ni"ersidad Católica del norte %acultad de -ngeniería y Ciencias eológicas .epartamento de -ngeniería Metal&rgica y Minas Antofagasta
Efecto de la mineralogía en el procesamiento de minerales: Molienda, Molienda, flotación, separación sólido líquido
Cristoffer Abarca
/esumen Todos los minerales poseen propiedades tanto físicas como químicas que los hacen hacen únicos. únicos. El conocimie conocimiento nto de estos es utiliza utilizado do para poder determin determinar ar un corre correcto cto trata tratamie miento nto !er !er sus efect efectos os tanto tanto posit positi!o i!os s como como ne"at ne"ati!o i!os s en su procesamiento efecto am#iental como en los efectos econ$micos que puedan causar % además de darnos la informaci$n de c$mo poder lidiar dichos efectos. &as arcillas son un ejemplo claro de minerales que imponen impactos noci!os en el procesamiento de minerales principalmente principalmente en la flotaci$n. 'e o#ser!$ o#ser!$ el efecto que tu!o el aumento en la proporci$n proporci$n de arcillas arcillas tipo #entonita #entonita estas reducen reducen la cantidad de espuma espuma superior de suspensi$n suspensi$n % la recuperaci$n recuperaci$n de co#re. Por otro lado el aumento de arcillas tipo caolín disminu%en principalmente la le% de co#re pero con pocos efecto so#re la recuperaci$n de co#re % las #ur#ujas superiores de la espuma se hacen más peque(as con una ma%or esta#ilidad de espuma. Por otro lado la e)istencia e)istencia de otros contaminantes contaminantes más noci!os en el concentrado que son perjudiciales para el #eneficio econ$mico como para el medio am#iente *+s '# Cd ,i P# Cl - - entre otros otros son "eneralmente "eneralmente reducidos reducidos por m/todos
0abla de Contenido 7esumen....................................................................................................................88 9omenclatura..........................................................................................................V88 8ntroducci$n..... 8ntroducci$n.............. .................. ................. ................. .................. .................. .................. ................. ............................................ .................................... ;#jeti!os.................................................................................................................... ;#jeti!o "eneral:.................................................................................................... ;#jeti!o específico:................................................................................................< Marco Te$rico..........................................................................................................=> Mineralo"ía...........................................................................................................=> Mineral..................................................................................................................=> +rcilla.......... +rcilla................... .................. .................. ................. ................. .................. .................. .................. ................. ................. .................. ..................=> .........=> ,entonita..............................................................................................................== Caolinita................................................................................................................== 'ilicatos................................................................................................................== -lotaci$n...............................................................................................................== Efectos de las arcillas en flotaci$n.......... flotaci$n................... .................. ................. ............................................. ......................................=6 .=6 Efectos de #entonita % caolín en la flotaci$n de co#re........................................=? co#re........................................=? Efecto de la ,entonita ,entonita % el Caolín en el rendimiento de la espuma.......... ......=@
,i#lio"rafía...............................................................................................................AB +ne)o.......... +ne)o................... .................. .................. .................. ................. ................. .................. .................. .................. ................. .............................A .....................A
1ndice de ilustraciones Ilustración 1:“Efecto de la adición de serpentina en la recuperación de flotación de cobre de un mineral de cobre porfídico: Dibujado de nuevo a partir de (Patra, Naaraj ! "omasudaran, #$1$%&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&11 Ilustración #: Efecto de la cantidad de minerales de arcilla (en la alimentación% sobre la recuperación de flotación de cobre' e)tra*ada a partir de (+ulatovic, !slou*il ! -ant, 1...%&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1# Ilustración /: 0na comparación entre la recuperación de flotación de cobre de un mineral de arcilla de alta (de Escondida% en los resultados de laboratorio ! escala de planta (+ulatovic, !slou*il ! -ant, 1..%&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1/ Ilustración 2: 3e! de 4u en función de la recuperación de 4u en la flotación de mineral limpia en ausencia ! presencia de minerales de arcilla en diferentes concentraciones: (a% de bentonita' (b% caolín&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&15 Ilustración 6: Imaen de la espuma del primer concentrado en la flotación de mineral limpio en ausencia ! presencia de minerales de arcilla a diferentes concentraciones: (a$% ) (a6%, adición de diferentes proporciones de bentonita' (b$% ) (b6%, adición de diferentes proporciones de caolín&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&17 Ilustración 5: Potencial *eta de la enarita en función de p8 en presencia ! ausencia de iones arseniatos (4astro ! 9onores, #$$$%&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&## Ilustración 7: ecuperación de enarita en función de la concentración de isopropil antato, p8 ., (+altierra, #$$1%&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&##
Ilustración 12: 4lasificación de minerales de arcillas, +rindle! 1.6#&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 22
1ndice de 0ablas Ta#la =: Principal elementos pa"a#les % penaliza#les del concentrado de co#re *&atiza............................................................................................6= Ta#la 6: Valor de las penalizaciones por cada elemento presente en el concentrado *';9+M8.............................................................................6=
'omenclatura 4M5: 4i!isi$n Ministro 5ales C8;: Centro 8nte"rado de ;peraci$n '+F: 'emiGaut$"eno p5: Potencial de hidr$"eno. C8-: el comprador de#erá hacerse responsa#le por la p/rdida de dicho material desde el momento en que el !endedor le entre"o el producto. -;,: el !endedor asume costo de se"uro hasta que la mercadería cruza la #orda del #uque en el puerto de em#arque. 4+P: el !endedor asume costo se"uro hasta que la mercadería arri#a a puerto de destino. &0: &i)i!iaci$n. '0: E)tracci$n por sol!ente. E1: ElectroGo#tenci$n. m: Metros. PCC: Punto cero de car"a.
