Cinetica de Flotacion

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA METALURGIA CURSO: 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 B

Recuperación, %

80

60

A 40

20

0

26/04/2011

0

2 4 6 8 10 MANUEL GUERREROS MEZA

Tiempo

12

14

4

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. Modelo de Klimpel.

26/04/2011


5

Principales modelos cinéticos de flotación de uso práctico

Algoritmo matemático Rt

ln

Rt

26/04/2011

R ·1 e

R

Rt R

Nombre del modelo

k·t

k·t

1 R ·1 ·1 e k

García – Zúñiga

k·t


Klimpel

6

Modelo de García-Zúñiga 

La velocidad de flotación se puede expresar análogamente a la cinética química, mediante la siguiente expresión

dc dt

k c

n

donde, c, es la concentración de especies flotables. n, el orden de la reacción. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA k, la constante específica de velocidad de flotación.

7

La expresión del modelo 

La recuperación en función del tiempo.

kt

R t R (1 e ) 26/04/2011


8

La constante de flotación. 

Deducción de la expresión. Rt R

Rt R

1

26/04/2011

1

R

kt

e

Rt R

1

e

kt

ln Rt R

e

R

Rt R

e

kt

k t

kt


9

R - Rt ln R

Cálculo de la constante específica de velocidad de flotación.

-k

tiempo de flotación

26/04/2011


10

Cálculo de la recuperación infinito 

El método más práctico, pero menos preciso, es tomar el dato de recuperación al tiempo más largo y asumirlo como recuperación infinito.



Graficar recuperación acumulativa en función del tiempo y ajustarle una función logarítmica y determinar el valor de la asíntota en recuperación.



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.11

1,0

Recuperación de Cobre

0,8

0,6

0,4 Dosificación colector

Laboratorio R K .856 1.21 .908 1.59 .937 1.18

0,2

20 g/t 40 g/t 10 g/t

0,0 0

2

4

6

8

10

12

Número de Celdas

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12

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.

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13

Tiempo óptimo de flotación 100

18

16

14

12

60 10

% Cu T Acumulado

8

Ley Cu, %

%R Cu Acumulada

80

40 6

% Cu T Parcial 4

20

1.15 % Cu

2

0 0

5

10

15

Tiempo, min

26/04/2011


20

tiempo óptimo

0

25

14

LOS PASOS EN DETALLE

26/04/2011


15

CLOs

cz act

Se observan cristales MANUEL de actinolita, cuarzo, cloritas, 26/04/2011 GUERREROS MEZA biotitas y minerales opacos(metalicos)

16

Foto con nicoles paralelos

OPs

act

bt 26/04/2011


17

GGs

Cp-GGs

GGs-hm

Se observan cristales de calcopirita(cp) con MANUEL GUERREROS MEZA gangas(mixtos)

26/04/2011

18

Se aprecia a la calcopirita y minerales secundarios de cobre, estas libres, existiendo minerales mixtos en donde predominan los de calcopirita con gangas y de gangas con hematita. La parte de calcopirita en el intercrecimiento es muy pequeña y no llega a mas del 15%.

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19

EVALUACION DE LAS PERDIDAS DE VALORES EN FUNCION AL TAMAÑO DE PARTICULA

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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, obteniéndose que las mayores perdidas en el relave general se encuentran en las fracciones finas menores a 45 micrones. 26/04/2011


21

Es decir de todo el contenido metálico de Cobre que se pierde en el relave el 53.15% es menor a 45 micrones (-325M), para la Plata es de 67.31%(-325M) y para el Oro es el 53.80%(-325M).

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22

MIXTOS DE FLOTACION Cp-act

Cp-GGs

26/04/2011


23

ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO RELAVE FINAL DE FLOTACION 80 70

%Recuperación

60 50 40 30 20 10 0

35M

48M

65M

100M

140M

200M

270M

325M

- 325M

(%R Cu)

1.26

6.68

6.80

8.08

8.41

6.74

7.49

1.37

53.15

(%R Ag)

0.70

1.39

2.98

4.20

6.01

6.26

9.17

1.98

67.31

26/04/2011 (%R Au) 3.09

2.01

MANUEL GUERREROS MEZA 2.25 5.32 6.49 11.07

10.92

5.05

24 53.80

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, 45.49% (-325M), 26/04/2011


25

ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO CABEZA DE FLOTACION 70 60

%Recuperación

50 40 30 20 10 0

35M

48M

65M

100M

140M

200M

270M

325M

- 325M

(%R Cu)

0.38

0.79

2.44

4.78

6.95

9.23

13.22

1.89

60.32

(%R Ag)

0.37

0.53

2.37

4.35

7.49

7.37

11.05

1.31

65.18

0.90

0.91

2.35

6.87

20.51

4.12

49.55

26/04/2011

(%R Au)


