UNIVERSIDAD TEGNOLOGICA DEL PERU
FACULTAD: INGENERIA. CARRERA: INGENERIA DEMINAS. CURSO: DISEÑO EN INGENERIA. DOCENTE: ARQ. ETHIEL SUBIA CANLLA
TRABAJO DE: PRUEBAS METALURGICAS
INTEGRANTES DE GRUPO: 1. OVIEDO COAGUILA JULIO CESAR. 2. MAYTA NOLASCO OSCAR ALBERTO. 3. MAYTA NOLASCO OMAR ANTONIO.
TURNO: TARDE
AREQUIPA – PERU 2015
PRUEBAS METALURGICAS
Flotación. Cianuración. Lixiviación
FLOTACIÓN La flotación es un método físico-químico para la concentración de minerales finamente molidos. El proceso implica el tratamiento químico de una pulpa de mineral, a fin de crear condiciones favorables para la anexión de ciertas partículas minerales
a
burbujasde aire, las que al subir a la superficie de la pulpa llevan consigo los miner alesseleccionados, formando una espuma estabilizada desde la cual se recuperan lasespecies útiles mientras que el material no útil permanece sumergido en la pulpa. Los reactivos agregados alteran las propiedades superficiales de la partícula
mineral,
desde
una
condición
hidrofóbica,
ocasionando
un
desplazamiento del agua, permitiéndola adherencia del sólido al aire de la burbuja. En general no pueden recuperarse de manera efectiva partículas de mineral sulfuroso mayores de la malla 48 Tyler (0,295mm), luego, para que un mineral pueda flotarse debe molerse aun tamaño lo suficientemente fino para que la mayor parte de él que deliberado.
FASES E INTERFASES EN EL PROCESO DE FLOTACIÓN El
proceso
de
flotación
se
desarrolla
en un
medio
acuoso
para
lo
cual estudiaremos cadaestructura y sus respectivas propiedades de cada elemento que lo conforma. El agua
El solidó: Los cuerpos sólidos tienen una estructura cristalina, por lo menos a lo que se refiere a los minerales, esta estructura es una consecuencia de la composición química de las moléculas, iones y átomos componentes que son, cada uno, un cuerpo complejo. Minerales Apolares: Son hidrofóbicos (no reaccionan con los dipolos del agua). Minerales Polares: Son hidrofílicos (los sólidos tienen la capacidad de hidratarse). El gas: Con excepción de ciertos casos de carácter experimental la flotación industrial se efectúa exclusivamente con aire. La función del aire en la flotación tienes distintos aspectos de los cuales los principales son dos: •El aire influye químicamente en el proceso de flotación. •Es el medio de transporte de las partículas del mineral hasta la superficie de la pulpa.
MECANISMO DE FLOTACION El mecanismo esencial de la flotación involucra la anexión de partículas a las burbujas de aire, de tal modo que dichas partículas sean llevadas a la superficie de la pulpa mineral, donde puedan ser removidas. Este proceso abarca las siguientes etapas: Moler el mineral a un tamaño lo suficientemente fino para separar los minerales valiosos uno de otro, así como de la ganga: Preparar las condiciones favorables para la adherencia de los minerales deseados a las burbujas de aire. Crear una corriente ascendente de burbujas de aire en la pulpa del mineral. Formación de una espuma cargada de mineral en la superficie de la pulpa. Remoción de la espuma cargada.
FUNDICION DE LAS CELDAS DE FLOTACIÓN. Mantener en suspensión las partículas de la pulpa que ingresa a la celda de flotación. Formar y diseñar pequeñas burbujas de aire por toda la celda. Promover los choques entre partículas minerales y las burbujas de aire con el fin de que el conjunto mineral burbuja formado tenga una baja densidad y puede elevarse desde la pulpa a una zona de espumas. Mantener condiciones de quietud en la columna de espumas para favorecer su estabilidad. De acuerdo a lo anterior las celdas de flotación deberán tener zonas específicas: Zona de Mezcla: Aquella en la cual las partículas de minerales toman contacto con las burbujas de aire.
