Cinetica de Flotacion

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA METALURGIACURSO: CINETICA DE PROCESOS METALURGICOS CINETICA DE FLOTACION D.Sc. Manuel Guerreros M. 2011 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 1 REPRESENTACION ESQUEMATICA DE LA FLOTACION PROCESO QUIMICO-CINETICO PROCESO DE FLOTACION DE MINERALES PROCESO QUIMICO PROCESO CINETICO QUIMICA DE REACTIVOS CINETICA MACROSCOPICA FLUIDO MICROSCOPICO MINERAL Y PROPIEDADES Y CINETICA DE SUPERFICIALES TRANSFERENCIA 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA DE PARTICULAS 2 Cinética de flotación La cinética de flotación estudia la velocidad de flotación, es decir, la variación del contenido metálico fino recuperado en el concentrado en función del tiempo.  En esta sección se estudian los principales modelos matemáticos que permiten describir el comportamiento de la velocidad de flotación del mineral y el cálculo de los parámetros cinéticos. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 3  100 D C 80 B Recuperación, % 60 A 40 20 0 26/04/2011 0 2 4 6 8 10 MANUEL GUERREROS MEZA 12 14 Tiempo 4 Modelo de Klimpel. MANUEL GUERREROS MEZA 5 26/04/2011 .Modelos cinéticos  Dos son los modelos más usados para ajuste de datos experimentales y calculo de los parámetros cinéticos de flotación:   Modelo de García-Zuñiga. Principales modelos cinéticos de flotación de uso práctico Algoritmo matemático Rt R ·1 e k·t Nombre del modelo García – Zúñiga ln R R Rt k·t Rt 1 R ·1 ·1 e k k·t Klimpel 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 6 . es la concentración de especies flotables. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA k. n. 7 . mediante la siguiente expresión dc dt k c n donde. c. el orden de la reacción.Modelo de García-Zúñiga  La velocidad de flotación se puede expresar análogamente a la cinética química. la constante específica de velocidad de flotación. La expresión del modelo  La recuperación en función del tiempo. R t R (1 e ) 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 8 kt .  Deducción de la expresión.La constante de flotación. Rt R kt 1 e R R Rt e kt Rt R 1 e kt ln Rt R e kt R R Rt k t 1 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 9 . Rt ln R -k tiempo de flotación 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 10 . R .Cálculo de la constante específica de velocidad de flotación. es tomar el dato de recuperación al tiempo más largo y asumirlo como recuperación infinito. Más preciso y riguroso es calcular los incrementos en recuperación con respecto al tiempo y aplicar un método 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA numérico para calcular cuando este delta tiende a cero.  Graficar recuperación acumulativa en función del tiempo y ajustarle una función logarítmica y determinar el valor de la asíntota en recuperación. pero menos preciso.Cálculo de la recuperación infinito  El método más práctico.11  . 856 1.2 0.59 .18 Dosificación colector 20 g/t 40 g/t 10 g/t 0.0 0 2 4 6 8 10 12 Número de Celdas 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 12 .908 1.0 0.21 .4 Laboratorio R K .8 Recuperación de Cobre 0.937 1.1.6 0. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 13 .Tiempo óptimo de flotación  Hay varios criterios. El más práctico es determinar gráficamente el tiempo al cual la ley instantánea de concentrado se hace igual a la ley de alimentación a la etapa. Tiempo óptimo de flotación 100 18 16 80 14 %R Cu Acumulada 12 60 Ley Cu. min tiempo óptimo 0 25 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 14 .15 % Cu 0 0 5 10 15 20 2 Tiempo. % % Cu T Acumulado 10 8 40 6 % Cu T Parcial 20 4 1. LOS PASOS EN DETALLE 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 15 . CLOs cz act Se observan cristales MANUEL de actinolita. 