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• Daniel Aaron

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PRACTICA Nº I.

TITULO: “FLOTACION SELECTIVA Cu- Pb-Zn ”

II.

OBJETIVOS: 2.1 Conocer los principios básicos de la flotación selectiva Cu-Pb-Zn. 2.2 Hacer prueba de flotación bulk Cu-Pb, deprimiendo Zn 2.3 Hacer prueba de flotación de Zn a partir de relave de F. bulk.

III.

FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN

Flotación, técnica de concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar la selección de los minerales con valor comercial.

Contempla la presencia de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida está representada por las materias a separar, la fase líquida es el agua y la fase gas es el aire. Una pulpa con porcentaje de sólidos variables no superior a 40% de sólidos. Se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas.

Para lograr una buena concentración se requiere que las especies que constituyen la mena estén separadas o liberadas. Esto se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayoría de los minerales, se logra un adecuado grado de liberación moliendo a tamaños cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al aumentar el tamaño de la partícula, crecen las posibilidades de mala adherencia a la burbuja; en tanto que las partículas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partícula burbuja y menor granulometría se produce el ensuciamiento del concentrado por lo que se llama “enlamado” FLOTACIÓN BULK: Recuperación de todas las especies valiosas (oro, plomo, plata, zinc, cobre, etc.) en un solo producto llamado Concentrado Bulk. FLOTACIÓN SELECTIVA: Recuperación de las especies valiosas especificas como Cu-Pb-Zn, en varias flotaciones obteniéndose productos o concentrados para cada una de las especies en mención.

REACTIVOS DE FLOTACION: Los reactivos de flotación se dividen en: Colectores, espumantes y modificadores. Los colectores y espumantes se emplean generalmente en cantidades del orden de 0,5 a 1000 g/ton Los modificadores son empleados en cantidades que generalmente varían entre 20 a 1000 g/ton.

VARIABLES OPERACIONALES RELEVANTES EN EL PROCESO: Pruebas batch de laboratorio: Se realizan en celdas de flotación de laboratorio de capacidad nominal de 50 a 2000 gramos. Las variables más típicas que se estudian en laboratorio son las siguientes: • • • • • • •

Tipo de reactivos (colector, espumante, modificadores, etc.) Dosis de reactivos. Densidad de pulpa. Aireación y acondicionamiento. pH. Tipo de agua. Temperatura.

Descripción de las variables típicas: Granulometría: Adquiere gran importancia dado que la flotación requiere que las especies minerales útiles tengan un grado de liberación adecuado para su concentración. Tipo de Reactivos: Los reactivos pueden clasificarse en colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso dependerá de la selección de la mejor fórmula de reactivos. Dosis de Reactivo: La cantidad de reactivos requerida en el proceso dependerá de las pruebas metalúrgicas preliminares y del balance económico desprendido de la evaluación de los consumos. Densidad de Pulpa: Existe un porcentaje de sólidos óptimo para el proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en los circuitos.

Aireación: La aireación permitirá aumentar o retardar la flotación en beneficio de la recuperación o de la ley, respectivamente. El aire es uno de los tres elementos imprescindibles en el proceso de flotación, junto con el mineral y el agua. Regulación del pH: La flotación es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Cada fórmula de reactivos tiene un pH óptimo ambiente en el cual se obtendría el mejor resultado operacional. Tiempo de Residencia: El tiempo de residencia dependerá de la cinética de flotación de los minerales de la cinética de acción de reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de sólidos de las pulpas en las celdas y de las cargas circulantes. Calidad del Agua: En las Plantas la disponibilidad de agua es un problema. Normalmente se utiliza el agua de recirculación de espesadores que contiene cantidades residuales de reactivos y sólidos en suspensión, con las consecuencias respectivas derivadas por este flujo de recirculación.

CELDAS DE FLOTACION: Funciones: Mantener todas las partículas en suspensión dentro de las pulpas en forma efectiva, con el fin de prevenir la sedimentación de éstas. Producir una buena aireación, que permita la diseminación de burbujas de aire a través de la celda. Promover las colisiones y adhesiones de partícula-burbuja. Mantener quietud en la pulpa inmediatamente bajo la columna de espuma. Proveer un eficiente transporte de la pulpa alimentada a la celda, del concentrado y del relave. Proveer un mecanismo de control de la altura de la pulpa y de la espuma, la aireación de la pulpa y del grado de agitación.

