Informe Tesis PDM Ultimate

UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y MINAS

INFORME FINAL

LABORATORIO

PROCESAMIENTO DE MINERALES

Alumnos:

Eric Alcayaga Villegas

Alex Paz Alday

Catalina Soto Madrid

Profesor Cátedra:

Victor Conejeros Trujillo

Profesor Laboratorio:

Rossina Mena Olivares

Antofagasta, Chile

Diciembre 2015

II

Resumen

El presente informe detalla las experiencias realizadas en laboratorio de

procesamiento de minerales con el objetivo de una concentración de mineral de

interés sin destruir las características físicas o químicas; se busca comparar los

resultados obtenidos de nivel experimental a uno de escala industrial, además

de estudiar los métodos que existen detrás del procesamiento de minerales.

Dentro las experiencias se tiene el “efecto de espumantes en flotación”, con el

fin de comparar distintos efectos de espumantes como: Aceite de pino, DFC-

250 y MIBC, por medio de observación. El mejor reactivo obtenido es el DFC

250 con un colchón de espuma es más densa y estable en comparación a los

otros dos. En “cinética de flotación” a través de los criterios de Agar, se busca

determinar el tiempo promedio de flotación, junto con realizar un escalamiento

de este tiempo a uno industrial. Con el mejor ajuste de modelo cinético de

Kelsall (∑error: 8,75); ley de cobre de 12,74%; recuperación 46,20%,

recuperación en peso 3,04%; razón de enriquecimiento de 16,04 y razón de

concentración de 34,71; implicando una flotación más selectiva que

recuperativa; tiempo de residencia de 24,19 minutos en escala de laboratorio y

48,39 minutos para escala industrial sin considerar la muestra n°11 debido a la

indeterminación de los criterios de Agar y su poca representatividad al proceso

estudiado. La última experiencia “Circuitos de flotación y usos de factores de

distribución” tiene como finalidad el uso de los factores de distribución, los

cuales ayudan al modelamiento del circuito de flotación. El concentrado de

cobre obtenido tiene una ley de 22,52% (referencia 30%) se sugiere agregar

etapa de segundo barrido (relave primer barrido con 0,53% CuT) con

concentrado recirculado a flotación primaria si la ley es mayor o igual a la de

alimentación; y segunda limpieza, junto con la recirculación de flujos de relave

limpieza y concentrado barrido a etapa de flotación primaria (leyes (5,65% y

4,04% respectivamente).

III

Índice

Capítulo I.- Introducción. .................................................................................. 1

1.1. Objetivos............................................................................................. 2

1.1.1. Objetivo General ............................................................................. 2

1.1.1.1. Objetivos específicos ...................................................................... 2

Capítulo II.- Fundamentos teóricos. ................................................................ 3

2.1 Efecto de espumante en tamaño de burbuja. ........................................ 3

2.2 Cinética de flotación............................................................................... 3

2.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución........................ 4

Capitulo III.- Planteamiento experimental. ...................................................... 5

3.1 Efecto de espumante en tamaño de burbuja. ........................................ 5

3.2 Cinética de flotación............................................................................... 5

3.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución........................ 6

3.4 Materiales. ............................................................................................. 6

3.5 Equipos. ................................................................................................. 6

Capítulo IV.- Resultados ................................................................................... 7

4.1 Resultados y análisis de discusiones. ................................................... 7

4.1.1 Efecto de espumantes en tamaño de burbuja. ................................ 7

4.1.2 Cinética de flotación ........................................................................ 9

4.1.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución. ................. 11

Grafico N°21: ................................................................................................ 12

Capítulo V.- Conclusiones.............................................................................. 13

5.1 Efecto de espumante en tamaño de burbuja. ...................................... 13

5.2 Cinética de flotación............................................................................. 13

IV

5.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución...................... 14

Capítulo VI.- Recomendaciones. ................................................................... 15

Capítulo VII.-Bibliografía ................................................................................ 16

Capítulo VIII.- Anexos. .................................................................................... 17

V

Índice de tablas.

Tabla N° 1: Concentración de espumante DFC 250 y dosificaciones. .............. 26

Tabla N° 2: Concentración de espumante MIBC y dosificaciones. ................... 26

Tabla N° 3: Concentración y dosificaciones de espumante aceite de pino. ...... 27

Tabla N° 4: Datos obtenidos DFC-250; máquina 1. .......................................... 27

Tabla N° 5: Datos obtenidos MIBC; máquina 1. ............................................... 28

Tabla N° 6: Datos obtenidos DFC – 250, máquina 2. ....................................... 28

Tabla N° 7: Datos obtenidos para aceite de pino; máquina 2. .......................... 29

Tabla N° 8: Datos obtenidos DFC – 250; máquina 3. ....................................... 29

Tabla N° 9: Datos obtenidos MIBC, máquina 3. ............................................... 30

Tabla N° 10: Comparación de resultados de espumantes. ............................... 30

Tabla N° 11: Análisis químico de mineral ingresado y relave. .......................... 31

Tabla N° 12: Datos experimentales del concentrado. ....................................... 31

Tabla N° 13: Modelos cinéticos de flotación. .................................................... 32

Tabla N° 14: Leyes experimentales para cálculo del primer criterio de Agar. ... 32

Tabla N° 15: Datos experimentales para cálculo de recuperación para la ganga,

para segundo criterio de Agar. .......................................................................... 33

Tabla N° 16: Parámetros para modelo cinético de Kelsall, de recuperación para

cobre y ganga. .................................................................................................. 33

Tabla N° 17: velocidades de recuperación para especie útil, ganga y eficiencia

de separación para segundo criterio de Agar. .................................................. 34

Tabla N° 18: Recuperaciones de especie útil, ganga y eficiencia de separación

para tercer criterio de Agar. .............................................................................. 34

Tabla N° 19: Tiempos de flotación de criterios de Agar. ................................... 35

Tabla N° 20: Porcentaje de recuperación máxima del proceso, recuperación en

peso, razón de concentración y enriquecimiento del material tratado. ............. 35

Tabla N° 21: Datos obtenidos en el laboratorio. ............................................... 36

Tabla N° 22: Análisis químico de concentrados y relaves. ............................... 37

Tabla N° 23: Datos experimentales del balance de flujos. ................................ 37

VI

Tabla N° 24: Split factors del sistema. .............................................................. 38

Tabla N° 25: Respuesta del circuito de flotación con datos de alimentación

recalculados. ..................................................................................................... 38

Tabla N° 26: Respuesta de etapa de flotación primaria para concentrado. ...... 39

Tabla N° 27: respuesta de etapa flotación primaria para relave. ...................... 39

Tabla N° 28: Respuesta de etapa limpieza para concentrado. ......................... 39

Tabla N° 29: Respuesta de etapa limpieza para relave. ................................... 40

Tabla N° 30: Respuesta de etapa barrido flotación primaria para concentrado.

