FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DE LA FLOTACION DE MINERALES
Ing. Msc. Oscar Apaza Mendoza
Blog Los Metalurgistas: Recursos para estudio
FLOTACION FLOTACION DE MINERALES MINERALES : SULFUROS Y OXIDOS TEMARIO VIII
FLOTACION FLOTACION DE MINERALES MINERALES : SULFUROS Y OXIDOS TEMARIO VIII
CONTENIDO TEMARIO VIII 1. 2. 3. 4. 5. 6.
FLO FLOTACIO ACION N DE SUL SULFU FURO ROSS DE COB COBRE RE FLOT FLOTAC ACION ION SELEC SELECTIV TIVA A COBRECOBRE-MOL MOLIBD IBDENO ENO FLOT FLOTAC ACION ION BULK BULK Y SELEC SELECTIV TIVA A CU-PB CU-PB Y ZN-F ZN-FEE FLOT FLOTAC ACION ION SELEC SELECTIV TIVA A PB-ZN PB-ZN Y CU-Z CU-ZN N FLOT FLOTAC ACION ION DE ORO ORO Y PLAT PLATA FLOT FLOTAC ACION ION DE DE OXID OXIDOS OS DE DE PLOM PLOMO O Y DE COBR COBREE
FLOTACION DE SULFUROS DE COBRE
SULFUROS DE COBRE Mineral
Composición
Color
Yacimiento
Calcopirita
FeCuS2
Amarillo Latón
Calcosina o Calcosita
Cu2S
Gris azulado.
Covelina o Covelita
CuS
Azul a Celeste
Bornita
FeCu5S4
Rosa café a naranja
Digenita
Cu9S5 (puede contener Azulado, gris As) azulado.
Tenantita
(Cu3AsS3,25 puede contener Fe, Zn, Ag)
Gris. Usualmente tinte azulado.
Enargita
Cu3AsS4
Gris rosado, Café rosa pálido
Hediondas, el Indio, Guayacán
Idaita
Cu3FeS4
Rojo anaranjado.
Mantos Blancos, Veta Sol, Punta del Cobre, Chuquicamata.
Presente en numerosos yacimientos.
Salvador, Chuquicamata, Andina, el Teniente
SULFUROS DE COBRE
Calcopirita
Calcosina
Covelina
Bornita
Digenita
Enargita
FLOTACION SULFUROS DE COBRE
En este proceso se obtiene el concentrado .
Reactivos:
Espumantes. Colectores. Depresantes. Otros aditivos. Celdas de Flotación
FLOTACION DE LA CALCOPIRITA
FLOTACION DE COBRE-ESPUMAS EN REMOCION
FLOTACION COBRE: PLANTA CANDELARIA CHILE Condiciones de operación planta industrial: Capacidad de tratamiento Mineral de Cobre Ley Cabeza Consumo Reactivos
: 100,000 TMD (Proyección 120,000 TMD) : Calcopirita, Molibenita : Cu: 1,13%, Mo 0.025% : 27 g/t Xantoformiato (Prinicipal) 13 g/t Xantato Isopropílico de Sodio (Secundario) 12 g/t MIBC (Espumante)
Consumo de Cal
: pH 11,0 (1,00 kg/t) Flotación Primaria pH 12,4 (0.58 kg/t) Etapa Limpieza
CIRCUITO DE FLOTACION COBRE: MINERA CANDELARIA Relave final Alimentacion
Flotacion Rougher
Flotacion Scavenger
Flot. 1er cleaner Conc. final Molino vertical
Flot. 2do cleaner
CAMBIO DE ESQUEMA DE REACTIVOS EN CUAJONE Con los mejores resultados de esta primera fase a nivel Laboratorio y sin mayores inversiones de capital se consideró implementar la segunda etapa de evaluación a nivel de planta con las siguientes condiciones en la Flotacion Rougher de cobre: Colector primario AP-5547, Colector secundario PAX, Espumante primario F-507 y Nuevo pH 9.0- 9.5. Los reactivos anteriores y el PH empleados fueron: (PH:11, SF114(colector primario), F-7518(espumante primario) y F-523(espumante secundario). La reducción de costos y mejora de la eficiencia de planta serían posibles con la implementación de éstas nuevas condiciones de operación. El beneficio final esperado era el incremento de recuperación de cobre en 0.5% y 1% de moly, reducción del consumo de cal por menor pH en Flotación Rougher.
Los resultados de la aplicación industrial de las nuevas condiciones de operación durante todo el 2003 indicaron: 1. Incrementos de recuperación de Cobre y Molibdeno en el orden de +1% y 4% respectivamente. 2. El consumo de cal para el 2003 fue de 1.037Kg/tm ( pronóstico del plan de Desarrollo fue de 1.00 Kg/Tm), respecto a 2 Kg/Tm del 2002, originando un ahorro de US$1’424,422 (Pronóstico del plan US$ 1’426,459).
CONCENTRADORA TINTAYA COBRE CAMBIO DE ESQUEMA DE REACTIVOS
antes
actual
Xantato Isobutilico Na 70gr/TM -Ditiofoafato de Na 40gr/tm -Dow froth 250/A.Pino 30gr/TM -Isopropil etil tionocarbamato -15gr/TM 10 “ Dialquil xantoformiato -15 “ Frother F-501 de ORE PREP --
CINETICA DE FLOTACION COBRE: Pruebas de tiempo de retención y cinética de flotación CINETICA DE FLOTACION MINERAL TINTAYA 100 90 80 n ó i70 c 60 a r e p50 u c40 e R 30 % 20 10 0
P80=280Mic P80=200 Mcr P80=140Mcr P80=95Mcr. ACTUAL PLANTA 15.4 min. 0
1
NECESARIO
2 4 8 Tiempo flotación laboratorio (min.)
16
CONCENTRADORA TINTAYA COBRE Performance de colectores seleccionados con mayor rendimiento EVALUACION DE COLECTORES
93 92 91
n ó i 90 c a r 89 e p u 88 c e R 87 %
Ditiofosfatos+xantato I.E.Tionocarbamato A-3894 A-7518 D.A.Xantoformiato
86 85 84 10
20
Gr/TM
40
CONCENTRADORA TINTAYA COBRE Performance de espumantes seleccionados con mayor rendimiento H 7.5 ESPUMANTE
D-250/A.Pino F-515 MIBC D-250 A. PINO F-501* ER-400T
FORMACION ESP. min
MOLIENDA:
16% +65 MALLAS
% Cu ROUGHER
%+100 Mesh ROUGHER % Recu Cu CONCENTRADO
5.1 5.3 4.2 4.4 5.3 4.1 5.4
* Soporta bajos pH de flotación.
12.80 13.10 14.33 13 12.13 12.69 13.15
23.48 24.51 19.11 20.81 23.92 21.34 20.81
P80 145Micrones
87.91 89.49 88.24 89.35 84.70 89.91 85.15
CONCENTRADORA TINTAYA:RECUPERACION VS RELAVE
EVOLUCION DE RECUPERACION Y LEY RELAVE 90
0,31
89
0,28
n o i c 88 a r 87 e p u 86 c e R 85 %84
83
0,25 e v
a l 0,22 e r u 0,19 C 0,16 %
Recup.%Cu
0,13
Relave%Cu 8 9 ' b e F
8 9 ' r a M
8 9 ' r b A
8 9 ' y a M
8 9 ' n u J
8 9 ' l u J
8 9 ' o g A
0,1
Balance agua Conc.
Circuito de concentración flotación de minerales de Cu
CIRCUITO DE FLOTACION COBRE: MINERA MANTOS BLANCOS
FLOTACION SELECTIVA COBRE-MOLIBDENO
Separación selectiva La separación selectiva de especies de interés más común en minerales sulfurados de cobre corresponde a aquella que se realiza para separar calcopirita de molibdenita. Esta separación se lleva a cabo en una etapa de flotación selectiva a la cual entra como alimentación el concentrado generado en la etapa de flotación colectiva (Cu-Mo). En la flotación selectiva se deprime la calcopirita para flotar sólo la molibdenita. Esto porque su mayor flotabilidad (flotabilidad natural) y porque se encuentra en menor cantidad. En este caso tanto el concentrado como el relave de la planta de flotación están constituidos por especies de interés.
F lotación Depresión de calcopirita (flotación selectiva Cu-Mo) : En flotación selectiva se deprime el cobre (calcopirita) y se flota la molibdenita. Calcopirita no es muy sensible a la adición de cianuro como depresante
comparado con la pirita. Se deprime con la adición de sulfuro de sodio o sulfhidrato de sodio (NaSH). La flotabilidad de la calcopirita se puede reducir al disminuir el potencial
electroquímico de la pulpa (se inhibe la adsorción de colector). Flotación con nitrógeno para controlar el potencial. Flotabilidad natural de molibdenita se acentúa agregando fuel oil.
Separación selectiva Existen especies mineralógicas que afectan negativamente las etapas separación selectivas. Dentro de éstas destacan: Arcillas (Montmorillonita, Chamosita, Caolinita, Ilita, etc.) ● Enargita ● Pirita ● Arsenopirita ● Minerales de Plomo ● Selenio ●
●
Magnetita
de
Separación selectiva ●
Pirita
La pirita (FeS2) se encuentra típicamente acompañando a minerales sulfurados de cobre, plomo y cinc, al oro y a la plata y constituye una de las principales impurezas. La presencia de sulfuros de hierro convierte a la mena en acídica (disminuye el pH) con la producción de sulfatos e hidróxidos de hierro, plomo y cinc, los cuales afectan la superficie de los minerales de plomo y cinc. Las sales disueltas tales como sulfato ferroso generan un consumo mayor de reactivos (xantato, cianuro). Por otra parte concentrados de oro con pirita retardan o inhiben la transformación del oro metálico a solución.
F lotación
Depresión de pirita : pH alcalino (9-12) deprime la pirita (regulado con cal por razones económicas). pH alto previene la oxidación del xantato a dixantógeno. A estos pH la superficie de la pirita estará cubierta de hidróxido férrico. La adición de cianuro (NaCN) ayuda en la depresión de pirita. Formación de un complejo Fe-CN insoluble por medio de un mecanismo
electroquímico. Cianuro además desplaza xantato ya adsorbido en pirita.
