Concentracion de Minerales, C. Vargas

1

METALURGIA EXTRA EXT RACTI CTIV VA APL A PLICADA ICADA A MINERALES DE COBRE Y POLIMETALICOS Dr. CRISTIAN VARGAS R. Consultor INTERCADE

2

Con oncentración centración de Min Mine erale raless y Separa paració ción n Sóli ólido-Lí do-Líqu quido ido . Consultor INTERCADE

Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

.

2

3

INDICE 1.- CONC CONCEN ENTR TRACI ACION ON POR POR FLOTAC FLOTACIO ION N. .-

.

3.- DISE DISEÑO ÑO DE CIRC CIRCUI UITO TOS S DE FLOTACI FLOTACION ON.. 4.- BALANCE BALANCES S DE MAS ASA. A. 5.- PROCES PROCESOS OS DE SEPARACIO SEPARACION N SOLIDOSOLIDO-LIQUI LIQUIDO. DO.


4

1. Con oncentració centración n por p or Flotación


3

5

Fundamentoss y Tipos de Flot Fundamento Flota aci ción: ón: Roug ougher her,, Scavenger Scaveng er y Cleaner. Cleaner. pro proceso ceso e o ac n con cons s s e en en a sep separ arac ac n se se ec va de las las partí partícu cula las s útil útiles es de la gang ganga, a, aprov aprovech echan ando do las las propiedades hidrófilas e hidrófobas de las materias sólidas a separar separar,, se trata trata fundam fundament entalm alment ente e de un fenóme fenómeno no de com comport portam amiiento ento de sóli sólido dos s fren frente te al agua agua,, o sea, sea, de .


6

Proceso de Conc Conce entr ntra aci ción ón


4

7

Flotación


8

Relaves


5

9

Proceso de Concentración de Cu


10

Concentración de minerales de flotación La flotación es un proceso fisicoquímico, cuyo objetivo es la separación de especies minerales, a través del uso de la adhesión selectiva de burbujas de aire a partículas minerales.


6

11

Concentración de minerales de flotación


12


Mineral (fase sólida)

Agua (fase líquida) Burbuja de aire ( fase gaseosa

Fases presentes en el proceso de flotació n Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

7

13


Concentrado Hidrofílica

Hidrofílica

Relave

Esquema del proceso de flotación y s us prin cipales elementos Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

14

Concentración de minerales de flotación Para el proceso de flotación son importantes las siguientes acciones: 1.

Una etapa de molienda previa, cuya finalidad es liberar los minerales útiles de la ganga o roca.

2.

Crear un flujo de aire en la pulpa de mineral.

3.

Producir condiciones que favorezcan la adherencia de los minerales deseados a las burbujas de aire.


8

15


Mecanismo de flotación


16

Flotación - burbujas de aire mineralizadas


9

17

Flotación La flotación es uno de los procesos más selectivos para la separación de especies sulfurosas, de Plomo - zinc y cobre – zinc. La separación de las especies a través del proceso de flotación, se produce gracias a la diferencia en las propiedades fisicoquímicas de la superficie de cada una de ellas. La flotación surgió a partir del proceso de separación en medios densos, ya que la dificultad para la obtención de fluido con algunas densidades particulares obligó a la utilización de modificadores de superficie, con el fin de mejorar la selectividad del roceso. Estos modificadores permiten convertir selectivamente en hidrofóbica la especie a separar, de tal forma que ante la presencia de un medio constituido por agua y aire (burbujas), la especie hidrofóbica rechace el agua y se adhiera a las burbujas de aire que ascienden hacia la superficie del líquido. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

18

Flotación Las burbujas de aire se pegan a las partículas si estas desplazan el agua de su superficie, lo que ocurre cuando tienen un comportamiento hidrofóbico. Siem re

cuando el con unto de

artículas adheridas a las burbu as de aire

tenga una densidad global inferior a la del medio de separación, estas podrán viajar junto con las burbujas hacia la superficie, no obstante se requiere que la burbuja tenga la resistencia suficiente para llegar a l a superficie sin romperse. Una vez las burbujas de aire alcanzan la superficie, se requiere que se forme una espuma que mantenga retenida las partículas, por que de lo contrario las burbu as se reventarán las artículas flotadas via arán de nuevo hacia el fondo de la celda de separación. Por el contrario, las partículas no hidrofóbicas que tengan una densidad superior a la del medio en el que ocurre la separación se hundirán.


10

19

Flotación


20

Flotación El proceso de flotación se lleva a cabo en

celdas de poseen mecanismos de

agitación y dispositivos de inclusión de aire a la pulpa o al líquido de separación. La a itación favorece la se aración

sus ensión de las artículas mientras ue la

inclusión de aire promueve la formación de burbujas. La modificación selectiva de las partículas a separar se obtiene mediante la adición de colectores, depresores y activadores. La estabilidad de las burbujas de aire, necesarias para evitar que estas se destru an antes de lle ar a la su erficie del medio de se aración,

se lo ra

mediante la adición de espumantes. La selectividad en la modificación superficial de las partículas a separar se obtiene mediante la adición de modificadores de pH, lo que favorece que algunos colectores se adhieran fácilmente a las especies más hidrofóbicas. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

11

21

Flotación La recuperación de la especie valiosa depende de la cantidad de partículas transportadas a la superficie (flotadas), por lo tanto, la estabilidad y el tamaño de las burbujas de aire que las transporta influyen directamente en la recuperación. La adecuada selección del espumante utilizado para estabilizar las burbujas de aire es uno de los parámetros que controlan la recuperación. En un proceso en el que se produzcan muchas burbujas pequeñas se obtendrá una mayor recuperación, que si se producen burbujas más grandes y en menor cantidad, ya que la recuperación depende del área superficial de las burbujas .


22

Flotación El enriquecimiento que se puede lograr a través de la flotación depende de la selectividad de los reactivos colectores, depresores y activadores.

en hidrofóbicas, por lo tanto se requiere de la selección de un colector que tenga la capacidad de modificar superficialmente tan sólo las partículas de la especie de interés. Si existen partículas de especies superficialmente afines, que no permiten una selectividad adecuada del colector (como es el caso de la separación de especies , una de las especies de tal forma que cuando la partícula que contiene el depresor en su superficie entre en contacto con el c olector este no interactué sobre ella.


12

23

Flotación La actividad de la superficie de una partícula respecto a los reactivos de flotación en el agua, depende de las fuerzas que actúan en su superficie. Las fuerzas de tensión generan un ángulo entre la superficie de la partícula y la superficie de la burbuja, de tal forma que:

f

s/a=

f

s/w

f

COS

De donde: f s/a, es la energía superficial entre las fases sólidas – aire. f s/w, es la energía superficial entre las fases sólido – agua. f w/a, es la energía superficial entre las fases agua – aire. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

24

Flotación f

AGUA

AIRE f

COS

s/a sw

SOLIDO Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

13

25

Flotación Para romper la interfaz partícula – burbuja es necesario aplicar una fuerza, conocida como trabajo de adhesión (W s/a), el cual es igual al trabajo necesario para separar las interfaz sólido aire –

,

decir: Ws/a=

f s/w f

f

s/a

Por lo tanto, Ws/a=

f

COS

El tamaño de las partículas es otro de los parámetros fundamentales en el control de las recuperación: Entre más pequeñas sean las partículas, mayor cantidad de partículas.


26

TERMODINAMICA DE LA FLOTACION 

En la flotación para que ocurra la adhesión entre una burbuja y una partícula mineral, deben cumplirse condiciones termodinámicas e hidrodinámicas.



En primer lugar debe ocurrir un encuentro físico entre la partícula y la burbuja (colisión). Para que dicha colisión sea exitosa se requiere que durante el corto tiempo que dura la colisión, tenga lugar un adelgazamiento y ruptura del film de líquido que los separa El hecho de que esta etapa ocurra espontáneamente, y se forme una nueva interfase mineral/aire. Así como, el ue la adhesión sea estable en el tiempo, depende de la hidrofobicidad del mineral.



La flotación es básicamente la adhesión de una partícula mineral parcialmente hidrofóbica a una burbuja de gas.


14

27

TERMODINAMICA DE LA FLOTACION  La

propiedad que gobierna la hidrofobicidad es la tensión superficial. Termodinámicamente, la tensión superficial y la energía libre superficial, se definen como :

⎛ ∂G ⎞ Gs = γ = ⎜ ⎟ ⎝ ∂ A ⎠T , p , n Donde A es el área interfacial n el número de moles presentes en el sistema, p y T la presión y temperatura absoluta, respectivamente.




28

TERMODINAMICA DE LA FLOTACION  La

flotación se produce cuando el balance de las tensiones superficiales en el sistema trifásico mineral/gas/líquido son favorables.

 Termodinámicamente

esto queda dado por la expresión que define el cambio de energía libre superficial para la adhesión partícula/burbuja en medio acuoso o ΔGadh = γ SG − (γ SL + γ LG ) o ΔGadh = γ SG − γ SL − γ LG

Donde, ΔGadh es la variación de energía libre durante la γ SG , γ SL , γ LG adhesión partícula mineral/burbuja; y son las tensiones interfaciales sólido/gas, sólido/líquido y líquido/gas. o




15

29

Agregado Burbuja/Partícula

Hasta Desde

Partícula

Se Adhi ere a

Burbuja Ascendiendo


30

ECUACION DE YOUNG  Para

la

el análisis de la espontaneidad de la adhesión y ante falta

de

técnicas adecuadas para medir experimentalmente γ SG y γ SL, se recurre a la ecuación de Young, la cual define un parámetro medible vinculado a la hidrofobicidad, que es el ángulo de contacto, θ , en función de las mismas tensiones interfaciales.  Young

propuso tratar el ángulo de contacto de una gota de ,

equilibrio

mecánico

sólido/líquido,

de

sólido/gas

las

tensiones

y

interfaciales

líquido/gas. La resultante es la siguiente : γ LG cos θ = γ SG − γ SL Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

ecuación

16

31

ANGULO DE CONTACTO Liquido Gas

SL

Sólido “Representación esquemática del contacto en equilibrio entre una burbuja de aire y un sólido inmerso en un líquido”.


32

ANGULO DE CONTACTO  Así,

podemos definir el ángulo de contacto como el ángulo

formado por el plano tangente a la interfase líquido/gas y el sólido/líquido/gas. 

Se

tendrá entonces

que,

cuando

un

líquido

moja

completamente a un sólido, el ángulo de contacto será igual a cero, por otra parte ángulos de contacto mayores a cero indicarán mojabilidad y consecuentemente mayor el grado de hidrofobicidad.  Se

acepta ampliamente en la literatura que la flotación de

un mineral dado es posible sólo si el ángulo de contacto es mayor que cero. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

17

33

RELACION ENTRE LA ENERGIA LIBRE SUPERFICIAL DE LA ADHESION PARTICULA BURBUJA Y EL ANGULO DE CONTACTO 

Si tenemos que :



Así, para θ = 0 , ΔGadh



De aquí entonces, que minerales cuyo ángulo de contacto con el agua

o

o ΔGadh = γ LG (cos θ − 1)

o

=0

y para

o <0 θ > 0 o , ΔGadh

sea cero han sido definidos como hidrofílicos y termodinámicamente no flotables. Lo contrario es aplicable a minerales con ángulo de contacto mayor a cero. Sin embargo, debe dejarse en claro que el ángulo de .

 Hay

minerales que presentan flotabilidad natural, tales como, grafito,

talco, etc. La mayoría de los minerales presentan un mojamiento completo por el agua y para flotar requieren de un colector que les confiera la hidrofobicidad necesaria para flotar. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

34

ANGULOS DE CONTACTO DE DIFERENTES MINERALES

Mientras mayor sea el ángulo de contacto mayor será el trabajo de adhesión entre la partícula y la burbuja y mayor será la elasticidad del sistema ante las fuerzas de rompimiento, por lo tanto la flotabilidad del sistema aumenta con el ángulo de contacto. Un mineral con un ángulo de contacto grande tiene un comportamiento aerofílico (mayor afinidad con el aire que con el agua), a pesar de que la mayor parte de los minerales son aerofílicos, es necesario agregar un colector para mejorar su hidrofobicidad (haciéndolos aún más aerofílicos), para que el proceso de separación sea más efectivo. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

18

35

TABLA - ANGULOS DE CONTACTO DE XANTATOS EN SULFUROS. VALORES REPORTADOS POR KLASSEN AND MOKROUSOV Nº ATOMOS DE CARBONO

GALENA

CALCOPIRITA

BORNITA

PIRITA

1

0

0

0

0

2

59

60

60

60

3

68

69

68

67

4

74

78

73

74

5

88

90

86

82

6

100

94

95

95

XANTATO


36

Reactivos de Flotación Los reactivos de flotación son, sin duda alguna, el componente y la variable más importantes del proceso, . Son tres los grupos principales en los cuales se clasifican los reactivos de flotación: 1) Colectores. 2) Espumantes. 3) Modificadores.


19

37

REACTIVOS DE FLOTACION 

Los reactivos de flotación se dividen en : colectores, espumantes y modificadores.



Colector: Es un reactivo químico orgánico del tipo surfactante,

que

tiene

la

propiedad

de

adsorberse

selectivamente en la superficie de un mineral y lo transforma en hidrofóbico.



Espumante: Es un reactivo químico orgánico del tipo surfactante, que se adiciona a la pulpa con el objetivo de estabilizar la espuma, en la cual se encuentra el mineral de interés.


38

REACTIVOS DE FLOTACION 

Modificadores: Estos reactivos pueden ser de tres tipos: modificadores de pH, activadores y depresores.



Modificadores de pH: Acidos y bases (Ej.: HCl, NaOH, etc.).

 Ac ti vador es:

Son reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que ayudan al colector a adsorberse en la superficie del mineral a flotar.



Depresores: Son

reactivos químicos orgánicos o inorgánicos que impiden la acción del colector en la superficie del mineral.


20

39

REACTIVOS DE FLOTACION  Los

en

colectores y espumantes se emplean generalmente cantidades

del

orden

de

0,5

a

1000

g/ton. ,

decir, molécula de carácter doble, consistiendo de un grupo polar y un grupo no polar. El grupo polar posee un momento de dipolo permanente y representa la parte hidrofílica de la molécula, mientras que, el grupo no polar no posee dipolo permanente y representa la parte hidrofóbica de la molécula.



Los modificadores son empleados en cantidades que generalmente varían entre 20 a 1000 g/ton.


40

SURFACTANTES : COLECTORES Y ESPUMANTES  Los

surfactantes tienen dos papeles fundamentales en la flotación. Primero, se adsorben en la interfase sólido/lí uido tornando hidrofóbica la su erficie de los minerales, actuando como colectores. Segundo, influyen en la cinética de la adhesión burbuja/mineral, actuando como espumantes.

Los surfactantes más importantes en flotación son :  1. Tio-compuestos, que actúan como colectores de .  2. Compuestos ionizables no-tio, que pueden actuar como colectores o espumantes y se utilizan en la flotación de minerales no súlfuros.  3. Compuestos no iónicos, que actúan principalmente como espumantes. 


21

41

COLECTOR Y ESPUMANTE


42

TIO-COMPUESTOS  El

grupo polar de los tio-compuestos contiene átomos de

azufre no ligados al oxígeno. Los grupos no polares de los reactivos tio-compuestos son generalmente radicales de hidrocarburos (cadena hidrocarburada) de cadena corta.  Entre

los colectores del tipo tio-compuestos sobresalen los

xantatos por ser de uso muy generalizado en la flotación de súlfuros. Algunos de estos xantatos son : 

Etil xantato de sodio, etil xantato de potásio, isopropil ,

,

sodio, etc.  Los

tio-compuestos utilizados en flotación son : xantatos,

ditiofosfatos,

ditiocarbamatos,

mercaptobenzotiazol. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

mercaptanos,

22

43

ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AMIL XANTATO DE POTASIO


44

COLECTOR La función principal es la de aumentar las propiedades hidrofóbicas del mineral, favoreciendo con esto la capacidad de repeler el agua (no mojarse) y de unirse a las burbujas de aire. Los colectores son compuestos orgánicos que se unen a la superficie de un mineral en base a aun mecanismo de –

.


23

45

Acción del colector


46


24

47

Acción del espumante


48

Contacto Mineral-Burbuja


25

49

Mineralización de la burbuja

s


50


26

51

COMPUESTOS IONIZABLES NO-TIO Los más importantes en flotación son los siguientes: 1. Carboxilatos : Acido (R-COOH) y sus sales de sodio y potásio.

 

−

2. Sulfatos de alquil: R − O − SO M 3. Sulfonato de alquil: R − SO M 4. Fosfatos de alquil: mono alquil y di-alquil. 5. Aminas: RNH , usadas en las siguientes formas :



3

−



+

3

 

2

 Sales

de aminas no-substituidas, sal de amina primaria, sal de amina secundaria, sal de amina terciaria, sales de . Entre los compuestos hidrolizables, indicados arriba, solamente aquellos con radical de 6 a 20 carbonos son usados en flotación.




52

COMPUESTOS NO-IONICOS  Los  1.

. 

más importantes son:

Alcoholes: R-OH. eres.

3.Derivados:

Polioxietilénicos

de

alcoholes,

ácidos

carboxílicos, aminas. 

4.Derivados: Polioxipropilénicos de alcoholes y grupos surfactantes. os espuman es comerc a es m s

mpor an es son

os

siguientes: Aceite de pino, ácido cresílico, alcoholes del tipo ROH (metil isobutil, carbonil, 2 etil hexanol,poliglicoles).


27

53

AGENTES MODIFICADORES : ACTIVADORES Y DEPRESORES  AGENTES

ACTIVADORES

 Sulfato

de cobre: Activador en la flotación de esfalerita.

 Nitrato

o acetato de plomo: Activador de estibnita y para

reactivar

sulfuro

de cobre

depresado

con

cianuro.

También son activadores de silicatos y carbonatos.  Súlfuro

de sodio: Activador de minerales oxidados.

 Súlfuro

de hidrógeno: Para precipitar cobre en solución y

permitir su recuperación.


54

AGENTES DEPRESORES 

Algunos agentes depresores son los siguientes :

 Cianuro

de sodio: Es un fuerte depresor de pirita, pirrotita, marcasita .

,

enargita, bornita, y en la mayoría de los minerales sulfuros, con la posible excepción de galena.  Cal: Es

usada para depresar la pirita, así como otros sulfuros de

hierro, galena y algunos minerales de cobre.  Sulfato

de zinc: Se usa en conjunto con cianuro, o solo, para la ,

 Permanganatos: Se

.

usa para la depresión selectiva de pirrotita y

arsenopirita en la presencia de pirita.  Ferrocianuro: Empleado

en la depresión de sulfuros de cobre, en la

separación cobre/molibdeno. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

28

55

FLOTACION DE SULFUROS Y NO SULFUROS 

INTRODUCCION:



En los textos de flotación de minerales se presenta

súlfuros.  Esa división se basa principalmente en el tipo de reactivo empleado como colector. súlfuros son colectados por tio-compuestos,  Los incapaces de formar micelas, con ningún poder espumante, de cadena carbónica relativamente corta. os no s uros son co ecta os por compuestos on za es no-tio, capaces de agregarse bajo la forma de micelas, varios de ellos con poder espumante y de cadena carbónica bastante más larga que la de los tiocompuestos. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

56

ADSORCION 

La flotación es un proceso que involucra el estudio de las propiedades de las interfases. Una de las formas de caracterizar una interfase es por la medida de la a sorc n.

 La

adsorción puede definirse como la concentración de

una entidad química (iones y moléculas) en una interfase. 

La adsorción generalmente se expresa en moles o moléculas de adsorbido por área de interfase. .

 Es

común la clasificación de la adsorción, con base en la

naturaleza de la interacción adsorbido/adsorbente, en adsorción

física

(fisisorción)

y

(quimisorción). Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

adsorción

química

29

57

ADSORCION A DSORCION FISICA Y ADSORCION A DSORCION QUIMICA  ADSORCION

FISICA:

secundarias

o

residuales

(tipo

Van

der

Waals),

caracterizándose por un bajo calor de interacción, ninguna o casi ninguna acción de selección entre el adsorbente y el adsorbido, siendo posible la formación de multicapas.  ADSORCION

QUIMICA:

La adsor adsorci ción ón quím química ica se debe debe a inte intera racci ccion ones es quím químic icas as primarias (por ejemplo, covalentes) entre el adsorbente y el adsorbido. adsorbido. Existe selectividad, selectividad, formándose formándose compuestos compuestos de superficie. Apenas una camada puede ser adsorbida. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

58

ADSORCION A DSORCION ESPECIFICA Y ADSORCION A DSORCION NO ESPECIFICA  ADSORCION

Ocu Oc urre rre

com como

NO ESPECIFICA: res respuesta sta

a

la

atrac racció ción

puram rament ente

electro electrostá státic tica. a. Es rápida rápida,, y rápidam rápidamente ente reversib reversible, le, no pudi pudien endo do reve revert rtiir el sign signo o de la carg carga a orig origiinal nal del del adsorbente.  ADSORCION

ESPECIFICA:

a con r uc n e ec ros

ca pue e ser rre evan e y

especies especies adsorbidas adsorbidas específicamente específicamente pueden aumentar, aumentar, reducir, anular o revertir la carga original del adsorbente. Es relativamente lenta e irreversible. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

30

59

ENERGIA ENER GIA LIBRE L IBRE DE ADSOR A DSORCION CION  La

energía libre de adsorción adsorción corresponde a la suma de

un número número de fuerzas fuerzas que contrib contribuyen uyen (intera (interacci ccione ones s e ectr ectrost ost t cas, cas, qu m cas, cas, etc. etc. .

o

o

o

o

o

o

o

ΔGads = ΔGelec + ΔGchem+ ΔGc−c + ΔGc−s + ΔG H + ΔG H O 2


60

DOB DO B LE CAPA CA PA ELECTR ELECTRICA ICA  Los

fenómenos de adsorción en la interfase mineral/agua son controlados en la mayoría de los casos por la doble capa eléctrica.



