L’arricchimento del minerale (mineral processing o beneficiation) è l’insieme dei processi che separano il minerale utile dalla ganga sterile, concentrando il componente di valore e producendo un materiale a tenore più alto, adatto alla successiva lavorazione metallurgica. È il ponte tra l’estrazione grezza e la produzione del metallo.
Il minerale estratto dal giacimento contiene il componente utile disperso in una matrice di roccia priva di valore. Trattarlo tutto in metallurgia sarebbe antieconomico; l’arricchimento separa il più possibile l’utile dallo sterile, riducendo enormemente la massa da trattare a valle.
La filiera tipica procede per stadi:
| Fase | Operazione |
|---|---|
| Comminuzione | frantumazione e macinazione per liberare i grani utili |
| Classificazione | vagliatura e separazione per dimensione |
| Concentrazione | separazione utile/sterile per proprietà fisiche |
| Disidratazione | rimozione dell’acqua dal concentrato |
Il passo preliminare è la liberazione: macinare il minerale fino a separare fisicamente i grani di minerale utile da quelli di ganga, condizione necessaria perché la concentrazione possa funzionare. Se i due restano cementati, nessuna separazione è efficace.
La concentrazione sfrutta differenze di proprietà fisiche tra utile e ganga:
- densità: separazione gravimetrica (l’utile, più pesante, si separa);
- bagnabilità: flottazione (l’utile reso idrofobo aderisce a bolle d’aria);
- suscettibilità magnetica: separazione magnetica;
- conducibilità: separazione elettrostatica.
Il prodotto dell’arricchimento è il concentrato (ricco di minerale utile), separato dallo sterile (tailing). Due indici ne misurano la bontà: il recupero (quanta parte del metallo presente finisce nel concentrato) e il tenore del concentrato (la sua purezza), in compromesso tra loro. L’arricchimento è ciò che rende sfruttabili i giacimenti a basso tenore, riducendo la massa da fondere o lisciviare e quindi i costi e gli impatti della metallurgia.