tesis revisada huaman rodriguez---- finalllllll
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“UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GORHMANN”
FACULTAD DE INGENIERIA METALURGIA
Escuela profesional de ingeniería metalúrgica
PROCESO DE LA INVESTIGACION METALURGIA
Tema:
INFLUENCIA DEL TIEMPO DE MOLIENDA EN LA FLOTACION
DE MINERALES SULFURADOS Pb - Zn
Integrado por:
MARCOS HUAMAN RODRIGUEZ 04-25588
PEDRO NINA QUISPE 05-27466
TOMMY SIÑA 05-27428
ORLANDO CATACORA 05-27471
TACNA – PERU
2010
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RESUMEN
La flotación selectiva de sulfuros de plomo-zinc ha sido practicada por muchosaños. Desafortunadamente, esta práctica no es siempre aplicable con facilidad
a minerales cobre-zinc debido a la similar flotabilidad de los sulfuros de cobre y
zinc. La flotación bulk seguida por la separación de cobre, plomo, y zinc es
comúnmente empleada. La flotación selectiva en tres etapas fue un tratamiento
inicial de minerales cobre-plomo-zinc . Actualmente esta práctica es muy rara
vez empleada, la técnica preferente es selectivamente flotar un concentrado
bulk cobre-plomo con la depresión del zinc, y del hierro (esfalerita, pirita);
seguida por la reflotación de las colas cobre-plomo para la selectiva
recuperación de zinc del hierro y otros minerales. Cuando el mineral es muy
complicado, puede ser posible flotar un concentrado bulk cobre-plomo-zinc-
pirita seguido por la flotación cobre-plomo con la depresión del sulfuro de zinc.
por esta razón es necesario estudiar las propiedades de flotación para estos
minerales, las principales son: solubilidad, físico-química de superficie,
termodinámica, contenido de finos y otros.
En estas menas complejas de Cu-Pb-Zn, los minerales de cobre que se
encuentran con mayor frecuencia son: Chalcopirita (CuFeS2), calcosita (Cu2S),
covelita (CuS), bornita (Cu5FeS4), Enargita (Cu3AsS4) y tetraedrita
(3Cu2S.Sb2S3).
El principal mineral de plomo (Pb) es la galena (PbS), a veces acompañada de
pequeñas cantidades de cerusita (PbCO3) y anglesita (PbSO4).
El principal mineral de zinc (Zn) es la esfalerita (ZnS) y la marmatita con un
variable contenido de Fe (ZnS(FeS)x).
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INDICE DE CONTENIDO
INTRODUCCION 4
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO METODOLOGICO
1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACION 52. DEFINICION Y IDENTIFCACION DEL PROBLEMA 53. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 64. DELIMITACIONJ DEL PROBLEMA 65. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DEL PROBLEMA 76. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 7
6.1. OBJETIVOS GENERALES6.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
7. HIPOTESIS GENERAL Y SECUNDARIA 88. VARIABLES 89. INDICADORES Y OPERIALIZACION DE VARIABLES 9
CAPITULO IIMARCO REFERENCIAL
1. MARCO HISTORICO 102. MARCO TEORICO / CIENTIFICO 123. MARCO TEGNOLOGICO 184. MARCO CONCEPTUAL 22
CAPITULO IIIPROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS
1. PROCEDIMIENTOS2. RESULTADOS
CAPITULO IVCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3. CONCLUSIONES4. RECOMENDACIONES
CAPITULO VREFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. BIBLIOGRAFIA
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INTRODUCCION
La flotación de minerales plomo-cobre-zinc es uno de los problemas máscomplicados en la metalurgia de los metales base. El problema es aún más
difícil cuando el contenido de cobre, plomo, y el de zinc es suficiente como para
justificar la obtención de tres concentrados. Estos minerales suelen referirse
como sulfuros complejos. Los problemas de flotación son por lo general de
origen geológico. Las características de un depósito tienen influencia en el
tratamiento metalúrgico. Así, alguna alteración en la superficie del mineral es
de gran importancia, pues la flotación es un fenómeno superficial.
La flotación selectiva de sulfuros de plomo-zinc ha sido practicada por muchos
años. Desafortunadamente, esta práctica no es siempre aplicable con facilidad
a minerales cobre-zinc debido a la similar flotabilidad de los sulfuros de cobre y
zinc. Esto es especialmente cierto cuando la oxidación ha causado la
disolución de algo de cobre. La flotación bulk seguida por la separación de
cobre, plomo, y zinc es comúnmente empleada. La flotación selectiva en tres
etapas fue un tratamiento inicial de minerales cobre-plomo-zinc [19].
Actualmente esta práctica es muy rara vez empleada, la técnica preferente es
selectivamente flotar un concentrado bulk cobre-plomo con la depresión del
zinc, y del hierro (esfalerita, pirita); seguida por la reflotación de las colas cobre-
plomo para la selectiva recuperación de zinc del hierro y otros minerales.