DEFINICION: La carga eléctrica de los sólidos presentes en una pulpa acuosa atrae una “atmósfera” de iones de carga contraria, contraria, parte de la atmósfera es difusa. La carga de superficie, superficie, en conju conjunto nto con con la capa capa difu difusa sa,, cons consti titu tuye ye la doble doble capa eléctrica.



ZONAS DE LA DOBLE CAP APA A ELE LEC CTRICA: En la doble capa eléctrica se distinguen las siguientes zonas: La zonas: La carga superficial, la capa de Stern (constituida por los iones en la fase acuosa próxima a la superficie) y la fase líquida.


31

61

Thickness of ion cloud Counter-ion Layer Layer - excess negative ions (ion cloud)

positive ion negative ion precipitate

AB(s )

Primary Adsorbed Ion Ion - gives rise to surface charge Slip Plane - defines the size of the assembly that moves as a unit with the particle; it is of fix ed size size Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

62

MODELOS MOD ELOS DE LA DOBLE CAPA ELECTRICA 

1. MODELO SIMPLE CON DOS ZONAS DE CARGA: CARGA : n e mo e o m s s mp e

e a

o e ca c apa e ctr ca,

existen apenas dos zonas de carga, la carga de superficie y la capa capa de Gouy. Gouy. Este Este mode modelo lo es aprox aproxim imad adam amen ente te válido

si

el

enlace

de

adsorción

es

puramente

electrostático, o sea, en la ausencia de cualquier enlace uímico rimario. rimario. Los Los iones iones contrarios contrarios de la la ca a de de Gou están están plen plenam amen ente te hidr hidrat atad ados os y no se aprox aproxim iman an a la superficie más que sus radios de hidratación.


32

MODELO MOD ELO SIMPLE SIMPLE DE LA DOBLE CAPA ELECTRICA (c) (c)

(a)(b) - +

- + -

D I L O S

63

+ +

+ +

+

+

+

+

-

O

+ L A I T N E T O P

O

DIS DI S T A N CE Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

64

MODELOS MOD ELOS DE LA DOBLE CAPA ELECTRICA 

2. MODELO LOS S CON TRES ZONAS DE CAR ARG GA: , considera formada por tres zonas de carga. Las tres zonas de

carga

son:

La

carga

superficial,

la

carga

específicamente adsorbida y la carga de la capa de Gouy. Los iones adsorbidos específicamente se aproximan más a

la

sup superfi rficie

que

aquellos

no

específ cíficam camente nte

adsorbidos.  También

podría ocurrir la situación de adsorción super-

equivalente, cuando los iones específicamente adsorbidos revierten la carga original. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

33

65

IONES DETERMINANTES DE POTENCIAL 

Generalmente, identificados

un como

conjunto

de

determinantes

iones de

pueden potencial,

ser los

primeros responsables por la carga superficial. Estos iones se denominan iones determinantes de potencial.

 Existe

una concentración particular de estos iones para la

cual la carga de superficie es nula.


66

IONES DETERMINANTES DE POTENCIAL 

 

1. En el caso de sólidos iónicos, tales como, BaSO4, CaF2, AgI y Ag2S, los iones de la red son considerados como iones e erm nan es e po enc a . s , en e caso e g , os ones determinantes de potencial son Ag+ e I-. 2. En el caso de los minerales tipo óxidos, los iones determinantes de potencial son H+ y OH-. 3. Para sólidos, del tipo “salt type”, tales como, calcita, CaCO3, los iones determinantes de potencial son: Ca2+ y CO3=, y también H+, OH- y HCO3-. . , y las micas, los cuales tienen estructuras de capas, son cargados negativamente en la mayoría de las condiciones naturales, debido a la substitución de Al3+ por Si4+ en la silica tetrahedra, o, Mg2+ por Al3+ en la capa octahedral de la red del cristal.


34

67

POTENCIAL ZETA Y PUNTO ISOELECTRICO 

Cuando las partículas de una pulpa se desplazan en , eléctrica se parte, el plano de cizallamiento. Este desplazamiento diferencial de las partes de la doble capa eléctrica origina un potencial eléctrico llamado potencial zeta o potencial electrocinético, el cual puede ser medido por diferentes métodos.

 El

punto donde el potencial zeta se anula se denomina

punto isoeléctrico, PIE.


68

PUNTO DE CARGA CERO 

Existe un conjunto de iones directamente relacionados , potencial de una especie dada. El punto de carga cero, PZC (“point of zero charge”) se define como el logaritmo negativo de la actividad de uno de los iones determinantes de potencial correspondiente a la carga real de superficie nula.


35

69

PUNTOS DE CARGA CERO DE VARIOS OXIDOS OXIDO Si O2, s i l i c e g el

PZC (p H) 1-2

Si O2, c u ar zo -al f a

2-3

Sn O2, c as i t er i t a

4,5

Zr O2, zi r c ó n

4

Ti O2, r u t i l o

5,8-6,7

Fe2O3, Fe2O3, hematit a natural , sintética FeOOH, g o et i t a

4,8-6,7

Al 2O3, corin cor in dón dó n

9,1

Mg O, m ag n es i t a

12

, 6,8


70

EFECTO EFE CTOS S DE LA DOBLE CAPA CA PA ELECT EL ECTRIC RICA A EN EL PROC PROCESO ESO DE FLOTACION FLOTA CION  La

doble capa eléctrica puede afectar al proceso de flotación

de diferentes formas:  El

signo y la magnitud de la carga superficial controla la

adso adsorc rció ión n

de lo los

agentes

de

flotaci ció ón

ads dso orb rbiidos

físicamente.  Una

alta carga superficial puede inhibir la quimisorción de

colectores que se adsorben químicamente.  El

efecto de la lamas (“slime coating”) es coating”) es determinado por la

interacción de la doble capa eléctrica. 

La flo flocul culació ación, n, coag coagula ulació ción n y disp dispersi ersión ón de suspensiones suspensiones minerales es controlada por la doble capa eléctrica.


36

71

FLOTACION FLOTA CION DE NO-SULFUROS NO-SULFUROS 

INTRODUCCIÓN:

• Los oxioxi-mi mine neral rales es const constit ituye uye un unive universo rso much mucho o más más . • Las Las dife difere renc ncia ias s

de comp compos osic ició ión n

quím químic ica, a, estr estruc uctu tura ra

crista cristalo loqu quím ímic ica a y solub solubil ilid idad ad en agua agua,, está están n entre entre los los aspe aspect ctos os con con mayo mayorr grad grado o de dive divers rsid ida ad entr entre e los los minerales oxidados. • Tamb Tambié ién n la

ran ran vari varied edad ad de cole colect ctor ores es anió anióni nico cos s

catiónicos, usados en la flotación de estos minerales, con grandes grandes difere diferencia ncias s de propie propiedad dades es químic químicas, as, present presenta a complejidad bastante mayor que la de los tio-compuestos usados en la flotación de súlfuros. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

72

FLOTACION FLOTA CION DE NO-SULFUROS NO-SULFUROS 

Se han han prop propue uest sto o algu alguna nas s teor teoría ías s para para expl expliicar car los meca mecani nism smos os de adso adsorc rció ión n de cole colect ctor ores es (cat (catió ióni nico cos s o an n cos en super c es

e m nera es no-s

uros

x os ,

silicatos, carbonatos, fosfatos, nitratos, sulfatos, y otros).  De

entre estas teorías se destacan:

 Teoría

de la adsorción iónica o de la formación de hemi-

celas. . 

Teoría de la formación de complejos ionomoleculares .


37

73

TEORIA DE LA ADSORCION IONICA O DE LA FORMA FORM A CION DE HEMI-MIC HEMI-MICELA ELAS S  Esta

teoría se debe a Gaudin y Fuerstenau y en ella se admite

que que los los colec olecttores ores son son ads adsorbi orbid dos de acu acuerdo erdo con dos 

1. Interacción electrostática electrostática de iones colectores y la superficie del mineral de acuerdo con la teoría de la doble capa eléctrica.

2.  2.

Asoci As ociaci ación ón de las cad cadena enas s hid hidroc rocarb arbura uradas das de los ion iones es

colect col ectore ores s por fue fuerza rzas s lat latera erales les de Van de Waa Waals, ls, for forman mando do hemi-micelas. catiónic cati ónico/óx o/óxidos idos y silic silicatos atos,, tamb también ién los cole colectore ctores s anión aniónicos icos,, espe es peci cial alme ment nte e aq aque uell llos os de ca cade dena na má más s co cort rta a (h (has asta ta 12 carbonos), pue pueden

ser

adsorbi rbidos

de

acuerdo

con

los

mecanismos de la teoría de adsorción iónica. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

74

ADSORCION FISICA DE COLECTORES EN OXIDOS -4

60

I x l0 M NoCl -3 I x l0 M NoCl

) v m 40 ( L 20 A I T N 0 E T

-2

I x l0

M NoCl

-20

P A -40 T E Z -60

100 ) % ( 80 Y R E V O 60 C E R

40 O I C A T O 20 L F 0

RSO4 No RSO3 No RNH RN H3 Cl

0

2

4

6

8

10

pH


12

14

38

75

FLOTACION FLOTA CION DE OXIDOS OXIDOS fatty acid collector silicate charge

phosphate carbonate

pH = 4

silicate

+

amine collector

pH = 10

carbonate

phosphate, carbonate

4

7

10

phosphate

pH


76

TEORIA DE LA SOLUBILIDAD 

Esta teoría fue sugerida por Taggart et al.

 Esta

teoría asume que la adsorción de colectores en los

mine mi nera rale les s se de debe be a en enla laces ces qu quím ímic icos os qu que e si sigu guen en la las s leyes que gobiernan la precipitación de substancias de baja solubilidad.



Muchos ejemplos ejemplos muestran una estrecha relación relación entre la solubilidad de los complejos metal/colector, la adsorción de colectores y la flotación.


39

77

TEORIA DE LA FORMACION DE COMPLEJOS IONOMOLECULARES 

La teoría de formación de complejos ionomoleculares a m te a a sorc n

e mo cu as e ones

e un m smo

colector.

 La

formación de estos complejos fue considerada como

el principal mecanismo responsable en la adsorción de .


78

TEORIA ELECTROQUIMICA DE FLOTACION DE SULFUROS 

La teoría electroquímica para la flotación de súlfuros, que explica el rol del oxígeno disuelto y consecuentemente el rol de las condiciones redox de la so uc n, t ene respa o exper menta .



La mayoría de los colectores tiólicos son capaces de quimisorberse sobre minerales sulfurados a través de la formación de enlaces covalentes con los iones metálicos de la red cristalina del mineral. Sin embargo, esta forma de adsorción entrega poca hidrofobicidad. El recubrimiento de colector adquiere fuerte hidrofobicidad en el momento en que se dan las condiciones electroquímicas para que se forme un dímero neutro del colector (por ejemplo, dixantógeno). La superficie mineral no es pasiva, sino que por el contrario participa como un electrocatalizador para ambas reacciones, es decir, la oxidación de los iones de colector y la reducción del oxigeno disuelto.


40

79

FLOTACION DE SULFUROS 

TEORIA ELECTROQUIMICA.



OXIDACION DE XANTATO A DIXANTOGENO O A XANTATO METALICO (reacción anódica).



REDUCCION DEL OXIGENO (reacción catódica).


80

TEORIA ELECTROQUIMICA DE LA FLOTACION DE SULFUROS 

Así, para el caso de los xantatos, las reacciones involucradas serían :

 Reacción

anódica:

2 X 1

 Reacción

catódica:

2



global:

→ X 2 + 2e +

−

O2 + 2 H + 2e

2 X  Reacción

−

−

+ 2

−

O2 + 2 H

→ H 2 O +

→ X 2 + H 2 O

Esta reacción en solución es lenta, pero es catalizada por la presencia de minerales sulfurados.


41

81

TEORIA ELECTROQUIMICA DE LA FLOTACION DE SULFUROS 

Para un súlfuro de un metal divalente en que ocurra uimisorción ha otra osible reacción de oxidación:

 Reacción

anódica:

 Reacción

catódica:

o

−

MS + 2 X → MX 2 + S + 2e 1 2

+

−

O2 + 2 H + 2e → H 2O −

MS + 2 X +



−

1

o

+

O2 + 2 H → MX 2 + S + H 2O

Este tipo de recubrimiento también podría llegar a ser hidrofóbico debido al azufre elemental.


82

FLOTACION DE GALENA CON XANTATO 100

) ( Y R E V O C E R N O I C A T O L F

80

60

40

20

0 0

2

4

6

8 pH


10

12

14

42

83

POTENCIAL ZETA DE GALENA EN AUSENCIA Y PRESENCIA DE XANTATO Xantato Addilien None -4

l x l0 M


84

Modificadores Se pueden clasificar según su uso en: • Depresantes: Los cuales inhiben o evitan la absorción de los colectores en minerales que no se desean flotar. • Activadores : Son reactivos que aumentan o ayudan a que los colectores se absorban sobre minerales que tienen disminuida su flotabilidad. • Modificad ores de pH: Son reactivos que controlan la concentración de iones H+ y OH- en la pulpa, con el propósito de aumentar o disminuir la adsorción de los colectores. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

43

85

Máquinas (Celdas) de Flotación La función de una máquina de flotación es hacer que las partículas que han adquirido características hidrofóbicas entren en contacto y se adhieran a las burbujas de aire, permitiendo que dichas partículas se eleven a la superficie y formen una espuma la cual pueda ser removida de la celda.

Celdas de flotación: Las hay de 3 tipos. Mecánicas : Son las más comunes, caracterizadas por un impulsor mecánico que agita la pulpa y la dispersa.

Neumáticas : Carecen de impulsor y utilizan aire comprimido para agitar y airear la pulpa.

Columnas: Tienen un flujo en contracorriente de las burbujas de aire con la pulpa, y de las burbujas mineralizadas con el flujo de agua de lavado. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

86

FUNCIONES DE UNA CELDA DE FLOTACION  1.

Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas en forma efectiva, con el fin de prevenir la sedimentación de éstas.



2. Producir una buena aireación, que permita diseminación de burbujas de aire a través de la celda.

la



3. Promover las colisiones y adhesiones de partículaburbuja.



4. Mantener quietud en la pulpa inmediatamente bajo la columna de espuma.

 5.

Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave.

 6.

Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.


44

87

CARACTERÍSTICAS QUE DEBEN REUNIR LAS CELDAS DE FLOTACIÓN . formas continua.  2.

Mantener la pulpa en estado de suspensión.

 3.

No debe ocurrir la sedimentación de las partículas.

 4.

Separación adecuada del concentrado y del relave.


88

EFICIENCIA DE UNA CELDA DE FLOTACION  La



eficiencia de una celda de flotación se determina por

1. Tonelaje que se puede tratar por unidad de volumen.

 2.

Calidad de los productos obtenidos y recuperaciones.

 3.

Consumo de energía eléctrica, reactivos, espumantes

y otros reactivos, con el fin de obtener los resultados .  4.

Gastos de operación y mantención por tonelada de

mineral tratado.


45

89

CELDAS DE FLOTACION MECANICAS 

Las celdas de flotación mecánicas tienen tres zonas típicas : una zona de alta turbulencia a nivel del mecanismo de agitación, una zona intermedia de relativa calma, y una zona superior. burbuja. En esta zona deben existir condiciones hidrodinámicas y físicoquímicas que favorezcan este contacto.

 La

zona intermedia se caracteriza por ser una zona de relativa calma, lo

que favorece la migración de las burbujas hacia la superficie de la celda.

 La

zona superior corresponde a la fase acuosa, formada por burbujas. La

espuma descarga por rebalse natural, o con ayuda de paletas mecánicas. Cuando la turbulencia en la interfase pulpa - espuma es alta se produce contaminación del concentrado debido al arrastre significativo de pulpa hacia la espuma. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

90

ZONAS DE LA CELDA DE FLOTACION


46

91

CELDA DE FLOTACION WEMCO


92

CELDA DE FLOTACION WEMCO


47

93

CELDA WEMCO Volu men Util : 160 m3

Potenci a Instalada : 186.5 KWH

Máquina

Control de aire aspirado Tambor de aspiració n de aire

Max. Altu ra de espuma Concentricida d

ras ape

Cono acelerador Estabilizador de espuma Difusor de espuma Collar de traslape Tubo de aspiraci ón Biseles Piso Falso


94

CELDA DE FLOTACION MECANICA


48

95


96


49

97

COLUMNAS DE FLOTACION 

INTRODUCCION:



La tecnología de flotación columnar ha logrado una amplia aceptación en la industria de procesamiento de minerales por las ventajas que ofrece sobre los equipos de flotación convencional en las etapas de cleaner y recleaner.

 Las

ventajas de las columnas se pueden resumir en los siguientes puntos: a) mejores leyes; b) menor costo de operación; c) menor costo de capital; y d) control superior.


98


Ventajas de las columnas de flotación en relación a las celdas de flotación convencionales de agitación mecánica: . de flotación instalada por unidad de superficie de edificio.

 2.

Bajo costo de capital: menos espacio, instalación eléctrica

más sencilla.  3.

No lleva agitador.

.  5. 

. Mejor control del proceso.

6. Productos obtenidos son de mejor calidad: leyes más elevadas de la especie útil para recuperaciones similares.


50

99


BENEFICIOS OBTENIDOS CON LAS COLUMNAS DE FLOTACION: La capacidad de las columnas de producir concentrados de ley superior con recuperaciones similares deriva de la mejora que se consigue en la selectividad combinada con el lavado de espuma, que remueve la ganga arrastrada que

generalmente

está

asociada

alimentación. En la lim ieza de cobre

con

la

pulpa

de

or e em lo se han

reportado mejoras de ley de 2-4 %.


100

COLUMNAS DE FLOTACION  La

introducción del agua de lavado permite a la columna

operar con un bias positivo, el cual asegura que cualquier preferencialmente a la cola de la columna.

 En

la práctica operacional el bias se puede definir como

la razón entre el flujo de colas y el flujo de alimentación de las columnas, en este caso corresponde a una razón mayor que 1.


un bias positivo

51

101

COLUMNAS DE FLOTACION  La

reducción en costos de operación con columnas puede atribuirse generalmente a la carencia de partes móviles. o a a po enc a e ag ac n mec n ca se e m na, as como, la necesidad de mantención y reemplazo de agitadores y estatores.

 El

menor costo de capital del equipo se atribuye a su mejor

flotación está en la dirección vertical. Esto generalmente se traduce en un arreglo más compacto para la planta.


102

COLUMNAS DE FLOTACION  Un

ejemplo de la eficiencia superior de las columnas se aprecia en la flotación de molibdeno donde es convencional por 3 etapas de flotación columnar.

 Las

mejoras en control y estabilidad puede atribuirse a la simplificación del circuito, por ejemplo, un número reducido de etapas, y la aplicación de hardware para el control moderno de procesos a un mayor número de variables de control disponible, en particular para el lavado de espuma.


52

103

COLUMNA DE FLOTACION Agua de Lavado

Zona de Limpieza oncentra o Interfase

Alimentación

Zona de Colección

Aire

Belave


104

CELDAS JAMESON 

INTRODUCCION:

La celda Jameson es semejante a la máquina de cascada, utilizada para la flotación en los años 1920 a 1930, en la cual la 1,3 cm, en el interior de un tubo de aproximadamente 1 m de altura. Entre las características de la celda Jameson está la capacidad de generar altas fracciones de gas en el tubo de descenso man en en o un r g men es a e e u o, a ausenc a e un sistema generador de burbujas , el uso de agua de lavado para la espuma, la ausencia de un compresor para inyectar aire, simplicidad de operación, y una altura que permite su instalación sin mayores cambios estructurales en plantas ya existentes. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

53

105

CELDA JAMESON 

DESCRIPCION GENERAL:

 En

una celda Jameson, aire ul a son mezclados en la arte superior de un tubo vertical, denominado sección de contacto o tubo de descenso.

 La

mezcla desciende verticalmente en co-corriente, descargando en una celda abierta, donde las burbujas mineralizadas ascienden formando espuma. adecuada altura de espuma y mantener la descarga del tubo de descenso bajo el nivel de interfase, asegurando la selectividad y estabilidad del proceso.


106

CELDA JAMESON  Agua

de lavado es adicionada a la espuma para mejorar la selectividad del proceso.