6.70

8.09

26

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


27

ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO O/F REMOLIENDA DE MEDIOS DE FLOTACION 90 80 70 %Recuperación

60 50 40 30 20 10 0

48M

65M

100M

140M

200M

270M

325M

400M

- 400M

(%R Cu)

0.02

0.07

0.47

1.53

3.96

7.35

5.67

10.20

70.73

(%R Ag)

0.04

0.11

0.71

1.18

4.59

8.20

7.14

10.80

67.23

(%R Au)

0.05

0.09

0.31

2.98

4.99

11.67

77.42

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0.77

1.72

28

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 12.74%Cu y la recuperación alcanzada en 3 minutos de flotación bath experimental es de 51.25%R. Y su factor de distribucion de 0.11 26/04/2011


29

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. Calc.

Tiempo= 1 minuto Peso Peso % TMS 100.00 270.69 7.53 20.39 92.47 250.30 100.00 270.69

Factor de Distribucion: PRUEBA 2 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab. Calc.


Factor de Distribucion: PRUEBA 3 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab. Calc.


Factor de Distribucion: PRUEBA 4 Producto

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Cabeza Concentrado Relave

Cab.MANUEL Calc.

Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 9.26 15.57 3.18 2.43 6.08 3.42 9.26

0.075 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 8.87 14.19 4.20 2.03 4.66 3.42 8.87

Recuperacion %R Cu 100.00 47.43 52.57 100.0

0.114 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 9.17 12.74 4.73 1.92 4.43 3.42 9.17


0.139

Tiempo= 4 minuto Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Peso Peso % TMS Cu Cu 100.00 268.01 3.42 9.17 15.18 40.68 11.97 4.87 84.82 227.33 1.89 4.30 GUERREROS MEZA 100.00 268.01 3.42 9.17

Factor de Distribucion:


0.152

Recuperacion %R Cu 100.00 53.13 46.88 30 100.0

Tiempo vs. %Recuperacion Cu (Flotacion Unitaria Experimental batch) 60

%Recuperacion Cu

50 40 30 20 10 0

0.5 26/04/2011

1

1.5

2

2.5

2.7 min MANUEL GUERREROS MEZA

3

3.5

4

4.5 31 TIEMPO

CASO DE ESTUDIO 

Con los datos obtenidos y mostrados a continuación determinar el tiempo optimo de molienda y flotación, relacione análisis mineralógico y tiempo de flotación, y modelo de García-Zuñiga y Modelo de Klimpel.

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32

Aspecto Cuantitativo

26/04/2011


33

Aspecto Cuantitativo

26/04/2011


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. (1000 gr.) 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”

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35

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. Tales resultados indican una mineralización polimetálica con moderado contenido de Ag, bajo contenido de Fe y muy bajo de Cu y Bi. Algo mas del 65% del Pb y del 51% del Zn están como compuestos oxidados

26/04/2011


36

ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA MUESTRA Se tomo un sobre (1000 gr.) con muestra de mineral fresco la cual fue sometida a un tamizado en un Ro-Tap durante 30 minutos aproximadamente. De igual manera se tomo (1000 gr.) de muestra la cual fue sometido a molienda en el molino de laboratorio durante 10 minutos, con una dilución ½, cuyo producto se filtro y seco seguidamente; para finalmente ser sometido a un tamizado durante 30 minutos. Los resultados de la separación mediante tamices aparecen en la Tabla siguiente:

26/04/2011


37

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, -m20 y no -m10). La distribución en la muestra del Mineral Molido como era de esperar es más ordenada, resultando 58% -m200. Como comentario adicional se debe mencionar que no es conveniente una diferencia tan grande; tamaños entre los dos primeros tamices en nuestra opinión debería utilizarse fragmentación al 100% -m20 y luego obtener las fracciones +m65, +m100, +m200, +m400 y -m400 (o, alternativamente, 100% 26/04/2011 MANUEL-m40. GUERREROS MEZA 38

CINÉTICA DE FLOTACIÓN

26/04/2011


39

CINÉTICAS DE FLOTACION DEL PLOMO MOLIENDA 58%-M200. CINETICA DE FLOTACION DE (PLOMO-PLATA): BALANCE GENERAL T. (P)

T. AC

W. P.

W. (AC)

min.

min

(gr)

(grs)

LEYES

Cont. METALICO

RECUPERACIÓN

Ag (P)

Ag (AC)

FIN Pb (P)

FIN Pb (AC)

FIN Zn (P)

FIN Zn (AC)

FIN Ag (P)

FIN Ag (AC)

Pb (P)

Pb (AC)

Zn (P)

Zn (AC)

Ag (P)

Ag (AC)

% Pb (P)