26/04/2011 GUERREROS MEZA biotitas y minerales opacos(metalicos) 16 . cloritas. cuarzo. Foto con nicoles paralelos OPs act bt 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 17 . GGs Cp-GGs GGs-hm 26/04/2011 Se observan cristales de calcopirita(cp) con MANUEL GUERREROS MEZA gangas(mixtos) 18 . estas libres.Se aprecia a la calcopirita y minerales secundarios de cobre. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 19 . La parte de calcopirita en el intercrecimiento es muy pequeña y no llega a mas del 15%. existiendo minerales mixtos en donde predominan los de calcopirita con gangas y de gangas con hematita. EVALUACION DE LAS PERDIDAS DE VALORES EN FUNCION AL TAMAÑO DE PARTICULA 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 20 . Para identificar los problemas de perdida de recuperación de los valores de Cu. Au y Ag en la flotación de minerales de la Planta de Sulfuros. se evaluó las perdidas en función del tamaño de partícula del mineral. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 21 . obteniéndose que las mayores perdidas en el relave general se encuentran en las fracciones finas menores a 45 micrones. Es decir de todo el contenido metálico de Cobre que se pierde en el relave el 53.80%(-325M). para la Plata es de 67.31%(-325M) y para el Oro es el 53.15% es menor a 45 micrones (-325M). 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 22 . MIXTOS DE FLOTACION Cp-act Cp-GGs 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 23 . 26 0.68 1.05 .98 100M 8.74 6.80 (%R Cu) (%R Ag) 26/04/2011 (%R Au) 3.92 325M 1.32 6.80 2.39 2.26 270M 7.08 4.07 .31 24 53.17 10.09 MANUEL GUERREROS MEZA 2.49 9.25 5.01 65M 6.70 48M 6.49 11.325M 53.ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO RELAVE FINAL DE FLOTACION 80 70 60 %Recuperación 50 40 30 20 10 0 35M 1.20 140M 8.37 1.01 200M 6.15 67.41 6.98 5. 49% (-325M). 45. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 25 .Esta perdida de valores en las mallas finas fundamentalmente se atribuye a tener en la alimentación al circuito de flotación partículas finas mixtas que vienen ya desde la molienda primaria. y estas se encuentran en la fracciòn fina. 78 4.89 1.38 0.90 48M 0.32 65.70 140M 6.37 2.53 0.31 4.ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO CABEZA DE FLOTACION 70 60 50 %Recuperación 40 30 20 10 0 35M 0.79 0.44 2.37 6.49 8.87 270M 13.51 325M 1.91 65M 2.09 200M 9.12 .05 20.22 11.18 49.35 100M 4.325M 60.55 26 (%R Cu) (%R Ag) (%R Au) 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA .23 7.35 6.37 0.95 7. Y en su mayor parte atribuimos al producto Over Flow de la remolienda de medios (Conc. Scavengher + Relave Cleaner) el cual es alimentado junto con el alimento fresco a las celdas de flotación Rougher. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 27 . 18 0.67 7.99 400M 10.20 10.80 11.14 4.77 200M 3.67 .42 28 (%R Cu) (%R Ag) (%R Au) 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA .09 100M 0.98 325M 5.31 140M 1.35 8.02 0.05 65M 0.400M 70.73 67.07 0.96 4.53 1.59 1.04 0.11 0.47 0.20 2.23 77.72 270M 7.ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO O/F REMOLIENDA DE MEDIOS DE FLOTACION 90 80 70 60 %Recuperación 50 40 30 20 10 0 48M 0.71 0. 25%R.11 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 29 .74%Cu y la recuperación alcanzada en 3 minutos de flotación bath experimental es de 51. Y su factor de distribucion de 0.Este producto del over flow remolienda de medios contiene partículas finas no liberadas y que al momento de efectuar una flotación batch el grado de concentrado alcanzado no supera el 12. 