Zona de Separación: En la que las burbujas de aire se condensan una con otra y eliminan partículas indeseables que pudieran haber sido arrastradas por atrapamiento otro motivo. Zona de Espumas: En la donde las espumas mineralizados deberán tenerestabili dad y ser removidas de la celda conteniendo el concentrado.
VARIABLES RELACIONADOS A LA FLOTACIÓN.
Densidad de pulpa. pH de la pulpa. Carga circulante. Tamaño de partículas. Tiempo de flotación. Nivel de espuma. Grado y tipo de aeración. Temperatura de la pulpa y el agua. Reactivos específicos para cada circuito y dosis
AGENTES DE FLOTACION COLECTOR
Es el reactivo que produce la película hidrofóbica sobre la partícula mineral. Tiene la misión de impregnar las partículas de sulfuro de cobre y de molibdeno para que se separen del agua efecto hidrófobo y se apeguen en las burbujas.
MODIFICADORES.
Regulan las condiciones de funcionamiento de los colectores. Reguladores de pH. Depresores. Activadores y reactivadores.
ESPUMANTE El propósito principal del espumante es la creación de una espuma capaz de mantenerlas burbujas cargadas de mineral hasta que puedan ser removidas de la máquina de flotación. Este objetivo se logra impartiendo cierta dureza temporal a la película que cubre la burbuja.
VENTAJAS TECNOLOGICAS DE LAS CELDAS DE FLOTACIONCELDA COLUMNA
Son de gran capacidad Ocupan un reducido espacio, aprovecha el espacio vertical. Consigue Concentrados más limpios, por eliminar los insolubles con el lavado de espumas Logra incrementar las recuperaciones, aprovechando su mayor limpieza Su costo operativo es mínimo (consumo de aire)
DIAGRAMA DE FLUJO DEL CIRCUITO DE FLOTACION DE COBRE
CIANURACIÓN.
La cianuración es un tratamiento termoquímico que se da a los aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando un baño de cianuro fundido, la cianuración se puede considerar como un tratamiento intermedio entre la cementación y la nitruración ya que el endurecimiento se consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno a una temperatura determinada. La cianuración se efectúa a una temperatura justamente por encima de la crítica del corazón de la pieza, se introduce la pieza en una solución que generalmente consta de cianuro de sodio con cloruro de sodio y carbonato de sodio, el enfriamiento seda directamente por inmersión al salir del baño de cianuro con esto se obtiene una profundidad de superficie templada uniforme de unos 0.25 mm en un tiempo de una hora. La cianuración es una tecnología que se utiliza desde hace 100 años en la recuperación de oro primario, sobre todo en la minería grande y mediana. En la pequeña minería, su uso es bastante nuevo. Debido a que algunos materiales auríferos (oro refractario o fino) no pueden ser concentrados satisfactoriamente por ningún método gravimétrico, en los últimos años el empleo de la cianuración se ha difundido bastante en la pequeña minería aurífera de los países andinos.
Tecnologías artesanales de cianuración
Existe una diferencia significativa entre la manera cómo se puede emplear el proceso de cianuración de una manera controlada y optimizada y el modo cómo sea emplea actualmente en la pequeña minería. Lamentablemente (para el medioambiente), la cianuración como proceso básico no tiene nada de "alta tecnología". Para realizar el proceso de cianuración de una manera controlada y optimizada, se requiere de una buena planta gravimétrica. Colas gravimétricas. Las menas auríferas trituradas se componen de partículas de oro, de concentrados de oro y de finos con algunos contenidos de oro. En las mesas de concentración gravimétrica se separan los anteriores componentes. Las partículas de oro se funden a botones o lingotes de oro. Los concentrados de oro se someten a lixiviación por percolación con solución de cianuro. Y los finos de las menas, separados con agua, constituyen las llamadas colas gravimétricas, que se someten a cianuración por agitación en tanques agitadores. Cianuración por percolación.
