FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA INGENIERIA EJECUCIÓN EN MINAS FACULTAD DE INGENIERÍA
REVISIÓN DE LOS EFECTOS DEL AMBIENTE DE MOLIENDA EN LA FLOTACION DE SULFUROS DE COBRE
Antofagasta, Septiembre 25 de 2017
Profesora. Lorena cortés integrantes. Robert clavel flores Michell jaque cortes Monserratt ramos rivera Fecha25.09.2017
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INDICE
CAPITULO 1........................................................ 1................................................................................. ................................................... .............................. 2 Interacción química de los medios de molienda y minerales sulfurosos .......... 2 2.1 Efectos del potencial de la pulpa ............................................................. ............................................................. 3 2.2 Efectos de la interacción galvánicas entre minerales sulfurosos ......... 8 2.3 Efectos del de l oxígeno disuelto .............................................. .................................................................. .................... 10 2.4 Efectos de las especies oxihidroxidos ............................. .................................................. ..................... 12 2.5 Efecto en las características de la espuma .............................. ........................................... ............. 14 CAPÍTULO 2........................................................ 2................................................................................. ................................................... .......................... 15 Efectos físicos del tipo de medios me dios ..................................... .............................................................. ................................. ........ 15 2.1 Fuentes y naturaleza del desgaste de sgaste detritus........................................... ........................................... 15 2.2 Influencia de la composición de los medios ......................................... ......................................... 16 2.3 Hallazgos relevantes de laboratorio Ahn y Gebhardt Ge bhardt (1991) ............... 17 2.4 Control de d e corrosión .......................................................... ............................................................................... ..................... 19 2.5 Flotación de detritos de desgaste .................................................. .......................................................... ........ 20 2.6 Métodos para eliminar el desgaste detritus ...................................... .......................................... .... 21 CAPÍTULO 3: Efectos de reactivos dañinos ......................................................... .............................................................................. ..................... 22 3.1 Colector ................................................. ........................................................................... ................................................... ......................... 22 3.2 Cal ................................................. ........................................................................... .................................................... .................................. ........ 23 3.3 Sulfuro sódico .......................... .................................................... .................................................... ...................................... ............ 23 3.4 Extractos de madera.................................................. madera............................................................................ .............................. .... 24 CAPÍTULO 4 ............................................... ......................................................................... .................................................... ............................. ... 25 Efecto del método de molienda ................................................... ....................................................................... .................... 25 4.1
Molienda autógena autógena (AG) ............................ ...................................................... ...................................... ............ 25
4.2
Molienda semiautogena semiautogena (SAG) .............................. ........................................................ .......................... 27
4.3
Remolienda................................................ .......................................................................... ...................................... ............ 28
4.4
Molienda en seco ............................................... ......................................................................... .............................. .... 31
Resumen...................................................................... ............................................................................................... .......................................... ................. 33
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INDICE
CAPITULO 1........................................................ 1................................................................................. ................................................... .............................. 2 Interacción química de los medios de molienda y minerales sulfurosos .......... 2 2.1 Efectos del potencial de la pulpa ............................................................. ............................................................. 3 2.2 Efectos de la interacción galvánicas entre minerales sulfurosos ......... 8 2.3 Efectos del de l oxígeno disuelto .............................................. .................................................................. .................... 10 2.4 Efectos de las especies oxihidroxidos ............................. .................................................. ..................... 12 2.5 Efecto en las características de la espuma .............................. ........................................... ............. 14 CAPÍTULO 2........................................................ 2................................................................................. ................................................... .......................... 15 Efectos físicos del tipo de medios me dios ..................................... .............................................................. ................................. ........ 15 2.1 Fuentes y naturaleza del desgaste de sgaste detritus........................................... ........................................... 15 2.2 Influencia de la composición de los medios ......................................... ......................................... 16 2.3 Hallazgos relevantes de laboratorio Ahn y Gebhardt Ge bhardt (1991) ............... 17 2.4 Control de d e corrosión .......................................................... ............................................................................... ..................... 19 2.5 Flotación de detritos de desgaste .................................................. .......................................................... ........ 20 2.6 Métodos para eliminar el desgaste detritus ...................................... .......................................... .... 21 CAPÍTULO 3: Efectos de reactivos dañinos ......................................................... .............................................................................. ..................... 22 3.1 Colector ................................................. ........................................................................... ................................................... ......................... 22 3.2 Cal ................................................. ........................................................................... .................................................... .................................. ........ 23 3.3 Sulfuro sódico .......................... .................................................... .................................................... ...................................... ............ 23 3.4 Extractos de madera.................................................. madera............................................................................ .............................. .... 24 CAPÍTULO 4 ............................................... ......................................................................... .................................................... ............................. ... 25 Efecto del método de molienda ................................................... ....................................................................... .................... 25 4.1
Molienda autógena autógena (AG) ............................ ...................................................... ...................................... ............ 25
4.2
Molienda semiautogena semiautogena (SAG) .............................. ........................................................ .......................... 27
4.3
Remolienda................................................ .......................................................................... ...................................... ............ 28
4.4
Molienda en seco ............................................... ......................................................................... .............................. .... 31
Resumen...................................................................... ............................................................................................... .......................................... ................. 33
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CAPITULO 1 Interacción química de los medios de molienda y minerales sulfurosos Se sabe que los minerales sulfurosos son generalmente más nobles (electroquímicamente) que los aceros de los medios de molienda (bolas, barras y revestimiento). Con electronegativo nos referimos a la tendencia de un elemento a atraer electrones hacia él, cuando esta químicamente combinado con otro átomo, cuanto mayor sea su electronegatividad, mayor será su capacidad para atraerlos. En el contacto que existe entre los medios de molienda de acero y los minerales sulfurosos las interacciones galvánicas son probables de ocurrir. Cuando hablamos de interacciones galvánicas nos referimos al contacto de dos metales de diferente electronegatividad. En este caso encontramos los medios de molienda de acero como el metal con mayor electronegatividad (menos noble) el cual actúa como ánodo y oxida, mientras que los minerales sulfurosos al ser menos electronegativos (más noble) que los medios de molienda, se comportan como cationes y son sitios para reducción. Pero estas interacciones también pueden verse afectadas por un cambio en las propiedades superficiales y químicas de la pulpa, que a su vez afectan el posterior proceso de flotación. Dependiendo del grado de las interacciones galvánicas, será la dificultad del control practico sobre las condiciones redox del potencial de la pulpa. Hablamos de reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.
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2.1 Efectos del potencial de la pulpa Tomando la idea entregada anteriormente sobre las interacciones galvánicas, se puede observar en las siguientes ecuaciones, la oxidación del hierro metálico en los aceros de los medios abrasivos de molienda y la posible aparición de reacciones anódicas.
Se puede observar como en la ecuación 1, el hierro cero-Valente al combinarse con una molécula de hidróxido forma hidróxido de hierro 2 más adelante, en la ecuación dos, cuando este hidróxido de hierro vuelve a combinarse con una molécula de hidróxido forma hidróxido de hierro tres, en ambas ecuaciones liberando electrones. Ambos hidróxidos de hierro son en sí un coloide gelatinoso de difícil filtración, presente como un subproducto en la metalurgia del hierro. La oxidación del hierro será fuertemente favorecida, en la mayoría de las condiciones, reduciendo el contenido de oxígeno de la pulpa como resultado de la reducción catódica mostrado en la ecuación 3.
Se puede observar un potencial mixto, desarrollado entre los procesos anódicos de la ecuación 1 y 2, y desarrollado por la reacción catódica de la ecuación 3. Dicho potencial es medido a través de un electrodo indicador como el platino en combinación con un electrodo de referencia no polarizado. El potencial exacto refleja las tasas relativas de cada célula de reacción, cuando hablamos de tasas relativas nos referimos a las densidades de corrientes de intercambio. En las mayorías de los sistemas de sulfuro, las reacciones electroquímica que se describieron anteriormente, producen la eliminación del oxígeno del sistema, cambiando el potencial mixto hacia una reducción de valores más catódicos y reduciendo el potencial de la pulpa. Dado que la mayoría de la molienda de sulfuros es en molinos de hierro, se reduce fuertemente el potencial de la pulpa.