.......................................................................................................................... 40

Tabla N° 31: Respuesta de etapa barrido flotación primaria para relave. ......... 40

Tabla N° 32: Resumen de recuperaciones, leyes y razón de enriquecimiento

para circuito de flotación de laboratorio. ........................................................... 41

Tabla N° 33: Respuesta del circuito para una planta de flotación con flujo

másico de alimentación de 5000 t/h. ................................................................. 41

Tabla N° 34: Recuperaciones y leyes de cobre obtenidas como respuesta para

una planta industrial con 5000 t/h de alimentación. .......................................... 41

VII

Índice de Ilustraciones

Ilustración 1: Máquina n°2. ............................................................................... 56

Ilustración 2: Regla, micropipeta y espumante a utilizar. .................................. 56

Ilustración 3: Medición del colchón de espuma................................................. 57

Ilustración 4: Acción del espumante a un flujo de 6L/min a 20 ppm. ................ 57

Índice de Diagramas

Diagrama N° 1: Circuito de flotación realizado en laboratorio. .......................... 55

Diagrama N° 2: Circuito de flotación propuesto. ............................................... 55

Índice de gráficos.

Gráfico N° 1: Altura Colchón de espuma vs flujo de aire máquina 1, espumante

DFC-250. .......................................................................................................... 42

Gráfico N° 2: Altura colchón de espuma vs flujo de aire máquina 1, espumante

MIBC. ................................................................................................................ 42

Gráfico N° 3: Altura vs concentración espumante MIBC, máquina 1. ............... 43

Gráfico N° 4: Altura vs concentración espumante DFC-250, máquina 1. ......... 43

Gráfico N° 5: Altura vs flujo de aire espumante DFC-250, máquina 2. ............. 44

Gráfico N° 6: Altura vs concentración espumante DFC-250, máquina 2. ......... 44

Gráfico N° 7: Altura vs flujo de aire espumante MIBC, máquina 3. ................... 45

Gráfico N° 8: Altura vs Flujo de aire espumante DFC-250, máquina 3. ............ 45

Gráfico N° 9: Altura vs concentración espumante MIBC, máquina 3. ............... 46

Gráfico N° 10: Altura vs concentración espumante DFC-250, máquina 3. ....... 46

Gráfico N° 11: Análisis de Altura vs Espumante. .............................................. 47

Gráfico N° 12: Datos experimentales reales, sin eliminar muestra de 30 [min]. 48

Gráfico N° 13: Comparación de modelos cinéticos con datos experimentales

versus tiempo de flotación. ............................................................................... 48

VIII

Gráfico N° 14: Comparación de modelos cinético de García Zúñiga de primer

orden con datos experimentales. ...................................................................... 49

Gráfico N° 15: Comparación de modelos cinético de García Zúñiga de segundo

orden con datos experimentales. ...................................................................... 49

Gráfico N° 16: Comparación de modelo cinético de Klimpel con datos

experimentales. ................................................................................................. 50

Gráfico N° 17: Comparación de modelo cinético de Kelsall con datos

experimentales. ................................................................................................. 50

Gráfico N° 18: Ley de concentrado inicial, parcial y acumulada; con ajustes

exponenciales para obtener funciones y extrapolación en 15 minutos; para

primer criterio de Agar. ..................................................................................... 51

Gráfico N° 19: Velocidades de recuperación de las partículas flotables de cobre

y ganga respecto al tiempo, para segundo criterio de Agar. ............................. 51

Gráfico N° 20: Recuperaciones de cobre y ganga, junto con la eficiencia de

separación de ambas especies versus tiempo de flotación. ............................. 52

Gráfico N° 21: Recuperación de cobre total por etapas de separación. ........... 53

Gráfico N° 22: Recuperación de cobre soluble e insoluble por etapas de

separación. ....................................................................................................... 53

Gráfico N° 23: Ley de concentrado final de cobre total, soluble e insoluble por

etapas de separación. ....................................................................................... 54

Gráfico N° 24: Ley cobre total, soluble e insoluble de relaves por etapas de

separación. ....................................................................................................... 54

IX

Nomenclatura

%R: Porcentaje de recuperación.

C: Masa de concentrado.

c: Ley de cobre del concentrado.

F: Masa alimentación.

f: Ley de cobre de alimentación.

T: Masa de relave.

t: Ley de cobre del relave.

SF: Split Factor.

εg : Fracción volumétrica de gas.

Vg: Volumen de gas.

Vt: Volumen total.

Sb: Flujo de aire superficial.

Jg: Velocidad de área superficial de burbuja.

dg: Diámetro de burbuja.

R(t): Representa la recuperación acumulada.

K: Máxima velocidad especifica de flotación.

R∞: Recuperación Máxima.

Ru: Recuperación especie útil.

Rg: Recuperación de la ganga.

ES: Eficiencia de separación.

CuT: Cobre total.

CuIn: Cobre insoluble.

CuS: Cobre soluble.

1

Capítulo I.- Introducción.

Los minerales se distribuyen de manera heterogénea en la corteza terrestre,

los cuales pueden ser clasificados como metálicos o industriales según su uso.

Alguno de estos yacimientos y depósitos pueden extraerse cobre, oro, plata,

manganeso, etc. Siendo Chile un país reconocido a nivel mundial debido a su

gran tradición minera. Pero estas menas van siempre asociada a elementos de

menor o ningún valor, denominados ganga. Las operaciones mineras consisten

en tratar estas especies minerales hasta obtener productos con rendimiento

comercial, por métodos que no destruyan las características físicas o químicas

de los mismos. Esta definición descarta las operaciones como refinación,

tratamiento con calor, lixiviación y otros procedimientos químicos; mediante la

concentración de la especie mineralógica deseada por diversas etapas

recuperativas y colectivas en las plantas de flotación separando de forma

selectiva las especies minerales de acuerdo a sus propiedades superficiales de

adhesión a burbujas de aire. Ya que es un proceso de probabilidades, las

variables deben ser correctamente analizadas para obtener el mayor beneficio

posible. Se plantea que los reactivos a utilizar son determinantes en la

adhesión de partículas de mineral; las leyes de concentrados finales son

afectadas fuertemente si las recuperaciones de ganga son altas; y la

posibilidad de predecir el comportamiento de una planta industrial mediante

datos de pruebas batch; si los factores de distribución no cambian

independiente del flujo a utilizar; todo esto basándose en el comportamiento de

la pulpa en las celdas de flotación a nivel de laboratorio.

2

1.1. Objetivos

1.1.1. Objetivo General

Conocer las variables y el comportamiento de los minerales sulfurados en el

proceso de flotación.

1.1.1.1. Objetivos específicos

Estudiar los efectos de espumantes en flotación.

Conocer experimentalmente las variables que inciden en la cinética de la

flotación de minerales sulfurados de cobre.

Determinar tiempo de residencia o de flotación

Analizar el comportamiento de minerales durante la flotación

Determinar y diseñar un circuito de flotación desde una de escala

laboratorio a una industrial.

3

Capítulo II.- Fundamentos teóricos.

2.1 Efecto de espumante en tamaño de burbuja.

Los espumantes son tensoactivos orgánicos poco solubles en agua, y tienen

por función asegurar la separación de las partículas hidrófobas e hidrófilas, Las

burbujas creadas, generalmente por inyección de aire u otro gas o por

agitación, tienen una duración muy corta , y tendencia a unirse entre sí, por lo

que, para asegurar la estabilidad de la espuma y evitar con que las partículas

captadas caigan nuevamente en la pulpa, perdiéndose la recuperación, se

introducen unos compuestos espumantes, entre los cuales los más utilizados

son el aceite de pino y el cresol (ácido cresílico), alcoholes de cadena larga

tales como algunos de los espumantes aerofroth. Es importante que el

espumante no se adsorba sobre la superficie del mineral, ya que si actúa como

colector, la selectividad del colector propiamente dicho se ve disminuida.

