INFORME DE VISITA TECNICA REALIZADA A LA MINERA “SAN RAFAEL” – MINSUR I.
INTRODUCCION.
El yacimiento cuprífero - estañífero de San Rafael ha tenido modificaciones de acuerdo al desarrollo geológico minero que ha permitido en este momento situarlo como uno de los yacimientos más importantes. Para llegar a esta situación fue necesaria la mecanización de sus operaciones, con la innovación de nuevos métodos de minado que permitan cubrir las necesidades de incremento de producción con alta productividad. Los nuevos equipos adquiridos para el incremento de producción, han marcado la pauta en el desarrollo actual de la mina San Rafael. Esta nueva tecnología acompañada de una capacitación de nuestros profesionales, técnicos y un planeamiento maestro de la mina han permitido alcanzar una alta productividad de la mina. No solo los cambios en la mina hacen posible la actual realidad de San Rafael, sino también los cambios tecnológicos que se han dado en planta concentradora con nuevas técnicas sobre gravimetría, molienda y flotación en tratamiento de minerales de estaño, han permitido optimizar la planta en recuperación y calidad de concentrados.
II.
ANTECEDENTES.
UNIDAD MINERA SAN RAFAEL. Nuestros orígenes se remontan a comienzos de siglo XX, cuando Lampa Mining Co. explotaba los yacimientos mineros de Santa Bárbara y San Rafael, en Puno. Años después, en 1966, se fundó Minsur Sociedad Limitada, empresa subsidiaria de MINSUR Partnership de Bahamas, con capitales norteamericanos e ingleses. Finalmente, en 1977, Minsur S.A. inicia sus operaciones extractivas, como empresa de capital 100% peruano. En la actualidad, nuestra producción de estaño representa el 12% del total mundial. Está situada en el departamento de Puno, a una altitud que varía entre los 4,500 y 5,200 m.s.n.m. en la cordillera oriental de los Andes del Perú. La mina San Rafael es la principal productora de estaño en el país y una de las más importantes del mundo. Los métodos de explotación en subsuelo empleados son el almacenamiento provisional y el derribo por subniveles con capacidad de extracción de 2,700 toneladas/día, con leyes que promedian el 5% de estaño. En la planta concentradora, adyacente a la mina, se realiza el chancado, trituración, molienda y concentración del mineral producido. Este mineral es alimentado a un circuito de concentración gravimétrica en jigs, donde se recupera el 50% del estaño obtenido. El material remanente es molido a un grado de mayor finura y remolido a malla – 100 micrones antes de ser sometido a flotación, con lo que se alcanza una recuperación total del 90%. Los concentrados con ley promedio de 60% de estaño son enviados a Pisco. En la actualidad la mina y la planta concentradora han alcanzado una capacidad de extracción y procesamiento de minerales de 2,700 TM/día. Este nivel de producción se complementa con la operación de nuestra unidad metalúrgica de fundición y refinería de estaño, actualmente con capacidad de 40,000 TM/año de estaño refinado. FUNDICION Y REFINERÍA Ubicada en Pisco, departamento de Ica, es la planta metalúrgica más moderna del país donde se procesa el concentrado con tecnología de baño sumergido, resultando en un producto final de 99.95% de pureza. En la refinería se separan las impurezas metálicas remanentes en forma secuencial y se trata el material crudo a altas temperaturas llegando a producir anualmente hasta 40,000 toneladas de estaño de alta pureza. En la planta de subproductos, ubicada en la misma unidad, se procesan los materiales con altos contenidos de estaño que no pueden ser tratados en la fundición. Se realizan tratamientos de drosses de hierro, drosses de cobre, drosses de arsénico-antimonio y tratamiento de la segunda soldadura, obteniéndose productos como estaño refinado y aleaciones de estaño/plomo, estaño/antimonio y estaño/cobre.
III.
OBJETIVOS. Viajar a la empresa minera MINSUR “Unidad de producción San Rafael”.
IV.
Conocer el proceso de concentración de la casiterita: Concentración Gravimétrica. Concentración por flotación.