1. Se utilizan 1 a 32 downcomers por celda.  2. Se construyen en diseño circular o rectangular.  3. Poseen un área entre 40 a 60% del área de las celdas convencionales y una altura 30% menor que la de las celdas columnares.  4. El lavado de espuma se realiza mediante un diseño sencillo tipo “ducha”.  5. Los diseños rectangular (serie E) ó circular (serie Z) tienen capacidad de hasta 25.000 ton/día ó 2.000-2.500 m³/h. 


54

107

CELDA JAMESON


108 AGUA de LAVADO

CONCENTRADO

ALMENTACION

PULPA

ALIMENTACION AIRE

AGUA de LAVADO

CONCENTRADO

AIRE

PULPA

COLAS COLUMNA de FLOTACION

COLAS

CELDA JAMESON

CONVENCIONAL

Comparación de tamaños entre la columna de flotación y la celda Jameson.


55

109

CELDAS EKOFLOT-V La celda de flotación neumática Ekoflot-V, que comenzó a venderse al mercado en 1987, ha llegado a ser bien conocida ya que incorporó lo más avanzado del sistema de flotación neumática, con una reducción sustancial de costos y un aumento de recuperación en el concentrado.  El diseño de Ekoflot-V asegura que las partículas hidrofóbicas gruesas sean captadas por la espuma en la parte superior de la celda.  Hay un regulador cónico de espuma que puede moverse hacia arriba y hacia abajo, para ajustar la zona de espuma y hacerla variar de acuerdo con cada aplicación. De este modo es posible utilizar un diseño estándar de celdas para diferentes aplicaciones, a es como es as e, o se ec v a .  El medio principal de regular la calidad del concentrado es un sistema de lavado con agua situado por encima de la espuma.  Se han diseñado celdas capaces de tratar hasta 1500 m3/h de pulpa o más. 


110

CELDA EKOFLOT


56

111

Celda de Flotació n Neumática de Fluj o Tangencial


112

Celda de Flotación Neumática de Flujo Vertical


57

113

CELDAS IMHOFLOT EN PLANTA PILOTO


114


58

115

Características de las Celdas de Flotación


116

VENTAJAS TECNOLOGICAS DE LAS CELDAS DE FLOTACION 

• • • •

CELDA COLUMNA

Son de gran capacidad. Ocupan un reducido espacio. Aprovecha el espacio vertical. Consigue Concentrados más limpios, por eliminar los insolubles con el lavado de espumas. • Lo ra incrementar las recuperaciones, aprovechando su mayor limpieza. • Su costo operativo es mínimo (consumo de aire).

CELDA CONVENCIONAL

• Son de oca ca acidad. • Ocupan mucho espacio y requieren de grandes edificios. • Sus concentrados son menos limpios por no eliminar insolubles. • Su recuperación es limitada. • Su costo o erativo es relevante (energía eléctrica y forros), aprox. US $ 18,000 /mes.


59

117

ALGUNOS TIPOS COMERCIALES DE CELDAS DE FLOTACION 

Bateman Equipment Limited: Celdas de flotación.



CESL Engineering: Columnas de flotación.



Dorr-Oliver: Celdas de flotación.



Eimco Process Equipment: Celdas de flotación Wenco

Smart Cell y Columnas de flotación Pyramid Resouerces.  EKOF: Celdas de flotación neumáticas Ekoflot-V.  Outokumpu Mintec: Celdas de flotación Tank Cell y Celdas de flotación Skim-Air.  Pr oc ess Engineer ing Res our ces , Inc .: Columnas de flotación.  Svedala Pumps & Process: Celdas de flotación.  MIM Technology: Celda Jameson. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

118

CIRCUITOS BASICOS DE FLOTACION 

La flotación comercial es un proceso continuo.



Las celdas están arregladas en series formando bancos.


60

119

Flujo a través del Banco  La

pulpa entra a la primera celda del banco y algunos de sus minerales valiosos ascienden por esta como espuma.

 El

rebalse de esta celda pasa a la segunda celda, donde se remueve más espuma mineralizada, y



Así sucesivamente hasta el final del banco.



Hasta que el relave estéril sobre fluye en la ultima celda en el banco.


120

Bancos de Celdas en un concentrador


61

121

Parámetros Operacionales Las variables que inciden en el proceso de flotación suelen ser clasificadas en tres grupos:


122

VARIABLES DEL PROCESO DE FLOTACION 

Las variables que afectan el proceso de flotación de minerales son las si uientes: •Granulometría de la mena. •Tipo y dosificación de reactivos de flotación. •Porcentaje de sólidos de las etapas de flotación. •Tiempo de residencia del material en las celdas. . • Aireación y acondicionamiento de la pulpa. •Temperatura de la pulpa. •Calidad del agua utilizada en el proceso.


62

123

PROPIEDADES DEPENDIENTES DEL MATERIAL DE ALIMENTACION 

Mineralogía del mineral.



Ganga asociada.



Presencia de impurezas solubles de la mena.



Grado de diseminación y tamaño de liberación de las especies valiosas.



Asociación que presenta la mena con otros componente.



PH natural de la pulpa.


124

CARACTERISTICAS ASOCIADAS A LA ETAPA DE MOLIENDA – CLASIFICACION 

Granulometría del mineral a flotar.



Grado de oxidación durante la molienda.



Reactivos adicionados en la molienda.



Tiempo de acondicionamiento.

 Grado

de liberación.

 Densidad

de pulpa.


63

125

CARACTERISTICAS DEL PROCESO DE FLOTACION: 

Tipo y dosificación de reactivos químicos agregados. .

 Densidad

de la pulpa.



PH y temperatura de la pulpa.



Tiempo de acondicionamiento.



Altura de la espuma.

 Calidad  Flujo

del agua usada.

de aire.


126

CARACTERISTICAS RELATIVAS A LA MAQUINA DE FLOTACION  Geometría  Grado

y tipo de aireación (autoaspirada o neumática).

 Tiempo

de flotación (volumen útil de la celda).

 Agitación  Ti

de la celda.

de la pulpa.

o de rebalse de es uma.

 Características

de rotor y estator.

 Características

del banco de flotación.


64

127

Flotación de Minerales DEFINICION DE ETAPAS

Las etapas que componen un circuito se identifican entre etapas recuperadoras y etapas limpiadoras: Etapas recuperadoras:

• Etapa Rougher o Primaria. • Etapa Scavenger o Barrido o Repaso. Etapas limpiadoras o concentradoras:

• . • Etapa Recleaner o Relimpieza.


129

Circuito Rougher (primario)

Recu eradores Circuito Scavenger (barrido) anterior al rougher alimentación por cola

Circuitos

o r elave anterior. Cleaner (limpieza)

Recleaner (limpieza)


65

130

F

Rougher

Scavenger

T C

ScavengerCleaner

(cola)

Cleaner

C

final


131

Flotación de Minerales Alimentación fresca

Relave final Rougher

Cleaner

Scavenger Rougher

Scavenger Cleaner

Concentrado na

Circuito de Flotación con una etapa de Flotación Rougher, una etapa de Flotación Cleaner y dos etapas de Flotación Scavenger (una para cada etapa principal).


66

132

Flotación de Minerales Minerales Alimentación Alimentación fresca

Relave final oug er

Cleaner

Concentrado final

Circuito Circu ito de Flo Flotac tación ión co con n un una a eta etapa pa de Flo Flota tació ción n Ro Roug ughe herr a mue muerte rte (n (no o considera una etapa scavenger o repaso), una etapa de Flotación Cleaner y una etapa de Flotación Scavenger Scavenger para la limpieza. Tendencia actual. actual. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

133

Circu ircuito ito de concentración flo tación de minerales mi nerales de Cu Cu


67

134


135

. tipos tip os de me mena nas, s, sul sulfur furos os de cobr co bre e, mo moli libd bde eno no,, olimetálicos


68

136

Flotación de sulfuro s Los Los sulf sulfur uros os metá metálilico cos s tien tienen en prop propie ieda dade des s fuer fuerte teme ment nte e hidrófobas, de manera que junto con los metales nativos son los minerales más fácilmente flotables. El gran problema que presenta la flotación de sulfuros es la separación entre ellos, es decir, la flotación selectiva de los sulfuros individuales a partir de concentrados colectivos. Otro problema que se presenta en la flotación de los sulfuros es la infl influe uenc ncia ia de la oxid oxidac ació ión n supe superf rfic icia iall de ésto éstos s sobr sobre e su . La oxidación superficial superficial se produce produce por erosión y oxidación oxidación por el aire y aguas presentes en los yacimientos, produciendo una película película de óxidos, óxidos, sulfatos o carbonatos carbonatos sobre la superficie superficie de éstos. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

137

lota taci ción ón Flo

de Sul ulfur furos os de Cob obre re::

Los principales minerales sulfirados de cobre son: • • Calcosima • Bornita • Covelina

2

(Cu2S) (Cu5 FeS4 ) (CuS)

Además: tenantita, tetraedrita, enargita,etc. enargita,etc. os m ener enera a es e coo coo re recu recuen en emen emen e es es n aco acomp mpa a a os de molibdenita (MoS2) y pirita (FeS2) ,principalmente, además de: oro, plata, minerales de plomo, zinc, níquel, cobalto, etc.


69

138

An tec eden t es de su fl ot aci ón :  Flotabilidad

buena.

, , etc.) y con cualquier espumante (aceite de pino, MIBC, etc.).  Su

flotabilidad natural empieza a disminuir sólo cuando son afec afecta tado dos s por por la oxi oxidaci dación ón o por por algu alguno nos s fenó fenóme meno nos s secundarios como la depresión por lamas.

2 , a os su ur uros e co re re es n acompa a os por p r a que tambié también n es muy flotab flotable. le. Partic Particula ularme rmente nte en circui circuitos tos ácidos.


139

 La

flotación se realiza en circuito circuito alcalino pH 9 – 12, para deprimir la piri pirita ta.. En algun algunos os casos casos de ayuda ayuda ala ala depr depresi esión ón de éstas éstas agregando pequeñas cantidades de cianuro.

 Se

usa generalmente generalmente cal para obtener el pH deseado por razones económ económic icas as or lo eneral eneral se a re a en molien molienda da .

 La

calcop calcopir irit ita a se depri deprime me con con la adici adición ón de sulfu sulfuro ro de sodi sodio o (quimioadsorción de los iones sulfuro).

 No

es muy sensible a la adición de cianuro como depresante comparado con la pirita.

 Resultados

metalúrgicos típicos: Leyes Leyes concent concentrada radas s Cu: Leyes relaves: Recuperaciones Cu:


28 – 50 % 0,15 – 0,30 % 86 – 95 %

70

140

Ejemplo 

Alimentación a flotación: Ley de Cu: Ley de Mo:

 Concentrado

1,01 % 0,024% Colectivo Cu-Mo:

Ley de Cu: Ley de Mo:  Concentrado

30 % 0,46% de Mo (flot Moly)

Ley de Cu: Ley de Mo:  Concentrado

Rec Cu> 90 % Rec Mo: 85 %

52 % 2% de Cu (relave flot Moly)

Ley de Cu: Ley de Mo:

30,2 % 0,07%


141

Flotación de Minerales Reactivos

Mineral de molienda

COLECTIVA Cu - Mo

Concentrado colectivo

Relave

FLOTACION SELECTIVA de Mo

Colector + NaHS

Concentrado de Cu

Concentrado de Mo


71

142

Fl ot ac ión de Sul fur os de Pl omo y Cin c: Los minerales de plomo y cinc se presentan juntos en los depósitos de valor económico y en la mayoría de los casos están acompañados de minerales de hierro, cobre, oro, plata y otros metales. •El cinc se encuentra como Esfalerita Zns . •El plomo se encuentra generalmente como Galena (PbS). Esfalerita:

•Requiere activación con iones cuproso, cúprico, mercurioso, mercúrico, plata, plomo, cadmio y antimonio. •Lo más común es usar sulfato de cobre, lo que genera que los iones CU++ desplacen a los iones Zn++ de la red de la esfalerita.

•La activación no intencional más común de la esfalerita es con los iones Cu++ y Pb++. Esto puede evitarse agregando cianuro para evitar la activación con iones Cu++ y agregando sulfato de cinc para evitar la activación con iones Pb++.


143

Flotación de Galena: 

En ausencia de colector, el oxígeno cambia el PCC de 2,6 a 7,9.

 La

depresión de la galena ocurre en presencia de iones hidroxilos, sulfuros, cromatos y cianuros (este último sólo es conc. muy grandes).

 La

depresión en ambiente alcalino se debe a la formación de hidróxidos de plomo como la plumbita (Pb(OH)3-), de mayor estabilidad que el xamato de plomo.



La depresión con comato ( bicromato de potasio) se debe a la formación de cromato de plomo sobre la superficie de la galena, que es un compuesto poco soluble. La depresión es atribuida a la fuerte hidratación del cromato adsorsibo en la superficie (la superficie se hace menos hidrófoba). , compuesto muy insoluble, sobre la superficie de la galena en lugar dela formación de xantato de plomo.



La depresión con cianuro no es efectiva en cantidades moderadas.


72

144

Antecedentes de su flotación: 

Se debe realizar una flotación selectiva Pb-Zn.

 Se

flota la galena deprimiendo la esfalerita con cianuro de sodio (también puede emplearse sulfato de cinc o ambos).



El relave de la flotación de la galena, que contiene a ala esfalerita, es flotado en otra etapa agrgando sulfato de cobre para activar la superficie de los sulfuros de cinc.



El cianuro además de deprimir los sulfuros de cinc deprime ala pirita.

 La

presencia de los sulfuros de hierro convierten a la mena en acídica con la producción de sulfatos e hidróxidos de hierro, plomo y cinc, los cuales afectan la superficie de los minerales de plomo y cinc. Su efecto es: • La galena tiende a ser deprimida por el empañamiento de la superficie y la esfalerita tiende a ser activada por los iones plomo. • Las sales disueltas tales como el sulfato ferroso, consumen xantato y cianuro (alto consumo de reactivos).


145

 Se

usa cal para ajustar el pH de manera que las sales disueltas precipiten. Un exceso de ésta en el circuito del plomo deprime la galena.

 La

flotación de plomo se realiza con colectores sulfhídricos (xantatos, etc.), con aceite de pino, ácido cresílico o alcoholes como espumantes. pH 8 – 10.

 La

flotación de cinc se realiza con colectores sulfhídircos (xantatos, etc.), con espumante convencionales, pH 12.

 Ley

del concentrado de plomo es del orden del 70% y ley del concentrado de cinc es del orden del 62%.


73

146

Coarse Pb roughers

Coarse Pb cleaners

Secondary grinding

Pb roughers

Pb cleaners

Coarse Pb conc


147

Flotación de Sulfuros de Plomo, Cinc y Cobre: La principal dificultad de esta flotación radica en la similar flotabilidad que tienen los minerales sulfurados de cobre y cinc.

• Se debe realizar una flotación selectiva Pb-Cu/Zn-Pb. • Se flotan conjuntamente los minerales sulfurados de cobre y plomo. • Se flotan colectivamente los sulfuros de plomo y cinc de las colas de la flotación anterior. •

, con bicromato de potasio (si esto están en cantidades menores que los minerales sulfurados de Cu o los minerales de Cu son calcosina o covelina, que no son deprimidas por cianuro). En caso contrario se puede deprimir los minerales de cobre con cianuro.

• Se flota selectivamente Pb de Zn, deprimiendo el Zn con NaCN. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

74

148

CAO III: MINERALES POLIMETALICOS Colector + Espumante

Colector + Espumante Mineral molido

FLOTACION COLECTIVA Cu - Pb

Relave

FLOTACION Zn - Pb

Concentrado Colectivo Zn-Pb

Concentrado Colectivo Cu-Pb

FLOTACION SELECTIVA de Pb

FLOTACION SELECTIVA de Cu k2Cr2O7 (despensante Pb)

NaCN (depresante Zn)

Concentrado de Cu

Concentrado de Pb

Concentrado de Zn


149

CASO II: MINERALES MIXTOS DE Cu Colector + Espumante

Relave Mineral molido

FLOTACION SULFUROS

FLOTACION OXIDOS

NaSH (sulfidizante)

Concentrado Sulfuros


Concentrado Oxidos

75

150

DIAGRAMA DE FLUJO DEL CIRCUITO DE MOLIENDA -FLOTACION UNITARIA A FLOTACION DE PLOMO

1650 tm ps d

60%

1200 tm ps d

40% MOL. SEC. 8x4

MOLINO 1 9.5 x 12

MOLINO 2 9.5 x 12

CONC. Pb UNIT. 73 - 74 %


151

DIAGRAMA DE FLUJO DEL CIRCUITO DE FLOTACION DE PLOMO De Molinos ROUGHER

SCAVENGER

Relave Pb

CELDA

MR Pb

COLUMNA

Pb

Scv. Limpieza

1era Limpieza

2da Limpieza

Conc. Pb Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

76

152

DIAGRAMA DE FLUJO DEL CIRCUITO DE FLOTACION DE ZINC RELAVE DE PLOMO

ACOND. S 1

RELAVE

ROUGHER Zn

ACOND. S 2

SCAVENGER Zn


153

FLOTACION DE OXIDOS Y SILICATOS Mineral Casiteria (SnO2 ) 2 3

Comita (Cr O FeO) 2 8

Crisocola (CuSio 2H O) 3 2 Cuarzo (SiO ) 2

PCC (pH) 4,5 , - , 5,6-7,0-7,2 2,0 1,8

Goetita (FeO OH) Hermatina (Fe O )

6,7 5,0-6,0-6,7

Magnetita (Fe O )

6,5

Pirolusita (MnO2 )

5,6-7,4

2 3

Rutilo (TiO2)


6,7

77

155

Flotación del Cuarzo: 

El cuarzo tiene escasa solubilidad, en forma pura no es flotable.  Para la flotación de cuarzo se realiza previamente un lavado y eliminación de lamas y arcillas. 

Se activa con iones metálicos tales como los de calcio, bario, cobre, , , .



La activación del cuarzo se utiliza cuando se requiere flotar junto con la fluorita (CaF2) y la barita (BaSO4).



El cuarzo activado flota con colectores aniónicos: ácidos grasos y sus jabones, en circuitos a pH 4 a 5.

 Si

el cuarzo está activado por ejemplo con iones Cu2+, para su depresión se utiliza cianuro. Otros reactivos muy utilizados para la depresión del cuarzo activado son el silicato de sodio y el carbonato de sodio.

 El

cuarzo no activado flota con colectores catiónicos tipo aminas, en circuitos a pH entre 8 y 10.

 En

el caso que se desea flotar además del cuarzo, la mica, hierro y feldespatos, se utilizan colectores catiónicos (aminas).


156

Flotacion de la Hematita: 

La separación por flotación de la hematita del cuarzo constituye en caso de interés industrial, debido a que en muchos países que carecen de magnetita, lahematita es su principal fuente de fierro. De acuerdo con las características de estos minerales, existen varios procedientos de separación, entre los cuales destacan:



Flotación de la hematina usando un sulfonato a pH 2 - 4. La flotación resulta de la adsorción del colector aniónico sobre la hematina cargada positivamente. En este rango de pH el cuarzo está cargado negativamente. ≈

Flotación de hematina con un ácido graso a pH 6 – 8. El ácido graso se quimioadsorbe sobrela hematina y no sobre el cuarzo. ≈



Flotación de cuarzo con una amina a pH 6 – 7. La amina se adsorbe sobre a uper c e muy nega va e cuarzo pero no se a sor e so re a ema a , con superficie aproximadamente neutra. ≈


78

157

Flotación de la Hematita:  Flotación

de cuarzo activado con iones calcio a pH=11 – 12, usando un jabón de ácido graso junto con almidón para deprimir la hematita. Las macromoléculas hidrofílicas de almidón se quimioabsorben sobre la hematita a través de los grupos carboxílicos. Sin almidón, la hematita a través de los ru os carboxílicos. Sin almidón la hematita odría flotar en estas condiciones. A modo de ejemplo, se presenta a continuación algunos datos operacionales de la mina “Republic” en Michigan, EE.UU.: Mineral:

Hematita

Proceso:

Flotación

Capacidad de tratamiento

22.000

(t/d): Condiciones de Flotación: • Colector

568(g/t) de ácido graso

• Cp

65%

Productos: • Alimentación

36,5% Fe

• Concentrado

65,4% Fe, 5% SiO 2

• Recuperación

46%


158

Flotación de Sales Semi-solubles o Minerales tipo Sal Carbonatos

Fosfatos

Otros

Calcita (CaCO3)

Fluor Apatita

Fluorita (CaF2)

3

5

4 3

4

Malaquita (CuCO3 Cu(OH)2)

Características principales de la flotación Las especies minerales que conforman este grupo están caracterizadas por: Sus enlaces iónicos y moderada solubilidad en agua. El PCC de estos minerales está determinado por la concentración de los iones hidrógenos. Por lo general es difícil alcanzar una selectividad alta, requiriendo deslame en muchos casos.