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Para el caso de un sistema de molino cerrado, la oxidación del medio por reacción con oxígeno continúa hasta que se consume el oxígeno disponible. Los pH de la pulpa pueden a menudo reducirse simultáneamente, presumiblemente por el consumo de iones hidroxilos producidos para formar precipitados con iones ferrosos.
Circuito cerrado La operación en un circuito cerrado no realiza gran esfuerzo para efectuar la reducción de partículas de todos los tamaños en un solo paso, pero si dificulta extraer el material del circuito tan pronto cuando alcanza el tamaño necesario. El material que regresa al molino por el clasificador se conoce como la carga circulante y su valor se expresa como un porcentaje del peso descargado respecto al peso del alimento total del hidrociclón. En un sistema de molino abierto, el consumo de oxígeno continúa durante la molienda. Estudios de laboratorio con minerales sulfurosos han confirmado que la molienda prolongada con medios de acero mejora las condiciones reductoras y, por tanto, cuanto más largo sea el trabajo, disminuyen las caídas de potencial de pulpa.
Circuito abierto En el circuito abierto, la velocidad de la alimentación debe ser suficientemente baja como para asegurar que cada partícula permanezca un tiempo justo en el molino para ser quebrada hasta el tamaño deseado.
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La influencia reductora sobre la pulpa de flotación causada por la interacción mineral medio-sulfuro ha sido reportada en muchos estudios, estudios hechos por; Fossberg, Leppinen, Martin y Yuan. Algunos estudiosos sugirieron que el alcance de la caída en el potencial de la pulpa causada por la molienda de acero es mayor cuanto mayor sea la superficie de hierro, y cuando el PH de la pulpa de molienda se desplaza de los valores neutros a los muy alcalinos. El primer efecto parece lógico, pero las razones de esta última sugerencia no están claras. La medida en que la pulpa se reduce durante la molienda en hierro, está relacionada naturalmente con el tipo de medio utilizado. Leppinen, encontrando que, dependiendo del tipo de mineral, la diferencia de potencial (después de la molienda) para minerales complejos de sulfuro entre la molienda en condiciones normales de acero y acero inoxidable era de unos 100-250 (mili volts). Mientras que otro estudioso, Kelebek han reportado diferencias de 500-600 (mili volts) para la pirrotina en las etapas iniciales de la molienda. También observaron que una larga etapa de aireación después de la molienda y antes de la flotación podría reducir esta diferencia de potencial en 20 a 30 (mili volts). La presencia de oxígeno acelera la oxidación del hierro y sirve como reactivo esencial para la reacción catódica, como se observa en la ecuación 3, que es, la disolución del hierro en medios de molienda que tienen lugar, en menor medida, en ausencia de oxígeno. Esto fue confirmado para la calcopirita por Yelloji Rao y Natarajan, en pruebas individuales de flotación mineral. También encontraron que había una relación directa entre la cantidad de hierro disuelto y la flotabilidad de la calcopirita, aumentando la disolución del hierro, resultando en flotación más pobre. Su superficie de estudios de análisis confirmó la presencia de especies de oxihidróxidos sobre las superficies de la calcopirita y concluyeron que la adsorción de estas especies fue la responsable de la disminución de la flotabilidad de la calcopirita. La posibilidad de que las especies de hierro deriven Debemos saber que una especie oxihidróxidos, son compuestos formados de hierro y oxígeno, y pertenecen a la familia de los óxidos de hierro. En estado natural se le puede encontrar como goethita, lepidocrocita, limonita, etc. El aire es el gas más común usado en flotación y por lo tanto los minerales en la pasta se someten normalmente a una aireación sin inhibición. Las plantas de flotación de sulfuro funcionan a potenciales normalmente en el intervalo + 100 a + 300 (mili volts). La operación en números negativos requiere de la adición de agentes reductores, que pueden ser costosos y también pueden conducir a mayores consumos de reactivos, dado que los reductores son consumidos por el oxígeno en el gas de flotación.
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La flotabilidad de minerales de sulfuro de cobre como la calcopirita depende fuertemente del potencial de la pulpa. Dado que el potencial de la pulpa se reduce durante la molienda en un ambiente de hierro. En la práctica, esto generalmente se logra automáticamente en las primeras celdas de un banco de flotación o en la fase de aireación entre la molienda y la flotación.
Los hidrociclones, que a menudo están en molienda y operación de la unidad de flotación, también pueden funcionar como aireadores y en muchos casos, dependiendo de la reactividad electroquímica del mineral, puede no requerirse pre-aireación. A modo de ejemplo, Heyes y Trahar encontraron que la superficie de la calcopirita es hidrofílica en un ambiente reductor, y luego mostró (en y pruebas mixtas de flotación de laboratorio mineral) que la reducción atmosférica causada por el molido en un molino de hierro era lo suficiente para suprimir la flotabilidad normal de la calcopirita.
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Es importante destacar que mostró que la flotabilidad se restableció al aumentar el potencial, ya sea por aireación o adición de oxidantes. Esta restauración, sin embargo, no fue completa para las fracciones de tamaño más grueso. Los efectos del potencial de la pulpa sobre la flotación de sulfuro mineral son también relacionados con el tipo de colector utilizado (xantato, tionocarbamato, ditiofosfato, etc.). Cuando hablamos de colector nos referimos a reactivos orgánicos bastante diversos en composición y estructura cuya principal función es la hidrofobizacion selectiva de la superficie de las partículas de ciertos minerales, para crear condiciones favorables de adherencia mineral-burbuja. Los colectores disminuyen la humectación de las partículas del mineral y aumentan su capacidad de adherencia a las burbujas. Dependiendo del mecanismo mediante el cual un colector actúa sobre la superficie del mineral de sulfuro, será el alcance de la influencia del potencial de la pulpa sobre la flotabilidad mineral variará. En términos de la teoría electroquímica de la flotación, la flotación de sulfuro con colectores de tipo (tiol) da como resultado las reacciones anódica (oxidación) entre el mineral y el colector, es decir, la formación de dixantógeno (X2) o xantato metálico (MX2), con un rebalanceo de carga a través de la reducción catódica de oxígeno, como se puede ver en las ecuaciones 4 a 6.
El potencial de la pulpa controlará el alcance de estas reacciones, lo que influye en la eficiencia de la flotación. Estas reacciones también modificarán el potencial de la pulpa, pero sólo en una medida limitada. Yuan ha especulado que el efecto del potencial de la pulpa durante la flotación domina sobre otros efectos. Todas las demás cosas son iguales, una vez que el potencial de la pulpa alcanza el umbral necesario para la flotación, los minerales de sulfuro de cobre generalmente flotan bien, y como tal, su flotabilidad es independiente de la molienda anterior Condiciones.
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2.2 Efectos de la interacción galvánicas entre minerales sulfurosos
Los efectos de las interacciones galvánicas entre los minerales sulfurosos y los medios de molienda deben considerarse conjuntamente. Este tema ha sido discutido por estudiosos como Rao y Finch, Cheng e iwasaki, Cheng y Li e Iwasaki, ajustándose todas sus investigaciones a un fondo teórico en particular. La interacción galvánica o acoplamiento galvánico ocurre cuando dos minerales de sulfuro entran en contacto, cada mineral de sulfuro tiene una reactividad electroquímica diferente, indicada por su potencial de reposo, que puede ser representado por el siguiente equilibrio redox:
Dónde: E = potencial de reposo E0 = potencial de reducción de media célula estándar R = constante de gas universal (8,31 J K-1 mol-1) T = temperatura absoluta (Kelvin) F = constante de Faraday (9,65 x 104 C mol-1) a = producto químico para las especies pertinentes.
