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Curso: Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos Departamento de Ingeniería en Minas Facultad de Ingeniería

“Conceptos Generales Concentración por Flotación de Minerales de Cobre”

Hernán Vives Navarro Agosto 2017

Universidad de Santiago

Cadena de Valor

PROCESOS PRINCIPALES Exploración Geológica

Explotación Minera

Planta Concentradora

Fundición y Refinería

Comercialización y Venta

Mantenimiento, Servicio, Suministros, Proyectos Salud, Seguridad, Medioambiente, Comunidad Finanzas, Gestión de Personas, Planificación Estratégica y Control de Gestión

ACTIVIDADES TRANSVERSALES

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

VALOR

Diagrama General Proceso Productivo

Planificación Minera

Planta ConcentradoraFundición Refinería Exploración Geológica

Explotación Minera (Mina)

Sulfuro

Chancado

Molienda

Concentrado de Cu (~30% Cu)

Flotación

FundiciónRefinería

CátodosRelaves Concentrado Au/Agde Mo (~50% Mo) Ácido Sulf. Estéril (Botaderos)

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

¿Datos requeridos para diseñar una Planta?

? ?

?

PLANTA CONCENTRADORA

?

Concentrado

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

¿Datos requeridos para diseñar una Planta?

Dureza Ley Tipos de minerales

PLANTA CONCENTRADORA

Densidad

Concentrado

. . Etc

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

¿Datos requeridos para diseñar una Planta?

Geológica Física Mineralógica

PLANTA CONCENTRADORA

Química

Concentrado

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

¿Datos requeridos para diseñar una Planta? Geología

Mineralización

 Alteración

 Ley de Producto

 Densidad

 Litología

 Asociaciones Mineralógicas

 Dureza

 Recuperación Metalúrgica

 Zonación

 Texturas

 Tipos de Minerales

 Tamaño de Liberación

 Ley de Subproductos

 Distribución Granulométrica

 Consumo Específico de E°

 Humedad

 Impurezas

 Modo de Ocurrencia

 Leyes Impurezas

 Calidad del Concentrado

 Ley elementos solubles/insol.

 Chancabilidad

 Morfología

 Composición Mineralógica

Química

Física

 Porosidad  Moliendabilidad  Abrasividad

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Metalúrgica

 Consumo de Reactivos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG. – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Chancado Reducción de Tamaño en Molienda Unitaria 1% de Mineral de Cobre

ROM 40”

Chancado Primario Mandíbula Giratorio

6”-8”

Chancado Secundario Cono Estándar

1”-2”

Chancado Terciario Cono Cabeza Corta Rodillos

1/2”-3/4”

Molienda

150-300 um

1” (pulgada)= 2,54 cm 1 μm (1 micrómetro)= 10-6 m

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Chancado Mina

Chancado 1º Tamaño 60” x 89”

DESDE CHANCADO 1º

Sistema de Transporte de Mineral

Chancado Primario Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

A ACOPIO DE GRUESOS MOLIENDA SAG

Chancado  Abertura de alimentación: ancho boca del chancador. Como situación óptima se considera que el tamaño de las rocas más grandes no debiera sobrepasar el 85% de la abertura de alimentación del chancador.

 Abertura de descarga (CSS, OSS): el Closed Side Setting (CSS) o abertura del lado cerrado corresponde a la distancia entre el manto y el casco del equipo en la zona de descarga en el momento de la compresión, mientras el OSS o abertura del lado abierto, corresponde a la distancia entre el manto y el casco del equipo en la zona de descarga en el momento de la descompresión.

Taller de Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Chancado RAZON DE REDUCCION (RR): La razón de reducción es una medida del grado de conminución del equipo de chancado. Se determina como la razón entre el tamaño de la alimentación y el tamaño del producto. Este es un factor importante para determinar la eficiencia de chancado y puede controlarse por medio del ajuste del setting del chancador y el llenado de la cámara. Una forma común de estimar la razón de reducción es con los valores de D80 y P80, esto es, con el tamaño bajo el cual se encuentra el 80% del mineral en la alimentación y descarga, respectivamente:

D80 R 80  P80 Puede utilizarse también los valores de D100 y P100 Taller de Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Chancado SISTEMA CHANCADO - STOCKPILE

Taller de Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Chancado

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Chancado Sistema de chancado correa y clasificación

–

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtro Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda Objetivo: Producir la liberación de las partículas que contienen las especies de valor de las partículas que contienen ganga, a través del fracturamiento de la roca.  El grado de liberación corresponde al tamaño bajo el cual todas las partículas valiosas se encuentran libres, sin asociaciones con ganga ni inclusiones.

