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Módulos Básicos de Operación Planta Concentradora

CONCENTRAINING Módulo Básico de Operación

MODULO 7 FLOTACION DE COBRE Y ZINC (OPERADORES Y ASISTENTES DE FLOTACION)

Grupo Concentradora

Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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BIENVENIDOS A “CONCENTRAINING” Como miembro de esta gran empresa ANTAMINA y parte de un gran equipo CONCENTRADORA usted es parte de un gran desafío de ser la MINA PERUANA DEL FUTURO Conteste usted las siguientes preguntas: SI

NO

¿ Desearía realizar su trabajo bien desde la primera vez con el apoyo de compañeros y supervisores? ¿ Desearía trabajar usted en condiciones de máximo orden y seguridad y sin accidentarse? ¿ Cree usted que Antamina llegue a ser la mina del futuro? Usted desempeña un rol importante? Probablemente Ud. ha contestado positivamente a la mayoría de las preguntas, y es que Ud. ha elegido el camino del progreso y la superación. CONCENTRAINING es un programa de capacitación sistemática integral que busca complementar su trabajo de campo con el desarrollo de nuevas habilidades, nuevos conocimientos; mediante el estudio en equipo, entrenamiento externo, rotación a diferentes áreas de trabajo ó multifuncionalidad y visitas a otras plantas. SI NO ¿ Es CONCENTRATINING un sistema diseñado para participación activa solo del instructor? ¿ Es CONCENTRATINING un sistema tradicional similar a otros conocidos donde se necesita solo actualizarse hasta un cierto nivel? ¿ En CONCENTRAINING el esfuerzo es poco y la planificación es mínima y no requiere de trabajo en equipo?

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Si sus respuestas han sido un rotundo NO, lo felicitamos. Usted está listo para iniciar el presente Modulo y seguir su carrera ascendente en Concentradora.

TRES PUNTOS IMPORTANTES Antes de iniciar el presente Módulo, recordemos tres puntos importantes donde se sostiene CONCENTRADORA.

SEGURIDAD En Concentradora, la __________________ forma parte del trabajo y esta en el mismo nivel que la Producción. Nuestra filosofía es Cero ____________Cero Accidentes. __ Por ello Concentradora tiene el firme propósito de:  Fortalecer los Valores de Seguridad en las personas,  Educar en la evaluación de riesgos antes de un trabajo, y  Optimizar recursos para alcanzar estándares de seguridad é higiene industrial

MEDIO AMBIENTE En Concentradora, nuestro trabajo también se traduce en la ________________ que tenemos para con las demás personas al operar la planta cuidando el __________ __________________. Como miembros de Concentradora estamos comprometidos en:  Inducir a todo trabajador en MedioAmbiente y Refrescamiento  Manejar desechos y reactivos de la planta al mas alto nivel, y  Formar facilitadores en Medio Ambiente interactuando con las Comunidades.

TRABAJO EN EQUIPO Todos sabemos que hay varias formas de realizar bien un trabajo. El estilo de trabajo optado por Concentradora es el Trabajo en _____________.

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Para explicar bien, veámoslo con un ejemplo real: Tomás trabaja en Molinos y parte de su trabajo es ver que los alimentadores de mineral (apron feeders) operen de la forma más constante posible para no afectar con la flotación. Cuando uno de los alimentadores de mineral se atora, Tomás requiere de apoyo para colocar lanzas y “desatorar el feeder”. Luis de flotación le explica a Tomás que él no puede ir por que por “variación de molinos” su operación está irregular y necesita mejorar sus resultados. Mientras que en otra guardia, Jacinto se organiza con sus helpers y distribuye las tareas de flotación en forma austera y va en apoyo de Tomás. Al cabo de un esfuerzo conjunto, el alimentador queda desatorado y como consecuencia, las variaciones en la planta de flotación disminuyen y los resultados metalúrgicos mejoran. En el primer caso, Tomás y Luis no han recibido ayuda uno del otro, probablemente resolvieron su problema “individualmente”; pero indudablemente hubieran tomado _______ tiempo. Este trabajo se llama TRABAJO EN ISLAS. En cambio, en el segundo caso, Tomás y Jacinto se apoyaron mutuamente logrando resolver ambos problemas en conjunto y tomando _________ tiempo. Este trabajo se llama en _________.

