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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN – TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y MATERIALES

“FLOTACIÓN DE OXIDOS DE COBRE” PRÁCTICA DE LABORATORIO CONCENTRACIÓN DE MINERALES II

PAUL LAQUI LOYOLA

2015-103016

BRENDA KENIA LIMACHE

2011-103014

ANTONNY GALINDO LUQUE

2015-103052

DOCENTE: Dr. Nataniel Linares Gutiérrez TACNA - PERÚ 2018

INDICE

1. OBJETIVOS…………………………………………………………………………... 3

2. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………………………….. 3

3. MATERIALES Y REACTIVOS……………………………………………………..11

4. PROCEDIMIENTO …………………………………………………………………..11

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS……………………………………………………. 20

6. CONCLUSIONES …………………………………………………………………...25

7. RECOMENDACIONES ……………………………………………………………..25

8. BIBLIOGRÁFIA…………………………………………………………………….. 26

FLOTACIÓN DE ÓXIDOS DE COBRE 1. OBJETIVOS -Determinar el tiempo óptimo de molienda necesaria para una liberación eficiente del mineral -Determinar la dosificación óptima de los reactivos de flotación(MX-945, AP-473 , Na2S y F-501) empleando diseños experimentales

-Analizar el comportamiento de la crisocola y la malaquita en el proceso de flotación 2. FUNDAMENTO TEÓRICO FLOTACIÒN DE ESPUMAS

-

La flotación es indudablemente la técnica de procesamiento de minerales más importante y versátil, este es un proceso selectivo que se usa para llevar a cabo separaciones especìficas de minerales poco a poco más complejos.

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La flotación de espumas aprovecha las diferencias en las propiedades físicoquímicas de la superficie de las partículas de los minerales, después del acondicionamiento, las diferencias en las propiedades superficiales de los minerales que contiene en la pulpa de flotación son aparentes y para que pueda haber flotación, una burbuja de aire se debe unir a una partícula de mineral y elevarla hasta la superficie del agua

-

Este proceso se aplica a las partículas finas, ya que si son demasiado grandes, la adhesión partícula-burbuja será menor que el peso de la partícula y por tanto la burbuja dejará caer su carga. El mineral normalmente es transferido a la espuma o fracción flotante, dejando la ganga en la pulpa o cola. Las burbujas solo se pegan a las particulas si estas desplazan agua de su superficie(hidrofóbico).

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-

La sulfidizaciòn es uno de los tratamientos clásicos

REACTIVOS DE FLOTACIÒN 

Colectores: Se adsorben sobre la superficie de los minerales y los convierte en hidròfobicos(rechaza el agua) ,facilitando su adhesión a la burbuja, la estructura heteropolar que tiene(un grupo hidrocarburo no-polar y un grupo polar con el cuàl se enlaza a la superficie del mineral) el radical hidrocarburo hace repelentes a el agua a las partículas de minerales mientras que el grupo polar reacciona con el agua, una concentración excesiva del colector también puede tener un efecto adverso sobre la recuperación de los minerales valiosos, posiblemente debido al desarrollo de multicapas de colector sobre las partículas reduciendo la proporción de radicales hidrocarburo orientados hacia la masa de la solución, de modo que reduce la hidrofobicidad. COLECTORES MAS COMUNES Etílico de potasio Etílico de sodio Sec-amilico de potasio Amílico de potasio Isopropílico de sodio Sec-butílico de sodio Isobutíllico de sodio Aerofloat 25 Aerofloat 31 Aerofloat 33 Aerofloat 208 Aerofloat 211 Aerofloat 238 Aerofloat 242 Aerofloat 404

z.3 z-4 z-5 z-6 z-11 z-12 z-14 AR-125 AR-131 AR-133 AR-1208 AR-1211 AR-1238 AR-1242 AR-1404



Espumantes: Son sustancias tensoactivas heteropolares que pueden absorverse en la superficie de separación agua-aire, La estabilidad de la adhesión de la burbuja, depende en gran parte de la eficiencia del espumante, este tiene como propósito la creación de una espuma capaz de mantener las burbujas cargadas de mineral hasta su extracción mediante el paleteado. ESPUMANTES MAS COMUNES Etermetilico de F-250 prolipropilenglicol Alcoholes alifáticos F-700 Metyl isobutil carbinol F-250D Alcoholes terpénicos F-210 Xilenoles F-321



Activadores: Estos reactivos aumentan la flotabilidad de ciertos minerales, mejorando o ayudando a la adsorción de un colector. Restablecen la flotabilidad de un mineral que ha sido deprimido o oxidado. Los iones de estos reactivos forman compuestos superficiales, reduciendo su hidratación superficial y aumentando la cantidad de colector adherido al mineral (crea una nueva superficie en el mineral y lo hace susceptible a la flotación) Los activadores mas comunes son CuSO4, NaS, NaHS,