 El tamaño generalmente es muy pequeño y alcanzarlo significa alto consumo de energía.

LIBRE

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

ASOCIADO

OCLUIDO

Molienda Antecedentes Relevantes a) Diámetro / Largo del Molino  Corresponden a mediciones de los largos de cuerda interiores del equipo vacío, descontando los revestimientos.

 Los molinos de barras y bolas tienen una relación L/D entre 1 y 2 (son más largos que ancho).  Los molinos SAG la relación es del orden de 0,5 (más anchos que largos).

BARRAS - BOLAS Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

SAG

Molienda b) Grado de Llenado:

Corresponde a la fracción porcentual del total del volumen interno del molino que está cargado con el material moledor (barras o bolas). Tipo de Molino

Grado de Llenado

Barras

30 – 40%

Bolas

40 – 45%

Bolas (remolienda)

25 – 30%

SAG

10 – 15%

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Molienda c) Velocidad Crítica Corresponde a aquel valor en que la carga contenida en el molino se centrifuga, sin producir la molienda del mineral. c) Movimientos del Molino.  Rotación: donde los medios moledores rotan sobre sus ejes  Cascada: donde los medios moledores ruedan bajo la superficie de la carga. En este régimen de operación la conminución de las partículas ocurre preferentemente por abrasión.  Catarata: donde los medios moledores tiene caída libre sobre la carga. En este régimen de operación la conminución de las partículas ocurre por impacto y abrasión.  Centrifugación: donde la carga y los medios moledores giran junto con el cuerpo del molino . Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda Los molinos de barras giran a velocidad en régimen de cascada, mientras los molinos SAG y de bolas operan en régimen de catarata.

Tipo de Molino

Velocidad Crítica

Barras

60 – 70%

Bolas

75 – 82%

Bolas (remolienda)

60 – 65%

SAG

75 – 82%

Movimiento Molino Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda c) Mecanismos de Rotura de la Roca: Impacto y Abrasión.  Los mecanismos de impacto y abrasión caracterizan las etapas de molienda de barras, bolas y SAG.  La abrasión ocurre por el roce existente entre roca-roca y roca-medio moledor, roca-manto, tanto en régimen de catarata como de cascada. Este tipo de mecanismo provoca la generación de partículas finas.  El impacto en los molinos puede ocurrir cuando opera en régimen de catarata, ahí se producirá la caída libre de la carga existiendo impactos: roca-roca, roca-medio moledor y roca-revestimiento. Nota: En la etapa de chancado el mecanimos de rompimiento de la roca es por comprensión.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda d) Circuito: Inverso, Directo

Los circuitos cerrados pueden ser de dos tipos: inverso o directo. Se denomina circuito cerrado directo cuando la carga fresca es alimentada al molino y se denomina circuito cerrado inverso cuando la carga fresca es alimentada a la batería de ciclones.

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Molienda e) Circuito: Barras – Bolas, Molienda Unitaria

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda MOLIENDA SEMIAUTÓGENA:  La molienda se produce por las bolas de acero y el propio mineral (Semiautógeno).

 Estos circuitos de molienda se caracterizan por la generación de partículas gruesas de alta dureza, denominadas pebbles (guijarros), los cuales suelen ser procesados con chancador de cono, y retornados al circuito.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda

Molienda Semi-Autógena

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Tipos Circuitos de Chancado - Molienda Molienda Unitaria - HPGR Chancador Secundario

HPGR

Molino de Bolas

Flotación

Chancador Terciario

Molino de Bolas

Flotación

SAG

Molino de Bolas

Flotación

Molienda Unitaria Chancador Secundario Chancador Primario

Molienda SAG

Molienda Convencional Chancador Secundario

Chancador Terciario

Molino de Barras

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Molino de Bolas

Flotación

Tipos Circuitos de Chancado – Molienda División Andina Mina Rajo Abierto

Mina Subterránea

37 ktpd

35 ktpd (emergencia)

Fuente: Codelco Andina

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Molienda Convencional División Salvador

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG

Molienda SAG Chancador Primario

SAG

Molino de Bolas

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Circuito Molienda SAG 140 KTPD

Ch. Pebbles Centralizado 4 X 800 HP

Molienda SAG

Flotación

1 SAG @ 22.000 HP

70 KTPD

70 KTPD

70 KTPD Molienda 2ª 2 BM @ 19.000 HP

Ch. Pebbles Centralizado 3 X 800 HP

Molienda SAG

Flotación

1 SAG @ 22.000 HP

70 KTPD Molienda 2ª 2 BM @ 19.000 HP

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Circuito Molienda SAG

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Circuito Molienda SAG Ejemplo

