Microwave Enhanced Roasting for Pyrite Ore Samples with Dielectric Properties Strongly Dependent on Temperature

Tostación mejorada con microondas en muestras piríticas con propiedades dieléctricas marcadamente dependientes de la temperatura

Este artículo muestra los principales resultados experimentales relacionados con la medición de propiedades dieléctricas de muestras minerales con pirita, en función de la temperatura, así como su efecto en el calentamiento de las muestras. Se encontró que las componentes real, ϵ’(T), e imaginaria, ϵ’’(T), de la permitividad dependen fuertemente de la temperatura. El mejor modelo, para ϵ’(T) y ϵ’’(T), que se ajustó a los datos experimentales fue un modelo gaussiano, con valores de R²  mayores a 0,995. Además, y bajo ciertas condiciones, fue posible tostar el mineral incluso mejor que con un horno eléctrico, pues requirió menos tiempo de procesamiento (aproximadamente 77,5% menos), y con menor consumo de energía eléctrica (aproximadamente 80,8% menos). Pruebas exploratorias adicionales revelaron que las microondas pueden ser utilizadas para fundir un mineral tostado, con reducciones de tiempo cercanas al 90 % y manteniendo los márgenes de recuperación sobre el 95%. Las etapas siguientes de investigación deben dirigirse a utilizar un aplicador monomodo, para procesar mayores volúmenes de mineral a escala de planta piloto.

INTRODUCCIÓN

En el campo del procesamiento asistido por microondas, la interacción entre el campo electromagnético y el material bajo prueba (MUT) está bien establecida [1]. El efecto resultante depende en gran medida, entre otras variables, de la permitividad eléctrica compleja y de la permeabilidad magnética de la muestra, así como de la relación geométrica entre el aplicador de microondas y el MUT. Sin embargo, esto no implica que se pueda realizar un escalado directo del problema a nivel de planta piloto o industrial, ya que la distribución del campo electromagnético está relacionada con el tamaño del aplicador de microondas. En ese sentido, es vital realizar experimentos preliminares a escala de laboratorio para determinar la fuerza de interacción entre los materiales (minerales en nuestro estudio) y los campos electromagnéticos, convirtiéndose en un punto de partida obligado a la hora de escalar el proceso.

En todo el mundo se han realizado esfuerzos para ampliar el uso de las microondas como método de calentamiento. Últimamente, varias investigaciones han reportado resultados experimentales, a escala de laboratorio, sobre la interacción entre las microondas y los minerales.

Encontraron, por ejemplo, que la mayoría de los sulfuros, sulfosales y arseniuros interactuaban fuertemente con las microondas y se calentaban rápidamente [2]. Actualmente, hay ciertos grupos de minerales clasificados como malos y buenos absorbentes de microondas. Este creciente interés parece deberse a la gran presión para conseguir un ahorro de energía y una producción limpia en las nuevas industrias de procesamiento de minerales y metalurgia extractiva [3]-[8].