c.canepa microscopia optica en los procesos metalur

Pgina 1 de 45 XXVII Convencin Minera Arequipa Per / Trabajos Tcnicos Technical Papers

LA MICROSCOPA PTICA Y LOS PROCESOS

METALRGICOS - APLICACIONES EN CASOS PERUANOS

Csar Cnepa Lannacone

Consultor independiente Direccin: Pasaje La Princesa A-1, Surco, Lima

Telefax (51.1) 4480992

Celular: (51.1) 97363073

Email: [email protected]

Jos Manzaneda Cabala

Jefe de Laboratorio Metalrgico COMPAA MINERA ATACOCHA S. A

Telfono: 612-3600 Anexo: 2147

Fax Anexo: 2179

Email: [email protected]

Trabajos Tcnicos Technical Papers

Procesos metalrgicos Metallurgical Processes


1. RESUMEN

Los sujetos fundamentales del quehacer metalrgico son las especies minerales. Por ello, obviamente,

las investigaciones previas como el diseo, la optimizacin operativa y el monitoreo peridico de una

planta de tratamiento requieren de un adecuado conocimiento de las caractersticas de los minerales

involucrados.

Las caractersticas determinables pueden ser muy variadas y su determinacin cualitativa y/o

cuantitativa puede ser llevada a cabo mediante tcnicas que ostentan un amplio rango de sofisticacin.

Sin embargo, las caractersticas mineralgicas realmente significativas para el trabajo metalrgico son:

tamao de grano, composicin porcentual y grado de liberacin. La primera puede ser determinada

mediante diversas tcnicas, no necesariamente microscpicas; las dos ltimas son perfectamente

factibles de establecer mediante microscopa ptica, utilizando la metodologa desarrollada por uno de

los autores (Cnepa, 1898), tal como se discute en el presente trabajo. Tal metodologa es compatible

con el entorno instrumental y tecnolgico de la mediana y pequea minera, aunque puede ser utilizada

con igual beneficio por la gran minera; adicionalmente, en lo que concierne a informacin bsica y de

utilidad prctica, proporciona resultados comparables en rapidez y confiabilidad a los que se obtienen en

laboratorios extranjeros que emplean instrumental muy sofisticado y que son, indudablemente, ms

costosos.

Se presentan dos ejemplos recientes de cmo la aplicacin de estudios microscpicos al proceso

metalrgico que se utiliza en la mina Atacocha un yacimiento polimetlico ubicado en los Andes

Centrales del Per cuya Planta de Flotacin trata 3500 TM/da, ha permitido colaborar exitosamente en

la optimizacin del proceso:

1. La mineraloga de plomo (galena) en Atacocha muestra una aceptable liberacin en tamaos tan

gruesos como malla 70 (lo que permite aplicar flotacin flash Pb en molienda); por otro lado, los

minerales de cobre (calcopirita escasa y predominio de especies del grupo cobres grises) presentan

bajos porcentajes del grado de liberacin y, consecuentemente, elevada cantidad de mixtos, lo que

influye negativamente en flotacin dentro del circuito de separacin Pb-Cu (menor selectividad en la

flotacin de cobre frente a la depresin de plomo). Un estudio microscpico preliminar del

concentrado de cobre permiti cuantificar la composicin mineralgica y la abundancia de partculas

mixtas, lo que llev a sugerir la remolienda del Bulk previamente a la separacin Pb-Cu, a fin de

lograr concentrados de cobre con menos de 10% de plomo. El tema est actualmente en la fase de

prueba industrial y los resultados desde diciembre 2004 estn indicando que hay una mejor

recuperacin general de cobre y que el plomo en este concentrado efectivamente se controla

alrededor del 10%.

2. El tema Identificacin de la Mineraloga del Manganeso fue desarrollado porque inicialmente la

extraccin de mineral en los niveles superiores del Cuerpo Mineralizado OB97 encontr tpicos


indicios de manganeso que tenan como control visual la rodocrosita (MnCO3), un carbonato inerte

en flotacin. Bajo el microscopio ptico se lleg a establecer la presencia de alabandita (MnS), un

sulfuro muy daino en la flotacin dado que se activa muy fuertemente con iones cobre (en la

flotacin Bulk Pb-Cu debido a pequeas cantidades de sales solubles de cobre, y en la etapa de zinc

por la adicin tpica y normal de sulfato de cobre). Para verificar la presencia de la alabandita,

debido a la similitud de sus propiedades pticas con las de la esfalerita ((Zn,Fe)S), fue necesario

aplicar Microscopa Electrnica de Barrido (MEB); simultneamente, esta permiti identificar

variedades tales como la esfalerita rica en manganeso y las mangano-calcitas, que no hubieran

podido ser identificadas utilizando solamente microscopa ptica y cuya presencia es relevante en el

comportamiento metalrgico de este tipo de mineral. El control final para el abastecimiento de

minerales de manganeso qued establecido en una mezcla que tenga como mximo un 2% Mn en

el mineral que alimenta a la Planta Concentradora, con lo cual concluy la investigacin.

2. LOS MINERALES Y LOS PROCESOS DE CONCENTRACIN

Prcticamente no hay ningn depsito mineral (especialmente del tipo metlico) cuya produccin pueda

ser directamente comercializable; los minerales valiosos (menas) presentes en el depsito deben ser

inevitablemente procesados para separarlos de sus acompaantes indeseables (gangas) y obtener un

producto con una concentracin suficiente que permita venderlo o fundirlo directamente. A pesar de ser

algo tan obvio, muchos operadores de plantas no aprecian suficientemente la importancia de las

caractersticas distintivas de las especies minerales y prefieren concebir los procesos de tratamiento

como un simple manejo de elementos qumicos.

En una visin ms general, las caractersticas de los minerales condicionan y determinan todas las fases

del quehacer minero, que involucran tanto la metodologa y estrategia de la exploracin como los

requerimientos para los estudios de factibilidad tcnico-econmica, la concepcin de las pruebas

metalrgicas a nivel inicial y de planta piloto, el diseo de las labores y la seleccin de equipos para la

extraccin, el diseo y posterior monitoreo de las plantas de procesamiento, los estudios y la adopcin

de medidas para el control del impacto ambiental, y, finalmente, la planificacin y ejecucin del

programa de cierre de minas. La importancia del estudio mineralgico en el desarrollo de un proyecto

minero ha dado lugar al desarrollo de una nueva especialidad conocida como Mineraloga de Procesos

(Figura A.1).