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Circuito Molienda SAG Circuito SABC-B

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Circuito Molienda SAG Circuito SABC-A

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Circuito Molienda SAG

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG. – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria

Molienda Unitaria Chancador Primario

Chancador Secundario

Chancador Terciario

Molino de Bolas

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Circuito Molienda Unitaria 70 KTPD

140 KTPD

Mineral CHS

70 KTPD

Chancado 2° / 3°

Flotación

Flotación

70 KTPD Molienda Unitaria Molienda Unitaria

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

70 KTPD Molienda Unitaria

Circuito Molienda Unitaria

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria

12’ x 18’ 1670 Hp

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria Flotación

24 % sól.

Concentrado 27,05% Cu

2

Rebalse

1 Espesamiento

55 % sól.

16 % Hd Filtrado

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

8 - 10 % Hd Secado

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria - HPGR

Molienda Unitaria Chancador Primario

Chancador Secundario

HPGR

Molino de Bolas

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Circuito Molienda Unitaria - HPGR

Fuente: Roberto Luna “Proyecto Sierra Gorda” (SIMIN, Agosto 2013)

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria - HPGR

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda Unitaria - HPGR Esquema de un HPGR

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

 Espesaje  Filtrado  Relaves

 Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación La flotación es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos, del resto de los minerales que componen la roca original, mediante el uso reactivos que crean las condiciones de adherencia de las partículas a las burbujas de aire, con el propósito de concentrar las especies de interés. Proceso:

El circuito consta de etapas Rougher, Cleaner y Scavenger, cuyo propósito es maximizar la ley y recuperación de la especie de interés.

COLECTOR PERMITE LA ADHERENCIA A LA BURBUJA

BURBUJA

MINERAL DE COBRE

GANGA

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación Pulpa de Mineral

Pulpa de Concentrado de Cobre

Pulpa de Material Estéril

Celdas de Flotación

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Flotación  Para una separación eficiente es necesario que las partículas hayan alcanzado el tamaño de liberación.  También es necesario que tengan una masa mínima tal que, una vez que se haya adherido a la burbuja, las fuerzas provocadas por la agitación de las celdas o por los choques con otras partículas, no la despegue.

 La flotación de un mineral se realiza en etapas, cada una tiene como objetivo aumentar la ley de concentrado hasta obtener el producto final.  Normalmente las primeras etapas del circuito son “Recuperadoras” y las últimas de “Limpieza”.

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Flotación DESDE MOLIENDA PLANTA

Flotación Primaria

Remolienda

A ESPESAJE DE RELAVES

Flotación Barrido 1 º Limpieza Flotación 1º Limpieza

Flotación Barrido 2 º Limpieza Flotación 2º Limpieza

Flotación

A ESPESAJE Y FILTRADO DE CONCETRADO

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Flotación

Fuente: Proyecto Vizcachitas Copper/Molybdenum Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación TIPOS CELDAS DE FLOTACIÓN Celdas convencionales: en general están formadas por un estanque provisto de agitador. Las celdas convencionales pueden ser autoaireadas o requerir de un sistema de soplado independiente. Los estanques presentan diversos diseños desde cuadrados a cilíndricos. Estas celdas son comúnmente utilizadas en las etapas “recuperadoras del circuito”.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación Celdas Columnares: Corresponde a estanques de gran altura con áreas cuadradas, rectangulares o cilíndricas. Siempre requieren de la inyección de aire comprimido, para la generación de burbujas y agitación de la pulpa. Se utilizan básicamente en las etapas de limpieza.

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Flotación VARIABLES DE FLOTACIÓN: • Dosificación de Reactivos: Fórmula óptima que permite maximizar la recuperación. - Colectores: permiten que las partículas de interés se adhieran a las burbujas. Las transforma en hidrofóbicas; - Depresantes: dotan a las partículas de ganga (sin interés) de las condiciones hidrofílicas que las mantienen en la pulpa durante la flotación; - Espumantes: le otorga resistencia a las burbujas para que no se destruyan en su recorrido; - Modificadores de pulpa: dotan a la pulpa de las condiciones adecuadas para la flotación de la especie de interés (pH).

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Flotación • Granulometría: La molienda en exceso genera gran cantidad de ultrafinos:

- Las partículas finas tienen menor fuerza de adherencia a la burbuja y por ende están más sujetas a las fuerzas de despegue; - Las partículas finas presentan una mayor superficie expuesta, con mayor cantidad de bordes hidrofílicos, pero aumenta el consumo de reactivos. - Los ultrafinos se comportan como el agua, repartiéndose entre cola y concentrado; - Aumentan la viscosidad de la pulpa desmejorando las condiciones de flotabilidad de todo el mineral.