Cuando el mineral es muy complicado, puede ser posible flotar un concentrado
bulk cobre-plomo-zinc-pirita seguido por la flotación cobre-plomo con la
depresión del sulfuro de zinc.
El sulfuro de sodio puede ser usado en concentración de minerales
polimetálicos cobre-zinc como un desorbente. Un consumo alto de Na2S es
indeseable por razones ambientales y económicas. Algunas veces, es
requerido un consumo alto para la desorción del colector, pero muchas veces
se puede incrementar la perdida de metales en diferentes concentrados. Ante
esta situación, el nitrógeno es una alternativa interesante.
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CAPITULO I
PLANTEAMINETO METODOLOGICO
1. EL PROBLEMA DE INVESTIGACION
En la flotación de minerales sulfurados de plomo – zinc (flotación
diferencial), tratamos de encontrar el tiempo optimo de liberación de
mineral, aplicando para ello una serie de pruebas a distintos tiempos de
moliendabilidad, determinando así el tiempo de molienda mas adecuado
en donde tendremos mayor liberación de mineral que a su vezproporcionara una mayor recuperación en el concentrado, cabe resaltar
los demás factores que influirán para que este proceso sea realizado de
la manera mas adecuada por lo que es necesario hallar el tiempo optimo
de molienda, la dosificación de reactivos, el pH y los demás parámetros
para este proceso.
2. DEFINICION E IDENTIFICACION DEL PROBLEMA
Este trabajo de investigación es una propuesta para evaluar y analizar a
que tiempo es necesario tratar la molienda de un mineral sulfurado de
Pb – Zn , procedente de las zonas altas de palca para tamizarlo en malla
-200 encontrado así una mayor liberación de mineral que conllevara a
obtener una mayor recuperación en el concentrado.
El proyecto de investigación incluye distintas pruebas y a distintos
tiempos al momento de efectuar la molienda, a una mena polimetálica
de Pb –Zn de características particulares ya que este mineral viene
hacer una variedad de la esfalerita, está compuesta por sulfuro de Zinc.
Es la principal mena de zinc. El sulfuro de zinc es incoloro, pero la
blenda contiene siempre sulfuro ferroso, que la oscurece.
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Si su contenido en hierro es alto se le llama marmatita, pero si ese
contenido es bajo se le llama blenda acaramelada. Su origen es
magmático (líquido en pegmatitas), Aparece combinado con: Galena,
pirita, calcopirita y arsenopirita.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Uno de los problemas que acoge este proceso es el inadecuado tiempo
de molienda que se le da al mineral triturado, conllevando a tener una
liberación de mineral en malla -200 por debajo de lo establecido y
consecuentemente un bajo porcentaje en el ratio de concentración.
También influye la mala utilización de los reactivos ya que demasiado
reactivo puede provocar un rebose en la celda conllevando a una
perdida de mineral concentrado.
Este trabajo busca encontrar en tiempo mas optimo para la liberación de
mineral lo que conllevaría a obtener un mayor porcentaje en la
recuperación del concentrado.
¿El tiempo óptimo de molienda a determinarse permitirá mejorar la
recuperación en el proceso de flotación?
4. DELIMITACION DEL PROBLEMA
El estudio que se llevará a cabo en este trabajo se hace en referencia a
pruebas realizadas en el laboratorio y tomando como guías trabajos ya
realizados anteriormente y que se relacionan con el tiempo optimo de
molienda y grado de liberación como dos variables importantes que
afectan la recuperación.
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5. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DEL PROBLEMA
Uno de los principales problemas que acoge este proceso es el
inadecuado tiempo de molienda que se le da al mineral triturado
Debido de que en algunos casos buscan minimizar costos en energía,
no dándose cuenta de que la liberación de mineral que obtienen a malla
-200 es delimitada, pudiéndose obtener aun mejores liberaciones de
mineral si se optimizara el tiempo adecuado a la molienda del mineral.
Este trabajo busca encontrar ese tiempo óptimo en donde se pueda
liberar mayor cantidad de mineral luego de tamizar por malla -200
obteniendo así resultados proporcionales en la flotación, ya si tenemos
mayor cantidad de mineral liberado mayor será el porcentaje de
concentrado a obtener.
6. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
6.1. OBJETIVOS GENERALES
• Determinar el tiempo óptimo de moliendabilidad para obtener
la máxima liberación de mineral para la flotación de minerales
sulfurados de Pb – Zn.
6.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Determinar las variaciones en el grado de liberación
expresado en gramos del mineral valioso a distintos tiempos
de molienda y comparar las recuperaciones en el
concentrado.
• Determinar el volumen adecuado de ingreso de reactivos.
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7. HIPOTESIS GENERAL Y SECUNDARIA
7.1. HIPÓTESIS GENERAL
• El tiempo óptimo de molienda nos permitirá obtener una
mejor liberación de mineral valioso, lo cual se verificara con
una mayor recuperación.