Figura A.1.- La Mineraloga de Procesos y su relacin con el desarrollo del Proyecto Minero (modificado de Agarwall, J. C. et al., 1976, y de Schapiro et al., 1981). Las relaciones relevantes para el procesamiento de minerales estn indicadas con flechas negras (la de lnea

discontinua corresponde a lo que sera la fase de operacin propiamente dicha).

En lo que se refiere especficamente al procesamiento, se puede afirmar, en trminos muy generales,

que cada tipo de mineral precisa de un tipo de proceso adecuado a sus caractersticas. Sin embargo, es

muy importante recalcar que la calidad y abundancia de menas y gangas suelen variar sistemtica o

errticamente de un punto a otro del yacimiento, lo que obliga a una constante adecuacin del diseo

y/o de los parmetros operacionales (tamao de molienda, equipos de clasificacin, tipo y tamao de

celdas, tipo y dosificacin de reactivos, etc.) del proceso. En concreto, la concentracin de minerales

debe ser necesariamente concebida como un proceso en permanente evolucin, cuya complejidad est

en razn directa a la complejidad mineralogentica del yacimiento.

Como se muestra en la Figura A-1, la estrecha relacin entre las caractersticas propias de los minerales

y los procesos de concentracin de estos se inicia tempranamente con estudios bsicos que posibiliten

la identificacin de los tipos de mineralizacin y de su aptitud a determinados tipos de procesamiento.

La secuencia correcta es que los estudios mineralgicos bsicos antecedan a la seleccin de procesos

aplicables y la consiguiente ejecucin de investigaciones metalrgicas, nunca al revs; no tomar en

cuenta la importante informacin que proporcionan los estudios mineralgicos bsicos, o intentar

sustituirlos con la simple informacin qumica, suele acarrear prdidas de tiempo valioso, gastos

excesivos e improductivos, e incluso la adopcin de diseos ineficientes. La siguiente etapa suele incluir

Geologa de Exploracin

Evaluacin de

Reservas, Ley,

Mineraloga

Seleccin del Proceso Metalrgico

Mineraloga

Desarrollo del Plan de

Minado

Diseo Final de la Planta

Plan de cierre de

Mina

Economa de

Procesos

Estudios y Pruebas de Laboratorio

Mineraloga de Procesos:

Identificacin y caracterizacin de materias primas, Solucin de problemas operativos, monitoreo y optimzacin del proceso

Planta Piloto


estudios mineralgicos de control para las pruebas de flotacin, lo que garantiza poder establecer los

ajustes precisos requeridos para un correcto diseo de la Planta Piloto. Anlogamente, los estudios

mineralgicos de los productos obtenidos a nivel de la Planta Piloto permitirn formular un diseo

preciso de la Planta Industrial. Finalmente, un adecuado monitoreo de la eficiencia de los procesos y la

oportuna adecuacin de estos a las previsibles variaciones de los tenores de la alimentacin solo ser

posible con la ayuda de estudios mineralgicos peridicos.

3. CARACTERSTICAS MINERALGICAS IMPORTANTES

Como su nombre lo indica, la Mineraloga de Procesos tiene por misin estudiar los minerales como el

resultado de dos procesos antagnicos: un proceso constructivo por el cual la naturaleza, mediante la

intervencin de agentes fsicos, qumicos y geolgicos, ordena los elementos qumicos en ensambles de

unidades materiales discretas, esencialmente slidas, materialmente heterogneas y espacialmente

intercrecidas (las especies minerales), y un proceso destructivo donde la mano del hombre intenta

separar (liberar) los ensambles originales para luego poder extraer los minerales que le son tiles y

desechar los intiles. Con relacin a los procesos de concentracin, las caractersticas mineralgicas de

importancia fundamental son: tamao de grano, composicin porcentual (anlisis modal) y grado de

liberacin; las metodologas a utilizar pueden ser muy variadas pero se trata esencialmente de

problemas de identificacin de especies, mediante la observacin y el registro de sus constantes fsicas

y cristaloqumicas, y de la medicin de sus magnitudes espaciales. Es lgico asumir que una

caracterizacin mineralgica ser tanto ms eficiente cuanto ms adecuadas sean las escalas de

observacin del mtodo a la granulometra de los minerales; en el caso de las menas, es posible

establecer una estrecha correspondencia entre la mayor frecuencia de tamaos de grano en que estas

ocurren en la naturaleza y el rango de tamaos, donde la microscopa ptica es particularmente

eficiente (entre 200 y 20 micrones).

3.1. TAMAO DE GRANO

El tamao de grano de los minerales es una magnitud importante para la Mineraloga de Procesos y es

usual efectuar su medicin desde dos perspectivas bien diferenciadas: a) desde los ensambles

mineralgicos originales, para predecir la posibilidad de liberacin y los tamaos ptimos de molienda

requeridos; y b) desde los ensambles mineralgicos ya triturados, para evaluar la eficiencia de las

operaciones de liberacin efectuadas y proponer las correcciones requeridas.

Acerca del punto a), la literatura especializada es muy amplia y de muy variada sofisticacin

matemtica (King, 1979; King & Schneider, 1995, King & Schneider, 1997, Petruk, 1986; Wills &

Atkinson, 1993). Sin embargo, es posible afirmar que hasta el momento no se ha podido formular un


modelo predictivo de liberacin suficientemente eficaz como para ser incorporado dentro de un modelo

de molienda, y menos an en el caso de menas mineralgicamente complejas.

Figura A.2- Separacin granulomtrica en seco o en hmedo mediante tamices. (a) Tamices individuales y (b) juego de tamices accionado automticamente.

Figura A.3.- Cyclosizer, utilizado mayormente en la separacin hidrulica automtica de partculas finas, especialmente para tamaos menores que 38 m.

En cuanto al punto b), la cuantificacin simplemente fsica del tamao de los minerales triturados se

puede hacer por diversos mtodos que abarcan determinados rangos de tamaos. As, los tamices

(Figura 3a, b) son usualmente utilizados para rangos entre 63 mm y 38 m, mientras que el cyclosizer

(Figura 4) es especialmente eficiente para el rango entre 44 m y 10 m. La nomenclatura actualmente

utilizada para denominar las diferentes fracciones granulomtricas producidas cuando los minerales son

triturados sigue dos estndares principales: la Norma ISO y la Norma ASTM, algunas de cuyas

equivalencias son mostradas en la Tabla A.1.