Modificadores de pH • Efecto del pH en flotación de pirita
Separación selectiva ●
Arcillas
La presencia de arcillas en los minerales afectan nocivamente las distintas etapas del procesamiento de minerales (conminución, flotación y separación sólido – líquido). Dentro de las arcillas que se encuentran asociadas a los minerales de cobre destacan la Montmorillonita, la Chamosita, la Caolinita y la Ilita. Presencia de arcillas en minerales de cobre
Bulatovic et al.
Sep Se par aci ón sele leccti va La presencia de minerales arcillosos afecta la flotación de minerales de Cu/Mo en diversas formas: Reduce la selectividad y recuperación , esta última debido a la formación de una capa de lamas arcillosas que recubre las partículas y a las burbujas de aire impidiendo la unión partícula - burbuja. Aumenta el consumo de reactivos de flotación por afinidad de estos con las arcillas y el consumo de otros reactivos, para contrarrestar los efectos perjudiciales de los minerales arcillosos. Generación de espumas de mala calidad que afectan la recuperación. El tipo de espuma formada depende del tipo de arcilla; la montmorillonita y chamosita produce espuma fina, muy inestable que colapsa constantemente y desaparece rápidamente, aún con dosis alta de espumante. La caolinita y la ilita producen en un comienzo una espuma seca sin la textura de burbujas. Luego de remover esta espuma inicial, las burbujas crecen y transportan gran cantidad de lama al concentrado. Arcillas de tipo hidróxido de fierro destruyen completamente la espuma.
Sep Se par aci ón sele leccti va Espumas de buena y mala calidad:
Sep Se par aci ón sele leccti va Producción de gran cantidad de lamas que son transferidas al concentrado afectando la ley (calidad) de éste.
En presencia de minerales arcillosos se pueden buscar efectos compensatorios: La densidad de pulpa o porcentaje de sólido en la flotación El uso de dispersantes El deslame antes de flotación El tipo de espumante
Densidad de pulpa o porcentaje de sólido en la flotación La disminución del porcentaje de sólido tiene un efecto positivo en la recuperación de cobre, en especial en rocas porfíricas y andesíticas, y presencia de arcilla tipo ilita caolinita, montmorillonita, y chamosita.
Separación selectiva Uso de dispersantes La adición de dispersantes mejoraría la flotación de minerales con contenido de arcillas, dentro de estos encontramos: Quebracho Daxad
(ácido tánico)
19 (compuesto orgánico: sal de sodio de ácido alkilnaftaleno sulfonico)|
SHQ
(mezcla de Silicato de sodio Na 2SiO3: Calgon glass: Quebracho a razón 40 : 40 : 20). El
sulfuro de sodio (Na2S*H2O) es de particular interés pues reduce el consumo de colector al adsorberse en la superficie de las arcillas y actúa como dispersante. Su uso además minimiza el efecto negativo del aumento de pH sobre la recuperación.
Separación selectiva Deslame antes de la flotación La eliminación de las arcillas antes de la flotación mediante lavado y deslame del mineral produciría un aumento en la recuperación, particularmente para aquellos casos donde hay presencia de arcillas del tipo montmorillonita y chamosita.
Tipo de espumante La selección del espumante juega un rol importante en la flotación con presencia de minerales arcillosos. La recuperación de cobre aumentaría al utilizar la mezcla de espumantes MIBC/aceite de pino. La mejora más significativa en la recuperación se alcanzaría utilizando espumantes que se comporten bien sobre un amplio rango de pH.
Separación selectiva ●
Enargita
El arsénico es una de las impurezas frecuente de encontrar en concentrados de cobre en algunas plantas chilenas. Típicamente el arsénico se presenta en los concentrados de cobre como enargita (Cu3AsS4), que contiene un 50% de Cu, 20% As y 30% S, también es posible encontrarlo, pero en menor cantidad, como tenantina (Cu, Ag, Fe, Zn)12 As4S13. Los concentrados de cobre que se producen y contienen enargita o tenantita pasan a la etapa de fundición llevando altos contenidos de arsénico, el cual durante el tratamiento pirometalúrgico se pierde en la etapa de limpieza de gases y purificación electrolítica ocasionando graves daños ambientales. Controlar la enargita es complicado, se sugiere el uso de colectores tipo ditiofosfatos y el control del potencial electroquímico en la celda de flotación.
Separación selectiva
●
Magnetita
La presencia de magnetita en los concentrados de cobre se considera indeseable pues en forma sólida origina perturbaciones en el proceso de fundición de concentrados, causando principalmente una reacción con el CuS de la mata originando la flotación de partículas de la misma. Su punto de carga cero (PCC) es a pH 6,5, por lo tanto si se está trabajando con reactivos del tipo xantato, se debe operar a pH por sobre este valor para evitar la adsorción de colector sobre este óxido (Fe 3O4)
Menas Complejas de Cobre • Los minerales de cobre frecuentemente están asociados minerales de fierro, molibdeno, zinc, plomo, níquel, cobalto otros metales como oro y plata.
a y
• Desde un punto de vista económico, de calidad de producto y ambiental respecto de los procesos, cada sulfuro se debe proceder a separar y concentrar mediante una flotación selectiva. • Menas complejos de cobre de mayor ocurrencia:
Minerales complejos cobre - molibdeno
Minerales complejos cobre - zinc - plomo.
Minerales complejos cobre - níquel
Minerales complejos cobre - cobalto
Flotación Cobre - Molibdeno • Pertenecen mayoritariamente a yacimientos porfídico.
de cobre
• Práctica industrial:
Flotación colectiva: flotación conjunta de sulfuros de cobre y molibdeno respecto de pirita y sílice: se obtiene un concentrado mixto de cobre molibdeno.
Flotación selectiva: se procesa el concentrado mixto en una flotación para conseguir la separación de los sulfuros de cobre y de molibdeno.
Flotación Cobre - Molibdeno • Resultados globales de flotación primaria: Ley, % Cobre
Mineral alimentación Concentrado
Recuperación, %
Molibdeno
0,7 a 1,3
0,01 a 0,15
20 a 30
0,3 a 1,5
Cobre
80 a 90
Molibdeno
70 a 85
Flotación Cobre - Molibdeno • La flotación selectiva o diferencial que predomina industrialmente es la flotación de molibdenita (MoS2), natural, su carácter de flotabilidad aprovechando depresando los sulfuros de cobre. • La molibdenita tiene una estructura laminar por capas, lo que presenta sitios bordes y caras:
Los sitios bordes son hidrofílicos y
Las caras son hidrofóbicos
Como el mayor contacto de las partículas de molibdeno las burbujas son las caras, la molibdenita presenta una flotabilidad natural.
por
con alta
FLOTACION DE LA MOLIBDENITA La molibdenita es el principal mineral del cual el molibdeno es recuperado. Se estima que hoy en dia mas del 98% del molibdeno proviene de esta fuente. La molibdenita esta finamente diseminada en la ganga y su concentracion en estas rocas es muy baja entre 0,005% y 0,5% Mo ademas esta se encuentra a menudo acompañada de otros minerales, tales como calcopirita, bornita, calcocita, pirita, bismutita, etc. Durante la flotacion convencional o colectiva, la molibdenita flota junto con tales minerales sulfurados alcanzando leyes de molibdeno en el concentrado final del orden de 0,4% a 0,8%. Para llevar a cabo la flotacion selectiva, el mineral previamente es reducido de tamaño (chancado y molienda), hasta tener un grado de liberacion, que fluctua entre 40% a 70% menos 200# en la molienda. Luego el mineral es acondicionado con soda caustica a un pH de 8,5 a 10; ademas son adicionados colectores y espumantes para la flotacion selectiva de especies minerales. Basicamente, dos casos deberÌan ser distinguidos: 1. Cuando el molibdeno es separado de minerales, en donde solamente este es el componente de valor economico y 2. Cuando el molibdeno es separado de minerales, en donde este es el menor
constituyente del mineral, como subproducto de un mineral Cu-Mo.