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Flotación • El déficit de molienda provoca:

- Disminuye la ley de concentrado, porque aumenta la proporción de especies de interés asociadas a ganga.

Re cupe ración (%)

- Las partículas más gruesas que el tamaño óptimo, si bien se adhieren a la burbuja, su peso provoca que decanten.

Recuperación v/s Tamaño Partículas 100 80 60 40 20 0 1

10

100

1000

Tamaño (µm)

• % Sólidos

• Aire de Flotación Control del número de burbujas dentro de la celda y del tamaño de las burbujas.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

5

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

10

15 Tiempo (min)

20

25

30

Ley Concentrado (%Cu)

La disminución del % de sólidos reduce el tiempo de flotación. Se disminuirá la recuperación y aumentará la ley del concentrado.

Recuper ación (%)

Cinética Flotación

Flotación

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Zona de espuma y colección

Zona de Espuma

Zona de Colección

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Flotación

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación

Fuente: Proyecto Vizcachitas Copper/Molybdenum Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Curvas de Recuperación – Ley (1) Maximización de la recuperación: considerando que no todas las partículas se encuentran totalmente liberadas, para maximizar la recuperación de la especie de interés si o si se debe flotar mineral con presencia de ganga.

Grado de liberación frougher: 100 µm a 300 µm Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

(W. Kracht)

Flotación • Curvas de Recuperación – Ley (2) Maximización de la Ley: Considerando que muchas de las partículas no se encuentran totalmente liberadas, la máxima ley se obtiene a recuperaciones muy bajas.

Grado de liberación cleaner: 20 a 60 µm aprox. Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

(W. Kracht)

Flotación • Curvas de Recuperación – Ley (3) Como no se pueden maximizar ambos valores al mismo tiempo, se debe optar por una combinación de ellos que maximice el “optimo económico” del proceso.

Ambas variables tiene una relación inversa.

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Flotación • Reactivos para la flotación (1) Colector: permite que las partículas de interés se adhieran a las burbujas. Las transforma en hidrofóbicas. Puntos de adición reactivo: – SAG – Descarga hidrociclones – Distribuidor flotación (colector secundario)

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

primaria

Flotación • Reactivos para la flotación (2) Depresante: dota a las partículas de ganga (sin interés) de las condiciones hidrofílicas que las mantienen en la pulpa durante la flotación . Ejemplos: – Cal -deprime a la pirita. – Sulfuro de sodio, Na2S, deprime a los sulfuros en la flotación selectiva de Cu – Mo. – Sulfhidrato de Sodio, NaSH, deprime a los sulfuros en la flotación selectiva de Cu – Mo. Puntos de adición Cal: SAG, Robose batería hidrociclones de molienda y remolienda

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Flotación • Reactivos para la flotación (3) Modificador de pulpa: dota a la pulpa de las condiciones adecuadas para la flotación de la especie de interés (pH). El regulador de pH mas usado para operar en medio alcalino es la cal, la que puede agregarse como cal viva (CaO) o como cal apagada (Ca(OH)2).

Puntos de adición Cal: SAG, Robose batería hidrociclones de molienda y remolienda Otros reguladores de pH son: Medio alcalino: (Na2CO3), agregada en seco y la soda cáustica (NaOH) agregada como solución. Se prefiere la cal por su menor costo, siempre que los iones Ca++ no afecten el proceso de flotación. Medio ácido: solución de ácido sulfúrico. Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Flotación • Reactivos para la flotación (4) Espumante: le otorgan resistencia a las burbujas para que no se destruyan en su recorrido. Puntos de adición: – Canaleta robose batería hidrociclones de molienda. – Cajón de bombeo batería hidrociclones de remolienda

Evaluación de Procesos Mineralúrgicos

Flotación • Etapas en un circuito de flotación Flotación Primaria o Rougher: es la primera etapa de separación a la que se enfrenta el mineral posterior. Su función es maximizar la recuperación, generando un relva libre de especie de interés. Además produce una disminución de los flujos a tratar en etapas posteriores.