Las actividades electroquímicas determinan qué mineral o material actúa como un ánodo o un cátodo en la interacción galvánica entre minerales y medios de molienda. Entre los cuatro minerales de sulfuros más comunes, la pirita tiene el mayor potencial de reposo seguido de la calcopirita y la galena, según Fuerstenau. El acero dulce tiene un potencial de reposo mucho menor que los sulfuros comunes. Cuando un sulfuro con mayor potencial de reposo es puesto en contacto con un sulfuro de menor potencial de reposo, el anterior actúa como un cátodo que extrae electrones de este último, dando a una corriente galvánica. Como con cualquier sistema redox, habrá tendencia a que el potencial se equilibre a un valor común. El potencial, al menos electroquímicamente de un activo mineral (más noble), que puede retardar la reacción del mineral con xantato (Woods) y reducir su flotabilidad.
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Los hidróxidos pueden formarse en la superficie del primer mineral, aquí los electrones en la corriente galvánica actúan recíprocamente con el oxígeno disuelto. El segundo mineral de sulfuro en la pareja galvánica se vuelve electroquímicamente activo, lo que puede promover la interacción con xantato o incluso promover la formación de azufre elemental, ambos de los cuales pueden conducir a la hidrofobia creciente del segundo mineral. La interacción galvánica es más fuerte en la presencia de oxígeno disuelto, porque el oxígeno puede actuar como un aceptador de electrones para formar iones hidroxilo. La interacción galvánica es debilitada en presencia de nitrógeno, probablemente porque el nitrógeno desplaza el oxígeno y elimina así la formación de iones de hidroxilo que compiten por los sitios de adsorción con el colector. Parece probable que la presencia de pirita en un mineral (la pirita tiene el mayor potencial de reposo de los sulfuros comunes) puede acelerar o mejorar la oxidación de otros sulfuros metálicos menos nobles presentes, disminuyendo así la selectividad. En la práctica de la planta, la interferencia galvánica descrita anteriormente puede ser beneficiosa, conduciendo a la depresión de pirita mediante la reducción del potencial de la pulpa. A menudo se observa que la pirita empieza a flotar después del segundo sulfuro de acoplamiento, es decir, después de que la pareja galvánica se rompe. En otros estudios de laboratorio, Yelloji Rao y Natarajan confirmaron que la interacción galvánica entre un mineral noble (como la calcopirita) y un mineral activo (como la esfalerita) afecta a la flotabilidad del mineral más noble significativamente con el efecto sobre el mineral activo siendo mínimo. Sugirieron que esto era principalmente debido al deslustre y pasivación de las superficies del mineral más noble. La flotabilidad fue fuertemente influenciada por la duración del contacto, así como la presencia de oxígeno. Forssberg y Subrahmanyam, han señalado la importancia de la superficie relativa catódica a anódica en interacciones galvánicas que pueden producirse entre los sulfuros minerales, y entre los sulfuros minerales y los medios de molienda. Este parámetro será influenciado más fuertemente por el tipo de método de molienda. Ellos sugirieron que una superficie anódica más pequeña en contacto con una superficie catódica más grande puede conducir la oxidación anódica del mineral menos noble y a su vez puede afectar su flotabilidad.
Parece claro que cuando más de un mineral de sulfuro está presente en un sistema de flotación diferencial, las interacciones galvánicas entre los diferentes minerales y los medios de molienda pueden jugar un papel importante en la eficiencia de separación de la flotación posterior. Sin embargo, hay poca referencia en la literatura a los efectos galvánicos relacionados a partículas compuestas. Estas partículas se generan en la mayoría de los molinos y deben tratarse posteriormente mediante remolienda, para liberación.
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2.3 Efectos del oxígeno disuelto
Un efecto importante de la interacción entre los minerales sulfurosos y los medios de molienda de acero dulce, es la cantidad de oxígeno disuelto presente en la pulpa. Sin embargo, se observa que una reducción del nivel de oxígeno también puede ocurrir por otros medios y puede ser influenciado por el tipo de mineral. Martin (1991) consideró la importancia del contenido de oxígeno disuelto durante la molienda y cómo fue afectados por la interacción entre los minerales sulfurosos y los medios de molienda. Las reacciones de los colectores añadidos a la pulpa también pueden consumir oxígeno como lo discutió Fuerstenau (2007). La corrosión del acero dulce, como se describe en las secciones anteriores, consume oxígeno disuelto y cuando el suministro de oxígeno es limitado hay una competencia por el oxígeno entre el hierro desgastado y los minerales de sulfuro. Esto generalmente significa que la flotación de sulfuros se verá afectada negativamente cuando los niveles de oxígeno disuelto disminuyan como resultado de la molienda en un ambiente de acero suave o de reducción. Niveles de oxígeno disuelto en pulpas después de la molienda de laboratorio con molino de acero suave / media, han sido reportados como menores a 1 ppm (Kelebek, 1993) debido a la corrosión de los medios de molienda. En pulpas convencionales de descarga a gran escala de hierro, los niveles de oxígeno disuelto medidos son inferiores a 0,1 ppm (Grano 1994). Podría esperarse que estos bajos niveles puedan influir en la cinética de flotación posterior, especialmente en las etapas iniciales, tales como la fase rugosa primaria. (rougher). En otros estudios de laboratorio, Kelebek y Huls (1991) se ha encontrado que la cantidad de hierro untado en superficies de mineral de sulfuro después de la molienda en un entorno de hierro, y el grado de oxidación (vía aireación entre la molienda y la flotación), era la tasa que determina los factores en la cinética de flotación, de la flotación de calcopirita sin colectores. Berglund y Forssberg (1987) encontraron que, en estudios de laboratorio sobre minerales de sulfuro complejos de cobre, altos niveles de oxígeno en la pulpa base se obtuvo después de la molienda un no ferroso (porcelana) comparado con el fresado en una acería. En la flotación posterior, una mejor respuesta de recuperación de grado de cobre fue obtenido tras la molienda no ferrosa. Después de la trituración ferrosa, airear la pulpa antes de la flotación dio un resultado algo mejor que no aireándolo.
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Se observó anteriormente que el potencial de la pulpa se reduce en la molienda en un ambiente de hierro y debe ser elevado a potenciales en que la flotación significativa de minerales de sulfuro de cobre puede proceder satisfactoriamente. De forma similar, las concentraciones de oxígeno disuelto reducido por molienda en un ambiente de hierro y se piensa también deben elevarse a niveles umbral para permitir la flotación. Esto es lograda generalmente naturalmente en las primeras células de un banco de flotación pero en algunos casos una etapa de aireación separada entre molienda y flotación (Graham y Heathcote, 1982).
El contenido de oxígeno después de la molienda rara vez se mide en concentradores industriales. La concentración de oxígeno disuelto depende del mineral de sulfuro contenido en la pulpa, la reactividad de los sulfuros presente, el método de molienda y los medios empleados, y otros parámetros, incluyendo la densidad de pulpa, pH, temperatura y altitud (altura sobre el nivel del mar). Con todos estos factores que influyen en disolver la concentración de oxígeno, es probable que sea difícil controlarla en la práctica.