FLOTACION DE LA MOLIBDENITA En el primer caso la molienda puede ser considerablemente gruesa, tIpicamente alrededor de 40% menos 200#, ya que la molibdenita es un mineral muy flotable, y medianamente con cuarzo deberia flotar sin esfuerzo aun cuando el porcentaje de molibdenita sea muy bajo. En estos casos, generalmente es usado un hidrocarburo como colector, tal como el kerosene, aceite combustible o algun tipo de aceite para lamparas (derivados del petroleo), los cuales son preferidos para tal efecto como colectores no-polares. Para evitar problemas asociados a la dispersion y disolucion de tales hidrocarburos en la pulpa, se usa a menudo un emulsificador, que es adicionado para evitar este tipo de problemas. El espumante comunmente usado es el aceite de pino, el cual tambien tiene propiedades de colector para la molibdenita, o algunos alcoholes tales como el MIBC. La intencion de llevar a cabo primero la flotacion primaria (rougher) con un mÌnimo de molienda, es reducir el volumen de material y, de esta manera, el costo de la molienda. Luego, el concentrado es remolido y reflotado, cuantas veces sea necesario, hasta obtener una ley requerida y adecuada en el concentrado final (sobre40% Mo), alcanzada por la eliminacion de los materiales de ganga y otras impurezas que pueden estar presentes. Los circuitos de las plantas de molibdeno se caracterizan por tener un gran numero de etapas de limpieza (5-8 etapas), puesto que la ley de molibdeno debe subir desde alrededor de 0,4% hasta sobre 40% en molibdeno(mineral primario) y sobre 85-95% (mineral subproducto-
FLOTACION SELECTIVA CU-MO:DEPRESION DEL COBRE CON CNNa y NaHS Dado la serie de complejos formados con el cobre, se estima que el complejo m·s probablemente formado es el Cu(CN)3 -2, esto indica teoricamente un consumo de 2,32 kg de NaCN por kg de cobre disuelto, si no ocurren reacciones literales; la formaciÛn de ferricianuros tambiÈn provocan un fuerte consumo de cianuro. 2 CuFeS2 + 20 CN- ===> 2 Cu(CN)3 + 2 Fe (CN) + 4 S2 + (CN)2 El efecto del oxigeno: En el sistema estudiado, la accion del oxigeno es moderado, oxidando los iones S-, HS- productos de las reacciones: DEPRESION DEL Cu-CNNa Cu2S + 6 CN- + H20 ===> 2Cu(CN)3 + HS- + OH2 CuFeS2 + 20 CN- ===> 2Cu(CN)3 + 2Fe(CN) + 4S= + (CN)2 Es sabido que la depresion de los sulfuros de cobre con reactivos sulfurosos, depende fundamentalmente de la concentracion de iones HS- en la solucion, ya que ellos son los responsables directos de la desorcion del xantato desde la superficie del mineral Sulfurado.Los xantatos se adsorben en la superficie de los sulfuros de Cobre a la forma de Xantato cuproso quimisorbido y dixantogeno adsorbido fÌsicamente. La desorcion del xantato desde la superficie del mineral hacia el seno de la solucion se producirÌa principalmente desde la sal cuprosa CuX, por desplazamiento quÌmico para formar sulfuro de cobre que es mas estable, y en menor grado por la reduccion del dixantogeno X2. Luego las reacciones que rigen el fenomeno son las siguientes: DEPRESION DEL Cu-NaHS CuX + HS-
+ OH-
CuS + H2O + X- + e-
2 X2 + HS- + 3/2 H2O
4 X- + 1/2 S2O3= + 4 H+
Flow Sheet Concentradora Cuajone PLANTA ACTUAL MINERAL DE MINA
CHANCADORA SECUNDARIA MP-1000 (3)
CHANCADORA PRIMARIA
ALMACENAMIENTO MINERAL FINO ALMACENAMIENTO MINERAL
CHANCADORA TERCIARIA Nordberg HP-700 (7) FLOTACION ROUGHER CELDAS OK-100 (30) Lamas
Molino
De bolas (10)
MOLINO DE
Arenas
REMOLIENDA (4)
ESPESADOR DE RELAVES 425’ (3) HI-RATE ESPESADOR 140’ (1)
MOLINO 16.5 x 20 (8) MOLINO 20 x 33.5 (2)
A PLANTA CELDAS COLUMNAS (6)
LIMPIEZA SCAVENGERS
MOLINO VERTICALL (1) COLA FINAL Bombas de Agua Recuperada (6)
ESPESADOR DE CONC. de Cu 160’ dia (1)
ESPESADOR CONC. Cu - Mo 160’ Dia (1) ATANQUES ENVEJESIMIENTO (3)
Conc. De Cobre A Fundición
SECADOR
(2)
Almacenamiento De Concentrado
FILTER (4) FILTER DE PRESION(1)
COLA FINAL
Flotación Rougher 1ra-8va Limpieza
SECADOR (2) TANQUE LIXIVIACION
Concentrado de Cobre
(3)
Flotación Rougher (Celdas OK-8) 300-cu.ft. (6)
FILTRO (2) Conc. Moly a Puerto Ilo
LEYENDA MINERAL DE MINA CONCENTRADO CONC. COBRE MOLY CONC. COBRE CONC. MOLY COLAS AGUA
BALANCE DE FLOTACIÓN BULK Cu-Mo Concentradora CUAJONE
Ensayes
Contenido Metálico Peso Total
Producto
(TMSPD) % Cu
Alimento
Concentrado Bulk
% MoS2
% Fe
Cu T
MoS2
Fe
0,90
0,015
3,15
820,80
13,68
2872,80
91,200.00
28,00
0,354
28,55
732,21
9,25
746,60
2,615.05
0,10
0,005
2,40
88,59
4,43
2126,20
88,584.95
Cola
Rec. Cu: 89,2%
R.C.: 34,875
Flotacion Primaria (Rougher)- Circuito Molibdeno CONCENTRADORA CUAJONE
CONCENTRADO MIXTO Cu : 29,5 % Mo : 0,35 % Pozo Emergencia Nro1 Espesador Nro2 Concentra do Acondicionador de 220 M3
NaSH
Cajjon 29
Cajjon 19
NaSH
CONCENTRADO COBRE A ESPESAMIENTO
WEMCO selladas Rougher 6x500 Pie3
Colas Rougher
NaSH
WEMCO selladas Rougher 10x300 Pie3
COLA PRIMERA LIMPIEZA
Gas
Cortador automa·tico A PRIMERA LIMPIEZA
Circuito de limpiezas Molibdeno-CONCENTRADORA CUAJONE 2da. LIMP.
CONCENTRADO CONCENTRADOPRIMARIO PRIMARIOROUGHER ROUGHER
COLA PRIMERA LIMPIEZA A CABEZA ROUGHER
3 Celdas Wemco 500 PiÈ3 Repaso 2da Limpieza
5 Celdas Wemco 500 PiÈ3 1era LIMPIEZA
NaSH NaSH
CONCENTRADO CONCENTRADO MOLIBDENO MOLIBDENO
Mo Mo: 46 : 46%%CuCu: 5,0 : 5,0 %%
2da. 2da. LIMP. LIMP.
3ra. 3ra. LIMP. LIMP. Espesador Nro2
BALANCE DE FLOTACION DE MOLIBDENO Concentradora CUAJONE
Ensayes
Contenido Metálico
Peso
Producto
Total %MoS2
%Cu
% Fe
%MoS2
CuT
Fe
(TCSPD
Alimento
0,354
28,00
28,55
9,91
784,00
799,40
2800,00
Concentrado MoS2
90,43
1,10
2,40
8,52
0,10
0,23
9,43
0,05
28,09
28,64
1,39
783,90
799,17
2790,57
Cola
Rec. MoS2: 86.07% RC: 297
MOLIBDENITA EN CUARZO Y PURA SIN PROCESAR
Flotación Cobre - Molibdeno
Flotación Selectiva de Molibdeno: Para
depresar
los sulfuros
de
cobre
se
presentan
diferentes métodos, dependiendo del comportamiento de los sulfuros de cobre, fierro y arcillas, los más relevantes son: 1.
Deprimir los sulfuros de cobre con Na 2S y NaSH
2.
Depresión de sulfuros de cobre con ferrocianuro
3.
Depresión de sulfuros de cobre con el reactivo de
Nokes (LR-
744) 4.
Tratamiento del concentrado colectivo con vapor saturado.
Flotación Cobre - Molibdeno
Flotación Selectiva de Molibdeno: 1. Deprimir los sulfuros de cobre con Sulfuro de Sodio (Na2S) y Sulfidrato de Sodio (NaSH) y flotar la molibdenita con (petróleo diesel).
El Na2S remueve todo el colector presente, inclusive a la molibdenita,
que
aún
en presencia
el adherido
de éste
flota.
La
molibdenita no necesita colector.
Al utilizar NaSH se emplea nitrógeno como gas para ahorrar
en
reactivo
de
depresor,
pues
bloquea
la
reacción
catalítica
descomposición del NaSH.
Cuando
la
molibdenita
está
parcialmente
oxidada
recubrimiento de MoO 3, se utiliza (NH 4)2S como colector.
con
un
Flotación Cobre - Molibdeno
Flotación Selectiva de Molibdeno: 2. Depresión de sulfuros de cobre con ferrocianuro, la molibdenita se flota con petróleo diesel. En algunos casos se adiciona cianuro de sodio. 3. El empleo del reactivo de Nokes (LR-744), a base de pentasulfuro de fósforo e hidróxido de sodio. Es un depresor eficiente de todos los sulfuros con excepción de la molibdenita, la molibdenita se flota con hidrocarburos (petróleo diesel). En algunas operaciones, además, se adiciona cianuro de sodio.
Flotación Cobre - Molibdeno
Flotación Selectiva de Molibdeno: 4. Tratamiento del concentrado colectivo con vapor saturado para inhabilitar y lavar los reactivos de flotación, además de alterar la superficie de los sulfuros, la molibdenita se flota con un espumante, como el aceite de pino.
Flotación Cobre - Molibdeno Flotación
selectiva de Molibdeno:
En la práctica industrial la flotación selectiva se complementa con operaciones de lixiviación del cobre contenido en el concentrado de molibdenita. Esto con el fin de obtener un producto comercial de mayor valor agregado, con una ley de cobre adecuada, pero logrando en la etapa de flotación selectiva mejorar la recuperación de molibdenita: • Minera Los Pelambres • División Andina de Codelco Chile.
CIRCUITO DE FLOTACION CU-MO: MINERA LOS PELAMBRES
FLOTACION FLOTACION DE LA MOLIBDENITA:Cu-Mo
celdas neumáticas Concentrado Cu-Mo TK 10
Concentrado Cu TK 12 TK – 13 Celdas neumáti Siemens S
ca
27 Celdas Rougher 300 pies3 c/u Celdas neumáticsa G-cell G-22 G
18 Celdas 1ra Limpi eza 300 pies3 c/u
TK – 55 ESPESADOR 75`
TK – 10
A CONCENTRADUCTO
4 Celdas Wemco Inert Gas 300 pies3 c/u
1 Vertimill 150 HP 2da Limpieza 1Celdas Columna 1.8m x 14m
3ra Limpieza 1Celdas Columna 1.6m x 14m
TK – 10 TK – 56 ESPESADOR 50`
A PLF
Flotación Selectiva Selectiva Cobre - Molibdeno •
Aplicación Industrial en Chile: Andina CONCENTRADO MIXTO Cu : 30,0 % Mo : 0,5 % POZO TRABAJO ESPESADOR Nº2 Acondicionador 220 M3
NaHS :10
CONCENTRADO DE COBRE A FILTRACION
Rougher
NaHS
Rougher Colas Roug her
NaHS:
1a Limpieza HIGHT CAP
Delkor NaHS
15 pies
NaHS 2da.
LI MP.
CONCENTRADO MOLIBDENO Mo : 50 % Cu : 4,0 %
Tk 3
Tk 2
3ra.
LIMP.