-ntroducción &a mineralizaci$n en dep$sitos de mineral de sulfuros en "eneral no es homo"/nea % es pro#a#le o#ser!ar tipos de minerales con diferentes características que "eneran pro#lemas en los procesos posteriores. 4entro del proceso de flotaci$n se encuentran pro#lemas que están relacionados directamente con los contaminantes contenidos en los minerales afectando la le% del concentrado final como es el caso de la depresi$n acti!aci$n % o)idaci$n. Por otro lado tenemos las arcillas que afectan directamente el proceso de flotaci$n por sus propiedades clásicas "enerando o#stáculo en esta etapa además otro de sus efectos que produce es la mo!ilidad de las #ur#ujas partículas % #ur#ujas mineralizadas en la fase pulpa %a que puede !erse afectada por el cam#io de !iscosidad mientras los minerales arcillosos a"re"ados pueden tam#i/n lle!ar en las #ur#ujas arrastre de "an"a a las fase espuma. Este se"undo efecto podría aumentar la cantidad de minerales de arcilla que conforman el concentrado % en consecuencia reducir la le% de este.
Ob2eti"os Ob2eti"o general: +nalizar el efecto de la mineralo"ía en la flotaci$n % los contaminantes que afectan el concentrado final de co#re.
Ob2eti"o específico: E)plicar los efectos de las arcillas *#entonita % caolinita en el proceso de flotaci$n. Comprender el comportamiento de los contaminantes en los minerales de co#re específicamente antimonio ars/nico % flúor. 8nformar acerca de la inno!aci$n de equipos en la industria minera.
Marco 0eórico Mineralogía &a mineralo"ía es la ciencia que se ocupa de identificar minerales estudiar sus propiedades % ori"en con el prop$sito de realizar su clasificaci$n %a sea de manera descripti!a o determinati!a se"ún la línea de tra#ajo adoptada. El estudio de los minerales se efectúa a partir de la o#ser!aci$n del análisis de las rocas que constitu%en muestras "eol$"icas. El estudio de las rocas % sus minerales nos permite conocer más acerca de los procesos "eol$"icos que han tenido lu"ar en una determinada zona % comprender las características que se o#ser!an en la actualidad % definir sus posi#les usos.
Mineral
dureza cuando se seca. Esta definici$n de hecho a#arca todos los minerales en las diferentes clasificaciones se"ún se indica *ilustraci$n =B
3entonita &a bentonita es una arcilla de "rano mu% fino *coloidal del tipo de montmorillonita que contiene #ases % hierro. Es una arcilla mu% pe"ajosa con un alto "rado de enco"imiento *los enlaces entre las capas unitarias permiten la entrada de una cantidad superior de a"ua que en la caolinita.
Caolinita &a caolinita es un mineral de arcilla del tipo silicato estratificado con una lámina de tetraedros unida a tra!/s de átomos de o)í"eno en una lámina de octaedros de alúmina el tama(o de las partículas es superior a un >>BI al del "rano medio de la ,entonita
Silicatos &a clase de los minerales de silicato es la más importante que cualquier
M/todo de concentraci$n consiste en la separaci$n selecti!a de especies minerales de acuerdo con sus propiedades superficiales de adhesi$n a #ur#ujas de aire. &a flotaci$n es un proceso #asado en las propiedades fisicoCuímicas superficiales de afinidad o rechazo por el a"ua que tienen los materiales que se desea separar .