79

159

Reactivos típicos: 

Colectores:

Aniónicos, en particular los ácidos carboxílicos y colectores sulfhídricos de cadena larga. La apatita, la calcita y la fluorita, cargadas negativamente, responden bien a la flotación con aleato, en medio alcalino. Para la anglesita, la cerusita y la malaquita se utiliza ácidos grasos de cadena larga.  Espumante:

Aceite de Pino  Modificadores

Ajuste de pH con soda ash en lugar de cal para evitar la activación de los silicatos de la ganga con clacio y para la precipitación de sales de calcio del colector. Los depresantes más típicos son: carbonato de sodio, silicato de sodio, quebracho y almidón.


160

Flotación de Sales Solubles Cloruros

Nitratos

Sulfatos

Halita (NaCl)

NaNO3

K2SO4

Silvita (KCl)

KNO3

Características principales de la flotación: 

Flotación en soluciones acuosas saturadas en la(s) sal(es) a flotar (salmuera). La salmuera debe ser deslamada y flotada a un Cp alto (soluciones saturadas).

 Las

fuertes propiedades de espumación de las soluciones de sales , espumantes especiales y, algunas veces, incluso sin ningún reactivo.



El valor del pH no es una variable tan importante como en la flotación de minerales insolubles, aunque tiene una cierta incidencia especialmente como factor limitante.


80

161

Reactivos típicos:  Colectores:

Acidos grasos (halita), dosis 250-1000 g/t Aminas con 6 a 12 carbonos (silvita), dosis 50-100 g/t Alkil sulfatos y alkil sulfonatos (silvita)

 Espumante:

MIBC, dosis 25 – 50 g/t

 Modificadores:

Almidón 50 – 100 g/t (depresor de la halita en la flo tación de la silvita).


162

Flotación de Carbones Clase

% de Carbono

An gu lo de Contacto

Antracita

92 – 98

45º

Bituminoso

78 - 86

60º

Subbituminoso

27º

Lignítico

0º

Características principales de la flotación:  Tamaño

máximo de partículas hasta 5mm (generalmente

20# .  Problemas  Uso 

con las lamas, uso de dispersantes.

de poca agitación y aireación.

Se puede realizar la flotación con agua de mar.


81

163 Se

opera a bajos porcentajes de sólido (Cp: 5 – 12%), para evitar el arrastre mecánico de partículas de la ganga al concentrado. Por su baja densidad y para evitar alta concentración de partículas en volumen, se debe operar a Cp bajos. Una

alternativa de limpiar (concentrar) carbones es la flotación inversa, vale decir remover por flotación el azufre contenido. Colectores: Kerosene o Hidrocarburos, dosis 250 – 1,000 g/t ( se agrega como emulsión) Espumantes: Aceite de pino o alcoholes alifáticos (MIBC), dosis 50 – 250 g/t. Modificar: pH casi neutro o un poco ácido entre 6 y 7,5. Como dispersantes se utilizan los carbonatos, silicatos o fosfatos de sodio (para evitar el efecto depresor de las lamas de l a ganga).


164 Alimentación Reducción de Tamaño

Clasificación

-5cm

Concentración Gravitacional (Jigs)

Concentración Medios Densos

C

D

D

Clasificación

- 12 mm

-50 + 12 mm C

Clasificación

+ 0,5 mm

- 0,5 mm D

C= Carbón D= Descarte

Flotación C


82

165

3. Diseño de Circuitos de Flotacion


DISEÑO DE CIRCUITOS DE FLOTACION 

INTRODUCCION

 La

proyección de los resultados de flotación desde el laboratorio a escala industrial asando or lanta piloto, constituye un problema primordial tanto en el diseño de nuevas instalaciones como en la optimización de plantas concentradoras existentes.  Comúnmente se utiliza el escalamiento de datos de flotación empleando correlaciones empíricas.  Finalmente, y para fines de control metalúrgico, en las lantas concentradoras normalmente se dis one de uno o más ensayos estándar de laboratorio, cuyos resultados permiten detectar variaciones en el proceso y/o determinar la conveniencia de efectuar cambios operacionales en la planta.


166

83

167

PRUEBAS DE FLOTACION 

Las pruebas de flotación se pueden dividir en tres tipos :  Pruebas

batch de laboratorio.

Pruebas

de ciclo (“Locked Cycle Flotation Tests”).

Test

continuos y de planta piloto.


168

PRUEBAS BATCH DE LABORATORIO 

Se realizan en celdas de flotación de laboratorio de capacidad nominal de 50 a 2000 gramos.

son las siguientes :  Tipo de reactivos (colector, espumante, modificadores, etc.)  Dosis de reactivos.  Densidad de pulpa.  pH.  Tipo de agua.  Aireación y acondicionamiento.  Temperatura.


84

169

PRUEBAS DE CICLO  Un

test de ciclo es un experimento de etapas múltiples diseñado para medir el efecto de los materiales circulantes. En estos tests se pretende simular en forma , comportamiento que tendría una planta de flotación continua.  Un test simple típico puede tener tres etapas en cada ciclo, una molienda, una flotación rougher y una flotación cleaner, en cada etapa se introducen reactivos y las colas cleaner son recirculadas ya sea a la molienda o a .  Un test de ciclos requiere de dos o más celdas de flotación. En muchas ocasiones, puede entregar tanta información como una pequeña planta piloto.


170

TEST CONTINUOS Y DE PLANTA PILOTO 

Las razones para correr una planta piloto o test continuos está en confirmar la factibilidad técnica y económica del roceso sobre bases continuas facilitar datos de diseño para la escala industrial. • Además, las operaciones a escala piloto pueden hacerse para obtener una cantidad de producto adecuada para experimentos de procesamiento subsecuentes o para estudio de mercado. Pueden también correrse ara demostrar costos de o eración y evaluar equipos. • Es recomendable operaciones piloto de flotación con flujos másicos no menores de 200 kg/h, y si es posible, 1 ton/h. Flujos másicos menores producen diversos problemas de operación.


85

171

TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL DISEÑO DE CIRCUITO DE FLOTACION 

En el trabajo experimental se distinguen 4 etapas : •Etapa 1 : Realización de pruebas batch a escala de laboratorio, para determinar y estandarizar condiciones óptimas de trabajo. •Etapa 2 : Simulación experimental de circuitos de flotación a nivel de laboratorio, utilizando la técnica de pruebas de ciclo (“Locked Cycle Test”) y las mejores condiciones experimentales determinadas en la etapa anterior. •Etapa 3 : Realización de pruebas continuas de flotación a escala piloto, tendientes a verificar, complementar y/o extrapolar los resultados metalúrgicos alcanzados durante las dos etapas previas de laboratorio. • , ajustar en la Planta Industrial misma, las condiciones operacionales óptimas de carácter definitivo.


CINETICA DE FLOTACION Y TIEMPO DE FLOTACION  El

diseño de un circuito de flotación normalmente se inicia con un conjunto de ensayos batch a escala de laboratorio, donde se evalúa el efecto de las variables típicas de , (granulometría, formula de reactivos, pH, dilución de la pulpa, etc.). Se seleccionan los niveles óptimos de las variables anteriores y luego se corre un nuevo conjunto de ensayos en el entorno del subóptimo determinado inicialmente (ajuste fino).

 Las 

ruebas finales normalmente se efectúan evaluando la cinética de flotación. De los diversos factores involucrados en el diseño y operación de un circuito de flotación, el tiempo de residencia es probablemente el más crítico.


172

86

173

CURVAS DE CINETICA DE FLOTACION DE UN MINERAL DE COBRE

90 80 70 60 50 40 30 53 micron

10 0

180 micron 200 micron

0

1

2

3

4

5

6

7

300 micron


174

CRITERIOS DE AGAR 

Agar et al. han analizado la aplicación de los siguientes criterios para determinar el tiempo de residencia óptimo : • 1. No a re ar al concentrado material de le 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.  El criterio 1 es obvio puesto que la flotación es fundamentalmente una etapa de concentración.  En el criterio 2 la máxima diferencia en la recuperación de las dos fases que se pretende separar corresponde al tiempo al cual las dos ve oc a es e o ac n se acen gua es.  Con respecto al criterio 3, cuando la eficiencia de separación es máxima, la ley instantánea del concentrado es igual a la ley de alimentación.


87

APLICACION DE LOS CRITERIOS DE AGAR EN EL DISEÑO DE CIRCUITOS DE FLOTACION 

175

El método de diseño de circuitos convencionales de flotación a escala de laboratorio consistirá, entonces, en realizar una flotación rougher hasta el tiempo óptimo. Si se considera que el relave rougher aún tiene un contenido significativo del elemento valioso, se introduce una etapa scavenger, a la cual se le determina el tiempo óptimo de flotación empleando los criterios de Agar et al. De igual forma se procede con el concentrado rougher normalmente , etapas de flotación que pudiese tener el circuito.


176

SPLIT FACTORS 

Uno de los métodos experimentales normalmente usados en la evaluación y diseño de un nuevo circuito de flotación a escala de laboratorio, es la realización de prue as e c c os oc e yc e otat on ests , en los cuales se pretende simular experimentalmente y mediante pruebas de flotación batch, el comportamiento de una planta de flotación continua.

 Considerando

el excesivo trabajo experimental que este tipo de pruebas involucra, resulta altamente atractiva la posibilidad de simular matemáticamente dichos resultados. Un método particular de simulación matemática de pruebas de ciclos es el método de los factores de distribución (“Split Factors”).


88

177

EJEMPLO DE DISEÑO DE CIRCUITO DE FLOTACION


178

DETERMINACION DEL TIEMPO DE MOLIENDA TIEMPO MOLIENDA (min ) MALLAS

5

7

9

11

13

15

+100 # Tyler

32,01

28,66

24,21

19,98

15,76

11,25

-200 # T ler

45,99

50,28

54,50

58,80

62,71

66,90

TIEMPO MOLIENDA

r e l y T # 0 0 1 + ) % (

32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10

70 65 60 55 50 45 40 5

7

9

11

13

15

MINUTOS


r e l y T # 0 0 2 ) % (

+100 # Tyler -200 # Tyler

89

(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL GRADO DE MOLIENDA

179

CONDICIONES DE OPERACION

MOLIENDA muestra tiempo

: 1 kg 100% bajo 10 mallas Tyler : 5, 7, 9, 11, 13, 15 minutos

%sólido

: 66.7

tiempo acondición

: 10 minutos : 2 minutos

FLOTACION

.

M.I.B.C. SHELL

espumante

: 9.07 [g/ton]

depresor

: CaO libre

pH

: 10.5

paleteo

: C/10 segundos


(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL GRADO DE MOLIENDA TEST Nº

TIEMPO MOLIENDA (min.)

PRODUCTOS RELAVE

CABEZA

CONCENTRADO

PES O (g )

LEY (% Cu)

FINOS

P ES O (g )

LEY (% Cu)

FINOS

P ES O (g )

LEY (% Cu)

RECUP.(% ) FINOS

1

5

1001.0

1.350

1 3.514

875.8

0.160

1.401

125.2

9.674

1 2.112

89.63

2

7

1001.7

1.355

1 3.573

873.5

0.140

1.223

128.2

9.633

1 2.350

90.99

3

9

1002.1

1.351

1 3.538

872.5

0.127

1.108

129.6

9.591

1 2.430

91.82

4

11

999.8

1.358

13.577

8 69.3

0.112

0.974

130.5

9.658

12.604

92.83

5

13

1000.9

1.350

1 3.512

870.1

0.110

0.957

130.8

9.599

1 2.555

92.92

6

15

1001.0

1.348

1 3.493

870.0

0.109

0.948

131.0

9.576

1 2.545

92.97

(%) RECUPERACIÓN EN FUNCIÓN DEL GRADO DE MOLIENDA 93 N Ó I C A R E P U C E R ) % (

92 91 90

(%) r ecuperación

89 88 87 46.0

50.0

54.0

58.0

62.0

66.0

(%) -200# Tyler


70.0

180

90

181

(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL pH CONDICIONES DE OPERACION MOLIENDA muestra

: 1 k 100% ba o 10 mallas T ler

tiempo

: 11 minutos 58.8% -200 #Tyler

%sólido

: 66.7

tiempo

: 10 minutos

acondición colectores

: 2 minutos : 11.34 [g/ton]

espumante depresor

: 9.07 [g/ton] : CaO libre

pH paleteo

: 7.8 natural, 8.5;9 ; 9.5;10; 10.5; 11; 11.5; y 12 : C/10 segundos

FLOTACION

SF-314 SHELL

M.I.B.C. SHELL


182

(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL pH TEST Nº

pH PES O (g )

CABEZA LEY (% Cu)

FINOS

PRODUCTOS RELAVE PES O (g ) LEY (% Cu)

FINOS

PES O (g )

CONCENTRADO LEY (% Cu) FINOS

RECUP.(% )

7

7.8

1001.5

1.350

13.520

879.2

0.151

1.328

122.3

9.969

12.193

90.18

8

8.5

1002.9

1.355

13.589

882.0

0.159

1.402

120.9

10.080

12.187

89.68 90.71

9

9

1002.0

1.351

13.537

873.2

0.144

1.257

128.8

9.534

12.280

10

9.5

999.6

1.354

13.535

871.9

0.125

1.090

127.7

9.745

12.445

91.95

11

10

1000.5

1.350

13.507

869.0

0.112

0.973

131.5

9.531

12.533

92.79

12

10.5

999.8

1.358

13.577

869.3

0.112

0.974

130.5

9.658

12.604

92.83

13

11

1002.5

1.354

13.574

867.1

0.110

0.954

135.4

9.321

12.620

92.97

14

11.5

1001.8

1.357

13.594

866.9

0.111

0.962

134.9

9.364

12.632

92.92

15

12

1002.1

1.349

13.518

868.2

0.115

0.998

133.9

9.350

12.520

92.61

(%) RECUPERACIÓN EN FUNCIÓN DEL pH 93 92 91 (%) recuperación i

89 88 87 7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 pH


91

(%) RECUPERACION EN FUNCION DE COLECTORES

183

CONDICIONES DE OPERACION

MOLIENDA muestr a tiempo %sólido

: 1 kg 100% bajo 10 mallas Tyler : 11 minutos 58.8% -200 #Tyler : 66.7

tiempo acondición colectores espumante

: 10 minutos : 2 minutos : 11.34 [g/ton] : 9.07 [g/ton]

depresor pH pa e eo

: CaO libre : 10 : segun os

FLOTACION

SHELL

COLECTOR

M.I.B.C.

NOMBRE QUÍMICO

SF-314 SF-323 HOSTAFLOT -LIB HOSTA FLOT -PEB AERO-238 AERO-243 AERO-3501

MARCA

Is obutil Metil Tionocarbamato Is obutil Etil Tionocarbamato Diisobutil Ditiofosfato de Sodio Etil Secbutil Ditiofos fato Disecbutil Ditiofos fato Diis opropil Ditiofos fato Diis oamil Ditio fos fato de Sodio

SHELL SHELL HOECHTS HOECHTS CYANAMID CYANAMID CYANAMID


(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL COLECTOR TEST Nº

COLECTOR P ES O (g )

CABEZA LEY (% Cu)

PRODUCTOS RELAVE PES O (g ) LEY (% Cu)

FINOS

FINOS

P ES O (g )


RECUP.(% )

16

SF-314

1000.5

1.350

13.507

869.0

0.112

0.973

131.5

9.531

12.533

92.79

17

SF-323

1002.9

1.354

13.579

866.2

0.093

0.806

136.7

9.344

12.744

94.07

18

H-LIB

1001.9

1.340

13.425

868.5

0.110

0.955

133.4

9.348

12.470

92.88

20

.

A-243

.

.

.

.

.

.

.

.

.

1000.6

1.350

13.508

875.2

0.125

1.094

125.4

9.900

12.414

91.90

21

A-238

999.8

1.349

13.487

867.1

0.094

0.815

132.7

9.550

12.672

93.96

22

A-3501

1001.3

1.347

13.488

873.5

0.129

1.127

127.8

9.672

12.361

91.65

(%) RECUPERACIÓN EN F UNCIÓN DEL COLECTOR 96 95 N Ó I 94 C A R 93 E P U C 92 E R ) % ( 91

90 SF-314

(%) recuperación

SF-323

H-LIB

H-PEB

A-243

A-238

COLECTORES


A -3501

184

92

(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL CONSUMO DE COLECTOR

185

CONDICIONES DE OPERACION MOLIENDA tiempo %sólido

: 11 minutos 58.8% -200 #Tyler : 66.7

tiempo acondición

: 10 minutos : 2 minutos

colectores espumante

: [g/ton] : 9.07 [g/ton]

depresor

: CaO libre

pH

: 10

paleteo

: C/10 segundos

FLOTACION

SF-323; A-238 M.I.B.C. SHELL


(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL CONSUMO DE COLECTOR TEST Nº

COLECTORES

PRODUCTOS RELAVE PES O (g) LEY (% Cu)

(g rs /ton)

(l bs /ton)

PES O (g )

CABEZA LEY (% Cu)

23

4.54

0.010

1002.5

1.334

13.373

878.8

24

6.80

0.015

1001.8

1.348

13.504

875.2

25

9.07

0.020

1002.6

1.360

13.635

26

11.34

0.025

1002.8

1.343

13.468

.

.

28

15.88

0.035

1003.2

1.342

13.463

866.9

0.079

0.685

136.3

9.375

12.778

94.91

29

18.14

0.040

1002.4

1.336

13.392

866.0

0.082

0.710

136.4

9.298

12.682

94.70

30

20.41

0.045

1000.2

1.360

13.603

867.2

0.087

0.754

133.0

9.660

12.848

94.45

.

.

.

FINOS

.


RECUP.(%)

FINOS

PES O (g )

0.126

1.107

123.7

9.916

12.266

91.72

0.117

1.024

126.6

9.858

12.480

92.42

872.9

0.102

0.890

129.7

9.827

12.745

93.47

870.1

0.090

0.783

132.7

9.559

12.685

94.19

.

.

.

.

.

.

(%) RECUPERACIÓN EN FUNCIÓN DEL CONSUMO DE COLECTOR 95.0 94.5 94.0 93.5 (%) recuperación

93.0 92.5 . 91.5 91.0 90.5 90.0 4.54

6.80

9.06

11.32

13.58

15.84

18.10

CONSUMO (gr s/to n)


20.36

22.62

186

93

(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL ESPUMANTE

187

CONDICIONES DE OPERACION MOLIENDA muestra tiempo %sólido

: 1 kg 100% bajo 10 mallas Tyler : 11 minutos, 58.8% -200 #Tyler : 66.7

tiempo acondición colect ores

: 10 minutos : 2 minutos : 6.8 [g/ton] 6.8 [g/ton] : 9.07 [g/ton] : CaO libre : 10 : C/10 segundos

FLOTACION

espumante depresor pH paleteo

ESPUMANTE M.I.B.C. ACEITE DE PINO TEB

NOMBRE QUÍMICO M et il Is o bu til Ca rb in ol

SF-323 A-238 M.I.B.C. SHELL

MARCA SHELL

Isobutil Etil Tionocarbamato

CYANAMID

1. 1. 3. T rie t oxi Bu t an o

N CP M IN ING CH EM .


(%) RECUPERACION EN FUNCION DEL ESPUMANTE TEST Nº

ESPUMANTE P ES O (g )

CABEZA LEY (% Cu)

FINOS

PRODUCTOS RELAVE P ES O (g ) LEY (% Cu)

FINOS

P ES O (g )


RECUP.(% )

31

M.I.B.C.

998.7

1.354

13.522

867.200

0.081

0.702

131.5

9.749

12.820

94.81

32

A. PINO

1001.8

1.350

13.524

870.100

0.091

0.792

131.7

9.668

12.733

94.15

33

TEB

1002. 6

1. 349

13. 525

868. 900

0. 088

0. 765

133. 7

9. 544

12. 760

94. 35

(%) RECUPERACIÓN EN FUNCIÓN DEL ESPUMANTE 95.0 94.8 (%) recuperación

94.6 94.4 94.2 . 93.8 93.6 M.I.B.C.

A. DE PINO

ESPUMANTES


TEB

188

94

CINETICA DE FLOTACION ROUGHER

189



tiempos acondición colectores

: 1, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 30 minutos : 2 minutos : 6.8 [g/ton] SF-323 6.8 [g/ton] A-238 : 9.07 [g/ton]M.I.B.C. : CaO libre : 10 : C/10 segundos

FLOTACION

espumante depresor pH paleteo mn

PESOS (grs.) parcial acumulado

LEYES (% ) CuT parcial acumulado

parcial

FINOS acumulado

(% ) RECUPERACIÓN parcial acumulado

1

49.5

49.5

18.36

18.36

9.088

9.088

67.49

3

29.5

79

9.71

15.13

2.864

11.953

21.27

67.49 88.76

6

23.1

102.1

2.47

12.27

0.571

12.523

4.24

93.00

10

27.8

129.9

0.85

9.82

0.236

12.760

1.75

94.75

16

22.9

152.8

0.38

20

22.5

175.3

0.15

7.35

0.034

12.880

0.25

95.65

25

32.3

207.6

0.1

6.22

0.032

12.913

0.24

95.89

27.5

235.1

0.09

5.50

0.025

12.937

0.18

96.08

765.8

1000.9

0.07

1.35

0.528

13.465

30

Relave Cabeza Calc.

