aprovechamiento sulfuros complejos

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    2014

    Antonio Ros Moreno

    Metalurgia

    05/05/2014

    APROVECHAMIENTO DE LOS SULFUROS COMPLEJOS DE LA

    FAJA PIRTICA IBRICA

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    NDICE:

    1.- LA FAJA PIRTICA IBRICA

    2.- CARACTERIZACIN DE LOS SULFUROS COMPLEJOS

    3.- TRATAMIENTO DEL MINERAL

    4.- PROCESO DE FLOTACIN

    5.- CASO PRCTICO DE FLOTACIN

    5.1.- Planta de Trituracin Primaria

    5.2.- Trituracin Secundaria y Terciaria

    5.3.- Concentrador

    6.- PROCESO HIDROMETALRGICO

    6.1.- Fundamento del Proceso

    6.2.- Observaciones

    7.- BIBLIOGRAFA

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    1.- LA FAJA PIRTICA IBRICA

    Las mineralizaciones del suroeste ibrico se distribuyen en dos zonas, la Zona

    Surportuguesa y la Zona Ossa Morena.

    Dentro de la Zona Surportuguesa se encuentra el Cinturn Ibrico de Piritas (Faja

    Pirtica Ibrica), un grupo de mineralizaciones de grandes depsitos sulfuros

    polimetlicos y lentejones de manganeso, de origen comn.

    La Faja Pirtica Ibrica (FPI) es un metalotecto de sulfuros masivos volcanognicos

    localizado en el suroeste de Espaa y sur de Portugal. Es una de las provincias

    metalogenticas ms importantes del mundo, y de las mayores concentraciones de

    sulfuros del planeta. Es una zona de gran inters tanto econmica como mineralgica

    pues abarca gran variedad mineral a lo largo de su extensin. Sus excepcionales y

    variadas reservas metlicas son las responsables de que sus mineralizaciones se

    exploten desde hace ms de 5000 aos y que, en determinadas pocas, haya sido uno de

    los distritos con mayor produccin europea y mundial en pirita, Cu, Ag, Au y/o Mn.

    Figura 1: Faja Pirtica Ibrica

    La FPI presenta una superficie aproximada de 250 km de largo y de 30 a 50 km de

    ancho, desde Alccer do Sal (Portugal), hasta la provincia de Sevilla (Espaa), al

    sureste.

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    Los enclaves mineros ms destacables se distribuyen geogrficamente de la siguiente

    forma:

    - Espaa: Las Herreras, Tharsis, La Joya, El Buitrn, Rio Tinto, San Miguel, Lomero-

    Poyatos, Cueva de la Mora, Cala, Castillo, Teuler, Aguas Teidas, y Las Cruces.

    - Portugal: Canal-Caveira, Lousal, Aljustrel, Neves-Corvo, y Sao Domindos.

    El resto tanto de Portugal como de Espaa, son las siguientes: San Platn, Sotiel, San

    Telmo, Soloviejo, Salgadinho, Aznalcllar, Confesionarios, Concepcin, Campofro, La

    Zarza, Monte Romero, Pea del Hierro.

    Dentro de la Faja Pirtica se encuentran tambin mineralizaciones de sulfuros con

    proporciones importantes de galena, blenda o calcopirita, llamados sulfuros complejos.

    Entre estas minas de sulfuros complejos se encuentran la mina de Monte Romero

    (Almonaster la Real) y las minas del Grupo Vuelta Falsa-El Toro en la Rivera de

    Malagn (Puebla de Guzmn-Paymogo, Huelva), entre ellas Romanera, la Sierrecilla, El

    Cura, Nuestra Seora del Carmen y Vuelta Falsa; en estas minas predominan los

    contenidos de zinc y plomo sobre el cobre, de lo que puede servir de ejemplo la

    composicin de los minerales de Romanera, 0,38% Cu, 3,35% Pb y 6,21% Zn.

    El promedio de la composicin de la reservas y recursos en la FPI es el que se describe

    a continuacin: 46% S, 40 % Fe, 1,1% Cu, 2,9% Zn, 1,2% Pb, 0,8 g/t Au, 30 g/t Ag.

    Otros muchos elementos como pueden ser en Sn, Cd, Co, Hg, Bi, Se estn igualmente

    presentes pero en concentraciones aproximadas de unas 10 ppm.

    2.- CARACTERIZACIN DE LOS SULFUROS COMPLEJOS

    Los sulfuros complejos son minerales que se explotan por su valor econmico en

    metales no frreos y en metales preciosos, formados esencialmente por sulfuros de

    cobre, plomo, zinc y hierro, entre los cuales, se presentan nter crecimientos ntimos.

    Tabla 1.- Mineraloga tpica de los yacimientos de sulfuros complejos (FPI)

    Mineral Composicin Proporcin

    Calcopirita CuFeS2 1 %

    Galena PbS 2,5 %

    Esfalerita Zn(Fe)S 5,7 %

    Arsenopirita FeAsS 1,2 %

    Pirita FeS 84,4 %

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    Los sulfuros complejos de la Faja Pirtica Ibrica, en su conjunto, presentan una

    relacin cobre:plomo:zinc cercana a 1:2:6, es decir, salvo en singularidades (que de

    hecho existen, los minerales cobrizos), este tipo de mineralizaciones son de zinc-plomo,

    entre los cuales el zinc es el metal mayoritario.