0.03 4. Metalico Cu Cu 3.87 14.00 51.87 84.57 3.0 Factor de Distribucion: PRUEBA 2 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab.59 100.22 11.0 Factor de Distribucion: 0. Metalico Cu Cu 3.18 2.82 227.17 15.86 100.14 230.26 15. Metalico Cu Cu 3.43 52.69 7.73 1.00 268.42 9.42 9. 0.15 86.36 100.01 3.87 Tiempo= 2 minuto Peso Peso % TMS 100.00 259.00 53.30 65.22 Recuperacion %R Cu 100.00 268.66 3.00 270.01 3.42 8.00 268. Calc.63 88.30 100. Tiempo= 1 minuto Peso Peso % TMS 100.00 259.30 GUERREROS MEZA 100. Tiempo= 4 minuto Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont.17 Recuperacion %R Cu 100.139 26/04/2011 MANUEL Cab. Calc.19 4.17 12.86 37.00 268.92 4.33 1.64 48.74 4.57 100.43 3.00 34.114 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont.42 9.00 270.01 Recuperacion %R Cu 100.42 9.08 3.26 Recuperacion %R Cu 100.0 Factor de Distribucion: PRUEBA 3 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab.47 250.70 100.97 4.18 40. Calc.13 46.43 29.88 30 100. Calc.42 9.89 4.68 11. Metalico Peso Peso % TMS Cu Cu 100.53 20.42 8.57 229.43 6.152 .01 13.42 9.17 Tiempo= 3 minuto Peso Peso % TMS 100.39 92.PRUEBAS DE FLOTACION BATCH OVER FLOW TOTAL DEL CIRCUITO DE REMOLIENDA DE MEDIOS (Prueba para Diseño de Celda Unitaria para Ampliacion de Planta) PRUEBA 1 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab.075 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont.69 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont.20 2.0 Factor de Distribucion: PRUEBA 4 Producto Cabeza Concentrado Relave 0.00 47. %Recuperacion Cu (Flotacion Unitaria Experimental batch) 60 50 %Recuperacion Cu 40 30 20 10 0 0.7 min MANUEL GUERREROS MEZA .5 26/04/2011 1 1.5 4 4.5 2 2.5 31 TIEMPO 2.5 3 3.Tiempo vs. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 32 . relacione análisis mineralógico y tiempo de flotación. y modelo de García-Zuñiga y Modelo de Klimpel.CASO DE ESTUDIO  Con los datos obtenidos y mostrados a continuación determinar el tiempo optimo de molienda y flotación. Aspecto Cuantitativo 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 33 . Aspecto Cuantitativo 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 34 . PRUEBAS EXPERIMENTALES A NIVEL DE LABORATORIO PREPARACIÓN DE LA MUESTRA Una de las muestras ha sido chancada en seco a 100% -m10. evitando en lo mínimo tratar de producir partículas finas y se le denomina como “Mineral Fresco”. seguidamente previos cuarteos sucesivos se separaron en sobres de 1 Kg.) los cuales fueron conservadas para las pruebas sucesivas. se tomo una la cual ha sido sometido a molienda en húmedo y se le denomina como “Mineral Molido” 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 35 . (1000 gr. bajo contenido de Fe y muy bajo de Cu y Bi. Tales resultados indican una mineralización polimetálica con moderado contenido de Ag. Algo mas del 65% del Pb y del 51% del Zn están como compuestos oxidados 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 36 .ANÁLISIS QUÍMICO DE LA MUESTRA La composición química es similar para ambas muestras la cual ha sido proporcionada por el laboratorio y es la que aparece en la Tabla. para finalmente ser sometido a un tamizado durante 30 minutos. De igual manera se tomo (1000 gr. con una dilución ½.) con muestra de mineral fresco la cual fue sometida a un tamizado en un Ro-Tap durante 30 minutos aproximadamente.ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA MUESTRA Se tomo un sobre (1000 gr. cuyo producto se filtro y seco seguidamente. Los resultados de la separación mediante tamices aparecen en la Tabla siguiente: 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 37 .) de muestra la cual fue sometido a molienda en el molino de laboratorio durante 10 minutos. +m100. GUERREROS MEZA 38 . -m20 y no -m10). tamaños entre los dos primeros tamices en nuestra opinión debería utilizarse fragmentación al 100% -m20 y luego obtener las fracciones +m65. +m400 y -m400 (o. +m200. 