Tk 1
Espesador Nº2 EIMCO 11 pies
Circuito Flotacion Bulk Cu-Mo
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: Andina • Desde la Planta Concentradora, el concentrado colectivo (30% de Cu y 0,5% de Mo) previamente espesado es conducido por tuberías a la Planta de Flotación Selectiva. • Las etapas consideradas en la flotación selectiva son: – acondicionamiento – flotación primaria – tres etapas de flotación de limpieza y – dos etapas de espesamiento intermedias.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: Andina • En un estanque de 120 lleva a un estanque adiciona NaHS.
m3 se ajusta el pH con H 2SO4 y se de acondicionamiento donde se
• La pulpa acondicionada alimenta a la flotación primaria: compuesta por 2 líneas de celdas Wemco selladas , una formada por 6 celdas de 500 pie 3 (tres bancos con arreglo 2, 2 y 2 celdas), y otra formada por 10 celdas de 300 pie 3 (tres bancos con arreglo de 2, 3 y 5). • El relave rougher forma el concentrado final de cobre y pasa a un estanque que alimenta a la etapa de filtración.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile:
Andina
• El concentrado rougher alimenta a la flotación de limpieza, formada por tres etapas que se realizan en celdas convencionales y 2 columnas de diferente capacidad dependiendo de la etapa de limpieza. • La primera limpieza se realiza en una línea de 8 celdas Wemco selladas de 500 pie 3 (tres bancos con arreglo 3, 3 y 2). • El relave 1ª limpieza alimenta un espesador Delkor H-C de 15 pies, la descarga de éste es enviado a la etapa rougher.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: Andina • El concentrado 1ª limpieza alimenta la 2ª limpieza. • Esta etapa se realiza en una columna de sección circular de 0,6 m2 y 13 m de altura. El relave 2ª limpieza, retorna a la 1ª limpieza y el concentrado pasa a un espesador EIMCO de 11 pies, cuya descarga alimenta a la 3ª limpieza, la que se realiza en una columna de sección circular de 1,5 m2 y 13 m de altura. El relave retorna a la flotación 2ª limpieza y el concentrado forma el concentrado final de molibdeno con ley media de 50% de Mo y de 4,0% de cobre.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: Andina •
La planta de flotación selectiva genera dos productos: 1. un concentrado de cobre con ley media de 30%,
cual luego despacho
del
filtrado
y
acopio
se
entrega
el a
2. un concentrado de molibdeno con una ley media de
50% el que es enviado a la planta Lixiviación Recuperación, donde se elimina parte del cobre que contiene mediante una lixiviación férrica.
y
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno •
Aplicación Industrial en Chile: El Teniente ESPESADOR P-4 Cu - Mo
ROUGHER
Concentrado de Cu a Caletones
1 era LIMPIEZA
SCAVENGER
2 da LIMP
ESPESADOR P-2
3 ERA LIMP
4
ta
LIMP
5 ta LIMP
ESPESADOR P-8
Concentrado de Mo
Mo
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: El Teniente • La planta de Molibdenita está constituida de una flotación primaria y cinco etapas de limpieza. La flotación primaria, la primera y quinta limpieza se realizan en celdas de flotación convencionales y la segunda, tercera y cuarta en columnas. • La etapa de segunda limpieza cuenta con una flotación de barrido que se efectúa en celdas convencionales. • La depresión del cobre se realiza con reactivo de Nokes, LR-744.
Flotación Selectiva Cobre Aplicación Industrial en Chile: El
- Molibdeno Teniente
• El concentrado colectivo alimenta a un espesador cuya descarga pasa a un acondicionador. • Del acondicionador se alimenta la flotación rougher, cuyo concentrado alimenta a la 1ª limpieza. El relave rougher es concentrado final de cobre y va a la Fundición. • El relave 1ª limpieza retorna a la etapa rougher y concentrado espesado alimenta la 2ª limpieza.
el
• El relave 2ª limpieza pasa a una etapa scavenger y el concentrado se une con el concentrado scavenger y alimenta a la 3ª limpieza.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: El Teniente • El concentrado de la 3ª limpieza alimenta la 4ª limpieza el relave retorna a la 2ª limpieza.
y
• La 4ª limpieza se alimenta con concentrado de 3ª limpieza y cola de 5ª limpieza. El concentrado de esta etapa alimenta la 5ª limpieza y el relave se une con los concentrados de 2ª limpieza y scavenger para alimentar la 3ª limpieza.
Flotación Selectiva Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Chile: El Teniente • El concentrado de la 5ª limpieza corresponde concentrado final de Molibdeno, que contiene:
al
– 48% de molibdeno y 3 a 4 % de cobre • El concentrado espesado y filtrado se envía a refinación fuera del Teniente. • La recuperación de molibdeno en esta planta es de aproximadamente 75% y como recuperación general de todo el proceso de concentración la recuperación media es de 56%.
Flotación Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en Rusia: Kazakstan Cabeza: 1,0% Cu / 0,015% MoS2
calcopirita, calcosita, bornita, molibdenita, pirita, cerusita
Tres etapas de chancado cal, reactivos de flotación Dos etapas de Molienda FLOTACION PRIMARIA
Cola Final
Concentrado
Flotación Colectiva
Flotación de limpieza
60% bajo 200 mallas Tyler,
Cola
Concentrado
pH 12.
Molienda
Colector: butil xantato, ditiofosfato.
Segunda Flotación de Limpieza Tercera Flotación de Limpieza Concentrado colectivo de Cu y Mo Espesaje y acondicionamiento Flotación
Flotación Selectiva 45% de sólidos, se acondiciona kerosene y sulfuro de sodio NaS 2 El concentrado primario de molibdeno contiene 1.0% Mo
Cola
Concentrado de Cobre Concentrado
con
Dos flotaciones de limpieza Espesaje molienda y acondicionamiento Tres etapas de flotación
Concentrado de Molibdeno
Flotación Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en EEUU:
Morenci
Cabeza: 1,0% Cu / 0,03% MoS2
Tres etapas de chancado reactivos de flotación
Flotación Colectiva 65% bajo 200 mallas Tyler, se acondiciona con cal. Colector Z-11 y aceite de pino. 23% de Cu, 0.2% de MoS2 y 28% de Fe.
Dos etapas de Molienda
FLOTACION PRIMARIA
Cola Final
Concentrado Acido sulfúrico, ferrocianuro Na Acondicionamiento pH 7,5
Flotación
Cola Concentrado de Cobre
Flotación Selectiva El concentrado primario de molibdeno contiene 0.6% Mo y 36% de Cu. Cola con 23% de Cu y 0.1 de MoS2. Reactivos: polisulfuro de sodio, ácido sulfúrico y cianuro de sodio en la etapa final de concentración para deprimir cobre.
Concentrado de MoS2
Tres flotaciones de limpieza
Espesaje, remolienda y acondicionamiento
Dos etapas de flotación
Concentrado de Molibdeno
Flotación Cobre - Molibdeno •
Aplicación Industrial en EEUU: Esperanza Cabeza:
Flotación Colectiva 90% bajo 200 mallas Tyler Ph 11.5
Tres etapas de chancado
Colector: xantatos etílico y amílinico de potasio e hidrocarburos.
FLOTACION PRIMARIA
Alcohol espumante
metil
amílico
reactivos de flotación Dos etapas de Molienda
como
Cola Final
Concentrado Flotación de limpieza
Cola
Concentrado Espesaje y acondicionamiento Flotación
Cola
Concentrado de Cobre Concentrado Espesaje molienda y acondicionamiento Flotación de limpieza
Concentrado de Molibdeno
Flotación Cobre - Molibdeno Aplicación Industrial en EEUU: Esperanza • El concentrado colectivo se reduce hasta menos se espesa.
200 mallas y
• El concentrado se trata con vapor caliente, para la destrucción de xantatos, y se flota agregando ferrocianuro de sodio para la depresión de los sulfuros de cobre y de fierro. • El concentrado posteriormente pasa por cinco flotaciones adicionales de limpieza para obtener el concentrado final conteniendo de 90% molibdenita. • La cola es el concentrado de cobre con 25% de cobre, 25% de Fe y 14% de insoluble.
FLOTACION BULK Y SELECTIVA COBRE-PLOMO Y ZINC-FIERRO
Flotación Selectiva Cobre - Plomo - Cinc • La mayoría de los depósitos de minerales complejos de cobre-plomo-cinc se presentan en forma de vetas en la roca encajonante, a menudo con cantidades de minerales piríticos. • Los minerales cupríferos más – calcopirita (CuFeS2) – calcosita (Cu2S) – covelina (CuS) – bornita (Cu5FeS4) enargita (3Cu2S·As2S5) y – tetraedrita (4Cu2S·Sb2S3) –
frecuentes son:
Flotación Selectiva Cobre - Plomo - Cinc • El mineral de plomo más común es la galena (PbS) • A veces acompañada de pequeñas anglesita (PbSO 4) y cerusita (PbCO3)
cantidades
de
• Dentro de los minerales de cinc están: – marmatita ((Zn,Fe)S), negra de alto contenido de fierro – esfalerita o blenda (ZnS) acaramelada y casi blanca • A menudo se presentan minerales oxidados de Zn, tales como Willemita (carbonato de Zn) y la Smithsonita (silicato de Zn).
Flotación Selectiva Cobre - Plomo - Cinc • La mayoría de los minerales complejos de Cu – Pb – Zn contienen valores en plata y oro, a veces en forma de metal nativo, o asociados con alguno de los principales minerales sulfurados. • Además, poseen un elevado contenido de pirita, la cual no se recupera selectivamente a no ser de que ésta contenga metales preciosos económicamente aprovechables (ej.: Au).
Flotación Selectiva Cobre - Plomo - Cinc • Los minerales de ganga varían ampliamente, tanto en cantidad como en constitución, e incluyen, entre otros: cuarzo, caliza, yeso, baritina, fluorita, magnetita. • Al estar la ganga y los minerales tan asociados: – se torna difícil concentrados
y
costosa
la
separación
en
– El recubrimiento o sustitución de algunas partículas minerales complica los diagramas de flujo – la flotación selectiva o económicamente atractiva.
depresión
no
resulta
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro •
El tratamiento de estas menas consiste en: – Flotación selectiva del cobre – Seguida de una flotación selectiva del plomo – Finalmente la flotación selectiva del cinc – Los sulfuros de hierro se depresan en cada
circuito y no se
recuperan
• Sin embargo, debido a la mineralización, es
más común:
– obtener un concentrado colectivo de cobre deprimiendo los minerales de cinc y hierro
y
plomo,
– recuperar los minerales de cinc, mediante su activación con sulfato de cobre (CuSO 4)º
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro Activación con Cu 2SO4 Rougher bulk
Alimentación
Flotación de Zn
Minerales de Zn-Fe
Concentrado bulk de Cu-Pb
Relave con Fe
Concentrado de Zn
• Las alternativas de separación y los reactivos a emplearse, depende de las proporciones y tipos de minerales presentes en la mena, y de las interferencias de sales solubles.
