MÉTODO PARA SEPARAR IMPUREZAS MINERALES DE LAS ROCAS QUE CONTIENEN CARBONATO CÁLCICO MEDIANTE CLASIFICACIÓN POR RAYOS X.

Método para separar impurezas minerales de las rocas que contienen carbonato cálcico mediante clasificación por rayos X La presente invención se refiere a un método para separar impurezas minerales asociadas a las mismas de las rocas de carbonato cálcico de origen sedimentario y metamórfico, tales como la piedra caliza, la creta y el mármol. Los carbonatos naturales tienen una enorme importancia en la economía mundial debido a sus numerosas aplicaciones. Según sus diferentes usos, tales como el del carbonato cálcico en las industrias papelera y de la pintura, los productos finales tienen rigurosas especificaciones de calidad que son difíciles de cumplir. Así, se requieren técnicas eficaces, a poder ser automatizadas, para clasificar y separar las impurezas minerales, que habitualmente comprenden cantidades variables 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, nódulos o capas dentro de la roca de carbonato cálcico o en forma de rocas secundarias. Muchos campos, como las industrias de la minería y de la gestión de residuos, tienen como objetivo lograr un proceso eficaz para clasificar automáticamente mezclas de materiales. En este sentido, la clasificación automática de partículas supone la separación de un flujo de partículas a granel en base a propiedades detectadas de las partículas, que se miden mediante sensores electrónicos tales como cámaras, sensores de rayos X y bobinas de detección. Se elige la técnica adecuada en función de las características de las partículas. Así, hay una serie de distintas técnicas 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 suficiente contraste de colores 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 debido al tiempo necesario y a los costes. Cuando las partículas que hay que clasificar no tienen unas características fiables que permitan la automatización, hay que aplicar la clasificación manual. Especialmente en el campo de la minería, la disponibilidad de clasificadores automáticos de elevada capacidad de producción para el tratamiento de materiales con tamaños de gravilla o terrones mejora la eficiencia global tanto de la actividad minera como de la molienda. Usando una clasificación automática de rocas para la preconcentración, es posible explotar yacimientos metalíferos heterogéneos de una calidad media inferior, aunque con secciones, bandas o vetas locales de alta calidad. Preclasificando los pedazos de mena antes de la molienda, los costes globales de la molienda pueden reducirse considerablemente. Los clasificadores ópticos utilizados en aplicaciones de procesamiento de minerales se basan en el uso de una o más cámaras que escanean las líneas de color, así como de la iluminación proveniente de fuentes de luz especialmente diseñadas. Mediante la cámara pueden detectarse varias propiedades distintivas que incluyen la forma, el área, la intensidad, el color, la homogeneidad, etc. Las aplicaciones típicas están relacionadas con diversas menas 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 se ha mencionado, en cuanto el contraste de colores no es lo suficientemente alto, la separación deviene 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. Además, incluso en caso de que haya un suficiente contraste de colores, con frecuencia hay que mojar 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 el mojado no es posible. Por lo tanto, hay necesidad de contar con técnicas de clasificación distintas de las habituales, que se basan principalmente en el contraste de colores, para separar dichas 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 sobre la base de la diferencia en el número atómico medio de los fragmentos de roca. Incluso aunque no haya visibles diferencias eléctricas o magnéticas, muchos materiales pueden aún concentrarse con clasificación por rayos X. 2   Sin embargo, hasta la fecha, los clasificadores de rayos X han venido siendo usados especialmente para clasificar chatarra de metal, residuos de la construcción, plásticos, carbones y rocas y minerales metalíferos, pero no para retirar dichas impurezas minerales de la roca de carbonato cálcico, principalmente debido a las escasas diferencias en la densidad atómica media entre dichas impurezas y el carbonato cálcico. Por ejemplo, la patente WO 2005/065848 A1 se refiere a un dispositivo y a un método para separar o clasificar materiales a granel con ayuda de un aparato de soplado que tiene toberas de soplado en una sección de caída situada corriente abajo con respecto a una cinta transportadora y una fuente de rayos X, medios de evaluación controlados por ordenador y al menos unos medios sensores. Los materiales a granel que se mencionan en la patente WO 2005/065848 A1 son menas que hay que separar y partículas de desechos tales como cerámica de vidrio de vidrio de botellas o, en general, diferentes tipos de vidrio. 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 respectivos niveles energéticos primero y segundo. Se obtienen valores primero y segundo que son representativos de la atenuación de la radiación por cada partícula. Se obtiene entonces un tercer valor como la diferencia entre o la relación 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 tienen distintas características de absorción y penetración de la radiación electromagnética. Los materiales que se separan mediante este método son materiales de plástico que se separan de materiales de vidrio, metales que se separan de no metales y distintos plásticos que se separan unos de otros. El método que se da a conocer es especialmente eficaz en la separación de elementos con distinta composición química tales como las mezclas que contienen metales, plásticos, textiles, papel y/u otros materiales residuales que se dan en la industria del tratamiento de residuos sólidos municipales y en las industrias del reciclaje de materiales secundarios. Las patentes WO 2006/094061 A1 y WO 2008/017075 A2 se