezas que contienen las rocas con carbonato cálcico.

En consecuencia, sigue siendo necesario encontrar técnicas alternativas para clasificar y separar esas impurezas minerales no deseadas, que también incluyen rocas o minerales duros, abrasivos y/o de colores, incluso aunque no exista un contraste de colores claro entre el carbonato cálcico y esas impurezas, de los componentes remanentes de la roca .

Por tanto, el objeto de la presente invención es ofrecer un método alternativo para separar y retirar eficazmente impurezas minerales no deseadas que están mezcladas con el carbonato cálcico en rocas que contienen carbonato cálcico y son de origen sedimentario y metamórfico, como la piedra caliza, la creta y el mármol, especialmente si el contraste de colores en las rocas es bajo o si el tipo de superficie de las partículas no permite el acondicionamiento necesario para crear o reforzar el contraste de colores (a saber, el lavado o la humidificación) .

El objeto de la invención se consigue mediante un método que se ajusta a lo definido en las reivindicaciones independientes . Modalidades favorables de la presente invención tienen su origen en las reivindicaciones secundarias y en la siguiente descripción.

Resultó sorprendente descubrir que los dispositivos que utilizan la tecnología de transmisión por rayos X de energía dual se pueden aprovechar para separar y retirar impurezas minerales no deseadas del carbonato cálcico en las rocas que contienen carbonato cálcico.

Este descubrimiento es sorprendente porque, normalmente, la tecnología de rayos X exige cierta diferencia en la densidad de los materiales para poder separarlos, lo que no sucede cuando hablamos de materiales como, por ejemplo, el carbonato calcico y la dolomita o el sílex, que no cabría esperar que se pudiesen separar mediante una clasificación por rayos X.

Esta es la razón por la que la clasificación por rayos X se ha utilizado hasta ahora principalmente para separar materiales con un densidad suficientemente diferente como los metales ligeros y pesados, por ejemplo, el aluminio y el magnesio de una fracción rica en metales pesados como el cobre, el bronce, el cinc y el plomo, o materiales plásticos de materiales de vidrio, metales de no metales o diferentes plásticos entre sí.

Los rayos X emitidos por la fuente de rayos X penetran el material bruto y son absorbidos en función de la masa atómica media y del tamaño de las partículas del material escaneado. Los detectores de rayos X instalados frente a la fuente de rayos X detectan los rayos X transmitidos y los convierten en una señal eléctrica en función de la intensidad de los rayos X. Para eliminar la influencia del tamaño de las partículas del material escaneado, la tecnología de energía dual utiliza una única fuente de rayos X y dos detectores de rayos X para escanear las rocas . Un detector de rayos X mide la intensidad de los rayos X sin filtrar; el otro detector está cubierto con un filtro metálico y, así, mide una intensidad de rayos X reducida. Al calcular el cociente de las intensidades, filtradas y no filtradas, de los rayos X se puede eliminar la influencia del tamaño de las partículas. La señal de los rayos X calculada se puede correlacionar con la masa atómica media del material escaneado y, por tanto, se pueden detectar y clasificar diferentes materiales brutos en función de su masa atómica media.

A medida que los rayos X penetran en la roca también se pueden detectar y clasificar de forma eficaz partículas asociadas.

Por consiguiente, el objeto de la presente invención se logra a través de un método para separar las impurezas minerales de las rocas que contienen carbonato calcico mediante - la trituración y la clasificación de las rocas de carbonato cálcico a un tamaño de las partículas que esté en el intervalo entre 1 y 250 mm, - la separación de las partículas de carbonato cálcico a través de la extracción de las partículas que contengan componentes distintos del carbonato cálcico mediante medios situados corriente abajo con respecto a una zona de detección y controlables a través de dispositivos de evaluación controlados por ordenador como una función de señales de sensores que se obtienen de la radiación que penetra un flujo de las partículas . La radiación la emite una fuente de rayos X y se captura en al menos un medio sensor, en el que se permite que los rayos X pasen por al menos dos filtros en relación con unos espectros de energía diferentes situados corriente arriba con respecto al menos al medio sensor, y líneas de sensores, en la que una línea de sensores se consigue en cada caso con al menos dos filtros.