7.2. HIPÓTESIS SECUNDARIA
• Un mayor porcentaje en el grado de liberación comparado
con los demás ensayos, nos permitirá obtener una mejor
recuperación en el concentrado.
• Una adecuada dosificación de reactivos permitirá alcanzar
mejores ratios de recuperación de mineral valioso. (optimizar
el proceso.)
8. VARIABLES
8.1. VARIABLES DEPENDIENTES
• Recuperación
8.2. VARIABLES INDEPENDIENTES
• Ley de cabeza a flotación.
• Tiempo optimo de molienda del mineral.
• Granulometría.
• Dosificación de reactivos
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9. INDICADORES Y OPERIALIZACION DE VARIABLES
Recuperación de concentrado de
Pb – Zn (Cu)Porcentaje %
Tiempo de moliendaminutos
Dosificación y concentración de
reactivosPorcentaje%
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CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
1. MARCO HISTORICO
El proceso de flotación de espumas podemos decir, que es de origen
relativamente reciente y por tanto, considerarlo como un proceso
moderno, cuyos fundamentos teóricos y tecnológicos fueron
desarrollados sólo en el siglo XIX. Sin embargo, como todos los grandes
descubrimientos, este proceso tiene antecedentes históricos que se
pueden remontar hasta varios siglos atrás. Así tenemos:
1. Herodotus 500 años A.C. relata la separación de granos de oro de las
arenas utilizando plumas de ganso engrasadas.
2. En 1491, los árabes separaban la azurita con resinas fundidas que
impregnaban al mineral.
3. En 1731 se conoce la adhesión de un sólido de aire, a partir de una
pulpa.
4. En 1860, Haynes descubre las diferencias en la humectabilidad de los
minerales por el agua y el aceite. No se usó por el gran consumo de
aceite en relación de 1:9 a 1:5 aceite/agua.
5. En 1885-86 el americano Everson usó agua acidificada para producir
las burbujas (ácido sulfúrico- carbonato de calcio). Este hecho marcó el
comienzo de la flotación industrial.
6. En 1901-02 Potter en Australia y Fromet en Italia utilizaron un gas
como medio flotante.
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7. En 1905-06 se logra un importante avance cuando Ballot y Sulman y
Picard reducen el consumo de aceite al introducir aire a la pulpa para
producir las burbujas por agitación.
8. En 1912 se estableció que el bicromato deprime a la galena (PbS) y
que el SO2 deprime a la blenda o esfalerita (ZnS).
9. En 1913, Bradfor descubre que el CuSO4 activa a la esfalerita, lo que
permitió la separación selectiva del PbS y ZnS. También se aplicó el
principio de sub-aireación y el concepto de flotación reversa o inversa.
10. En 1917 se patentó el primer colector no basado en aceites, - La x-
naftilamina- por Coliss. También Sheridan y Griswold utilizaron el cianuro
como depresor de esfalerita y pirita, del mismo modo el sulfato de zinc
como depresor de la esfalerita.
11. En 1924 Sulman y Edser patentaron los jabones del ácido graso.
12. En 1925, Keller patentó a los xantogenatos alcalinos - Xantatos-
como colectores. También este año se propuso el uso de colectores
catiónicos para la flotación de silicatos, siendo en ellos el catión una
amina primaria como grupo activo.
13. En 1926, Whitworth patentó como colector al ácido dithiofosfórico
-Aerofloats-.
14. En 1952, Tveter descubre al espumante soluble en agua -Dow froth.
15. En 1954, Harris y Fischback descubrió al dialkil-tionocarbamato bajo
como colectores.
16. En 1978, R. Klimpel Introduce los modelos matemáticos de la
cinética de flotación.
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2. MARCO TEORICO / CIENTIFICO (FUNDAMENTOS DEL PROCESO)
2.1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN DE
MINERALES SULFURADOS
Con minerales de sulfuros se usan los xantatos, nombre genérico para
los aquiléteres de un ácido tio-carboxílico (der.), o los diésteres como los
alquil-ditiofosfatos (izq.). Los grupos alquilos R varian desde etil hasta
octil, y aún dodecil.
No se sabe muy bien cual es el mecanismo fundamental, pero existe
aparentemente una quimisorción del xantato por interacción del ión
sulfuro y del metal, que reemplaza un enlace roto durante la molienda;
ya que es una quimisorción, se trata de un enlace muy fuerte, y por lo
tanto el equilibrio de adsorción está muy desplazado.
Se puede también usar sales de ácido carboxílicos, típicamente jabones
oléicos, para flotar minerales oxidados que contienen calcio, hierro o
cromo, ya que la insolubilidad de los jabones de estos metales promueve
la adsorción.
2.2. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN
La definición tradicional de flotación dice que es una técnica de
concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las
propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar
la selección. En otras palabras, se trata de un proceso de separación de
materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por
medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e
hidrofóbicas.
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Según la definición, la flotación 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. Los
sólidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicación del proceso, se
preparan en forma de pulpa con porcentaje de sólidos variables pero
normalmente no superior a 40% de sólidos. Una vez ingresada la pulpa
al proceso, 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.