refieren a dispositivos clasificadores que incluyen clasificadores ópticos y clasificadores que tienen un tubo de rayos X, un conjunto de detectores de energía dual, un microprocesador y un conjunto de eyectores de aire. El dispositivo detecta 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 un conjunto de eyectores de aire situados en sitios específicos para colocar la muestra en el adecuado depósito de recogida. Los materiales que hay que clasificar con este dispositivo son metales tales como metales ligeros como el aluminio y sus aleaciones que deben separarse de metales más pesados como el hierro, el cobre, el cinc y sus aleaciones. Las patentes EP 0 064 810 A1 y US-A-3545610 describen un aparato clasificador de menas en el que la mena a clasificar se selecciona en función de su absorción de radiación atómica. Las partículas de mena se pasan por debajo de un tubo de rayos X mientras se mantienen soportadas en una cinta transportadora. Los rayos X que pasan a través de las partículas de mena inciden en una pantalla fluorescente. Las imágenes formadas en la pantalla se... [Seguir leyendo]

1. Método para separar impurezas minerales asociadas a las mismas de rocas que contienen carbonato cálcico mediante los pasos de: - triturar y clasificar las rocas de carbonato cálcico a un tamaño de partículas situado en la gama de tamaños de partículas que va desde 1 hasta 250 mm, - separar las partículas de carbonato cálcico eliminando las partículas que comprendan componentes distintos del carbonato cálcico mediante medios que están situados corriente abajo con respecto a una zona de detección y son susceptibles de ser controlados por medios de evaluación controlados por ordenador en función de señales de sensores que resultan de la radiación que atraviesa un flujo de dichas partículas, siendo dicha radiación emitida por una fuente de rayos X y capturada en al menos unos medios sensores, en donde se permite que los rayos X pasen al menos dos dispositivos de filtración en relación con espectros de energía mutuamente distintos, situados corriente arriba con respecto a los medios sensores que son al menos unos y líneas de sensores con una pluralidad de pixeles individuales situados transversalmente al flujo de partículas como medios sensores, estando prevista una línea de sensores para cada uno de los filtros que son al menos dos. 2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas se transportan en una cinta transportadora («clasificador tipo cinta») o dejándolas caer por una rampa («clasificador tipo rampa/gravedad»). 3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se forma una línea de sensores que encaja con el ancho de dicho flujo de partículas mediante medios detectores dispuestos linealmente. 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los filtros que son al menos dos son folios de metal a través de los que se transmiten los rayos X de los diferentes niveles energéticos. 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los filtros que son al menos dos 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. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los filtros que son al menos dos incluyen una pluralidad de filtros para usar con una pluralidad de niveles de energía. 7. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la filtración de la radiación de rayos X que ha atravesado las partículas, se filtra en al menos dos espectros diferentes filtrados mediante el uso de folios de metal para lograr una captura resuelta mediante la localización de dicha radiación de rayos X que ha atravesado dichas partículas, integrados en al menos una línea de sensores, dentro de un intervalo de energía predeterminado. 8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque se producen una clasificación Z y una estandarización de áreas de imagen para determinar una clase de densidad atómica en base a las señales de sensor de los fotones de los rayos X de los distintos espectros de energía capturados en al menos dos líneas de sensores. 9. Método según 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 dichas partículas de ese material a granel en los diferentes espectros energéticos de los rayos X capturados por los sensores que son al menos dos, como de la información de densidad obtenida mediante la estandarización Z. 10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 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. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 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, nódulos o capas dentro de la roca de carbonato cálcico, o como rocas secundarias. 12. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 12   caracterizado porque las rocas que contienen carbonato cálcico se trituran hasta obtener un tamaño de partículas situado dentro de la gama de tamaños que va desde 5 hasta 120 mm, preferiblemente desde 10 hasta 100 mm, mejor aún desde 20 hasta 80 mm, especialmente desde 35 hasta 70, y por ejemplo desde 40 hasta 60 mm. 13. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una o varias fracciones de diferentes tamaños de las partículas trituradas se someten al paso de separación. 14. Método según 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, y mejor aún 1:2. 15. Método según cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque los tamaños de las partículas de una fracción están en un intervalo de entre 10 y 30 mm, preferiblemente en un intervalo de entre 30 y 70 mm, y mejor aún en un intervalo de entre 60 y 120 mm. 16. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, tras la fase de separación, las partículas de carbonato cálcico se someten a un paso de trituración. 17. Método según la reivindicación 16, caracterizado porque, tras el paso de trituración, las partículas de carbonato cálcico se someten a un paso de clasificación. 13   1/6 Figura 1a Figura 1b 14   2/6 Figura 2a Figura 2b   Trozos de arcilla 3/6 Figura 3a Figura 3b 16 Sílex   4/6 Figura 4a Figura 4b 17   5/6 Figura 5a Figura 5b 18   6/6 Fig. 5c 19