MARCO REFERENCIAL.
CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA
Los métodos de separación por gravedad (concentración gravítica o gravimétrica) se usan para tratar una gran variedad de minerales, que varían desde los súlfuros metálicos pesados hasta carbón, en algunos casos con tamaños del orden de los micrones. En los últimos años, muchas compañías han re-evaluado los sistemas gravimétricos debido al incremento en los costos de los reactivos de flotación, la relativa simplicidad de los proceso gravimétricos y a a que producen poca contaminación ambiental. Actualmente, las técnicas más modernas que se aplican en este tipo de concentración incluyen equipos que aprovechan la fuerza centrífuga para la separación de partículas finas. Entre estas tecnologías modernas se pueden citar las siguientes: el concentrador centrífugo Knelson, el concentrador centrífugo Falcon, el jig centrífugo Kelsey y el Separador de Gravedad Múltiple (MGS) Mozley.
PRINCIPIOS DE LA CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA.
Los métodos de concentración gravimétrica se utilizan para la separación de minerales de diferentes densidades utilizando la fuerza de gravedad y, últimamente, las tecnologías modernas aprovechan también la fuerza centrífuga para la separación de los minerales. En este tipo de separación se generan dos o tres productos: el concentrado, las colas, y en algunos casos, un producto medio (“middling”).
Para una separación efectiva en este tipo de concentración es fundamental que exista una marcada diferencia de densidad entre el mineral y la ganga. A partir del llamado critério de concentración, se tendrá una idea sobre el tipo de separación posible.
CRITERIO DE CONCENTRACIÓN.
El critério de concentración utilizado en la separación gravimétrica es el siguiente :
Dónde:
Dh = densidad relativa del mineral pesado. Dl = densidad relativa del mineral liviano. Df = densidad relativa del medio fluido. En términos generales, cuando el cuosiente es mayor que 2,5, ya sea positivo o negativo, la separación gravimétrica es relativamente fácil. A medida que el cuosiente disminuye, la eficiencia de la separación disminuye; valores menores que 1,25 indicarían que la concentración por gravedad, por lo general, no sería posible comercialmente.
CONCENTRACIÓN POR FLOTACIÓN. La flotación es un proceso de separación de materiales de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Se puede efectuar la separación de varios componentes en dos grupos: Flotación colectiva donde el concentrado contiene a lo menos 2 ó más componentes y Flotación selectiva donde se efectúa una separación de compuestos complejos en productos que contengan no más de una especie individual. La flotación contempla la presencia de tres fases: sólida, líquida, gaseosa. La fase sólida representa las materias a separar, la fase líquida es el medio para dicha separaciones y la fase gaseosa generalmente es aire inyectado en la pulpa en forma neumática o mecánicamente para poder formar las burbujas que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas. De acuerdo a lo mencionado anteriormente, la flotación se base en las propiedades hidrofílicas (afinidad por el agua) e hidrofóbicas (afinidad por el aire) de una especie mineral que se requiere separa de otras especies sin valor comercial, llamadas gangas. Para relacionar en forma cuantitativa las propiedades hidrofóbicas de un mineral se utiliza el ángulo de contacto. En el caso de la existencia de 3 fases, sólida, líquida y gaseosa, corresponde al ángulo formado por el plano tangente a la interfase líquido-gas y el plano formado por el sólido en contacto trifásico sólidolíquido-gas.