2a 2b 3


Tabla A.1.- Equivalencia entre # de mallas en los tamices del sistema ASTM y su dimetro en micrones segn la Norma ISO. En azul, los tipos de tamices de uso ms comn.

Es importante tener en cuenta que la determinacin puramente fsica de esta magnitud, si bien tiene

variadas e importantes aplicaciones en la dinmica de los procesos metalrgicos, para la Mineraloga de

Procesos es solo una operacin auxiliar que le permite separar las muestras en fracciones

granulomtricas que puedan ser consideradas como estadsticamente homogneas, y asignar a los

resultados obtenidos durante el estudio de cada una de estas una ponderacin proporcional a su

porcentaje en peso.

3.2 COMPOSICIN PORCENTUAL (ANLISIS MODAL) Y GRADO DE LIBERACIN

Para la determinacin de estas caractersticas, es requisito previo e indispensable identificar la o las

especies minerales presentes y establecer la geometra de sus ensambles. El punto de partida es que

toda porcin de material slido extrada del yacimiento mineral es una asociacin de compuestos

utilizables (menas) contenidos en una masa de compuestos sin valor (gangas), donde los primeros

suelen participar minoritariamente. Siendo el objetivo fundamental liberar las menas para su ulterior

procesamiento, es obvio que dicho objetivo ser cumplido solo si el material original es reducido hasta

un tamao tcnica y econmicamente aconsejable. Durante el proceso de reduccin del tamao,

mediante molienda, se genera una poblacin granulomtrica muy heterognea en tamao y

composicin mineralgica. En el caso de estudios microscpicos, la determinacin cualitativa y

cuantitativa de las relaciones texturales entre las especies minerales presentes y su relacin con las

diversas etapas del proceso de tratamiento metalrgico requiere de la introduccin de dos conceptos

fundamentales de la Mineraloga de Procesos: partcula mineral y grado de liberacin. Una partcula

mineral es, conceptualmente (Figura A.4), un cristal, o una porcin de cristal, o un agregado de cristales

ISO (m)

ASTM (#)

ISO (m)

ASTM (#)

20 635 112 25 500 125 120 32 450 140 36 150 100 38 400 160 40 180 80 45 325 200 50 212 70 53 270 224 63 230 250 60 71 280 75 200 300 50 80 315 90 170 355 45

100 400 106 140 425 40


de una o varias especies minerales. En tal sentido, una partcula puede presentar tamaos muy variados

y ser considerada como partcula libre mientras su periferia no est en contacto con una o ms

partculas de otras especies minerales o si, en caso de estarlo, ocupa no menos del 90% del rea total

de la partcula; por deduccin, toda partcula donde participan dos o ms especies minerales y en las

que cada una de estas ocupa no menos del 10% del rea, ser considerada como partcula mixta.

Figura A.4.- En A, B y C el mineral rojo ocurre como partcula libre, independientemente de si se trata de un solo cristal (A), de un fragmento de cristal (B) o de un agregado de cristales (C). Las partculas E y F son partculas mixtas (E es binaria y F es ternaria).

Obsrvese que en E el mineral verde est totalmente encapsulado, mientras que en F dicho mineral ocupa parte de la periferia y solo el mineral amarillo est encapsulado. En D, el mineral rojo seguir siendo considerado como partcula libre si las diseminaciones del

mineral verde son extremadamente finas (en este ejemplo


diseminaciones de calcopirita) y esfalerita 2 puede ser considerada como libre porque (con finas diseminaciones de calcopirita). ambos minerales son menas de cobre.

Como ya hemos visto anteriormente, la liberacin de los minerales presupone un proceso esencialmente

destructivo cuyo objetivo terico final es conseguir un 100% de partculas libres; durante las etapas

sucesivas de dicho proceso, la tendencia normal es que dicho porcentaje aumente en razn inversa al

tamao de las partculas producidas. La expresin grfica y simplificada del proceso es mostrada en la

Figura A-5.

La cuestin clsica es entonces: cmo es posible determinar que una determinada mena ha alcanzado

la liberacin adecuada? Al respecto, es pertinente considerar que una liberacin adecuada no implica

necesariamente que todas las partculas estn liberadas al 100%, sino que aquellas de los minerales

importantes hayan logrado un grado de liberacin tal que las haga aptas para generar un producto de

grado y recuperacin econmicamente aceptables. La expresin tamao de liberacin, frecuentemente

utilizada, no es ms que una estimacin del tamao ptimo al que un mineral debe ser molido, lo que

lgicamente se basa en el grado de liberacin previamente calculado. Pero, qu es, finalmente, el

grado de liberacin? En trminos muy generales es una expresin cuantitativa de la medida en que, a

un tamao dado, una determinada especie mineral se ha logrado separar de sus acompaantes

originales. Si analizamos la informacin mostrada en la Figura A-5, es fcil entender que, para todas y

cada una de las especies involucradas, el grado de liberacin ser cada vez mayor conforme evaluamos

poblaciones de granulometra decreciente y que, considerando los tamaos que usualmente se manejan

en los procesos metalrgicos, el mtodo adecuado de evaluacin debe ser la microscopa ptica. Un

simple razonamiento nos permite inferir que la determinacin del grado de liberacin debe ser efectuada

separando previamente la muestra en un nmero dado de fracciones granulomtricas con el objeto de

lograr poblaciones estadsticamente homogneas; de esta manera atenuamos el efecto de una variable

significativa como es la enorme de diferencia de volumen entre las partculas presentes.

Efecto de la reduccin del tamao de grano

Figura A.5


.

Partculas libres :

Partculas mixtas :

b) ternarias

c) encapsuladas l

a) binarias

Fig. A- 6. - Campo de observacin micr oscpica con diversos tipos de ensambles entre dos menas (verde y amarillo) y gangas (blanco).