    Dado su gran valor econmico, nuestro objetivo ser presentar una recopilacin de los

    principales procesos y tcnicas para el beneficio de estos minerales.

    3.- TRATAMIENTO DEL MINERAL

    Estos sulfuros complejos polimetlicos, unidos generalmente a grandes masas de pirita,

    ofrecen fuertes dificultades para su separacin.

    Hasta bien entrado el siglo XX se haban explotado en estas masas mineralizadas,

    exclusivamente aquellas zonas en las que predominaban uno o dos metales, cuya

    separacin poda conseguirse con tcnicas relativamente sencillas. Ms adelante la

    tecnologa alemana resolvi los procesos de separacin del cobre en las cenizas

    procedentes de la tostacin de piritas cuprferas, y en las piritas ricas en cobre y con

    pequeas cantidades de otros metales.

    Por razones tcnicas y econmicas que no es ste el lugar de exponer, el tratamiento que

    pudiramos llamar convencional para la recuperacin de metales de las cenizas de

    piritas cay paulatinamente en desuso, y se plante el problema de la recuperacin de

    los metales contenidos en los sulfuros polimetlicos.

    Dos han sido las vas esenciales seguidas por los investigadores para solucionar esta

    importante cuestin.

    El primer camino es esencialmente metalrgico, y consiste, en lneas generales, en una

    tostacin previa de las piritas o de los sulfuros polimetlicos para producir cido

    sulfrico y un tratamiento de las cenizas de tostacin para eliminacin de impurezas,

    como el arsnico, el bismuto, etc., y recuperacin selectiva de los metales contenidos.

    La gran cuanta de las inversiones requeridas, los elevados costos de tratamiento y la

    necesidad de producir ingentes cantidades de cido sulfrico, cuyo almacenamiento es

    difcil y oneroso, detuvieron, despus de resultados iniciales esperanzadores, el

    desarrollo de esta lnea metalrgica en el tratamiento de los sulfuros complejos

    polimetlicos.

    La otra va a que nos hemos referido, es la mineralrgica, que consiste en la puesta a

    punto de tcnicas depuradas de flotacin selectiva, para la obtencin de concentrados

    independientes de los ms importantes metales contenidos e los sulfuros polimetlicos.

    Todo ello dentro de unos grados de recuperacin aceptables y con leyes y contenidos de

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    impurezas que permiten mantenerse dentro de las especificaciones requeridas por el

    mercado mundial de minerales.

    Como residuo de los procesos de flotacin selectiva se obtienen tonelajes muy

    importantes de pirita flotada, que puede ser destinada a la fabricacin de cido sulfrico,

    pero con la enorme diferencia, en relacin con la va metalrgica, de que esta pirita

    flotada puede ser almacenada sin problemas importantes y utilizarse paulatinamente en

    la fabricacin de cido sulfrico, atemperndose a los requerimientos del mercado.

    Durante los aos 1.973 y 1.974 Andaluza de Piritas, S.A., puso a punto un

    procedimiento para recuperar por flotacin diferencial, el cobre, plomo, zinc y plata

    presente en los sulfuros complejos, que permita obtener concentrados de alta ley con

    buenas recuperaciones metalrgicas (Patentes: ES-0436357_A1, ES-8400677_A1 y ES-

    8501004_A1).

    Sin embargo, la cuestin no termina aqu, y el beneficio de los concentrados de mineral

    obtenidos en la flotacin de los sulfuros complejos polimetlicos representa un reto

    importante para la tecnologa metalrgica.

    La riqueza de estos concentrados de sulfuros polimetlicos en elementos secundarios,

    muchos de ellos valiosos y recuperables, debe obligar a las metalurgias a perfeccionar

    sus procesos de refino, a fin de obtener de estos minerales la mayor parte de los

    elementos en ellos contenidos.

    Cabe adems la posibilidad de obtener la separacin metalrgica de los diferentes

    metales y elementos contenidos en un concentrado global, y a ello apuntan diversas

    investigaciones, tanto en lo que se refiere a la tcnica pirometalrgica como

    hidrometalrgica.

    Como se puede observar, el esfuerzo de investigacin tecnolgica realizado en la FPI ha

    sido enorme y ha continuado durante los primeros aos del siglo XXI, tratando de

    valorizar una acumulacin de metales que siempre han sido un reto para los productores

    de esta provincia metalogentica. Siguiendo la clasificacin de lvarez Marcos, los

    procesos de mejora de los productos finales han seguido las siguientes lneas:

    A).- A partir de los concentrados pirticos

    1.- Procesos que operan por oxidacin, a fin de remover la mayor parte del azufre en

    forma de compuestos sulfuroso, seguidos de la separacin de metales no frreos de un

    residuo que contiene una elevada proporcin de hierro.

    Dentro de este grupo caben procesos, tanto piro como hidrometalrgicos; sin embargo,

    en ellos se generan enormes cantidades de gases sulfurosos o de cido sulfrico, que por

    otra parte, ser necesario vender en un mercado realmente saturado.

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    En este grupo se encuentran diversas tecnologas, tales como la Tostacin

    Desarsenicante y Clorulante DKH, la Descomposicin Flash Outokumpu y la Tostacin

    Sulfatante y otros ms. Las desventajas de estos procesos se relacionan con la dificultad

    de separ