1º Labo-flotacion de Minerales de Cobre a Nivel de Laboratorio

INFORME DE FLOTACION DE MINERALES DE COBRE A NIVEL DELABORATORIO ALUMNA: HUALLANCA MARQUEZ ROSANE INTRODUCCION Los procesos de concentración por flotación juegan un rol preponderante en la recuperación de especies valiosas desde sus respectivas menas. El número de variables que inciden sobre los resultados metalúrgicos obtenidos a través de la aplicación de este proceso a una mena en particular, es muy extenso; En muchas ocasiones se denomina como un proceso complejo TERMINOS BASICOS Mineral: son cuerpos naturales químicos, inorgánicos y homogéneos, que pueden hallarse en la superficie de la Tierra, formados en ella en forma espontánea. En general poseen estructura cristalina, dada por el enrejamiento de los átomos, y la composición química difiere de unos a otros. Poseen caras, o sea superficies planas, pues sus átomos se disponen en forma ordenada. Hay pocos minerales integrados por un solo elemento, como el oro y la plata; la mayoría, son compuestos químicos. Su estudio corresponde a la mineralogía. Flotación: Es un proceso fisicoquímico de tres fases (sólido-líquido-gas) que tiene por objetivo la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. Los principios básicos en que se fundamenta el proceso de la flotación son los siguientes:  La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partículas sólidas a las burbujas de aire.  La formación de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partículas sobre la superficie. Para establecer estos principios se requiere la adición de reactivos químicos al sistema. Estos reactivos de flotación son los colectores, depresores, activadores y modificadores, cuyas acciones principales son inducir e inhibir hidrofobicidad de las partículas y darle estabilidad a la espuma formada. Las partículas minerales hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofílicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida, mientras que la superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida. Celda de flotación: Son equipos de procesamiento de minerales que tienen la misión de separar en forma eficiente desde una cabeza pulpa previamente acondicionada, un concentrado y un producto de relave; poniendo en contacto íntimo el mineral, el aire, el agua y los reactivos. Las celdas de flotación se caracterizan por tener un agitador mecánico que mantiene la pulpa en suspensión y el aire dispersa dentro de ella. Cabeza: Es el mineral proveniente de la explotación minera. La cabeza para un circuito de flotación está constituido por el mineral finamente molido y mezclado con el agua, formando una pulpa, y tiene una ley determinada de elementos valiosos. Ley.- Es una medida que describe el grado de concentración de recursos naturalesvaliosos (como los metales o minerales) disponibles en una mena. Pulpa: El circuito de molienda nos entrega, el overflow de los ciclones, un producto al que se le ha chancado y molido y que contiene sulfuros valiosos, ganga y agua; a esto nosotros llamamos pulpa. La pulpa debe cumplir ciertas condiciones tales como: Densidad y pH correcto según se requiera. Cabeza calculada: se refiere a la ley que tiene un mineral después de un proceso de concentración; se obtiene sumando los contenidos metálicos de cada uno de los productos. Concentrado: Es el producto final del proceso de concentración. Tiene valor comercial y reúne la mayor parte de la mena. Este producto tiene una ley mucho mayor que la de cabeza. Colector. Es el reactivo fundamental del proceso de flotación puesto que produce la película hidrofóbica sobre la partícula del mineral. Modificadores. Actúan como depresores, activadores, reguladores de pH, dispersores, etc. Facilitando la acción del colector para flotar el mineral de valor, evitando su acción a todos los otros minerales como es la ganga Espumante. Tienen como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción de la máquina de flotación (celdas). Relave.