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Las etapas de molienda y acondicionamiento, previas a la etapa de flotación global, definen – el grado de liberación apropiado producción de lamas
con un mínimo de
– dependiendo de la cantidad de sales solubles presentes, la depresión de la pirita y la secuencia en la adición de depresores y colectores. • Generalmente los modificadores se añaden en la molienda, con el objetivo de que tengan una mayor efectividad sobre las nuevas superficies creadas.
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Los depresores más comunes para los minerales Fe son: – Sulfato de Zn
(ZnSO4, hasta 1.000 g/t) y Cianuro
de Zn y de sodio
(NaCN, entre 25 y 100 g/t). Sus consumos depende del tipo de mineralización y de la presencia de sales solubles – Polifosfatos,
en presencia
solubles de metales pesado, – Bisulfito de Sodio (NaHSO3)
de elevadas
cantidades
de sales
consumo de 500 a 2.000 g/t o de compuestos análogos, ayuda a
la depresión de los minerales de Zn, sin afectar la recuperación de los minerales de Cu y Pb. Cantidades excesivas activan la pirita siendo difícil depresarla después empleando cal.
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Reguladores de pH – Por lo general, el pH de la flotación colectiva Cu - Pb varía entre 6,5 y 8,0 ya que el sulfuro de Zn en este rango tiene una flotabilidad mínima. – Es más ventajoso el empleo de Na2CO3 (ceniza de soda) como regulador de pH, ya que la cal activa al Zn y depresa los minerales de Au y Ag.
• Colectores – generalmente se adicionan antes de la flotación ya sea en el acondicionador o en la molienda cuando son pocos solubles. – en la flotación colectiva Cu - Pb, los colectores tipo Ditiofostatos y la Tiocarbanilida son usados en dosis de 25 a 45 g/t.
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Flotación Colectiva de Cobre - Plomo – consiste en un circuito de flotación de dos etapas con una molienda intermedia. Esta práctica evita la sobremolienda de las partículas lamas
de galena, fácilmente
convertibles en
– la duración de la etapa de acondicionamiento depende del contenido de sales solubles y del posible recubrimiento o sustitución de las partículas de minerales – demasiado colector o uno no selectivo, produce cargas circulantes de mixtos excesivamente elevadas, con las consiguientes pérdidas de ley en el concentrado y/o de recuperación.
BANCO DE CELDAS DE FLOTACION BULK: PB - CU
ESPUMAS DE PLOMO Y CONC. BULK Pb-Cu (plato )
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Flotación Colectiva de Cobre - Plomo – la selección del espumante depende de la complejidad de las menas tratadas y varía desde los espumantes naturales como el aceite de pino y ácido cresílico hasta los alcoholes sintéticos. – para mejorar la selectividad frente a la pirita y el cinc, se usa una pequeña cantidad de sulfato de cinc y cianuro, en el circuito de limpieza global.
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Separación Selectiva de Cobre - Plomo – Para que la separación sea satisfactoria es
necesario:
una liberación de los minerales tan como sea posible
que el concentrado colectivo de cobre - plomo tenga bajos contenidos de cinc y pirita
completa
– en el tratamiento de separación de cobre – plomo, se han adoptado dos métodos
Depresión de galena
Depresión del cobre
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Depresión de la Galena – Cuando la mineralización es relativamente limpia y simple, se usa Bicromato de Sodio o de Potasio para deprimir la galena (400 y 1.800 g/t según el contenido de metal)
Depresión con Pb:Dicromato de Potacio Flotación de
Cu
– pH entre 7,5 y 10,5 – En algunos casos es necesario añadir más espumante y, un poco de ocasionalmente, promotor selectivo de cobre.
Concentrado de
Cu
Flotación Selectiva Cobre - Plomo – Cinc - Hierro • Depresión del cobre −
Se emplea como depresante, iones de cianuro que actúan sobre los minerales de cobre, no afectando la flotabilidad de la galena
Depresión con NaCN Flotación de Pb
Concentrado de Pb
−
El uso de NaCN y cal en la depresión de minerales de Cu desde el Pb, se realiza solamente sobre minerales calcopiríticos
−
Cuando
los concentrados
contienen
metales preciosos en forma nativa,
uso de cianuro debido a consumo metalúrgicas.
calcosina,
covelina y
no se recomienda el excesivos y pérdidas
Depresores, Cianuro • También existen productos químicos (solubles, que se utilizan como depresores.
ionizables)
• El cianuro es utilizado en la flotación selectiva de sulfuros complejos, sin embargo, su uso exige un estricto control del pH (alcalino) ya que el HCN es mortal. • Ejemplos de utilización: la solubilidad con los iones CNPbX
poco soluble
CuX
±
ZnX, FeX, NiX
muy solubles
soluble
de los MX aumenta
selectividad mejorada por CN-
Depresores, Cianuro –
En el caso del cobre, hay que vigilar la concentración de CN- dado que un exceso formará sales complejas con el Cu, deprimiendo así la calcopirita.
–
El largo de la cadena hidrocarbonada (R) aumenta la estabilidad del MX lo que implica una mayor cantidad de CN- para deprimir el mineral.
–
Por ello, cuando se utiliza CN- como depresor se debe escoger xantatos de cadena R corta.
Depresores, Cianuro • La presencia de iones Cu2+ (provenientes de sales solubles de Cu) activaría el Zn en un momento indeseado (circuito de flotación de cobre, donde el Zn es penalizado). Cu2+ • la adición de CN- impediría la absorción de sobre la superficie formando un complejo cianurado soluble: NaCN + H2O ↔ HCN + NaOH
HCN ↔ H+ + CN3CN- + Cu2+ ↔ (Cu(CN)2)- + 1/2 C2N2
Depresores, Cianuro
SEPARACION CU-PB : METODO CMC
En la extracción de cobre deprimiendo Plomo mayormente sólo se utiliza una solución de 2-5% de bicromato de sodio, Na2Cr2O7 aún cuando el proceso era duramente criticado por los ambientalistas esta era la única manera que existía para la obtención de Cobre. En la actualidad existen otros medios de extracción los cuales no son exentos de producir contaminación. Conociendo la problemática de la extracción de Cobre (sulfuros primarios) al contener minerales adjuntos como el caso de la Galena (PbS) o el mismo caso de la esfalerita (ZnS) es que el tema presentado a continuación debe ser analizado al nivel de laboratorio para su posterior aplicación. Las condiciones de separación si es que existiese un amarre Galena - Calcopirita es con la ayuda de bicromato de sodio, sin embargo ya hace algunos años atrás se modificó este proceso de flotación añadiendo CMC (CarboxiMetilCelulosa), fosfato monosódico y carbón activado; a dicha mezcla se le denomina RCSC (solución que ayuda en el proceso de extracción de Cobre deprimiendo el Plomo). La caracterización de los anteriores compuestos (granulometría, % de disolución, reología, grado de sustitución) así como la proporción es vital (actualmente en algunas mineras ya se ha introducido estos aditivos sin embargo la proporción en que la hacen es equitativas) para su mejor comprensión y optimización se deberá realizar procesos de investigación. Los resultados de esta investigación demuestran que técnicamente la adición de promotores en la separación plomo-cobre es beneficiosa disminuye el consumo de dicromato y no afecta en la extracción de cobre. El efecto depresor de la Carboximetil Celulosa y del Silicato de Potasio queda confirmado, aportando a la depresión de la Galena, sin embrago el exceso de el mismo (más de 1.0534 gr./0.5 Kg. Bulk.) conlleva a la amalgamación de el Bulk en el fondo de la celda. El dicromato de Potasio es el principal depresor de la galena según el diseño experimental realizado. Este es el
FLOTACION SELECTIVA PLOMO-ZINC Y COBRE-ZINC
FLOTACION FLASH PLOMO-RAURA
FLOTABILIDAD DEL PLOMO Y LA PLATA - CIRCUITO DE PLOMO RECUPERACION DE PLOMO
RECUPERACION DE PLATA
90
80
80
70
70 60 60 50 % , n ó i c 40 u b i r t s i D
% , 50 n ó i c u b i r t 40 s i D
30 30 20 20
10
10
0
0 250
200
150
100
50
Tamaño de Partícula, microne s Rougher I
Rougher II
Scavenger
0
250
200
150
100
50
Tamaño de Partícula, % Rougher I
Rougher II
Scavenger
0
CINETICA DE FLOTACION DEL PLOMO Y LA PLATA 90
25
80
Plomo
b
20 P
70
Plata
%60 , N O I 50 C U B I 40 R T S I 30 D 20
% , O D A 15 R T N E C N 10 O C O D A R 5 G
10 0
0 5.5
8.5
TIEMPO, minutos
13
Depresores, Sulfato de Zinc Utilizado como depresor de la ZnS, ya que la presencia de Zn2+ en la suspensión impide a los eventuales iones Cu2+ reaccionar con la superficie mineral para desplazar los iones Zn2+ ZnS + Cu2+ ↔ Zn2+ + CuS también:
ZnSO4 + 2NaCN ↔ Zn(CN)2
+ Na2 SO4
s obre la s uperficie impidiendo la activaci ón
Depresores, Dióxido de Azufre • Utilizado para deprimir la galena en separaciones Cu-Pb y para activar el ZnS, permitiendo la flotación diferencial entre la esfalerita y otros sulfuros. • Empleado en la limpieza de concentrados de cobre para deprimir el ZnS (sin disolver Au, Ag). • Problema: solubiliza la covelina (CuS) calcosina (Cu 2S), activando entonces el ZnS.
y
la
Flotación Selectiva Plomo - Cinc • Flotación de Cinc – se utiliza sulfato de cobre (CuSO 4) para la activación del cinc el cual se añade en forma de solución acuosa en los estanques de acondicionamiento – su consumo varía según el contenido de cinc de la mena y el efecto residual de los depresores empleados en el circuito de cobre o cobre - plomo (400 a 1.200 g/t) – para regular el pH, se emplea lechada de cal hidratada
etapa rougher, se mantiene un pH entre 10,0 y 11,5
en el circuito de limpieza, 12,5, para aumentar la ley de cinc en el concentrado
FlotaciónSelectiva Plomo – Cinc • Flotación de Cinc –
los colectores empleados son los xantatos y ditiofosfatos, para la selectividad en contra de la pirita, se prefieren colectores de más baja cadena de hidrocarburo
–
En el circuito de flotación de cinc se
requiere añadir un poco más de espumante, siendo el más frecuente el aceite de pino, pero presenta problemas de selectividad frente a gangas minerales
Activación de la Esfarelita Flotación de ZnS en mezclas minerales • En las separaciones Pb/Zn o Cu/Zn: - se flota primero la galena (o calcopirita) con
xantato;
- luego se activa la esfalerita de los relaves con CuSO 4; - se flota entonces la esfalerita vuelta hidrófoba • En una mezcla esfalerita/pirita (o pirrotita): - se asegura la selectividad con cal (pH =11-12) - se agrega CuSO4 para activar el ZnS - se flota la esfalerita así hidrofobizada
Activación de la Esfarelita • El xantato de zinc es relativamente soluble por lo que la hidrofobicidad obtenida no es suficiente para la flotación del ZnS. • Si se agregan iones Cu2+ o Pb2+, los que son más electronegativos que el Zn2+, desplazarán el Zn2+ del sulfuro según la reacción: ZnS + Cu2+ ↔ CuS + Zn2+ • El CuS depositado en la superficie reacciona con el xantato, tornando hidrófoba la partícula mineral.
