FLOTACION DE MINERALES POLIMETALICOS 1. OBJETIVOS:
Evaluar las técnicas de flotación empleadas en las plantas concentradoras peruanas, para el beneficio de minerales Pb-Ag-Zn.
Adiestrar al alumno en la metodología practica que se sigue en la realización de flotación experimental a nivel de laboratorio.
2. INTRODUCCION TEORICA
La separación y recuperación por flotación de concentrados de Plomo y Zinc de minerales que contienen galena (PbS) y esfalerita (ZnS) está bien establecida y normalmente se logra con bastante eficacia. La plata proporciona a menudo un valor económico altamente significativo, si no es que el valor mayor, con la plata más a menudo asociada con la mineralización de la galena que es un hecho casual ya que las fundiciones pagan más por plata en el plomo contra concentrados de zinc. Los materiales sin valor incluyen sulfuros como la pirita y la pirrotita que, aunque son a menudo flotables, pueden ser controlados. Siderita, un mineral de carbonato de hierro, también a menudo se asocia en por lo menos en alguna mínima cantidad. Marmatita (Zn,Fe)S) es una esfalerita rica en hierro lo que en consecuencia resulta en grados de bajo contenido de zinc. Concentrados de marmatita tienen un nivel bajo
de
zinc
debido
a
la
dilución
de
los
minerales
de
hierro.
Las separaciones son posibles por la hidrofobicidad inherente natural y debido al hecho de que la esfalerita como un mineral no es fácilmente recogido por los reactivos de flotación. Se emplea un proceso de flotación secuencial d e dos etapas:
Un importante primer paso implica asegurar que la superficie de la esfalerita no está activada con iones de metal disueltos, que a su vez hace a la esfalerita no flotable. El sistema establecido de procesamiento por flotación de plomo-zinc es agregar sulfato de zinc (ZnSO4) al molino para controlar la activación de los iones metálicos (depresión de esfalerita). A menudo se agregan metalbisulfito u otros químicos de sulfuración con el sulfato de zinc para depresión de mineral de sulfato de
hierro.
El colector de flotación de plomo y el espumante están acondicionados antes de la flotación del plomo que se lleva a cabo normalmente a un pH casi neutro a ligeramente elevado el cual puede incrementarse en el circuito de limpieza para asegurar el rechazo del sulfuro de hierro. Algunas veces el cianuro, si puede utilizarse, se agrega para ayudar en la depresión de sulfuros de hierro. Porque la plata esta típicamente asociada mineralógicamente con la galena, la mayoría de los valores de plata son arrastradas con y se incorporan en el concentrado de galena. La esfalerita que es rechazada dentro de los residuos de flotación del plomo es luego flotada en una segunda etapa de flotación después de la activación con sulfato de cobre. Los iones de cobre remplazan a los átomos de zinc en la superficie de la esfalerita creando una cubierta superficial de mineral de cobre falso el cual entonces se recoge usando colectores de tipo flotación de cobre. Dado que la mayoría de los sulfuros de hierro también se incorporan con los residuos de flotación del plomo y por lo tanto alimentan el circuito de flotación del zinc, normalmente se usa cal para elevar el pH para depresión de sulfuro de hierro. Los colectores de flotación usados en la flotación de la esfalerita tienden a ser menos poderosos porque en esta etapa la esfalerita por lo general flota fáci lmente y usar colectores más agresivos pueden llevar a que más minerales no-esfalerita floten
Metalurgia concentrada y recuperaciones óptimas de plomo se logran generalmente utilizando una combinación de xantato y ditiofosfato. Si la superficie de la galena está ligeramente oxidada (manchada), la inclusión de mercaptobenzotiazol (MBT) a menudo se hace parte del juego colector para maximizar las recuperaciones de galena. Los espumantes usados en la flotación de galena tienden a ser del tipo más débil, tal como el MIBC, porque la galena es fácilmente flotable y tiene una cinética de alta flotación. Sin embargo, por la cinética de alta flotación y la alta densidad del mineral de galena, la capacidad de acarreo de la espuma de mineral puede requerir el uso de una espuma ligeramente más fuerte o una combinación con un componente de espuma más potente para alcanzar óptimos resultados metalúrgicos.
