Docente: TATAJE MONTALVAN, Armando
Curso: TECNOLOGIA DE LOS PROCESOS METALURGICOS
Tema: Informe de la Escuela de Metalurgia
Alumno: DONAYRE QUINTANILLA, Luiggi Gustavo CONDORI ORTEGA, Harold Leonel PAZOS LOZADA, Brayan Aaron FERNANDEZ SILVA, Jaime Jesús OSCCO GALVAN, Ayrton SHAWPIAMA LICAPA, Edward PAREDES GUTIERREZ, Karolyth LANDA SANCHEZ, Heydi
INTRODUCCION
En el presente informe se expone todo lo relacionado a los procesos metalúrgicos vistos en la Facultad de Ingeniera de Minas y Metalurgia (Nazca) llevados a una escala menor, haciendo que el alumno observe los procesos que se dan en el mismo, de tal manera que relacione la teoría observada en clase con la práctica. Se llevarán a cabo tres procesos; el proceso del chancado, donde el alumno podrá conocer los tipos de chancadora a menor escala y el funcionamiento de las mismas; el proceso de molienda, en esta parte de igual manera podrá conocer un equipo de molienda y las piezas que se utilizan para el mismo; el proceso de flotación, el alumno podrá reconocer los tipos de reactivos a utilizar para este proceso dependiendo del mineral y su origen,
1. ETAPA DE CHANCADO Proceso de chancado
Proceso mediante el cual se disminuye el tamaño de las rocas mineralizadas triturándolas en equipos llamados chancadoras y molinos. El material extraído pasa por chancadora primario, secundario y terciario, hasta llegar a tamaños de menos de ½ pulgada. Etapas y equipos del proceso de chancado:
Como todos los procesos de conminación, la trituración requiere de un elevado consumo energético, lo cual tiene gran impacto económico en el desarrollo de cualquier proyecto de hidrometalurgia. La energía necesaria para la trituración se calcula experimentalmente, midiendo la fuerza necesaria (kilopondios-m/cm) para romper probetas de la roca mediante una máquina de impacto. A partir de esta fuerza se calcula el Índice de Trabajo (Work Index Wi), que entrega los kilovatios/t necesarios para realizar la trituración o chancado, desde un tamaño medio de alimentación (granulometría del material de inicio) al tamaño medio del producto (granulometría del producto). La molienda húmeda tiene un gasto energético mayor que la trituración seca, y por tanto un costo más alto. De esta forma, el tamaño final de las partículas estará limitado por la operatividad en seco. En consecuencia, con un material húmedo y una cantidad apreciable de finos, el tamaño final de trituración o chancado debe ser mayor al de materiales rocosos y secos. Considerando el menor costo de la trituración seca, se puede llegar a productos de tamaños límites inferiores a 6 mm, (entre 3 y 4 mm,), el equivalente a la trituración o chancado cuaternaria. Tamaño y elección de equipos:
El proceso de chancado se realiza en dos grandes etapas, las cuales requieren de equipos específicos para lograr la granulometría adecuada:
Trituración o chancado primario o grueso.
Trituración o chancado fino: proceso que comprende las etapas de chancado secundario, terciario y cuaternario.
La selección del tipo y tamaño del equipo chancador para cada etapa se determina según los siguientes factores:
Volumen de material o tonelaje a triturar.
Tamaño de alimentación.
Tamaño del producto de salida.
Dureza de la roca matriz, ya que la proporción de mineral suele ser pequeña. Éste índice es de suma importancia y se expresa normalmente por la escala de Mohs, la cual tiene implicancia al momento de seleccionar el tipo de equipo a utilizar. .
Humedad del material en el yacimiento y en la planta, según las condiciones climatológicas del lugar.
Contenido de finos y lamas. Los materiales lamosos o pegajosos pueden disminuir la permeabilidad, originando dificultades en la percolación posterior.
Para cada una de estas etapas existen equipos apropiados, cuyas características principales de abertura de alimentación, capacidad a distintos cierres, tamaños de productos, potencia, etc., suelen ser tabuladas por los fabricantes de trituradoras en función de una densidad y dureza media. En general, se recomienda no moverse en los extremos límites de trituración (máxima razón de reducción) sino considerar los valores medios propuestos por las tablas de los fabricantes de equipos. Para lixiviación en pilas, el mineral se suele triturar a tamaños entre 100 y 250 mm, para lixiviación en depósitos o tanques, entre 50 y 1 mm, para lixiviación dinámica, chancado y molienda a tamaños inferiores a 1 m m. Independientemente de otras variables, el tamaño de partícula de mineral o metal a lixiviar define la velocidad de disolución y por consiguiente, el porcentaje de recuperación en un tiempo determinado.