Flotación de Limpieza o Cleaner: destinada a incrementar (maximizar) la ley de concentrado. En esta etapa se genera el producto final de la planta. Flotación de Repaso, Barrido o Scavenger: también destinada a maximizar la recuperación. Suele ir después de alguna de las etapas anteriores, retratando sus relaves para evitar pérdidas.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación En este caso la flotación rougher recupera el máximo posible de la alimentación. La baja recuperación de la flotación cleaner es solucionada con una etapa scavenger.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación El concentrado obtenido de la etapa rougher requiere de una etapa de remolienda de concentrados, antes de continuar a una segunda etapa de flotación de limpieza (cleaner). En la actualidad se usan celdas columnares para maximizar las leyes de concentrado.

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Relave

Flotación Celdas Columnares Son equipos neumáticos utilizados en flotación de limpieza de concentrados. Se caracteriza por la producción de concentrados de mayor ley que las celdas mecánicas, aunque con una recuperación menor. Típicamente tiene una altura de 9 a 15 m. Puede ser cilíndricas o estar compuestas por secciones cuadradas o rectangulares.

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Flotación

Situación antes de la incorporación de columnas.

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Flotación Como el incremento en ley que se alcanza con la flotación de limpieza va a acompañado de una pérdida significativa en recuperación, los relaves de limpieza deben ser retratados en la etapa scavenger. El concentrado de esta etapa retorna a la flotación de limpieza con o sin remolienda.

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Flotación DESDE MOLIENDA PLANTA

Flotación Primaria

Remolienda

A ESPESAJE DE RELAVES

Flotación Barrido 1 º Limpieza Flotación 1º Limpieza

Flotación Barrido 2 º Limpieza Flotación 2º Limpieza

Flotación

A ESPESAJE Y FILTRADO DE CONCETRADO

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Flotación Balance de Finos (sólidos) Alimentación

Concentrado

Relave

Balance Finos

Recuperación (%) Tph

Ley (%)

Fino (tph Cu)

Tph

Ley (%)

Fino (tph Cu)

Tph

Ley (%)

Fino (tph Cu)

Primaria 1° Limpieza 2° Limpieza Global Limpieza 1° Barrido 2° Barrido Global Barrido

2216 689 185 458 504 452 504

1,10% 6,8% 22,0% 5,0% 1,2% 0,5% 1,2%

24,38 46,70 40,63 22,92 6,07 2,43 6,07

458 185 63,8 63,8 52 58 110

5,0% 22,0% 35,0% 35,0% 7,0% 3,2% 5,0%

22,92 40,63 22,34 22,34 3,64 1,86 5,50

1758 504 121 394 452 394 394

0,08% 1,20% 15,13% 0,15% 0,54% 0,15% 0,15%

1,46 6,07 18,28 0,57 2,43 0,57 0,57

94,0% 87,0% 55,0% 97,5% 60,0% 76,4% 90,6%

Global

2216

1,10%

24,38

63,8

35%

22,34

2152

0,09%

2,04

91,65%

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación Balance de Finos

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Diseño de celdas de Flotación Parámetros de Entrada:

– – – – – –

Pulpa de Alimentación Porcentaje de Sólidos (% Cp) Tiempo Flotación (Laboratorio) Factor Escalamiento para el tiempo de flotación. Peso específico mena Peso específico agua

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Dimensionamiento de Planta de Flotación La información requerida para dimensionar las celdas de flotación es la siguiente: – Flujo volumétrico de pulpa a tratar (ó tonelaje, Cp y densidades). – Tiempos de residencia. – Tamaños de celda disponible: volumen efectivo. Los tamaños de celda disponibles, o más específicamente los volúmenes efectivos de las celdas disponibles (descontado el volumen de mecanismo, espuma y aire) determinan, junto con el flujo volumétrico de pulpa a procesar, el tiempo de residencia del mineral en cada celda.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Dimensionamiento de Planta de Flotación Datos de Utilidad para el Dimensionamiento: – Elegir el tamaño que entrega un número de celdas igual o superior a 4 unidades por banco, esto para evitar pérdidas de recuperación por cortocircuitos. Usualmente se utilizan en torno a 9 celdas por banco. – Si ningún tamaño da un número de celdas inferior a 10, dividir el flujo de alimentación y considerar dos o más bancos en paralelo.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Dimensionamiento de Planta de Flotación

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Factores que inciden en la recuperación (1) Recuperación por fracción de tamaño (%)

Tamaño partícula:

Tamaño de Partículas (um) Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Factores que inciden en la recuperación (2) Tamaño partícula:

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Factores que inciden en la recuperación (3) Recuperación por fracción de tamaño (%)

Tiempo de flotación:

Tamaño de Partículas (um) Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Flotación • Factores que inciden en la recuperación (4) - Consumo y tipo de colector. - Tipo de espumante - Variación de PH. (%) RECUPERACIÓN EN FUNCIÓN DEL COLECTOR 96

