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• Andres Contreras Ancao

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Un yacimiento de cobre, recientemente encontrado se encuentra localizado en el norte de Chile, a unos 1000km al norte de Santiago. El depósito se emplaza sobre los 4000 m.s.n.m. El yacimiento será explotado a rajo abierto para procesar minerales de cobre con equipos de gran tamaño para abastecer una instalación de procesamiento de minerales. En la presente prueba, usted debe desarrollar los cálculos de proceso que contempla el procesamiento de mineral en una planta concentradora con capacidad de tratamiento de 80000 t/d de mineral. Considerando las siguientes operaciones unitarias. -

Flotación primaria. Remolienda. Flotación primera limpieza. Flotación barrido. Flotación segunda limpieza.

Los valores demostrados en esta prueba representan un valor promedio en estado estacionario durante el tiempo de utilización por día de operación para cualquier instalación o equipo considerando las disponibilidades de cada operación. El límite de batería considerado para la concentración es la siguiente: -

Desde: Recepción de pulpa en el cajón de alimentación a flotación primaria. Por un lado, el concentrado de cobre producto de la flotación segunda limpieza y el manejo de concentrado; por otro lado, el relave general producto del circuito de flotación colectiva y el manejo del relave.

Teniendo presente que: -La condición nominal considera la operación real de la planta para poder cumplir con la meta de producción en el año (365 días). Luego, se emplean los valores de utilización de cada etapa para considerar los días en los cuales habrá detenciones programadas. -Capacidad global, t/d (base seca):

80.000

-Leyes globales, % Cobre de mineral:

1.1

Cobre en el concentrado:

35

-Recuperación global de cobre, %:

90

-Gravedad especifica del mineral:

2.65

-Utilización:

92

Flotación primaria -

Tipo de celdas: Tamaño,m3: Tiempo de flotación, min: Ley de cobre en el concentrado, %: Gravedad especifica del concentrado, %:

Concencionales 280 22 8.5 2.99

-Concentración de solidos de alimentación, %:

35

-Concentración de solidos del concentrado, %:

35

Remolienda -Molinos considerados:

verticales

-Consumo especifico de energía, kWh/t:

4.4

-Eficiencia de energía, %:

80

-Carga circulante, %:

150

-Número de baterías de ciclones por molino:

1

-Concentración de sólidos en el underflow de ciclones, %:

70

(F2)Flotación primera limpieza -Tipo de celdas: -Tamaño, m3: -Tiempo de flotación, min:

concencionales 160 18

-Ley de cobre en el concentrado, %:

21

-Gravedad especifica del concentrado, %:

3.55

-Concentración de solidos del concentrado, %:

22

(F3)Flotación barrido -Tipo de celdas: -Tamaño, m3:

concencionales 160

-Tiempo de flotación, min:

18

-Ley de cobre en el concentrado, %:

4.5

-Gravedad especifica del concentrado, %:

2.73

-Concentración de solidos del concentrado, %:

17

(F4)Flotación segunda limpieza -Tipo de celdas

columna, sección circular

-Diámetro de cada columna, m:

3.5

-Capacidad unitaria, talim/h/m2:

10

-Agua de lavado, BIAS, %:

2

-Gravedad especifica del concentrado:

4.00

-Concentración de sólidos en peso, %:

34.0

Espesor de concentrado -Tipo de espesador:

convencional

-Tasa de espaciamiento, m2/ (t/d):

0.4

-Porcentaje de sólidos en la descarga, %:

36.00

Espesador de relaves -Tipo de espesador: -Tasa de espesamiento, m2 / (t/d): -Porcentaje de sólidos en la descarga, %:

alta capacidad 62.00 0.3

Planta de filtros El concentrado obtenido del espesador de concentrado, se conduce a una planta de filtros que utiliza filtros de banda de acuerdo al esquema de la figura 2. -Tipo de filtro:

prensa

-Área de filtrado, m2:

65

-Tasa de filtrado, kg/h/m2:

450

-Humedad residual, %:

10

-Utilización de la planta de filtros, %:

85

Se pide responder las siguientes preguntas. 1.) Determine la ley de cobre en el relave final, según el esquema, las colas de primera limpieza y barrido. 2.) Determine el balance de masa de la concentración si las leyes de colas son: -Ley de cola flotación primaria: 0.04% Cu -Ley de cola flotación primera limpieza: 2.50%Cu -Ley de cola flotación barrido: 0.42% -Ley de cola flotación segunda limpieza: 15.00 %Cu 3.) Determine la cantidad de celdas de flotación primaria, barrido, primaria y segunda limpieza. 4.) Calcule la cantidad de agua recuperada en los espesadores de concentrado y relaves. ¿De qué diámetro son estos espesadores? 5.) Determine la cantidad de equipos de filtrado a instalar en esta operación. 6.1) ¿Qué entiende por flotación? , explique cómo funciona el proceso de flotación, que elementos están involucrados en este proceso y como ellos participan dentro del proceso de flotación. 6.2) Explique cómo funciona y para qué sirve un depósito de relave.

1.) Alimentación

80.000 t/d

Ley de cobre en mineral= 1.1% =0.011 - Ton. Alimentación x Ley = Ton. De Cu que entra 80.000 t/d x 0.011=880 t/d - Recuperación global de Cu= 90% 880 t/d x 0,9 = 792 t/d Cu (concentrado) 880 t/d – 792 t/d =88 t/d Cu (relave) -Ley de concentrado = 35% 792/0,35 =2262,85 t/d de concentrado 80.000-2263 = 77,737 t/d de relaves -Calculamos la ley: 77,737 x Ley = 88 Ley = 88/77,737 = 1,13x10^-3 == 0.11 % -Ley de relave: 0,11% 2263xLey=79 Ley =0,349== 34,9 % Ley de concentrado

-Concentrado de minerales.

F1

F2 Rougher

F3

F6

F5

ESPESADORES

CLEANER

SCOVENGAR

F7 F4

RECLEANER

F8

F9

-1

Rougher Cleaner Scovengar Recleaner Rougher Cleaner Scovengar Recleaner

F2 -1 0 0 0 -0,04 0 0 0

F3 -1 1 0 0 -8,5 8,5 0 0

F4 0 -1 0 1 0 -21 0 21

F5 0 -1 0 1 0 -2,5 2,5 0

F6 0 0 -1 0 0 0 -4,2 0

F7 0 1 -1 0 0 4,5 -4,5 0

F8 0 0 0 -1 0 0 0 -35

F9 0 0 1 -1 0 15 0 -15

0 0 0

VLCu

-1,1 0 0

F1 0,8747

0,1253 0,09761 0,19598 0,09601 0,09997 0,02928

0

0,06833

F2:1

F3:2

0,8747x36230= 3169,03 t/h

Ley Cu%= 8,5 %

Ley Cu en Colas=0,04%

Ton: 3623x0, 1253=453,9 t/h = = 453t/h

%Sol= (3169 / 3169 agua) x100

SG: 2,65 + (4,20-2,15) / (35,0-1,10)-(8,50-1,10) =SG: 2,98

%Solido concentrado=35%

Agua=F1-F3 = (1) (100 / (35/2,98)+ ((100-35)/1)) = 1,303 t/m3 Agua: ( 464 x (100-35)) / 35 = 843,14 m3/h F4:3

Flujo: (454 / ((35x1, 30)/100)) = 997,8 m3/h = ( 100 / (22,0/3,55)+ ((100-22,0)/1) = 1,187 t/m3

Agua: ((354 x (100-22,0)) / 22,0 ) = 1255,0 m3/h Flujo: (354 / (22,0-1,187)/100) = 1355,59 m3/h