1000.9

8.41

0.087

12.847

0.65

95.40

1.345


190

CINETICA DE FLOTACION ROUGHER CINÉTICA ROUGHER 20

100

) T u15 C ( S E10 Y E L ) 5 % (

80 60 40 20

0

N Ó I C A R E P U C E R ) % (

ley parcial ley acumulada % recuperación

0 1

3

6

10

16

20

25

30

TIEMPO (mi n.) RESULTADOS. Tiempo Rougher : Concentrado Rougher : (%) Recuperación :

6.93 11.70 93.41


minutos (%) CuT (%)

95

191

CINETICA DE FLOTACION CLEANER CONDICIONES DE OPERACION MOLIENDA muestra tiempo %Sólido


FLOTACION ROUGHER tiempo acondición colectores espumante depresor pH paleteo

: 6.93 minutos : 2 minutos : 6.8 [g/ton] 6.8 [g/ton] : 9.07 [g/ton] : CaO libre : 10 : C/10 segundos

tiempo

: 1.5 minutos 72% -325# Tyler

SF-323 A-238 M.I.B.C.

REMOLIENDA

FLOTACION CLEANER tiempos pH paleteo

: 10: 20; 50; seg. 1,5; 2; 4; 6 y 10 min. : 11.5 : C/10 segundos


192

CINETICA DE FLOTACION CLEANER TIEMPO (s eg.)

P ES OS (g rs .) pa rc ial ac umu la do

LEYES (% ) Cu T pa rc ia l a cu mu la do

pa rc ial

FINO S a cu mu la do

( % ) RECUP ERACIÓ N pa rc ia l ac umu la do

10

21.5

21.5

26.57

26.57

5.713

5.713

22.45

22.45

20

23.8

45.3

24.56

25.51

5.845

11.558

22.97

45.42

50

24.5

69.8

19.93

23.55

4.883

16.441

19.19

64.60

90

27.5

97.3

16.21

21.48

4.458

20.898

17.52

82.12

120

18.5

115.8

11.12

19.82

2.057

22.956

8.08

90.21

240

15.7

131.5

8.42

18.46

1.322

24.278

5.19

95.40

360

13.9

145.4

4.13

17.09

0.574

24.852

2.26

97.66

73.6

219

0.81

11.62

0.596

25.448

1780.5 .

1999.5 .

0.087 .

1.350 .

1.549 .

26.997 .

Relave Cl. Relave Ro.. Cabeza Calc.

1999.5

1.350

CINÉTICA CLEANER 30

100 N

) 25 T u C ( 20 S E 15 Y E L 10 ) % ( 5

80 60 40 20

0

Ó I C A R E P U C E R ) % (

ley parcial ley acumulada % recuperación

0 10

20

50

90

120

240

360

TIEMPO (seg.)

RESULTADOS. Tiempo Cleaner

:

101.57

segundos (1.70 min.)

Concentrado Cleaner

:

20.84

(%) Recuperación

85.24

(%)

CuT :


(%)

96

193

CINETICA DE FLOTACION SCAVENGER CONDICIONES DE OPERACION MOLIENDA muestr a tiempo %sólido


FLOTACIÓN ROUGHER


. : 2 minutos : 6.8 [g/t on] 6.8 [g/ton] : 9.07 [g/ton] : CaO libre : 10 : C/10 segundos

tiempo


tiempos pH paleteo

: 1.7 min. : 11.5 : C/10 segundos

acondición colector es

SF- 323 A-238 M.I.B.C.

REMOLIENDA

FLOTACION SCAVENGER tiempos pH paleteo

: 0.5; 1.2; 3; 4; 5; 6; y 10 min. : 11.5 : C/10 segundos


194

CINETICA DE FLOTACION SCAVENGER PESOS (grs.) parcial acumulado

TIEMPO (seg.)


parcial

FINOS acumulado


30

12.5

12.5

9.25

9.25

1.156

1.156

33.48

33.48

60

16.8

29.3

5.12

6.88

0.860

2.016

24.90

58.38

120

9.3

38.6

4.21

6.24

0.392

2.408

11.34

69.71

180

7.4

46.0

3.92

5.87

0.290

2.698

8.40

78.11

240

6.9

52.9

3.12

5.51

0.215

2.913

6.23

84.35

300

6.3

59.2

2.12

5.15

0.134

3.047

3.87

88.21

360

5.8

65.0

1.81

4.85

0.105

3.152

3.04

91.25

600

14.9

79.9

0.68

4.07

0.101

3.253

2.93

94.19

.

.

. Conc. Cl. Relave Ro. Cabeza Calc.

.

.

.

.

101.5

218.5

21.65

11.638

21.975

25.428

1781

1999.5

0.086

1.348

1.532

26.960

1999.5

CINÉTICA SCAVENGER 10 ) T u C ( S E Y E L ) % (

100

8

80

6

60

ley acumulada

4

40

% recuperación

2

20

0

ley parcial

0 30

60

120

180

I

240

300

360

600

s e g.

RESULTADOS. Tiempo Scavenger :

220.10


Concentrado Scavenger

:

5.39

(%) Recuperación :

83.08

(%)

(%) CuT


97

CINETICA DE FLOTACION RECLEANER

195



FLOTACION ROUGHER


. : 2 minutos : 6.8 [ g/ton] SF-323 6.8 [g/ton] : 9.07 [g/ton] : CaO libre : 10 : C/10 segundos

tiempo


acondición colector es

A-238 M.I.B.C.

REMOLIENDA FLOTACION CLEANER tiempos pH paleteo

: 1.7 min. : 11.5 : C/10 segundos

FLOTACION RECLEANER tiempos pH paleteo

: 0.5; 1.2; 3; 4; 5; 6; y 10 min. : 11.5 : C/5 segundos


CINETICA DE FLOTACION RECLEANER TIEMPO ( s eg.)

PESOS (grs.) parcial acumulado


FINOS parcial acumulado


10

16.6

16.6

30.25

30.25

5.022

5.022

22.94

22.94

20

14.4

31.0

29.85

30.06

4.298

9.320

19.64

42.58

50

12.7

43.7

29.56

29.92

3.754

13.074

17.15

59.73

90

17.2

60.9

28.75

29.59

4.945

18.019

22.59

82.33

120

8.9

69.8

17.54

28.05

1.561

19.580

7.13

89.46

240

9.4

79.2

10.52

25.97

0.989

20.569

4.52

93.98

360

7.2

86.4

9.25

24.58

0.666

21.235

3.04

97.02

Relave Recl. Relave Cl. Relave Ro. Cabeza Calc.

14.3

100.7

4.56

21.73

0.652

21.887

112.5

213.2

3.12

11.91

3.510

25.397

1783.2

1996.4

0.086

1.349

1.534

26.931

1996.4

1.349

CINÉTICA RECLEANER 35

100 N

) 30 T u 25 C (

80 60

S 20 E Y E 15 L ) 10 % (

40 20

5 0

Ó I C A R E P U C E R ) % (

ley parcial ley acumulada % r ecuperación

0 10

20

50

90

120

240

360

TIEMPO (seg.)

RESULTADOS. Tiempo Recleaner :

91.1


Concentrado Recleaner

:

29.58

(%) Recuperación :

83.40

(%)

(%) CuT


196

98

197

4. Balances de Masa


REPRESENTACION ESQUEMATICA DEL PROCESO DE CONCENTRACION POR FLOTACION F f

T,t

C,c Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

198

99

199

CONCENTRACION DE MINERALES

ALIMENTACION

G , L a

a

RELAVE

G , L t

t

CONCENTRADO

G , L c

c

Representación Esquemática del Proceso de Concentración por Flotación Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

200

CONCENTRACION DE MINERALES ECUACION BASICA DE UNA BALANCE La ecuación básica de un balance de materiales debe cumplir la ley de conservación de la materia, esto es: “lo que entra al proceso (o celda) de concentración debe ser igual a lo que sale del proceso (o celda) de concentración”:

= concentrado + Flujo másico de relave


100

201

ECUACION BASICA DE UNA BALANCE

Balance de sólido:

Ga = Gc + Gt

Balance de finos:

GaL a = Gc L c + Gt L t


202

CONCENTRACION DE MINERALES PARAMETROS DE EVALUACION Por otra arte la razón de concentración K se define como la masa de mineral necesario en la alimentación que se requieren para obtener una tonelada de concentrado:

Flu o másico de alimentaci ón =

Flujo másico de concentrado


101

203

EVALUACION DEL PROCESO DE FLOTACION Los índices de evaluación del proceso de flotación son: recuperación metalúrgica, recuperación en peso, razón de concentración, razón de enriquecimiento. •Recuperación metalúrgica: Es la razón entre la masa del material útil obtenido en el concentrado y la masa de material útil de la alimentación. •Recuperación en peso: Es la razón entre la masa del concentrado y la masa de la alimentación. •Razón de concentración: Es la razón entre la masa de alimentación y la masa e concen ra o. •Razón de enriquecimiento: Es la razón entre la ley del componente deseado en el concentrado y la ley del mismo componente en la alimentación.


204

EVALUACION DEL PROCESO DE FLOTACION  Consideremos

una celda de flotación de laboratorio donde : F, C, R pesos de alimentación, concentrado y relave; f, c, r las leyes del componente útil en la alimentación, concentrado y relave.

 Recuperación

 Razón

metalúrgica = Rm

⎛ Cc ⎞ ⎟⎟ x100 Rm = ⎜⎜ F

de concentración = Rc

Rc


=

F C

102

205

BALANCES EN EL PROCESO DE FLOTACION  Balance 

F=C+R

 Balance 

de sólidos

de finos

Ff = Cc + Rr

 Recuperación

 Rm

metalúrgica :

= (f-r/c-r)(c/f) x 100


206

5. Procesos de Separación Sólido-Líquido


103

207

¿POR QUE SEPARAR EL SOLIDO DEL LIQUIDO? El concentrado de una planta de procesamiento de minerales si ue su camino hacia la eta a de fundición donde debe ser sometido a procesos de calentamiento.

Alternativamente, en aquellas industrias mineras que no poseen fundición, el concentrado debe venderse como tal y ser transportado fuera de la empresa.

En ambos casos, interesa que el producto tenga una mínima cantidad de agua para reducir el consumo de combustible o el costo de transporte. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

208

MECANISMOS DE LAS OPERACIONES SOLIDO-LIQUIDO La separación de sólidos y líquidos de una mezcla ul a se uede realizar mediante métodos uramente mecánicos y térmicos: Operaciones mecánicas: • Tamizaje. • Sedimentación. • Filtración. Operaciones Térmicas: • Secado. • Vaporizado.


104

MECANISMOS DE LAS OPERACIONES SOLIDO-LIQUIDO

209

a) Sedimentación: • Espesador. • Clarificador. • roc c n.

b) Filtración: Gravitacional: • • • • •

Filtro de arena. Filtro de tambor. Filtro de discos. . Filtro de bandeja.

•

Presión:

Filtro de prensa vertical. Filtro de prensa horizontal.

•

Presión y vacío:

Filtro hiperbárico.


210

SEPARACIONES MECANICAS Los métodos para separar los componentes de las mezclas pueden resumirse en dos categorías.

diferencias físico-químicas entre las moléculas de la mezcla destilación, absorción de gases y extracción líquido-líquido  Métodos

mecánicos

erenc as e prop e a es s cas en re as par cu as (tamaño, forma y densidad) aplicables a mezclas heterogéneas centrifugación, tamizado, espesamiento y filtración.


105

211

SEDIMENTACION Es una operación de separación de fases fluido-sólido en la que las partículas sólidas se separan del fluido debido a que por su mayor densidad, tienden a sedimentar debido a la gravedad. El fluido puede ser un líquido o gas, aunque en este último caso pasa a ser fluidización. Objetivos  Clarificación:

Obtener una fase líquida clara, sin sólidos en suspensión.



Espesamiento: Obtener una pulpa de densidad adecuada para alguna operación subsiguiente (ej: pulpa para filtrado).


212

SEDIMENTACION  Variables:  Tamaño

de partícula.

 Densidad  Forma

de la artículas.

de las partículas.

 Propiedades

 Otros

superficiales.

fenómenos

 Sedimentación 

impedida.

oagu ac n.

 Floculación.  Dispersión.


106

213

Sistemas de dis persión  Son

sistemas multifásicos, compuestos de dos o tres fases



Una fase contínua (medio dispersante)



Una o dos fases discontínuas (fases dispersas)

 Clasificación

según el tamaño de partícula

 Suspensiones,  Coloides,

partículas mayores que 1 micron

desde 1 micron a 10 angstrom.

 Las

pulpas tienen características de suspensiones y coloides a la vez.


214

ESTABILIDAD DE LAS DISPERSIONES 

Se define como la capacidad de un sistema de mantener en el tiempo una concentración uniforme a través de todo el volumen sin necesidad de agitación mecánica externa.

 Cuando

el sistema no es estable, se separan ambas fases por sedimentación de la fase sólida debido a la fuerza de gravedad.

 Una



suspensión es un sistema naturalmente inestable.

La velocidad de separación de ambas fases está determinada por la propiedades físicas de ambas fases y la concentración de la fase sólida.


107

215

ESTABILIDAD DE LAS DISPERSIONES  A

medida que la partícula es más pequeña, menor es el efecto de la fuerza de gravedad.

 A

este nivel, son significativos factores tales como las fuerzas de atraccción y repulsión entre las partículas.

 Si

predominan las fuerzas de repulsión, el sistema se mantiene estable.

 En

caso contrario, las partículas sedimentan solas o forman agregados.


216

FUERZAS DE LONDON-VAN DER WALS 

Son fuerzas de atracción intermolecular y tienen origen en la polarización, ya sea natural o inducida, de las moléculas.

 Si

la molécula se encuentra en el seno de la solución ésta se encuentra compensada.



Si las moléculas descompensadas.

se

encuentran

en

la

superficie,

están

 Esta

descompensación se manifiesta como una tensión o energía su erficial.

 El

efecto neto de estas fuerzas es la tendencia a unirse, a fin de disminuir la interfase del sólido, y con ello la energía superficial del sistema.


108

217

CARACTER ELECTRICO DE LA INTERFASE  Cuando

una partícula se encuentra en una fase acuosa, su superficie adquiere una carga superficial debido a la interacción de la superficie con el medio.

 La

distribución de carga en exceso sobre la superficie se denomina “doble capa eléctrica”.



El potencial en la interfase se conoce como potencial superficial o electroquímico (ε).

 El

potencial en el plano de separación entre la capa fija y la difusa se denomina potencial electrocinético o potencial Z (ζ).


218

CARACTER ELECTRICO DE LA INTERFASE + + + + + - - + + - + + + - - + + 3 . l a i c e t o P

potencial superficie o electroquímico

3 . -

ζ .- potencial electrocinético o potencial Z


109

219

CARACTER ELECTRICO DE LA INTERFASE  El

balance de las fuerzas de cohesión y la naturaleza eléctrica de la superficie, determinan la estabilidad de un sistema coloidal.

n ó i s l u p e R

n i c c a r t A

Distancia


220

COAGULACION Y FLOCULA CION 

Para el espesamiento de pulpas, se hace necesario disminuir la estabilidad de las dispersiones.



Esto permite favorecer la formación de agregados multipartículas con velocidades de sedimentación superiores a la de una partícula normal.



Se hace necesario reducir la barrera energética, disminuyendo el potencial superficial.

 Posibilidades:

• Adsorción superficial de iones. • Condensación de la doble capa. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

110

221

ADSORCION SUPERFICIAL 

Se realiza modificando la concentración de iones determinantes de potencial.

 Para

los óxidos y silicatos, los iones determinantes de potencial son el H+ o el OH- (pH).

 Un

pH bajo indica una superficie cargada positivamente y uno alto, una carga negativa.

 Se

denomina punto de carga cero (ZPC) al pH en que el potencial superficial es cero, que es característico de cada mineral.


222

CONDENSACION DE LA DOBLE CAPA  Consiste

en la reducción de su tamaño debido a un aumento de la fuerza iónica de la solución.

indiferente a la superficie. 

La disminución del perfil del potencial permite reducir la barrera energética con lo que se favorece la formación de agregados de partículas.



Cuando se induce la desestabilización de una dispersión mediante absorción superficial de iones o por compresión de la doble capa, el fenómeno se denomina coagulación.


111

223

COAGULACION

l a i c n t o P

Adsorción su erficial de iones

ζ

l a i c n e t o P

Condensación de la doble capa

ζ ζ Distancia a al superficie


224

FLOCULACION 

La floculación es otra forma de producir agregados de partículas.

la adición de compuestos orgánicos de cadena larga (polielectrolitos).  Estos

compuestos se adsorben sobre la superficie.

 Mecanismos

• Si la cadena es corta, el reactivo produce hidrofobización de las superficies • Si la cadena es larga con múltiples grupos polares, cada molécula se adsorbe sobre varias partículas.


112

225

MECANISMO DE AGLOMERACION DE PARTICULAS Coagulacion

+

iones

Floculación hidrofóbica

+

Floculación por acción de puente

+


226

REACTIVOS FLOCULANTES  Son

polímeros orgánicos naturales como los polisacáridos (almidón y sus derivados).

 También



pueden ser sintéticos como las poliacrilamidas.

La longitud de las moléculas debe ser a lo menos del orden del espesor de la doble capa.

de los cuales se produce la unión del reactivo a la superficie del mineral.


113

227

REACTIVOS FLOCULANTES 

La adhesión reactivo mineral puede ser debida a dos mecanismos: • Interacción electroestática. • Adsorción química mediante enlace de hidrógeno o covalente.



La selección y dosificación de floculante depende de la naturaleza de la pulpa y de la aplicación específica.

 Normalmente,

existe una concentración de floculante en la cual la eficiencia del reactivo es máxima.


228

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION 

La velocidad de separación o velocidad de sedimentación está determinada por las propiedades del sólido, del líquido o de la mezcla.

 Propiedades

del sólido

• Densidad. • Forma. • Rugosidad superficial. • • Distribución granulométrica.


.

114

229

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION  Propiedades

de la fase líquida

• Densidad. . • Naturaleza molecular. • Substancias disueltas.

 Propiedades

de la mezcla

• Concentración de sólidos. • Viscosidad de la mezcla.


230

SEDIMENTACION DISCONTINUA

Curva de sedimentación

Líquido claro Concentración constante Concentración variable Sedimento


115

231

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION  Las

zonas de sedimentación y la del líquido claro crecen a expensas de las zona de concentración uniforme hasta que .



Hasta este punto, las partículas sedimentan libremente, chocando eventualmente debido a la concentración.

 Después

del punto crítico, las partículas descansan una sobre o ra pro uc n ose una compres n na .

 Esto

ocurre debido al peso de la columna y al peso de la columna hidrostática.


232


La única interfase nítida es la existente entre el agua clara y la pulpa.

 La

variación de esta altura res ecto del tiem o se utiliza ara caracterizar la sedimentación batch.



La velocidad de desplazamiento se calcula mediante la pendiente de la curva.

 La

curva presenta tres zonas típicas: • Recta al principio, en que la velocidad de la interfase es constante. • Tramo curvo, cuando desaparece la zona de concentración constante. • Asintótica, después del punto crítico.


116

233


Sea G la densidad de flujo másica • Masa que atraviesa una unidad de área perpendicular a la dirección del flujo, en la unidad de tiempo.

 El

valor inverso corresponde al área unitaria, AU

• Representa el área de sección transversal necesaria para que atraviese una unidad de flujo másico.

Gb

=

v×C =

w A

⎡ kg ⎤ ⎢⎣ m 2 × s ⎥⎦

donde: C = concentración de sólidos, masa de sólidos por unidad de volumen de pulpa v = velocidad de sedmentación del sólido a la concentración C w = flujo másico de sólidos A = sección transversal al flujo


234

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION Experimentalmente: V , n ó i c a t n e m i d e s e d d a d i c o l e V

Concentración, C


Concentración, C

117

235

METODO DE COE Y CLAVENGER  La

suposiciones de Coe y Clevenger fueron:

• que a ve oc a concentración.

e se men ac n so o es unc n

e a

• El grado de floculación no depende de la concentración.  La

información se obtiene mediante pruebas experimentales en que se varía la concentración inicial.



Se aprovecha el hecho de que la curva es una recta.


236

METODO DE KYNCH 

Kynch propuso que la sedimentación era un fenómeno de propagación de ondas, basándose en las siguientes

• La suspensión es originamente homogénea. • La velocidad de sedimentación concentración local solamente.

es

función

de

la

• Las partículas son esféricas y de tamaño uniforme, por lo que el material sedimentado es incompresible.


118

237

METODO DE KYNCH  Interpretación

del fenómeno:

• Antes que comienze la sedimentación habrá una concen rac n un orme. • Las partículas en sedimentación llegarán el fondo de la columna donde se acumularán. • La concentración del materia acumulado será mayor que la concentración inicial de la suspensión. • Existirá en todo punto una zona de concentración constante ue a través del tiem o se des lazará hacia arriba. • Esto último constituye una onda de concentración constante.


238

METODO DE KYNCH c - dc

C = concentración de sólidos en la onda de concentración constante.