En un proceso de concentración de minerales ideal, la mena
mineral se divide en un concentrado enriquecido con el componente útil
y una cola con los minerales que componen la ganga.
Por su parte, la estabilidad de la burbuja dependerá del
espumante agregado.
REACTIVOS USADOS EN LA FLOTACIÓN
Los reactivos de flotación corresponden a sustancias orgánicas
que promueven, intensifican y modifican las condiciones óptimas del
mecanismo físico-químico del proceso.
Colectores: Son sustancias orgánicas que se adsorben en la superficie
del mineral, confiriéndole características de repelencia al agua(hidrofobicidad).
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Espumantes: Son agentes tensoactivos que se adicionan a objeto de:
1. Estabilizar la espuma
2. Disminuir la tensión superficial del agua
3. Mejorar la cinética de interacción burbuja - partícula
4. Disminuir el fenómeno de unión de dos o más
burbujas(coalescencia)
Modificadores: Estos reactivos, tales como activadores, depresores o
modificadores de pH, se usan para intensificar o reducir la acción de los
colectores sobre la superficie del material.
MECANISMOS DE FLOTACIÓN
Para estudiar el mecanismo de la flotación es necesario conocer
lo que sucede con la partícula de mineral y una burbuja de aire para que
ellos formen una unión estable.
El proceso de flotación está basado sobre las propiedades
hidrofílicas e hidrofóbicas de los sólidos a separar. Se trata
fundamentalmente de un fenómeno de comportamiento de sólidos frente
al agua, o sea, de mojabilidad de los sólidos. Los metales nativos,
súlfuros de metales o especies tales como grafito, carbón bituminoso,
talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman mineraleshidrofóbicos. Por otra parte, los minerales que son óxidos, sulfatos,
silicatos, carbonatos y otros son hidrofílicos, o sea, mojables por el agua.
Se puede observar además que los minerales hidrofóbicos son
aerofílicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire,
mientras que los minerales hidrofílicos son aerofóbicos, o sea, no se
adhieren normalmente a ellas.
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En resumen, es necesario incrementar la propiedad hidrófoba en
las partículas minerales de una pulpa para facilitar la flotabilidad. Esto
se efectúa con los reactivos llamados colectores, que son generalmente
compuestos orgánicos de carácter heteropolar, o sea, una parte de la
molécula es un compuesto evidentemente apolar (hidrocarburo) y la otra
es un grupo polar con las propiedades iónicas, es decir, con carga
eléctrica definida.
La partícula queda cubierta por el colector que se adhiere a su
superficie por medio de su parte polar, proporcionándole con la parte
polar propiedades hidrofóbicas.
El agregado de espumantes, como se ha dicho, permite la
formación de burbujas de tamaño y calidad adecuada para el proceso.
Pues bien, el contacto entre las partículas y las burbujas requiere que las
primeras estén en constante agitación, la cual la otorga el rotor de la
máquina de flotación, de modo que para realizar la unión con las
burbujas son necesarios: a) su encuentro y b) condiciones favorables
para formar el agregado.
VARIABLES OPERACIONALES RELEVANTES EN EL
PROCESO
Granulometría: Adquiere gran importancia dado que la flotación
requiere que las especies minerales útiles tengan un grado de liberación
adecuado para su concentración.
Para que un mineral pueda ser concentrado y separado debe
cumplir las siguientes condiciones:
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• La partícula debe representar una sola especie
mineralógica.
• Punto adecuado de liberación.
•
Tamaño y peso para ser transportado por la espuma.• Evitar la sobre-molienda - el efecto de las lamas es
negativo - consume reactivos y causa depresión natural de las
especies valiosas.
• Evitar producción de partículas mixtas - Baja la
recuperación o baja la ley del concentrado.
El efecto que causa la producción de lamas es:
• Las partículas de tamaño pequeño flotan mal.
• Las lamas perjudican la flotación de las partículas de
tamaño adecuado.
• Aumenta la adsorción y por ende el consumo de reactivos.
• Facilita la oxidación.
• Aumenta la viscosidad de la pulpa.• Recubre a la espuma con una película estable.
• Las lamas funcionan como depresor de las especies
flotables debido a su carga eléctrica que poseen.
• Se consideran lamas a partículas menores a 5 a 10
micrones.
En lo común este factor o variable operacional del proceso de flotaciónes muy importante porque evita aquellas perdidas en el concentrado así
como en los reactivos y por ende mayores gastos en una empresa, por
lo cual es necesario controlar el tiempo optimo en la molienda para
obtener una liberación de mineral adecuada.
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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 deespesadores que contiene cantidades residuales de reactivos y sólidos
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en suspensión, con las consecuencias respectivas derivadas por este
flujo de recirculación.