2. Proceso de molienda:
La molienda es una operación que permite la reducción del tamaño de la materia hasta tener una granulometría final deseada, mediante los diversos aparatos que trabajan por choques, aplastamiento o desgaste. En esta operación de molienda, es donde se realiza la verdadera liberación de los minerales valiosos y se encuentra en condiciones de ser separados de sus acompañantes. Por lo general, la molienda está precedida de una sección de trituración y por lo tanto, la granulometría de los minerales que entran a la sección molienda es casi uniforme. Los tamaños pueden variar de un F80 de 20 mm. (20000 micrones) a unos 5 mm. (5000 micrones), hasta obtener un producto de P80, variando normalmente entre unas 200 mallas por pulgada lineal (74 micrones) hasta 100 mallas (147 micrones). Según las etapas de reducción de tamaño, usan los siguientes equipos: Molienda Primaria: Seguido a etapa de chancado. Molinos de “cascada”,
medios de molienda: barras, bolas, autógenos. Operan en circuito abierto, sin clasificadores intermedios. Molienda Secundaria y Terciaria: Molinos de “cascada”, molinos verticales,
molienda fina y ultra fina. Operan en circuito cerrado con clasificación. Molinos Especiales: Trapiches, vibratorios de energía fluida.
Clasificación de los molinos:
Según su aplicación y el tipo de medios de molienda empleados, podemos catalogar a los molinos de la siguiente manera: Molinos de barras
Generalmente empleados para molienda primaria, algo como etapa intermedia entre chancado y molienda (por ejemplo: cuando la presencia de arcilla o panizo en el mineral dificulta el chancado fino ). Se caracterizan por una razón
largo/diámetro del cilindro mayor de 1.5 : 1. Por las limitaciones mecánicas en el largo de las barras, existen limitaciones en la dimensión y la capacidad de este
tipo de molinos, que recientemente comienza a perder preferencia (aunque aún operan en algunas plantas de la sierra peruana). Molinos de bolas
Operan con bolas de hierro (o aleaciones antiabrasivas especiales) fundido o acero forjado, con razones de largo/día, 1.5 : 1 o menos. El diámetro de bolas usadas varia ent re 4” para molienda gruesa y 3/4” para molienda fina y remolienda de concentrados u otros productos intermedios. Estos pueden ser utilizados como molinos de molienda primaria, secundaria y remolienda. Los molinos de bolas para molienda primaria son de forma cilíndrica y de gran tamaño y en su interior la carga moledora o bolas también son de gran diámetro (3-4 1/2"), ocupan el 45% del volumen del molino y trabajan en circuito abierto. En el caso de molinos de bolas de molienda secundaria y de remolienda por lo general son de forma tubular, es decir, su diámetro es ligeramente menos que su largo y trabajan en circuito cerrado con clasificadores mecánicos (rastrillos, espirales) o hidrociclones para maximizar su rendimiento y para evitar sobremolienda que es perjudicial para la concentración. Los molinos de bolas constituyen hoy día la máquina de molienda más usada y mejor estudiada como molino secundario o como molino único en circuitos de molienda en una sola etapa, que parecen corresponder a la tendencia actual para plantas concentradoras de escalas pequeñas a medianas. En cuanto a plantas de mayor capacidad y/o de minerales complejos polimetálicos cuyo tratamiento conduce a problemas de diferenciación de varios concentrados selectivos, si bien se prefiere molienda en una sola etapa previa a la concentración (flotación), es frecuente remoler concentrados o productos
intermedios. 3. Flotación de minerales: Se define la flotación como un proceso de concentración de minerales en el
cual se procura separar las partículas de menas útiles de estériles o gangas, mediante un tratamiento físico químico que modifica su tensión superficial para lograr que burbujas de aire finamente divididas se adhieran a las primeras y las enriquezca en una espuma.
En vista de esta última característica, este proceso recibe también el nombre de flotación de espuma (froth flotation) . Tiene sobre otros procedimientos de concentración, puramente físicos, la ventaja de:
Tener flexibilidad suficiente para concentrar selectivamente, es decir,
con producción de concentrados limpios y de alta ley, todos los sulfurados y la mayoría de los no sulfurados y oxidados. Mediante combinaciones (o formulaciones) adecuadas de aditivos, o reactivos de flotación.