V

+ dV

V= velocidad de sedimentación de las par cuas a a concenrac n .

v c

V= velocidad de ascenso de la onda de concentración constante.

Masa que ingresa al volumen de control por unidad de tiempo

Masa que sale al volumen de control por unidad de tiempo

V

= (v+dv+v )x(C-dC)xA

= (v+ v)c(C)xA


119

239

METODO DE KYNCH Desarrollando el balance de masa

⎧ Masa que ingresa ⎫ ⎧ Masa que se genera ⎫ ⎧ Masa que sale ⎫ ⎧ Masa que se acumula ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨al volumen de control⎬ + ⎨en el volumen de control⎬ − ⎨del volumen de control⎬ = ⎨en el volumen de control ⎬ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭

{(v + dv + v) × (C - dC) × A} + {0} − {(v + v) × (C) × A} = {0} v

=

C×

v dC

- v

Nota: se desprecian los términos de segundo orden.


240

METODO DE KYNCH  Como

la velocidad solo es función de la concentración de sólidos, tenemos:

' En cualquier instante se cumple que: ´ ´ ´ solido inicial = solido en la onda + otro solido C0 ×h 0 ×A

=

Ci ×t i ×vi ×A

+ Ci ×t i ×vi ×A

donde: vi : velocidad de ascenso de la onda de concentración Ci. vi : velocidad de sedimentación de las partículas a la concentración Ci. ti : tiempo en que la onda de concentración Ci alcanza la intefase agua-clara pulpa. h0 : altura inicial de la pulpa. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

120

241

METODO DE KYNCH Como la velocidad de ascenso de la onda es igual a: v e s a f r e t n i a r u t l A

z

h

i

= t i

Por lo tanto

i

C C

i

h

i

=

0

X

h

0

hi + v i X ti

Del gráfico v i = - dh

m t

i

Concentración, C

=

zi

- hi i

Combinando estas ecuaciones C

i

X

zi

=

C

0

X

h0


242

METODO DE KYNCH Lo que significa que z i es la altura de la pulpa de concentración uniforme Ci que contiene la misma cantidad de sólidos que la ul a inicial. La velocidad de sedimentación, por lo tanto, se puede obtener en función de la concentración a partir de un sola prueba de sedimentación. Experimentalmente, esto es válido para la zona anterior al punto . A partir de ahí, la velocidad y la densidad de flujo dependen de la altura de la columna de fluido.


121

243

SEDIMENTACION CONTINUA En una sedimentación continua, en estado estacionario, la densidad de flujo de sólidos debe ser constante a través de toda la unidad. Asi no existe acumulación de sólidos en ningún nivel. Esta densidad tiene dos componentes. Una debida a la sedimentación, G b. Otra debida al flujo global de pulpa hacia el underflow, G u.

G

=

= v × C + v* × C

G b + G u

Donde v* es la componente de la velocidad del sólido debida al flujo del underflow.


244

SEDIMENTACION CONTINUA

Flujo batch v C

Flu o de underflow v C

C

C


122

245

SEDIMENTACION CONTINUA Las curvas de densidad de flujo másico presentan un mínimo que indica que existe una concentración C L para la cual que flujo que atraviesa es mínimo. Como la concentración de flujo de la alimentación C a es normalmente menor que C L y la de descarga Cu, es siempre mayor. Entonces, el máximo flujo de sólidos que debe pasar por unidad de área hacia el underflow está dado por este valor mínimo. Este es el punto de operación estable de la unidad.


246

SEDIMENTACION CONTINUA Estas condiciones corresponden son las límites, ya que limitan la capacidad de operación continua. n mayor que L provoca que e n ve hasta eventualmente rebalsar.

e s

os aumen e

Debido al desplazamiento hacia la superficie de la capa de concentración CL por la acumulación de sólidos. Una densidad de flujo menor que G L por el contrario provoca una disminución del nivel de sólidos hasta vaciarse. Todo esto desde luego sin variar el flujo del underflow.


123

247

ESPESAMIENTO, TIPOS DE ESPESADORES, OPERACION DE UN ESPESADOR O

eración de se arar mediante el mecanismo de sedimentación, parte del agua de una suspensión, de modo de obtener: • Una pulpa de mayor concentración de sólidos (descarga). • Y un flujo de agua clara (rebalse).

 El

espesamiento se efectúa en equipos llamados espesadores.


248

ESPESADORES • Son estanques cilíndricos de mayor diámetro que altura, provistos de una alimentación central en su parte superior y una descarga, también central, en el fondo. • El piso se construye con una leve inclinación hacia el centro y sobre éste la pulpa espesa es barrida por brazos mecánicos soportados desde el eje del estanque. • La periferia superior del cilindro posee un canal concéntrico exterior que colecta el flujo de agua clara y recibe el nombre de rebalse.


124

249

ESPESADORES  La

función principal de los espesadores es espesar la pulpa alimentada hasta una concentración conveniente para las operaciones, ya sean: • Bombeo. • Filtración. • Acondicionamiento • Flotación, etc.

 Otra

función ue se torna cada vez más im ortante es la preocupación ambiental, y permitir la recuperación y recirculación total o por lo menos de parte del agua del proceso.


250

ESPESADORES

Recipientes en forma cilíndrica con fondo en forma de cono. Pueden ser unidades intermitentes o continuas.


125

251

CARACTERISTICAS DE UN ESPESADOR


252

PARTES DE UN ESPESADOR 

El concepto básico de un espesador continuo de gravedad consiste en: • Un estanque. • Un medio para introducir la alimentación con un mínimo de turbulencia. • Un mecanismo de rastrillo propulsado para mover los sólidos asentados hasta un punto de descarga. • Un medio para retirar los sólidos espesados, y • Un medio para eliminar el agua clara.


126

253

ESPESADORES DORR OLIVER CONVENCIONALES


254

OPERACION DE UN ESPESADOR La

función principal de los espesadores es espesar la pulpa alimentada hasta una concentración conveniente para las operaciones siguientes. Otra función que se torna cada vez más importante es la preocupación ambiental, y permitir la recuperación y recirculación total o por lo menos de parte del agua del proceso.

La

operación de un espesador consiste en conseguir para un , con una concentración de descarga y profundidad de aguas claras prefijadas.


127

255

FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR

Esquema de Operación de un Espesador Continuo. Se muestra la definición de cuatro zonas de Sedimentación de un espesador. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

256

FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR


128

257

FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR 

A medida que entra el flujo de alimentación en el espesador, los sólidos decantan hacia el fondo.

 El

agua clara rebosa por la parte superior y los sólidos son evacuados por la descarga inferior. • Zona A: Es el agua de rebose limpio. • Zona B: La pulpa tiene consistencia poco uniforme cuya concentración se aproxima a la de alimentación. • Zona C: Estado intermedio. La pulpa está en una condición transitoria entre sedimentación por caída libre y compresión. • Zona D: Pulpa en compresión. Se produce un desplazamiento del agua por compresión de los sólidos.


258

En función de la concentración y de la tendencia a la interacción de las partículas, se pueden producir cuatro tipos de sedimentación: 

•

Discreta (Tipo 1): Sedimentación de partículas en una suspensión con concentración de sólidos baja. Las partículas sedimentan como entidades individuales sin haber interacción con artículas vecinas.

•

Floculenta (Tipo 2): Sedimentación de partículas de una solución diluída, que floculan durante el proceso. Al aglomerarse, aumentan su tamaño y su masa, por lo tanto también su velocidad de sedimentación.

•

Retardada (llamada también en bloque o zonal) (Tipo 3): Corresponde a una suspensión de concentración intermedia, en la cual las fuerzas interpartículas son suficientes para entorpecer la sedimentación de las partículas vecinas, haciéndolas sedimentar como una sola unidad.

•

Por compresión (Tipo 4): Cuando la concentración de partículas es tal que éstas forman una estructura, la sedimetación sólo puede darse por compresión, debido al peso de las partículas que se van añadiendo.


129

259

Zona de agua clarificada Zona de sedimentación discreta (Tipo 1) d a d i d n u f o r P

Zona de sedimentación floculenta (Tipo 1)

Zona de sedimentación discreta (Tipo 1)

(Tipo 4)

TIEMPO

Probeta


260

FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR La profundidad de aguas claras es independiente de las variables de entrada y es afectada solamente por la distribución granulométrica de la alimentación. Mientras más finos sean los floculante para mantener limpia el agua de rebalse. Cuando, debido a cambios en las características del sólido o a variaciones en el tonelaje de la alimentación, la concentración de descarga comienza a cambiar, es posible volver al valor original establecido, controlando el flujo de descarga. Esto se consigue , descarga es por gravedad, cambiando la abertura de la descarga mediante la sustitución de anillos de goma de diversos diámetros. El nuevo estado estacionario se obtendrá a una nueva altura de la pulpa.


130

261

FUNCIONAMIENTO DEL ESPESADOR  Los

espesadores metalúrgicos operan con densidades de pulpa de 1.6 t/m3 o más y logran productos con concentraciones de 60 a 70% de sólidos en eso.



Por lo anterior estos equipos deben ser de diseño robusto.



Los espesadores pueden ser diseñados de diversos .


262

SEDIMENTACION RELAVES: 2 ESPESADORES DE 250 PIES DIAM.


131

263

ESPESADORES


264

ESPESADORES


132

265

DIMENSIONAMIENTO DE ESPESADORES CONTINUOS El dimensionamiento implica calcular el diámetro y la altura . Si bien es ideal contar con unidades pilotos, en la práctica se necesitarían grandes volúmenes de pulpa. Normalmente, se trabaja con pruebas batch en probetas. Todos los métodos se basan en determinar las condiciones límites, variando solo la forma de manejar la información experimental.


266

AREA DE UN ESPESADOR CONTINUO METODO DE COE Y CLAVENGER Plantean la existencia de la condición límite para el flujo de . Suponen que la velocidad de sedimentación es solo función de la concentración. Las pruebas de sedimentación concentraciones iniciales.

se

realizan

a

varias

Con esta información se calcula la densidad de flujo de sólidos para cada caso con el objetivo de determinar la condición límite.


133

267

AREA DE UN ESPESADOR CONTINUO METODO DE COE Y CLAVENGER Para un nivel i cualquiera i

=

i

*

i

i

como:

v*

Qu

=

s

donde: Qu: flujo volumétrico de pulpa en el underflow S : la sección del espesador combinando las ecuaciones y despejando vi: vi

=

Gi Ci

-

Qu s


268

AREA DE UN ESPESADOR CONTINUO METODO DE COE Y CLAVENGER En el estado estacionario, la densidad de flujo de sólidos en cualquier nivel del .

Gi

=

Gu

=

vi

=

Gi × ⎜

Q u ×Cu s

luego:

⎛

1

⎝ Ci

-

⎞ ⎟ Cu ⎠ 1

despejando la densidad de flujo se obtiene:

Gi

=

vi 1 Ci

-

1 Cu


134

269

AREA DE UN ESPESADOR CONTINUO METODO DE COE Y CLAVENGER Cuando se utiliza la dilución (razón agua-sólido en peso) la ecuación anterior se transforma en:

Gi

=

ρ×vi

Di - D u

donde: D : dilución ρ : densidad del fluido También se acostumbra a utilizar la variable area unitaria AU, ue indica el área necesaria para que atraviesa la unidad de masa de sólidos en la unidad de tiempo.

AU

=

1 Gi


270

AREA DE UN ESPESADOR CONTINUO METODO DE TALMAGE FITCH Propusieron una modificación al método de Coe y Clavenger.

concentración a partir de una sola prueba. Las velocidades, las tangentes y las densidades de flujo másico se determinan de acuerdo a:

vi =

zi - h i i

Ci =

i

=

C0 ×h 0 zi


v 1 Ci

-

1 Cu

135

271

FILTRACION, CARACTERISTICAS y EQUIPOS DE FILTRACION. Filtración es una operación de separación de fases fluidosólido en la que las partículas sólidas suspendidas se retienen en un medio poroso. El fluido puede ser un gas o líquido. El objetivo es obtener un flujo de fluido a través del medio filtrante, se debe establecer una diferencia de presión entre ambos lados del medio.


272

FILTRACION Definición: Separación del sólido desde el líquido que es forzado (por presión o vacío) a pasar a través de un medio filtrante que retiene las partículas. Los sólidos se depositan en el filtro y a medida que el depósito (torta) aumenta de espesor opone mayor resistencia a la filtración. Suspensión

Torta medio o paño

Filtrado (liquido) Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

136

273

FILTRACION La filtración es un proceso crucial en una Planta Concentradora de Minerales, ya que representa la última etapa del proceso antes del envío del concentrado, ya sea a un procesamiento posterior o a embarque. En ambos casos, es necesario cumplir con un valor máximo de humedad permisible. Esto, que hace algún tiempo era un grave problema, ya no lo es debido a la introducción de nuevos tipos de filtros que permiten obtener queques adecuados. Actualmente el mineras en el relacionados a optimización de

principal problema que enfrentan las empresas campo de la filtración, además de aquellos la manutención de los equipos, es el de la su funcionamiento.


274

SEPARACION SOLIDO-LIQUIDO FILTRACION Las principales formas de establecerla son aplicando: • Gravedad. • Vacío. • Presión. • Fuerza centrífuga.


137

275

FILTRACION Las principales formas de establecer el gradiente de presión, son: GRAVITACIONAL

CENTRIFUGO

VACIO

PRESION


276

FILTRACION Dentro de las alternativas de filtración existente la utilizada en minería es la filtración con formación de queque.

Mecanismo de Filtración con formación de Queque


138

277

FILTRACION • Los factores que afectan la velocidad de filtración son:

filtrante. b) Area de la superficie de filtración. c) La viscosidad del filtrado. d) La resistencia del queque. e) La resistencia del medio filtrante.


278

PROCESO DE FILTRACION CONTINUA • El proceso de filtración es una operación cíclica que • Formación del queque. • Lavado del queque. • Secado del queque. • Descarga del queque. • Una secuencia completa que comprende cada una de estas etapas se denomina “ciclo de filtrado”.


139

279

FILTRACION La etapa de filtración normalmente sigue a la etapa de espesamiento. Las pulpas espesadas son alimentadas a un ag a or es e on e son a men a as a ro a una velocidad uniforme. Tratándose de pulpas, la velocidad más alta de filtrado no se obtienen con la mayor diferencia de presión, sino que debido a la aglomeración de las partículas del queque, el espesor del queque debe ser del orden de ½ a ¾ pulgada. Queques muy gruesos producen resquebrajamiento que hace perder la eficiencia del secado.


280

ASPECTOS TEORICOS  Los

aspectos a considerar en el diseño o evaluación de sistemas de filtrado deben considerar: • Area de filtración. • Volumen de filtrado. •

.

• Comportamiento del filtro.


140

281

NOMENCLATURA Masa de sólidos en la suspensión, Ms. Fluido filtrado, V.

,

,

sólidos).

S

=

Masa de sólidos en la suspensión Masa de suspensión

Razón de torta húmeda a torta seca, r, (% humedad).

r =

Masa de torta húmeda Masa de torta seca

=

Ms + Mw

=

Ms

ρ s ×Vs + ρ w ×V w ρ s ×Vs


282

NOMENCLATURA Porosidad, ε.

Volumen de huecos

Vw

Volumen de lecho

V

-

Combinando estas últimas ecuaciones

r =

-

s

(1 - ε )× ρ s


w

ρ ap ρs

141

283

BALANCE DE MASA

⎧ Masa que ingresa ⎫ ⎧ Masa que se genera ⎫ ⎧ Masa que sale ⎫ ⎧ Masa que se acumula ⎫ ⎪al volumen de control⎪ + ⎪en el volumen de control⎪ − ⎪del volumen de control⎪ = ⎪en el volumen de control⎪ ⎨ ⎬ ⎨ ⎬ ⎨ ⎬ ⎨ ⎬ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎪ por unidad de tiempo ⎪ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭ ⎩ ⎭ ⎧ dM s ⎫ ⎨ ⎬ ⎩ S ⎭

+

−

{0}

{ρ × dV}

=

{r × dM s}


284

BALANCE DE MASA Por lo tanto, para el elemento diferencial:

dM s dV

=

ρ×S

1 - r × S

Que en términos del balance global, queda: s

V

=

1 - r × S


142

285

BALANCE DE MASA Además, la masa total que queda se puede deducir de: Masa total dM s

= densidad × (volumen queque - volumen de huecos en el queque) =

×(

ρs

A × dx

ε × A × dx

-

)

o sea:

dM s

=

dx

ρs

× (1 - ε) × A

La que combinada con la ecuación del volumen de filtrado da:

dx dV

=

ρ×S

A × (1 - r × S) × (1 - ε) × ρ s


286

ECUACION DE ERGUN

p=p1

(P1

− Pi ) × ρ G 02

×

D p L

×

ε3

1- ε

p=p

=

p=pi

150 × μ × (1 − ε) D p


× G0

+ 1,75

143

287

PRESION EN EL LECHO Considerando que: Dp , diámetro de las partículas , la viscosidad del líquido 0,

G0

=

ρ × v0

v 0, velocidad del líquido considerando que no hay torta 1 i , potencial fluido dinámico en que si el sistema es horizontal se cumple que: P1 − Pi = p 1 - p i

Como las partículas no son esféricas, D p: D p

6

=

y

av

av

Superficie mojada partículas

=

Volumen de las partículas


288

PRESION EN EL LECHO Además, como el régimen es laminar (el término 1,75 no se considera), tenemos: 1

−

i

L

=

36

×

−

2 v

ε

3

2

v0

para un elemento diferencial de torta en que y av son constantes a través del lecho (tortas incompresibles):

−

dp dx

=

4,17

×

μ×av


× (1 − ε) ε

3

v0

144

289

ECUACION DE ERGUN

y

=

p s

ps=p1-pi

p1 - p

derivando y reemplazando ecuación anterior : μ×av 2

dp s

=

dx

4,17

×

× (1 − ε) 2 ε3

v0


290

PRESION DE COMPRESION En términos del volumen filtrado:

dp s

= 4,17 ×

μ × a 2v

× (1 − ε) × ρs × ε3

μ ×ρ×S

− r ×

×

× v0

Definiendo la resistencia específica local de la torta ( α) como:

=

α

4,17

×

a 2v × (1 − ε) s

×

La ecuación toma la forma:

dp s α

=

μ × ρ × S × v0

(1 − r × S) × A


3

145

291

PRESION DE COMPRESION Definiendo la resistencia específica media de la torta ( α AV) como: p1 − p i

1 α AV

0

=

p1 − p i

∫

0

dp s α dp s

e integrando la ecuación entre x=0 y x=L, tenemos:

p1 - p i

=

α AV × μ × ρ × S

×

(1 − r × S)

V A

× v0


292

PRESION DE COMPRESION Si α AV es constante a través del queque, entonces la torta es incompresible. Si la fracción másica de sólidos en la suspensión y la temperatura son constantes y definiendo:

K 1

p1 - p i

= =

α AV × μ × ρ × S

(1 − r × S)

K 1

×

V

× v0

tenemos que: en que K 1 es independiente de las condiciones de operación


146

293

PRESION DE COMPRESION Basados en esta última expresión, se puede deducir la expresión para el medio filtrante como:

p i - p 2

=

2

×

1 A

× v 0

Algunos autores definen la resistencia del medio filtrante, R m, como:

R m

=

1 K 2

=

K 1 × Ve μ

α AV × ρ × S × Ve

=

− r × ×

por lo tanto:

p i - p 2

=

μ

×

R m

×

v0


294

ECUACION FUNDAMENTAL DE FILTRACION La caída de presión global a través del filtro, p1 - p2, será:

−

p

=

p1 - p 2

=

K × V

⎝

A

+

K A ⎠

×

1 A

×

dV dt

donde V0 se ha sustituido por:

V0

 

=

1 A

×

dV dt

El primer término corresponde a la resistencia de la torta El segundo corresponde a la resistencia del medio filtrante.


147

295

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION CONSTANTE Esquema típico:


296

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION CONSTANTE Integrando la ecuación fundamental:

( −Δ p)

t f - t 0

=

t f - t 0

=

= (K 1 × V + 1

∫

A 2 ( −Δ p) 1

V0

(K 1 × V +

1

× 2

dV

K 2 ) × dV

K 1 × (Vf - V0 ) 2

2

Vf

K 2 ) ×

+ K 2 × (Vf − V0 ) 2 A × −Δ 2

con t0 y tf correspondiente al tiempo necesario para colectar un volumen de filtrado V0 y Vf :


148

297

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION CONSTANTE Para evaluar las constantes K 1 y K2 la ecuación se puede escribir como:

t f - t 0 Vf − V0

=

K 1 2 × A 2 × ( −Δ p)

t f - t 0 Vf − V0

(Vf + V0 )

+

K 2 A 2 × ( −Δ p)

K 1 2 × A 2 × (−Δ p)

K 2 A

2

× (−Δ p)

Vf − V0


298

FILTRACION DISCONTINUA A CAUDAL CONSTANTE Esquema típico:


149

299

FILTRACION DISCONTINUA A CAUDAL CONSTANTE En esta operación, el flujo volumétrico es constante, por lo tanto:

Q0

=

dt

=

constante

Integrando esta ecuación:

Vf

=

Q 0 × t f

donde Vf correspondiente al volumen total de filtrado en el tiempo tf .