Si bien la captacin y manejo de la informacin microscpica es una metodologa prcticamente

uniforme entre los diversos especialistas, donde se observan diferencias es en la definicin especfica

del grado de liberacin y su determinacin cuantitativa. El ejemplo esquemtico de la Figura A-6

permite precisar la nomenclatura utilizada. Como ya se mencion, partculas libres son aquellas en que

una sola especie mineral constituye ms del 90% del rea de la partcula, mientras que en las partculas

mixtas participan dos o ms especies minerales y cada una de ellas debe ocupar no menos del 10% del

rea. En consecuencia, el trabajo microscpico se reduce a caracterizar cualitativa y cuantitativamente

cada partcula; es decir, a identificar las especies minerales presentes y determinar el porcentaje de

rea que ocupa cada una, con el objeto de calcular luego el grado de liberacin.


Es obvio que si la identificacin mineralgica es defectuosa, todo el trabajo ser intil,

independientemente de cun sofisticados sean los hardwares y softwares utilizados. El estudio

microscpico respectivo utiliza esencialmente dos tecnologas: Microscopa ptica (MO) y Microscopa

Electrnica de Barrido (MEB) (Fotos A-3 y A-4). En la primera, como su nombre lo indica, la

identificacin se basa esencialmente en la observacin y eventual medicin de las propiedades de la

imagen formada por ondas electromagnticas del espectro visible (Foto A-5); en la segunda, se utiliza el

nivel de brillo de una imagen electrnica producida por electrones retrodispersos (Foto A-6) generados

por los minerales del campo de observacin.

Foto A-5 Imagen con microscopa ptica. Partcula Foto A-6.- Imagen con microscopa electrnica. Hay de esfalerita 2 libre y mixta de galena/cobre gris pirita, gangas y carbonatos libres. Alabandita con (escala grfica expresada en micrones). bandas de rodocrosita y marcasita y esfalerita

asociada con pirita.

En la MO, la experiencia y el nivel de conocimientos mineralgicos del operador son determinantes y un

experto puede efectuar la identificacin especfica o genrica de la mayora de los minerales

significativos para el tratamiento metalrgico en tiempo relativamente corto y con suficiente exactitud.


En la MEB, el nivel de brillo de la imagen electrnica es supuestamente caracterstico de una especie

mineral por cuanto est relacionado con el nmero atmico promedio de dicha especie y puede ser

utilizado para discriminar entre especies minerales. Sin embargo, esto no es siempre posible, debido

simplemente a que algunos minerales tienen niveles de brillo casi idnticos o a que la composicin

qumica de muchos minerales es bastante variable, lo que produce que un mismo mineral presente una

gama de valores en sus niveles de brillo. De all que usualmente la MEB requiere del apoyo de equipos

analticos de alta precisin (esencialmente sensores para registros espectrales de la radiacin de rayos

X producida) y softwares auxiliares, lo que ha dado lugar al desarrollo de tecnologas cada vez ms

sofisticadas como el sistema automatizado de anlisis mineralgico QemSCAN, reciente versin del

QEM*SEM (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electrn Microscope) desarrollado por el

Centro de Investigaciones australiano CSIRO (Gottlieb et. al, 2000), o el MLA (Mineral Liberation

Analyzer) desarrollado por el Centro de Investigaciones Julius Kruttschnitt de la Universidad de

Queensland, Australia (Gu, Y., 2003). En ambos casos, la tecnologa auxiliar se aplica simultneamente

con la observacin, es decir en tiempo real. Es obvio que la identificacin mineralgica y los anlisis

modales efectuados mediante MEB, apoyada en los sistemas de anlisis automatizados como los

mencionados, es muchsimo ms veloz que cuando se utiliza MO y esto es especialmente ventajoso

cuando se trata de partculas minerales extremadamente pequeas donde la correcta determinacin de

sus propiedades pticas se ve fuertemente afectada por las limitaciones instrumentales.

3.3 CLCULO DEL ANLISIS MODAL

Completadas la identificacin mineralgica de una determinada partcula y su clasificacin como libre o

mixta, el siguiente paso es obtener la informacin cuantitativa que permita calcular el anlisis modal y el

grado de liberacin. Como sabemos que en una briqueta pulida, como la utilizada en los estudios

microscpicos, estn presentes miles de partculas cuyo nmero es lgicamente proporcional al tamao

de grano (por ejemplo: en una briqueta de 2.5 cm de dimetro que contiene partculas minerales

correspondientes a la fraccin -65+100M, aglutinadas con resina, con una ocupacin del 50% del rea,

debe haber unas 14 000 partculas), lo usual es aplicar criterios estadsticos y registrar solo una cantidad

de ellas. En el caso de la MO, el registro puede ser manual o automatizado, mientras que en la MEB es

siempre automatizado; en cualquier caso, el procedimiento consiste en ubicar sobre la briqueta una red

virtual de lneas paralelas verticales y horizontales que se intersectan entre s y efectuar los registros

microscpicos en cada interseccin (nodo) de la red virtual. El nmero total de partculas registradas

ser as el producto del nmero de partculas registradas en cada punto de observacin (nodo) por el

nmero de nodos. En el ejemplo de la Figura A-7, se aprecian las caractersticas de los registros de

porcentajes de rea efectuados y su relacin con los diversos ensambles existentes.


:

B=70%, A=30% B=70%, V=30%

B= 90%, V =10% V=70%, B=30%

Fig. A-7.- Campo de observacin microscpica con diversos tipos de ensambles entre dos menas (verde y amarillo) y gangas (blanco). En los ejemplos mostrados se aprecia claramente que, en muchas partculas mixtas, los porcentajes de rea que corresponden a uno de los minerales pueden ser similares pero la geometra de cada ensamble puede ser muy variada.

Para el clculo del anlisis modal, se requiere simplemente registrar, en cada nodo, el nmero de

partculas libres de cada especie mineral y, en el caso de cada una de las partculas mixtas, el

porcentaje de rea individual que ocupan los participantes (como cada partcula mixta es considerada

como una unidad, el porcentaje de cada participante se registra como fraccin de 1). Finalmente, el

nmero total de partculas contadas (libres + mixtas) representa el 100% del rea ocupada por las

diversas especies minerales que deber ser repartido proporcionalmente al nmero de partculas

registradas; como se asume que las partculas son aproximadamente equigranulares, se considera que

los porcentajes de rea son equivalentes de porcentajes de volumen.

