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OPERACIONES EN INGENIERIA QUIMICA
FLOTACION
Después de un estudio geológico y minero se desea construir una planta concentradora para tratar 500 TMD de mineral de cobre que tiene una ley de 2% de cobre total, para lo cual se desea diseñar el diagrama de flujo solamente desde flotación, parámetros para los cálculos: Densidad de pulpa para flotación 1300 gr/L, peso específico de CuS 2 = 4,2, peso específico de SiO2 = 2,7, tiempo de flotación 12 minutos, capacidad de celda 100 ft³, ley de concentrado 44% de cobre total, ley de relave 0,30% de cobre total. Se pide calcular: - Balance Metalúrgico - Número de celdas - Diagrama de flujos - Balance de materia - Que tipo de reactivos de flotación recomendaría.
SOLUCIÓN: 1) Cá Cálc lcul ulos os pre previ vios os
∴
Cálculos de concentrado producido. a) Radio de concentración.
R =
c−t 44− 0,30 43,7 = = = 25,705 f − t 2− 0,30 1,7
b) TMD concentrado 500 concentrado o = 19,451 TMD concentrad ... = 25,705 c) Relave producido = 500 - 19,451 = 480,549 TMD
FA ρ ρ y reemplazando se tiene: Despejando de FA
=
2) Determ Determinació inación n de grave gravedad dad especí específica fica (Ge)
a) Alimentación Empleando la siguiente relación. GPM = 18,347277 x TMSPD % sólidos x D p
b) Gravedad específica en el relave: CuS 2 2 = 480,549 x 0,003 = 1,44 TM → 0,299% x 4,2 = 0,0126 = 479,109 → 99,700% x 2,7 = 2,6920 Ge Relave = 0,0126 + 2,692 =2,705 gr/c c
GPM = 18,347277 x 500 = 9173,6385 = 194,956 36,1 36,196 96 x 1,30 1,30 47,0 47,054 548 8 b) Relave GPM = 18,347277 x 480,549 = 8816,766 = 185,2 42 36,612 36,612 x 1,30 1,30 47,596 47,596 c) Concentrado GPM = 18,347277 x 19,451 = 356,8728 = 10,118 gal 28,262 x 1,248 35,271 min
c) Gravedad específica del concentrado: 19,451 x 0,44 = 8,560 TM --> 0,44% x 4,2 = 1,848 19,451 - 8,560 = 10,891 TM --> 0,56% x 2,7 = 1,512 Ge Concentrado = 1,848 + 1,512 = 3,360 gr/cc
5)
Cállculo del número de celdas Rougher Cá Aplicamos la siguiente relación: NC = VC x t = 1440 x VC x K Donde: V C C = Volumen de pulpa Alimentado en m³/día V K K = Capacidad de cada celda en m³ K = Proporción del volumen neto (75 - 85%) t = Tiempo de flotación
a) % de sólidos
100G 100 G e −1000 FA G e− 1 100 ×2,705 1300−1000 % S = =36,612 2,705− 1 1300 100− 36,612 Cantid Cantidad ad deagua = × 480,549 36,612 ...= 831,996 m3 H 2 O por día ... =
b) Agua en el concentrado Agua en el concentrado = Agua Alimentación - Agua Relave – Determinación del agua en la alimentación.