Efectos de las arcillas en flotación4 &os minerales de arcilla imponen impactos noci!os en el procesamiento de minerales esto de#ido a sus propiedades físicoGquímicas como son: superficie específica
capacidad de intercam#io cati$nico capacidad de a#sorci$n
hidrataci$n e hinchamiento tama(o de partícula plasticidad etc. 'e reconoce que los minerales de arcillas causan pro#lemas en la flotaci$n uno de sus efectos que produce es la mo!ilidad de las #ur#ujas partículas % #ur#ujas mineralizadas en la fase pulpa %a que puede !erse afectada por el cam#io de !iscosidad mientras los minerales arcillosos a"re"ados pueden tam#i/n lle!ar en las #ur#ujas
-lustración *:5Efecto de la adición de serpentina en la recuperación de flotación de cobre de un mineral de cobre porfídico: .ibu2ado de nue"o a partir de 6$atra, 'agara2 y Somasudaran, ()*)74
&a estructura podría interactuar con los minerales !aliosos hidr$fo#os % concentrarse en la frontera % meseta de las #ur#ujas de aire dando como resultado una alta esta#ilidad de espuma como tam#i/n durante la flotaci$n de minerales que contienen minerales de arcilla *silicatos la espuma tam#i/n puede con!ertirse en altamente floculada seca % difícil remoci$n. 'e ha indicado que la esta#ilidad de la espuma puede ser controlada de manera eficaz mediante la modificaci$n de la pulpa o la pre!enci$n de la floculaci$n de partículas hidr$fo#as.
-lustración (: Efecto de la cantidad de minerales de arcilla 6en la alimentación7 sobre la recuperación de flotación de cobre8 /e9tra!ada a partir de 63ulato"ic, yslou!il y ;ant, *<<<74
Esto se de#e tanto la esta#ilidad a alta % #aja de la espuma que han sido reportados de#ido a la presencia de minerales de arcilla. 'us e)tremadamente peque(os tama(os de partícula junto con su área superficial mu% alta hacen que los minerales de arcilla altamente reacti!os % sensi#les a los cam#ios en el entorno dentro de la flotaci$n donde principalmente se refiere a di!ersos efectos perjudícales producidos por los minerales de arcillas las cuales han sido reportados por !arios autores en "eneral las cuales inclu%e: 8.
7ecu#rimiento de limo en las superficies minerales así como tam#i/n las #ur#ujas de aire.
-lustración =: na comparación entre la recuperación de flotación de cobre de un mineral de arcilla de alta 6de Escondida7 en los resultados de laboratorio y escala de planta 63ulato"ic, yslou!il y ;ant, *<<>74
Estos efectos se de#en principalmente a la sustituci$n isomorfa las caras #asales lle!an una car"a ne"ati!a constante que es independiente del p5. +demás los #ordes de las capas las láminas tetra/dricas de sílice % las hojas de alúmina octa/dricos rompen sus !ínculos primarios. &a car"a el/ctrica en el #orde *deri!ados de las reacciones de hidr$lisis de rompimiento de enlaces +lG; % 'iG; es dependiente del p5. 5a% fuertes indicios de que los #ordes de los minerales de arcilla tienen car"a positi!a en los ran"os de p5 neutros % ácidos. &os car"as anisotr$picas en los #ordes % caras #asales permiten que las partículas de arcilla
888. 8V.
+dsor#ido so#re la superficie del mineral. En el espacios porosos entre los minerales de arcilla. &a posici$n es que se mantiene el a"ua es importante para el
comportamiento de hinchamiento de la arcilla. &a hinchaz$n de minerales arcillosos incorpora a"ua en la forma de capa intermedia además de afectar el comportamiento a la reolo"ía de la suspensi$n por lo que es más !iscoso. &a montmorillonita es un ejemplo de minerales de arcilla de hinchamiento alto % caolinita es un ejemplo de minerales de arcilla con no hinchaz$n. Ca#e se(alar que la hinchaz$n de los minerales de arcilla es más "ra!e en a"ua dulce. Como a medida que la salinidad del a"ua aumenta el potencial de la arcilla hincha#le en "ran medida disminu%e. Pero por otro lado el a"ua de mar es más densa % su recirculaci$n puede aumentar la !iscosidad reduciendo la mo!ilidad % distri#uci$n de las #ur#ujas perjudicando su captura de partículas finasL a ello se suma un comportamiento i$nico mucho más acti!o que el a"ua dulce
de co#re en el primer concentrado disminu%$ de @?I a 6I. Cuando el contenido de #entonita aument$ a 6 en peso I la dinámica de flotaci$n fue completamente impedida sin que se "enerada espuma en la parte superior de la pulpa cosa que normalmente ocurre en estas operaciones industriales.