El paso de la separación se realiza de forma ventajosa en un dispositivo conforme con la patente WO 2005/065848, cuya revelación se incluye explícita en este documento.

El dispositivo y el método descritos aquí se han creado especialmente para ofrecer una solución segura con la que no sólo es fiablemente posible detectar pequeños fragmentos de metal como tornillos y tuercas, sino que permite su separación fiable del resto del flujo de material bruto a través de toberas de soplado que siguen directamente el lugar de observación. Sin embargo, no hay indicios de que el dispositivo y el método también puedan ser utilizados con un mineral que contenga material como rocas que a su vez contengan carbonato calcico.

Tal y como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo se caracteriza por el uso de dos filtros de rayos X para diferentes niveles de energía que, en cada caso, se ponen frente a los medios sensores de forma que se pueda obtener diferente información sobre las partículas. Otra posibilidad es que los filtros sigan directamente a la fuente de rayos X o que se utilicen las fuentes de rayos X con diferentes energías emitidas.

Preferiblemente, los medios para separar las partículas de carbonato cálcico son las toberas de soplado que separan las partículas que no son de carbonato cálcico.

Si las partículas están aglomeradas, puede resultar útil utilizar una sección de desnivel, en ella los medios de separación están situados corriente abajo en esta sección de desnivel de la zona de detección.

Mediante un filtrado adecuado de los rayos X corriente arriba con respecto al medio sensor concreto del sistema de dos canales, se produce en primer lugar una selectividad espectral. El ajuste de las líneas de sensores permite entonces un filtrado independiente, de tal forma que se puede lograr la selectividad óptima para una función separadora dada .

Cada una de las líneas de sensores incluye múltiples medios sensores. Los medios sensores adecuados para su uso en esta invención son, por ejemplo, los conjuntos de fotodiodos equipados con un escintilador para la conversión de los rayos X en luz visible.

Un conjunto típico tiene 64 píxeles (en una fila) con una trama de píxeles de 0.4 o 0.8 mm. El primer corte de la línea del producto que hay que clasificar, como resultado de la dirección del flujo de material, se retrasa hasta que los datos están disponibles casi simultáneamente con aquellos de la siguiente línea de corte (con el otro espectro energético) . Los datos con esta correlación temporal se convierten y transmiten a los dispositivos electrónicos de evaluación.

Puesto que la clasificación según la presente invención es un método de partículas únicas, cada una de las partículas tiene que presentarse por separado y con suficiente distancia con las otras partículas . Para conseguir esta individualización de las partículas se pueden usar dos tipos básicos de clasificadores: a) el clasificador de «tipo cinta», en el que la alimentación se presenta en una cinta con una velocidad típica de 2-5 m/s (según la patente WO 2005/065848), o b) el clasificador de «tipo conducto (o gravedad)», en el que las partículas se individualizan y aceleran mientras caen por un conducto. La detección tiene lugar en el conducto o en la cinta.

Aunque la versión tipo conducto es la preferida normalmente, ambos tipos se pueden aplicar para lograr la separación de las impurezas de las rocas que contienen carbonato cálcico utilizando una clasificación por rayos X según la presente invención.

Preferiblemente, los medios sensores alineados forman una línea de sensores que se corresponde con el ancho del flujo de partículas, como conjuntos de fotodiodos, cuya superficie activa se puede cubrir con un papel fluorescente u otro tipo de tamices adecuados.

Los filtros son preferiblemente hojas de metal a través de las cuale.s se transmiten los rayos X de los diferentes niveles energéticos. Sin embargo, los filtros también pueden estar formados por cristales, que reflejan los rayos X en niveles energéticos que difieren entre sí, especialmente rayos X en diferentes intervalos de energía en diferentes ángulos sólidos.