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2.4 Efectos de las especies oxihidroxidos El hierro está presente en casi todos los alimentadores de flotación de sulfuros y pueden proceder de los mismos minerales de sulfuros que contienen hierro, y de las interacciones galvánicas que ocurren durante la molienda que se han descrito anteriormente. En las regiones de más alto PH de la pulpa, el hierro puede disolver los medios de molienda durante la molienda misma, como iones ferrosos (ecuación 1) y posteriormente se oxidan a la forma férrica (ecuación 2). Peng (2003) utilizó el (Magotteaux Mill®) en el cual, durante la molienda, la suspensión se bombea a través de una celda de monitoreo donde pueden hacerse ajustes al pH y purgar la suspensión con diferentes gases para cambiar las condiciones oxidativas en el molino. Utilizando un mineral calcopirita- pirita, encontraron que la flotación de la calcopirita- pirita fue fuertemente dependiente del tipo y cantidad de especies de oxidación producidas en las superficies minerales bajo diferentes condiciones de molienda. La flotación de partículas de calcopirita se fue deprimiendo por especies de oxidación de hierro derivadas de los medios de molienda. Se obtuvieron mayores recuperaciones de flotación de calcopirita cuando se usaron bolas de molienda que contenían 30% de Cr. Sin embargo, la suspensión con nitrógeno, aire u oxígeno gas tuvo poco efecto sobre la recuperación de flotación. El Magotteaux Mill, es un molino de laboratorio diseñado para reproducir las condiciones químicas de la pulpa en el laboratorio. Permite al usuario investigar el impacto de la química de molienda en el proceso metalúrgico.
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Ha habido cierto debate sobre si los hidróxidos formados recubren ciertas superficies minerales de sulfuro de forma más selectiva que otras. Grano (1990), encontró que el efecto de moler un Monte mineral de cobre de ISA en un molino de cerámica (en comparación con un molino de hierro fundido) aumenta las recuperaciones de sulfuros de hierro más que para la calcopirita. Sugirieron que esto se debía a la adsorción preferencial de hidróxidos férricos originados de los medios sobre los minerales que contienen hierro (pirita y pirrotina) en lugar de la calcopirita, es decir, las especies de hierro de hidróxido procedentes de los medios de molienda de hierro presentaron una afinidad parcialmente selectiva para la pirita y la pirrotina. El proceso ISA es un proceso no convencional para la obtención de cátodos electro-refinados y electro-obtenidos. Consiste en depositar directamente el cobre, el cual estaba disuelto en un electrolito, en láminas de acero inoxidables reutilizables. Produciendo dos cátodos que pesan 50 (Kg) cada uno. Además se usa cera en el borde inferior del cátodo para controlar el depósito inferior. Yelloji Rao y Natarajan (1990) sugirieron que cuando más de un sulfuro mineral se pone en contacto con medios de trituración, el revestimiento superficial eficaz de las especies de hierro se distribuirá entre los minerales presentes en la combinación. Especularon que tal distribución parecía ser preferente, dependiendo de la actividad electroquímica relativa de minerales, siendo la distribución de hierro más favorecida en los minerales nobles en relación con los minerales activos. Ellos confirmaron esto con espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS). El cual es una espectroscopia semi-cuantitativa y de baja resolución espacial, que habitualmente se utiliza para estimar la estequiometria (con un error del 10% aproximadamente), estado químico y la estructura electrónica de los elementos que existen en un material. Los espectros XPS son obtenidos cuando una muestra es irradiada por rayos X, al tiempo que se mide la energía cinética y el número de electrones que escapan de la superficie del material analizado. En trabajos posteriores, Forssberg y Subrahmanyam (1993) sugieren que los metales precipitados de los hidróxidos cubren superficies minerales de sulfuro indiscriminadamente. Claramente la cuestión de la distribución o el comportamiento de los hidróxidos de sulfuro de las superficies minerales todavía no están completamente resuelto.
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Parece razonable sugerir que si los hidróxidos de hierro hidrofílicos formados en las superficies de minerales de sulfuro de cobre son perjudiciales a la flotación, la eliminación de estas especies puede mejorar la flotación. Utilizando XPS, Li e Iwasaki (1992) identificaron Fe (OH) 3 como una especie superficial en la calcopirita después de la molienda en húmedo en un molino de hierro. Ellos especularon que su presencia era perjudicial para la flotación posterior, pero también, que tras la agitación de la pulpa entre la molienda y la flotación, esta especie no pudo ser detectada y que la flotabilidad de la calcopirita había mejorado como resultado. Senior y Trahar (1991) han informado que los hidróxidos pueden estar dispersos en la superficie de los minerales a pH altamente alcalino, donde los minerales y los precipitados de hidróxidos se cargan negativamente. Los tratamientos químicos han sido utilizados con éxito para recubrimientos de hidróxidos, en las superficies de sulfuros de níquel dando como resultado una mejora en la capacidad de flotación de partículas finas de pentlandita. También debe observarse que otros iones metálicos disueltos como Cu2 +, Pb2 + y Zn2 + pueden formar complejos hidróxidos de metales respectivos, durante y después de la molienda, lo cual puede perjudicar la flotabilidad de los minerales de sulfuro e interferir con la adsorción del colector. La precipitación de sales inorgánicas de la solución también puede significar que la calidad del agua de la planta es un problema en algunas operaciones.
2.5 Efecto en las características de la espuma Van Deventer (1991, 1993) llevó a cabo ensayos de flotación en lotes en un mineral de sulfuro complejo sudafricano, utilizando un molino cerámico que funcionaba bajo atmósferas de oxígeno o nitrógeno y donde se añadían diferentes niveles de hierro metálico en polvo al molino. Se encontró que la mejor recuperación y grado de cobre se obtuvo después de la molienda en un molino saturado de oxígeno en presencia de hierro metálico. Mientras que la adición de hierro metálico bajó el oxígeno disuelto, pero más importante, se formó una espuma estable y bien drenada con grandes burbujas. En contraste, en ausencia del hierro metálico, la espuma era plana y quebradiza con pequeñas burbujas, y las burbujas se derrumbaron casi tan pronto como se formaron. El espumador utilizado fue el trietoxibutano (TEB). Concluyeron que, en presencia de hierro metálico, la interacción galvánica con el medio de hierro redujo los potenciales de reposo de minerales presentes, inhibiendo la formación de dixantógeno en las superficies minerales. Esto a su vez redujo la flotabilidad de todos los minerales, especialmente los minerales de ganga que contienen hierro.
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CAPÍTULO 2 Efectos físicos del tipo de medios De los estudios de laboratorio, se cree que el desgaste de detritus de circuitos de molienda tiene una importancia importante en el potencial sobre el comportamiento de flotación posterior en el tratamiento del sulfuro minerales de cobre. Los investigadores en estudios de laboratorio han utilizado bolas o varillas de acero, de cerámica, de acero inoxidable o de vidrio para cambiar o controlar el potencial de la pulpa durante la molienda, para reducir los efectos de las interacciones galvánicas y la contaminación con hierro, o ambos (Wang y Xie, 1990). Sin embargo, en la práctica de la planta, la elección de la molienda medios de comunicación a menudo se ve influida por la economía de su uso en un circuito en un mineral particular, con respecto al desgaste abrasivo y corrosivo, con poca consideración del rendimiento de flotación.
2.1 Fuentes y naturaleza del desgaste detritus El detritus de desgaste de los componentes de la planta pueden entrar en el planta de flotación de muchas fuentes. Estas incluyen las siguientes formas: 1) Desechos generales de desgaste minero (por ejemplo, taladros, palas y cargadores) 2) Trituradoras (placas de desgaste de mordazas, camisas y revestimientos de trituradoras de cono) 3) Revestimientos SAG, rod y muelles de bolas 4) Varillas y bolas 5) Impulsores y cuerpos de la bomba (especialmente bombas de alimentación para ciclones) 6) Ciclones (revestimientos, buscadores de vórtices y espigones) 7) Tuberías en el circuito de rectificado 8) Los productos reciclados (por ejemplo, concentrados de limpiadores) que contienen use restos de impulsores de flotación, cubiertas y bombas
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Aunque la mayoría del detritus de desgaste, proviene de los medios de molienda, todas estas fuentes constituyen restos de desgaste de diferentes composiciones y cantidades. La mayoría de los materiales utilizados son aceros y hierros fundidos pero los revestimientos de caucho ahora se usan comúnmente en molinos de bolas, ciclones y muchas células de flotación.