&os efectos de di!ersas cantidades de #entonita % caolín en flotaci$n de En contraste con la #entonita el aumento del contenido de caolín en el mineral limpio #aj$ li"eramente la recuperaci$n en la flotaci$n pero redujo sustancialmente la le% de co#re. En la -i". A *# con un aumento en el contenido de caolín en el mineral de > a 6 en peso I el "rado de co#re se redujo de I a 6AI en el primer concentrado. +l mismo tiempo el aumento en el contenido de caolín de > a 6 en peso I en el mineral deprimido li"eramente la recuperaci$n de co#re de la primera concentrado del >I al @>I.
flotaci$n de minerales % selecti!idad. En la -i". *a> a *a el !olumen de la espuma disminu%e cuando el contenido de #entonita en el mineral limpio aument$ de > a 6 en peso I la cual en coinciden con los resultados de flotaci$n en la ilustraci$n A *a que con un aumento en el contenido de #entonita la recuperaci$n de flotaci$n del primer concentrado disminu%$ #ruscamente. En el caso de caolín al aumentar su contenido de > a 6 en peso I el !olumen de espuma parece no mostrar cam#ios *ilustraci$n *#> a *# esto tam#i/n estu!o de acuerdo con los resultados de flotaci$n en la fi". A %a que la recuperaci$n final del co#re se mantu!o sin cam#ios. Mientras tanto la estructura de espuma se hizo completamente diferente con un aumento en la concentraci$n de arcilla. Feneralmente con un aumento en el contenido de arcilla el número de #ur#ujas "randes disminu%e lo que resulta en el aumento del número de #ur#ujas de tama(o medio en el caso de la #entonita. El tama(o de las #ur#ujas se redujo drásticamente en la ilustraci$n *# cuando el contenido de caolín aument$ a 6 en peso I con #ur#ujas más peque(as que aparecen solamente en la parte superior de la espuma. Estas #ur#ujas más peque(as podrían relacionarse con la disminuci$n de la le% de co#re en la ilustraci$n *# %a que ha sido considerado por al"unos in!esti"adores de
-lustración +: -magen de la espuma del primer concentrado en la flotación de mineral limpio en ausencia y presencia de minerales de arcilla a diferentes concentraciones: 6a)7 9 6a+7, adición de diferentes proporciones de bentonita8 6b)7 9 6b+7, adición de diferentes proporciones de caolín4
precio final del concentrado de co#re que será !endido a las fundiciones *Ta#la 6 que "eneralmente se encuentran en el e)tranjero. &as "anancias de esta modalidad de producci$n se !en re"idas por medio de mercados internacionales siendo en el caso del co#re las #olsas de metales las cuales ri"en ma%oritariamente el !alor final del concentrado a !ender. +demás el !alor de este se ri"e mediante normati!as le"ales de contratos esta#lecidos entre comprador % !endedor como son el C8- -;, % 4+P los cuales dejan esta#lecidos los parámetros de !enta a realizarse durante el periodo que dure el contrato entre am#os. En el caso de no cumplirse estos tratados esta#lecidos puede "enerar multas *econ$mica o t/rminos de contratos. Ta#la =: Principal elementos pa"a#les % penaliza#les del concentrado de co#re *&atiza.
Ta#la 6: Valor de las penalizaciones por cada elemento presente en el concentrado *';9+M8
Es por esto que se de#en tomar mecanismo de acci$n para reducir los contenidos de estos elementos penaliza#les en el concentrado de co#re. ,uscando o#tener un ma%or #eneficio econ$mico para la empresa así tam#i/n fortalecer la relaci$n comunidadGempresa.
Mecanismo de acción de control
elementos de inter/s. Por otro lado e)isten m/todos químicos para reducir el contenido de contaminantes *&0 '0 E1 tostaci$n. 4entro de la industria minera chilena se presentan altos contenidos de contaminantes en los concentrados de co#re. En los cuales todos los contaminantes mencionados anteriormente no se presentan si"nificati!amente en nuestra re"i$n. Es por esto que desarrollaremos al"unos de los mecanismos posi#les en la actualidad para disminuirlo.