Cuando se utiliza MO en luz reflejada, es usual agrupar a todos los minerales transparentes bajo la

denominacin gangas (dentro de las que algunas veces se incluyen, adems, minerales opacos

eventualmente no aprovechables como magnetita, hematita, xidos de manganeso, limonitas, rutilo,

etc.). Una forma de presentar los resultados es la mostrada en la Tabla A-2.


En el extremo izquierdo de la Tabla, al comienzo de cada fila, estn las denominaciones de las especies

minerales, tanto las que ocurren libres (porcin superior) como las mixtas (porcin inferior, donde cada

fila corresponde a un tipo de combinacin). En los encabezamientos de las columnas de la Tabla A-2

estn colocadas todas las especies minerales identificadas. Tal como se aprecia, los porcentajes

calculados pueden ser ledos horizontal o verticalmente; en el caso de las partculas mixtas, cada tipo

de combinaciones presenta tanto el porcentaje total para el tipo como los porcentajes individuales

correspondientes a cada especie mineral participante. En la fila inferior de la Tabla se puede leer el

porcentaje total (libres + mixtas) correspondiente a cada especie mineral indicada en la columna

respectiva.

Los porcentajes en volumen son fcilmente transformados en porcentajes en peso, para lo cual

utilizamos las densidades (en el lenguaje metalrgico prctico: pesos especficos) tericas de las

especies minerales presentes, tal como se muestra en la Tabla A-2A. La suma de los productos de los

porcentajes (vol %) de cada especie mineral por su respectiva densidad (peso especfico), dividida por

100, es lgicamente la densidad (peso especfico) calculada de la muestra, como se observa en el lado

inferior derecho de la mencionada Tabla.

Malla + 140

Partculas libres cp ef 1 ef 2 gn py GGs cp 0.25 0.25 ef 1 9.60 9.60 ef 2 3.95 3.95 gn 0.10 0.10 py 21.75 21.75 GGs 62.00 62.00

97.65 0.25 9.60 3.95 0.10 21.75 62.00 Partculas mixtas cp/ef 1 0.20 0.10 0.10 cp/GGs 0.10 0.05 0.05 ef 2/gn 010 0.05 0.05 ef 1/py 0.35 0.20 0.15 ef 2/py 0.15 0.10 0.05 ef 1/GGs 1.10 0.40 0.70 ef 2/GGs 0.15 0.05 0.10 gn/py 0.10 0.05 0.05 gn/GGs 0.10 0.05 0.05 Total (vol %) 100.00 0.40 10.25 4.20 0.20 22.05 62.90

cp=calcopirita; ef 1 y 2=esfaleritas tipos 1 y 2; gn=galena;py=pirita; GGs=gangas

TABLA A-2

partculas libres y/o mixtas. Porcentaje de abundancia (volumen %) de las especies minerales presentes bajo la forma de


3.4 CL

CULO DEL GRADO DE LIBERACIN

Tal como se observa en la Figura A-7, cada una de las partculas mixtas correspondiente a un tipo

determinado est definida por dos variables fundamentales para la Mineraloga de Procesos: su

composicin mineralgica cuantitativa y la distribucin espacial de sus constituyentes. La primera

variable, que es simplemente el porcentaje en que cada especie mineral participa, ha sido discutida en

los prrafos precedentes y sus magnitudes han sido utilizadas para los clculos del anlisis modal. En lo

que se refiere a la distribucin espacial, la caracterstica ms importante y que define el comportamiento

de la partcula frente a los procesos de tratamiento metalrgico es la configuracin mineralgica de su

periferia. Ya hemos visto que la participacin porcentual de cada mineral en una partcula mixta vara

dentro de rangos bien definidos (entre 10 y 90% en las binarias, entre 10 y 80% en las ternarias, etc.);

con relacin a la ocupacin de la periferia, la participacin de cada constituyente, medida en porcentaje,

puede variar entre el 0% (mineral encapsulado) y el 100% (mineral libre).

Porcentaje de abundancia (peso %) de las especies minerales presentes bajo la forma de partculas libres o mixtas

Malla + 140

Partculas libres cp ef 1 ef 2 gn py GGs cp 0.30 0.30 ef 1 11.25 11.25 ef 2 4.90 4.90 gn 0.25 0.25 py 31.85 31.85 GGs 48.95 48.95

97.50 0.30 11.25 4.90 0.25 31.85 48.95 Partculas mixtas cp/ef 2 0.25 0.15 0.10 cp/GGs 0.10 0.05 0.05 1.74 c

p ef 2/gn 0.10 0.05 0.05 41.00 ef1 ef 1/py 0.50 0.25 0.25 17.64 ef2 ef 2/py 0.15 0.10 0.05 1.52 gn ef 1/GGs 1.00 0.45 0.55 110.25 py ef 2/GGs 0.10 0.05 0.05 169.83 GGs gn/py 0.15 0.10 0.05 341.98 gn/GGs 0.15 0.10 0.05 Total (peso %) 100.00 0.50 12.00 5.15 0.45 32.25 49.65 Densidad calc. 3.42

CABEZA Zn

Factores

TABLA A-2A


Tabla A-3.- Configuracin individual de un grupo de partculas mixtas del Tipo A/B. Clculo del grado de liberacin (parcial) para cada uno de los minerales participantes.

En el ejemplo simplificado de la Tabla A-3, las diversas partculas mixtas del tipo A/B, correspondientes

a una determinada fraccin granulomtrica, presentan variados valores de sus porcentajes de rea y de

ocupacin de la periferia. Es obvio que en cada una de tales partculas hay un diferente nivel de

independizacin (liberacin) de una especie con respecto a la otra, que lgicamente debera ser

especificado en cada caso. Es evidente tambin que el comportamiento de una partcula mixta frente a

un proceso de tratamiento puede ser adecuadamente estimado si multiplicamos ambas variables y

obtenemos un producto que representara el grado de liberacin de cada especie mineral, metodologa

Clculo del Grado de Liberacin parcial para partculas mixtas A/B en la fraccin +xM

Mineral A

Suma de productos 218,00

Nmero de partculas 6

Grado de Liberacin Parcial 36,3%

Mineral B

138,00

6

23,0%

10% x 0% =

0%

60% x 80% =

48%

50% x 90% =

45%

40% x 10% =

4%

40% x 40% =

16%

50% x 50% =

25%

Mineral B

% rea x % periferia

Mineral A

% rea x % periferia

50% x 50% =

25%

60% x 60% =

36%

60% x 90% =

54%

50% x 10% =

5%

40% x 20% =

8%

90% x 100% =

90%

2

1

Partculas mixtas tipo A/B

3

4

5

6


propuesta por Cnepa (1989) sobre la base de las ideas expuestas por Petruk (1978). Sin embargo, el

grado de liberacin calculado partcula por partcula carece de significacin prctica, por lo que es

necesario establecer el valor promedio correspondiente a todas las partculas mixtas registradas de un

determinado tipo, tal como se explica en la parte inferior de la Tabla A-3.