% Pb (AC)

% Zn (P)

% Zn (AC)

gr/TM

(gr/T M)

(gr)

(gr)

(gr)

(gr)

(gr)

(gr)

%

%

%

%

%

%

0.5

0.5

40.9

40.9

45.4

45.4

1.7

1.7

1260

1260

18.596

18.596

0.696

0.696

51,610

51,610

25.7

25.7

2.1

2.1

36.0

36.01

0.5

1

24.5

65.4

19

35.51

2.66

2.06

490

972

4.659

23.255

0.652

1.349

12,015

63,624

6.44

32.14

1.96

4.06

8.38

44.39

1

2

34.0

99.5

10.8

27.05

2.92

2.35

263

729

3.682

26.936

0.995

2.344

8,966

72,590

5.09

37.23

3

7.06

6.26

50.64

2

4

50.3

149.

7.8

20.59

3.06

2.59

172

542

3.926

30.862

1.54

3.884

8,657

81,247

5.43

42.66

4.64

11.69

6.04

56.68

3

7

58.2

208.

6.4

16.62

3.1

2.73

131

427

3.728

34.59

1.806

5.69

7,631

88,878

5.15

47.81

5.44

17.13

5.32

62.01

4

11

59.0

267.

5.8

14.23

3.16

2.83

104

356

3.424

38.014

1.866

7.555

6,140

95,018

4.73

52.54

5.62

22.75

4.28

66.29

7

18

84.7

351.

5

12.01

3.2

2.92

73

288

4.238

42.252

2.712

10.267

6,187

101,204

5.86

58.4

8.16

30.91

4.32

70.61

10

28

101.

453.

4.8

10.39

3.1

2.96

73

240

4.872

47.123

3.146

13.414

7,409

108,613

6.73

65.13

9.47

40.38

5.17

75.78

5

33

48.8

502.

4.4

9.81

3.14

2.98

69

223

2.15

49.274

1.535

14.948

3,372

111,985

2.97

68.1

4.62

45

2.35

78.13

RLV.

540.

540.

4.27

4.27

3.38

3.38

58

58

23.079

23.079

18.269

18.269

31,348

31,348

31.9

31.9

55

55

21.8

21.87

CAB.

104

1042

6.94

6.94

3.19

3.19

137

121

72.353

72.353

33.217

33.217

143,334

126,366

100

84

100

78

100

88

26/04/2011


40

CINÉTICA DE FLOTACIÓN de (PbO y PbS)./ Molienda:58%-m200.

T (P)

T (AC)

W (P)

W (AC)

(min)

(min)

(gr)

(grs)

Leyes

Cont. METALICO

RECUEPRACIÓN

FIN PbO (P)

FIN PbO AC)

FIN PbS (P)

FIN PbS AC)

PbO (P)

PbO (AC)

PbS (P)

PbS(AC)

% PbO (P)

% PbO (AC)

% PbS (P)

% PbS (AC)

(gr)

(gr)

(gr)

(gr)

%

%

%

%

0.5

0.5

40.96

40.96

5.89

5.89

37.79

37.79

2.41

2.41

15.48

15.48

8.02

8.02

37.23

37.23

0.5

1

24.52

65.48

5.89

5.89

13.11

28.55

1.44

3.86

3.22

18.69

4.8

12.82

7.73

44.96

1

2

34.09

99.57

4.69

5.48

6.11

20.87

1.59

5.46

2.08

20.78

5.32

18.14

5.01

49.97

2

4

50.33

149.9

4.09

5.01

3.71

15.11

2.05

7.51

1.87

22.64

6.84

24.98

4.49

54.47

3

7

58.25

208.15

3.47

4.58

2.93

11.7

2.02

9.54

1.71

24.35

6.72

31.71

4.11

58.57

4

11

59.04

267.19

3.19

4.27

2.61

9.69

1.88

11.42

1.54

25.89

6.26

37.97

3.71

62.28

7

18

84.75

351.94

2.46

3.84

2.54

7.97

2.08

13.50

2.15

28.04

6.93

44.9

5.18

67.46

10

28

101.49

453.43

2.53

3.54

2.27

6.69

2.56

16.07

2.30

30.35

8.54

53.44

5.54

73

5

33

48.87

502.3

1.89

3.38

2.51

6.29

0.92

17.00

1.23

31.57

3.07

56.51

2.95

75.95

RELAVE

540.49

540.49

2.42

2.42

1.85

1.85

13.08

13.08

10.00

10.00

43.49

43.49

24.05

24.05

CABEZA

1042.8

1042.79

2.88

2.88

3.99

3.99

30.075

30.075

41.573

41.573

100

81

100

86

26/04/2011


41

GRACIAS

26/04/2011


42

Cinetica de Flotacion

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