.epresión de la enargita Como fue definido anteriormente se de#e tener presente que c ontiene AAI de co#re =<>I de ars/nico % B6?I de azufre así tam#i/n como entre sus propiedades esta: •
E)iste sustituci$n de ars/nico por antimonio *hasta un ?I % en menor
•
medida de hierro % zinc. Presenta soluci$n s$lida con la famatinita *Cu B'#'A. &a luzonita es su polimorfo tetra"onal de #aja temperatura *menos de
•
B6>KC.
&a cur!a de potencial zeta de la enar"ita *"ráfico 9KA presenta car"a ne"ati!a en todo ran"o de p5 % que el PCC por e)trapolaci$n estaría alrededor de p5 6 =. &os potenciales lle"an hasta !alores de GA mV alrededor de p5 < % e)iste un claro pico de potencial zeta alrededor de p5 ? indicando al"una transici$n química superficial.
-lustración B: $otencial !eta de la enargita en función de p en presencia y ausencia de iones arseniatos 6Castro y Donores, ()))74
'e ha demostrado la #uena flota#ilidad de la enar"ita con 8sopropil )antato a p5 <6.El "ráfico 9J muestra el efecto de la dosis de colector 8sopropil )antato so#re la flotaci$n de enar"ita pura.
-lustración : /ecuperación de enargita en función de la concentración de isopropil #antato, p <,> 63altierra, ())*7
%lotación selecti"a de enargita &as alternati!as re!isadas para separar enar"ita de otros sulfuros de co#re en que se produce un concentrado de co#re 2limpio3 con #ajo contenido de ars/nico
diamina tetra ac/tico que tiene como fin disol!er las capas de $)ido de los sulfuros que no contienen ars/nico % se lo"r$ inferir que las o)idadas de ars/nico son esta#les en un amplio ran"o de p5 mientras que las de co#re no lo son a p5 menores a @. 'e muestra que la separaci$n de enar"ita % calcopirita es dependiente del potencial de la pulpa A. En el "ráfico 9K? muestra la relaci$n encontrada entre la recuperaci$n % el potencial de la pulpa.
-lustración >: /ecuperación en función del potencial de la pulpa, < p, () mgFl $a#
so de reacti"o:
+demás se encontr$ que en la utilizando 9aC9 *cianuro de sodio la recuperaci$n de la calcopirita se reduce desde 6I a BI a los 6 minutos % en los 6> minutos crece hasta ?I se"ún el "ráfico 9K@ ?.
Esto indica que la enar"ita podría ser despresada % separada parcialmente desde calcopirita utilizando cianuro para un tiempo de contacto prolon"ado.
-lustración <: Efecto del tiempo de contacto del cianuro de sodio en la recuperación metal&rgica, a p <, () mgFl $AG y *+ mgFl 'aC' 60a2adod y Hen, *<<74
+demás se presenta otro m/todo en el cual se deprime la enar"ita % flota la @
-lustración *): Efecto concentración MAA en la recuperación, p <, () mgFl $AG 6Hen y 0a2adod, ()))74
'e e!alu$ la teoría de depresar enar"ita selecti!amente de los concentrados finales de co#re mediante la formaci$n específica del complejo M"95 A +s;AQ?56; so#re la superficie de la enar"ita . En la cual se desarrollaron prue#as de flotaci$n de ciclo a#ierto para pro#ar la efecti!idad del complejo depresante. &a e!aluaci$n del complejo depresante se hizo a ni!el de se"unda etapa de limpieza % solo se consi"ui$ un efecto depresante menor #ajando la recuperaci$n de ars/nica a alrededor de un @I a p5 =>. 'e realizaron prue#as con la mezcla de amonio ma"nesio ampliando el ran"o de concentraci$n A. &os resultados de estas prue#as mostraron un efecto depresor so#re la enar"ita alcanzando apro)imadamente un
'in em#ar"o este mineral presenta un alto contenido de co#re en comparaci$n a la calcopirita pero al contener un alto contenido de antimonio en su composici$n este no presenta un !alor econ$mico fa!ora#le en su concentraci$n. Es así como la empresa 'omincor descri#i$ el si"uiente procedimiento para e!aluar las posi#les soluciones a la depresi$n de los minerales con contenido de antimonio en los cuales se e)amin$ lo si"uiente procedimientos: •
El efecto del tipo de colector % la adici$n en la selecti!idad de calcopiritaG tetraedrita durante la etapa primaria % de #arrido. Enfocando la in!esti"aci$n en reacti!os *)antato de potasio de amilo *O+0 % +E7;
•
B>= que se utilizan durante la in!esti"aci$n. El tratamiento final del concentrado para deprimir selecti!amente la tetraedrita con adici$n de per$)ido de hidro"eno.