(%) RECUPERACIÓN

95 94 93 (%) recuperación 92 91 90 SF-314

SF-323

H-LIB

H-PEB

A-243

A-238

A-3501

COLECTORES

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Concentrado Colectivo Concentrado de Cobre

PRODUCTOS

Concentrado de Cobre + Molibdeno Concentrado de Molibdeno

Flotación

Relaves

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Concentrado Colectivo

Cu=34,6%

Fuente: Codelco-Chile Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Concentrado Colectivo Producto de la Concentración: Concentrado de Cobre, con 30% de ley, aproximadamente (dependiendo de la especie mineralógica). La calidad o ley de concentrado depende de los contenidos en peso del elemento valioso en la molécula de la especie mineralógica que se desea concentrar, por ejemplo: si la especie mineralógica asociadas al yacimiento 100% Calcopirita (CuFeS2) la Ley de Concentrado es 34% Cu.

Masa molecular Cu: 63.54 Fe: 55.84 S: 32.06 x 2 Por lo tanto la suma es 183,5, de los cuales 34,6% de la masa molecular es Cu.

Calcopirita (CuFeS2)

Taller de Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Roca (sin valor comercial)

Concentrado Colectivo De todos modos, los concentrados de cobre siempre contienen una mezclas de varias especies sulfuradas de cobre. Por ejemplo si el concentrado está compuesto 60% de calcopirita y 40% de bornita (Cu5FeS4), la ley del concentrado es 45,6%.

Calcopirita (CuFeS2)

Roca (sin valor comercial)

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Concentrado Colectivo • Composición química del concentrado (ejemplo) Composición Mineralógica Concentrado Mineral Calcopirita Calcosina Enargita Bornita Pirita Otros

% Promedio 8,49% 24,48% 18,24% 4,50% 35,52% 8,77% 100,00%

Elemento Cu As Fe S

Ley Total

Cu 0,029 0,195 0,088 0,028

Fe 0,026

0,005 0,165

S 0,030 0,049 0,059 0,012 0,190

34,2%

19,6%

34,0%

Peso Atómico 63,54 74,92 55,84 32,06

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As

0,035

3,5%

Concentrado Colectivo • Composición química del concentrado

Nota: esta composición no tiene relación con el cuadro anterior. El propósito es ejemplificar.

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Concentrado Colectivo • Composición mineralógica del concentrado (ejemplo)

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

 Espesaje  Filtrado  Relaves

 Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Concentrado de Molibdeno Concentrado de Cobre

PRODUCTOS

Concentrado de Cobre + Molibdeno Concentrado de Molibdeno

Flotación

Relaves

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Concentrado de Molibdeno Flotación Cobre / Molibdeno .

– En flotación selectiva se deprime el cobre (Cpy) y se flota la molibdenita. – Calcopirita no es muy sensible a la adición de cianuro como depresante comparado con la pirita. – Se deprime con la adición de sulfuro de sodio o sulfhidrato de sodio (NaSH). – Flotabilidad natural de molibdenita se acentúa agregando diesel. Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Concentrado de Molibdeno Flotación Cobre / Molibdeno .

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Concentrado de Molibdeno Flotación Cobre / Molibdeno

Fuente: Robert Mayne Nicholls, presentación “Los Pelambres – Site Visit” (Diciembre 2016)

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Programa de Producción Movimiento Material Alimentación a planta Leyes CuT As Ag S Fe Mo Au Flotación Colectiva Recuperación Metalúrgica Cu As Ag S Fe Mo Au Concentrado de Cu Ley Cu Cu en concentrado Concentrado Cu Concentrado Colectivo As en concentrado Ag en concentrado S en concentrado Fe en concentrado Mo en concentrado Au en concentrado Ley Concentrado Colectivo As Ag S Fe Mo Au Flotación Selectiva Recuperación Mo Recuperación Cu Mo Recuperado Cu Recuperado Recuperación Global Cu Mo