El proceso de cianuración por percolación se puede realizar sin ninguna experiencia, habilidad o alta tecnología. A los concentrados de oro de la mesa gravimétrica, se les adiciona cal y se introducen en tinas. Por la parte superior de las tinas se les gotea una solución de cianuro de sodio durante unos 20 días. De este proceso de cianuración por percolación se obtienen dos productos, la solución rica en cianuro de oro, o lixivia, y el residuo estéril. La solución de cianuro de oro se envía a un estanque apropiado, o se colecta en un recipiente conveniente. El residuo estéril después de
ser lavado se envía a patios de desechos. Las aguas de lavado de los residuos estériles, son tratadas y vertidas a corrientes de aguas cercanas. Precipitación del oro. De la solución de cianuro en recipientes convenientes, se precipita el oro en forma de polvo por medio de virutas de zinc.
Oro en polvo Obtención de lingotes de oro. El polvo de oro precipitado se funde a lingotes.
Lingote de oro La cianuración por percolación es un proceso simple, bajo en costos de inversión, con alta seguridad de funcionamiento. Como desventajas exige un prolongado tiempo de lixiviación y ofrece más baja recuperación de oro.
Cianuración por agitación
Tanque de cianuración por agitación En los finos de las colas de procesos gravimétricos se presentan todavía buenos contenidos de oro. Se lixivian, por lo tanto con cianuro. Cuando los contenidos de oro en las colas son bajos, la cianuración se justifica si los tonelajes de ellas son altos. La cianuración de partículas finas de menas auríferas requieren agitación y adición de aire y/u oxígeno. Los recursos técnicos, los costos de inversión y de operación en la cianuración con agitación son más altos que en la cianuración por percolación. Precipitación de polvo de oro y fundición a lingotes, como en el caso de la cianuración por percolación
LIXIVIACION DEL COBRE
I.
OBJETIVO
Conocer los parámetros necesarios para la extracción del cobre mediante el método de lixiviación acida de oxido de cobre.
Calcular que porcentaje de recuperación se puede obtener con el método de lixiviación acida.
II.
Familiarizarse con el proceso de obtención de cemento de cobre. FUNDAMENTO TEORICO
Es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido.
LIXIVIACIÓN QUÍMICA MINERA
La lixiviación es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase líquida, lo que produce una separación de los componentes originales del sólido. Dentro de esta tiene una gran importancia en el ámbito de la metalurgia ya que se utiliza mayormente en la extracción de algunos minerales como oro, cobre y plata. También se utiliza en Tecnología Farmacéutica. En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtención de cobre se realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas: Lixiviación
en
pilas. Extracción
por Electro
solvente. obtención.
FACTORES IMPORTANTE DE UNA LIXIVIACION
Poner en contacto el disolvente con El material que se ha de lixiviar con el propósito de permitir la disolución del metal.
Separar la solución forma del residuo sólido.
Precipitar el metal de la solución.
VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA ELECCION DE UN LIXIVIANTE IDONEO
Naturaleza de la mena o del material que ha de disolver.
Posibilidad de regeneración.
Precio y acción corrosiva.
Condiciones operacionales tales como la temperatura, el tiempo de contacto, la concentración y el PH.
AGENTES LIXIVIANTES MAS UTILIZADOS
Agua
Disoluciones e sales en agua (sulfato férrico, carbonato de sodio, cloruro de sodio, cianuro e sodio, sulfato de sodio, tiosulfato de sodio)
Agua de cloro
Ácidos (sulfúrico, clorhídrico y nítrico)
Bases (hidróxido de sodio y amonio)
MÉTODOS DE LIXIVIACIÓN Los métodos de lixiviación que se utilizan en la extracción hidrometalúrgia del cobre son: A. B. C. D.