El mismo procedimiento se aplica para cada uno de los tipos de partculas mixtas y al final se tiene el

grado de liberacin parcial para cada especie mineral participante. Esta informacin se agrega a la tabla

de resultados del anlisis modal y finalmente se obtiene una tabla compendio para todas las fracciones

de una muestra dada, como se presenta en la Tabla A-4. Tal como all se aprecia, debajo de los

porcentajes de abundancia se ha colocado, entre parntesis, el grado de liberacin parcial

correspondiente a cada especie mineral que participa en los diferentes tipos de partculas mixtas; en el

caso de las partculas libres, como es obvio, el grado de liberacin parcial sera tericamente 100. Esto

nos permite llegar al grado de liberacin total (o grado de liberacin propiamente dicho) ponderando

cada porcentaje de abundancia (volumen %) por su respectivo grado de liberacin parcial para obtener

los valores que aparecen en la ltima fila del ejemplo de la Tabla A-4. La informacin que nos

proporciona este tipo de presentacin de resultados es muy variada. En cada fraccin granulomtrica,

podemos ver cules especies minerales ocurren y cules son los porcentajes de abundancia de cada

una de ellas, tanto bajo la forma de partculas libres como mixtas (discriminadas, adems, tipo por tipo);

en el caso de las partculas mixtas, cun liberada est una especie mineral con relacin a sus

acompaantes y, finalmente, cul es el volumen y grado de liberacin total de cada especie individual.

Adicionalmente, podemos comparar cmo varan todos estos valores de una fraccin a otra (es decir,

cuando disminuye el tamao de grano), lo que nos permite decidir, por ejemplo, cul es el tamao de

molienda adecuado para obtener una liberacin dada, o si es o no recomendable remoler el producto.


Pero hay otra forma de definir y presentar el grado de liberacin, que solo tiene en cuenta el porcentaje

de rea que ocupan uno u otro de los constituyentes y no considera la ubicacin de estos con relacin a

la periferia; de acuerdo con dicha metodologa, las partculas mixtas son subdivididas en clases y en

asociaciones. Una clase de partculas mixtas es el conjunto de todas las combinaciones donde un

determinado mineral ocupa un rango de porcentajes de rea mltiplo de 10 y que va desde 0 hasta

100%. (0-10,-10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-70, 70-80, 80-90, 90-100); en consecuencia, en una

misma clase estn agrupados todos los tipos de ensambles en que dicha especie participa.

Paralelamente, se registran los tipos de combinaciones, separando tambin las partculas libres y las

asociadas o mixtas. Esta definicin del grado de liberacin es generalmente utilizada en estudios de

MEB y la presentacin de resultados se hace como en los ejemplos de las Tablas A-5 y A-6.

Tabla A - 5.- Grados de lberacin de pirita en 4 fracciones granulomtricas. En la columna del extremo derecho, los porcentajes correspondientes a pirita libre. El grado de liberacin resaltado es el correspondiente a la clase de liberacin >90% (que lgicamente

incluye las piritas libres)

Tabla A- 6.- Presentacin de los grados de liberacin correspondientes a los diversos tipos de asociaciones (partculas mixtas) que forma la pirita. En la parte inferior, los grados de liberacin han sido distribuidos proporcionalmente al porcentaje en peso del total de

pirita en las diversas fracciones

Fraccin peso% py% 0 0-10 10- 2020-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-9090-100 100+26m 21,6 18,6 Rec. Ac. 100 100 99,1 98,1 96,5 94,5 92,6 89,8 85,9 81,6 75,7 55

(908)+21m 30,5 32,9 Rec. Ac. 100 100 98,9 97,8 96 94,1 91,1 86,1 81,8 77,1 72,8 61,2(1007)+8m 32 29,1 Rec. Ac. 100 100 99,1 97,7 96,2 94,6 91,8 90,7 88,8 85,4 80,1 64,8

(1542) Rec. Ac.-8m 15,9 19,4 Rec. Ac. 100 100 100 100 100 98,9 96,5 93,9 90,8 88 84,3 79,7

(2264)

Cabeza (calc.) 100,0 100,0 Rec. Ac. 100 100 99,2 98,3 96,9 95,3 92,6 89,6 86,3 82,5 77,7 64,7(5271)

Liberacin de pirita por clases, Muestra NN

+26m +21m +8m -8m Cabezapeso% 21,6 30,5 32,0 15,9 100,0py% 18,6 32,9 29,1 19,4 100,0

Libre 55,0 61,2 64,8 79,7 64,7py/apy 19,5 14,7 16,1 8,9 14,9py/Ag minerales 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0py/otros SFs 4,8 2,2 4,5 4,8 3,9py/GGs 11,3 13,5 7,5 1,9 9,1Ternaria 9,4 8,5 7,1 4,7 7,5

Distribucin

Libre 10,2 20,1 18,9 15,5 64,7py/apy 3,6 4,8 4,7 1,7 14,9py/Ag minerales 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0py/otros SFs 0,9 0,7 1,3 0,9 3,9py/GGs 2,1 4,4 2,2 0,4 9,1Ternaria 1,7 2,8 2,1 0,9 7,5(Total) 18,6 32,9 29,1 19,4 100,0py=pirita, apy=arsenpirita, SFs=sulfuros, GGs=gangas

Liberacin de pirita por tipo de asociacin, Muestra NNTipo de

asociacinFraccin granulomtrica


Si se compara la informacin presentada en la Tabla A-4 con la presentada en las Tablas A-5 y A-56,

queda muy claro que ambas metodologas del clculo del grado de liberacin parten de conceptos muy

diferentes. Mientras que en la metodologa propuesta en el presente trabajo (Tabla A-4) se recalca la

importancia simultnea tanto del porcentaje de participacin de las especies minerales como de la

configuracin mineralgica de la periferia de las partculas mixtas, en la metodologa alternativa (Tablas

A-5 y A-6) el fundamento principal es el porcentaje de participacin real de las especies minerales.