100% 26/04/2011 MANUEL-m40. La distribución en la muestra del Mineral Molido como era de esperar es más ordenada. resultando 58% -m200. alternativamente. Como comentario adicional se debe mencionar que no es conveniente una diferencia tan grande.La distribución granulométrica del mineral fresco es completamente irregular. con exceso de gruesos y escasez de finos y es evidente que hubiera sido preferible usar una malla más gruesa para el tamiz de clasificación (por ejemplo. CINÉTICA DE FLOTACIÓN 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 39 . 187 7.62 14.926 3.252 47. 208.7 2.97 Pb (AC) % 25. 48. AC min W. P.38 58 58 23.936 30.43 5.13 68.44 5.5 34.19 137 121 72.596 4.8 21.1 3.728 3.96 2.69 17.4 19 10.079 23.66 47.0 50. METALICO FIN Pb (AC) (gr) 18.7 101.68 62.01 10.4 65. 540.17 2.366 100 84 100 78 100 88 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 40 .64 56.4 35.4 5.0 84.657 7.806 1.079 18.09 5.123 49.94 6.81 % Zn (P) 1.1 3.696 1.348 31.966 8.652 0.75 30.4 99.87 CAB.4 % Pb (AC) 45.535 FIN Zn (AC) (gr) 0. 4.596 23.06 2.269 18.5 1 2 4 7 11 18 28 33 40.712 3.866 2.73 2. 104 1042 6.0 8.884 5.14 37. T.5 149.610 12.06 3.659 3.5 1 2 3 4 7 10 5 0.38 45 Ag (P) % 36.94 3.948 FIN Ag (P) (gr) 51.334 126.269 31. (P) min.2 3.13 RLV. 540.06 7.59 16.344 3.54 58.19 3.7 2.878 95.39 9.3 58.51 27.26 6.01 44.014 42.27 4.613 111.995 1.92 2.28 4.38 6.83 2.255 26.06 11.8 4.59 2. (gr) W.682 3.86 6.349 2.204 108.8 40.217 33.610 63.62 Zn (AC) % 2.018 101.59 38.2 59.35 2.32 4.96 3 4.1 RECUPERACIÓN Zn (P) % 2.62 8.16 3.9 31.7 6.631 6.04 5. 453.44 5.23 12.29 70.217 143.98 LEYES Ag (P) gr/TM 1260 490 263 172 131 104 73 73 69 Ag (AC) (gr/T M) 1260 972 729 542 427 356 288 240 223 FIN Pb (P) (gr) 18.409 3.624 72.15 Cont.91 40.73 5.CINÉTICAS DE FLOTACION DEL PLOMO MOLIENDA 58%-M200. (AC) (grs) % Pb (P) 0.5 0.348 31.27 3.8 5 4.372 FIN Ag (AC) (gr) 51.247 88.23 42.872 2.35 Ag (AC) % 36. 502.353 33.66 2.61 75.146 1.238 4.985 Pb (P) % 25. 267.64 5.8 6.47 4.38 3.81 52.8 7.696 0.590 81.13 22.9 55 55 21.015 8.54 1.05 20.555 10.14 % Zn (AC) 1.274 FIN Zn (P) (gr) 0. CINETICA DE FLOTACION DE (PLOMO-PLATA): BALANCE GENERAL T.69 7.15 4.73 2.39 50.78 78.7 32.92 3. 45.9 24.1 1.16 9.140 6. 351.9 65.32 5.1 4.414 14.01 66.353 72.267 13.424 4.862 34. 97 44.11 6.38 Leyes FIN PbO (P) % PbS (P) 37.92 Cont.57 PbO (P) % 8.78 22.09 50.25 59.98 31.71 37.82 18.02 4.54 2.11 3.01 4.32 6.79 28.79 2.71 2.69 6.49 43.97 6.54 3.48 3.8 1042.11 3.48 18.33 58.02 1.49 540.15 2.48 5.51 PbS (P) % 37.30 1.42 13.8 5.08 2.9 53./ Molienda:58%-m200.04 84.08 1.88 3.95 PbS(AC) % 37.18 5.71 5.15 267.96 65.54 2.89 4.73 5.71 1.99 30.49 2.9 208.05 2.93 8.53 1.09 3.22 2.49 48.46 73 75.64 24. METALICO FIN PbO AC) (gr) 2.89 5.26 6.23 7.44 56.69 4.84 3.7 9.89 5.05 CABEZA 1042.05 24.51 % PbS (AC) 37.87 1.42 2.23 44.51 9.07 17.46 7.27 2.69 7.23 FIN PbS AC) (gr) 15.61 2.94 453.00 43.08 10.58 4.84 6.19 351.89 5.573 41.CINÉTICA DE FLOTACIÓN de (PbO y PbS).54 3.573 100 81 100 86 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 41 .27 3. T (P) (min) T (AC) (min) W (P) (gr) W (AC) (grs) % PbO (P) % PbO (AC) 5.89 28.5 1 2 3 4 7 10 5 0.88 2.59 2.86 5.29 (gr) 2.41 1.47 58.28 67.95 0.47 3.44 1.5 0.11 11.54 11.49 24.52 34.72 6.49 4.3 5.04 30.55 20.56 0.57 62.14 24.02 12.07 RECUEPRACIÓN PbO (AC) % 8.57 149.69 20.35 31.54 2.96 24.87 40.08 13.99 3.96 49.75 101.79 13.42 1.88 2.97 54.075 41.075 30.46 2.00 FIN PbS (P) (gr) 15.19 2.00 10.87 15.41 3.85 13.01 4.48 99.43 502.5 1 2 4 7 11 18 28 33 40.93 2.89 RELAVE 540.35 25.50 16.85 1. GRACIAS 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 42 .