capitulo 5-procesamiento de pb-zn

Universidad de Concepcin

Facultad de Ingeniera

Departamento de Ingeniera Metalrgica

Procesamiento de Recursos

Mineros no Cuprferos

(542479)




Profesor: Leopoldo Gutirrez Briones

1

Semestre 2-2014




CAPTULO 5

PROCESAMIENTO DE MINERALES

Pb-Zn

2



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Generalidades

Generalmente los minerales de zinc y plomo se presentan juntos en cantidades

suficientes para justificar su concentracin selectiva.

Los minerales de plomo ms comunes son:

Galena PbS (86.6 % Pb)

Cerusita PbCO3 (77.5 % Pb)

Anglesita PbSO4 (68.3 % Pb)

Los minerales de zinc ms comunes son:

Esfalerita ZnS (67.0 % Zn)

Marmatita (7ZnS:FeS, contenido de Fe vara entre 1 y 20 %)

Smithsonita ZnCO3 (Zn)



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Productores de Pb

www.ilzsg.org



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Usos de Pb

www.ilzsg.org



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Productores de Zn



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Usos de Zn

www.zinc.org



Departamento de Ingeniera Metalrgica Antecedentes Objetivos del procesamiento de minerales Pb-Zn

Los objetivos del procesamiento de minerales Pb/Zn son los siguientes:

Recuperar un mximo de los elementos Pb y Zn.

Producir concentrado de Pb y Zn conteniendo altas leyes de ambos metales (55 % Pb, 50 % Zn).

Eliminacin de contaminantes como pirrotita (Fe(1-x)S, x=0-0,2) y pirita (FeS2) de los concentrados finales.



Departamento de Ingeniera Metalrgica Diagrama de procesos General

55-60 % -74 microns

pH 8-9 (lime)

Isopropyl xanthate (PbS Collector, added to the mill)

Cyanides (marmatite depressant, added to the mill)




MIBC/pine oil used as frothers

pH 8-9 (cal)

Pb in coarse concentrate 65 %




85-90 % - 74 microns

pH 8-9 (cal)

Conditioned with Isopropyl xanthate (PbS Collector)

Conditioned with Cyanides (marmatite depressant)

Then the slurry goes to the Pb Rougher stage




The Pb concentrate is cleaned in two cleaning stages

pH 10 (Pb Cleaners)

Closed circuit

Lead concentrate with about 10-14 % Zn




CuSO4 is added as ZnS activator

pH 11 (lime)

Slurry is steam heated (30-40 C) to depress PbS A ZnS concentrate is obtained

Tailings become a Pb concentrate (60 % Pb, 4.5 % Zn)

22 ZnCuSCuZnS

Reaccin en superficie de esfalerita (ZnS)

El compuesto CuS formado en la superficie de la esfalerita

como resultado de la adicin de CuSO4 es muy activo hacia

los xantatos, activando la esfalerita.




CuSO4 is added 0.7 kg/t in the rougher stage at pH 9.5-10

(lime).

The Zn Rougher (reground, 3 cleaning stages)

Final Zn concentrate contains 50 % Zn, 4 % Pb



Departamento de Ingeniera Metalrgica Diagrama de procesos Sullivan Pb-Zn (British Columbia, Canad)



Departamento de Ingeniera Metalrgica Diagrama de procesos Red Dog Mines (Alaska, USA)



Departamento de Ingeniera Metalrgica Mecanismos de flotacin Activacin de esfalerita (ZnS)

Antecedentes.

Algunos sulfuros tales como esfalerita (ZnS) no responden bien a los colectores tilicos de cadena corta, debido a la inestabilidad relativa del compuesto xantato

metlico de zinc.

En este caso se requiere del uso de activadores para mejorar la adsorcin de las molculas del colector sobre la superficie de esfalerita.

Los activadores son reactivos modificadores que cambian las propiedades

superficiales de los minerales de tal forma que la adsorcin del colector sea

efectiva.




El ion cprico (Cu2+) generalmente en la forma de sulfato o nitrato es el activador ms

ampliamente utilizado, y en el caso de la esfalerita es muy utilizado.

La Figura muestra que el ion cprico se adsorbe en la superficie de la esfalerita

precipitando a nivel superficial con el xantato el que a su vez se puede oxidar a

dixantogeno. De esta forma la esfalerita adquiere propiedades hidrofbicas.

A.P. Chandra, A.R. Gerson / Advances in Colloid and Interface Science 145 (2009) 97110




Se ha establecido en diversas publicaciones que la

activacin de esfalerita por iones Cu2+ sigue un mecanismo

de intercambio de iones. De acuerdo a este mecanismo la

adsorcin de Cu2+ resulta en una liberacin de Zn2+ en

solucin en una relacin 1:1.

A.P. Chandra, A.R. Gerson / Advances in Colloid and

Interface Science 145 (2009) 97110

2aq)s(2

)s(ZnCuSCuZnS

Cu2+ en la superficie esfalerita posteriormente se reduce a

Cu+ con la oxidacin resultante del sulfuro de superficie.

Entonces los xantatos reaccionan con las especies de

sulfuro de cobre formadas a nivel superficial, aumentando

as la respuesta de flotacin. CuX es el principal producto

hidrofbico formado especialmente a bajos valores de pH.

La adsorcin de cobre y posterior flotacin de esfalerita depende de las impurezas tales como el hierro

presente dentro de esfalerita natural, oxidacin de la superficie, concentracin de cobre y xantato, tiempo de

activacin, concentracin de O2 (potencial de pulpa) y lo ms importante en el pH.




T.N. Khmeleva et al. / Int. J. Miner. Process. 76 (2005) 4353




Efecto del Fe presente en la estructura de ZnS

La Tabla resume los resultados obtenidos en las ltimas 2 dcadas. Estas publicaciones muestran conclusiones que pueden ser contradictorias.


El grado de pre-oxidacin de la superficie de la esfalerita puede afectar la capacidad

de adsorcin de cobre y xantato, y es un factor a considerar.



Departamento de Ingeniera Metalrgica Mecanismos de flotacin Activacin de esfalerita (ZnS) pirita por Cu2+

La separacin de esfalerita travs de la activacin de cobre se convierte en problemtica cuando otros minerales dentro de la pulpa son inadvertidamente

activados.

Pirita (FeS2) es uno de esos minerales que responde a la activacin de cobre y puede flotar junto con esfalerita. Esta ganga produce una reduccin de la ley del

concentrado de esfalerita.





Otros iones de metales pesados como el plomo, la plata, el cadmio, el mercurio y el Fe2+/Fe3+ tambin puede activar la superficie de esfalerita pero o bien no se

usan comercialmente o estn presentes como impurezas dentro de la estructura

cristalina, o en el agua de proceso.




CAPTULO 5

PROCESAMIENTO DE MINERALES

Pb-Zn

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