3. MARCO TEGNOLOGICO
El proceso trata de deprimir los minerales de Zn, Pb, Fe, y otros
como As, Sb, etc. Así, como depresores del zinc (ZnS) tenemos al
cianuro de sodio (NaCN), sulfato de zinc (ZnSO4), bisulfito de sodio
(NaHSO3), sulfuro de sodio (Na2S), Anhídrido sulfuroso (SO2) y el sulfato
ferroso (FeSO4).
Está claramente establecido que la esfalerita limpia y pura no adsorbe
los xantatos de cadena corta hasta que su superficie sea activada por los
iones de cobre (Cu++),de acuerdo a la reacción:
++++
+⇒+ ZnCuS Cu ZnS
Estos iones de Cu en menas de Pb-Cu-Zn de una u otra manera
van ha estar presentes; entonces podemos asegurar que el cianuro es
depresor de Cu, Zn, Fe y otros debido a que disuelve a los xantatos de
estos metales, más no así al xantato de plomo lo cual permite la flotación
selectiva.
La depresión de zinc por cianuro cuando no hay presencia de
iones cobre, puede estar representada por las siguientes reacciones:
−−++
+→+ S Zn ZnS
( )2
2 CN ZnCN Zn ⇔+−++
( ) −−−
⇔+ 42 )(2 CN ZnCN CN Zn
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El radical −−
4)(CN Zn forma luego el complejo insoluble con otros
cationes, previniendo de este modo, la adsorción del colector; las mismas
reacciones ocurren con el Fe.
El sulfato de zinc (ZnSO4) también puede prevenir la activación de
la esfalerita don el ion Zn++ es el que llega a ser desplazado durante la
activación. Así, la reacción para la activación puede escribirse:
( ) ( ) ++++
+⇔+
++++
Zn ZnS Cu ZnS Cu Zn
Donde la reacción se invierte incrementando la concentración de Zn++
hacia la izquierda, para evitar la activación.
Se presentan también otras reacciones más complejas para auxiliar la
depresión del sulfuro de zinc y se considera que el cianuro reacciona con
el sulfato de zinc para forma cianuro de zinc, el cual es relativamente
insoluble y se deposita sobre la superficie de la esfalerita, volviéndola
hidrofílica y evitando la adsorción del colector. Una reacción puede ser:
4224 )(2 SO NaCN Zn NaCN ZnSO +⇔+
Del mismo modo, en una pulpa alcalina, también se forma
hidróxido de zinc (Zn(OH)2) el cual adsorbe los iones de cobre y se
deposita sobre la superficie de la esfalerita, impidiendo la adsorción del
colector. El uso del sulfato de zinc reduce de este modo el consumo decianuro y algunas veces se logra la depresión de la esfalerita sólo
utilizando ZnSO4.
También los sulfitos de sodio (NaSO3), tiosulfito (Na2S2O3), el
bisulfito (NaHSO3) y el hidróxido de amonio deprimen a los sulfuros de
zinc en forma similar que el cianuro.
En estas circunstancias el control del pH es extremadamente
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importante y la alcalinidad en este caso se controla mediante la adición
de cal, hidróxido de sodio, carbonato de sodio; etc.. La cal (CaO) por su
bajo precio, es el que más se utiliza para regular el pH de la pulpa y se
emplea en forma de lechada de cal, o sea una suspensión de partículas
de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) en una solución saturada.
El empleo de cal evita los efectos adversos de las sales solubles
sobre la flotación, precipitándolas como hidróxidos metálicos, también
actúa como depresor de la pirita y arsenopirita.
Como en el caso del cobre, el ion hidróxido (OH -) y el ion calcio
(Ca++) participan en el efecto depresivo de la cal sobre la pirita formando
películas mezcladas de Fe(OH), Fe(OH)2, Fe(OH)3, sulfato de calcio
(CaSO4) y carbonato de calcio (CaCO3) sobre su superficie, reduciendo o
evitando de este modo la adsorción del xantato.
La cal no tiene efecto depresivo sobre los sulfuros de cobre, pero
sí en cierto grado deprime a la galena, plata y oro, por lo que en la
práctica común, en la flotación de galena (PbS) para el control de pH se
utiliza el carbonato de sodio para deprimir al Fe o pirita.
El mecanismo de colección de la galena es por quimisorción del
xantato, que en este caso puede ser el xantato isopropílico de sodio (Z-
11) o el xantato amílico de potasio (Z-6) de acuerdo a la reacción
O H S PbX H O X PbS 222 22
12 ++⇔+++
+−
O H X H O X 222 22
12 +⇔++
+−
−+
++⇔+ 4)()()( OS Na X PbS NaX PbS xadsorbido s s
Para mejorar la recuperación de plata se suele adicionar el ditiofosfato
aerofloat 31 o el 242 o el tiocarbanilida aero 130.
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La selección del espumante adecuado también depende de la
complejidad de las menas tratadas y varía desde espumantes naturales
como el aceite de pino y el ácido cresílico, espumantes tipo alcohol y
espumante sintéticos hidrosolubles. Los espumantes más empleados son
el Dow250 o Dow1012, el MIBC (metil isobutil carbinol), el montanol 300,
etc.