Pocas partículas minerales tienen flotabilidad natural, es decir, formar una unión estable burbuja-partícula. Para ello, es necesario cambiar las propiedades superficiales de las partículas minerales de hidrofílicas a hidrofóbicas mediante el uso de un reactivo químico llamado colector. También es necesario que éstas posean el tamaño adecuado de tal forma que asegure una buena liberación de las especies minerales. Entre los reactivos principales tenemos:
Colectores: Proporcionan propiedades hidrofóbicas a las especies minerales. Espumantes: Permiten la formación de una espuma estable, de tamaño de burbuja apropiado. Modificadores: Se utilizan para regular las condiciones de funcionamiento de colectores y aumentan su selectividad. La flotación se realiza en celdas de flotación, las cuales deben cumplir una amplia variedad de funciones tanto en cada celda como a través de bancos de celdas. Estas funciones son:
Mantener todas las partículas en suspensión. Tener una diseminación de burbujas de aire a través de la pulpa en forma adecuada y continua. Promover las colisiones partícula – burbuja y permitir para la adhesión selectiva y transporte de mineral a la zona espuma. Las celdas de flotación se pueden clasificar en: Mecánicas: es el tipo más común, caracterizada por un impulsor mecánico que agita la pulpa y la dispersa. Neumáticas: carecen de impulsor, utilizan aire comprimido para agitar y airear la pulpa. Columnas: se caracteriza por tener un flujo en contracorriente de las burbujas de aire con la pulpa y de las burbujas mineralizadas con el flujo de agua de lavado. Los minerales que flotan se mantienen en una espuma estable en la parte superior de la celda de flotación, de donde son retiradas por rebalse para formar el concentrado.
V.
DESARROLLO GENERAL DE LA VISITA TECNICA
El presente informe es por motivo de la visita técnica realizada a la unidad minera San Rafael “Minsur” ubicada en el departamento de puno, provincia de melgar, distrito de
Antauta; donde le damos a conocer lo siguiente: 5.1. CHARLA DE SEGURIDAD.
POLITICA DE SEGURIDAD DE “MINSUR” La presente charla sobre seguridad y medio ambiente fue dada por el ingeniero de Seguridad. Nuestros actos se fundamentan en los siguientes compromisos: 1. Cumplir con las normas legales aplicables y con otras exigencias que la organización suscriba en relación a la seguridad, salud y medio ambiente. 2. Prevenir y/o mitigar los impactos ambientales negativos que se presenten en el desarrollo de sus actividades. 3. Mantener un ambiente de trabajo, seguro, saludable que prevenga las lesiones y enfermedades ocupacionales, a través del uso adecuado de las herramientas de gestión de seguridad, salud y medio ambiente. 4. Promover la mejora continua, optimizando la gestión de riesgos vía la implementación de objetivos y metas destinados a elevar el nivel de desempeño de la organización. 5. Ejecutar programas de sensibilización y capacitación del personal de acuerdo a las necesidades de formación relacionada a los aspectos ambientales significativos, riesgos intolerables y el sistema de gestión de seguridad, salud y medio ambiente. 6. Desarrollar un manejo responsable y sostenido de los RR.NN., velando por la seguridad, la prevención del medio ambiente manteniendo las relaciones armoniosas con el entorno social a través de un desarrollo sostenible.
5.2. VISITA A PLANTA CONCENTRADORA.
La visita realizada a planta concentradora fue a horas 9:00 horas aproximadamente; el circuito de chancado, molienda y concentración gravimétrica fue expuesta por el ingeniero Luis y el circuito de flotación y demás fue realizado por el ingeniero Jhon Salas y es como sigue:
CIRCUITO DE CHANCADO:
El mineral proveniente de mina es trasladado por Camiones (Volquetes) de una determinada capacidad que dejan el mineral de tres tipos de ley que dejan cerca a la chancadora de quijadas. El mineral en San Rafael es tomado en cuenta por tres tipos de leyes que es como sigue: Alta ley de 7%, Ley media de 4 – 5 %, y una baja ley de 1-2%. Estos minerales son mezclados antes de ingresar al circuito de chancado con una ley estándar de 3.6 % que servirá como parámetro para todo el circuito de concentración del mineral (Casiterita). La planta de concentración trata 10830 TM/día.
La unidad de producción cuenta con el circuito de chancado que es como sigue:
Chancado Primario. Chancado Secundario.
CHANCADO PRIMARIO: La etapa de chancado primario consta de una tolva de gruesos de 240 Toneladas de capacidad con minerales de tamaño que varían entre 5” hasta 20”.