&os resultados de los ensa%os que estudian el efecto del tipo de colector % la concentraci$n se muestran en la ilustraci$n ==. El )antato da una ma%or recuperaci$n de co#re que el ditiofosfato *-i"ura a. &a adici$n de concentraciones suficientemente altas puede lo"rar una #uena recuperaci$n de co#re dando una mejor calidad por una mejor selecti!idad frente a la pirita. + una adici$n mu% alta
-lustración **: Efecto del tipo de colector en la concentración en la alimentación de planta de cobre: a7 ley de cobre "Fs recuperación8 b7 /ecuperación de antimonio "Fs recuperación de cobre 6@eyenda: a, b y c test con ditiofosfato a *)), *+) y ()) gFton respecti"amente74
+demás al mismo colector )antato da una ma%or recuperaci$n de co#re que ditiofosfato *-i"ura a. 'in em#ar"o la alta recuperaci$n de co#re tam#i/n se puede lo"rar con ditiofosfato si se a(aden en concentraciones suficientemente altas. En "eneral ditiofosfato da una mejor calidad en relaci$n de recuperaci$n de co#re de )antato de#ido a una mejor selecti!idad frente a la pirita *no mostrado. + mu% alta además colector aumenta la recuperaci$n de pirita disminu%endo el "rado de concentrado de co#re % sin recuperaci$n de co#re aprecia#le aumento. ,uena selecti!idad entre el co#re % antimonio se puede lo"rar mediante la adici$n de #ajas concentraciones de colector: En "eneral ditiofosfatos dan mejor
estudio se #as$ en el efecto del Eh controlado por la adici$n de per$)ido de hidro"eno como a"ente o)idante. +plicado este m/todo se compro#$ que el per$)ido de hidro"eno deprime tetraedrita mientras que la calcopirita mantiene su flota#ilidad asi tam#i/n como de#e presentar cuidado %a que este reacti!o presenta efecto en la flotaci$n de la pirita %a que se incrementa el potencial de Eh aumentando la esta#ilidad del reacti!o de )antato % ditiofosfato que son utilizados principalmente en la flotaci$n de minerales de co#re. Es por esto que la o)idaci$n selecti!a se puede utilizar en la etapa final del concentrado cuando los porcentajes de pirita presente en el concentrado
son #ajos lo cual es fácilmente alcanzado por
con!encionales que se han descrito anteriormente.
Este tra#ajo es descrito para una etapa de limpieza final
m/todos
se reduce esto se de#e a que se presenta una ma%or flotaci$n de pirita lo que trae como consecuencia lo anteriormente descrito. 'in em#ar"o el aumento de la flotaci$n de pirita no afecta de manera tan si"nificati!a econ$micamente el concentrado final. Por otro lado la adici$n de per$)ido de hidro"eno trae consi"o efectos #eneficiosos que es la depresi$n de la esfalerita que presenta un comportamiento similar a la tetraedrita. Es por esto que la adici$n de per$)ido de hidro"eno es #eneficiosos %a que resulta en reducir las penalizaciones econ$micas del concentrado aumentando así su !alor comercial.
%l&or en la flotación El flúor es el elemento más electrone"ati!o % reacti!o de los elementos del "rupo hal$"eno en la ta#la peri$dica. 4e#ido a su reacti!idad el flúor se produce con frecuencia como compuestos principalmente fluorita *Ca- 6 fluoroapatita *Ca *P;A B- % criolita *9a B +l-?.&as formas compuestas de flúor se utilizan so#re todo para la producci$n de ácido fluorhídrico la fa#ricaci$n de acero la refinaci$n de aluminio % "as como refri"erante.
concentraciones !aria#les *entre A>> ppm % =>> ppm. Por lo tanto lo que minimiza la flotaci$n de estos minerales no sulfurados pro#a#lemente reducirá la recuperaci$n - en el concentrado de co#re final.