Generalmente, se cubren un espectro energético superior y un espectro energético inferior. En el espectro energético superior se utiliza un filtro de paso alto que atenúa mucho las frecuencias más bajas con menor contenido energético. Las altas frecuencias se transmiten con una atenuación limitada. Con este propósito, es posible utilizar una hoja de metal de un metal con un tipo de densidad más elevada, como una hoja de cobre de 0.45 mm de grosor. En el espectro energético inferior se utiliza un filtro corriente arriba con respecto al medio sensor concreto como un filtro de absorción que elimina un intervalo concreto de longitud de onda de la energía superior. Está diseñado de tal forma que la absorción se produce muy cerca de los elementos de mayor densidad. Con este propósito, es posible utilizar una hoja de metal de un metal con un tipo de densidad más baja, como una hoja de aluminio de 0.45 mm de grosor.

La posición espacial de los filtros se puede fijar para que, al mover las partículas, sea posible crear un reflejo de los rayos X adecuado que siga a los filtros, por ejemplo, mediante cristales en una línea o fila de sensores, en el caso de una asociación de dos resultados medidos registrados en momentos distintos para las partículas que avanzan en el flujo de material bruto.

Preferiblemente, al menos dos filtros están situados bajo el flujo de partículas y corriente arriba con respecto a los medios sensores y un tubo de rayos X, que produce un espectro de radiación de frenado, está posicionado sobre el flujo de partículas.

A través de la colocación corriente arriba de los filtros, es posible restringir los rayos X a un nivel de energía específico con respecto a una fuente de rayos X que emite en un espectro más amplio antes de que ésta golpee a las partículas. Entonces no es necesario ningún filtro más entre las partículas del material bruto y un medio sensor situado corriente abajo.

En otra variante del dispositivo, también es posible trabajar con dos medios sensores, que están uno detrás del otro y en posición transversal con respecto al flujo de partículas y, por ejemplo, situados debajo de éste. Mediante bucles matemáticos de retardo adecuados, entonces es posible asociar la información obtenida sucesivamente con las partículas individuales del material bruto y, tras la evaluación matemática, utilizar esa información para controlar las toberas de soplado.

Se prefiere que al menos dos filtros incluyan múltiples filtros para su uso con múltiples niveles de energía.

La filtración de los rayos X, que ha atravesado las partículas del material bruto, tiene lugar preferiblemente en, al menos, dos espectros diferentes filtrados mediante el uso de hojas de metal para lograr la captura resuelta mediante la localización de los rayos X, que han atravesado las partículas del material bruto en, al menos, un medio sensor en línea en un intervalo de energía predeterminado.

Esto puede ocurrir cuando se usa un medio sensor (una línea larga formada por numerosos detectores individuales) al pasar por diversos filtros y al capturar de forma sucesiva la radiación transmitida o, preferiblemente, mediante dos líneas de medios sensores con, en cada caso, un filtro distinto, permitiendo los filtros el paso de diferentes espectros, que, por un lado, suelen tener un carácter suave (energía baja) y, por otro, un carácter duro (energía alta) .

Preferiblemente, tiene lugar una clasificación Z y una estandarización de las zonas de imagen para determinar el tipo de densidad atómica en base a las señales en los medios sensores de los fotones de los rayos X de los distintos espectros de energía capturados en, al menos, dos líneas de sensores .

La transformación Z produce, a partir de las intensidades de dos canales de formación de imágenes espectrales diferentes, n clases de densidad atómica media (abreviada Z) , cuya asociación es enormemente independiente de la transmisión de los rayos X y, por tanto, del grosor del material .

La estandarización de los valores a una densidad atómica media de uno o más materiales representativos seleccionados hace posible clasificar de forma distinta zonas de imagen a ambos lados de la curva estándar. Una calibración, en la que se produce el contexto de forma no lineal sobre el espectro capturado, permite la «atenuación» de los efectos del equipo.

El tipo de densidad atómica generada durante la estandarización a una Z específica (número atómico de un elemento o, con más frecuencia, la densidad atómica media del material) forma la densidad típica de los materiales implicados. Paralelamente, se calcula otro canal que ofrece la transmisión media resultante sobre todo el espectro.