2.2 Cinética de flotación.

La cinética de flotación es el estudio de la variación en cantidad del producto

que rebalsa en la espuma con el tiempo y la identificación cuantitativa de todas

las variables que controlan la velocidad.

Tiempo óptimo de residencia: Agar planteó y analizó la aplicación de los

criterios para determinar el tiempo óptimo.

1) No agregar al concentrado material de ley menor a la alimentación de la

etapa de separación.

2) Maximizar la diferencia en recuperación entre el mineral deseado y la

ganga.

3) Maximizar la eficiencia de separación.

4

2.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución.

Un circuito de flotación representa una solución económica al problema de

tratamiento de una mena particular. La flotación comercial es un proceso

continuo, en el que las celdas están arregladas en serie formando un banco y

estos en circuito.

Desde los inicios de la flotación ha existido interés por desarrollar métodos

eficientes y rápidos para evaluar metalúrgicamente un mineral debido al alto

costo económico y los largos periodos de tiempo que significa realizar los

estudios metalúrgicos de un proyecto minero en las fases siguientes:

1- Pruebas tipos batch a nivel de laboratorio.

2- Pruebas cerradas en cadena o simulación continua a escala de laboratorio.

3- Pruebas en planta piloto.

4- Pruebas industriales por campañas.

5- Procesamiento industrial del mineral

Al introducir el concepto de factores de distribución (Split factor), los

parámetros obtenidos en las pruebas a nivel laboratorio pueden escalarse a

planta industrial con una alta confiabilidad del proceso.

5

Capitulo III.- Planteamiento experimental.


Se agregó en la celda de flotación, 3 L de agua, con los cuales se da inicio a la

celda, agregando aire para apreciar lo que sucede en el sistema. Terminado

esto se procese al análisis con los espumantes a diferentes concentraciones

(10 ppm, 20 ppm y 40 ppm), principalmente DFC 250, MIBC y Aceite de Pino,

los que presentaran diferentes características en sus diversas concentraciones.

Se observa y compara lo que está sucediendo en el sistema con los cambios

de flujo de aire y concentraciones de los espumantes para determinar cómo

actúan a diferentes condiciones


Se inicia el laboratorio con un mineral de 980 g, que es tratado en el molino de

bolas en cual se agrega, 530 ml de agua, 1,2 g de Cal (regulador de pH) y 33

[g/t] de D101 (colector Primario) por un tiempo de 30 min, obtenido una pulpa

que será llevada a las celdas de flotación primaria (2 veces) donde se añadirá

C343-0 (colector secundario), espumante (DFC 250), un flujo de aire de 4 a 6

(l/min) y Regulador de pH para que se mantenga aproximadamente en 10,5,

recolectando el concentrado cada 10 seg, este concentrado será llevado a

filtrado y secado en un horno mufla a 105 °C y se tomara una muestra para

posterior análisis químico.

6


Se inicia el laboratorio con un mineral de 980 g, que es tratado en el molino de

bolas, en cual se agregan, 530 ml de agua, 1,2 g de Cal (regulador de pH) y 33

[g/t] de D101 (colector Primario) por un tiempo de 30 min, se obtiene una pulpa

que es llevada a las celdas de flotación primaria (3 veces) donde se añaden

C343-0 (colector secundario), espumante (DFC 250), operando con un flujo de

aire de 4 a 6 (l/min) y Regulador de pH para que se mantenga

aproximadamente en 10,5, recolectando el concentrado cada 10 segundos. El

concentrado es enviado a etapa de limpieza y el relave, a etapa de Barrido. Los

flujos salientes de ambas etapas son filtrados y secados en horno mufla a

105°C y se obtienen muestras para posterior análisis químico.

3.4 Materiales.

Colector primario, D101

Colector secundario, C343-0

Espumante, Aceite de pino

Espumante, DFC-250

Espumante, MIBC

Guantes.

Mineral (muestra).

Regulador de pH, Cal.

Vasos precipitados.

Papel filtro.

3.5 Equipos.

Balanza de alta precisión.

Celda de Flotación Denver.

Filtrador al vacío.

Equipo Agitador.

Espátulas.

Micropipeta.

Molino de bolas.

Piseta.

Ph-metro.

7

Capítulo IV.- Resultados

4.1 Resultados y análisis de discusiones.

4.1.1 Efecto de espumantes en tamaño de burbuja.

Tabla N° 10: Comparación de los resultados de espumantes.

Grafico N°11: Análisis de altura vs espumante.

5

1,4

0 0

1

2

3

4

5

6

Espumante

Alt

ura

(cm

)

DFC 250; 10 L/min; 20 ppm MIBC; 6 L/min; 20 ppm Aceite de pino

Espumante Altura (cm) Concentración

(ppm) Flujo de aire

(L/min)

DFC 250 5 20 10

MIBC 1,4 20 6

Aceite de pino

0 0 0

8

El efecto de los espumantes en el proceso pueden variar según las

condiciones a la que se encuentre expuesto, además de la finalidad de

cada uno. Como se observa en la tabla N°11, el espumante DFC-250 y

MIBC producen una formación de una espuma estable, de 4,8 cm y 1,4

cm de espesor en concentraciones de 20 ppm a un flujo de aire de 10

L/min y 6 L/min respectivamente; no así como en el caso del aceite de

pino, en donde no forma espuma alguna, ya que este espumante es

utilizado en conjunto a otros espumantes bases para cuando se tienen

partículas un poco más gruesas en la alimentación.

Hay diferencias notables entre los colchones de espuma logrados y las

distintas maquinas como se observa en las tablas N°5, N°7 y N°9 (ver

Anexo), donde en la máquina 1 varían de 1,5 a 5 cm; máquina 2 de 1,4 a

4,8 cm y máquina 3 de 0,9 a 1,7 cm; para los datos de espumante DFC

250. Siendo los datos del grupo 3 las menores variaciones en espesor

(ver anexo, tabla N°9).

9

4.1.2 Cinética de flotación

Tabla N°13: Modelos cinéticos de flotación.

Tiempo [min]

Dato experimental

García Zúñiga Klimpel Kelsall

1° orden 2° orden

Rec Rec Error Rec Error Rec Error Rec Error

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,5 27,34 23,06 18,25 25,82 2,29 24,88 6,05 27,31 0

1 32,25 34,38 4,52 33,7 2,09 34,17 3,7 32,44 0,03

2 38,65 42,65 15,99 39,75 1,22 40,62 3,9 38,7 0

3 43,27 44,64 1,87 42,29 0,96 42,91 0,13 42,22 1,1

4 43,93 45,12 1,4 43,68 0,06 44,06 0,02 44,2 0,07

6 44,94 45,26 0,1 45,17 0,05 45,2 0,07 45,95 1,01

8 45,34 45,27 0,01 45,95 0,37 45,78 0,19 46,5 1,35

10 45,76 45,27 0,24 46,43 0,46 46,12 0,13 46,68 0,84

15 47,25 45,27 3,93 47,09 0,02 46,58 0,45 46,75 0,25

20 48,77 45,27 12,24 47,43 1,78 46,81 3,84 46,76 4,03

∑error

2 58,56 ∑error

2 9,31 ∑error

2 18,47, ∑error

2 8,69

Tiempo flotación industrial: 48,39 minutos

Tabla N°20: Porcentaje de recuperación máxima del proceso, recuperación en peso, razón de concentración y enriquecimiento del material tratado.