Activación de la Esfarelita
EFECTO DEL PH EN LA FLOTACION FLOTACION DE SULFUROS • Combinados a los xantatos, un exceso de cal muy alcalino) deprimen todos los sulfuros • Para un [RX] dado, habrá
- si pH > pHcrit …... un mineral dado no flota - si pH < pHcrit …... un mineral dado flotará
un pH crítico tal que:
(pH
Curvas de pH crítico flotación con KEX (25 mg/l) mg /l) y NaCN
FLOTACION DE ZINC-ESPUMAS EN REMOCION
CIRCUITO DE FLOTACION ZINC -ADICIÓN DE LOS REACTIVOS Los puntos de adición de reactivos en el circuito de flotación zinc se muestra a continuación CuSO4
Z-11
Cc. Zn
Rlv Bulk
II
IIII
III
Cal
Celda WS AR-1242
ClScv
C l S c v
RO I
R o u g h e r
5'x10'
Z-11 AR-1242 Z-11
C l e a n e r I
Cal
CuSO4
RO II
R o u g h e r
Z-11
Cal C l e a n e r I I
SCV
S c a v e n g e r
Relave final
CIRCUITO DE FLOTACION ZINC-MINERA IZCAYCRUZ
BALANCE METALURGICO PLANTA CONCENTRADORA ISCAYCRUZ
0.
Circuito de Zn Simplifcado
PLANTA CONCENTRADORA VOLCAN Pb-Zn MINERALOGIA El mineral más importante es la esfarelita asociada a galena, pirita y marcasita, la ganga es la sílice como chert de varios colores y en menor proporción cuarzo. El enriquecimiento secundario han sido óxidos de fierro y magnesio, plata nativa, argentita y pirargirita. La ocurrencia de la mineralogía es como sigue: Esfarelita ferrosa - Chalcopirita Magnetita – Hematita - Pirita Pirita Galena Esfalerita Cuarzo – Carbonatos Marcasita Yeso - Baritina
PLANTA CONCENTRADORA VOLCAN Pb-Zn
BALANCE METALURGICO ACUMULADO A OCTUBRE 2000 ENSAYES, % PRODUCTO
T.C.S
Pb
Zn
CONTENIDOS METALICOS Oz-Ag/t
Pb
Zn
Oz-Ag
Cabeza
572,385.00
0.87
7.05
2.48
5,104.91 40,874.64
Concentrado de Plomo Concentrado de Zinc Relaves
7,718.69 65,848.70 498,817.61
55.64 0.60 0.11
7.14 56.45 0.65
90.10 7.42 0.51
4,038.57 671.10 534.33 36,715.08 540.04 3,266.20
RECUPERACIONES Pb
Zn
Ag
1,320,248.06 100.00
100.00
100.00
1.64 89.82 7.99
44.60 35.59 19.80
578,074.66 461,298.68 256,637.58
79.11 10.47 10.58
CONCENTRADO DE PLOMO % Pb
% Zn
Oz-Ag/t
% Cu
% Fe
% As
55.64
7.14
90.1
1.2
10.8
0.28
Ni ppm Co ppm 37
27
Au g/t
% Insol.
% Mn
% Sb
% Bi
5.2
3.2
0.11
0.61
0.05
CONCENTRADO DE ZINC % Pb
% Zn
Oz-Ag/t
% Cu
% Fe
% As
Ni ppm
Co ppm
Au g/t
% Insol.
% Mn
% Sb
% Bi
06
56 45
7 42
0 31
56
0 22
23
23
07
35
0 09
0 06
0 01
Flotación Selectiva Cobre – Cinc • La separación de sulfuros de cobre desde basa en la depresión de la esfarelita con:
esfarelita se
– cianuro, utilizado para desactivar los sulfuro de cinc, con dosis de 100 g/t a pH 9,5 – sulfuro de sodio, depresa tanto el cinc como el cobre
disuelto,
dosis de 25 a 5 gpt, a pH=9,0 es más débil que el cianuro – sulfato de cinc, a diferencia del cianuro no disuelve oro y no es tóxico. Sin embargo, es efectivo sólo en reducidos de casos
• Se realiza en medio alcalino (pH 8,5 a 9,5) el cual se modifica con cal o soda cáustica, favoreciéndose la selección de cobre frente al sulfuro de cinc.
Flotación Selectiva Cobre – Cinc • Dosificación y condiciones de reactivos flotación de menas de cobre – cinc
Recuperación, %
Condiciones de adición de reactivos
Reactivo
Dosis, g/t
pH
ZnSO4
0,5
9,0-9,5
NaCN
0,1
Na2S KCN
utilizados en
(en Concentrado)
Ley Cu en el
Cu
Zn
15,0
89
18,5
9,5
14,0
88
19,0
0,025
9,0
14,8
87
18,5
0,025
8,5-9,0
14,8
85
20,0
Concentrado, %
SEPARACION CU-ZN: CIA SAN VALENTIN El concentrado bulk Pb-Cu, es separado en dos concentrados, donde se flota el Plomo y se deprime el Cobre usando una mezcla de Cianuro de Sodio/Oxido de Zinc. El concentrado de Cobre que se obtiene en la etapa de separación Pb/Cu, tiene un alto contenido de lamas de Zinc debido a la activación de zinc en el circuito bulk, actualmente este concentrado de Cobre se separa mediante un hidrociclón D-4; donde se obtiene por el overflow un concentrado de Cobre con alto contenido de finos de Zinc que son almacenados en cochas y por el underflow se obtiene un concentrado de Cobre con leyes aceptables para su comercialización. En la etapa de separación Cobre/Zinc, el examen de microscopia determina que se debe de liberar los amarres mineralógicos presentes en el concentrado de Cobre, sesomete a remolienda para liberar los amarres mineralógicos y mejorar la cinética de flotación; luego de esto, se flota el Cobre y se deprime el Zinc, la investigación se realiza utilizando diseños experimentales; en esta etapa se estudia el comportamiento del depresor de Zinc que es la mezcla de Bisulfito de Sodio, Carboxy Metilcelulosa y Fosfato Monosódico; como colector se utiliza Z-6, y como agente sulfurizante se usa el Sulfuro de Sodio; además de esto se utiliza carbón activado para suprimir el exceso de reactivos en la etapa de flotación anterior. Los resultados alcanzados de una cabeza experimental de 13.95 %Cu, 0.80 %Pb, 34.92 %Zn; se obtiene dos concentrados, el primer concentrado de Cobre con leyes de 29.00 %Cu, 1.92 %Pb, 10.80 %Zn y un segundo
FLOTACION SELECTIVA CU-ZN: CIA SAN VALENTIN CABEZA DE MINERAL Zn: Esfalerita, Marmatita Pb: Galena
3.80 %
0.85%
Cu: Calcopirita mas cobres secundarios 0.24 % Fe: Pirita, Pirrotita, Hematina, Magnetita 14.35 % Ag: Asociada al Plomo y al cobre
PRODUCTOS
Peso
LEYES %Cu
%Pb
%Zn
%Fe
Oz/tc Ag
100.00
13.95
0.80
34.92
14.01
6.85
32.12 22.33 45.55
29.00 16.92 1.88
1.92 0.48 0.16
10.80 31.12 53.78
22.44 14.72 7.72
14.58 6.13 1.75
100.00
13.95
0.80
34.92
14.01
6.85
% Cabeza Experimental Conc. Cobre Medios Relave Cabeza Calculada
PRODUCTOS Cabeza Experimental Conc. Cobre Medios Relave Cabeza Calculada
0.97Oz/tc
RECUPERACIONES (%) Cu Pb Zn
Fe
Ag
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
66.77 27.09 6.14
77.40 13.45 9.15
9.94 19.90 70.16
51.44 23.46 25.10
68.37 19.99 11.64
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
Flotación Selectiva
FLOTACION DE ORO Y PLATA
FLOTACION DE ORO: PIRTA AURIFERA
FLOTACION DE PIRITAS AURIFERAS
Las parámetros usuales de operación en la flotación de piritas auríferas son: pH = 6-7, Molienda: 55% -200 Malla. Por otro lado, los reactivos más usados en la flotación de menas auríferas son: Xantato Amílico de Potasio y Aeropromter404 como colectores; Teuton 100 como espumante; NaCO3 modificador de pH que sirve para separar sulfuros y dispersar lamas; Cal para deprimir oro si es lo que se desea; CuSO4 para activar la arsenopirita, es el más usado en la flotación de oro. Como depresor es más usado el silicato de sodio para deprimir cuarzo, silicatos.