Adaptarse fácilmente al tratamiento en gran escala y con ayuda de técnicas automáticas de control y medición, a pulpas de mineral con granulometría de amplia gama: entre 48 mallas/pulgadas hasta unos pocos micrones.
Integrarse
fácilmente
con técnicas
modernas
de
molienda
y
clasificación, así como con medios mecanizados de manejo de productos,
tales como bombeo separación sólido/líquido. El mecanismo esencial de la flotación comprende la anexión de partículas
minerales a las burbujas de aire, de tal modo que dichas partículas son llevadas a la superficie de la pulpa mineral, donde pueden ser removidas. Este proceso abarca las siguientes etapas: 1. El mineral es molido húmedo hasta aproximadamente 48 mallas (297 micrones) 2. La pulpa que se forma, es diluida con agua hasta alcanzar un porcentaje de sólidos en peso entre 25% y 45%. 3. Se adiciona pequeñas cantidades de reactivos, que modifican la superficie de determinados minerales. 4. Otro reactivo, específicamente seleccionado, se adiciona para que actúe sobre el mineral que se dese a separar por flotación. Este reactivo cubre la superficie del mineral haciéndola aerofílica e hidrofóbica. 5. Luego se adiciona otro reactivo, que ayuda a establecer una espuma estable. 6. La pulpa químicamente tratada en un depósito apropiado, entra en contactos con aire introducido por agitación o por la adición directa de aire a baja presión.
7. El mineral aerofílico, como parte de la espuma, sube a la superficie de donde es extraído. La pulpa empobrecida, pasa a través de una serie de tanques y celdas, con el objetivo de proveer tiempo y oportunidad a las partículas de mineral para contactar burbujas de aire y pueden ser recuperadas en la espuma. Por lo tanto, podemos señalar que la flotación es un macrofenómeno
de hidrofobicidad y de aerofilicidad de la superficie de los minerales, que se desean recuperar. Para que la flotación de minerales sea efectiva, se requiere de los
siguientes aspectos:
Reactivos químicos: o
Colectores
o
Espumantes
o
Activadores
o
Depresores
o
Reguladores de PH
o
Floculantes
Componentes del equipo o
Diseño de la celda
o
Sistema de agitación
o
Flujo de aire
o
Configuración de los bancos de celdas
o
Control de los bancos de celdas
Componentes de la operación o
o
Velocidad de alimentación
o
Mineralogía
o
Tamaño de partículas
o
Densidad de pulpa
o
Temperatura.
En la flotación intervienen los siguientes elementos o f actores: (figura)
1. Pulpa
2. Reactivos 3. Aire 4. Agitación P A R TE E X P E R I ME N T A L
1. Llevaremos el mineral a la chancadora primaria de quijada para poder reducir el mineral
2. Llevamos el mineral chancado hacia la chancadora secundaria para seguir reduciendo el mineral de tal manera que no altere el mecanismo del molino más adelante.
3. Llevamos el mineral chancado al molino, donde introducimos unas bolas de diferentes diámetros para poder completar los espacios entre estas y que el mineral pueda ser totalmente molido.
4. Calculamos la gravedad específica para poder hallar el porcentaje de solidos que debemos utilizar: Donde: -
Ge = Gravedad Específica
-
A = Peso del Picnómetro Limpio y seco
-
B = Peso del Picnómetro con el mineral
-
C = Peso del Picnómetro con el mineral y agua
-
V = Volumen del Picnómetro (50 ml)
Datos: A = 50.5 gr ; B = 35.9 gr ; C = 85.8 ; V = 50 ml
=
− − ( − )
= 2.57
Luego calculamos el porcentaje de solido con la Ge hallada: Donde: -
%S = Porcentaje de sólidos
-
p = densidad de la pulpa
-
Ge = Gravedad específica % =
( − 1) ( − 1)
% = 0.42
Hallamos la masa que debemos utilizar de acuerdo a la densidad que queremos obtener y el volumen de capacidad de nuestro equipo, en este caso de 4.8 L. Donde: -
m = masa
-
V = volumen
-
p = densidad de la pulpa
-
%S = porcentaje de sólidos = ∗ ∗ %
= 2751
5. Con la masa hallada procedemos al proceso de flotación donde durante el proceso iremos agregando los reactivos Z-11 (5 ml), Z-200(5m), D250(5ml), 5 gotas de pino antiguo.
6. Durante el proceso de flotación iremos quitando el colchón de espuma y se le verte agua para quitar el colchón de espuma y quede la calcosina blanca Cu2S