Depresores: su función es disminuir la flotabilidad de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica o impidiendo la adsorción de colectores que pueden hidrofobizarla, el más usado es la cal la cual deprime la pirita e incrementa el ph, los iones del depresor forman compuestos superficiales por intercambio ionico para impedir la adherencia del colector, incrementan la hidratación en la superficie mineral y despega del mineral los iones del colector. Los depresores más comunes son el NaCN, NaHSO3, Na2SO3, NaOCl, KMnO4, Na2S, ZnSO4, FeSO4, bicromatos, cal, almidón



Reguladores de ph: son los reactivos que controlan la acidez o alcalinidad de la pulpa. Son reactivos que cambian la concentración del ión hidrógeno, el cual tiene como propósito incrementar o decrecer la adsorción del colector como se desee. Una de los objetivos de este reactivo es encontrar el ph óptimo para cualquier combinación de reactivos y mineral, la mayoría de plantas trabaja con un pulpa alcalina óptima. Los reguladores de ph mas comunes son la cal, el NaOH, ácido sulfúrico



Sulfidizantes: los sulfidizantes se emplean en la flotación de minerales óxidados, los mas usados son el Na2S y NaHS los cuales se hidrolizan en agua , desprendiendo iones OH, S , HS , estos reaccionan con la superficie del mineral ,el ión S ingresa a la red cristalina del mineral, cubriéndolo y dándole un aspecto superficial de seudosulfuro el cual le permite ser flotado con colectores sulfídricos.

CARÁCTERISTICAS Y USOS DEL AP-473(COLECTOR), 945(COLECTOR) Y F-501 (ESPUMANTE) DE LA EMPRESA CYTEC



MX-

MX-945: Este colector pertenece a la serie maxgold de cytec, desarrollado a base de la química del max-gold, la cual busca ser eficiente en recuperación de partículas gruesas, partículas asociadas y mas selectividad, algunas características específicas de este colector son: a) b) c) d)

Estable en soluciones acuosas( ph 4-12) Excelente resultado en metales preciosos( Au, Ag y Mo) Bueno para sulfuros de cobre Excelente aplicación para minerales alterados( oxidados o que presenten mala flotabilidad)

e) Selectividad frente a la pirita y pirrotita f) Requiere dosis de 5- 20 g/t Algunos datos sobre la recuperación de minerales oxidados de cobre usando el MX-945 se muestran en la sgte figura:

El MX-945 posee propiedades de espumante también , es por eso que se debe adicionar una espumante débil para compensarlo o agregar espumante en bajas dosificaciones.



AP-473: Este colector es un tionocarbamato, es un reactivo no convencional para minerales sulfurados de Cobre, nos permite una mayor selectividad contra la pirita durante la flotación, ya que tiene mayor estabilidad en un amplio rango de ph, también es usado en procesos de recuperación de oro.



F-549: Este espumante proporciona un enfoque diferente. Esta hecho para proporcionar diferentes propiedades de resistencia frente a la selectividad ,este espumante es la combinación de un alcohol y un poliglicol , algunas características de estos son:

3. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES -mineral oxidado de Cu -01 celda de flotación -01 paleta -10 bandejas -01 balanza -01 balanza analítica -4 jeringas -01 probeta de 1 L -01 molino de bolas -bolas de molienda -01 set de mallas serie ASTM -01 martillo

REACTIVOS -colector MX-945 marca CYTEC -colector AP-473 marca CYTEC

-espumante F-549 marca CYTEC -cal(Ca(OH)2) -Na2S(10%) 4. PROCEDIMIENTO Previamente al inicio de la prueba examinamos las características del mineral que se empleará 4.1.

CARÁCTERISTICAS DEL MINERAL EMPLEADO

Nombre: Crisocola, Malaquita, Fórmula: CuSiO3 x nH2O, Cu2CO3(OH)2 Sistema cristalino: ortorrómbico , monoclínico Dureza: 2.3-3.5 , 3.5-4 Minerales acompañantes: pirita ( FeS2 ) en su mayor parte , Cuarzo (SiO2 ) , Pirolusita( MnO2) y esfalerita (ZnS) en menor cantidad Ley: 6.08% de Cu 4.2.

VALORACIÓN CUALITATIVA Y CUANTITATIVA DEL MINERAL

4.3.

DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE MOLIENDA -Primero cuarteamos el mineral y tomamos una muestra representativa -Luego chancamos el mineral hasta un tamaño que pase la malla 10( 100% -malla 10), la cuál es el tamaño óptimo para mandar el material a la etapa de molienda -Del material chancado tomamos 500 gr de muestra para realizar el análisis granúlometrico en el set de mallas ASTM, del cuál se obtuvo los sgtes resultados

Tabla1. Granulometría del alimento

-Luego molemos1 kg de mineral(por cada prueba) a diferentes tiempos, 15 , 20 y 25 min y los flotamos empleando una dosificación alternativa e igual para cada uno, con el fin de ver como varia la recuperacion, con respecto al tiempo -Después de cada molienda se saca 40 gr de muestra para ser analizadas en el ROTAP una vez se determine el tiempo de molienda, se hará el análisis granulométrico.