Mediante una combinación asistida por ordenador del tipo de densidad atómica con un intervalo de transmisión (Tmín/ Tmáx) a los píxeles, se puede asignar un tipo característico que, a su vez, se puede utilizar para diferenciar el material.

Otro elemento positivo es que se realiza una segmentación de la formación característica de clases para controlar las toberas de soplado partiendo tanto de la transmisión media detectada de las partículas de material bruto en los diferentes espectros energéticos de los rayos X capturados por al menos dos medios sensores, como de la información sobre densidades obtenida mediante la estandarización Z.

Según la presente invención, las rocas que contienen carbonato calcico se eligen entre el grupo formado por las rocas de origen sedimentario y metamórfico, como la piedra caliza, la creta y el mármol.

Normalmente, las rocas de carbonato cálcico incluyen cantidades diversas de impurezas, por ejemplo, otros componentes minerales como rocas o minerales que contienen dolomita y sílice, como sílice en forma de sílex o cuarzo, feldespatos, anfibolitas, micaesquistos y pegmatita, en forma de diseminaciones, nodulos o capas dentro de la roca de carbonato cálcico o como rocas secundarias, que pueden ser separadas del carbonato cálcico de forma eficaz y selectiva de conformidad con la invención.

Por ejemplo, el sílex se puede separar de la creta, la dolomita de la calcita o la pegmatita de la calcita.

Sin embargo, la presente invención también se refiere a rocas que contienen carbonato mezclado como las rocas de dolomita, de las que se separan los minerales que contienen sílice .

Antes de que se produzca la clasificación y la separación, se trituran las rocas en un dispositivo cualquiera adecuado para esta función, por ejemplo, en una trituradora de mandíbulas, de conos o de rodillos y, de forma opcional, se clasifican, por ejemplo, en tamices, para obtener un tamaño de las partículas de entre 1 y 250 mm.

Preferiblemente, las rocas que contienen carbonato cálcico se trituran hasta obtener un tamaño de las partículas en el intervalo de 5 a 120 mm, preferiblemente de entre 10 y 100 mm, mejor aún de entre 20 y 80 mm, especialmente de entre 35 y 70, por ejemplo, de entre 40 y 60 mm.

Puede además resultar conveniente ofrecer una o varias fracciones diferentes de tamaños de partículas, que se incorporan por separado al dispositivo de clasificación por rayos X descrito anteriormente y se clasifican en función de sus propiedades de transmisión de los rayos X.

Las proporciones típicas del tamaño mínimo/máximo de las partículas en una fracción son, por ejemplo, 1:4, preferiblemente 1:3, mejor aún 1:2, o incluso inferior, por ejemplo, los tamaños de las partículas de una fracción pueden ser de entre 10 y 30 mm, 30 y 70 mm o 60 y 120 mm.

Cuanto menor es la proporción, mejor es el ajuste del tiempo de retardo entre la detección y la eyección, el impulso de aire comprimido que desvía con éxito las impurezas detectadas de su trayectoria inicial, así como las categorías definidas de la densidad atómica media al intervalo de tamaño de las partículas clasificadas.

Así, mediante el método conforme a la invención se pueden separar y retirar las impurezas minerales no deseadas del carbonato calcico en las rocas que contienen carbonato cálcico. Por ejemplo, se puede retirar entre un 20 y un 100 % del peso de las rocas no deseadas que contenga, más típicamente, entre un 30 y un 95 % del peso o entre un 40 y un 90 % del peso, por ejemplo, entre el 50 y el 75 o entre el 60 y el 70 % del peso.

Una vez hecha la clasificación como se ha mencionado anteriormente, el carbonato cálcico purificado, por ejemplo, creta, piedra caliza o mármol, se somete preferiblemente a un proceso de trituración seca o húmeda. Con este propósito se pueden añadir las partículas a una fase de trituración o de molienda seca o húmeda, por ejemplo, con una trituradora de conos, una machacadora de impactos, un molino de martillo, un triturador de muelas horizontales, tambores giratorios como los molinos autógenos, los molinos de bolas o los molinos de barras .