2.2
Influencia de la composición de los medios
Es importante darse cuenta de que las propiedades de los aceros son reguladas por su contenido de carbono, su contenido en elementos de aleación y su tratamiento térmico. Meulendyke y Purdue (1989) han presentado datos de un programa de prueba para determinar el grado de desgaste bolas de molienda en diferentes entornos de molienda. Acero dulce (b0.1% C) consiste en ferrita (una solución diluida de carbono en hierro) y es demasiado blanda para ser un medio de molienda útil. Ligero medio de carbono (0,4% C) (3-4% Ni o Cr) en el molde fundido frío o forjado y normalizado puede ser útil. Estos contienen ferrita y cementita (carburo de hierro, Fe3C). No se han realizado estudios sobre el efecto de la cementita sobre la pulpa. Manganeso, alto cromo y alto carbono (0.9% C) los aceros se utilizan en trituradoras y revestimientos de molino. Contienen austenita o martensita que trabaja endurece fácilmente para dar una resistencia a la abrasión material. Del mismo modo, ningún trabajo ha estudiado los efectos de la martensita o austenita sobre el potencial de la pulpa. Hierro fundido (N3,5% C) y Ni-duro (3% Ni, 3% C) contienen poco ferrita, pero cantidades sustanciales de cementita y algo de grafito. Calor el tratamiento es muy importante en que las bolas chill-cast (fundido en metal moldes) son más duros y más frágiles que las bolas de arena. Esto es importante ya que la fragilidad puede conducir a la fractura cuando las bolas se desgastan hasta un tamaño crítico. Los desechos de desgaste de todas estas aleaciones son diferentes y requiere estudio separado. Tenga en cuenta que las bolas de chillcast son probablemente las medios de molienda más baratos en términos de precio inicial. Tasas de desgaste típicas de todos estos materiales cuando se usan para moler los diferentes minerales se enumeran en Taggart (1945) y Weiss (1985). Sin embargo, Se considera que estos datos son consumo total y por lo tanto incluyen las porciones de rechazo (virutas de bolas o escamas rechazadas de la descarga del molino de bolas trommels, barras rotas, remanentes de revestimientos de la trituradora) y la cantidades que entran en la flotación de la planta son por lo tanto desconocidas.
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Los revestimientos de goma también producen desechos de desgaste que pueden afectar a la pulpa potencial y flotación de sulfuros de cobre por la acción reductora de los componentes de caucho presentes y algunas de las cargas o curado agentes utilizados (como los compuestos mercapto-benzotiazol) que se parecen a los colectores de flotación. Los medios de acero inoxidable son caros y suaves y su uso es generalmente restringido a estudios de laboratorio. Los medios que contienen níquel a menudo se evita minimizar el contenido de níquel de los concentrados de cobre y así minimizar los problemas de eliminación de níquel en electro-refinación de cobre. Los potenciales más positivos vistos en el laboratorio de acero inoxidable las moliendas son más probable que sólo se replican en la molienda industrial moderna circuitos cuando las bolas fundidas con alto cromo o las bolas forjadas se con revestimientos de caucho. Los medios cerámicos y de vidrio están generalmente restringidos para su uso en bancos de pruebas donde se requiere o se desea la exclusión de hierro.
2.3 Hallazgos relevantes de laboratorio Ahn y Gebhardt (1991)
encontraron que la recuperación de calcopirita en flotación fue mayor en los potenciales más positivos después de la molienda con bolas de acero de alto contenido de carbono a pH 11,5. Cuando una atmósfera de nitrógeno. también han observado diferentes respuestas de flotación cuando los sulfuros están acoplados galvánicamente con diferentes grados de medios de comunicación. Examinaron la flotabilidad de la pirrotita tras la interacción con acero inoxidable, aceros inoxidables austeníticos y martensíticos, y molienda en acero afectó negativamente a la flotación de pirrotita, pero lo que es más importante, cuanto más activo sea el acero mayor será la disminución en flotabilidad. Espectroscopia de electrones Auger (AES) y estudios XPS indicó el acoplamiento galvánico entre la pirrotita y el activo metales resultó en la formación de hidróxido u óxido y sulfato especies de hierro sobre las superficies de la pirrotita. En este caso, la fuente de la hierro en estas especies puede haber sido la propia pirrotita, así como hierro desgastado de los medios.
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Es posible que los efectos de los medios de molienda en los sistemas de flotación puedan exagerarse en los estudios realizados a escala de laboratorio. Informó que la molienda f ina de cuarzo a 97% menos 45 μm introdujeron aproximadamente 3 kg / t de hierro del molino de molienda y medios en la pulpa. Un nivel tan alto de hierro electroquímicamente activo resultó en condiciones altamente reductoras de alrededor de -350 mV (SCE), que corresponde a aproximadamente 0,1 ppm de oxígeno en la pulpa. Lo bajo los niveles de oxígeno podrían revertirse a más de 7,5 ppm en una etapa de aireación con la adición de una cantidad suficiente de cromato de sodio como inhibidor corrosivo. Es probable que tales efectos son mucho menor en la práctica de flotación de sulfuros de cobre pórfido a los tiempos de contacto relativamente cortos entre el mineral y la molienda los medios y los tamaños más gruesos de la rutina. Una comparación de los resultados para la flotación de un mineral de cobre (4% bornita) molido en molinos de caucho-alineados y un-lined con el acero inoxidable y el carbón barras de acero y bolas indicaron que la mejor recuperación de alcanzado cuando el molino revestido de caucho y los medios de acero inoxidable usado. Estas condiciones promovieron la oxidación del colector de xantato dixantógeno y los minerales de cobre para formar una capa de metal sulfuro, deficiente en metal, en sus superficies que asistieron a la adsorción del coleccionista (Gonçalves et al., 2003). En un estudio reciente (Greet et al., 2008a) con un mineral de sulfuro de níquel, un laboratorio Magotteaux Mill® y un reactivo UV CSIRO on-line sistema de monitoreo fueron utilizados en pruebas de molienda con diferentes medios tipos y adiciones de xantato al molino. Los niveles totales de xantato en la pulpa de molienda se analizó in situ en función del tiempo de molienda. Los resultados mostraron una adsorción rápida del colector con el xantato en la pulpa molida disminuyendo a medida que avanzaba la molienda. En general cuanto más cromo en los medios, más rápido y más extenso era la adsorción de xantato. Con una dosis inicial de 100 g / t, el 60% de la xantato fue adsorbido después de 20 min de molienda con medios de acero forjado mientras que el 95% se adsorbió con un alto cromo (30% de hierro Cr blanco) medios de comunicación. La captación más rápida y más extensa de los colectores se atribuyó a los mayores potenciales de pulpa que se producen durante la trituración con el alto cromo medios de comunicación. Los valores de potencial de pulpa de descarga del molino fueron -106 y +245 )mV , respectivamente. Esto es consistente con el entendimientoque los minerales sulfurosos presentan un umbral limitador inferior potencial para un colector dado, por debajo del cual la adsorción del colector no ocurrirá y por encima de la cual se producirá rápidamente. El potencial para pentlandita, el principal sulfuro de níquel presente en el sistema, aproximadamente +200 mV SHE (Senior et al., 1994). No se proporcionaron datos Greet et al. (2008a) para cualquier prueba posterior de flotación. No es irrazonable esperar que se produzcan tendencias similares con la minerales de sulfuro de cobre, pero los efectos sobre la flotación no están claros.