Pasa por una Zaranda que clasifica finos llevándolos directamente a las zarandas que están antes de alimentar a las chancadoras giratorias. Seguidamente pasa a dos Chancadoras de quijada en paralelo de dimensiones 24”X36” que trabajan 10 horas por día, con un set de descarga de 4 a 3 ¼”.
CHANCADO SECUNDARIO
El mineral Chancado es trasladado por una faja transportadora a una zaranda que tiene una malla que deja pasar mineral que es menor a 13 mm; el mineral que pasa la zaranda pasa a las chancadoras secundarias Same HP 50. El mineral procesado pasa a una tolva de finos que tiene una capacidad de 2500 TM. Seguidamente todo el mineral pasa a lo que viene a ser la concentración gravimétrica.
CONCENTRACION GRAVIMÉTRICA. La Concentración gravimétrica está dada por el siguiente circuito presente en el siguiente diagrama de flujo.
El tratamiento de mineral es de 2830 TM/día. Se alimenta a un concentrador de tipo JIG Hidráulico que separa la mena de ganga. El proceso es como sigue:
Datos Operacionales:
El jig utilizado en el circuito de concentración es de pistón. Para el proceso de concentración en los jigs se utiliza una cama de bolas de cerámica de 1 1/2” que sirven como filtro.
El proceso de concentración de minerales en los jigs es por diferencia de densidades de la pulpa que van entre 1200 a 1250 gr/cm 3; de ahí sale el pre-concentrado con una ley de 1520%. El relave que sale del jig es de una ley del 1.5% que se va al molino de barras de 9mm para su respectiva molienda.
JIGS GEKKO. Con el material que tiene más del 90% con un diámetro de 13mm es llevado a una concentración gravimé trica jigs GEKKO de 20x20”, obteniéndose un concentración de 15 A 20% que llegara a tener un tratamiento posteriormente, por lo tanto el relave obtenido es llevado a una zaranda vibratoria y el sobre tamaño es alimentado a un molino de barras El funcionamiento de la concentración en jigs gekko se da de la siguiente manera: la diferencia de pesos donde un agitador pone en suspensión el mineral en la pulpa y las partículas que tienen mayor peso se asientan y pasan por unos agujeros que se encuentran en la base y el mineral que no tiene mucho peso se mantiene suspendido. Una vez pasado por esta operación de separación por gravedad pasa el relave a un molino de 9 1/2” X 13” para su chancado respectivo.
CONCENTRACION POR ESPIRALES VERTICALES MG2. El molino de barra recibe el mineral obtenido de la concentración jigs gekko, aquí se da la molienda primaria después estos de la molienda el mineral es llevado a una batería de espirales donde la concentración aumenta a un 12%, en los espirales se da la velocidad centrifuga el mineral con mayor densidad seba hacia el centro y el mineral de poca densidad está en los extremos que es considerado como el relave el cual es bombeado a una zaranda que trabaja en un circuito cerrado con unos molinos y batería de espirales. El concentrador de espirales vertical trata 6 TM/hora. El principio de concentración es la velocidad centrífuga. Los parámetros de operación son la gravedad, densidad de pulpa, tamaño de partícula, velocidad centrífuga, flujo laminar.
CLASIFICACION EN MESAS El mineral que es obtenido en los espirales pasan a las mesas primarias donde se basan en el flujo laminar donde la ley aumenta y este relave obtenido en las mesas antes de enviar a la planta de flotación es clasificado y remolido en unos molinos horizontales de bolas 7x8 y un molino vertical cuyos productos son repasados en espirales y mesas. Las mesas de primer nivel son de marca Deister, que utiliza para la limpieza del mineral del tipo de flujo laminar, la pulpa tiene que tener una densidad de 1300 gr/cm 3.
La mesa debe de tener una pendiente de 5°que es lo necesario para realizar el lavado y/o concentración del mineral.