Esquema general del proceso de Flotación de sulfuros complejos
de Cu-Pb-Zn.
R o u g h e r P b - C u S c v . P b - C u
C l e a n e r P b - C u
R e - c le a n e r P b - C u
R o u g h e r Z n S c v . Z n
C l e a n e r Z n
R e c l e a n e r Z n
R o u g h e r C u S c v . C u
C l e a n e r C u
R e - c l e a n e r C u
A l im e n t o
R e l a v ef i n a l
A c o n d i c io n a d o r Z n
A c o n d i c io n a d o r d es e p a r a c i ó n C u - P b
C o n c . C u
C o n c . P b
C o n c . Z n
F l o t a c i ó n B u l k C u -
P b
F l o t a c i ó n d e Z n
F l o
t a c i ó n d e s e p a r a c i ó n C u - P
b
21
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4. MARCO CONCEPTUAL
REACIVOS MÁS UTILIZADOS
Colector SF - 323 (Isopropil Etil Tionocarbamato)
El SF-323 es un reactivo relativamente estable en medios ácidos,
a pH alcalino.
Presenta una buena estabilidad en los rangos normales usados
en los procesos de flotación.
El SF-323 es un colector fuerte, más selectivo que los Xantatos y
ampliamente usado en la flotación de minerales sulfurados de
cobre en medio alcalino o neutro.
Su uso de debe normalmente debido a que su selectividad lo
hace adecuado para la flotación de sulfuros de cobre en
presencia de pirita y oro libre a pH alto; 10 a 11.5.
Las dosificaciones normales de SF-323 varían de 10 a 40 g/t de
mena alimentada al circuito.
Colector XAP ó xantato amílico de potasio
Es un producto que se aplica generalmente en aquellas
operaciones que requieren el más alto grado de poder colector.
Se usa en la flotación de minerales sulfurosos de cobre. Los
xantatos tienden a descomponerse en soluciones con un pHinferior a 6.0.
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Espumante MIBC (Metil-isobutil carbinol)
El MIBC, es usado ampliamente como espumante en la flotación
de minerales sulfurados de cobre y en la flotación de oro y plata.
Se utiliza también una mezcla con otros espumantes cuando se
requiere de una espumación más resistentes.
La velocidad de espumación del MIBC es mayor que la obtenida
con otros espumantes.
La práctica usual recomienda una dosificación entre 30 y 70 g/ton
de mineral alimentado al circuito.
Aplicaciones de la Cal en Flotación
Las plantas de procesamiento de minerales, usan cal comomodificador de pH.
El objeto de adicionar la cal en los procesos de flotación es para
ajustar el pH, cambiando las propiedades electroquímicas de la
pulpa, y así lograr una mejor acción de los reactivos espumantes
y colectores, mejorando la interacción del colector con la
superficie de mineral útil.
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CAPITULO III
PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS
1.- PROCEDIMIENTO
1.1. PROCESO DE GRANULOMETRÍA Y MOLIENDA
• Determinamos la caracterización del mineral.
• seguidamente hallamos el volumen y total de bolas a
cargar en el molino de bolas (collar de bolas) para eso
dimensionamos el molino.
• Pesamos 1 kg. De mineral retenido en la malla # -6 .y lo
llevamos a molienda durante distintos tiempos 6, 8, 12 y 16
min. .. (1 kg. Para cada molienda)
• En seguida armamos una columna de tamices en el
siguiente orden: malla # 10 – 30 – 50 – 70 – 140 – 200 – ciega.
nº malla10305070
140200
-200
24
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1.2. PROCESO DE FLOTACION:
Para el Pb:
• Llevamos el mineral molido a la celda de flotación y
agregamos 2800 ml de agua.
• Pesamos 0.5 g. de ZnSO4 en 10 ml de agua destilada y lo
utilizamos para deprimir el Zn y así flotar el Pb.
• Tomamos la medida del pH inicial = 7 y agregamos 1 g. de
cal para subir el pH a 9.
• Le añadimos el espumante Dow Flor en una cantidad de
0.5 ml. Luego 0.512 g. de Z6.
• Paleteamos durante 5 min.
Para el Zn:
• Después de haber paleteado todo la espuma cargada con
plomo agregamos 4 ml de CuSO4 para activar el Zn más 500 ml
de agua para aumentar el colchón de espumas.
• Nuevamente 1g. de cal para subir el pH a 9 y 0.5 ml de
espumante Dow Flor, paleteamos y obtenemos concentrado de
Zn.
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2. RESULTADOS
2.1. Caracterización del mineral:
Mineral polimetálico de sulfuros metálicos en los que podemos
identificar:
El análisis aplicado al mineral a ensayar dio como resultado:
26
MINERALES METALGalena (PbS) plomo
pirita fierrocalcopirita cobre
arsenopirita arsénicoMarmatita (Zn,
Fe)S
zinc
Esfalerita (ZnS) zincsílice
METAL
LEY de cabeza
(%)plomo 4.34
zinc 4.93
fierro 9.27cobre 0.4
arsénico 0.083
Como el porcentaje de cobre es mínimos, no loconsideramos como metales valiosos.