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REPASO I En Concentradora, la Seguridad forma parte del trabajo y tiene un mismo nivel de prioridad que ________________ . En Concentradora, nuestro buen trabajo también se traduce en la responsabilidad que tenemos para con las demás personas al operar la planta cuidado el __________ __________________. El estilo de trabajo optado por Concentradora es el ___________ en _____________. El trabajo individual o en _____________ es un estilo que puede resolver problemas; pero tomando mayores recursos y ________ tiempo.

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MODULO 07 : FLOTACION

DE COBRE Y ZINC

Al final de este módulo, usted conocerá  Los circuitos de flotación de cobre y zinc y la metalurgia de flotación de cada una de ellas.  Operación óptima del circuito a fin de maximizar la recuperación y calidad de los concentrados de los minerales de cobre y zinc  Las características de los concentrados a producir tanto para su comercialización como para su posterior manejo PARTE I: CIRCUITOS DE FLOTACIÓN DE COBRE Y ZINC Qué es flotación? La flotación es un proceso de separación de materias de distinto origen basados en su comportamiento frente al agua o sea, de mojabilidad de los materiales. En nuestro caso los materiales están referidos a los minerales de cobre y zinc y de sus CuCu CuCu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu CuCu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu CuCu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu CuCuCu Cu Cu Cu Cu Cu CuCuCu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu AGUA + Zn + Fe Cu Cu Cu

Cu

Cu

Cu

Cu

Cu

AIRE RELAVE

Cu

Cu Cu

Cu

AIRE

Cu

Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu

CANALETA

acompañantes(minerales estériles o ganga que no tienen valor comercial), o sea, de la mena misma. Los minerales de cobre y zinc son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicos y la ganga(generalmente óxidos, silicatos, carbonatos, etc.) son Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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hidrofílicos, o sea, mojables por el agua. Los minerales hidrofílicos e hidrofóbicos de una pulpa acuosa, se pueden separar entre sí, después de ser finamente molidos y acondicionados con los reactivos que hacen más pronunciadas las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas, haciendo pasar burbujas de aire a través de la pulpa. Las partículas hidrofóbicas se van a pegar a las burbujas de aire y pasar a la espuma, mientras que las partículas hidrofílicas se van a mojar y caer al fondo de la máquina de flotación

Qué menas existen en Antamina? Se han identificado nueve tipos de menas en Antamina y se han desarrollado seis esquemas de flotación diferentes para cada uno de ellos. Los tipos de mena contienen variadas cantidades de minerales de cobre(chalcopirita y bornita), minerales de zinc(esfalerita), minerales de molibdeno(molibdenita), y también algunos minerales que contienen bismuto y plomo. El bismuto(cosalita, aikinita, y/o bismutinita) es un componente no deseado en el concentrado de cobre

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Chalcopirita

Esfalerita

A en

• • • • • • • • •

el

Bornita

Pirita continuación se detallan las menas yacimiento de Antamina

M1

Cobre - Bajo Bismuto

M2

Cobre - Alto Bismuto

M2A

Cobre- Muy Alto Bismuto

M3

Cobre - Zinc - Bajo Bismuto

M4

Cobre - Zinc - Alto Bismuto

M4A

Cobre - Zinc - Muy Alto Bismuto

M5

Bornita - Bajo Zinc

M6

Bornita - Alto Zinc

MP

Peak Ore (Zinc - Alto Bi - Bajo Cu)

Los siguientes son datos tomados del departamento de Geología según sus stockpiles en el pit:

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MENA

Cu%

Zn%

Pb%

Ag ppm

Mo%

Bi ppm

CuOx% ZnOx%

M1

1.79

0.18

0.02

14

0.031

17

0.02

0.03

M2

1.89

0.27

0.04

24

0.041

43

0.02

0.05

M3

1.98

0.77

0.02

17

0.025

13

0.00

0.01

M4

1.42

1.00

0.01

17

0.003

51

0.08

0.28

M4

1.34

2.30

0.07

22

0.002

92

0.04

0.32

M4A

0.70

4.82

0.58

43

0.005

305

0.00

0.01

M4A

0.76

4.14

0.19

36

0.001

243

0.01

0.10

M4A

0.75

3.26

0.17

25

0.000

507

0.00

0.00

En el siguientes esquema se muestra las zonas mineralizadas en el depósito

NW

++ + M a n t o D i o p s i d e B r o w n + W o l a s t o n i t e +++ G G a r n e t r e e n G a r n e t + S k xa r n + x x x + + S k a r n x xx x + + B n = B o r n i t e x + B r o w n + x E a r l y x + x +y G a r n e t Cp=Chalcopyrite P o r p h y r x x + S k a r n H o r n f e l s e d + x o t a s s i c x xx +P ++ x x L i m e s t o n e + A l t e r a t i o n x x x + x xx xxxxx x x+ x xx + x x + t e r M i n e r a l x In x x P rphyry xxx ++ x o x x +

G rreneent G a Skarn

H rn lsneed Liom efseto

Bi+Au S E Cu(Bn) W D idneite olioapssto

G nGarnet Skreaern

Cu(cp) Mo Cu(cp) ZT nE +R /-A BTiION&METALZONINGZn+/-Bi Ag+Pb+Zn+Bi A gC +P ZA nT +IB S Hb E+M CiAL

Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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Brown Garnet Skarn: Conteniendo minerales de chalcopirita ubicado en el centro del depósito Green Garnet Skarn: Conteniendo principalmente minerales de cobre y zinc Wollastonita-Diopside: Conteniendo principalmente minerales de bornita Cómo se flotan estas menas? Antes de ingresar al Circuito de Flotación, el mineral ha sido molido con el objetivo de llegar a partículas pequeñas (entre 100 y 150 micrones, es decir 0. 1 ó 0.15 milímetros) para poder recuperar el cobre, zinc o molibdeno que se encontraban en su estructura. Este mineral se encuentra en forma de Pulpa, es decir una mezcla del mineral con agua. La mena de Antamina es tratada en un esquema de flotación en secuencia, sometiendo primero a un proceso de flotación de cobre y luego a un proceso de flotación de zinc. Cómo está conformado el circuito de cobre? El circuito de flotación consta de las siguientes etapas: 1.- Flotación Rougher. 2.- Remolienda de Concentrado. 3.- Flotación Cleaner y Flotación Scavenger. La primera etapa “Flotación Rougher” o Flotación Primaria consiste en recuperar el cobre contenido en el mineral utilizando celdas de flotación convencional. En la Concentradora de Antamina se cuenta con tres filas de celdas de flotación convencional de cuatro bancos cada uno dispuestos de la siguiente manera: una con una caja de alimentación y una celda convencional y tres con una caja de alimentación y dos celdas de flotación cada una.

Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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Puilpa

Concentrado Rougher de Cu

Banco 1 Banco 2

Relave Banco 3

Banco 4

La segunda etapa “Remolienda” consiste precisamente en remoler el concentrado rougher de cobre. De la flotación rougher se obtienen como productos al concentrado de rougher de cobre y al relave, este último pasará al circuito de flotación de zinc si el contenido de zinc en el relave lo permite. El concentrado rougher de cobre contiene partículas de cobre de entre 50 a 150 micrones de tamaño; es necesario reducir ese tamaño hasta menos de 45 micrones con el fin de mejorar la recuperación de cobre, Molinos Verticales

Concentrado a 1° Limpieza Rougher

Concentrado Rougher Ciclones

Tanque

Tanque

El concentrado rougher pasa a un tanque desde el cual es bombeado hacia un sistema de clasificación por el método de ciclones, de esta clasificación el concentrado que ya tiene menos de 45 micrones de tamaño caerá dentro de un tanque para luego ser enviado a las Celdas Columnares de Primera Limpieza; por otro lado, los gruesos caerán dentro del tanque de alimentación al Molino Vertical. El Molino Vertical tiene por objetivo moler el mineral grueso Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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hasta llevarlo a un tamaño de menos de 45 micrones. El concentrado remolido caerá dentro del mismo tanque que recepciona al concentrado rougher para ser bombeado a los ciclones, cerrando de esta manera el circuito de remolienda. CELDA COLUMNA PRIMER CLEANER (4)

Concentrado Primer Cleaner a Espesador Bulk

CELDA COLUMNA SEGUNDO CLEANER (4)

Concentrado de Ciclones

Concentrado Segundo Cleaner a Espesador Bulk Relave a Celdas Scavenger

Relave a Tanque de ciclones Concentrado Scavenger

CELDAS SCAVENGER

Relave a Celdas Flotación Zinc

El objetivo de la tercera etapa “Cleaner y Flotación Scavenger” es purificar y enriquecer el concentrado aún más, para lograr este objetivo, el concentrado rougher clasificado por el nido de ciclones (menores de 45 micrones de diámetro) ingresa a un tanque desde donde es bombeado hacia cuatro celdas columnares de primera limpieza (1er Cleaner), el concentrado que flota pasa como concentrado final al Espesador Bulk, el relave pasa a las celdas scavenger; al terminar su paso a través de las celdas scavenger, el concentrado scavenger resultante caera en un tanque y será bombeado a las celdas columnares del segundo cleaner. Luego de su paso por las celdas columnares de segundo cleaner, el concentrado de cobre flotará y será transportado hacia el Espesador Bulk. Los relaves de las celdas columnares de segunda limpieza retornarán al tanque de alimentación de los molinos verticales para pasar nuevamente por el circuito explicado. Cómo está conformado el circuito de zinc? El circuito de flotación de zinc es similar al esquema del circuito de cobre con la excepción que cada fila de flotación rougher cuenta con una celda más(acondicionador) y cada etapa de limpieza cuenta con una columna de flotación adicional

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Circuito de Flotación de Cobre

Colunas de 1ra Limpieza (4) 4.3m dia Rougher OK 130 m3 (21 Celdas)

Columnas de 2da Limpieza (4) 4.3m dia Ciclones (12) 381mm dia Espesador de Concntrado Bulk 34m dia

Vertimills746 kw (2)

Scavenger OK 130 m3 (5 Celdas)

A Circuito de Zinc o a Poza de Relaves

Criterio de Diseño del Circuito Ley de Cabeza 2.5% Cu, 4.0% Zn Remolienda @ 80% = 45 um

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Rebos a Molienda A tanques de Almacenamiento de Bi/Mo

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Circuito de Flotación de Zinc

Columnas de 1ra Limpieza (5) 4.3m dia Rougher OK 130 m3 (24 Celdas)

Columnas de 2da limpieza (5) 4.3m dia Ciclones (10) 381mm dia

Vertimills 746 kw (2)

Scavenger OK 130 m3 (5 Cells)

A la Poza de Relaves

Criterio de Diseño del Circuito Ley de Cabeza 2.5% Cu, 4.0% Zn Remolienda @ 80% = 45 um

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Espesador de Concentrado de Zn 34m dia

Rebose a Poza de Relaves

A Tanques de Almacenamiento de Zinc (75/204 tph)