Tras la trituración, se puede utilizar un paso más de clasificación (por ejemplo, en un tamiz, en un clasificador por aire, en un hidrociclón o en una centrifugadora) para fabricar el producto final.

Las partículas separadas de las partículas puras de carbonato cálcico normalmente se devuelven a la mina o se venden como subproducto.

Las figuras descritas a continuación y los ejemplos y experimentos sirven para ilustrar la presente invención y no deberán restringirla de ningún modo.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras la y Ib muestran el resultado de las pruebas de clasificación por rayos X con una fracción de entre 10 y 35 mm de materia prima de creta (fig. la: producto clasificado; fig. Ib: desecho) de conformidad con el experimento 1.

Las figuras 2a y 2b muestran el resultado de las pruebas de clasificación por rayos X con una fracción de entre 10 y 35 mm de materia prima de creta (fig. 2a: producto clasificado; fig- 2b: desecho) de conformidad con el experimento 1.

Las figuras 3a y 3b muestran los desechos de las pruebas de clasificación por rayos X con creta de nivel 2 (fig. 3a) y de nivel 3 (fig. 3b) (fracción de entre 35 y 63 mm) de conformidad con el experimento 2.

Las figuras 4a y 4b muestran los desechos de las pruebas de clasificación por rayos X con creta de nivel 4 (fig. 4a) y de nivel 5 (fig. 4b) (fracción de entre 35 y 63 mm) de conformidad con el experimento 2.

La figura 5a muestra los componentes minerales presentes en la alimentación: pegmatita, anfibolita, dolomita y calcita (de izquierda a derecha) ; la figura 5b muestra lo aceptado tras la clasificación por rayos X; y la figura 5c muestra los desechos tras la clasificación por rayos X de conformidad con el experimento 3.

Descripción Detallada de la Invención EJEMPLOS ; Ejemplo 1: separación del sílex de la creta La materia prima de creta, que contiene en torno a un 0.5 - 3 % del peso de arcilla y un elevado contenido de sílex de entre el 3 y el 9 % del peso, fue triturada previamente en una trituradora de mandíbulas y se tamizó a entre 10 y 60 mm.

Las partículas resultantes se separaron en una fracción de entre 10 y 35 mm y en otra de entre 35 y 60 mm en una proporción de masa de aproximadamente 2:1 y se pasaron a un clasificador por rayos X Mogensen MikroSort* AQ1101. Ambas fracciones se clasificaron individualmente al pasarlas por una mitad del ancho de la máquina con una fracción de tamaño de cada vez, utilizando las medias anchuras del clasificador. El material alimentado fue transferido a la zona de escaneo en una capa única y homogénea creada mediante un alimentador vibratorio electromagnético y un conducto inclinado. Las rocas que caían del conducto inclinado se escaneaban y expulsaban en caída libre. Las partículas se aceleran y, por tanto, se separan antes de que entren en caída libre. Justo debajo del conducto se irradian las partículas mediante una fuente puntiaguda de rayos X con un ángulo de abertura de aproximadamente 60°. Frente a la fuente de rayos X está el sensor de rayos X de doble canal que mide dos caudales diferentes de rayos X. La evaluación de los datos de las imágenes y la clasificación de las piezas individuales de material se realizan a través de un ordenador industrial de alto rendimiento en unos pocos milisegundos . El verdadero rechazo del material se produce aproximadamente 150 mm por debajo del lugar de detección mediante una unidad de válvulas de solenoide que emite impulsos de aire comprimido para guiar las partículas no deseadas hacia una placa de separación en una tolva de material. Por último, las corrientes de material rechazado y aceptado se pueden transportar por separado. El montaje eyector constaba de 218 toberas de soplado (3 mm de diámetro), que se manejaron con una presión de 7 barias.