La cantidad presente de arsénico no es la
suficiente como para afectar los procesos
siguientes.
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2.2. PROCESO DE GRANULOMETRÍA Y MOLIENDA:
Muestreo del mineral:
Peso de mineral 100 kg.
Chancado primario (chancadora de quijada) a ½ “.
Obtener 4 muestras de 1 kg cada una.
Determinación de la carga de bolas:• Dimensionamos el molido: que tiene un diseño de cilindrocon tapa, de diámetro, 24 cm con una altura de 16.4 cm
• Con las dimensiones, calculamos:
Vcilindro = área x altura= 3.1416 x 122 x 16.5= 7.46dm3
Vutil = 45% del volumen del cilindro= 7.46dm3 x 0.45= 3.359dm3
V bolas = 70% del volumen útil= 3.359dm3 x 0.7= 2.351 dm3
• Distribución en peso de la carga de bolas = 1/3 grandes,1/3 medianas, 1/3 pequeñas
• Teniendo como datos la densidad del acero (7.8 kg/dm3),calculamos el peso contenido en el volumen de bolas (18.24kg) y este valor lo dividimos entre 3, obteniendo:
• 6.08 kg de bolas grandes ()
• 6.08 kg de bolas medianas ()
• 6.08 kg de bolas pequeñas ()
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diámetro( plg )cantidad
( und )2 4
1 1/2 7
1 14
MOLIENDA:
Parámetros: la molienda se realizara bajo las mismas
condiciones de carga de bolas, despreciando el descaste por
abrasamiento.
MUETRATiempo de
molienda (min)M1 6M2 8M3 12M4 16
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29
Chancado
primario2" (100 kilogramos)
Chancado
secundario1/4 " (40 kilogramos
)
molienda
16 minutos
1kg
molienda
12 minutos
1 kg
molienda
8 minutos
1kg
molienda
6 minutos
1kg
chancado terciariomalla nº 6 ( 20
kilogramos)
FLOTACION
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RESULTADOS DE LA MOLIENDA
peso de muestra (gr )
nº malla 6 min 8 min 12 min 16 min
10 0 0 0 030 22 8 1 150 176 124 25 1270 130 130 68 32
140 252 150 53 51200 130 170 66 52-200 290 418 787 852
M1 M2 M3 M4total 1000 1000 1000 1000
DETERMINACION DEL TIEMPO ÓPTIMO DE MOLIENDA
Realizar análisis granulométrico a todas las muestras para
determinar el 80% de malla -200 (malla de control para la
galena).
M1 M2
malla peso (gr) f(x) G(x) F(x) malla peso (gr) f(x) G(x) F(x)
10 0 0 0 100 10 0 0 0 100
30 22 2.2 2.297.8
30 8 0.8 0.8 99.2
50 176 17.6 19.8 80.2 50 124 12.4 13.2 86.8
70 130 1332.8
67.2
70 130 1326.2
73.8
140 25225.2
58 42 140 150 1541.2
58.8
200 130 13 71 29 200 170 1758.2
41.8
-200 290 29 100 0 -200 41841.8
100 0
M3 M4
10 00 0 100
10 00 0 100
30 1 0.1 0.199.9
30 1 0.1 0.1 99.9
30
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50 25 2.5 2.697.4
50 12 1.2 1.3 98.7
70 68 6.8 9.490.6
70 32 3.2 4.5 95.5
140 53 5.314.
7
85.
3
140 51 5.1 9.6 90.4
200 66 6.621.3
78.7
200 52 5.214.8
85.2
-200 78778.7
100 0 -200 85285.2
100 0
2.3. DEL PROCESO DE FLOTACIÓN:
MUESTRA mineral polimetálico plomo zinc----------------------------------------------------------------------------------------------------------
OBJETIVOS determinación tiempo de molienda óptimo / flotación diferencial
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
PARAMETROS PARA EL PROCEDIMIENTO DE FLOTACION
31
OPERACIÓN
CONDICIONES REACTIVOS GR / TM
tiempo
min.
℅
sólidos
pH G.E. NaCN ZnSO4 Z11 MIBC CuSO4 Z6 Cal Dicromato
de sodio
Proceso
acondicionamiento3 35 7 150
0
Proceso dedeprimir zinc 2.5 35 12 100 300
Recuperación de
plomo5 35 9 7.5 100 40
Proceso de
deprimir el plomo2 30 10 55
Activado de zinc 2.5 30 10.5 4.1 500
Recuperación de
zinc12 30 10.5 4.1 20 6
0
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CIRCUITO DE FLOTACIÓN USADO PARA LA
EXPERIMENTACIÓN
• Tener presente las mismas condiciones para todos los ensayos a
realizar, esto evitada que los resultados finales tengan un margen
de error grande.