Parámetros metalúrgicos

Recuperación máxima [%R] 46,20

Razón de concentración [K] 34,71

razón enriquecimiento [RE] 16,04

Recuperación en peso [%RP] 3,04

Tiempo flotación escala laboratorio [min] 24,19

Tiempo flotación escala industrial [min] 48,39

10

Gráfico N°13: Comparación de modelos cinéticos con datos experimentales versus tiempo de flotación.

Analizando los datos obtenidos en la tabla N°13, como también en el gráfico

N°13; donde se comparan todos los modelos con la curva experimental, se

demuestra que el modelo de Kelsall es el que mejor se ajusta a los datos

experimentales de la recuperación de CuT acumulada, confirmado con la

sumatoria de errores de la misma tabla, al tener el menor de todos, lo que

permite utilizarlo en posteriores cálculos para el tiempo de flotación según los

criterios de Agar, los cuales arrojan un valor estimado de 24, 19 minutos en

escala de laboratorio y un valor de 48,39 minutos para escala industrial (ver

tabla N°20).

20

25

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n a

cum

ula

da

de

Co

bre

(%

)

Tiempo (min)

Experimental García Zuñiga 1er Orden García Zuñiga 2do Orden

Klimpel Kellsal

11

4.1.3 Circuitos de flotación y usos de factores de distribución.

Tabla N°33: Respuesta del circuito para una planta de flotación con flujo

másico de alimentación de 5000 t/h.

Flujos N° Masa [t] % Ley CuT Fino CuT [t]

Alimentación 1 5000 1,82 91,00

flotación Primaria

Concentrado 2 383 15,54 59,48

flotación primaria

Relave flotación primaria 3 4617 0,68 31,52

Concentrado Limpieza 4 219 22,90 50,04

Relave Limpieza 5 164 5,75 9,45

Concentrado barrido 6 183 4,11 7,54

flotación primaria

Relave barrido 7 4434 0,54 23,98

flotación primaria

Tabla N°34: Recuperaciones y leyes de cobre obtenidas como respuesta para una planta industrial con 5000 t/h de alimentación.

Escala Industrial

Circuito Recuperación CuT % Ley de concentrado final %

Flotación Primaria 65,37 15,28

Limpieza Primaria 84,12 22,52

Barrido flotación Primaria 23,91 1,75

Global 54,98 22,52

12

Grafico N°21: Recuperación de cobre total por etapas de separación.

Según la tabla N° 33 y N°34, no se observa cambio alguno en las

recuperaciones y leyes de cobre obtenidas para una masa de alimentación de

5000 t correspondiente a una planta industrial. Por lo tanto se infiere que los

Split factors son de gran ayuda al momento de efectuar una simulación de una

planta industrial utilizando datos experimentales de escala de laboratorio.

Como se observa en el grafico N°21, se deduce que el circuito no cumplió los

objetivos metalúrgicos planteados al obtener globalmente una baja

recuperación, como también una baja ley de cobre en el concentrado final.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Flotacion Primaria Limpieza Primaria Barrido flotacionPrimaria

Global

% R

ecu

pe

raci

ón

Cu

T

Etapa de Separación

13

Capítulo V.- Conclusiones.


El reactivo DFC 250 (Tabla N° 3 y 4, Anexos) al tener una espuma más

estable y buena recuperación de agua en comparación con MIBC (Tabla N°2

Anexos), se infiere que este pertenece a la familia de los Poliglicoles, que son

más solubles en agua, donde su colchón de espuma es más densa y estable,

mientras que MIBC pertenece al grupo de Alcoholes, los que se consideran

espumantes débiles. El aceite de pino por otra parte no produjo espuma, solo

turbulencia y efervescencia (Tabla N°7, Anexos), para obtener una eficiencia

mayor es necesario una espumante base para su utilización. (Flores, 2013)


El mejor ajuste es el modelo cinético de Kelsall, con error de aproximación a

datos experimentales de 8,75 (Tabla N°12, Anexos). La ley de cobre aumenta

de un 0.79% a 12,74% de cobre, con recuperación máxima de 46,20%

recuperación de peso de 3,04%, razón de enriquecimiento de 16,04 y razón de

concentración de 34,71; (Tabla N° 15, Anexos) lo que implica que la flotación

fue más selectiva que recuperativa. El tiempo de residencia para la pulpa es de

24,19 minutos en laboratorio y 48,39 minutos a escala industrial (Tabla N°20,

Anexos); tiempo mayor al tiempo de flotación sin considerar la muestra n°11

debido a la indeterminación de los criterios de Agar y su poca representatividad

al proceso estudiado (Conejeros, 2003).

14


El concentrado final obtuvo una ley de 22,52% (referencia: 30%) se sugiere una

recirculación de los flujos 7 y 10 hacia etapa de flotación primaria previa

remolienda para liberación de partículas debido a sus leyes (5,65% y 4,04%

respectivamente); para flujo 11 (0,53% CuT) es necesario agregar otra etapa

de recuperación donde su concentrado será recirculado directamente a

flotación primaria (flujo 14) si se logra una ley mayor o igual a la de

alimentación luego de juntarse con flujo 12. Luego del flujo 6 debe ingresar a

una segunda limpieza para obtener un concentrado de 30% de cobre y flujo 9

se recircula a etapa de primera limpieza (flujo 5). (Diagrama N°2, Anexos).

15

Capítulo VI.- Recomendaciones.

1) Utilizar más espumantes, para comparar de manera correcta su efecto y

evaluar su naturaleza en el proceso de flotación.

2) Un continuo y correcto traspaleo conlleva a una buena recuperación de

mineral valioso, si se realiza de manera errónea puede afectar en los

datos obtenidos.

3) Evitar las pérdidas de mineral en el molino, al momento de agregar la

pulpa la celda, y en la celda de flotación mantener una limpieza de los

bordes para evitar que las pequeñas muestras de mineral valioso no se

vayan a relave.

4) Evitar pasar el límite de flujo de aire inyectado en la celda, ya que puede

provocar que la pulpa tenga menor tiempo de residencia y por ende una

menor probabilidad de colisión entre las partículas y burbujas,

provocando una menor recuperación

16

Capítulo VII.-Bibliografía

1. ABARCA Rodriguez, Joaquín. SIMULACIÓN DE FLOTACIÓN DE

MINERALES POLIMETÁLICOS. Facultad de Ingeniería Química,

Metalurgia y Ambiental. Universidad Nacional José Faustino Sánchez

Carrión. Huacho, Perú. 2007. 16p.

2. CONEJEROS, T., Victor. PROCESAMIENTO DE MINERALES: Apuntes

para alumnos de ingeniería metalúrgica. Antofagasta, Chile. Universidad

Católica del Norte, 2003. 153p.

3. FLORES, D., Javier. FLOTACIÓN DE MINERALES. Potosí, Bolivia.

2013. 127p.

.

17

Capítulo VIII.- Anexos. Cálculos

Efecto espumante en tamaño de burbujas.

Cálculo de Dosificaciones:

a) DFC 250:

Densidad (ρ): 0,98

Para una Concentración de 10 ppm:

X = 30 μl

En un volumen de celda de 3 L, para una concentración de 10 ppm de

espumante, se requieren 30 μL de DFC 250. Para 20 ppm y 40 ppm esta

cantidad de espumante se duplica.