%actores que promue"en la flotación de fl&or en minerales de cobre &os principales factores que promue!en la recuperaci$n de flúor en el concentrado de co#re es una po#re li#eraci$n *es decir la asociaci$n de minerales flúor con minerales sulfuro !aliosos la asociaci$n con minerales no sulfuros que tienen flota#ilidad natural tales como talco % el arrastre. &a comprensi$n de la asociaci$n mineral$"ica entre el co#re % minerales flúor es cla!e para optimizar la reducci$n de flúor en el concentrado de co#re final. &a ma%oría de las plantas concentradoras de co#re e)istentes que se ocupan de minerales de co#re con contenido sustancial de - tienen una única manera de minimizar la recuperaci$n - el cual es #asado en la mineralo"ía del mineral a tra!/s del ajuste del dia"rama de flujo. + continuaci$n se analizan los enfoques más e)itosos en reducir al mínimo la recuperaci$n - por dise(o de dia"ramas de
es más pro#lemático de#ido a la flota#ilidad natural de talco ==. 8nicialmente un depresor or"ánico car#o)imetil celulosa *CMC se emple$ para rechazar flúor. CMC depres$ talco resultando en una reducci$n si"nificati!a de flúor pero tam#i/n dio lu"ar a #aja recuperaci$n de calcopirita
=6
*Pan"um =.<<<. Hn
se"undo enfoque implic$ flotaci$n in!ersa de talco en una Celda Rameson. Para depresar los sulfuros !aliosos que contienen co#re % oro el depresor inor"ánico hidrosulfuro de sodio *9a5' se aplic$ en la celda Rameson. Este depresor reduce los ni!eles de o)í"eno en la pulpa lo que reduce el potencial electroquímico a GB?> mV *'5E en medio de p5 alto *==G=6. +unque este enfoque reduce los ni!eles de flúor en el concentrado de co#re final los ni!eles de - eran toda!ía ma%ores de lo esperado *-S =<>> ppm. Por lo tanto un tercer enfoque fue desarrollado usando una celda Rameson en una confi"uraci$n más primaria N limpiador cerrada como se muestra en la ilustraci$n =B. Esto redujo el ni!el de por un AI con una mejora en la le% de co#re *un 6I =B. El #eneficio total del circuito de flotaci$n de flúor in!ersa en cuanto a la eliminaci$n de flúor era mucho mejor que el uso de la estrate"ia de la depresi$n CMC =A.
-lustración *=: Estrategia de flotación de talco in"ersa para recDa!ar fl&or en concentrado cobre9oro de mineral en O; 0edi 6@auder et al,())=74
.epósitos 5Prominent Hill” El dep$sito de 2 Prominent 8ill se encuentra en el sur de +ustralia. &os principales minerales de co#re son calcopirita #ornita % calcosina. El flúor se produce en el cuerpo de mineral en forma de apatita % mosco!ita su recuperaci$n
minera +lemao=?. Este enfoque impact$ más en calcopirita que en los compuestos calcocinaG#ornita =@. +demás se utiliz$ la t/cnica de la!ado de espuma utilizando la celda Rameson para mejorar la le% de co#re en el mineral de minera +lemao *,rasil.
-nno"ación MJtodo de lecDo fluidi!ado con atmósfera: Como se sa#e la tostaci$n es una operaci$n preparatoria de los minerales de tipo pirometalúr"ico en su forma o)idante se utiliza para transformar los sulfuros metálicos mineralicen los $)idos o sulfatos por reacci$n con el o)í"eno de aire a temperatura entre >> % <>> JC. 4i!isi$n Ministro 5ales consta de un tostador de "randes dimensiones por lo que es el encar"ado principal de lo"rar a#atir el ars/nico entre"ando como producto final una calcina con menos de >BI de este material. ;pera mediante la formaci$n de un lecho fluidizado en el cual se in%ecta aire % nitr$"eno para "enerar una atm$sfera no o)idante de tal manera que el ars/nico contenido en el sulfuro de ener"ía sal"a por temperatura % el sulfuro se con!ierta en calcosina % #ornita. Es completamente herm/tico en donde todos los "ases son capturados en una etapa posterior % el azufre contenido en los "ases se
instalaci$n de sus harneros "tac "i*er . El sistema permite mejorar en un >I la recuperaci$n de mineral separando en forma eficiente los finos de los "ruesos a tra!/s de un proceso de selecci$n en húmedo utilizando el mismo espacio destinado al hidrocicl$n. 'us !entajas son las si"uientes: •
+lta capacidad ahorra espacio % cortes de instalaci$n.
•
+lta eficiencia de separaci$n aumenta la calidad del producto reduce la !aria#ilidad % mejora los procesos posteriores.
•
Mo!imiento lineal produce la eficiencia de detecci$n superior % má)ima de transporte de "ran tama(o.
•
Car"a dinámica #aja minimiza los requisitos estructurales.
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&os costos de operaci$n % mantenimiento #ajos.
•
-ácil de ser!icio
menor consumo de aceros % una mejor li#eraci$n de partículas mineralizadas para permitir ma%or recuperaci$n de las especies de !alor. 4urante el 6>=A se realizaron prue#as de li#eraci$n de mineral a diferentes tama(os para !erificar los efectos de la tecnolo"ía Micro5ammer en el tipo de mineral en!iado. El informe final estará disponi#le en el 6>= para !er si será utilizado el equipo.