% S =
VC = 193,956 gal x 0,003785m³ x 60min x 24 h = 1062,588 m³ min 1 gal 1 h 1 día día VK = 100 ft³ x
100 × 2,759 1300−1000 =36,196 % 2,759− 1 1300
H 2 O alimentaci alimentación ón =
100000× 3,360 = 1247,669 gr 1247,669 gr / L 28,262 1−3,360100×3,360
4) Det Determ ermina inació ción n de Flu Flujos jos
a) En la alimentación 480,549 → 96,1 % x 2,7 = 2,595 19,451 → 3,9 % x 4,2 = 0,164 Ge Alimentación = 2,595 + 0,164 = 2,759 gr/cc
3) Ca Calc lcul ulo o de agu aguaa en re rela lave ve
H 2 Concentrado = 881,370 - 831,996 = 49,374 m³/dí a 2O % Sólidos en concentrado. 19,45149,374=68,825TM Pulpa 19,451 % S = ×100= 28,262 % 68,825
0,028317
x m³ = 2,8317
1062,588 x 12 1440 x 2,8317 x 0,8
NC =
100−36,196 × 500 36,196
1 ft³
N C C = 3,908 = 4 celdas Rougher
3
...=881,370 m / día
6)
7)
BalanceMetalúrgico PRODUCTOS
PESO TM
% TM
LEY TM Cu
CONT. MET. TM
DISTRIB.%
CABEZA
500,000
100,00
2,00
10,00
100,0
CONCENTRADO
19,451
3,89
44,0
8,56
85,6
RELAVE
480,549
96,11
0,3
1,44
14,4
100,00
2,00
CAB. CALC. 500,000 R = 44(2 - 0,3) X 100 = 85,6% 2(44 - 0,3)
Reactivos de flotación
10,00 Modificador: Cal. pH Flotación: 10 – 11
Colectores: Serie Xantatos Promotores: Promotor 404 AR - 1404 Espumantes: Dow Froth 250 Frother 210
Alejandro Huapaya Sánchez
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8)
Diagrama de Flujo
9)
Balance para celdas Rougher
Alejandro Huapaya Sánchez
FLOTACION
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FLOTACION
En la pulpa que se alimenta a un circuito de flotación de una planta que trata 2000 TMD de mineral de cobre se tiene los siguientes datos: Capacidad de celda 500 ft³ Densidad 1300 gr/L Especie mineralógica Bornita (Cu 5FeS4) de 2,80 de peso específico Tanque de acondicionamiento de 8' 10' alto. Tiempo de flotación 5 minutos. Proporción de volumen (K) = 85%. Ley de concentrado de cobre 32% Ley de relave 0,30% cobre. Consumo de Z-6, 300 litros al 5% por día. Peso de concentrado = 200 TM. peso relave 1800 TMD.
CALCULAR
a) % de Sólidos de la pulpa de alimentación. b) Cálculo del tiempo de acondicionamiento en minutos. c) Número de celdas. d) Peso de concentrado en TM/h. e) Peso de Relave en TM/h. f) Radio de concentración. g) Consumo de reactivo en Kg/TM de mineral y en cc/TMS.
SOLUCION: a) % de de sólid sólidos os de la la pulpa pulpa de alim aliment entació ación: n: P = W - 1 x 100... 100... (1); K = 2,80 - 1 = 0,643 WK 2,80 P = 1,30 - 1 x 100 = 35,889 ≈ 35,90% 1,30 x 0,643
b) Cál Cálcul culo o del del tiemp tiempo o de aco acond ndici iciona onamie miento nto.. t = Vv x 1440.... (2) Vv =Volumen del tanque m³ Vc Vc= Volumen de pulpa alimentada. Vv = π r²h = 3,1416 x (4)² x 10 = 502,656 ft³ Vv = 502,656 502,656 ft³ x (0,3048)³ m ³ =14,234 m³ ft³ Pero K = 85% del volumen del tanque Vv = 14,234 x 0,85% = 12,099 ≈ 12,10 m³
2) Cálculo del volumen de pulpa de alimentación Vpulpa = Vsólidos + Vagua
M = 4284,28 x 10 = 2,626 → 3 celdas 1440 x 14,158 x 0,80 K = c -t f-t
d) Cál Cálcul culo o de de la Ley de cabe cabeza: za: 2000 = 200 + 1800 F x f = 200 x 0,32 + 1800 x 0,030 2000 f = 64 + 54 f = 118 x 100 = 5,5% Cu 2000 K = 32 - 0,30 = 31,7 = 6,096 5,5 - 0,30 5,2
f) Radio de concentración
D = 100 - P = 100 - 35,90 = 1,785 TM de H2O P 35,90 TM de mineral Volumen de los sólidos: 2000 = 714,28 m³/día 2,80 Volumen de H2O será: 2000 x 1,785 = 3570 m³ Vol de pulpa = 714,28 + 3570 = 4284,28 m³/día Reemplazando en (2) tenemos: t = 12,10 m³ 1440 min/día = 4,066 min 4284,28 m³/día t = 4,10 minutos.
c)
VK = 500 ft³ x (0,3048)³ m³/ft³ = 14,158 m³
R = 32(5,5 - 0,30) x 100 = 166,40 = 95,44% 5,5(32 - 0,30) 174,35
g) Co Cons nsum umo o de de react reactiv ivo: o: Kg = 10 x 300000 x 5 = 0,007 0,0075 5 Kg/T Kg/TM M TM 2000000000 cc = cc x 1000 = 300000 x 1000 = 0,15 cc/ cc/Kg Kg Kg P 2000000000 = 0,15 cc x 1000 Kg = 150 cc Kg 1 TM TM
Número de celdas: M = Vc t 1440 VK K Vc = 4284,28 m³ K = 80% = 0,80
Alejandro Huapaya Sánchez
t = 5 x 2 = 10 minutos
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