Características: 1. Facilidad para la alimentación de la pulpa en formas continúa. 2. Mantener la pulpa en estado de suspensión. 3. No debe ocurrir la sedimentación de las partículas. 4. Separación adecuada del concentrado y del relave.

IV.

EQUIPOS, MATERIALES Y EPP EPP: Respirador para polvos. Guantes quirúrgicos. EQUIPOS E INSTRUMENTOS: Chancadora secundaria marca Brown 2x4” Molino de bolas marca Denver, capacidad 1 Kg. de mineral. Celda de flotación, marca Denver, capacidad vaso de 1 Kg. de mineral Cedazos: #10, 200 Pizetas. de 1L. Bandejas. 03 Balanzas electrónicas Cintas de pH, ph-metro.

REACTIVOS QUÍMICOS: Colectores: Xantato: Z-6, Z-11, Espumante: ER-375, ER 450. Depresores: ZnSO4, NaCN, bisulfito de sodio. Activadores: CuSO4, Regulador de pH: Cal con 53%CaO, carbonato de sodio. Agua: con pH 8, 10 y 11.

V.

PARAMETROS DE OPERACIÓN Y VARIABLES DE ESTUDIO: 5.1 Condiciones Base de la Flotación Bulk y Selectiva

Flotación Bulk Cu-Pb: pH 7.5-8.5, Flotación de Zn: pH 10.5-11 Flotación de Pb: pH 10 Reactivos: Colectores: Flotación Bulk: Xantato Z-6 (30 y 60 g/TM), Flotación de Zn, Pb: Z-11 (30 y 60 g/TM)

Espumante: ER-450 (16 y 32 g/TM) % de sólidos: 33% Celda de Flotación: 2.3 litros Velocidad de Agitación: 800-1200 rpm (no está operativo controlador) Tiempo de Acondicionamiento: 5 min Tiempo de Flotación: 20 min

5.2 Variables del Estudio

Variables: 1. pH: en este caso se fijará según tabla anterior. 2. Dosis de Colector: F. Bulk: Xantato Z-6; 10 g/TM, 30 g/TM F. selectiva Zn, Pb: Z-11; 10 g/TM, 30 g/TM 3. Velocidad de Agitación, rpm: 800 y 1200, (inoperativo controlador)

Cada prueba será evaluada de acuerdo con los parámetros metalúrgicos Recuperación Metalúrgica y ley de producto, un balance metalúrgico.

VI.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DE FLOTACIÓN: El mineral contendrá típicamente especies mineralógicas de cobre, plomo y cinc del tipo sulfuro. También se debe contar con antecedentes iniciales, se entregará información respecto del mineral que se utilizará, como leyes del mineral, para las experiencias y los datos sobre la cinética de molienda que se obtendrá en laboratorio (ver anexo A-1)

VI.1. Preparación de muestra y molienda de mineral: 6.1.1 Preparar el mineral: chancar el mineral hasta obtener que pase 100% -#10. 6.1.2

Obtención de muestra: Mediante homogenización método de coneo y reducción de muestra por método de cuarteo y damero según se requiera.

-

Muestra para determinar acidez de mineral. (200 g.) y determinar la cantidad de cal a adicionar para obtener pH 8. Pulpa con 33.3% sólidos.

-

Muestra para determinar humedad. (500 g.)

-

Muestra para prueba de cinética de molienda 3 paquetes de (1000 g.)

-

Muestra para molienda - flotación. 4 paquetes de (1000 g.)

6.1.3 Molienda del mineral: se agregará al molino lo siguiente: -

1000 g. de mineral, 500 ml. de agua, simulando una pulpa de 67.7% de sólidos.

-

Cal para regular pH. a 8.

-

Depresor de lechada de NaCN y ZnSO4 para deprimir el Zn.

-

Se puede considerar agregar bisulfito de sodio para deprimir el Zn.

-

Proceder a moler durante el tiempo determinado en la prueba de cinética de molienda para obtener 55-65% -#200 tyler. Ver anexo 1. 6.1.4

Descargar el molino: vaciar el mineral con cuidado,

evitando perder finos. 6.1.5

Lavar el molino con ayuda de una pizeta y agregar agua

en el vaso de la celda de flotación teniendo cuidado de no llegar al tope. Esto simulará una pulpa de aproximadamente 33% de sólidos.