10 ppm 0,01 g/l

3 l 0,03 g

1 ml 1000 μl

0,03 ml x

18

Tabla N°1: Concentración y dosificaciones de espumante DFC 250.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 30 30

20 61,22 31,22

40 122,4 61,18

*Dosificación añadida, es la cantidad en μl que se requieren agregar en cada procedimiento para alcanzar

la Dosificación total que se necesita para llegar a la concentración establecida.

b) MIBC

Densidad (ρ): 0,808


X = 37,13 μl


espumante, se requieren 37,13 μl de MIBC. Para 20 ppm y 40 ppm esta

cantidad de espumante se duplica.

10 ppm 0,01 g/l

3 l 0,03 g

1 ml 1000 μl

0,0371 ml x

19

Tabla N°2: Concentración y dosificaciones de espumante MIBC.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 37,13 37,13

20 74,26 37,13

40 148,52 74,26



c) Aceite de Pino

Densidad (ρ): 0,93


X = 32,26 μl


espumante, se requieren 32,26 μl de Aceite de Pino. Para 20 ppm y 40 ppm

esta cantidad de espumante se duplica.

10 ppm 0,01 g/l

3 l 0,03 g

1 ml 1000μl

0,0323 ml x

20

Tabla N°3: Concentración y dosificaciones de espumante aceite de pino.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 32,26 32,26

20 64,52 32,26

40 129 64,52



Cinética de flotación.

, molienda: 65 %

, Celda de flotación: 27 %

ρ máx. : 2,8 [g/mL]

1) Masa que ingresa a Molino.

980 g, que ingresan al molino.

21

2) Cantidad de Agua.

, masa de agua

V = 530 ml, Volumen de agua que se agregan al molino.

Cálculo de dosificaciones

a) Colector D101 (primario)

33 ppm 1000000 g

X 980 g

X = 0,032 g

, volumen de colector primario que ingresa al molino.

22

b) Colector C343 (secundario)

1 g 1000 mg

X 15 mg

X = 0,015 g

2,5 g 25 ml

0,015 g x

X = 147 μl

c) DFC 250 (Espumante)

Densidad (ρ): 0,98


X = 30 μl.

10 ppm 0,01 g/l

3 l 0,03 g

1 ml 1000 μl

0,03 ml x

23

Tiempo Industrial

Tiempo de residencia promedio (criterios de Agar) = 24.19 min

Factor escalamiento= 2

Para escala industrial el tiempo requerido para tratar el mineral es de 48,38

min.

Circuitos de flotación y usos de factores de distribución.

, molienda: 65 %

, Celda de flotación: 27 %

ρ máx. : 2,8 [g/mL]

1) Masa que ingresa a Molino.

980 g, que ingresan al molino.

24

2) Cantidad de Agua.

, masa de agua

V = 530 ml, Volumen de agua que se agregan al molino.

Cálculo de dosificaciones

a) Colector D101 (primario)

33 ppm 1000000 g

X 980 g

X = 0,032 g

, volumen de colector primario que ingresa al molino.

25

b) Colector C343 (secundario)

1 g 1000 mg

X 15 mg

X = 0,015 g

2,5 g 25 ml

0,015 g x

X = 147 μl

c) DFC 250 (Espumante)

Densidad (ρ): 0,98


X = 30 μl

10 ppm 0,01 g/l

3 l 0,03 g

1 ml 1000 μl

0,03 ml x

26

Tablas.

Efecto de espumante en tamaño de burbuja.

Tabla N° 1: Concentración de espumante DFC 250 y dosificaciones.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 30 30

20 61,22 31,22

40 122,4 61,18



Tabla N° 2: Concentración de espumante MIBC y dosificaciones.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 37,13 37,13

20 74,26 37,13

40 148,52 74,26



27

Tabla N° 3: Concentración y dosificaciones de espumante aceite de pino.

Concentración

ppm

Dosificación

total [μl]

Dosificación

añadida [μl] (*)

0 0 0

10 32,26 32,26

20 64,52 32,26

40 129 64,52



Tabla N° 4: Datos obtenidos DFC-250; máquina 1.

DFC - 250

Flujo de aire

0

ppm 10 ppm 20 ppm 40 ppm

Gru

po 1

- 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm

Colchón No Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable

Altura

Colchón [cm] No 1,5 2,5 3,6 1,5 2,6 5 1,5 3,2 5,2

Efervescencia No Si Si Si Si Si Si Si Si Si

Homogeneidad

en superficie si si si si si si si si si si

Turbulencia No si si si si si si si si si

28

Tabla N° 5: Datos obtenidos MIBC; máquina 1.

Tabla N° 6: Datos obtenidos DFC – 250, máquina 2.

DFC - 250

Flujo de aire

0


Gru

po 2

- 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10

lpm

Altura

Colchón [cm] No 1,8 2,9 4,4 1,5 2,7 4,8 1,4 2,7 4,5

Homogeneidad No No Baja Media No Si Si No Si Si


Turbulencia No si si si si si si si Si si

MIBC

Flujo de aire

0


Gru

po 1

- 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm

Colchón No No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

No

Estable

Altura

Colchón [cm] No 0,7 1 2 0,7 1,4 2 0,7 1,5 2,3


Homogeneidad

en superficie No No No No No No No No No No

Turbulencia No si si si si si si si si si

29

Tabla N° 7: Datos obtenidos para aceite de pino; máquina 2.

Tabla N° 8: Datos obtenidos DFC – 250; máquina 3.

Aceite de Pino

0 ppm 10 ppm 20 ppm 40 ppm

Gru

po 2

Flujo de aire - 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm

Altura Colchón

[cm] No - - - - - - - - -

Homogeneidad No No No No No No No No No No


Turbulencia No si si si si si si si Si si

DFC - 250

Flujo de aire

0 ppm 10 ppm 20 ppm 40 ppm

Gru

po 3

- 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10 lpm 3 lpm 6 lpm 10

lpm

Tamaño

burbujas - Pequeña

median

a grande

pequeña

s

pequeña

s grande

peque

ño

median

a grande

Altura

Colchón [cm] No 0,9 1,5 1,3 1,1 1,7 1,7 1,1 2 1,9

Efervescencia No Baja Baja Alta Baja baja Alta Medi

a Media media

Homogeneida

d en superficie No Alta Media nula Alta Alta nula

Medi

a Media nula

Turbulencia No Baja Media Alta Media alta Alta Medi

a alta alta

30

Tabla N° 9: Datos obtenidos MIBC, máquina 3.

MIBC

Flujo de aire

0


Gru

po 3

- 3 lpm 6 lpm 10

lpm 3 lpm 6 lpm

10

lpm 3 lpm 6 lpm

10

lpm

Tamaño

burbujas Pequeña mediana grande

muy

pequeñas mediana grande pequeño mediana grande

Altura

Colchón [cm] No 0,6 1,2 1,2 0,8 1,3 1,3 0,6 1,9 1,6

Efervescencia No alta alta Alta alta alta Alta Media alta Media

Homogeneidad

en superficie No No No No No Media No Baja Baja media

Turbulencia No Media Media Alta Media Media Alta Media Media baja

Tabla N° 10: Comparación de resultados de espumantes.

Espumante Altura (cm) Concentración

(ppm) Flujo de aire

(L/min)

DFC 250 5 20 10

MIBC 1,4 20 6

Aceite de pino

0 0 0

31


Tabla N° 11: Análisis químico de mineral ingresado y relave.