F7:4 Ley de Cu%= 4,5% %Solido concentrado=17%

F5:5

Ton(f7)= 0,0997x3623=362,19 t/h

Ley de Cu%= 2,50%

SG(f7)= 2,651x(4,20-2,65) / (35,0-1,10)x(4,50-1,10) = 2,805

Ton=0,19598x3623 =710,03 t/h

= (100 / (17,0/2,90) + ((100-17,0)/1) = 1,122 t/m3 F5:6 Agua f5)= agua (f3)+agua (f7)+agua (f9)+agua (f4) Agua (f5)=843,14+1767,4+1279,08-1255,0 = 2634,63 m3/h %Sol (f5) = (710 / (710+2634,62) = 0,21228x100 = 21,228% = 21,2% SG(f5) =2,65+(4,20-2,65) / (35,0-1,10)x(2,50-1,10) = 2,714 = =2,71

f5=(100 / (21,2 /2,71)+((100-27,2)/1))= 1,154 t/m3 = =1,154 t/m3 Flujof5: (710 / ((21,2x1,15)/100)) = 2912,2 m3/h

F8:7 Ley de Cu%= 35%

%Sol=17%

SG: 4,20

Ton(f8)= 0,02928x3623=106,08 t/h

f8= (100 / (17,00/4,20)+((100-17,0)/1))=1, 148 t/m3 = =1,15 t/m3 Agua(f8)= (106,08 / (17,0x1,1)/100) = 542,6 m3/h == 543 m3/h

3.) Rougher N de celdas= Flujo x Tiempo (hrs) / ud de celdas N celdas= 88087,05 x 22,60) / 290 N de celdas= 10,59 011 celdas Cleaner Vol= 160m3

Tiempo= 19 min

Flujo vol=

Ton F3

+

SGf3+Aguaf3

Ton F7 SGf7+Aguaf7

Flujo vol= 4246,58 m3/h

+

Ton F9

=

SGf9+Aguaf9

454

+

2,98+843,14

N de celdas= 4246,58 x (18/60)

362, 19

+

2,805+1767,4

248 3,285+1279,06

= 7,96 = = 8

160 4) Espesador concentrado: Ton=106,08 t/h

%Cu=35%

%Sol=17%

SGf8= 4,2

Agua= 106,08 x (100-17,00) = 517,92 m3/hr 17,0

100

= 1,148 tm/m3

(17,0/4,30)+((100-17,0)/1)

106,08 = 543,34m3/hr pulpa (17,0x1,148)/100

106,08 x (35,0/100) = 37,1 t/h Cu Under flow= 106 t/h

35% Cu

36% Sol

4,20 SG

Tasa de espesamiento: 0,40 m2/T/1 Área de espesador: Tasa de espesamiento x ton x24xutilización Área= 0,40x106, 08x24x0, 92= 936,89 m2 == 937m2 Diámetro: raíz cuadrada de ((4xarea) / pi ) = raíz cuadrada de ((4x937)pi)= 34,54 ==35 Espesador de relaves: F2+F6= 3169+348

Ton: 3517 t/h

%Cu= (Ton x Ley Cu + Ton x Ley Cu ) / (Ton;Ton) F3

F

F6

F6

/ (F2 ; F6)

%Cu= (3169x0,04 + 348x0,42 ) / (3169;318) = 0,077 == 0,08% Cu

Under flow:

%Sol= (Ton(f2) + Ton(f6) ) / ( Ton(f2)+Agua(f2)+Ton(f6)+Agua(f6)) x 100 = %Sol= 34,2%

Ton=3517 t/h

SG=Ton (f2)xSG(f2) + Ton(f6)xSG(f6)

%Cu=0,08% %Sol=62,0% SG=2,60

Ton(f2)+Ton(f6) 100

= 1,6169 tm/ m3 ==1,7 tm/m3

(62,0/2,60)+(100-62,0)/1) 3517 (62,0x1,617)/100

= 3508,0 m3/hr pulpa

3517x(100-62)=2155,5 m3/hr agua ==2156 m3/hr agua

Flotacion: Proceso físico- quimico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. La flotación se realiza por la pulpa proveniente de la molienda, que tiene ya incorporado los reactivos necesarios para la flotación,se introduce unos receptores como