Las pruebas de clasificación se han realizado a una capacidad de tratamiento nominal de 11.5 t/h en el caso de la fracción de entre 10 y 35 mm y de 25 t/h en el caso de la fracción de tamaño de entre 35 y 60 mm.

Para determinar la eficacia de la clasificación, el porcentaje de producto en los desechos (rocas blancas) y la cantidad de rocas de color en el producto clasificado se determinaron a mano para cada prueba de clasificación, separando el canal del producto del canal de desechos. A partir de estas cifras se calcularon la recuperación de piedras de color, la selectividad de la clasificación y la pérdida de rocas blancas (tabla 1) .

Tabla 1: Las pruebas de clasificación muestran claramente que la clasificación mediante transmisión por rayos X de energía dual es una tecnología eficaz para la detección y separación del sílex de la materia prima de creta.

Para ambas fracciones de tamaño de partículas, el aprovechamiento del sílex estuvo en el intervalo del 95 % del peso. En la fracción de tamaño de entre 10 y 35 mm la cantidad de sílex se redujo del 3.3 % del peso en la alimentación del clasificador al 0.2 % del peso en el producto clasificado. En la fracción de tamaño de entre 35 y 60 mm la cantidad de sílex se redujo del 8.5 % del peso al 0.4 % del peso en el producto clasificado. En ambas fracciones de tamaño la pérdida de creta en el desecho está en el intervalo de entre el 1 y 4 % del peso.

Las figuras la, Ib, 2a y 2b muestran, respectivamente, los resultados de las pruebas de clasificación por rayos X con la fracción de entre 10 y 35 mm (fig. la/lb) y con la fracción de entre 35 y 60 mm (fig. 2a/2b) de materia prima de creta (la/2a: producto clasificado; fig. lb/2b: desecho) .

La separación del sílex en la materia prima de creta antes de los procesos de apagado y de trituración es el método más eficaz y económico para reducir los problemas con el elevado desgaste de las máquinas. El proceso de clasificación por rayos X se puede aplicar directamente con la creta previamente triturada y no necesita una instalación de lavado de la materia prima. Los desechos del clasificador se pueden rellenar de nuevo en la cantera sin problemas.

Ejemplo 2: separación del sílex de la creta Las muestras de creta de cuatro niveles de producción diferentes, que contienen aproximadamente entre un 0.5 y un 3 % del peso de arcilla y tienen diferentes contenidos de sílex, entre un 0.4 y un 4 % del peso (véase la tabla 3), se trituraron previamente en una trituradora de mandíbulas hasta lograr un tamaño nominal de las partículas de entre 10 y 75 mm y posteriormente se tamizaron en 4 fracciones (tabla 2) : Tabla 2: Las fracciones de entre 12 y 35 mm y de entre 35 y 63 mm se pasaron a un clasificador por rayos X Mogensen MikroSort0 AQ1101. Ambas fracciones se clasificaron individualmente al pasarlas por una mitad del ancho de la máquina con una fracción de tamaño de cada vez, utilizando las medias anchuras del clasificador. El material alimentado fue transferido a la zona de escaneo en una capa única y homogénea creada mediante un alimentador vibratorio electromagnético y un conducto inclinado. Las rocas que caían del conducto inclinado se escaneaban y expulsaban en caída libre. Las partículas se aceleran y, por tanto, se separan antes de que entren en caída libre. Justo debajo del conducto se irradian las partículas mediante una fuente puntiaguda de rayos X con un ángulo de abertura de aproximadamente 60°. Frente a la fuente de rayos X está el sensor de rayos X de doble canal que mide dos caudales diferentes de rayos X.

La evaluación de los datos de las imágenes y la clasificación de las piezas individuales de material se realizan a través de un ordenador industrial de alto rendimiento en unos pocos milisegundos . El verdadero rechazo del material se produce aproximadamente 150 mm por debajo del lugar de detección mediante una unidad de válvulas de solenoide que emite impulsos de aire comprimido para guiar las partículas no deseadas hacia una placa de separación en una tolva de material. Por último, las corrientes de material rechazado y aceptado se pueden transportar por separado. El montaje eyector constaba de 218 toberas de soplado (3 mm de diámetro) , que se manejaron con una presión de 7 barias.