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Cuál es la metalurgia de flotación del cobre y zinc? Como se mencionó anteriormente a fin de aumentar las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas de las especies mineralógicas es necesario añadir reactivos a la pulpa. Estos reactivos según su acción se clasifican en: Colectores: cuya función principal es la de proporcionar propiedades hidrofóbicas a las superficies de los minerales Modificadores, que sirven para la regulación de las condiciones de funcionamiento de los colectores y aumentan su selectividad y a su vez se clasifican en: Modificadores de pH, que controlan la concentración iónica de las pulpas y sus reacciones a través de su acidez o alcalinidad Activadores, que fomentan las propiedades hidrofóbicas de los minerales y aumentan su flotabilidad Depresores, que hidrofilizan las superficies minerales y contribuyen a su depresión Espumantes: que permiten la formación de una espuma estable, de tamaño de burbujas apropiado para llevar los minerales al concentrado Cuáles son los reactivos usados en el circuito de Cu? Sulfato de Zinc (ZnSO4) : Depresor. Cianuro de Sodio (NaCN) : Depresor. Xantato Amilo Potasio (PAX) : Colector. 3418A: Colector MIBC/DF250: Espumante Lechada de cal: modificador de pH Cómo actuan ellos en el circuito de cobre? Lechada de cal: mantener un pH de 10 que es ideal para la flotación rougher de los minerales de cobre. Si el pH es muy bajo(10.5) la flotación de los minerales de cobre puede tornarse lenta. Además en Zn en el concentrado de cobre puede incrementarse. En las limpiezas el pH es normalmente 11 a fin de deprimir la pirita Cianuro de sodio: se agrega para deprmir la pirita y la esfalerita. El cianuro reacciona con el cobre en solución y evita que este active la esfalerita. No se utiliza cianuro cuando se flota mena M1. El uso de demasiado cianuro deorime los minerales de cobre Sulfato de zinc: usado para deprimir los minerales de zinc. Se cree que el mecanismo de depresión para la esfalerita activada es la precipitación de un sulfato de zinc básico sobre la esfalerita. PAX y 3418: El PAX es el xantanto más enérgico y se usa en la flotación rougher y es apropiado para la flotación de partículas gruesas. El PAX no es tán selectivo como el 3418 pero es un colector muy recuperador. El 3418 debido a su selectividad es usado en las limpiezas así como en la remolienda y scavenger Qué reactivos se utilizan en la flotación del zinc? Lechada de cal: usado para controlar la flotación de la pirita. Los pHs típicos en la flotación de zinc son de 11 en rougher y 11.5 en las limpiezas. Valores de pH más altos tenderán a hacer lenta la flotación de Zn y posiblemente hacer aguada la espuma. Muy rara vez, un pH más alto puede ser beneficioso en las limpiezas, pero esto es más un signo de desproporción de reactivos en la flotación rougher que un problema en la flotación de limpieza. Sulfato de cobre, usado como activador de los minerales de zinc mediante un mecanismo de intercambio de iones en la superficie de la esfalerita (el ión cobre reemplaza al ión zinc en la superficie de la esfalerita). Si la dosis de sulfato de cobre es correcta, el circuito de Zn es uno de los circuitos de flotación más fáciles de operar en caso contrario puede darse el caso que la pirita flote mejor que la esfalerita, o que la esfalerita gruesa no flote, o que la espuma sea Módulo 7: Flotación de cobre y zinc

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muy apretada. Como regla general, es más seguro sobre dosificar ligeramente el sulfato de cobre que estar sub dosificado Xantato isopropílico de sodio(SIPX), usado como colector de los minerales de zinc. DF-250, usado como espumante muy selectivo para los minerales de zinc Consideraciones especiales en la metalurgia de minerales Cu-Zn Los niveles cambiantes de Zinc en las menas del yacimiento de Antamina es el reto más difícil en la metalurgia de la flotación. En las menas M1, con niveles bajos de Zn(