CIRCUITO DE FLOTACION DE ORO: PIRITA AURIFERA
FLOTACION DE ORO: COLECTORES Y ESPUMANTES El colector principal añadido en el circuito de flotación es un xantato como xantato amílico de potasio (PAX) o xantato de sodio isopropílico (SIPX). PAX es una de las más potentes y xantato hay que añadir en la proporción correcta. La adición xantato hace de oro minerales que contienen sustancias hidrófobas y susceptibles de flotación de espuma. La dosis del xantato suelen basarse en el contenido de oro en el alimento o en las colas análisis del metal deseado. El operador ajusta la dosis xantato dentro de los rangos permitidos por las operaciones concentrador supervisor para lograr la mejor recuperación posible El vaporizador empleado en numerosas operaciones de oro de flotación son de metilo isobutilo Carbinol (MIBC), Dowfroth 250 (D-250) y el aceite de pino. El vaporizador reduce la tensión superficial del agua en la célula y permite una burbuja estable que se forme en la superficie . vaporizador insuficiente no permite la formación de burbujas buena, y la espuma de la voluntad tienen pequeñas burbujas. vaporizador suficiente es necesario para crear una espuma estable, con burbujas de 25 a 50 mm de diámetro
PLANTA CONCENTRADORA AURIFERA-MINERA SELENE La planta concentradora Selene- Explorador procesa un mineral de plata y oro con leyes de 12.4 oz/t Ag y 2.8 g/t Au, el cual tiene una muy baja presencia de sulfuros (Pirita, sulfuros y Sulfosales de plata) y donde predomina minerales opacos insolubles como es el cuarzo (99%v). Los minerales portadores de plata son en orden de ocurrencia la Argentita con 0.2%v,sulfosales de plata con menos de 0,01%v y el electrum; en el caso del oro el principal mineral portador es el electrum y como oro nativo en inclusiones en la pirita.
La planta concentradora inicia sus operaciones en octubre del 2003 tratando 500 t/d Dentro de los parámetros más importantes que tuvieron incidencia en los resultados metalúrgicos (grado-recuperación) durante los años de producción fueron los siguientes: Tamaño Partícula. . Concentracion de reactivos • Dosificación de Xantato Z6 y Ditiofosfato E668. . Mezcla Z6/E668 • Relación Z6/E668 • En enero de 2006 mejora la molienda (63.2% -malla 200) por ampliación de planta a 1000 t/d, y una menor relación Z6/E668 (1:1); mejorando la recuperación de plata y oro (89.95% Ag y 86.10% Au). En Febrero y Marzo del 2006 se prepara los colectores Z6, E668 y PEB al 15% (antes se preparaba al 5%), y se adiciona los reactivos en sólo 02 puntos (Cajón Bomba Molienda Primaria y Rougher II), cortándose la adición de reactivos en la etapa scavenger; mejorando la recuperación de plata y oro (90.35% Ag y 86.35% Au). En Abril 2006 se disminuye la ley de cabeza a 11.46 oz/t(Au),se usa el reactivo mezcla Z6/E668(1:3) al 25%,logrando mantener el ratio de concentracion(89.33) con una recuperacion de Au(85.77%) y Plata(90.04%).
DESCRIPCION DEL PROCESO DE FLOTACION 1.El producto de molienda es alimentado al acondicionador 10´x10´, conteniendo 41,7 t/h de sólido, 32% sólidos, y una ley de 12.4 oz/t Ag y 2.8 g/t Au; esta pulpa es acondicionada por un tiempo de 10.5 minutos.La pulpa que sale del acondicionador 10´x10´, alimenta por gravedad a la primera etapa de flotación (Rougher I) se realiza en 02 celdas Wemco No 144 de 500 pies3 cada una, el concentrado rougher I se alimenta a la primera limpieza a traves de 1 bomba horiz. 3”x3” . 2. La segunda etapa de flotación (Rougher II), se realiza en 02 celdas Wemco No 144 de 500 pies3, sera alimentado por gravedad con el relave del banco Rougher I, y el concentrado scavenger a través de una bomba horizontal 2.5´´x 2´´; su concentrado es alimentado a la etapa Rougher I a través de una bomba 5´´x4´´. 3. La segunda etapa de flotación (Scavenger), se realiza en 02 celdas Wemco No 144 de 500 pies3, sera alimentado por gravedad con el relave del banco Rougher II, el relave de esta etapa sera el relave final conteniendo 41.34 t/h, y una ley de 1.2 oz/t Ag y 0.39 g/t Au. 4. La primera limpieza se realiza en una celda columna de 36 ”x 30 ft, y esta es alimentada por el concentrado Rougher I y el relave de la segunda limpieza; el concentrado de la primera limpieza se alimenta a la segunda limpieza por gravedad, y su relave es alimentado a la etapa Rougher I a trabes de una bomba 5´´x4´´. 5. La segunda limpieza se realiza en una celda WS-180 de 166 pies3; su concentrado es el producto final conteniendo 0.36 t/h de sólidos, y una ley de 1028 oz/t Ag y 234 g/t Au.
ROUGHER I
PLANTA FLOTACION AU-MINA SELENE O/F Molienda
Acondicionador Rougher I
Rougher II
Scavenger
Circuito de Flotacion Relave
Cleaner I Cleaner II
Conc. Au
FLOTACION DE OXIDOS DE PLOMO Y DE COBRE
MINERALES OXIDADOS Malaquita....... CuCO3.Cu(OH)2 Azurita........... 2CuCO3.Cu(OH)2 Crisocola CuO.nSiO2.mH2O Cuprita .......... Cu O 2 Tenorita ........ Cerusita......... CuO PbCO3 Anglesita........ PbSO 4 Smithsonita... Willemita........ ZnCO3 Hemimorfita o Zn2SiO4 Calamina
2ZnO.SiO2.H2O
FLOTACION DE OXIDOS DE PLOMO FLOTACION DIRECTA R. Herrera Urbina (1980) demostró que la anglesita y cerusita pueden flotarse en medio ácido emplean- do un colector catiónico comercialmente conocido como Alamine 26-D, la composición química de este colector consiste de aminas primarias con diferente longitud de la cadena del hidrocarburo. En la flotación directa con xantatos, el colector amílico fue empleado para flotar anglesita y cerusita, este sistema de flotación se lleva a cabo después que el plomo disuelto es precipitado por el xantato amílico, como la anglesita es más soluble que la cerusita en medio básico la concentración de colec- tor que se requiere para flotar anglesita son mayo- res que para la cerusita. En la flotación directa con xantatos, el colector amílico fue empleado para flotar anglesita y cerusita, este sistema de flotación se lleva a cabo después que el plomo disuelto es precipitado por el xantato amílico, como la anglesita es más soluble que la cerusita en medio básico la concentración de colec- tor que se requiere para flotar anglesita son mayores que para la cerusita.
FLOTACION DE OXIDOS DE PB :CON SULFURIZACION Los hidrofobización de la galena considerando la influencia del oxígeno en la superficie mineral (metales nativos y sulfuros puros son hidrofílicos) es de acuerdo a las siguientes reacciones: 1.Oxidación superficial de la galena a sulfatos, sulfitos o Thiosulfatos: PbS + m/2O2 ----> PbSOm
2. Reemplazo de los sulfatos,sulfitos a carbonatos en el sistema abierto al aire:
PbSO4 + CO3^- --------> PbCO3^- + SO4^3. Reemplazo del sulfato, sulfito o carbonato de plomo superficial por xantato, formando xantato de plomo que es más estable que los carbonatos, sulfatos, sulfitos de plomo: PbSO4 + 2X ---- PbX2 + SO4^-
En flotación de minerales oxidados de plomo: cerusita y anglesita que tienen una oxidación profunda, el procedimiento más ampliamente usado es la sulfurización de sus superficies; después de este tratamiento, colectores tipo xantatos: amil, isopropil, isobutil, pueden emplearse satisfactoriamente.
Activación de Minerales Oxidados • El PbS en la superficie puede entonces ser hidrofobizado por el xantato, es decir la partícula se ha vuelto flotable • Precauciones: – Dado que el Na2S es un poderoso depresor de sulfuros, su dosificación debe ser muy bien controlada. – Además hay que controlar muy bien el que determina el grado de disociación del
pH, puesto Na2S
Activación de Minerales Oxidados • Se trata de minerales tales como: - Cerusita PbCO 3 - Smithsonita ZnCO 3 - Azurita 2CuCO3 • Cu(OH)2 - Malaquita CuCO 3 • Cu(OH)2 • Estos minerales son refractarios a los xantatos • Se los puede activar (sulfurizar) con Na 2S o NaHS
FLOTACION CON SULFURIZACION El objetivo principal del proceso de sulfurización es convertir la superficie de los minerales oxidados en sulfuro de plomo, dando como resultado una superficie menos hidrofílica, mediante la adsorción química del ion sulfuro. Las reacciones de sulfurización comúnmente se llevan a cabo en medio alcalino, donde la especie predominante del ion sulfuro es el ion bisulfuro (HS-), puesto que en soluciones alcalinas, las superficies minerales presentan un alto grado de hidratación. La reacción general de sulfurización de carbonatos sulfatos y silicatos puede ser representada por: Me(CO3,SO4,SiO3) + 2OH^- --- ME(OH)2 + (CO3^-,SO4^2-, SIO3^-) Me(OH)2 + H2S ---- MeS +2H2O
El efecto benéfico que se obtiene con la sulfurización puede volverse totalmente adverso, cuando el ion sulfuro no se agrega en óptimas cantidades: un exceso actuará como depresor, como lo hace con los sulfuros durante la flotación, en consecuencia la adición de sulfuro es muy crítica cuando se flota cerusita y anglesita.
REACTIVOS SULFURIZANTES Y REACCIONES 2
Los reactivos que se usan para sulfurizar son: Sulfuro de Sodio : Na2S Sulfuro de Bario: BaS Sulfuro Ácido de Sodio (Hidrosulfuro) : NaHS El reactivo más usado es el sulfuro de sodio, en contacto con el agua se hidroliza por ser una sal que proviene de una base fuerte y ácido fuerte: Na2S + H2O ---- 2 NaOH +H2S NaOH ----- Na^+ + OH^H2S ------- H^+ + SH^SH^- ---- H^+ + S^-2 Reaccion del Na2S para la Cerusita: Na2S + H2O --- NaSH + NaOH PbCO3 + 3NaOH ----- H2O + Na2CO3 + NaHPbO2 (plumbato) NaSH + NaHPbO2 ---- 2NaOH + PbS Na2S + PbCO3 ---- Na2CO3 + PbS
Como explicamos al inicio, los sulfuros no adsorben xantatos si es que no hay oxígeno en su superficie por esta razón los minerales oxidados y sulfurizados no pueden reaccionar con los xantatos luego de la sulfurización; por lo tanto, no flotan mientras los iones S-2 y S están libres, los cuales deben oxidarse y desaparecer de la pulpa, produciéndose la flotación cuando el oxígeno desplaza a los iones sulfurizantes de la solución.