Adicionalmente, en el segundo mtodo, la informacin concerniente a la morfologa de los

entrecrecimientos minerales, que es fundamentalmente una cuestin espacial, resulta deformada

cuando los porcentajes de volumen son transformados a porcentajes de peso. En nuestra opinin, es

totalmente correcto trasformar los resultados de los anlisis modales a porcentajes en peso (ya que as

se pueden homologar estos resultados con los que usualmente se manejan en la evaluacin de los

procesos de tratamiento metalrgico); pero en el caso del grado de liberacin, pensamos que los datos

en volumen % reflejan ms acertadamente la interrelacin espacial de los minerales que participan en

las partculas mixtas.

4 CONCLUSIN

La Mineraloga de Procesos es una disciplina de importancia fundamental para el desarrollo de los

procesos mineros y es particularmente efectiva en la planificacin, investigacin, monitoreo y

optimizacin de la Plantas de Tratamiento mineral. Es evidente que la Mineraloga de Procesos se

beneficia enormemente cuando utiliza la MEB, que dispone del auxilio de hardwares y softwares cada

vez ms sofisticados, posibilitando un trabajo automatizado, rpido y preciso, as como el registro de

miles de partculas en un tiempo muy corto. La informacin capturada puede ser procesada desde

mltiples perspectivas y permite la generacin, prcticamente en tiempo real, de abundantes tablas y

grficos que facilitan el manejo de los resultados. Sin embargo, es necesario considerar que se trata de

equipos sumamente caros, cuyo manejo y mantenimiento representa una inversin constante y

considerable.

Por su parte, la MO es una tcnica efectiva, econmicamente asequible y que puede aportar resultados

muy valiosos, especialmente si el operador posee una slida formacin mineralgica y conoce

adecuadamente los fundamentos tericos y prcticos de los procesos metalrgicos. Indudablemente, la

productividad de la MO puede ser acrecentada si se utiliza un sistema de anlisis de imgenes y el

software apropiado para acelerar los clculos respectivos.

Pero sea cual fuere la tcnica utilizada, la Mineraloga de Procesos se torna realmente efectiva cuando

los usuarios (operadores o investigadores de la Planta) cumplen previamente con ciertos requisitos

como:

Formular una definicin precisa del problema a resolver.


Ubicar los puntos de muestreo y definir la oportunidad y frecuencia de la toma de muestras.

Seleccionar el nmero de muestras y de fracciones granulomtricas a utilizar.

Preparar un pliego de preguntas acerca de los aspectos mineralgicos que les interesa

especialmente conocer.

Poseer un adecuado conocimiento de la terminologa y metodologas de la Mineraloga de Procesos

que les permita aprovechar exhaustivamente la informacin obtenida.

En los dos ejemplos reales que siguen se pretende demostrar que, cuando existe una adecuada

coordinacin entre el metalurgista que solicita el estudio y el mineralogista que los ejecuta, la MO es

suficientemente efectiva para obtener beneficios tangibles en la operacin metalrgica.

3.2 APLICACIONES DE ESTUDIOS MICROSCPICOS: LA PLANTA DE ATACOCHA

CASO 1.- ESTUDIO DE LA FLOTACIN BULK

a) Definicin del problema

La Figura B.1 muestra el esquema (hasta diciembre 2004) de molienda-flotacin en la Planta

Concentradora de Atacocha. En ella se puede apreciar que entre el molino y el cicln se hace una

extraccin de concentrado de plomo de alta ley (>72%Pb), operacin unitaria denominada FLASH y que

se cuantifica en una ventaja de 4 puntos de recuperacin general de plomo. El rebose de los

hidrociclones es una cabeza de flotacin Bulk Pb-Cu con una etapa de desbaste y respectiva Limpieza;

las espumas de limpieza son el Bulk final que pasar a Separacin, hundiendo el plomo y flotando el

cobre. El relave de la etapa de Limpieza es una carga circulante que retorna a la flotacin de desbaste.

Debido a que estos valores recirculantes, que no tienen la granulometra adecuada, provocan

desplazamientos de plomo al circuito de zinc y obligan a usar ms colector activando zinc en el Circuito

de Plomo, se decidi estudiar detalladamente la conformacin de las espumas Bulk con el propsito

fundamental de definir si la presencia de mixtos Pb-Cu-Zn-Fe obligara a probar una etapa de

remolienda para mejorar la selectividad y cintica de flotacin y/o depresin de valores.

Figura B.1.- Flow-sheet Flotacin Flash-Bulk Pb-Cu de Atacocha

Mineral Fresco

Concentrado Final Pb

A flotacion Bulk

Skim Air

Molino Bolas

Agua

Agua

Bulk Pb - Cu

Bulk OK3

desbaste Agotamiento

Limpieza

Mineral Fresco

Concentrado Final Pb

A flotacion Bulk

Skim Air

Molino BolasMolino Bolas

Agua

Agua

Bulk Pb - CuBulk Pb - Cu

Bulk OK3


Limpieza


Para iniciar el trabajo de investigacin, se muestrearon las espumas Bulk en sus diversas etapas

(Holland, 2004); la ltima, denominada OK3, que es donde se considera que flotan suficientes valores

de cobre (cintica de flotacin ms lenta), fue el punto elegido para nuestro estudio. Este se inici con

un anlisis granulomtrico en mallas 140-200-270-325, con el resultado valorado malla a malla que

figura en la Tabla B.1:

Tabla B.1.- Anlisis valorado

Como todo resultado por anlisis qumico, el cuadro anterior no nos da mayor informacin, salvo que la

mayor cantidad


la regresin cobre-zinc el valor de t es -4.80, lo que significa que a mayor cantidad de

zinc menor ser la ley de cobre; esto se interpreta como un comportamiento de la

flotacin.

Las regresiones que tengan un valor de t-student menor a 2 carecen de significacin.