VI.2 FLOTACION BULK: Cu-Pb

6.2.1 Medir pH de la pulpa, si es necesario ajustar al necesario con cal.

6.2.2 Después de fijar pH operación, Adicionar 0.3 ml. de Xantato-Z6 al 10% (30g/TM) y 1 gota de espumante ER-450. (16 g/TM)

6.2.3 Después de agregar controlar el tiempo de acondicionamiento de 5 minutos.

6.2.4 Después de completar el tiempo de acondicionamiento abrir la válvula de ingreso de aire lentamente hasta que quede totalmente abierta. 6.2.5 Agregar agua con el mismo pH de pulpa para que rebalse la espuma justo en el momento que rebalse se toma el tiempo de inicio de flotación, ayudar con una paleta(cada 10 segundos) para retirar las espumas durante un tiempo de 15 minutos. (se obtendrá en bandejas diferentes, espumas-concentrado de 0-5 min, 5-10 min y de 10-15 min). 6.2.6 Durante el paleteo de la espuma mineralizada agregar agua con el mismo pH para mantener nivel de pulpa. 6.2.7 Terminado el tiempo de flotación, cortar el paso de aire. Finalmente, cortar la agitación y proceder a filtrar y secar el concentrado

Pb-Cu

(producto

obtenido

en

la

espuma

mineralizada) 6.2.8 Pesar el concentrado Cu-Pb. 6.2.9 El relave (producto que permanece en la celda) servirá para hacer la flotación de Zn.

VI.3 FLOTACION SELECTIVA: Zn

6.3.1 El relave obtenido de la flotación bulk, se procederá a realizar una segunda flotación para obtener en las espumas un concentrado de Zn.

6.3.2 Regular volumen de pulpa y medir pH.

6.3.3 Agregar CuSO4 como activador de Zn (en proporción igual a mayor a lo agregado de ZnSO4 durante la molienda).

6.3.4 Medir pH y ajustar a pH de operación entre 10.5 y 11 con adición de cal. 6.3.5 Adicionar 0.3 ml. Xantato Z-11 al 10% (20g/TM), y 1 gota de espumante ER – 450 (16 g/TM). 6.3.6 Después agregar reactivos proceder a acondicionar por 5 minutos. 6.3.7 Después de completar el tiempo de acondicionamiento abrir la válvula de ingreso de aire lentamente hasta que quede totalmente abierta. 6.3.8 Agregar agua con el mismo pH de pulpa (10.5 y 11) para que rebalse la espuma justo en el momento que rebalsa se toma el tiempo de inicio de flotación, ayudar con una paleta(cada 10 segundos) para retirar las espumas durante un tiempo de 15 minutos. (se obtendrá en bandejas diferentes, espumas concentrados) de: 0-5 min, 5-10 min y de 10-15 min).

6.3.9 Durante el paleteo de la espuma mineralizada agregar agua con el mismo pH para mantener nivel de pulpa. 6.3.10 Terminado el tiempo de flotación, cortar el paso de aire. Finalmente, cortar la agitación y proceder a filtrar y secar el concentrado Zn (producto obtenido en la espuma mineralizada) y el relave (producto que permanece en la celda de flotación). Codificar y trabajar con cuidado. 6.3.11 Pesar el concentrado Zn secado. Y el relave también secado.

VII.

Resultados

7.1 Analizar leyes de Cu-Pb-Zn, en cada uno de los productos en laboratorios externos a la UNT.

7.2 Analizar resultados según balances metalúrgicos. Recuperación metalúrgica, ley de producto y radio de concentración.

VIII.

IX.

CONCLUSIONES:

RECOMENDACIONES:

Anexos A-1: Cinética de molienda. A-2: Balances metalúrgicos.

ANEXO A-1 Cinética de molienda: Para determinar el tiempo de molienda requerido para alimentar la etapa de flotación bulk, se realiza una cinética de molienda, la que corresponde a moliendas de 1.000 gramos de mineral en molino de bolas a diferentes tiempos, realizadas con un 67.7% de sólidos. Se pueden observar lo siguientes tiempos de molienda:

Tabla A1.- Cinética de Molienda

Tiempo (min)

% -200#

10 15 20

De acuerdo a la cinética de flotación y los requerimientos de liberación se establece como condición de obtener un producto de molienda de 55-65% -200#, o lo que se requiera en planta y se especifique.