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Se ha afirmado por Martin et al. (1991) de que la galvánicas interacciones entre los minerales sulfurosos y los medios de acero más fuerte por varios órdenes de magnitud que las entre sulfuro minerales y medios de acero inoxidable. Huang y Grano (2008) mostraron que 15, 21 y 31% de medios de cromo son menos electroquímicamente activo que el acero dulce y su uso dio como resultado una mejor flotación como resultado de una menor oxidación de los medios de consecuentemente, una menor producción de especies de hierro oxidado. También el menos medios de rectificado eléctricamente activos (mayor contenido de cromo)fue beneficiosa para la flotación de la bornita fina (- 10 μm)
2.4
Control de corrosión
El desgaste del material puede ocurrir por abrasión y corrosión. Es de relativa importancia económica del desgaste corrosivo en la molienda húmeda no cuantificado y está fuera del alcance de esta revisión. Sin embargo, vale la pena observando que se ha especulado (Bond, 1964) que más de la mitad del desgaste de los medios resulta de la corrosión o disolución de la sustancia activa las superficies metálicas incipientes quedan expuestas continuamente en molienda húmeda. Es evidente que el control de la corrosión es un método potencial para reducir el desgaste moviéndose a molienda en seco (ver más adelante). Hoey et al. (1975, 1977) demostró el papel desempeñado por el desgaste corrosivo en el fresado húmedo de bolas el uso de inhibidores de corrosión. Ellos reportaron una reducción en el acero desgaste de bolas de hasta el 49% en la trituración de minerales de sulfuro de níquel y molinos de laboratorio. Los inhibidores eficaces del óxido usados eran nitrito de sodio,cromato sódico y metasilicato sódico. Un inhibidor crítico concentración (típicamente 0,5%), por debajo de la cual la eficacia se redujo y por encima de la cual se produjeron relativamente pocos cambios. Para algunos reactivos también se observó un pH crítico. Resultados similares fueron obtenidos por Forssberg y Subrahmanyam (1993) en laboratorio estudios utilizando un mineral Pb / Zn. Para que tales reactivos fueran adecuados para el uso de las plantas, costo del reactivo debe cubrirse con el ahorro en los medios consumo, pero cualquier efecto, adverso o no, de dichos reactivos también habría que tener en cuenta la flotación descendente.
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2.5
Flotación de detritos de desgaste
La flotación de detritos de desgaste, ya sea inadvertida o deliberadamente, el tratamiento de los minerales de cobre raramente se considera. Sin embargo, esto puede ser un factor importante cuando se utilizan bolas de rectificado que contienen níquel porque el níquel contenido puede contaminar el concentrado final de cobre con el aumento de los problemas de electrofino en las etapas de la producción de cobre puro. Woodcock (datos no publicados) estudió algunos aspectos de este problema con bolas de Ni-dura y piedras de cerámica para la comparación durante la molienda, y los procedimientos típicos de flotación de laboratorio en 500 g cargos de mineral. Se encontró que la cantidad de Ni-duro desgastado de la es comparable con la obtenida en minerales similares a los utilizados en las pruebas. También se encontró que la cantidad de informes de Ni-hard en un concentrado de cobre más rugoso, basado en ensayos de níquel, era que se desgastó. El aumento del contenido de níquel del concentrado variaba de aproximadamente 13 ppm a 33 ppm, dependiendo de la cantidad de concentrado producido. Es decir, los minerales de bajo grado aumenta porque se produce menos concentrado. El efecto del pH era incierto, pero más Ni-duro parecía flotar en solución ligeramente ácida, pero no hubo mucha diferencia entre carbonato de sodio y circuitos de cal. Los colectores tales como etil xantato, secundario butil xantato, o Aerofloat 208 parecía flotar alrededor de la misma cantidad de Ni-duro. Hubo alguna evidencia de que el Reactivo 404 flotó más Ni-duro que los otros colectores
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2.6
Métodos para eliminar el desgaste detritus
Si se demuestra que el desgaste de los detritus es perjudicial para la flotación de sulfuros de cobre en una planta en podría ser dado a cambiar el medio de molienda o al eliminar el detritus de la alimentación de flotación. Cambiar los medios de comunicación a algo menos perjudicial podría ser un enfoque rentable, siempre que esté disponible. Puede ser posible eliminar los detritus, al menos parcialmente, separación por gravedad, separación magnética, o ambos. Todos los medios ferrosos tienen una alta densidad (aproximadamente 11 g / cm ^ {3}), que es útil para la concentración por gravedad, pero las partículas de detritus de desgaste son de tamaño desconocido y pueden consistir en aleaciones magnéticas o no magnéticas. Sin embargo es bien conocido que en las plantas de gravedad de oro, en las que relativamente grueso oro nativo se recupera, una cantidad sustancial de desgaste detritus informes en el concentrado de oro. Esto debe eliminarse durante el procesamiento y esto se hace a menudo por una combinación de tablaje y magnético separación. De forma similar, se sabe que muchos detritus de desgaste son suficientemente magnéticos para ser fácilmente recuperado por separación magnética húmeda. De hecho, esto fue practicado por Mount Morgan Ltd, Queensland, en un momento (personal de.Mount Morgan Limited, 1965). Los metales recuperados se añadieron a la sección de flotación del limo donde precipitaron el cobre disuelto y el precipitado se recuperó durante la flotación posterior de calcopirita.
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Capítulo 3: Efectos de reactivos dañinos Mientras que hay una extensa bibliografía sobre los efectos de los reactivos añadidos durante la flotación de sulfuros de cobre, hay poca evidencia documentada de los efectos sobre la posterior flotación de los reactivos de flotación añadidos durante la molienda. Se observaron niveles de xantato en la pulpa durante la molienda, pero no se obtuvieron datos de flotación para el sistema. típicamente, los reactivos añadidos a molinos de molienda en concentradores de sulfuro de cobre son colectores, cal, cianuro ya veces sulfuro sódico
3.1
Colector
La mayoría de las operaciones de flotación comercial utilizan al menos un colector para recuperar adecuadamente minerales valiosos. En muchos concentradores de sulfuro, el colector, o más usualmente, una parte de la adición total del colector, se añade directamente al molino. esta es una estrategia particularmente útil cuando se utilizan colectores aceitosos, ya que requieren una agitación o mezcla más intensa para dispersarse adecuadamente en la pulpa. La adición de colector en el punto donde se producen superficies minerales recién rotas, y antes de que se oxide, también se cree que es beneficioso. en estudios electroquímicos utilizando calcopirita y medios de acero de cromo alto carbono, encontró que los efectos deletéreos de la interacción galvánica entre los medios y el sulfuro tienden a desaparecer con la interacción entre los medios de comunicación y sulfuro tienden a desaparecer con el aumento de colector de adición. o a menudo eliminado los efectos de la interacción galvánica. Se especuló que la transferencia de electrones durante el acoplamiento galvánico impedido por agentes activos superficiales sush como colectores de tiol, sin embargo, mientras que la adición de colector puede cambiar la química de la pilp, se produce la trituración mejora significativamente la posterior flotación de sulfuros de cobre. Como se ha indicado anteriormente, aunque es una práctica común agregar parte o la totalidad del colector al molino, esto no significa necesariamente que el colector sea fácilmente degradado sobre las superficies minerales de sulfuro tal como se exponen durante la molienda. Para un mineral de níquel en la prueba de laboratorio, y por, para un mineral de plomo en los ensayos a gran escala de la planta, la adsorción del colector durante la molienda. como se ha demostrado y, para un mineral de níquel en ensayos de escalado completo, la adsorción del colector durante la trituración fue más rápida y más extensa cuando se usó un medio de cromo alto en comparación con los medios forjados. y esto fue propuesto como la razón para la adsorción mejorada del colector cuando se usaron los medios de cromo alto. en el ensayo de la planta, se observó una mejora de la metalurgia de la flotación de plomo con el medio de cromo alto con respecto a los medios de acero forjados. aún no se ha determinado si tendencias similares se lograrían con un mineral de cobre.