Centro inte"rado de operaciones
modelos predicti!os que sir!en de apo%o al proceso de planificaci$n cola#orati!a la cual es presentada en tiempo real. 'e constitu%e por una serie de equipos que continuamente entre"an informaci$n de la producci$n manejos estadísticos % controlan todos los sectores tales como molienda unitaria molienda '+F molienda de #olas transporte de correas etc.
Análisis de -nformación &a presencia de arcillas en la flotaci$n de mineral es uno de los pro#lemas más difíciles de tratar en el procesamiento de minerales. Específicamente de#ido a que sus propiedades físicoGquímicas son difíciles de controlar % sus efectos no pueden ser miti"ados tan fácilmente. En el caso del co#re estas arcillas afectan la recuperaci$n de co#re que tiende a disminuir con un aumento en el contenido de arcillas *#entonita en la flotaci$n de#ido a la alta !iscosidad % la
suspensi$n de esta que reduce la
frecuencia de las colisiones de partículas de #ur#uja % la mo!ilidad de los a"re"ados de #ur#ujaGpartículas lo que resulta en una menor cantidad de espuma. &a le% de co#re tam#i/n es afectada de manera ne"ati!a con un aumento en la proporci$n de arcillas como el caolín. &a adici$n de caolín tenía poco efecto so#re la !iscosidad de la suspensi$n % la mo!ilidad de las #ur#ujas % las partículas no se !io afectada. Pero de#ido al tama(o fino de caolín % la estructura a"re"ada
fundiciones con el fin de e!itar multas *!er ta#la 6 %a sea con respecto a la calidad del producto o medioam#iental. Es por esto que el enfoque del informe acerca de contaminantes *ars/nico antimonio % flúor se #as$ en estudios que permiten la separaci$n de especies mediante el control de potencial utilizando para estos o)idantes *!er ilustraci$n % =6 como tam#i/n !arias prue#as que re"ulan dosificaciones de distintos colectores depresantes o p5 *!er ilustraci$n @<=> % == % en al"unos casos el solo modificando el tipo de circuito para poder disminuir el contaminante*flúor como es el caso de la mina ;DGTedi.
a que e)isten desperfectos en los procesos o !aria#les mineral$"icas que afectan las características del concentrado final se desarrollan inno!aciones de equipos tecnol$"icos o nue!os procedimientos que permitan mejorar su eficiencia % o#tener informaci$n más rele!ante para
pre!er materiales innecesarios que
pueda contener el concentrado final para su posterior comercializaci$n % e!itar pro#lemas le"ales.
Conclusiones &as arcillas *caolinita #entonita etc. son uno de los principales pro#lemas que se e)perimentan durante
todo procesamiento de minerales de#ido
principalmente a sus propiedades físicoGquímicas % lo difícil que es miti"ar sus efectos. &as arcillas como el caolín tienen un efecto directo en la le% de co#re ilustraci$n *#U %a esta tiene poco efecto so#re la !iscosidad de la suspensi$n % la mo!ilidad de las #ur#ujas tam#i/n de#ido a su tama(o fino se adsor#e en las #ur#ujas aumentando el arrastre disminu%endo el tama(o de #ur#uja % aumentando su esta#ilidad. En arcillas del tipo #entonita la recuperaci$n de co#re tiende a disminuir con un aumento en Cp de arcillas ilustraci$n *aU en la flotaci$n de#ido a la alta !iscosidad % la suspensi$n de esta que reduce la frecuencia de las colisiones de partículas de #ur#uja % la mo!ilidad de los a"re"ados de #ur#ujaGpartículas lo que resulta en una menor cantidad de espuma. Estas o#ser!aciones son importantes en la industria %a que diferentes acciones se de#en tomar con el fin de hacer frente a los minerales arcillosos. El comportamiento de las especies mineral$"icas que poseen dentro de su
&os procesos inno!adores mencionados entre"an una enorme !entaja al procesamiento de minerales reduciendo costos de operaci$n % de mantenimiento *tecnolo"ía stacD sizer micro5ammer así como tam#i/n una disminuci$n en la contaminaci$n tanto para el concentrado como para el medio am#iente *tostador de lecho fluidizado con atmosfera . +demás la implementaci$n de un sistema de entre"a de informaci$n en tiempo real *C8; es de "ran utilidad para super!isar en todo momento las operaciones de la planta además de pre!enir posi#les pro#lemas en los procesos intermedios.
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