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RESULTADOS:
M1
productoPESO PESO LEY contenido met. DISTRIBUCION
RATIOGRAMOS ℅ % PB % ZN Pb Zn % PB % ZN
CABEZA 1000 100.00 4.34 4.93 241.99 272.08
CONC. PB 40.23 4.02 14.25 4.26 5.73 1.71 2.37 0.63 24.86
CONC. ZN 48.03 4.80 2.15 12.8 1.03 6.15 0.43 2.26 20.82
RELAVE 911.74 91.17 25.8 28.98 235.23 264.22 97.20 97.11
• Los pesos obtenidos en los concentrados son muy pobres.
• Las leyes de los concentrados son muy bajas.• La elevada ley del relave muestra una falta de liberación
del mineral valioso.
• El ratio presenta un valor muy elevado.
M2
productoPESO PESO LEY contenido met. DISTRIBUCION
RATIOGRAMOS ℅ % PB % ZN Pb Zn % PB % ZN
CABEZA 1000 100.00 4.34 4.93 93.50 117.49
CONC. PB 54.23 5.42 25.65 3.78 13.91 2.05 14.88 1.74 18.44
CONC. ZN 61.8 6.18 2.05 20.87 1.27 12.90 1.36 10.98 16.18
RELAVE 883.97 88.40 8.86 11.6 78.32 102.54 83.77 87.28
• Los pesos obtenidos en los concentrados van aumentando
en relación a M1.
• Las leyes de los concentrados son más altas que en M1.
• La ley del relave disminuyo en relación a M1, mayor
liberación del metal valioso.
• El ratio presenta un valor muy mas bajo.
M3
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productoPESO PESO LEY contenido met. DISTRIBUCION
RATIOGRAMOS ℅ % PB % ZN Pb Zn % PB % ZN
CABEZA 1000 100.00 4.34 4.93 43.40 49.30 100 100
CONC. PB 70.283 7.03 48.72 5.36 34.24 3.77 78.9 7.64 14.23
CONC. ZN 78.403 7.84 1.8 49.28 1.41 38.64 3.25 78.37 12.75RELAVE 851.314 85.13 0.91 0.81 7.75 6.90 17.85 13.99
• Los pesos obtenidos en los concentrados presentan
mejores valores que en M1 y M2.
• Las leyes de los son mejores que en M1 y M2.
• El relave presenta una baja ley en cuanto a los minerales
valiosos, una mejor liberación que en M1 y M2.
• El ratio presenta un mejor valor respecto a M1 y M2.
M4
productoPESO PESO LEY contenido met. DISTRIBUCION
RATIOGRAMOS ℅ % PB % ZN Pb Zn % PB % ZN
CABEZA 1000 100.00 4.34 4.93 47.84 52.34CONC. PB 81.26 8.13 46.82 4.32 38.05 3.51 79.53 6.71 12.31
CONC. ZN 85.98 8.60 1.9 44.78 1.63 38.50 3.41 73.56 11.63
RELAVE 832.76 83.28 0.98 1.24 8.16 10.33 17.06 19.73
• Los pesos obtenidos en los concentrados son los más altos
de todas las muestras.
• Las leyes de los concentrados presentan una disminución a
comparación de M3.• La variación de la ley en los relaves presento una variación
• El ratio presenta el menor valor de todos los ensayos
realizados.
CAPITULO IVCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
34
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CONCLUCIONES:
- El mejor tiempo de molienda de acuerdo a los ensayos realizados en
molienda se encuentra entre la muestra M3 y M4 según:
Específicamente el tiempo optimo de molienda para un pasante del 80 % demalla -200 seria: T = 0.1549 (80) + 1.4103 = 13.8 min
- El tiempo de molienda es un factor con una gran influencia en la flotación de
este polimetálico, es así que se puedo determinar lo siguiente:
• Un bajo tiempo de molienda no logra una buena liberación de los
minerales valiosos, esto lleva a una baja ley en los concentrados y una
alta ley en el relave.
• Un elevado tiempo de molienda conlleva a la obtención de un mayor
peso en los concentrados pero sin variación apreciable en sus leyes,
esto a raíz que durante la flotación diferencial se floto material muy fino
(lamas) el cual actuo como un depresor del mineral valioso.
- La selección del mejor tiempo de acuerdo a los ensayos de flotación ratifican
los resultados obtenidos en molienda, dando como resultado que el tiempo de
molienda apropiado para una buena flotación diferencial se encuentra entre M3
y M4, dado que se obtiene relaves con baja ley.
RECOMENDACIONES:
35
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• Durante el desarrollo del procedimiento experimental es necesario la
utilización que instrumentación y equipos en perfecto estado y con un
mínimo margen de error, estos factores lograran reducir el error humano
generado por una mala implementación.
• Durante la molienda y flotación es necesario utilizar los mismos
parámetros en todos los ensayos o en su defecto disminuir al mínimo las
variaciones que puedan surgir durante dichas tareas.
CAPITULO V
36
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