ETAPA DE REMOLIENDA Y CLASIFICACION CON HIDROCICLONES Los relaves de toda la planta ingresan a un circuito de clasificación en HIDROCICLONES A donde el underflow es llevado para la alimentación de los molinos horizontales 7x8 cuya descarga es alimentado a espirales y mezas respectivamente. Los relaves obtenidos en los espirales y las mesas son llevados a los ciclones B cuyo underflow es alimentado al molino vertical. El overflow de los ciclones A es alimentado a un espesador de 120’ es
alimentado al clasificador cuyo underflow es alimentado a los molinos de 7x8 y el rebose del clasif icador helicoidal es alimentado al espesados de 120’.
ETAPA DE FLOTACION DE CASITERITA En la etapa de flotación del mineral la pulpa pasa a un proceso de acondicionamiento a una serie de celda OK-J5, donde también es alimentado los reactivos para la flotación. La flotación se realiza en medio ácido a un pH de 4. Los reactivos para flotación son: colector Z-11, Dowflo-250, ácido sulfúrico, espumante MIBC. En esta etapa de la flotación de la casiterita se realiza en 10 celdas DR-500 (rougher), 5 celdas DR-500 (scavenger), 10 celdas DR-300 y 6 celdas DR-180(cleaner).
Los dispersantes de las lamas, fluosilicato de sodio (Na2SiF6)
Regulador de PH, Ácido Sulfúrico
Colector espumante, aeropromoter.
El concentrado obtenido de este proceso es de un 54% Sn con un porcentaje de impurezas de un 0,12%. La recuperación promedio del proceso es de unos 14%.
DESLAMADO Y FLOTACION DE SULFUROS El rebose del clasificador, overflow de los ciclones, rebose del hidroclasificador y overflow de los ciclones de la molienda secundaria es alimentado al espesador, cuyo producto espesado es alimentado a 4 baterías de hidrociclones. El over de estos ciclones el bombeado a una batería y el over de este bombeado a la batería de hidrociclones y el over de este al relave final. El under flow de los ciclones, alimenta al circuito de flotación de sulfuros donde se realiza una flotación inversa cuyas espumas se descartan como relave final y el non float es alimentado al circuito de flotación de casiterita.
VI.
RESULTADOS Y CONCLUSIONES. Es preciso mencionar que uno de los mayores problemas que tienen en el circuito de flotación son las lamas que se forman pero este problema fue resuelto agregándole hidrociclones de menor tamaño que separan las lamas de las arenas, así no afecten al circuito de flotación. El mineral de casiterita que escapa en los relaves es de una ley de 0.30 – 0.32% El mineral de casiterita concentrado después de pasar por el circuito de flotación pasa por dos tipos de filtro un filtro de vacío y otro filtro a presión. El porcentaje de humedad del mineral de casiterita concentrada es de 4-5% de humedad. El mineral de casiterita concentrado para la comercialización y su posterior fundición es de 55% de ley. En el concentrado por flotación se obtiene un total de 160 TM/día. El objetivo a llegar como meta de la unidad minera San Rafael es de 63% de ley. Posterior a la concentración gravimétrica igual se utiliza concentración por flotación para obtener una recuperación mayor. Parte del proceso de concentración del mineral de estaño consideraba el uso de mesas vibratorias, también previo a la concentración por flotación. En la planta concentradora, adyacente a la mina, se realiza el chancado, trituración, molienda y concentración del mineral producido obteniéndose un producto con ley 60 % (ley máxima de concentración de casiterita ~78%). Este mineral es alimentado a un circuito de concentración gravimétrica en Jigs y espirales, donde se recupera el 50% del estaño obtenido. El material remanente es molido a un grado de mayor finura y remolido a malla – 100 micrones antes de ser sometido a flotación, con lo que se alcanza una recuperación total del 90%.
VII.
BIBLIOGRAFÍA.
http://www.ex-alumnos.uda.cl/metalurgia/402/concentracion.minerales.2/01..Concentracion.Gravimetrica.pdf
http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Pavez/APUNTES%20%20DE%20CONCEN TRACI%C3%93N%20DE%20MINERALES%20II.pdf
http://www.minsur.com.pe/metodosoperacion.htm
Preparación mecánica de minerales – ing. Henry Choque.
Procesos de Concentración, Minera San Rafael de Cia. Minsur - Aldo Casali.