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3.2
Cal
la cal se añade a muchas plantas de flotación de sulfuro de cobre, en parte como un modificador del PH para deprimir los sulfuros de hierro, y en parte para mejorar, en general, la flotabilidad de los minerales de sulfuro de cobre. llevó a cabo estudios de molienda y flotación de laboratorio y de planta piloto sobre un mineral de cobre pórfido. encontraron que el efecto reductor del hierro. causada por la molturación en un ambiente de acero dulce, podría eliminarse en gran medida añadiendo cal al molino. confirmaron que la adición de cal a la molienda podría compensar las diferencias entre los métodos de molienda, obteniendo en la mayoría de los casos resultados de flotación similares de los dos entornos de molienda diferentes. encontraron que la concentración de oxígeno disuelto era mucho menor con la molienda de acero que con la molienda autógena, pero los niveles eran los mismos cuando se añadía la cal. atribuyeron los efectos de la cal a su papel en la eliminación de los iones de hierro disuelto en la lechada del suelo por la precipitación de las especies de hidróxido de hierro favorecidas por los niveles de PH alcalinos generados por la precipitación del hidróxido de hierro. esto parece indicar que los efectos del hidróxido no eran importantes en la flotación por el mineral ensayado. La cantidad de cal añadida a la molienda no fue, por desgracia, citada y no se presentaron datos de tamaño por tamaño.
3.3
Sulfuro sódico
El sulfuro de sodio es un modificador que a veces se usa en circuitos de cobre, pero rara vez se agrega durante la molienda. En recientes trabajos de laboratorio sobre un mineral de cobre y oro, se encontró que la cinética de la rotación de cobre mejoraba la molienda en un entorno de acero inoxidable en comparación con un leve acero, aunque una etapa de aireación anterior a la flotación podría importar esta última. además, encontraron que la adición de NaHS al molino de acero suave condujo a una mayor estabilidad de la espuma y, por lo tanto, a una cinética de flotación de cobre mejorada. los datos de recuperación de tamaño presentados son desiguales, pero muestran que la recuperación combinada del cobre más aspero aumenta en general con el aumento de los niveles de NaHS, tamaños de partícula entre 10 y 100 um, aunque no se indica por los autores, esto significaría que mientras el NaHS ha mejorado la flotabilidad de todos los minerales por encima de 10 um, dando lugar a una selectividad pobre, más bien, aumentó el arrastre de ganga debido al aumento de la estabilidad de la espuma.
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Los tamaños finos. se especuló que las partículas finas pudieron haber sido más oxidadas que las partículas gruesas en los minerales y por lo tanto la mayor mejora en la flotabilidad del cobre fue para las fracciones de tamaño de menos 10 μm. Desafortunadamente, no se tienen en cuenta los efectos de NaHS en la formación de espuma y, fue considerado. cabe destacar que en el documento se hace referencia a otra obra inédita de los mismos autores de recuperaciones de cobre mejoradas de una ove monzodiorita no especificada mediante adiciones de NahS al molino de molienda de laboratorio. También debe observarse que la oxidación de minerales como la calcociita y la digenita puede ocurrir no sólo durante la molienda, sino también en la re-molienda y la flotación.
3.4
Extractos de madera
En muchas minas de cobre subterráneas, un fragmento de madera, derivado de la madera de la mina, puede estar presente en la alimentación del molino. Durante la molienda y la flotación, los niveles alcalinos de PH pueden extraer compuestos orgánicos tales como taninos e hidratos de carbono de la madera. el alto contenido orgánico resultante de la pulpa puede ser perjudicial para la flotación mineral de cobre, dependiendo de las condiciones de flotación utilizadas y del tipo de madera presente.
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Capítulo 4 Efecto del método de molienda
4.1 Molienda autógena (AG) Entendemos como molienda autógena a aquella molienda, en la cual no se usan medios de molienda de acero (barras y acero), si no que se utiliza el mismo material que está siendo molido. Lo atractivo de este tipo de molienda es que reducen los costos de operación provenientes del consumo de acero para la molienda. Además de la eliminación de la contaminación química por el hierro desgastado y disminución del uso de reactivos químicos. Este proceso se ha popularizado en los últimos procesamientos de minerales de sulfuro, incluidos los de cobre. Se caracterizan por su relación largo/diámetro de 0.521, basada en el gran diámetro requerido para aumentar el efecto de cascadeo de los trozos grandes de mineral. Si los pedazos de roca utilizados como medio moledor son trozos redondeados que han sido seleccionados de una etapa de molienda previa, entonces se hablan de molienda por guijarros (o pebbles). En algunos casos, se agregan bolas de acero para mejorar la acción de la carga, con lo cual la molienda deja de ser autógena pura (AG) y pasa a convertirse en molienda semiautógena (SAG).
Las reclamadas ventajas de la molienda autógena incluyen menores costos de capital, costos operativos, cargas circulantes reducidas y mejoras en la metalurgia como resultado de una mejor liberación o de la producción de una distribución deseada del tamaño del producto para la flotación. A continuación se presentan algunas investigaciones realizadas por diferentes científicos que respaldan el uso del método de molienda autógeno.
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Thornton (1973) informó que en estudios de planta piloto con un mineral de cobre-plomo-zinc, la flotabilidad del cobre se mejoró al pasar del acero dulce rectificado a una molienda completamente autógena. Su investigación indicó que una aireación de las pulpas después de la molienda en un molino de acero, da una flotación cerca de los mismos resultados metalúrgicos que la molienda seguida por flotación. Entonces sugirió simplemente sobre esta base, que el hierro desgastado de los medios de acero reduce los niveles de oxígeno a valores que no son óptimos para la flotación posterior. Bruce (1976) encontró que, en estudios de planta piloto con un mineral de Cu-Zn, la molienda autógena produjo mejores recuperaciones de cobre (y zinc) en comparación con la molienda en un entorno de acero dulce, aunque el cobre y el zinc fueron ligeramente menores. Fahlstrom (1974) y Fahlstrom et al. (1975) informaron sobre un estudio de planta en los molinos de cobre de Aitik de Boliden en Suecia. Los resultados mostraron que una mejora del 2% en la recuperación de áspero de cobre fue posible al utilizarse rectificado totalmente autógeno en lugar de rectificado de acero. Los datos de tamaño por tamaño reportados, muestran una distribución de tamaños de alimentación de flotación más fina en los resultados de la molienda autógena (menos partículas gruesas y más partículas intermedias) y, además, el aumento en la recuperación de partículas gruesas e intermedias, pero no evidente para partículas de menos de 15 μm de tamaño. Parece justo decir que en la molienda autógena, la liberación y la distribución del tamaño del producto dependen de las propiedades mineralógicas; una roca con granos estables y límites de grano débiles puede obtener un tamaño más pronunciado y mejor liberación, en un molino autógeno que en un molino de bola. También se ha sugerido que la molienda autógena promueve una conminución (Proceso a través del cual se produce una de reducción de tamaño de las partículas de mineral, mediante molienda), más selectiva a lo largo de los límites del grano, impacto en la caída de aparición de guijarros. Iwasaki (1983) realizaron ensayos de plantas piloto utilizando un mineral de sulfuro de cobre-níquel (que contiene principalmente calcopirita y cubanita, minerales de sulfuro de cobre), comparando los efectos de la molienda convencional en la posterior flotación de cobre y níquel. Encontraron que las recuperaciones de cobre eran más altas (por un pocos por ciento) después de la molienda autógena para el mismo tamaño de alimentación de flotación. Más importante aún, el examen mineralógico del concentrado de flotación y las muestras de colas mostraron poca diferencia entre las muestras.
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4.2 Molienda semiautogena (SAG) En este tipo de molienda, el molino SAG reemplaza a la molienda de barras, en el proceso de molienda propiamente tal, pero además, reemplaza a las etapas de chancado secundario y terciario. Al igual que en la molienda convencional la descarga del molino SAG es bombeada hacia la etapa de clasificación, retornando el underflow de los hidrociclones hacia la molienda fina de bolas. Cabe destacar que la operación de los molinos SAG, comúnmente van asociada con un proceso de chancado de pebbles (tamaño característico de partícula que actúa como de dureza mayor al resto). Los molinos SAG son equipos de mayores dimensiones, 11(m) de diámetro por 4,6(m) de ancho y más eficiente que la molienda convencional (que utiliza molienda de barras y bolas). Gracias a su gran capacidad, acortan el proceso de chancado y molienda.