Año tspa tspa

1 90.000.000 36.000.000

2 90.000.000 36.000.000

3 90.000.000 36.000.000

4 90.000.000 36.000.000

5 90.000.000 36.000.000

6 90.000.000 36.000.000

7 90.000.000 36.000.000

8 90.000.000 36.000.000

9 90.000.00 36.000.00

% ppm ppm % % ppm ppm

1,10 240 3,0 2,2 1,54 190 0,10

1,08 280 2,8 2,4 1,73 180 0,10

1,07 300 2,8 2,0 1,54 165 0,10

1,05 290 2,8 2,1 1,57 150 0,10

1,05 260 2,8 2,1 1,56 150 0,10

1,00 200 2,8 2,1 1,61 150 0,10

1,00 175 2,8 2,1 1,65 150 0,10

0,80 160 2,8 2,1 1,59 150 0,10

0,79 150 2,8 2,2 1,68 150 0,10

% % % % % % %

91,65 75 73 43 33 67,5 52

91,65 76 73 43 33 67,5 52

91,65 77 73 43 33 67,5 52

91,65 77 73 43 33 67,5 52

91,65 75 73 43 33 67,5 52

91,65 75 73 43 33 67,5 52

91,65 75 73 43 33 67,5 52

91,65 75 73 43 33 67,5 52

91,65 75 73 43 33 67,5 52

% ton ton

32 362.934 1.134.169

33 356.335 1.079.804

35 353.036 1.008.674

35 346.437 989.820

35 346.437 989.820

35 329.940 942.686

34 329.940 970.412

33 263.952 799.855

33 260.653 789.856

ton ton ton ton ton ton

6.480 79 340.560 182.442 4.617 2

7.661 74 371.520 205.500 4.374 2

8.316 74 309.600 182.875 4.010 2

8.039 74 325.080 186.968 3.645 2

7.020 74 325.080 185.150 3.645 2

5.400 74 325.080 191.808 3.645 2

4.725 74 328.176 196.239 3.645 2

4.320 74 329.724 188.971 3.645 2

4.050 74 340.560 200.166 3.645 2

% ppm % % % ppm

0,6 69,5 30,0 16,1 0,4 1,7

0,7 68,1 34,4 19,0 0,4 1,7

0,8 73,0 30,7 18,1 0,4 1,9

0,8 74,3 32,8 18,9 0,4 1,9

0,7 74,3 32,8 18,7 0,4 1,9

0,6 78,1 34,5 20,3 0,4 2,0

0,5 75,8 33,8 20,2 0,4 1,9

0,5 92,0 41,2 23,6 0,5 2,3

0,5 93,2 43,1 25,3 0,5 2,4

% % ton ton

90,0 99,8 4.155 362.208

90,0 99,8 3.937 355.623

90,0 99,8 3.609 352.330

90,0 99,8 3.281 345.744

90,0 99,8 3.281 345.744

90,0 99,8 3.281 329.280

90,0 99,8 3.281 329.280

90,0 99,8 3.281 263.424

90,0 99,8 3.281 260.131

% %

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

91,5 60,8

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

   

Espesaje Filtrado Relaves Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Espesaje COLAS PRIMARIAS FLOTACIÓN

COLAS FLOTACIÓN BARRIDO

COLAS PRIMARIAS FLOTACIÓN

COLAS FLOTACIÓN BARRIDO

DE PTA. MOLY Y RUEDA DE MOLDEO DE ESPESADORES DE CONC.

Espesaje

A SISTEMA DE AGUA RECUPERADA

A SISTEMA DE AGUA RECUPERADA RELAVES A TRANQUE

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Espesaje El espesaje de una pulpa mineral es un mecanismo físico de separación sólido/líquido, en el cual se dan las condiciones necesarias para que las partículas sedimenten (“caigan”) por efecto de la gravedad, obteniendo una pulpa densa en la descarga y un líquido claro en el rebose.

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Espesaje

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

 Espesaje  Filtrado  Relaves

 Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Filtrado

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Filtrado El filtrado es un método de separación sólido/líquido donde se aplican fuerzas externas como la compresión, la succión y/o el soplado para producir la separación. Se obtiene un sólido de baja humedad y un líquido con bajos contenidos de sólidos.

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Filtrado TIPOS DE FILTROS:

Filtro Discos Filtro Banda

Filtro Vertipress

Filtro Tambor

Filtro Larox

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Filtro Prensa

Filtrado Acopios de Concentrado

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Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

 Espesaje  Filtrado  Relaves

 Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Relaves

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Relaves

Muro Sur

Muro Oeste

Fotos: Tranque Talabre, División Chuquicamata

Muro Aguas Claras Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Relaves Porcentajes de Sólido Relaves (Cp):  Relaves convencionales: entre 46 y 60% (DET: 46%, Chuquicamata: 57%).  Relaves espesados (*): entre 60 %y 67% (pruebas en Chuquicamata: 67%)  Relaves en pasta: 70% (Delta - Enami, pruebas en Chuquicamata: 70%).

El tipo de relave depende de la reología (*): en Australia se consigue un relave espesado con Cp de 54%.