Composición mineralógica (%)

Calcosina 44,7

Covelina 2,37

Calcopirita 1,33

Molibdenita 0,59

Pirita 50,28

Magnetita 0,66

Ley de alimentación Relave

Real Calculado

CuT% 0,97 0,79 0,44

CuS% 0,40 - 0,30

Masa [g] 980 980 906,40

Tabla N° 12: Datos experimentales del concentrado.

Muestra Tiempo

[min]

Masa

concentrad

o parcial [g]

Ley

cobre

parcial

[%]

Masa

concentrado

acumulado

[g]

Ley cobre

acumulada

[%]

Rec CuT

parcial (%)

Rec CuT

Acumulada

(%)

1 0,5 11,20 19,00 11,20 19,00 27,34 27,34

2 1 2,50 15,30 13,70 18,32 4,91 32,25

3 2 3,50 14,23 17,20 17,49 6,40 38,65

4 3 3,30 10,90 20,50 16,43 4,62 43,27

5 4 0,60 8,60 21,10 16,21 0,66 43,93

6 6 1,10 7,15 22,20 15,76 1,01 44,94

7 8 0,70 4,44 22,90 15,41 0,40 45,34

8 10 0,80 4,06 23,70 15,03 0,42 45,76

9 15 2,90 4,00 26,60 13,83 1,49 47,25

10 20 3,20 3,69 29,80 12,74 1,52 48,77

32

Tabla N° 13: Modelos cinéticos de flotación.

Tiempo [min]

Dato experimental

García Zúñiga Klimpel Kelsall

1° orden 2° orden

Rec Rec Error Rec Error Rec Error Rec Error

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,5 27,34 23,06 18,25 25,82 2,29 24,88 6,05 27,31 0

1 32,25 34,38 4,52 33,7 2,09 34,17 3,7 32,44 0,03

2 38,65 42,65 15,99 39,75 1,22 40,62 3,9 38,7 0

3 43,27 44,64 1,87 42,29 0,96 42,91 0,13 42,22 1,1

4 43,93 45,12 1,4 43,68 0,06 44,06 0,02 44,2 0,07

6 44,94 45,26 0,1 45,17 0,05 45,2 0,07 45,95 1,01

8 45,34 45,27 0,01 45,95 0,37 45,78 0,19 46,5 1,35

10 45,76 45,27 0,24 46,43 0,46 46,12 0,13 46,68 0,84

15 47,25 45,27 3,93 47,09 0,02 46,58 0,45 46,75 0,25

20 48,77 45,27 12,24 47,43 1,78 46,81 3,84 46,76 4,03

∑error

2 58,56 ∑error

2 9,31 ∑error

2 18,47 ∑error

2 8,69

Tiempo flotación industrial: 48,39 minutos.

Tabla N° 14: Leyes experimentales para cálculo del primer criterio de Agar.

Muestra Tiempo

[min]

Ley Cobre

inicial

Ley cobre parcial

[%]

Ley cobre acumulada

[%]

0 0 0 0 0

1 0,5 0,79 19,00 19,00

2 1 0,79 15,30 18,32

3 2 0,79 14,23 17,49

4 3 0,79 10,90 16,43

5 4 0,79 8,60 16,21

6 6 0,79 7,15 15,76

7 8 0,79 4,44 15,41

8 10 0,79 4,06 15,03

9 15 0,79 4,00 13,83

10 20 0,79 3,69 12,74

33

Tabla N° 15: Datos experimentales para cálculo de recuperación para la ganga, para segundo criterio de Agar.

Tiempo

[min]

Masa

concentrado

parcial [g]

Ley cobre

parcial [%]

Rec. de

Ganga [%]

Rec. Ganga

Acum. [%]

Modelo Kelsall

Rec Error

0 0 0,79 0 0 0 0

0,5 11,2 19,00 0,87 0,87 0,61 0,07

1 2,5 15,30 0,21 1,08 0,99 0,01

2 3,5 14,23 0,29 1,38 1,41 0,00

3 3,3 10,90 0,29 1,67 1,64 0,00

4 0,6 8,60 0,06 1,72 1,79 0,00

6 1,1 7,15 0,10 1,83 1,98 0,02

8 0,7 4,44 0,07 1,89 2,08 0,04

10 0,8 4,06 0,08 1,97 2,14 0,03

15 2,9 4,00 0,28 2,26 2,20 0,00

20 3,2 3,69 0,31 2,57 2,21 0,13

∑error2 0,30

Tabla N° 16: Parámetros para modelo cinético de Kelsall, de recuperación para cobre y ganga.

Modelo Kelsall

Parámetros Cobre Ganga

46,76 2,22

8,09 1,32

0,57 0,28

0,46 0,41

34

Tabla N° 17: velocidades de recuperación para especie útil, ganga y eficiencia de separación para segundo criterio de Agar.

Tiempo

[min]

Masa concentrado parcial

[g]

Ley cobre acumulada

[%]

Velocidad de recuperación

Cobre Ganga

0 0 0,7943 187,25 1,56

0,5 11,2 19 13,98 0,94

1 2,5 15,3 8,28 0,60

2 3,5 14,23 4,63 0,30

3 3,3 10,9 2,61 0,18

4 0,6 8,6 1,47 0,13

6 1,1 7,15 0,47 0,07

8 0,7 4,44 0,15 0,04

10 0,8 4,06 0,05 0,02

15 2,9 4 2,65E-03 5,33E-03

20 3,2 3,69 1,50E-04 1,29E-03

Tabla N° 18: Recuperaciones de especie útil, ganga y eficiencia de separación para tercer criterio de Agar.

Tiempo

[min]

Masa concentrado

parcial [g]

Ley cobre

parcial [%]

Recuperación Ajustada Eficiencia

separación Cobre Ganga

0 0 0,79 0,00 0,00 0,00

0,5 11,2 19 27,31 0,61 26,70

1 2,5 15,3 32,44 0,99 31,45

2 3,5 14,23 38,70 1,41 37,29

3 3,3 10,9 42,22 1,64 40,58

4 0,6 8,6 44,20 1,79 42,41

6 1,1 7,15 45,95 1,98 43,97

8 0,7 4,44 46,50 2,08 44,42

10 0,8 4,06 46,68 2,14 44,54

15 2,9 4 46,75 2,20 44,55

20 3,2 3,69 46,76 2,21 44,54

35

Tabla N° 19: Tiempos de flotación de criterios de Agar.

Criterios de Agar

Primer criterio 33,36

Segundo criterio 15,02

Tercer criterio -

Promedio 24,19

Tabla N° 20: Porcentaje de recuperación máxima del proceso, recuperación en

peso, razón de concentración y enriquecimiento del material tratado.

Parámetros metalúrgicos

Recuperación máxima [%R] 46,20

Razón de concentración [K] 34,71

razón enriquecimiento [RE] 16,04

Recuperación en peso [%RP] 3,04

Tiempo flotación escala laboratorio [min] 24,19

Tiempo flotación escala industrial [min] 48,39

36

Tabla N° 21: Datos obtenidos en el laboratorio.