Las pruebas de clasificación se han realizado a una capacidad de tratamiento nominal de 11.5 t/h en el caso de la fracción de entre 12 y 35 mm y de 20 t/h en el caso de la fracción de tamaño de entre 35 y 63 mm .

Para determinar la eficacia de la clasificación, el porcentaje de producto en los desechos (creta) y la cantidad de sílex en el producto clasificado se determinaron a mano para cada prueba de clasificación, separando el canal del producto del canal de desechos. A partir de estas cifras se calcularon la recuperación de sílex, la selectividad de la clasificación y la pérdida de creta (tabla 3) .

Tabla 3: Las pruebas de clasificación mostraron claramente que la clasificación mediante transmisión por rayos X de energía dual es una tecnología eficaz para la detección y separación del sílex de la materia prima de creta.

Para ambas fracciones de tamaño de partículas y para todas las muestras analizadas, se consiguió un aprovechamiento del sílex en el intervalo del 80-90 % del peso.

El contenido de sílex detectado en el material de alimentación a partir de diversos niveles de producción osciló entre un 0.5 y un 3.9 % del peso. Mediante la clasificación por rayos X el contenido de sílex se podría reducir hasta entre el 0.1 y el 0.8 % del peso en el producto clasificado de ambas fracciones de tamaño.

La corriente de desecho en ambas fracciones de tamaño contuvo aproximadamente un 50 % del peso de creta y un 50 % del peso de sílex, lo que supone una pérdida de creta en el desecho en el intervalo de entre el 1.5 y el 4 % del peso.

Esto también se comprueba claramente en las figuras 3a, 3b, 4a y 4b, que muestran, respectivamente, los desechos de las pruebas de clasificación por rayos X con creta de nivel 2 (fig. 3a) (fracción de entre 35 y 63 mm) y de nivel 3 (fig. 3b) (fracción de entre 35 y 63 mm) , así como de nivel 4 (fig. 4a) (fracción de entre 35 y 63 mm) y de nivel 5 (fig. 4b) (fracción de entre 35 y 63 mm) .

Es más, a partir de la clasificación y la evaluación a mano de los desechos de las pruebas de clasificación resultó evidente que el clasificador por rayos X detectó y rechazó incluso trozos de arcilla (véase la fig. 3b) . < Ejemplo 3: separación de la dolomita y la pegmatita de la calcita Una muestra de materia prima de carbonato cálcico que contenía entre un 60 y un 80 % de calcita, entre un 10 y un 20 % de dolomita, entre un 5 y un 10 % de pegmatita y entre un 5 y un 10 % de anfibolita (véase la fig. 5a que muestra los componentes minerales presentes en la alimentación: pegmatita, anfibolita, dolomita y calcita, de izquierda a derecha) se trituró y se tamizó previamente en diferentes fracciones de tamaño. La fracción de tamaño de entre 11 y 60 mm se pasó por un clasificador de rayos X ikrosort AQ1101 con el objetivo principal de retirar la dolomita y la pegmatita del carbonato cálcico.

Los resultados, así como la fig. 5b que muestra lo aceptado y la fig. 5c que muestra los desechos tras la clasificación por rayos X, respectivamente, demuestran claramente que se puede detectar la mayoría de las impurezas (dolomita, pegmatita) y retirarlas con éxito mediante la clasificación por rayos X. Tal y como se describe en la tabla 4, se retiraron el 82 % del peso de las partículas de dolomita y más del 99 % del peso de las partículas de pegmatita, recuperando el 67 % del peso de la masa en el material aceptado y perdiendo solamente el 7.7 % del peso del carbonato en los desechos.