300

FILTRACION DISCONTINUA A CAUDAL CONSTANTE De acuerdo a la ecuación anterior, para cualquier tiempo de filtración t se cumple que:

=

×

Aplicando esta relación en la ecuación fundamental de filtración:

(−Δ p)

tenemos:

= (K 1 × V +

(−Δ p)

=

K 2 ) ×

K 1 × Q 02 × t A2

+


1

dV

A

dt

× 2

K 2 × Q 0 A2

150

301

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION CONSTANTE Para evaluar las constantes K1 y K2 la ecuación se puede escribir como:

(−Δ p)

=

2 0

1

A

2

×t +

2

A

0 2

( −Δ p) K 1 × Q0 2 A

2

K 2 × Q 0 A

2

t


302

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION Y CAUDAL VARIABLE Esquema típico:


151

303

FILTRACION DISCONTINUA A PRESION Y CAUDAL VARIABLE La ecuación fundamental de filtración se puede escribir como:

(−Δ p)

K 1

K 2

Q

A2

A2

(-Δ p)

con :

Q K 1 A

Q

=

t f

=

2

K 2 2 A

dV dt

∫

Vf

dV

0

Q

V


304

CICLO DE FILTRACION Luego de efectuado el filtrado, el licor madre se remueve lavando la torta con algún solvente apropiado. Se puede considerar que la resistencia al flujo del agua de lavado es constante o sea, la operación se realiza a caudal y presión constantes por lo tanto, la ecuación fundamental de filtración toma la forma:

− p

w

=

1

×

f

+


2

×

A2

152

305

CICLO DE FILTRACION Si para la remoción del licor madre se utiliza un volumen Vw de agua de lavado, el tiempo de lavado será:

tw =

Vw Qw

Una vez finalizada la operación de lavado, se requiere un tiempo adicional td para: v extraer el queque, v lim iar el filtro v dejarlo en condiciones para una nueva carga Por lo tanto, el tiempo total de filtración será:

tc =

t f + t w + t d


306

CICLO DE FILTRACION La capacidad de un filtro discontinuo se define como:

C =

tc

El tiempo óptimo se determina con el criterio de maximizar la capacidad.

dC = 0 dVf


153

307

RESUMEN ECUACIONES Ecuación general:

(−Δ p) = p1 - p 2

=

K ⎞ 1 dV ⎛ K 1 × V + 2 ⎟× × ⎜ A A dt ⎝ A

Presión constante t f - t 0 = Vf − V0

K 1 K 2 (Vf + V0 ) + 2 2 × A × (−Δ p) A × (−Δ p) 2

Caudal constante −

=

K 1 × Q 0 A2

2

K 2 × Q 0 A2

Presión y caudal variable (−Δ p) = Q

K 1 K × V + 22 2 A A


308

FILTRACION CONTINUA


154

309

FILTRACION CONTINUA En este tipo de filtros son constantes: .  La

alimentación.

 Tiempo

de filtración y la velocidad de filtrado.

Pero, para cualquier elemento de la superficie filtrante, la condiciones operacionales son transientes (espesor variable).


310

FILTRACION CONTINUA Se llevan a cabo varias operaciones en serie:  Filtración.  Lavado.  Secado

y desprendimiento de torta.

Para un elemento de torta, la operación se lleva a cabo a .


155

311

FILTRACION CONTINUA Dado el largo, L y el radio, R, del tambor rotatorio, la fracción de superficie sumergida del filtro será:

Ψ =

A0

=

A

Ψ'×R × L

2π × R × L

Ψ'

=

2π

Recordando que para esta condición se cumple:

t* V

*

=

K × V 2 × A × ( −Δ p) 2 0

+

K A × ( −Δ p) 2 0

donde: t*, tiempo de filtración V*, volumen de filtrado colectado Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

312

FILTRACION CONTINUA Como la filtración ocurre solo en la sección sumergida del tambor,

=

Ψ'×R × L

t* = 2π × R × L tc

y

c

=

1 N

Se obtiene

t* =

Ψ

N

V* =

y

t* tc

× V = Ψ × Vc c

Como el proceso ocurre a caudal constante:

Q0 =

Vc tc

= N × Vc

y


V* =

Ψ × Q0

N

156

313

FILTRACION CONTINUA Reemplazando y ordenando en la ecuación fundamental de filtración: (−Δ p) Q0

K ⎛ Q ⎞ ×⎜ 0 ⎟ + 2 2 2 2 × Ψ × A ⎝ N ⎠ Ψ ×A K 1

=

2

(-Δ p) Q0 K 1 2×Ψ ×A

2

K 2

Ψ2 × A2

Q0 N


314

FILTRACION CONTINUA La capacidad del filtro será: Vc

C =

tc

= Q

Normalmente se puede considerar que la resistencia del medio filtrante es despreciable frente a la resistencia que ofrece el queque, ( −Δ p) Q0

=

⎛ Q ⎞ ×⎜ 0 ⎟ 2 × Ψ × A ⎝ N ⎠ K 1

2

1,

⎛ 2 × Ψ × (−Δ p) × (1 − r × S) ⎞ ⎟⎟ = ⎜⎜ A ⎝ α AV × μ × ρ × S × t c ⎠

Q0


2

157

315

EQUIPOS DE FILTRACION Se pueden clasificar en:  Filtros

discontinuos batch • El queque debe removerse después de un ciclo.

 Filtros

continuos • El queque se retira en forma continua del filtro.


316

FILTRO DE LABORATORIO


158

317

FILTRO DE LABORATORIO El vacío creado a la salida del embudo permite el flujo a través de la tela filtrante.

pequeñas aberturas o poros que posee el medio filtrante. Se utiliza un soporte para contener la tela, el lecho filtrante y suspensión a medida que transcurre la filtración, la torta o queque aumenta de espesor y por ende, la resistencia al paso del fluido.


318

FILTRO DE ARENA


159

319

FILTRO DE ARENA

Se utilizan cuando se tratan grandes cantidades de pastas muy diluidas (plantas de tratamiento y saneamiento de aguas) cuando el producto sólido no se recupera se limpian con un flujo de agua en contracorriente pueden trabajar abiertos o cerrados para operar a presión cuando el lecho está limpio, el flujo volumétrico se puede calcular con la ecuación de Ergun.


320

FILTRO DE MANGA O BOLSA Se utilizan principalmente para separar sólidos de gases están formados or randes bolsas de lona or donde se hace pasar el gas. Las bolsas se limpian periódicamente en forma manual. Ej.: Limpieza de gases, aspiradora doméstica.


160

321

FILTRO PRENSA DE PLACAS Y MARCOS


322

FILTROS DE VACIO Los

filtros de vacío tienen la gran ventaja de su simplicidad de operación, bajo condiciones mecánicas muy s mp es.

Cualquier

equipo que utilice presión en vez de vacío debe utilizar mecanismos mucho más complicados.

La

desventaja de los filtros de vacío es la limitación en el , depende en gran medida de la presión atmosférica del lugar en que se encuentre la planta.


161

323

FILTROS DE VACIO 

Los filtros de vacío operan bajo una diferencia de presión entre: • La presión atmosférica, parte exterior del filtro, y • El vacío producido en su interior.

 Esto

permite una operación continua y especialmente una descarga del queque más fácil que con filtros a presión.


324

TIPOS DE FILTRO DE VACIO • Filtro de tambor. • Filtro de discos. . • Filtro de banda horizont al.

Filtro Rotatorio al vacío.


162

325

FILTRO DE TAMBOR


326

FILTRO DE DISCOS


163

327

FILTRO DE BANDA HORIZONTAL


328

Operación Batch Placas y Marcos Más Común

Contiene septas de metal donde se forma la torta. Puede tener un medio filtrante, Papel o Paño Operación Intermitente, pues se debe descargar la torta.

Barato

Placas Horizontales

Operación Intermitente. Se utiliza en pequeña escala.

Puede hacerse continuo, introduciendo una hoja que remueva la torta.

Hojas Verticales

Posee una alta área de filtración por volumen. Operación Intermitente.

Requiere poco superficie.

Tipo Vela

No se puede utilizar con productos tóxicos ni gases.

Fácil de Lavar.

Operación Continua Filtros rotatorios a vacío.

Rota a baja velocidad. El líquido es succionado .

Metodología más usa en Bioprocesos ΔP = 1 atm.


Proceso consiste en : -Formación de la Torta. -Lavado de la Torta. - Recolección de la Torta.

164

¿QUE SE HACE AHORA CON EL CONCENTRADO?

329

El secado de los concentrados, después del procesado de filtración permite rebajar su contenido de humedad hasta un 5−8%, generalmente se emplea una corriente de aire caliente de 800 − 850 . ETAPAS DE UN PROCESO DE FUNDICION

CONCENTRADOS

SECADO

TOSTACION

FUCION PARA SEPARAR FASES

CONVERSION A COBRE BLISTER

PIRORREFINACION 0

500

1000

T’ C

ELECTRORREFINACION (CATOOOS)


330

ANTECEDENTES DEL PROCESO DE SECADO El concentrado húmedo proveniente del domo de mezcla, es almacenado en tolvas desde donde ingresa a las líneas de secado de cada equipo de fusión que cuenta con secadores calefaccionados por ejemplo con vapor de agua En esta etapa la humedad original del concentrado (entre 6% y 10%) se reduce a niveles hasta de 0,2% 0,3%. El concentrado va reduciendo sus niveles de humedad a medida que avanza dentro un tambor metálico. En el interior circula vapor a temperatura de 180ºC, por un serpentín que permite la transferencia de calor por radiación y convección. El calor requerido para el secado es suministrado por vapor saturado, a una presión de 20 bares, proveniente desde calderas de recuperación de calor de los gases generados en el proceso de fundición y que se encuentran asociadas a los respectivos hornos de fusión y conversión.


165

331

ANTECEDENTES DEL PROCESO DE SECADO Los vahos producidos por el proceso de secado, compuestos por aire de purga (vapor de agua desprendido del concentrado y polvo arrastrado), pasan a un filtro de mangas donde se recuperan las partículas en suspensión, para ser dirigidas a las tolvas de almacenamiento de . . vapor condensado producto del proceso es conducido por cañerías a un estanque recuperador de condesados para su reutilización. Debido a que la temperatura de operación del secador es de 180 ºC, no se generará emisión de SO2 al ambiente, ya que el azufre solo reacciona con el oxígeno a una temperatura superior a los 300 ºC. En algunos casos puntuales, el grado de humedad del concentrado a tratar se convierte en un parámetro importante, como en la alimentación a los procesos de fusión flash, en los que el concentrado es transportado suspendido en aire enriquecido o en oxígeno. Así, los procedimientos Outokumpu e INCO consideran una etapa de secado de concentrado en un secador rotatorio previo a su tratamiento. Outokumpu y Convertidor Teniente en particular, necesitan grados de humedad inferiores al 0,2%. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

332

SECADO Conceptualmente, el secado térmico de un concentrado de cobre no es una operación unitaria pirometalúrgica propiamente tal debido a que no se persigue una transformación química del concentrado, ya que corresponde a una deshumidificación de éste que puede ser parcial ó total. Se denomina parcial porque los concentrados que entran al secador con un 14-18% en peso de contenido de H 2O, o total cuando en la salida los contenidos de a ua son tan bajos como 0,1- 0,3% en peso de H 2O, este último caso normalmente se denomina “secado a muerte”.


166

333

SECADO Operación unitaria consistente en evaporar el agua u otro líquido contenido en el concentrado húmedo proveniente de la planta de concentración de minerales. La humedad del concentrado es necesaria para el transporte desde la planta concentradora hasta la fundición, ya que de esta manera se evitan combustiones espontáneas del concentrado. Esta humedad oscila entre 8 y 10%. Sin embargo, una vez en la fundición, es necesario extraer . , contenida en el concentrado se evapora de manera prácticamente instantánea al inyectarse en el reactor, generando explosiones que ponen en peligro la operación, además de hacer más ineficiente el proceso de fusión desde el punto de vista energético. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

334

SECADO Las razones por las cuales concentrado son las siguientes:

es

necesario

secar

un

• Reducir los costos de transporte. • Mejorar el carguío y la operación de los hornos de fusión/conversión de concentrados. .


167

335

SECADO Existen varios tipos de operaciones de secado, que se diferencian entre sí por la metodología seguida en el procedimiento de secado; puede ser por eliminación de agua de aire; también puede ser por eliminación de agua mediante adsorción de un sólido, y por reducción del contenido de líquido en un sólido, hasta un valor determinado mediante evaporación en presencia de un gas. Las o eraciones de secado ueden clasificarse am liamente según que sean por lotes o continuas. Estos términos pueden aplicarse específicamente desde el punto de vista de la sustancia que está secando.


336

SECADO: FLUJOS Y FORMULAS El mecanismo del proceso de secado depende considerablemente de la forma de enlace de la humedad con el material: cuanto más sólido es dicho enlace, tanto más difícil transcurre el secado. Durante el secado se elimina, como regla, sólo la humedad enlazada con el material en forma físico-química y mecánica. Definiciones fundamentales. Contenido de humedad, base seca:

Kghumedad Kgsólido seco Contenido d e humedad, base húmeda: Kghumedad Kgsólido seco

=

Kghumedad Kghumedad + kgsólido seco


168

337

Humedad de equilibrio: x*, Humedad del sólido cuando su presión de vapor se iguala a la presión de vapor del gas. Es decir, humedad del sólido cuando está en equilibrio con el gas. Humedad libre:x-x*, Es la humedad del sólido; que es la humedad que está en exceso con relación a la humedad de equilibrio. Es ésta la humedad que se puede evaporar y depende de la concentración de vapor en la corriente gaseosa. Novoa (1995) estima el coeficiente de transferencia de masa mediante la expresión: Kg = ms·k·( xi -xeq )/A

donde: = - . Kg= coeficiente de transferencia de masa (kg/m2 ·min). ms= peso del material seco( kg). xi= humedad del material en un instante de tiempo ( kg/kg). xeq= humedad de equilibrio ( kg/kg). x1eq = contenido de humedad del material durante el período inicial de secado o humedad crítica( kg/kg). x0 = humedad inicial del material ( kg/kg). Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

338

EL PROCESO DE SECADO

T H 2O (I) inicial, Pi, Ti

H2O (g) final, Pf, Tf

La evaporación de agua no requiere normalmente temperaturas superiores a los 105 ° C. En los secadores las temperaturas normalmente exceden los 220 °C.


169

339

Selección de un secador. Este depende de:

1. Propiedades del concentrado - Características físicas en húmedo y en seco. - Toxicidad. - Inflamabilidad. - Tamaño de artícula.. - Abrasividad. 2. Características de d esecación del material - Tipo de humedad. - Contenido inicial y final de humedad. - Temperatura permisible de secado. - Tiempo probable de secado. 3. Circulación del material que entra y sale del secador - Cantidad a tratar por hora. - Tipos de operación, continua ó discontinua. - Procesos anteriores y posteriores. . u a a es e pro ucto - Contaminación. - Temperatura del concentrado. - Densidad. 5. Recuperación de concentrado 6. Características físicas - Espacio, combustible disponible. - Condiciones ambientales.


340

CLASIFICACION DE SECADORES Los secadores se clasifican según: 

Formas de secado • • • • • • • •



Transportador. Tambor. Flash. Lecho Fluido. Rotatorio. Spray. Bandeja. Aspiración.

El método de transmisión de calor a los sólidos húmedos • • •



Secadores directos. Secadores indirectos. Secadores diversos.

Las características de manejo y las propiedades físicas del material mojado • • • •

Secadores discontinuos o por lote. Secadores continuos. Secadores para sólidos granulares o rígidos y pastas semisólidas. Secadores que pueden aceptar alimentaciones líquidas o suspensiones.


170

341

SECADORES MAS USADOS 

Rotatorio •

Calor Directo. .



Tornillo sin fin.



Lecho Fluidizado.


342

SECADO DE CONCENTRADO

Secador de bandeja

TIPOS DE SECADORES DE CONCENTRADOS

Secador Rotatorio

Secador de lecho fluidizado


171

343

SECADOR ROTATORIO Un secador rotatorio esta formado por una carcasa cilíndrica giratoria horizontal o ligeramente inclinada hacia la salida y sostenidas por dos anillos de rodadura que funcionan sobre mecanismos de rodillos. La alimentación húmeda se introduce or un extremo del cilindro el roducto seco descar a or el otro lado. Cuando gira la carcasa, unas placas elevan los sólidos y los esparcen en el interior de la misma. Se usan generalmente para producción de alto tonelaje por su capacidad de manejar productos de considerable variación en tamaño y composición.

•Tienen por lo general una razón L/D (longitud/diámetro) entre 4 y10. •El v ol um en d e l len ad o o sc il a en tr e 10 y 15%.

Secador Rotatorio Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

344

SECADOR ROTATORIO

Los Secadores Rotatorios son apropiados para el secado continuo de minerales en polvo en plantas de chancado, concentración fundición. Cada aplicación de secado es un caso particular y el dimensionamiento del secador se basa en la vasta experiencia en aplicaciones similares y en las pruebas de secado llevadas a cabo en el laboratorio. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

172

345


346

CLASIFICACION DE SECADORES ROTATORIOS 

Secadores Rotatorios Directos La transferencia de calor se logra por contacto directo entre los sólidos húmedos y los gases calientes. El líquido vaporizado se arrastra con el medio de desecación; es decir, con los gases calientes. Se utilizan con materiales que no son sensibles al calor ni que son afectados por el contacto directo con gases de combustión. Los materiales pueden ser secados en paralelo o en contracorriente del gas caliente. La transferencia de calor se efectúa predominantemente por convección.



Secadores Rotatorios Indirectos El calor de desecación se transfiere al sólido húmedo a través de una pared de retención. El líquido vaporizado se separa independientemente del medio de calentamiento. La velocidad de desecación depende del contacto que se establezca entre el material mojado y las superficies calientes. Los secadores indirectos se llaman también secadores por conducción o de contacto.


173

347

SECADOR ROTATORIO DE CALOR DIRECTO

El secado en un secador rotatorio se puede expresar como un mecanismo de transmisión de calor, que se p uede calcular según:

Q = Ua* V * ( T )m t donde, Qt calor transmitido en J/s, U coeficiente Volumétrico de transmisión de calor en J/ (s*m3 *k), V volumen del sacador en m3 , y ( T) diferencia de temperatura media entre los gases calientes y el material en K. a

m


348

SECADOR ROTATORIO DE CAL OR INDIRECTO - VAPOR Anillo colector de no condensables

Anillo sujetador

Expulsión de gas Soporte de tubos

Alimentación de material húmedo

Obturadores Cá ma ra de va o r Entrada de vapor

Obturador

Condensador Tubos de inyección de vapor

Rodillo de soporte

Motor

Montaje de engranaje de transmisión

Rodillo de empuje axial


Descarga del producto

174

349


350

CLASIFICACION DE SECADORES ROTATORIOS Los secadores rotatorios se dividen en dos tipos, conforme a las direcciones de la corriente de material a . un secador rotatorio de co-corriente o uno de contracorriente se efectúa de conformidad con las propiedades del material a ser secado:

-

Grado de secado. Calor es ecífico. Capacidad de evaporación de humedad. Inflamabilidad. Propiedades de sinterización.


175

351

SECADOR DE TORNILLO SIN FIN Es un secador continuo de calentamiento indirecto, formado esencialmente por un transportador de tornillo sin fin horizontal (o un transportador de paleta) encerrado dentro de una carcasa c n r ca encam sa a. La alimentación que entra por un extremo se transporta lentamente a través de la zona caliente y se descarga por el otro extremo. El vapor generado se extrae a través de conducciones . a 65 cm. de diámetro hasta 7 m de largo; cuando se requiere más longitud se colocan varios transportadores, unos sobre otros formando una bancada.


352

SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO La fluidificación

La fluidificación es el estado que se produce en un sólido disgregado cuando, atravesado por una corriente de aire en flujo cruzado, ésto se expasiona, burbujea y las partículas quedan en suspensión, sin llegar al transporte neumático. La fuerza de empuje del aire equilibra el peso de las partículas atravesadas por la corriente, el sólido para comportarse como si fuera un líquido.

El fenómeno de la fluidificación permite el mayor intercambio térmico posible, ya que el producto a tratar flota en una corriente de aire. El caudal de aire de secado o enfriamiento atraviesa las partículas y permite la isotermicidad de éstas y una completa transferencia de energía, garantizando el proceso deseado.


176

353

SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO El secado se lleva a cabo mientras el material está en suspensión en un ambiente fluidizado. La fluidización convierte un lecho de partículas sólidas en una masa suspendida y expandida que posee muchas de las propiedades de un qu o. as ve oc a es ascen en es e gas var an en re , a m s.