- Es el producto final del proceso de concentración pero que no tiene valor comercial y su contenido de elemento valioso es insignificante. Está constituido en su mayor parte por material estéril, motivo por el cual se lo desecha. En una planta concentradora donde existen varios circuitos de flotación, cada uno de ellos tiene un relave que pasa a constituir la cabeza del siguiente circuito, a excepción del último circuito cuyo relave se desecha definitivamente. Tanto el mineral de cabeza, como el ó los concentrados así como el relave final tiene leyes y pesos correspondientes en base a los cuales se puede realizar la cuantificación del proceso. Pasamos a definir algunos conceptos: Razón de concentración (o relación de concentración o ratio de concentración): (RC).-Es la relación existente entre el N° de toneladas de mineral de cabeza y el N° de toneladas de concentrado producido. Se interpreta como el N° de toneladas del mineral de cabeza que se requiere para obtener una tonelada de concentrado. El radio de concentración varía en razón inversa con la ley de cabeza, puesto que a mayor ley de cabeza la razón de concentración es menor, o sea que se requiere menor tonelaje de mineral de cabeza para producir una tonelada de concentrado y viceversa. Recuperación.- (R) Se refiere a la eficiencia o rendimiento del tratamiento y está expresado en porcentaje señala cuánto del elemento valioso que ingresa al tratamiento, pasa al concentrado. Cuanto mayor cantidad de elemento valioso pasa al concentrado, mayor será la eficiencia o rendimiento del proceso y mayor será la recuperación. Balance Metalúrgico.-Cualquiera que sea la escala de tratamiento de una Planta Concentradora, sea ésta grande, pequeña, automatizada o rústica, al final de la operación diaria, semanal, mensual, anual, o por campañas, requiere de la presentación de los resultados obtenidos en forma objetiva, en la que se incluye los cálculos para determinar el tonelaje de los productos de la flotación, contenido metálico de los elementos valiosos en cada uno de los productos, la distribución porcentual y los radios de concentración; todos ellos condensado en lo que se denomina el "Balance Metalúrgico", que muestra también la eficiencia del proceso. Peso neto seco.-Es el peso del mineral de cabeza, concentrado o relave, sin humedad. Se sabe que el mineral que se extrae de mina tiene una cierta cantidad de humedad. Para los cálculos es necesario conocer el peso neto seco. Para determinar el Porcentaje de humedad se prepara una muestra, se pesa, se somete a secado a 100° C durante un tiempo suficiente como para eliminar todo el agua. Una vez fría la muestra se pesa nuevamente. La diferencia entre uno y otro peso corresponde el peso de agua contenido en la muestra. Por una relación simple se puede determinar el % de humedad de la muestra. Contenido metálico.- Se refiere el contenido de elemento valioso ya sea en el mineral de cabeza, concentrado o relave. Se determina multiplicando el tonelaje del producto por la ley correspondiente: Contenido metálico = tonelaje x ley Cabe hacer notar que la suma del contenido metálico de los productos (concentrados y relave) debe ser exactamente igual al contenido metálico de la cabeza. De no ser así deben efectuarse cálculos de reajuste para cumplir con la ley de conservación de la materia. Otra cuestión importante es que las leyes que se reporten en porcentaje deben dividirse entre 100 para hacer el reemplazo en la relación para determinar el contenido metálico. Cuando las leyes se reporten en Onzas/TC, el tonelaje de cabeza, concentrado y relave deben convertirse a TC, si estuviesen expresados en TM. Las leyes de los metales preciosos en los minerales a veces son