FLOTACION INDUSTRIAL

Ing. JUAN VEGA GONZALEZ

CLASIFICACION DE LOS MINERALES EN FUNCION A LAS ESPECIES MINERALOGICAS

DE VALOR ECONOMICO QUE CONTIENE

• En la naturaleza existen minerales mono metálicos y minerales polimetálicos.

MINERAL MONOMETALICO

• Se denomina así a todo mineral que contiene una sola especie mineralógica principal, tal es el caso de los minerales cupríferos y auríferos.

MINERAL POLIMETÁLICO

• Se denomina así a todo mineral que contiene dos o más especies mineralógicas y de cuyo tratamiento se obtienen un concentrado bulk o concentrados de diferente contenido metálico. Pertenecen a este grupo los minerales sulfurados de plomo - plata - zinc - fierro, los minerales sulfurados de cobre -plata - plomo - zinc - fierro, etc.

ESQUEMA DE FLOTACION M. POLIMETALICO

TIPOS DE FLOTACION

• Flotación BulK • Se define asi a la flotación simultanea de dos o mas

especies mineralógicas principales, los cuales son recuperados en un concentrado colectivo comúnmente llamado concentrado bulk. Esto sucede en el tratamiento de los minerales Polimetálicos de cobre-plomo-plata-oro y zinc donde inicialmente se flotan la galena y la calcopirita en un concentrado bulk cobre-plomo que contiene también a los valores de oro y plata.

ESQUEMA FLOTACIÓN BULK

FLOTACION SELECTIVA

• El término selectiva se aplica a la flotación de una o mas especies mineralógicas de sulfuros dejando simultáneamente en las colas o relaves a especies mineralógicas de otro tipo deprimidas con reactivos adecuados. Como ejemplo de este tipo de flotación podemos indicar los siguientes sistemas:

• Separación de sulfuros de cobre - plomo • Separación de sulfuros cobre - molibdeno • Flotación de sulfuros de plomo - zinc • Flotación de sulfuros Cu-Pb-Zn

ESQUEMA DE F. SELECTIVA

ETAPAS EN LAS QUE SE REALIZA LA FLOTACION DE UN MINERAL

• Enfocado como proceso económico, la flotacion tiene dos objetivos fundamentales: 1. Obtener un concentrado de alta calidad para favorecer su comercialización, y 2. Recuperar en el concentrado, el metal o los metales que contiene el mineral en niveles tal que asegure la rentabilidad del tratamiento. Estas etapas son:

• Flotación unitaria (flash) • Flotacion primaria (rougher) • Flotacion de agotamiento (scavenger) • Flotacion limpieza (cleaner)

ETAPAS DE LA FLOTACION DE MINERALES Y CARGAS CIRCULANTES MANEJADAS EN

MOLIENDA Y FLOTACION.

FLOTACION UNITARIA 0 FLASH

• El objetivo del proceso de la flotación unitaria, Ramada también flotación rápida (flash) es recuperar los minerales valiosos ya liberados en la molienda, los cuales por su relativamente alta gravedad especifica y baja dureza como la galena, son retornados a la molienda por medio del hidrociclón, donde son nuevamente molidos (remolidos) y por tanto se reduce aun mas su tamaño haciendo mas complicada su flotación por la tendencia a formar lamas.

BONDADES DE UTILIZAR LA CELDA UNITARIA EN EL ESQUEMA DE MOLIENDA – FLOTACION

VARIABLE DE OPERACIO DE LA FLOTACION UNITARIA

COMPARACION DE RESULTADOS METALURGICOS OBTENIDOS POR LA CELDA UNITARIA Y EL BANCO DE

CELDAS CONVENCIONALES

COMPARATIVO DE LAS CARACTERISTICAS OPERATIVAS DE LA ETAPAS DE FLOTACION

ROUGHER. SCAVENGER Y CLEANER

EJEMPLO: FLOTACIÓN ORO

• Se tiene un mineral aurífero (oro libre) con un peso aproximado de 5 Kg para ser concentrado por el método de flotación.

SECUENCIA OPERATIVA• El mineral primero es sometido a un chancado primario, luego a un

secundario y con la ayuda de un cedazo de malla Nº 10 logramos obtener un producto 100% -10 mallas; en estas condiciones, se procede a efectuar un cuarteo sistemático para conseguir fracciones equivalentes, para realizar lo siguiente:

• Análisis químico cuantitativo de cabeza.• Análisis granulométrico.• Determinación de peso específico.• Molienda y flotación.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Laboratorio químico reporto:Au = 7.39 gr. /TMAnálisis granulométricoPeso muestra: 1 Kg.Determinación de peso específicoEl picnómetro dio el siguiente resultadoPE = 2.83 gr. /cc

MOLIENDA

Condiciones operativas• Peso muestra : 500 gr.• H2O : 500 cc• pH natural : 6.98• Aerofloat 242 : 0.040 Kg. /TM• Aeropromotor 404 : 0.036 Kg. /TM• Tiempo : 4 minutos

CONTROL DE MALLAS EN MOLIENDA

FLOTACIÓN

Condiciones operativas• % sólidos : 25%• Densidad de pulpa : 1.193 gr. /lt• pH : 7.20• Na2S : 1.60 Kg./TM• Pine oil : 0.020 Kg./TM• Penfloat R-3 : 0.040kg/TM• T. acondicionamiento : 2 minutos• T. flotación : 8 minutos

BALANCE METALÚRGICO-ORO

INDICADOR PESOgr.