3. EQUIPOS Y MATERIALES
Material polimetálico (-10m)
Molino de bolas y celda de flotación
Balanza digital
Balanza de brazos y juego de pesas
Celda de 0.5 y 1 kg
pH metro y solución buffer alcalino
bandeja enlozadas , baldes plásticos , piceta , espátula y cucharas de fierro
reactivos de flotación y cal probetas de 100 y 1000 cc , vasos de 250 cc, matraces de 250 cc reporte de la prueba experimental
4. PROCEDIMIENTOS 4.1.MOLIENDA
Retirar las bolas del molino y lavar su interior
Pesar 1 kg de mineral polimetálico .moler durante el tiempo que se indique
Dilución de molienda : L/S =1/2
Agregue los reactivos que se indican en la hoja de reporte experimental
Medir el pH de la molienda
separar la pulpa de las bolas, utilizando la menor cantidad de agua posible.
4.2.FLOTACION DE PLOMO
Transferir la pulpa a la celda de flotación
Iniciar el acondicionamiento, controlando tiempo y pH.
Acondicionar por 2minutos con los reactivos depresores de Zn, Fe de acuerdo a las dosificaciones que se le indique
Adicionar al colector (Xantato) y continuar el acondicionamiento, por 3 minutos más agregar el espumante 1 minuto antes de finalizar el acondicionamiento, diluyendo la pulpa.
Abrir la llave de aire e iniciar la flotación hasta el agotamiento de plomo y baja cantidad de Zn y Fe en el plateo
4.3.FLOTACION DE ZINC
Acondicionar por 3 minutos a pH 8.5 - 9 con cal. Pesar la cantidad de cal utilizada
Adicionar CuSO4 con la dosificación adecuada , y continuar acondicionando por 3 minutos
Agregar el colector (xantato), y
Efectuar las etapas de limpieza de Pb y Zn en forma separada , agregando los reactivos que se le indique , si fuer a necesario
Desaguar todas las bandejas. secar y pesar los productos
4.4.FLOTACION CLEANER PLOMO Y ZINC
Efectuar las etapas de limpieza de plomo y zinc en forma separada , agregando los reactivos que se le indique si fuera necesario
Desaguar todas las bandejas, secar y pesar los productos.
4.5.BALANCE METALURGICO
peso
%
Análisis (%)
contenido
Recuperación (%)
producto
(g)
peso
Zn
Pb
Zn(g)
Pb(g)
Zn
Pb
Concentrado
205.3
20.53
1.4
60.4
2.874
124.0
4.234
93.02
Medios Pb
169.10
16.91
1.3
2.3
2.198
3.88
3.238
2.91
Concentrado
101.20
10.12
48
1.8
48.57
1.82
71.56
1.36
Medios Zn
118.80
11.88
10
0.65
11.8
0.77
17.38
0.57
Relave
405.6
40.56
0.6
0.7
2.43
2.83
3.58
2.12
Cabeza
1000
67.87
133.3
de Pb
Zn
calculada
LEYES DE CABEZA CALCULADA PARA PLOMO (Pb) Y ZINC Zn)
() =
() =
. .
∗ = . %
∗ = . %
RATIO DE CONCENTRACION PARA PLOMO (Pb) Y ZINC (Zn)
() =
() =
.
= .
.
= .