Lixiviación in situ Lixiviación en terreros y pilas Lixiviación en tanque Lixiviación por agitación
a) La lixiviación in situ implica el rompimiento de la mena in situ con explosivos sin que la mena sea extraída por los métodos más usados en las minas. Esto puede hacerse en depósitos superficiales de baja ley o minas subterráneas ya trabajadas. Una técnica que ha tenido aceptación es la fractura de roca subterránea bajo presión hidráulica. b) La lixiviación en terreros se aplica a los desechos con bajo contenido de cobre provenientes de los métodos comunes de explotación, generalmente operaciones a cielo abierto. La roca se amontona en grandes depósitos (millones de, toneladas) y el lixiviante se distribuye periódicamente sobre la superficie para que escurra a través del depósito. La mayor parte del cobre lixiviado en los terrenos proviene de minerales sulfurados para lo cual es necesario el oxígeno). El oxígeno es suministrado entre las aplicaciones periódicas del lixiviante (mensualmente) de modo que el aire suba a través de los depósitos. c) La lixiviación en pilas es exactamente lo mismo que la lixiviación en terreros sólo que los depósitos de mineral oxidado superficiales a diferencia de los desechos de mina, se parten y apilan en montones de 100 000 a 500 000 toneladas. Los materiales sólidos en los montones son algo más pequeño que los de los depósitos (es decir, alrededor de - 10 cm) y la lixiviación es continua y considerablemente más rápida.
PROCESOS DE LIXIVIACIÓN
1. Chancado: El material extraído de la mina, con minerales oxidados de cobre, es procesado a través de un chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el fin de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a ¾ pulgadas. Este tamaño es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltración de la solución ácida.
2. Formación de la pila: El material es transportado por cinta o camión al lugar de acopio donde se formará la pila. En este trayecto, el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, llamada “curado”, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados. Sobre las pilas, se instala un sistema de riego por goteo y aspersores, permitiendo la humectación de toda el área. 3. Sistema de riego: A través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas, la cual se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, que es recogida por el sistema de drenaje y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas. De
este
proceso
se
llegará
a
obtener soluciones
de
sulfato
de
cobrecon concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS, las cuales serán llevadas a diversos tanques donde se realizará una purificación de éstas, eliminando las partículas sólidas que pudiese contener.
RIESGOS QUÍMICOS EN EL PROCESO DE ELECTRO OBTENCIÓN
Agentes químicos de importancia, pueden encontrarse presentes en el aire durante el proceso. • Acido Sulfúrico: En el ánodo se libera oxígeno en forma de burbujas que se rompen en la superficie del líquido, generando pequeñas gotitas de solución ácida que se suspenden en el aire, contaminando el ambiente de trabajo. • Plomo: Las gotitas que se generan producto del burbujeo en el ánodo, contienen una serie de agentes químicos disueltos, entre los que se destaca el plomo (por su toxicidad). También se acumula en las borras que decantan en el fondo de las celdas. • Hidrógeno: Si la concentración de cobre se encuentra deprimida, por ejemplo, por corte del flujo de solución, en el cátodo puede ocurrir la formación de hidrógeno.
RIESGOS PARA LA SALUD La exposición a ácido sulfúrico puede causar irritación de las vías respiratorias, dificultad para respirar, edema pulmonar, laringitis y bronquitis. Además, el contacto con los ojos puede producir irritación severa, quemaduras y opacidad de la córnea. Por su parte, el plomo puede ingresar al organismo por la vía respiratoria y también
digestiva. Afecta
principalmente
al
riñón
y
sistemas
nervioso,
hematológico y cardiovascular. Puede ocasionar anemia, cólico saturnino, polineuropatía, hipotiroidismo, hipertensión crónica y nefritis crónica. El hidrógeno no es tóxico, pero es un gas altamente inflamable y explosivo.
RECOMENDACIONES PREVENTIVAS Para controlar la emisión de gotitas de solución con ácido sulfúrico, plomo y otros agentes disueltos, se utilizan las siguientes estrategias: Instalar extracción localizada en las celdas. Agregar reactivos que modifican la tensión superficial para minimizar la formación de gotitas al romperse las burbujas. Colocar flotando en la superficie capas de barras o pelotas de material plástico para capturar las gotas. Utilizar protección respiratoria en las tareas que el personal deba realizar en la proximidad de las celdas.