Tabla 4 Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para separar las impurezas minerales de las rocas que contienen carbonato calcico caracterizado porque se lleva a cabo mediante: - la trituración y la clasificación de las rocas de carbonato cálcico a un tamaño de las partículas que esté en el intervalo entre 1 y 250 mm; - la separación de las partículas de carbonato cálcico a través de la extracción de las partículas que contengan componentes distintos del carbonato cálcico mediante medios situados corriente abajo con respecto a una zona de detección y controlables a través de dispositivos de evaluación controlados por ordenador como una función de señales de medios sensores que se obtienen de la radiación que penetra un flujo de las partículas, la radiación la emite una fuente de rayos X y se captura en al menos un medio sensor, en el que se permite que los rayos X pasen por al menos dos filtros en relación con unos espectros de energía diferentes situados corriente arriba al menos de un medio sensor, y líneas de sensores con medios sensores con una pluralidad de píxeles individuales situados transversalmente con respecto al flujo de partículas como medio sensor, en la que una línea de sensores se consigue en cada caso con al menos dos filtros.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas se transportan en una cinta transportadora («clasificador tipo cinta») o dejándolas caer por un conducto («clasificador tipo conducto/gravedad») .

3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se forma una línea de sensores que encaja con el ancho del flujo de partículas mediante medios sensores dispuestos linealmente.

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al menos dos filtros son hojas de metal a través de las que se transmiten los rayos X de los diferentes niveles energéticos.

5. El método de conformidad con cualquiera de las' reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos filtros, están situados bajo el flujo de partículas y corriente arriba con respecto a los sensores y un tubo de rayos X, que produce un espectro de radiación de frenado, está posicionado sobre el flujo de partículas.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos filtros incluyen múltiples filtros para su uso con múltiples niveles de energía.

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la filtración de los rayos X, que ha atravesado las partículas, se filtra en, al menos, dos espectros diferentes filtrados mediante el uso de hojas de metal para lograr una captura resuelta mediante la localización de esos rayos X, que han atravesado las partículas integradas en, al menos, una línea de sensores en un intervalo de energía predeterminado.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque hay una clasificación Z y una estandarización de las zonas de imagen para determinar el tipo de densidad atómica en base a las señales en los medios sensores de los fotones de los rayos X de los distintos espectros de energía capturados en, al menos, dos líneas de sensores .

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque se produce una segmentación de una formación característica de clases para controlar las toberas de soplado partiendo tanto de la transmisión media detectada de las partículas de ese material bruto en los diferentes espectros energéticos de los rayos X capturados por al menos dos medios sensores como de la información sobre densidades obtenida mediante la estandarización Z.

10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las rocas que contienen carbonato cálcico se eligen entre el grupo formado por las rocas de origen sedimentario y metamórfico, como la piedra caliza, la creta, el mármol y la dolomita.

11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las impurezas minerales se eligen entre el grupo formado por cantidades diversas de rocas o minerales que contienen dolomita y sílice, como el sílice en forma de sílex o cuarzo, feldespatos, anfibolitas, micaesquistos y pegmatita, en forma de diseminaciones, nodulos o capas dentro de la roca de carbonato cálcico o como rocas secundarias.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las rocas que contienen carbonato cálcico se trituran hasta obtener un tamaño de las partículas en el intervalo de 5 a 120 mm, preferiblemente de entre 10 y 100 mm, mejor aún de entre 20 y 80 mm, especialmente de entre 35 y 70, por ejemplo, de entre 40 y 60 mm.

13. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una o varias fracciones de diferentes tamaños de las partículas trituradas se someten al proceso de separación.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la proporción del tamaño mínimo/máximo de las partículas en una fracción es, por ejemplo, 1:4, preferiblemente 1:3, mejor aún 1:2.

15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque los tamaños de las partículas de una fracción están en un intervalo entre 10 y 30 mm, preferiblemente en un intervalo entre 30 y 70 mm, mejor aún en un intervalo entre 60 y 120 mm.

16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, tras la fase de separación, las partículas de carbonato cálcico están sujetas a una fase de trituración.

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque, tras la fase de trituración, las partículas de carbonato cálcico están sujetas a una fase de clasificación.