PESO %

LEY Augr./TM

Contenido FINO

Au mg. Distribución

Au % RATIO

Cabeza Analizada 500.00 100.00 7.670 3.835 100.00

Concentrado 86.00 17.20 38.950 3.350 84.07 5.81:1

Relave 414.00 82.80 1.534 0.635 15.93

Cabeza Calculada 500.00 100.00 7.970 3.985 100.00

SEGUNDA PARTE

FLOTACION DE MINERALES POLIMETALICOS PLOMO, COBRE, ZINC

• CARACTERIZACION MINERALOGICA: Los minerales de plomo, zinc se encuentran generalmente juntos y en la mayoría de los casos van asociados con los minerales de Fierro, Cobre, Oro, Plata y otros metales. El carácter complejo de estas menas y las particularidades metalúrgicas de sus distintos metales hacen de este grupo, uno de los mas difíciles para la flotación selectiva.

• El plomo se encuentra generalmente en forma de Galena, aunque cuando existe la oxidacion de la mena pueden estar presentes la Cerusita (PbCO3) y la Anglesita (PbSO4).

• El zinc se encuentra en forma de Esfalerita y menos frecuentemente como Marmatita. En los casos de oxidacion puede estar presente su carbonato, la Smitsonita.

• El Cobre casi siempre se encuentra como Calcopirita aunque hay casos en que aparece la Tetraedrita, particularmente cuando hay Plata.

• El Oro se encuentra en estado nativo y forma inclusiones en la Galena y la Pirita.

• La plata se encuentra en la Tetraedrita y otras sales. • El Fierro esta en forma de Pirita y Pirrotita.

FLOTACION BULK (COBRE-PLOMO), ZINC: • La flotación de los minerales de Plomo se puede realizar eficientemente

en un circuito de mediana alcalinidad, entre ph 8 y 10, con un colector sulfhídrico tal como los xantatos y con aceite de pino, ácido cresilico o alcoholes como espumantes. En estas mismas condiciones flotan también los minerales de Cobre. Para evitar la flotación de los minerales de zinc y fierro, particularmente de los primeros, es necesaria una eficiente depresión de los minerales de Zinc, estos no flotan en las condiciones adecuadas anteriormente a menos que sean activados por reactivos cúpricos.

• Una vez obtenido el concentrado de Plomo y Cobre, se procede a la flotación de Zinc de los relaves de este circuito. Para que el Zinc no salga acompañado por la Pirita o Pirrotita, hay que aumentar la alcalinidad del circuito hasta un pH 10.5 - 12. La cal, junto con los cianuros ya agregados, deprime en forma eficiente la pirita.

• Para flotar la esfalerita es necesaria activarla previamente, lo que se hace con una solución de sulfato de Cobre.

SEPARACION COBRE – PLOMO CRITERIOS DE DISENO DEL METODO: El bulk Cobre-Plomo conteniendo generalmente impurezas de Zinc (Esfalerita-Marmatita) asi Como Pirita, es separado en dos concentrados uno de cobre y el otro de plomo teniendo en consideración los siguientes aspectos: Relación del contenido de Cobre: Si esta relación es bastante mayor a uno, deberá considerarse inicialmente la flotación del Cobre. Si la relación es cercana a la unidad, podrá flotarse o Plomo o Cobre dependiendo de otros factores que serán analizados posteriormente. Si el contenido de Cobre es mayor que el de Plomo la decisión de que elemento flotar no es clara y se deberá considerar aspectos adicionales. Respuesta del bulk a los reactivos en la separación. Este aspecto se deberá a la mineralogía y las respuestas de las especies mineralógicas que deberán ser flotadas o deprimidas y a los reactivos utilizados. Asi no podrá usarse SO2 para deprimir el Plomo si el mineral contiene cantidades significativas de Bornita que es deprimida con este reactivo, en otro ejemplo si se usa el Cianuro o la mezcla Cianuro-Oxido de Zinc para deprimir el Cobre, se deberá considerar las posibles disoluciones de plata y oro.