Valores experimentales Modelo Kelsall

Parámetros metalúrgicos Tiempo

[min]

Ley Cut

acumulada

[%]

Recuperación

CuT [%] Recuperación

0 0 0 0 [%R] 46,2

0,5 19,00 27,34 27,31 [K] 34,71

1 18,32 32,25 32,44 [RE] 16,04

2 17,49 38,65 38,70 [%RP] 3,04

3 16,43 43,27 42,22

T laboratorio

[min] 24,19

4 16,21 43,93 44,20

T industrial

[min] 48,39

6 15,76 44,94 45,95 Criterios de Agar

8 15,41 45,34 46,50 Primer criterio 33,36

10 15,03 45,76 46,68 Segundo criterio 15,02

15 13,83 47,25 46,75 Tercer criterio -

20 12,74 48,77 46,76 Promedio 24,19

37


Tabla N° 22: Análisis químico de concentrados y relaves.

masas [g] %CuT %CuS %Cu In

Análisis de cabeza - 1,56 0,55 1,01

Concentrado limpieza 1 126,6 22,86 3,32 19,54

Concentrado barrido

flotación primaria 106,3 4,1 1,78 2,32

Relave limpieza 1 95,2 5,74 2,26 3,48

Relave barrido

flotación primaria 2568,8 0,54 0,46 0,08

Tabla N° 23: Datos experimentales del balance de flujos.

Flujo N° Masa

[gr]

Fino

CuT [gr]

Fino

CuS [gr]

Fino

CuIn [gr] %CuT %CuS

%Cu

In

Alimentación 1 2940 52,63 19,99 32,63 1,79 0,68 1,11

Concentrado

flotación primaria 2 221,80 34,41 6,35 28,05 15,51 2,87 12,65

Relave flotación

primaria 3 2675,10 18,23 13,71 4,52 0,68 0,51 0,17

Concentrado

Limpieza 1 4 126,60 28,94 4,20 24,74 22,86 3,32 19,54

Relave

limpieza 1 5 95,20 5,46 2,15 3,31 5,74 2,26 3,48

Concentrado

Barrido flotación

primaria

6 106,30 4,36 1,89 2,47 4,10 1,78 2,32

Relave barrido


38

Tabla N° 24: Split factors del sistema.

Split Factor FD

Flotación Flujo másico 0,08

primaria Fino CuT 1,89

Fino CuS 0,46

Fino Cu In 6,20

Limpieza Flujo másico 1,33

Fino CuT 5,30

Fino CuS 1,95

Fino Cu In 7,47

Barrido Flujo másico 0,04

flotación Fino CuT 0,31

primaria Fino CuS 0,16

Fino Cu In 1,20

Tabla N° 25: Respuesta del circuito de flotación con datos de alimentación recalculados.

Leyes Masa [g]

Flujos N° Masa [g] %CuT %CuS %Cu In Fino CuT Fino CuS Fino Cu In

Alimentación

flotación Primaria 1 2896,90 1,82 0,68 1,11 52,72 19,70 32,16

Concentrado


Relave flotación primaria 3 2675,10 0,68 0,50 0,17 18,26 13,46 4,46

Concentrado Limpieza 4 126,60 22,90 3,26 19,29 28,99 4,13 24,42

Relave Limpieza 5 95,20 5,75 2,22 3,44 5,47 2,11 3,27

Concentrado barrido


Relave barrido


39

Tabla N° 26: Respuesta de etapa de flotación primaria para concentrado.

Concentrado flotación primaria

Masa [g] 221,80

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 15,54 2,81 12,49

Fino Cu [g] 34,46 6,24 27,69

Rec [%] 65,37 31,67 86,12

RE 8,54 4,14 11,25

Tabla N° 27: respuesta de etapa flotación primaria para relave.

Relave flotación primaria

Masa [g] 2714,90

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 0,68 0,50 0,17

Fino Cu [g] 18,26 13,46 4,46

Tabla N° 28: Respuesta de etapa limpieza para concentrado.

Concentrado primera limpieza

Masa [g] 128,48

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 22,90 3,26 19,29

Fino Cu [g] 28,99 4,13 24,42

Rec [%] 84,12 66,14 88,19

RE 12,58 4,79 17,38

40

Tabla N° 29: Respuesta de etapa limpieza para relave.

Relave primera limpieza

Masa [g] 96,62

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 5,75 2,22 3,44

Fino Cu

[g] 5,47 2,11 3,27

Tabla N° 30: Respuesta de etapa barrido flotación primaria para concentrado.

Concentrado Barrido

Masa [g] 107,88

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 4,11 1,75 2,29

Fino Cu [g] 4,37 1,86 2,43

Rec [%] 23,91 13,80 54,55

RE 2,26 2,57 2,06

Tabla N° 31: Respuesta de etapa barrido flotación primaria para relave.

Relave Barrido

Masa [g] 2607,02

%CuT %CuS %Cu In

Ley [%] 0,54 0,45 0,08

Fino Cu [g] 13,89 11,60 2,03

41

Tabla N° 32: Resumen de recuperaciones, leyes y razón de enriquecimiento

para circuito de flotación de laboratorio.

Recuperaciones (%)

Ley concentrado

Final (%)

Razón de

enriquecimiento

Circuito %CuT %CuS %CuIn %CuT %CuS %Cu In %CuT %CuS %Cu In

Flotación Primaria 65,37 31,67 86,12 15,28 2,81 12,49 8,54 4,14 11,25

Limpieza Primaria 84,12 66,14 88,19 22,52 3,26 19,29 1,47 1,16 1,55

Barrido flotación

primaria 23,91 13,80 54,55 4,04 1,75 2,29 6,02 3,47 13,73

Global 54,98 20,95 75,95 22,52 3,26 19,29 12,58 4,79 17,38

Tabla N° 33: Respuesta del circuito para una planta de flotación con flujo

másico de alimentación de 5000 t/h.

Flujos N° Masa [t] % Ley CuT Fino CuT [t]

Alimentación 1 5000 1,82 91,00

flotación Primaria

Concentrado 2 383 15,54 59,48

flotación primaria

Relave flotación primaria 3 4617 0,68 31,52

Concentrado Limpieza 4 219 22,90 50,04

Relave Limpieza 5 164 5,75 9,45

Concentrado barrido 6 183 4,11 7,54

flotación primaria

Relave barrido 7 4434 0,54 23,98

flotación primaria

Tabla N° 34: Recuperaciones y leyes de cobre obtenidas como respuesta para una planta industrial con 5000 t/h de alimentación.

Escala Industrial

Circuito Recuperación CuT % Ley de concentrado final %

Flotación Primaria 65,37 15,28

Limpieza Primaria 84,12 22,52

Barrido flotación Primaria 23,91 1,75

Global 54,98 22,52

42

0

1

2

3

4

5

6

2 4 6 8 10

Alt

ura

(cm

)

Flujo de aire (L/min)

10 ppm 20 ppm 40 ppm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(cm

)



Gráficos.

Efecto de espumante en tamaño de burbuja.

Gráfico N° 1: Altura Colchón de espuma vs flujo de aire máquina 1, espumante

DFC-250.

Gráfico N° 2: Altura colchón de espuma vs flujo de aire máquina 1, espumante MIBC.

43

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

Alt

ura

(cm

)

Concentración (ppm)

3 L/min 6 L/min 10 L/min

Gráfico N° 3: Altura vs concentración espumante MIBC, máquina 1.

Gráfico N° 4: Altura vs concentración espumante DFC-250, máquina 1.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 10 20 30 40 50

Alt

ura

(cm

)



44

Gráfico N° 5: Altura vs flujo de aire espumante DFC-250, máquina 2.