La evidencia presentada anteriormente confirma que los medios de molienda afectan la respuesta de flotación de minerales de sulfuro de cobre, en parte, por la interacción electroquímica. Tal como se ha indicado anteriormente, los molinos autógenos podrían utilizarse para eludir los problemas asociados con la interacción de los medios con los minerales de sulfuro, dado que el mineral particular responde favorablemente a la molienda autógena. Desafortunadamente, muy pocos minerales trituran con alto eficiencia energética en molinos totalmente autógenos, es por eso que la existencia de molinos donde la eficiencia energética se maximiza mediante la adición de acero, son más comúnmente utilizados. Datos de la central de mina de cobre Majdanpek en Yugoslavia (Grujić 1983) indicaron que una metalurgia de cobre mejorada (recuperación de cobre mas alto) fue posible gracias al uso de molienda semi-autógena (comparado con el molino de bolas convencional), también atribuyen a él un mayor grado de liberación, provocado por las fracturas del mineral de cobre a lo largo de los límites del grano.
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4.3 Remolienda En muchos concentradores de flotación de sulfuro, los concentrados más ásperos, los concentrados más rugosos y otros productos, se vuelven a moler y se vuelven a flotar para obtener grados de concentrado final más aceptables. En los últimos años se han utilizado molinos de torre (o Vertimills) y otros molinos agitados para esta aplicación, particularmente cuando se requieren productos muy finos de re-molido. Estos molinos se pueden cargar con bolas finas de acero, guijarros (pebbles) u otros medios no basados en acero. Cuando se utilizan medios no basados en acero o acero con propiedades modificadas (por ejemplo, niveles elevados de cromo), se ha sugerido que se pueden conseguir mejoras en los resultados metalúrgicos.
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Las ventajas de la remolienda no es solo un sistema de flotación "más limpio" (por ejemplo niveles de hidróxido de hierro más bajos), sino también consumos de reactivos reducidos y cinéticas mejoradas de flotación. Davey (2004) ha informado de mejores respuestas de recuperación de grado para los sistemas de sulfuro de cobre, cuando se usa un SMD (stirred media detritor) en plantas de flotación de sulfuro de cobre.
El SMD es un equipo que utiliza la energía de rotación de los brazos del impulsor, para impartir un movimiento de alta energía a los medios de mezcla. Esto da como resultado fuerzas de corte de partícula a partícula y de compresión que producen el mecanismo de molienda deseado para la molienda fina.
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En una operación, los grados de concentrado de cobre aumentaron en un 1 a 2% (de 27.5% Cu a 29.8% Cu) y recuperaciones de cobre en un 1% (de 91.7% a 93.2%). Sin embargo, no se presentaron datos para corroborar el tamaño o el intervalo de tamaños de las partículas cuya flotabilidad se mejoró como resultado del uso del detritor (SMD). Se ha sugerido que la recuperación de finos liberados (hasta 10 μm) está más afectada que las partículas más gruesas por la presencia de hidróxidos de hierro en la pulpa debido a la mayor área superficial de los finos que resulta en una mayor adsorción de los hidróxidos de hierro en la superficie inhibiendo la adsorción del colector (Johnson, 2006). Peng y Grano (2010) informaron que las partículas de menos 10 μm eran más fáciles de oxidar que las partículas más gruesas de (-53 + 10 μm), resultando en una mayor concentración de especies de oxidación metálica en sus superficies. Grano (2009) ha demostrado que el uso de un molino agitado con medios de molienda electroquímicamente inertes (medios cerámicos de gran diámetro), puede aumentar significativamente la recuperación de un mineral de calcopirita evitando la formación de hidróxidos de hierro. En la práctica, se ha afirmado que la molienda con medios cerámicos inertes incluye una recuperación incrementada de minerales valiosos, una selectividad mejorada entre minerales de sulfuro y ganga y un menor consumo de colectores.
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4.4 Molienda en seco El propósito de la operación de molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una buena recuperación de la especie útil. En la molienda seca el material alimentado debe tener un bajo contenido de humedad o artificialmente seco, no se gasta en filtrado y secado del material, el producto se obtiene listo para almacenar y se usan menos medios de molienda. La molienda en seco, consiste en la molienda de minerales prácticamente secos (2% de agua) o con una determinada humedad (30% de agua). Mientras que la molienda en húmedo, los minerales forman una pulpa de 30% a 300% de agua. La molienda humedad precisa menos energía por tonelada del mineral tratado, debido a que la humedad disminuye la resistencia de los fragmentos. En el procesamiento de minerales sulfurosos, la molienda en húmedo es preferida a la molienda en seco debido a las siguientes razones: 1. Mayor eficiencia energética asociada con la molienda en húmedo. 2. El requisito general de una alimentación con bajo contenido de humedad (menos de 2% de humedad) para el molido en seco es difícil de producir. 3. La tendencia de los sulfuros finos a oxidarse en el aire. 4. El hecho de que la molienda en seco a menudo produce aglomerados o acumulaciones de incrustaciones (dependiendo de la finura de la molienda) que son difíciles de dispersar posteriormente. 5. Las propiedades superficiales de los minerales de tierra seca son diferentes de los mismos minerales mojados.
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Sin embargo, hay evidencia en la literatura que algunos de estos impedimentos pueden superarse, y que una ventaja metalúrgica como la flotación puede lograrse después de la molienda en seco. Algunos de los estudios pertinentes a este efecto se detallan a continuación. Hoberg (1985) realizó una molienda comparativa consistente en ensayos de flotación de minerales sulfurosos individuales y minerales sulfurosos en un molino de rodillo seco barrido por aire. Afirmaron que este tipo de ahorro energético era del 20 al 30% en comparación con los molinos de molienda húmeda, esos costos de capital de un circuito de molienda que incorpora este tipo de hecho comparable a los de un circuito convencional de molienda húmeda por bolas, y los problemas relacionados con el mantenimiento de una alimentación baja en humedad podrían deberse a que se dispusiera de calor residual de bajo secado preliminar. Y lo que es más importante, los resultados mostraron que en algunos casos, recuperaciones de sulfuro de cobre más alto se obtuvieron por flotación después de la molienda en seco, relativa la flotación antecedida por molienda en húmedo. En particular, señalaron que la flotación sin colectores (sólo espuma) de algunos sulfuros era mejorado después de la molienda en seco. Atribuyen esto a los efectos de adsorción del oxígeno durante la molienda en seco, donde la adsorción retardaba el mojado de las superficies minerales, especialmente para los minerales que eran naturalmente hidrófobos. Ellos sugirieron que el oxígeno fue inicialmente quımisorbido en forma iónica, a medida que la adsorción avanza, la forma del enlace de oxígeno se hizo más covalente en el medio, y al mismo tiempo los sulfuros se redujeron a azufre elemental, haciendo que la superficie del mineral sea más hidrofóbica en el medio. Tiempos de acondicionamiento más largos antes de la flotación, presumiblemente ayudarán a la dispersión de aglomerados. Los autores afirmaron que el método de molienda en seco especialmente adecuado para materiales de grano fino, pero fueron pocos los datos reales presentados para apoyar esta afirmación. Lepetic (1974) realizó algunos estudios piloto y de laboratorio sobre los efectos de la molienda autógena seca utilizando una calcopirita de los Andes peruanos. Usando la flotación sin colector después de la molienda seca autógena, reportó mayores recuperaciones de calcopirita en relación a la molienda en húmedo. Cuando se agregó el colector, la selectividad se perdió porque los otros sulfuros presentes (pirita y pirrotina) exhibieron una fuerte flotabilidad.