PROCESO DEL CIANURO: • Consiste en la depresión de los minerales de Cobre con cianuros. • Es conveniente cuando los minerales de cobre y plomo no están oxidados

superficiaimente. • Cuando la concentración de los minerales de cobre no sobrepasa al 50 %

de los minerales de Plomo. • Se puede usar cianuro de sodio o una mezcla de cianuros con sulfato u

oxido de zinc, o el producto de la reacción entre oxido de zinc, el acido cianhidrico y amoniaco.

• La inconveniencia de los cianuros puros se debe a que lixivian con facilidad tanto el Oro como el Cobre, lo que produce pérdidas económicas. Por esta razón se prefiere el uso de complejos cianuros que tienen el mismo poder depresor, pero que no lixivian los metales mencionados.

• Las dosis de los cianuros se basan sobre un cálculo aproximado de 250 gramos de NaCN por coda por ciento de cobre.

METODO DEL MIXC

PROCESO DEL BICROMATO - CMC: Para la separación del Pb - Cu, es el uso del bicromato de sodio o potasio para deprimir, los minerales de plomo.

• Este método si da resultados, consume aproximadamente 2 kilos de bicromato por tonelada de concentrado bulk.

• Por ejemplo en una mina X, con una cabeza que tiene 50% de Pb y 7% de Cu , se separa en un concentrado de cobre de 26% de Cu y 7.2 % de Pb y en un relave de Plomo con 63.5 de Pb y 3% de Cu. Las recuperaciones de Cobre y plomo son de 95 % y 85 respectivamente.

• Recientemente ha sido desarrollado el Método combinado del Bicromato con el CMC (metil carboxil celulosa), Fosfato monosodico con adición de Carbón activado. Los resultados logrados indican una mayor eficiencia de separación motivo por el cual este método combinado ha desplazado al método convencional que solo usaba Bicromato.

PROCESO DEL BICROMATO - CMC:

PROCESO DEL ANHIDRIDO SULFUROSO:

• Finalmente, en el proceso con anhidrido sulfuroso una pulpa del concentrado de Cobre y Plomo de 35 % de sólidos, absorbe SO2 en una torre durante un tiempo suficiente como para que por tonelada de concentrado quede absorbido aproximadamente 1 kg de SO2. Este producto que es bastante acido, se acondiciona con cal para llegar a un pH 5 y el Plomo se deprime con 1.5 a 2.5 Kg/ton de Bicromato de Sodio.

• Algunas veces en vez de Bicromato para la depresión del Plomo, se usa almidón en cantidades de hasta 500 g./ton. El cobre se flota luego en la forma acostumbrada.

• Como alternativa de este método se puede considerar el acondicionamiento directo del concentrado con acido sulfuroso, para reemplazar la absorción de gas en la torre.

BALANCE MINERALURGICO DE DOS PRODUCTOS

TMSLEYES DE LABORATORIO CONTENIDO FINO RECUPERACION, %

Cu, % Au, g/tn Ag, g/tn Cu, tn Au, g Ag, g Cu Au Ag

CABEZA 100.000 2.00 3.00 40.00 2.000 300.000 4000.000 100.00 54.53 118.46

Conc. Cu 7.445 25.00 17.00 450.00 1.861 126.559 3350.101 93.06 42.19 83.75

RELAVE 92.555 0.15 0.40 15.00 0.139 37.022 1388.330 6.94 12.34 34.71

Ley Conc. - Ley Relave

Ley Cabeza - Ley RelaveRadio de Concent. :

Cabeza

Concentrado

BALANCE MINERALURGICO DE DOS PRODUCTOS

TMS

LEYES DE LABORATORIO CONTENIDO FINO RECUPERACION, %

Cu, % Au, g/tn Ag, g/tn Cu, tn Au, g Ag, g Cu Au Ag

CABEZA 100.000 2.00 1.64 47.38 2.000 163.581 4738.431 100.00 100.00 100.00

Conc. Cu 7.445 25.00 17.00 450.00 1.861 126.559 3350.101 93.06 77.37 70.70

RELAVE 92.555 0.15 0.40 15.00 0.139 37.022 1388.330 6.94 22.63 29.30

Calculo de CABEZA CALCULADA :ORO : 126.559 + 37.022 = 163.581

PLATA :3350.101 + 1388.330 = 4738.431

TRABAJOS EXPOSICION:1- Avances en la flotación columnar2- Tipos de Celdas de flotación y usos3- Flotación de minerales oxidados de cobre4- Balances metalúrgicos de tres o mas productos5- Tratamiento de efluentes de plantas de flotación6- Comercialización de concentrados7- Reactivos de flotación y dosificación 8- Efectos de los relaves al medio ambiente y métodos de control.9- Relaveras y normas de seguridad en plantas de flotación.10- Tipos Bombas de pulpa y sus usos11. Cálculo de work index con molino de bond, ejemplo.