- Por tanto concluimos que nuestro tiempo de molienda es de 25 min , -el análisis granulométrico del producto de la molienda se muestra en la Sgte figura

-Una vez determinado el tiempo óptimo de molienda, nos enfocamos a determinar el tiempo óptimo de flotación pero primero debemos determinar la dosificación optima para este tipo de mineral, el Cw se mantendrá en 20% -Realizamos un diseño experimental de cribado empleando 4 factores: FACTORES Colector ( MX945) g/T Colector (AP473) g/T Espumante(F501) g/T Na2S ml

NIVEL BAJO 20

NIVEL ALTO 60

10

40

10

30

5

10

Tabla 6.Rangos de los factores para las pruebas

-Una vez realizadas las pruebas tomando 1000 g de mineral como muestra y realizando análisis químico a los resultados se obtiene:

Tabla 7. Pruebas realizadas y resultados obtenidos usando STATGRAPHICS -Luego determinamos la dosificación óptima

Tabla 8. Valores óptimos determinados en STATGRAPHICS

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Una vez encontrada la dosificación óptima, notamos que aun hay una cantidad significativa de mineral en el relave(crisocola) por lo que a primera instancia se vio un granulometría alta de esta.

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Otra observación que se hizo fue también la acción del Na2S sobre la crisocola y se corroboro que se deprimia con facilidad

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Por lo que se optò en realizar un remolienda previa a la etapa scavenger y disminuir la dosificación de Na2S

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Los resutados se muestran el sgte figura

-

Notamos que si fue significativa la remolienda y una baja dosificación de Na2S, aunque aun quedo una cantidad importante de crisocola en el relave, talvez con una menor velocidad de agitación, meno dosificación de Na2S y un ph mas adecuado se logre mejores recuperaciones.

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Finalmente los resultados del circuito de flotaciòn se muestran en la sgte figura:

5. CONCLUSIONES

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Se logro determinar el tiempo òptimo de molienda basándonos en las recuperaciones obtenidas a diferentes tiempos tomando una dosificación estandar para todos

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Se consiguió determinar por medio de diseños experimentales la dosficacion óptima de los reactivos de flotación(MX-945,AP-473, Na2S Y F-549) y también ver su comportamiento de estos sobre la superficie del mineral

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Logramos ver el distinto comportamiento de la malaquita y crisocola , frente al Na2S, y podemos decir que hay que buscar un pto intermedio para poder recuperar ambas especies en mayor porcentaje, también juega un rol importante la velocidad de agitación en la estabilidad de la capa de sulfuro creada en la superficie del mineral y el ph

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Consideramos que para posteriores pruebas se pueda emplear el Na2CO3 enves de la cal, la cual produce un excesivo uso de Na2S según wills y Ronal D. crozier , y hacer un comparación tanto en recuperación como en consumo de Na2S para analizar mejor estas observaciones

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Comprobamos la efectividad del Mx-945 sobre minerales oxidados , el cual complementa bien su acción agregando un colector fuerte en baja dosificación como el AP-473 y también una baja dosificación del espumante F-549 debido a que el MX-945 contiene prop. De espumante lo cual hace que solo necesite una baja cantidad de este para complementar su acción.

6. RECOMENDACIONES -

Se debe moler siempre a cantidades pequeñas en lab(aprox de 1 kilo) para obtener mejores resultados y una granulometría mas uniforme.

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El análisis granulométrico se puede hacer con malla precisión dividiendo en 2 partes la muestra, ya que asi se reduce el cegamiento o obstrucción de las mallas y asi disminuimos el error.

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Se debe realizar un buen cuarteo y análisis químico a cada muestra para obtener datos precisos

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Agregar sílice antes de empezar a moler es la mejor manera de limpiar el molino antes de empezar las pruebas

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El flujo de aire debe estar monitoreándose constantemente debido a que la presión de aire mueve poco a poco la llave de paso, haciendo que el flujo aumente y salga poco a poco de los valores establecidos.

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Despuès de cada proceso de flotación se debe levantar el agitador, agregarle agua y encenderlo para eliminar los últimos restos del material adherido a este

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Se debe usar respirador al momento de abrir el molino y al limpiar las bolas de molienda

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Agregar grandes dosificaciones de colector disminuye la ley debido a que pierde selectividad y empieza a flotar mineral no valioso(pirita)

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el tamaño del mineral para cada molienda debes pasar la malla 10(2000 um)

7. BIBLIOGRÀFIA

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David L.P.Castillo, principios generales del procesamiento de minerales,. Lima. 1997 Jaime T. Quezada, Preparación mecánica de minerales, Chile. 2000 Alexander S, Flotación de minerales, Chile. 1963 Raymond Ch. Quìmica, Edic. Mc.Graw Hill, 11ª edición, Mèxico. 2013 Dana H. Manual de minerología, Edic. Reverté, 2ª edición, España. 1969 https://www.academia.edu/28687803/Nuevas_Qu%C3%ADmicas_y_su s_Aplicaciones https://artigos.entmme.org/download/1975(2)/33%20%20Cecilia%20Ochar%C3%A1n_Washinton%20Aliaga_Heriban%20So to%20%20Efecto%20del%20Ion%20Calcio%20Sobre%20la%20Flotacion%20 de%20Crisocola%20Sulfidizada.pdf

8. ANEXOS