5. CUESTIONARIO 5.1.Presentar el diagrama de flujo seguido en el laboratorio, indicando las principales operaciones y condiciones. 1 kg mineral polimetálico (-10) Cal = 0.5 g NaCN = 20 g/T = 2 cc
pH = 8.5
ZnSo4 = 200 g/T = 2cc
Rpm = 1200 Aire = 6 L/min NaCN = 20 g/T=2cc,
ACONDICIONAMINETO
< 0-2>
ZnSO4 20 g/T= 2 cc, < 0- 2>
ROUGHER PARA Pb
Z - 11 = 30 g/T = 3cc, < 2- 3>
Rpm = 1200
A – 208 = 1 gota,
Aire = 6 L/min pH flotación = 8.5 – 8.8
<3 - 4>
MIBC = 30 g/T= 3cc, <4 -5 >
Tiempo (min) = a = 8
Rpm = 1200 Aire = 6 L/min
FLOTACION ROUGHER
ACONDICIONAMIENTO
PARA Pb
SCAVENGER Pb
pH acond SCV = 8.5 Tiempo (min) = 2 Z – 11=20 g/T= 2cc MIBC = 10 g/T=1cc Rpm = 1200
pH=8.5
FLOTACION
Rpm = 900
SCAVENGER Pb
Aire = 6 L/min
Aire = 6 L/min
pH flotación = 8.5 – 8.8
MIBC = S.L.R
Tiempo (min) = b = 2
ACONDICIONAMIENTO
Relave
CLEANER Pb
FLOTACION CLEANER Pb t=c=13
CONCENTRADO Pb = 101.20 g
circuito Pb RELAVE CLEANER Pb =169.10
pH = 10.5 Rpm = 1200 Aire = 6 L/min Tiempo (min) =10 CuSO4 = 400 g/T=4cc, <0-4> Z - 11 = 30 g/T = 3cc, <4- 9>
ACONDICIONAMINETO
MIBC = 30 g/T= 3cc, <9 -10>
ROUGHER PARA Zn Rpm = 1200 pH flotación = 8.5 – 8.8 Aire = 6 L/min Tiempo (min) = d =1.30
Rpm = 1200 pH acond SCV = 10.5 Aire = 6 L/min
FLOTACION ROUGHER PARA Zn
ACONDICIONAMIENTO SCAVENGER Zn
Tiempo (min) = 2 Z – 11=10 g/T= 1cc, <0-1> MIBC = 20 g/T=2cc, <1-2> Rpm = 1200 pH flotación = 8.5 – 8.8
FLOTACION
pH=8.5
SCAVENGER Zn
Rpm = 900
Aire = 6 L/min Tiempo (min) = e = 1.30
Aire = 6 L/min Tiempo (min)=2 MIBC = S.L.R
RELAVE
ACONDICIONAMIENTO CLEANER Zn
FLOTACION CLEANER Zn, t (min)=f=6
CONCENTRADO Zn = 101.20
FINAL
RELAVE CLEANER Zn = 118.80
5.2.Reactivos de flotación utilizados a. Calculo de consumo a nivel laboratorio
CIANURO DE SODIO (NaCN)
En un vaso de precipitados preparar 100 de solución H2O con cal CaO hasta alcanzar un pH=9.
Pesar 1g de NaCN disolver con la solución lechada de cal en una fiola de 100 ml hasta aforar.
SULFATO DE ZINC (ZnSO4)
En un vaso de precipitados preparar 100 de solución H2O con cal ZnSO4.
Pesar 10g de ZnSO4 disolver con agua destilada hasta enrace de fiola de 100 ml.
Z-11(Xantato)
En un mortero sacar una muestra de Z-11 y moler, luego pesar 1g y disolver con H2O en una fiola de 100 ml hasta el enrace.
MIBC
Pesar 1 g de espumante MIBC,luego disolver con agua destila en fiola de 100 ml hasta el enrace
SULFATO DE COBRE (CuSO4)
En un vaso de precipitados preparar 100 ml de solución H2O con cal CuSO4.
Pesar 10g de CuSO4 disolver con agua destilada hasta enrace de fiola de 100 ml.