reportados en gramos/TM. Así como el contenido de oro en gravas auríferas es expresado en gramos/M 3 OBJETIVOS - Estudiar la flotación de sulfuros de cobre a nivel batch. - Identificar los reactivos empleados, su dosificación y las condiciones para la obtención de concentrados de cobre. Adiestrar al alumno en la metodología práctica que se sigue en la realización de flotación experimental a nivel laboratorio. BALANCE METALURGICO FLOTACION DE MINERALES DE COBRE A NIVEL DE LABORATORIO 1. Diagrama de flujo seguido en laboratorio: principales operaciones y condiciones. FLOTACION CLEANER FLOTACION ROUGHER ACOND. CLEANER ACOND. ROUGHER MOLINO FLOTACION SCAVENGER ACOND. SCAVEN CLSCAV ENGER CONCENTRADO CLEANER Cu RELAVE FINAL 1000 gr mineral -10 M 500 cc H 2 O Cal 0.5 gr T 20 min 2 lt Mineral molido (pulpa) Deposito pulpa pH=9 Z-6=5 cc (50 gr/ton) Tiempo=4 min MIBC=2 cc(20 gr/ton) Tiempo=4-5 min Conc. Ro. Cu Relave Ro pH=9 Cal=0.04 gr Z-6=3 cc Tiempo=2 min pH=9 MIBC=1 cc (Si lo requiere) Veloc.=900 RPM Medio Cu (Middlings) Filtrado Secado Pesado 2. cálculos del balance metalúrgico : a) % peso de cada producto. b) Contenido metálico y cabeza calculada. () ( ) c) Distribución porcentual en cada producto. d) Recuperación y ratio de concentración. PRODUCTO PESO %PESO LEY (%) K C.M R DISTRIBUCION CABEZA 1000.00 100.00 1.50 15.00 100.00 CONCENTRADO 73.03 7.30 18.00 13.69 13.15 87.64 87.64 Medio 20.50 2.05 1.00 0.21 1.37 RELAVE 906.47 90.65 0.20 1.81 12.09 ETAPAS Dosificación de Reactivos (gr/ton) Tiempo (min) Vel . Imp pH Cal Z-6 MIBC Mol Acond Flot (RPM) MOLIENDA 8.71 0.5 20 1200 ACOND. ROU. 9.0 50 20 5 1200 FLOT. ROUGHER 9.0 1200 ACOND. SCAV. 9.0 0.04 30 20 2 1200 FLOT. SCAV. 9.0 3 10 1200 ACOND. CLEANER 9.0 8 900 FLOT. CLEANER 9.0 900 3. Reactivos de flotación utilizados: a) Preparación y cálculo de consumo a nivel de laboratorio. Dosificación de Z-6: Solución al 1% p/v Dosificación de MIBC: solución al 1 % p/v b) Puntos de adición en cada etapa. Acondicionamiento Rougher : Z-6 =5 cc (0.05 gr/Kg) MIBC = 2 cc (0.02 gr/Kg) pH=9 (ajustado con cal) Acondicionamiento Scavenger : Z-6=3 cc (0.03 gr/Kg) pH=9 (ajustado con cal) Acondicionamiento Cleaner : MIBC (lo ha requerido)= 1 cc (0.01 gr/Kg) 4. Mencione 5 plantas concentradoras de procesamiento de minerales de cobre indicando las de mayor producción. A) Xstrata copper Tintaya Antapaccay (provincia de Espinar, región Cusco) Las bambas B) Antamina s.a C) Volcana D) Yanacocha E) Southern copper F) Cerro verde 5. Presentar el flow sheet de una planta concentradora peruana de mineral de cobre. CONCLUSIONES - En la práctica de flotación de mineral de Cu sulfurado, se ha llegado a conocer experimentalmente el proceso de flotación para obtenerse un producto llamado concentrado, siendo este el motivo de estudio a nivel profesional y económico a nivel empresarial. - En el desarrollo de la práctica de flotación se ha llegado a conocer el empleo de soluciones de reactivos para la flotación de Cu, con lo cual determinamos, que el éxito de una buena flotación depende de una eficiente dosificación. - Por información bibliográfica y de profesionales metalurgistas de planta concentradora, el mineral sulfurado de Cu flota en un medio básico de pH entre 10 y 11, tomando como promedio 10.5. BIBLIOGRAFIA - ALEXANDER SUTULOV "FLOTACION DE MINERALES", Cap. VII, Pag. 232 - 235. - ARTHUR F. TAGGART "HANDBOOK OF MINERAL DRESSING", New York - Fourt Print Ng, Set. 1950 - Pags. 19 - 190; 19 - 193. - DENVER EQUIPMENT COMPANY "MINERAL PROCESSING FLOWSHEET" Denver Colorado - MCMLXII. - OSCAR MEDINA B. "TECNOLOGIA DE LA FLOTACIÓN" UNI, 1976; Pag. 204 -210. - EGAS SAENZ A.J. "EVALUACION DE PLANTAS CONCENTRADORAS" 1° EDICION, 1985, Pags 61 -72, Lima, Perú. - CYNAMID INTERNATIONAL "MANUAL DE PRODUCTOS QUIMICOS PARA LA MINERIA" notas sobre tratamiento de minerales N°26 New Jersey - EE.UU.