354

SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO La fluidificación ó fluidización convierte un lecho de partículas Sólidas en una masa suspendida y expandida que posee muchas de las propiedades de un líquido. as ve oc a es ascen en es e gas var an en re , a m s, se conoce como velocidad superficial. La velocidad mínima de fluidización se puede calcular por la relación de Wen y Yu, para un amplio rango de intervalo de las propiedades de gas y sólidos: N Renúmero de Reynolds de la partícula número de Galileo

Ga

U mf velocidad mínima de fluidización, m/s 3 P f densidad del fluido, kg/m 3 P s densidad aparente de la partícula, jg/m

g aceleración de gravedad, m/s 2 viscosidad del fluido, kg/ (m.s) Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

177

355 Gas Gas y sólidos arrastrados

e r b i l n e r a M

A l Espacio de d e i m e n separación s t d ó o s n Lecho fluido Entrada de gas

D e l o s s c a s r ó g a l i d d o e s

separador de polvo

Polvo o h e l l e d d a d i d n u f o r P

Polvo

SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO

Placa de contracción distribuidora de gas

Caja de ventana D cámara plana

E l área de la sección transversal se determina mediante el flujo Volumétrico de gas y la velocidad requerida para efecturar la Fluidización. La altura del lecho se determina por el tiempo de contacto de la partícula con el gas, razón L/D requerida, espacio necesario para el intercambio de calor y el tiempo de retención de los sólidos. Esta Industrialmente, es no menor a 0,3m no mayor a 15m. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

356 PLACA DE PARTICION

AIRE CALIENTE

PLACAS PERFORADAS

SOLIDO SECO (b) AIRE CALIENTE

AIRE I

SELECCION HORIZONTAL (a)

(d)

(c)

PARTICULAS QUE CONTIENEN EL SOLVENTE

HORNO

PLACAS DE DISTRIBUIDOR I

MEDIO DE A A I GAS COMBUSTIBLE

AIRE CALIENTE

AIRE

GAS NERTE (e)

(f)

(g)


TIPOS DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO

1

TALLER CONCENTRACION DE MINERALES Y SEPARACION SOLIDO-LIQUIDO

Dr. Cris tian Vargas R. Consultor Intercade

2

TALLER


INTERCADE CONSULTANCY & TRAINING

www.intercade.org

2 3

INDICE 1. Ejemplos de balances metalúrgicos en circuitos de flotación.

2. Aplicación de los Split Factors al Diseño y Evaluación de Circuitos de Flotación..


4

. BALANCES EN FLOTACION Y CIRCUITOS DE .



www.intercade.org

3 5

BA LANCE METALURGICO Cualquiera que sea la escala de tratamiento de una Planta Concentradora, sea ésta grande, pequeña, automatizada o r s ca, a na e a operac n ar a, semana , mensua , anua , 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.


6

Balance Metalúrgico de 2 Productos

Alimentación A

FLOTACION ROUGHER

FLOTACION SCAVENGER

Relave General C

1 MIDDLINGS CLEANER 2 MIDDLINGS

RECLEANER

Concentrado B Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade


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4 7

Balance Metalúrgico De acuerdo a la definición anterior podemos escribir las siguientes ecuaciones:

A = B+C .....................(1) Aa = Bb + Cc..................(2) Multiplicado la ecuación (1) por c y sustrayéndole de la (2) tenemos: A a-c = B b-c A b -c = B a -c

.............(3)


8



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5 9

Ejemplo de Apli cación Un mineral cuya cabeza ensaya 5% de Pb, al procesarlo por flotación se obtiene un concentrado de 68% de Pb y un relave de 0.10% de Pb. Si se trata 300 T/día, calcular la recuperación, tonela e de concentrado roducido el radio de concentración:

A b-c 68 - 0.10 13.86 = = = B a-c 5 - 0.10

k= B=

A

=

300 .

= 21.64

68(5-0.10) b(a-c) x 100-98.1% R- a(b-c) x 1005(68-0.10) Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

10

Ejemplo Form ulaci ón d el Balance de Masa para evaluar la operación de Flotación Relave, R, r i

Alimentación, A,a

i

Concentrado, C, ci A= Peso de la Alimentación C= Peso del Concentrado =

Balance por Flujos:

A = C+ R

Balance por Leyes:

A a = Cc + Rr



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6 11

R=A-C

De los flujos Reemplazando

Aa = Cc + (A-C)r Aa = Cc + Ar - Cr Aa - Ar = Cc - Cr A (a - r) = C(c - r) A/C = (c - r)/ (a- r)

Razón de Concentración

R=

Recuperación

Masa de Cu en el Concentrado Masa de Cu en el Alimentación cC R = aA

Razón de Enriquecimiento Recuperación por leyes

c/a c(a - r) R = a(c - r)


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Ejemplo Formulación del Balance de Masa para evaluar la operación de Flotación

Alimentación, A, a

i

Relave, R, r i

Concentrado, C, ci



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7 13

Solución: a= 0.8% Cu,c = 25% Cu y r = 0.15%Cu Recuperación se obtiene

c(a - r) 25(0.8 - 0.15) Reemplazando en R= a(c - r) , se obtiene R= 0.8(25 - 0.15)

= 81.74%

(25 - 0.15) A (a - r) Reemplazando en RC= C = (c - r) , se obtiene RC= (0.8 - 0.15) = 38.2

La razón de Enriqueciemiento se obtiene de

Remplazando en RE =

c , se obtiene RE = 25 = 31.3 0.8 f


14

Ejemplo Volumen tanqu e de acondic ionamiento p revio a la operación de Flotación

Una planta de Fltotación trata 500 tons de sólidos por hora. La pulpa de alimentación contiene 40% de sólidos en peso y es acondicionada por 5 minutos con reactivos antes de bombearla a la flotación. Calcule el volumen requerido del tanque de acondicionamiento. 3

La densidad del mineral es de 2700 [kg/m ].



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8 15

GL= 1.5xG = 1.5x500 = 7500[t/h] Como la densidad del agua es unitaria Luego el flujo volumétrico de pulpa es Qp=Qs + QL = 18.518 + 750 = 935.18 [m /h] El tiempo de acondicionamiento es 5 min, por lo tanto el volumen del tanque es 3

m 935.18 h Qs V= = t t[min]

= 77.9[m3]

x60


16

Balance Metalúrgico de tres produc tos

A(m1 n1 )

FLOTACION ROUGHER

FLOTACION SCAVENGER

FLOTACION ROUGHER

FLOTACION SCAVENGER

Relave General C(m4 n4)

o

1 Middlings

o

CLEANER

1 Middlings CLEANER o

2 Middlings

o

2 Middlings RECLEANER RECLEANER

Conc. Pb B1(m2n2)

. B2 (m3n3)

Balance Metalúrgico Producto Cabeza Conc.Pb Conc.Zn Relave

Peso A B1

Pb m1 m

Ley Zn n1 n

B2

m

n

C

m

n



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9 17

L as r ec up er ac io nes d el p lo mo y d el zi nc s on r es pec ti vam en te RPb y RZn y l as r azo nes d e c on cen tr ac ió n K Pb y K Zn p or d ef in ic ió n: RPb =

Rzn =

B1 m2 A m B2 n 3 A n1

x100

(6)

x100

(7)

KPb = A B1 KZn = A B2

(8) (9)

Donde:

(m1 - m4 ) (n3 - n4 ) - (n1 - n4 ) - (m3 - m4 ) B1 = xA (m2 - m4 ) (n3 - n4 ) - (n2 - n4 ) - (m3 m4 )

(10)

(m2 - m4 ) (n1 - n4 ) - (n1 - n4 ) - (m2 - m4 ) B2 = xA (m2 - m4 ) (n3 - n4 ) - (n2 - n4 ) - (m3 m4 )

(11)


18

Al sustituir B y B en 6,7,8 y 9 por sus valores de 10 y 11 se obtiene:

R Pb=

m2 (m1 - m4) (n3- n 4) - (n 1- n 4) - (m 3- m 4) x m1 (m - m ) (n - n ) - (n - n ) - (m m ) x 100 2 4 3 4 2 4 3 4

(12)

R Pb=

n 3 (m2 - m4) (n1- n 4) - (n 1- n 4) - (m 2- m 4) x n 1 (m - m ) (n - n ) - (n - n ) - (m m ) x 100 2 4 3 4 2 4 3

(13)

4

KPb =

KZ n =

(m2 - m4) (n3- n 4) - (n 2- n 4) - (m 3- m 4) m1 - m4

n3 - n4 - n1 - n4 - m3 m4

(m2 - m4) (n3- n4) - (n 2- n 4) - (m 3- m 4) (m2 - m4 ) (n1 - n4 ) - (n1- n4 ) - (m 2 m4 )

x 100

(14)

x 100

(15)



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10 19

Ejemplo de Apli cación. Balance Metalúrgico de 3 product os.


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11 21

Ejemplo Balance de Masa Circuito de Flotación (Un Flujo y todas las Leyes)


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15 29

8070.35

8070.35


30

Calculo de la densidad de la pulpa. Se puede calcular a partir del porcentaje de sólidos % C ,y la densidad del mineral según:

Entonces, para cada flujo:



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CALCULO DEL CONSUMO DE REACTIVOS EN PLANTA CONCENTRADORA


EJEMPLO BALANCE DE MASA CIRCUITO DE FLOTACION (Algunos Flujos y algunas Leyes)

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17 33


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Dr. Cristian Cristian Vargas Vargas Riquelme Riquelme - [email protected] [email protected] e.org - Consultor Intercade

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19 37

En el MO MODU DULO LO IV IV:: HE HERR RRAMIE AMIENT NTAS AS CO COMP MPUT UTACI ACION ONALES ALES APLICADA APL ICADAS S A MET METAL AL URGIA EXTRACTIV EXTRACTIVA, A, se re revi visa sará rán n la las s cn ca cas e a us us e e a an ances e masa espec camen e mediante multiplicadores de Lagrange y utilización de la técn té cnic ica a de lo los s mí míni nimo mos s cu cuad adra rado dos. s.


38

2. A PLICA PLICACI CION ON DE LOS L OS SPLIT SPL IT FA FA CT CTORS ORS



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20 39

MODELOS MATEMATICOS PARA SIMULAR FLOTACION INDUSTRIAL A PARTIR DE PRUEBAS DE LABORATORIO Objetivos: a) Plan Plante team amie ient nto o de di diag agra rama ma de fl fluj ujo, o, ba bala lanc nce e de ma mate teri rial ales es,, pl plan ante teo o de ec ecua uacio cione nes s y de desa sarro rroll llo o de mo model delos os ma mate temá máti ticos cos..

b) Predeci cirr re res sultados fin ina ale les s tales co com mo: leye yes s, recu cup pera raci cio ones y razón razó n de conc concent entraci ración. ón.

c) In Info form rmac ació ión n ob obte teni nida da de pr prue ueba bas s ba batc tch h a ni nive vell de la labo bora rato tori rio. o.

d) Al Alto to ni nive vell de co conf nfia ianz nza. a. Dr. Cristian Cristian Vargas Vargas Riquelme Riquelme - [email protected] [email protected] e.org - Consultor Intercade

40

Metodología El co conc ncep epto to pa para ra pr pres esen enta tarr un ci circ rcui uito to de fl flot otac ació ión n es at atri ribu buid ido o al fa fact ctor or de di dist stri ribu buci ción ón o SPLI SP LIT T FA FACT CTOR OR (S (SF) F) de ca cada da co comp mpon onen ente te y en ca cada da et etap apa a de se sepa para raci ción ón,, es este te SF no es más má s qu que e la fr frac acci ción ón de al alim imen enta taci ción ón qu que e re repo port rtan an lo los s fl fluj ujos os no fl flot otab able les s o re rela lave ves s en ca cada da caso ca so o et etap apa a de se sepa para raci ción ón o ju junt nta a de fl fluj ujos os en fl flot otac acio ione nes, s, ro roug ughe her, r, cl clea eane ner, r, re recl clea eane nerr o scavenger scave nger,, etc.

La ma magn gnit itud ud de lo los s SF de depe pend nde e de de:: Tiempo Tiem po de fl flot otac ació ión, n, co cond ndic icio ione nes s fí físi sico co-q -quí uími mica cas s de dell mi mine nera ral, l, da dato tos s su sufi fici cien ente tes s qu que e so son n determinados en una prueba de flotación batch, cuantificando así los factores de dist di stri ribu buci ción ón y co con n es esto tos s fa fact ctor ores es se pu pued ede e ca calc lcul ular ar lo los s re resu sult ltad ados os qu que e se ob obte tend ndrá rán n en , . sido si do de desa sarr rrol olla lado dos s en fu func nció ión n de lo los s SF o fl fluj ujo o no fl flot otab able les, s, co comp mpli lica cand ndo o se seve vera rame ment nte e el desa de sarr rrol ollo lo de es esto tos s mo mode delo los s cu cuan ando do se ti tien ene e má más s et etap apas as de li limp mpie ieza za o se ob obti tien enen en má más s productos; nosotros postulamos y desarrollamos estos modelos matemáticos cons co nsid ider eran ando do la fr frac acci ción ón fl flot otab able le,, si simp mpli lifi fica cand ndo o no nota tabl blem emen ente te el ma mane nejo jo de ec ecua uaci cion ones es y los lo s cá cálc lcul ulos os qu que e se re real aliz izan an pa para ra ev eval alua uarr un una a pr prue ueba ba de la labo bora rato tori rio o y su es esca cala lami mien ento to industrial. Dr. Cristian Cristian Vargas Vargas Riquelme Riquelme - [email protected] [email protected] e.org - Consultor Intercade


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21 41

MODULOS DE OPERACION EN CIRCUITOS DE FLOTACION F1

F1

F2

F2 F3

F3 Unión de Flujos

Separación de Flujos


42

Estos mód módulo ulos s pe permi rmite ten: n: 

Realizar el balance de materiales mediante el planteo de ecua ec uaci cion ones es pa para ra un di diag agra rama ma de fl fluj ujo o de be bene nefi fici cio o de mi mine nera rale les. s.



El rombo indica la unión de dos o más flujos para formar un tercero.



Las etapas de separación están identificadas por un rectángulo y numeradas secuencialmente en un circuito de varias separaciones.



Los SF de Los dell pr prim imer er se sepa para rado dorr se pu pued eden en me menc ncio iona narr co como mo SF SF1 1 pa para ra el primer separador, para el segundo separador como SF2 y así suce su cesi siva vame ment nte, e, re rela laci cion onán ándo dolo lo co con n al algu guno no de lo los s co cons nsti titu tuye yent ntes es para pa ra su fá fáci cill id iden entif tifica icació ción. n.



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22 43

Ejemplo Split Factor Circuito de Flotación de Simple Ap li cac ión Se tiene una prueba de ciclo abierto realizada a escala laboratorio cuyos resultados se aprecian en la siguiente figura.


44



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23 45


46

Otro Ejemplo: Diagrama de Flujos 1

2

3 7

8

4

9

5 10

6

11



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24 47

Al go mas co mp li cad o, po r ejem pl o: WSF1 = Factor de distribución del primer separador relacionado al peso.

RSFI = Factor de distribución del primer separador relacionado a la recuperación.

PbSF2 = Factor de distribución del segundo separador relacionado al plomo.

AgSF3 = Factor de distribución del tercer separador relacionado al contenido de plata.

ZnSF4 = Factor de distribución del cuarto separador relacionado al zinc etc.


48

Balance de Materiales y Planteo d e Ecuaciones. Conociendo los símbolos de unión y separación de flujos y aplicándolo a un mineral que ha sido flotado en laboratorio se pueden desarrollar una serie de ecuaciones que responden al diagrama de flujo planteado para el caso de dos concentrados y un relave. Estas ecuaciones permiten calcular los resultados si el mineral fuera procesado industrialmente con coincidencias bastantes cercanas cuando se flota en planta el mineral. Estas ecuaciones sirven para evaluar económicamente un mineral sin realizar costosas y prolongadas pruebas de pilotaje. Para alcanzar este objetivo se debe tener en cuenta los siguientes conceptos:



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25 49

SF1 = Fracción no flotable en relave Ro.Pb SF2 = Fracción no flotable en medios Pb SF3 = Fracción no flotable en relave general SF4 = Fracción no flotable en medios Zn

Para sim lificar los cálculos metalúr icos se tomará en consideración la fracción flotable para determinar pesos y recuperaciones, que a su vez servirá para calcular los diferentes productos que se obtendrían industrialmente con lo cual se completará el balance metalúrgico; así tenemos: Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

50

W 1 = 1 - SF 1 ............SF 1 = 1 - W1 W 2 = 1 - SF 2 ............SF 2 = 1 - W2 -

............

-

W 4 = 1 - SF 4 ............SF 4 = 1 - W4 R 1 = 1 - SF 1 ............SF 1 = 1 - R1 R 2 = 1 - SF 2 ............SF 2 = 1 - R2 R 3 = 1 - SF 3 ............SF 3 = 1 - R3 R 4 = 1 - SF 4 ............SF 4 = 2 - R4 Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade


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26 51

Planteamiento de ecuaciones. a) Primer Circuito F3 = F 1 + F2

(1)

F4 = F3 SF1

(2)

F5 = F3(1-SF1)

(3)

F2 = F5 SF2

(4)

F6 = F5(1-SF2)

(5)

F6 = F3(1-SF1) (1-SF2) Para reemplazar en (1); de (4) y (3)


52

F2 = F3 (1 - SF1) SF2: en (1)

F3 = F1 + F3 (1-SF1) SF2

F3 =

F1 1-(1-SF1)SF2

F6 = F1 (1 - SF1) (1- SF2)

(6)

1-(1-SF1) SF2



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27 53

b) Segundo circuito

F8 = F4 + F7

(7)

F9 = F8 SF3

(8)

F10 = F8 (1-SF3)

(9)

F7 = F10 SF4

(10)

F11 = F10 (1-SF4)

(11)

F11 = F8 (1-SF3) (1 - SF4) (12) F8 = F4 + F7 (13) F4 = F3 SF1 Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

54

F4 =

F1 SF1 1 - (1 - SF1) SF2

F7 = F10 SF4

F7 = F8 (1-SF3) SF4

Reemplazando en (13)

F8 =

F4 1 - (1-SF3) SF4



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28 55

Reemplazando en (12) los valores de F8 y F4

F11 =

F1 SF1 (1 - SF3) (1- SF4)

(14)

[1 - (1-SF1)SF2] x [1 - (1- SF3) SF4] Si reemplazamos los términos del cuadro N° 1 en ecuaciones 6 y 14 que implica considerar la fracción flotable tendremos las ecuaciones N° 6 A y 14 A.

F6 =

F1 x W1 x W2

(6 A)

1 + W1 W2 - 1

F11 =

F1 (1 - W1) x W3 x W4

(14 A)

[1 + W1 (W2 - 1)] [1 + W3 (W4 - 1)] Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

56

Resultados. Primeramente se deben realizar pruebas de flotación batch en condiciones similares a las industriales.



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29 57

Primero se determinan los SF de todo el circuito y también las fracciones flotables. Con estos valores se pueden calcular los pesos y recuperaciones reemplazando valores en ecuaciones 6A y 14A. emp o e c cu os para pesos,

:

SF1 = (3,59 + 10,63 + 83,24)/100 = 0,9746 .......... W1=0,0254

SF2 = 1,07/(1,47 + 1,07) = 0,4212 ......................... W2=0,5788

SF3 = 83,24/(3,59 + 10,63 + 83,24) = 0,8541 ....... W3=0,1459


58

SF4 =

10,63

= 0,7455 ..........................................W4=0,2525

10,63 +3,59

-Peso de concentrado de Plomo WPb =

100 x 0,0254 x 0,5788 1 – 0,0254 + 0,0254 x 0,5788

WPb = 1,49 g - Peso de concentrado de Zinc WZn =

100 (1-0,0254) x 0,1459 x 0,2525 [ 1- 0,0254 + 0,0254 x 0,5788] [ 1 -0,1459 + 0,1459 x 0,2525]

WZn = 4,07g Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade


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30 59

-Peso de relave (T)

100 = WPb + WZn + WT

WT = 100 - (WPb + WZn)

WT = 94,44


60

Ejemplo 2 Se tiene una prueba de ciclo abierto realizada a escala de laboratorio cuyos resultados se pueden ver en la siguiente figura :

0,10% 6408 g

0,15% Cleaner

Scavenger

29%

6,7%

170 g

450 g

467 g



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31 61

Determine mediante simulación matemática por el método de los factores de distribución (Split Factors), la respuesta de un circuito cerrado que considera la recirculación del concentrado Scavenger a la flotación Rougher, mientras que el relave Rougher y Scavenger constituyen el relave final.

Lo anterior realmente significa determinar: a. Los factores de distribución (Split Factors) de cada etapa. .

.

c. Los parámetros metalúrgicos del proceso.


De acuerdo al planteamiento del pr oblema el circuito es como sigue:

62

A G B

Sf1 H C E

G F Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade


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32 63

En primer lugar es conveniente definir la nomenclatura adecuada para los diferentes flujos. A: Alimentación Fresca. B: Alimentación Rougher. C: Concentrado Rougher. D: Relave Rougher. E: Relave Cleaner. F: Concentrado Cleaner. G: Concentrado Scavenger. H: Relave Scavenger. I: Relave Final. Dr. Cristian Vargas Riquelme - [email protected] - Consultor Intercade

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33 65


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34 Reemplazando en la Tabla:

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Concentracion de Minerales, C. Vargas

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