0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(cm

)



0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50

Alt

ura

(cm

)

concentración (ppm)


45

Gráfico N° 7: Altura vs flujo de aire espumante MIBC, máquina 3.

Gráfico N° 8: Altura vs Flujo de aire espumante DFC-250, máquina 3.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(cm

)



0

0,5

1

1,5

2

2,5

2 4 6 8 10 12

Alt

ura

(cm

)



46

Gráfico N° 9: Altura vs concentración espumante MIBC, máquina 3.


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42

Alt

ura

(cm

)



0

0,5

1

1,5

2

2,5

9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42

Alt

ura

(cm

)



47

Gráfico N° 11: Análisis de Altura vs Espumante.

5

1,4

0 0

1

2

3

4

5

6

Espumante

Alt

ura

(cm

)

DFC 250; 10 L/min; 20 ppm MIBC; 6 L/min; 20 ppm Aceite de pino

48


Gráfico N° 12: Datos experimentales reales, sin eliminar muestra de 30 [min].

Gráfico N° 13: Comparación de modelos cinéticos con datos experimentales versus tiempo de flotación.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0 5 10 15 20 25 30

Po

rce

nta

je [

%]

Tiempo [min]

Ley CuT Parcial Ley CuT Acumulada Recuperación

20

25

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n a

cum

ula

da

de

Co

bre

(%

)

Tiempo (min)

Experimental García Zuñiga 1er Orden García Zuñiga 2do Orden

Klimpel Kellsal

49

Gráfico N° 14: Comparación de modelos cinético de García Zúñiga de primer orden con datos experimentales.

Gráfico N° 15: Comparación de modelos cinético de García Zúñiga de segundo orden con datos experimentales.

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n d

e C

uT

Acu

mu

lad

o [

%]

Tiempo [min]

Modelo García Zuñiga 1er orden Experimental

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n d

e C

uT

Acu

mu

lad

o [

%]

Tiempo [min]

Modelo García Zuñiga 2° orden Experimental

50

Gráfico N° 16: Comparación de modelo cinético de Klimpel con datos experimentales.

Gráfico N° 17: Comparación de modelo cinético de Kelsall con datos experimentales.

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n d

e C

uT

Acu

mu

lad

o [

%]

Tiempo [min]

Modelo Klimpel Experimental

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Re

cup

era

ció

n d

e C

uT

Acu

mu

lad

o [

%]

Tiempo [min]

Modelo Kelsall Experimental

51

Gráfico N° 18: Ley de concentrado inicial, parcial y acumulada; con ajustes exponenciales para obtener funciones y extrapolación en 15 minutos; para

primer criterio de Agar.

Gráfico N° 19: Velocidades de recuperación de las partículas flotables de cobre y ganga respecto al tiempo, para segundo criterio de Agar.

y = -3E-17x + 0,7943 R² = -2E-16

y = 14e-0,086x R² = 0,7883

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Ley

de

l co

nce

ntr

ado

(%

)

Tiempo (min)

Ley Cobre inicial Ley cobre parcial [%]

Ley cobre acumulada (%) Lineal (Ley Cobre inicial)

Exponencial (Ley cobre parcial [%])

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ve

loci

dad

de

re

cup

era

ció

n d

e la

s p

artí

cula

s [%

]/[m

in]

Tiempo [min]

Cobre Ganga

52

Gráfico N° 20: Recuperaciones de cobre y ganga, junto con la eficiencia de separación de ambas especies versus tiempo de flotación.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

0 5 10 15 20 25Re

cup

era

ció

n a

just

ada

acu

mu

lad

a [%

]

tiempo [min]

Cut Ganga Eficiencia

53


Gráfico N° 21: Recuperación de cobre total por etapas de separación.

Gráfico N° 22: Recuperación de cobre soluble e insoluble por etapas de

separación.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Flotacion Primaria Limpieza Primaria Barrido flotacionPrimaria

Global

% R

ecu

pe

raci

ón

Cu

T

Etapa de Separación

0102030405060708090

100

Flotación Primaria Limpieza Primaria Barrido flotaciónprimaria

Re

cup

era

ció

n (

%)

Etapa de separación

%CuS %Cu In

54

Gráfico N° 23: Ley de concentrado final de cobre total, soluble e insoluble por

etapas de separación.

Gráfico N° 24: Ley cobre total, soluble e insoluble de relaves por etapas de separación.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00


Ley

con

cen

trad

o f

inal

(%

)


%CuT %CuS %Cu In

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00


Ley

cre

lave

fin

al (

%)


%CuT %CuS %Cu In

55

Diagramas.

Diagrama N° 1: Circuito de flotación realizado en laboratorio.

Diagrama N° 2: Circuito de flotación propuesto.

1 1

2

3

4

5

6

7

56

Fotos.

Efecto espumante en tamaño burbuja.

Ilustración 1: Máquina n°2.

Ilustración 2: Regla, micropipeta y espumante a utilizar.

57

Ilustración 3: Medición del colchón de espuma.

Ilustración 4: Acción del espumante a un flujo de 6L/min a 20 ppm.

58

Características de espumantes.

DFC – 250

El espumante DFC 250 pertenece a la familia de los poliglicoles los cuales

logran una buena profundidad de espuma y a la vez estable, tiene una baja

sensibilidad a los cambios de pH, y posee una alta retención de agua por lo

que produce una espuma más húmeda con mayor arrastre de agua, El DFC

250 se utiliza para minerales como calcopirita y calcosina; cuando hay alta

concentración de estos, y se le agregan 0.02 kg/ton a la celda de flotación.

Espumante MIBC (Metil-isobutil carbinol)

El MIBC, es usado ampliamente como espumante en la flotación de minerales

sulfurados de cobre y en la flotación de oro y plata. Se utiliza también una

mezcla con otros espumantes cuando se requiere de una espumación más

resistentes.

La velocidad de espumación del MIBC es mayor que la obtenida con otros

espumantes. Esta menor persistencia es ventajosa en aquellos casos en que

desea obtener un manejo adecuado de los concentrados en instalaciones en

las cuales un exceso de espumación no es recomendable.

El MIBC permite un excelente control del proceso de flotación porque no tiene

características colectoras.

En la minería aplicaciones espumantes, MIBC se utiliza en la gama de ppm,

con habitual concentraciones de menos de 1000 ppm y en muchos casos en

los cientos de gama ppm (100 - 600 ppm). La práctica usual recomienda una

dosificación entre 30 y 70 g/ton de mineral alimentado al circuito.

59

Aceite de pino

El aceite de pino es ampliamente utilizado en la flotación de diversos minerales

metálicos y no metálicos. Se utiliza principalmente en la flotación de diversos

minerales de sulfuro, tales como plomo, cobre, zinc, y sulfuro de hierro, y

minerales no-sulfuro. Se exhibe algunas propiedades de recogida,

especialmente para minerales fácilmente flotantes, tales como talco, grafito,

azufre, molibdenita y carbón, etc. La espuma producida por el aceite de pino es

más persistente que la producida por otros espumantes. Como buen agente

espumante de metales no ferrosos, ha sido ampliamente utilizado tanto en casa

como en el extranjero, con baja espuma, alta calidad del concentrado, fuerte

capacidad de adaptación, espuma fina y densa, la velocidad de formación de

espuma y la velocidad de eliminación de espuma es, manejo sencillo y rápido,

sin impactar en la posterior flotación y que es apropiado para la separación de

mineral polimetálico.

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