(*,*): el agua recuperada desde los tranques:30% (DCH), 45% (se llegaría en DAND) y 50% (MLP)

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Relaves Algunos Parámetros sobre Relaves Pendiente de Depositación Convencional 0,2 – 0,3 % Espesado 2 – 3% Pasta 3 – 4%

Contenido de Sólidos Descarga Convencional 55 – 58% (make up: 0,52 m3/t; 885 L/s) Espesado 65 – 67 % (make up : 0,47 m3/t; 821 L/s) Pasta 70% (make up : 0,41m3/t; 712 L/s) Densidad de Relave

1,35 – 1,45 t/m3

(*) División Andina Make Up : 0,85 m3/t (actual) y 0,5 m3/t (cuando se impulse agua ) Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Relaves

Relave Espesado Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Relaves

Relave en Pasta Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Relaves

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Contenido  Chancado  Molienda  Tipos de circuito de Chancado Molienda – Circuito Molienda SAG – Circuito Molienda Unitaria – Circuito Molienda Unitaria - HPGR

 Flotación – Concentrado Colectivo Cu-Mo – Concentrado de Molibdeno

 Espesaje  Filtrado  Relaves

 Agua Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Agua Porcentaje de Sólidos vs Agua Flotación Colectiva

Sólido (Cp): 30% Agua: 70%

Sólido (Cp): 30% Agua: 70%

Espesaje Relave Flotación Selectiva

Espesaje Concentrado Colectivo

Sólido (Cp): 65% Agua: 35% Sólido (Cp): 39% Agua: 61%

Sólido (Cp): 40% Agua: 60%

Convencional

Espesaje Concentrado Cobre

Sólido (Cp): 15% Agua: 85%

Sólido (Cp): 57% Agua: 43%

Espesaje Concentrado Molibdeno Sólido (Cp): 55% Agua: 45%

Sólido (Cp): 67% Agua: 33%

Sólido (Cp): 91% Agua: 9%

Filtrado Molibdeno

Pasta

Concentrado Sólido (Cp): 70% Agua: 30%

Agua Recirculada ≈ 80%

Sólido (Cp): 92% Agua: 8%

Maxisacos Molibdeno

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Agua Diagrama de Balance de Agua

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Agua Consumos Unitarios de Agua Fresca - Minería

Fuente: Derechos, Extracciones y Tasas Unitarias de Consumo de Agua del Sector Minero CentroNorte de Chile, Proust Consultores, 2008. Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Agua de Mar Ventajas: • Alta disponibilidad. • “Viabiliza” proyectos que no cuentan con agua de cordillera. • Disminuye tamaño de burbuja. Desventajas: • Agua con mucho sales disueltas (NaCl, KCl). • Alta corrosión e incrustaciones en las cañerías. • Eficiencia del proceso metalúrgico: disminuye capa de espuma por la cantidad de sales y disminución de flotabilidad de las especies de interés por el pH de la pulpa (alto consumo de cal)  Disminuye recuperación de minerales. • Costo de la desalinización: uso de osmosis inversa. ¿Pese a afectar la producción de cobre fino, aumentar los costos de operación y mantención es conveniente el uso de agua de mar? Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Curso: Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos Departamento de Ingeniería en Minas Facultad de Ingeniería

“Conceptos Generales Concentración por Flotación de Minerales de Cobre”

Hernán Vives Navarro Agosto 2017

Universidad de Santiago

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales Mina

Chancado 1º Tamaño 60” x 89”

DESDE CHANCADO 1º

Sistema de Transporte de Mineral

Chancado Primario Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

A ACOPIO DE GRUESOS MOLIENDA SAG

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales DESDE MOLIENDA PLANTA

Flotación Primaria

Remolienda

A ESPESAJE DE RELAVES

Flotación Barrido 1 º Limpieza Flotación 1º Limpieza

Flotación Barrido 2 º Limpieza Flotación 2º Limpieza

Flotación

A ESPESAJE Y FILTRADO DE CONCETRADO

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales COLAS PRIMARIAS FLOTACIÓN

COLAS FLOTACIÓN BARRIDO

COLAS PRIMARIAS FLOTACIÓN

COLAS FLOTACIÓN BARRIDO

DE PTA. MOLY Y RUEDA DE MOLDEO DE ESPESADORES DE CONC.

Espesaje

A SISTEMA DE AGUA RECUPERADA

A SISTEMA DE AGUA RECUPERADA RELAVES A TRANQUE

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales

Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos

Circuito Molienda SAG Mina Ministro Hales

DE ESPESAJE Y FILTRADO MM

Acopio de Concentrado 20.000 t de Capacidad

A CAMA DE CONCENTRADO

Acopio de Concentrado Taller Evaluación de Proyectos Metalúrgicos