b. Punto de adición en cada etapa
Punto
Pb
Zn
Molino de bolas
Cal = 0.5 g NaCN = 20 g/T = 2 cc ZnSo4 = 200 g/T = 2cc
Cal = 0.5 g NaCN = 20 g/T = 2 cc ZnSo4 = 200 g/T = 2cc
Acondicionamiento
NaCN = 20 g/T=2cc, ZnSO4 20 g/T= 2 cc, Z - 11 = 30 g/T = 3cc, A – 208 = 1 gota, MIBC = 30 g/T= 3cc,
CuSO4 = 400 g/T=4cc Z - 11 = 30 g/T = 3cc MIBC = 30 g/T= 3cc
Rougher
Flotación Rougher Acondicionamiento Scavenger
Flotación
--------
Z – 11=20 g/T= 2cc MIBC = 10 g/T=1cc
--------
-------
Z – 11=10 g/T= 1cc MIBC = 20 g/T=2cc
-------
Scavenger
Acondicionamiento
MIBC = S.L.R
MIBC = S.L.R
--------
-------
cleaner
Flotación cleaner
c. Describir brevemente la función de cada uno de los reactivos utilizados en la prueba y sepárelo por grupos colectores modificadores y espumantes REACTIVO COLECTOR
Z-11 (xantato amílico de potasio)
A-208
MODIFICADOR ZnSO4 , NaCN
DESCRIPCION Y FUNCION
Los xantatos son sustancias cristalinas duras con un olor característico, que le es propio debido a la existencia de una pequeñísima cantidad de mercaptanos La cantidad requerida para la flotación completa con xantatos se incrementa en el siguiente orden: Galena, pirita, esfalerita, calcopirita, pirrotita, Los ditiofosfatos son colectores comparativamente débiles pero dan buenos resultados en combinación con los xantatos. Por lo general se le adiciona en molienda para lograr un mejor contacto con los minerales valiosos. Los reactivos modificadores son utilizados en flotación para modificar y controlar la acción del colector, ya sea intensificando o reduciendo el efecto repelente al agua sobre la superficie mineral La función del modificador implica tanto la reacción con el mineral, como con los iones presentes en la pulpa, siendo en muchos casos esta reacción de
ESPUMANTE
MIBC
La función más importante de un espumante es formar una espuma estable, que permite extraer el concentrado. Estabilizar la espuma Disminuir la tensión superficial del agua Mejorar la cinética de interacción burbuja - partícula Disminuir el fenómeno de unión de dos o más burbujas (coalescencia). Origina la formación de burbujas más finas, es decir, mejora la dispersión del aire en la celda de flotación.
d. ¿en qué se diferencian los modificadores con los reguladores?
MODIFICADORES
REGULADORES
Sustancias predestinadas para aumento de selectividad de sujeción de colectores sobre superficie de minerales determinados Modificadores de medio Reguladores del pH Reguladores del Eh Reguladores de la composición iónica de la pulpa Modificadores de superficie Activadores Depresores de Acondicionadores
Sustancias, que disminuyen la pH de ambiente y que crean las condiciones óptimas para interacción de reactivos de flotación con superficie de minerales reguladores de medio Ca(OH)2 Na2CO3 H2SO4
superficie
5.3.Mencione 10 plantas concentradoras de procesamiento de minerales polimetálicos Pb-Ag-Zn, indicando las de mayor producción.
5.4.Presentar el flow - sheet de una planta concentradora peruana de mineral polimetálico. MINAS BUENA VENTURA S.A.A , U.E.A MALLAY
5.5. a. ¿qué minerales ha observado en la flotación efectuada?
En el proceso de flotación se observó la presencia de galena, calcopirita, esfalerita y pirita en el plateo. b. ¿Qué modificaciones efectuaría?
Experimentar con reactivos alternos y en condiciones diferentes
Experimentar con diluciones diferentes
6. CONCLUSIONES
Se ejecutó de manera correcta la prueba de flotación para los minerales que nos proporcionaron. Estas prácticas en laboratorio de proceso de flotación nos muestran los procesos adecuados que se rige en una planta minera r eal con los pasos correctos a regir para obtener el máximo concentrado.
Se adquirió el adiestramiento suficiente del proceso en bach para la obtención del concentrado.
El proceso en Bach de celda Rougher y Scarenverg que hemos trabajos en la planta
piloto
es
muy
usual
encontrarlos
laboratorios
de
plantas
concentradoras. Entender el proceso de cómo se obtiene el concentrado, relave y el concentrado es uno de los objetivos concluidos en este laboratorio .
7. BIBLIOGRAFIA
Introducción a la flotación de minerales – Venacio Astucuri
Tecnología del procesamiento de minerales – B.A. Wills