REACTIVOS SULFURIZANTES Y REACCIONES 2
Na2S + O2 ------> Na2SO4 PbS + 2O2 --------->PbSO4 (pelicula superficial) PbSO4 + 2 X -----> PbX2 + SO4^- (especie flotada)
El uso del hidrosulfuro de sodio NaHS o acido sulfihídrico: H2 S en vez del sulfuro de sodio es recomendable para evitar este efecto, formando bicarbonato de calcio soluble en vez de carbonato de calcio insoluble de acuerdo a las siguientes reacciones en medio ácido o ligeramente ácido.
NaS + H2SO4 -----> Na2SO4 + H2S PbCO3 + H2S -------> PbS + H2CO3 La flotación de la anglesita, se puede realizar agregando bicarbonato de sodio, transformando la superficie de este mineral en carbonato de acuerdo a la reacción: PbSO4 + HCO3^- + OH ---------> PbCO3 + SO4^- + H2 Luego la reaccion de sulfurizacion de la anglesita carbonatada es : Pb CO3 + HS^- ---------> PbS + HCO3^La adsorcion del xantato es simila a lo explicado para la galena y cerusita, con esto se consigue flotar anglesita.
Activación de Minerales Oxidados La hidrólisis y disociación del Na 2S produce iones OH -, S-2 y HS- que modifican la naturaleza química de la superficie de las partículas minerales: Na2S + H2O ↔ NaHS + NaOH PbCO3 + 3 NaOH ↔ H2O + Na2CO3 + NaHPbO2 NaHS + NaHPbO2 ↔ 2NaOH + PbS Na2S + PbCO3 ↔ Na2CO3 + PbS
PROCESO DE FLOTACION DE OXIDOS
FLOW SHEET DE FLOTACION DE OXIDOS DE PLOMO Leyes en %, Ag y Au en OZ/TC
CABEZA MINERAL
Pb
PbOx
Cu
Zn
ZnOx
Fe
Stotal
8.10
5.05
0.10
3.64
0.19
0.42
2.60
As
Sb
Ag
Au
0.07
0.23
14.3
0.02
Flotar los sulfuros en un bulk Pb-Zn, seguida de flotación de óxidos, representa un diagrama de flujo sencillo, con adición de reactivos convencionales, sólo son necesarios dos circuitos de flota- ción, producen los mejores resultados en leyes y recuperaciones y los concentrados obtenidos se pueden vender fácilmente, en consecuencia es el esquema de flotación más adecuado para este mineral (Flow sheet Nro 1) El método de flotación selectiva produce concentrados de: plomo, zinc y plomo oxidado con leyes comerciales pero son necesarios tres circuitos de flotacion con alto consumo de reactivos para controlar parcialmente el exceso de finos y el zinc que se encuentra fuertemente activado,el circuito de flotacion es fuertemente complicado y las recuperaciones se ven afectadas(Flow sheet nro 2).
FLOTACION BULK: PLOMO-ZINC Y FLOTACION DE PB OXIDADO
FLOW SHEET NRO 1
FLOTACION SELECTIVA DE SULFUROS DE PB-ZN Y FLOTACION DE PB OXIDADO
FLOW SHEET NRO 2
FLOTACION DE OXIDOS DE COBRE Cuando se agrega algún tipo de sulfidizante en la flotación de cobre oxidado, ya sea sulfhidrato de sodio, sulfuro de sodio, etc., la inyección de nitrógeno en lugar de aire, presenta como beneficios principales, en primer lugar, una disminución de los agentes sulfidizantes, debido más que nada a la menor oxidación de éstos agentes, los cuales son fácilmente oxidadables y en segundo lugar, un aumento de la recuperación de cobre oxidado, sobre todo debido a la mejor utilización de los agentes sulfidizantes. Desde el punto de vista metalúrgico, el nitrógeno tiene dos efectos de interés. En primer lugar disminuye la actividad del oxígeno en la pulpa y consecuentemente reduce su potencial. Ambos efectos deberían influenciar en la flotación selectiva de lo minerales oxidados de cobre.
Flotación Flotación Rougher Súlfuros otación Fl Arenas
11 Celdas Wenco , 1500 ft3 2-2-2-2-3, Potencia Unitaria 100 HP
2 Celdas Wenco 1500 ft3, Potencia Unitaria 125 HP Agua
NaSH
Flotación Rougher Oxidos
17 Celdas Wenco 500 f t3, Potencia Unitaria 40 H P 3-4-2-3-3-2 a Planta Relaves
a Planta LF-CCD Agua
Agua
Fl
otación Scavenger
Remolienda
Agua
Marcy 8,5' *1 2‘ Potencia Unitaria 500 HP
Flotación Limpieza Súlfuros
Celda C Ø= olumnar 3 mt h = 12 mt Celda Deister Ø= 0,5 mt h = 10 mt
3 Celdas Wenco 1000 ft3, Potencia Unitaria 75 HP
CIRCUITO DE FLOTACION COBRE: MINERA MANTOS BLANCOS
Flotación de Oxidos de Cobre En Mantos Blancos este proceso es una aplicación compleja, que ha permitido durante años de operación, recuperar alrededor del 50% del cobre soluble total contenido en el mineral. El mineral oxidado a concentrador, es prácticamente 85% Atacamita y 15% Crisocola, malaquita y otros óxidos. Este mineral mixto tratado en planta, es ligeramente alcalino con pH de 7.5 a 8.0, gravedad específica 2.7 y un Work Index en promedio de 22 Kwh/tc. La ganga del mineral esta compuesta por: cuarzo, clorita, arcillas (hematita, limonita y jarosita), epidota, caolín y sericita.
Flotación de Oxidos de Cobre Nuestra flotación de óxidos se realiza en un circuito compuesto por 17 celdas Wenco N° 144 de 500 pies3, motor de 40 HP y 186 rpm cada una y con un tiempo de residencia en el circuito de 16 minutos. La flotación se realiza a 38% de sólidos y una granulometría de 50% bajo la malla Tyler 150. El concentrado de óxidos obtenido (5 a15% Cusol y 0.5 a 1.5 Cu Ins) es bombeado a la planta de óxidos, donde se espesa, lixivia por agitación y después se lava en un circuito de desimpregnación en contra corriente, obteniéndose una solución de 2 a 10 g/l de cobre, la que entra al proceso para transformarse en solución intermedia y finalmente cátodos. Pruebas realizadas en Laboratorio de Mantos Blancos nos indicaron que entre -150 a -250 mV se tienen las mejores recuperaciones para nuestras condiciones, teniendo una recuperación de 60% para -180 mV.
Flotación de Oxidos de Cobre Las condiciones más favorables encontradas por diversos autores para la sulfidización de especies oxidadas se resume en: ¾Dosificación junto a un
colector tipo Xantato en varias etapas, para evitar consumos excesivos excesivos por partículas finas y evitar la oxidación prematura. ¾Flotación con agitación moderada para evitar romper la película
sulfidizante. ¾Tiempos de residencia prolongados. ¾Control en toda la etapa de los iones HS- y
S- para evitar la depresión de los sulfuros naturales y los óxidos sulfidizados. Reemplazar el oxigeno aportado por el aire, por un gas inerte. (Nitrógeno o Argón) ¾
15
Flotación de Oxidos de Cobre La flotación de óxidos de cobre se puede realizar utilizando: colectores del tipo ácido grasos ¾ ¾ ¾ ¾
se adsorben con enlaces electroestáticos o químicos. elevado consumo de reactivo. baja selectividad. uso a escala industrial muy menor
Sulfidización ¾ se genera una película sulfurada sobre la superficie de las partículas mediante la aplicación de reactivos sulfidizantes, tales como Sulfhidrato de Sodio (NaHS), Sulfuro de Sodio (Na2S) o sulfuro de amoníaco (NH 4)2S, en un medio reductor. ¾ el enmascaramiento de las partículas hace que se comporten como mineral sulfurado, para efectos de ser flotados, utilizando colectores y espumantes habituales para sulfuros de cobre. ¾permite tratar con mayor efectividad minerales oxidados de cobre, mediante flotación convencional. ¾ en la practica industrial se realiza para especies mineralógicas tales como: malaquita, azurita, brochantita, atacamita y cuprita.
Flotación de Oxidos de Cobre La adición de NaHS a una reacciones siguientes: NaHS + H2O = Na+ H2S = HS- +
+ OH- + H2S
pulpa de flotación alcalina
conduce a las
(1)
H+
(2)
HS- = H+ + S-2
(3)
Con log (HS-)/(H2S) =
-7.0 + pH
log(S-2)/(H2S) = -13.9 + pH
(4) (5)
Como resultado de la hidrólisis y disociación del NaHS, aparecen los iones OH-, HS- y S-2 en la pulpa donde ellos reaccionan con la superficie del mineral, los iones HS- y S-2 son los más activos. La disociación del H 2S ocurre entre pH 7.0 y 13.9 con una predominante formación de iones HS -
Flotación de Oxidos de Cobre la sulfidización superficial de la malaquita por las siguientes reacciones:
y atacamita puede ser descrita
xCuCO3 * yCu(OH)2 + 2OH- = (x-1)CuCO3 * yCu(OH)2 * Cu(OH)2
+ CO3-2
(6)
(x-1)CuCO3 * yCu(OH)2 * Cu(OH)2 + HS- = (x-1)CuCO3 * yCu(OH)2 *CuS + OH- +
xCuCl2 * yCu(OH)2 + 2OH- = (x-1)CuCl * yCu(OH) 2 * Cu(OH)2
H2O
+ Cl-
(x-1)CuCl2 * yCu(OH)2 * Cu(OH)2 + HS- = (x-1)CuCl2 * yCu(OH)2 *CuS
(7)
(8) + OH- + H2O
(9)
AAC h