Tabla B. 2 Correlacin y t-student por elementos

ELEMENTOS Correlacion t-studentCOBRE-PLOMO 0,05 -0,38COBRE-PLATA 0,92 6,04COBRE-HIERRO 0,74 -2,90COBRE-ZINC 0,88 -4,80COBRE-BISMUTO 0,92 -5,77

ZINC-HIERRO 0,90 5,09ZINC-PLOMO 0,15 0,72ZINC-PLATA 0,94 -6,66ZINC-BISMUTO 0,92 5,93

PLOMO-PLATA 0,03 -0,33PLOMO-HIERRO 0,15 0,72PLOMO - BISMUTO 0,23 0,94

PLATA-BISMUTO 0,87 -4,43PLATA-HIERRO 0,94 -6,66

Comentario sobre las regresiones:

En amarillo figuran los ensambles que tienen t-student mayor a 2 y positivos; ellos representan un

probable amarre mineralgico que deber ser verificado por el estudio microscpico y que se

interpreta de la manera siguiente: Se confirma una alta relacin cobre-plata (+6.04) indicando

presencia de cobres grises. Hay indicacin de un posible amarre pirita/esfalerita (+5.09). Tambin se

encuentra una relacin mineralgica Zinc-Bismuto (+5.93). Como esta relacin no es comn, es

probable la presencia de mixtos de esfalerita con algn portador de bismuto que podra ser una

sulfosal de plomo.

En celeste figuran los valores de t-student negativos y con valor absoluto mayor a 2, que se

interpretan como un resultado de flotacin y por lo tanto no representan un ensamble mineralgico;

la interpretacin es la siguiente: Es posible una contaminacin moderada por excesiva flotacin de

pirita y esfalerita (- 2.90 y - 4.80) que baja la ley de cobre-plomo en esta espuma Bulk. Por otro lado,

una mayor activacin de la esfalerita estara diluyendo la ley de plata (-6.66); igualmente, una mayor

flotacin de pirita tambin diluye la ley de plata (-4.43). A mayor ley de cobre, disminuye la ley de

bismuto (-5.77), confirmando que a menor flotacin de sulfosales de plomo portadoras de bismuto,

mayor ser la ley de cobre en el Bulk.

Toda la informacin anterior fue alcanzada al microscopista para permitirle enfocar adecuadamente

las observaciones.


c) El estudio microscpico

Para el estudio mediante microscopa ptica (C. Cnepa- 2004), se seleccion la fraccin 200/270M de

una muestra de Espumas de la etapa de flotacin Bulk OK3.

d) Resultados cualitativos

Las especies minerales observadas (Tabla B.3) son las siguientes:

Tabla B.3 Denominacin y propiedades de las especies minerales observadas

e) Resultados cuantitativos

Los resultados del clculo de porcentajes de abundancia (volumen %) de la especies minerales

observadas aparecen en la Tabla B.4. Esta es la tpica informacin bsica que proporciona un estudio

microscpico y que sirve para efectuar una serie de conversiones y deducciones aplicables a la solucin

del problema metalrgico.

Como se puede apreciar, la Tabla B.4 proporciona datos expresados en % en volumen porque al

microscopio se observan lgicamente solo dos dimensiones. Esta es la razn por la que las lecturas del

conteo de reas son expresadas en trminos de volumen de especies observadas que luego requieren

ser convertidos a % en peso porque en las pulpas metalrgicas se manejan slidos expresados en % en

peso. La conversin, cuyo proceso es mostrado en la Tabla B.5, se hace considerando el peso

especfico de cada especie y multiplicndolo por el % en volumen (columna en celeste). El resultado es

un factor de peso cuya suma total, en este caso 543.725, dividida entre 100, representa lgicamente el

peso especfico calculado del producto; dicha suma es luego distribuida porcentualmente especie por

especie (columna en verde).

ESPECIE ABREVIATURA FORMULA Peso EspecificoAlabandita ald MnS 4,2Cobre Gris CuGRs variado 4,8Calcopirita cp CuFeS2 4,2Esfalerita ef ZnS 4,2Galena gn PbS 7,2Sulfuros Secundarios Cu SSCu variado 4,2Sulfosales de Pb SSLPb variado 5,8Pirita py FeS2 5,0Gangas GGs variado 2,7


Tabla B.4.- Porcentajes (volumen %) de especies minerales presentes bajo la forma de partculas libres y/o mixtas; en las partculas mixtas se consigna el grado de liberacin parcial (entre parntesis). En la ltima lnea, el grado de liberacin total para cada especie

mineral.

Partculas libres alb CG Rs cp ef gn SFSCu SSLPb py GG salb 0,35 0,35

CG Rs 11,00 11,00cp 7,30 7,30ef 8,55 8,55gn 15,55 15,55SFSCu 0,25 0,25SSLPb 13,10 13,10py 8,10 8,10G Gs 0,90 0,90

65,10 0,35 11,00 7,30 8,55 15,55 0,25 13,10 8,10 0,90Partculas m ixtas

CG Rs/ef 1,70 0,90 0,80(38,60) (21,60)

CG Rs/gn 1,45 0,60 0,85(22,00) (41,10)

CG Rs/SSLPb 1,00 0,70 0,30(53,25) (19,20)

CG Rs/py 0,70 0,40 0,30(40,00) (20,00)

CG Rs/G Gs 0,80 0,45 0,35(35,00) (23 ,35)

cp/ef 0,60 0,35 0,25(33,20) (21,20)

cp/gn 0,10 0,05 0,05(49,00) (9,00)

ef/gn 12,40 7,05 5,35(37,00) (24,00)

ef/SSLPb 1,15 0,50 0,65(17,75) (40,00)

ef/py 0,10 0,05 0,05(36,00) (16,00)

ef/GG s 0,25 0,15 0,10(58,50) (2 ,50)

gn/py 8,10 4,10 4,00(39,60) (19,60)

gn/G Gs 3,00 1,70 1,30(32,10) (25 ,40)

SSLPb/py 0,45 0,30 0,15(40,00) (20,00)

SSLPb/G G s 1,05 0,80 0,25(64,35) (4 ,35)

CG Rs/ef/gn 0,45 0,20 0,15 0,10(19,25) (9,75) (13,50)

CG RS/ef/py 0,15 0,05 0,05 0,05(25,00) (4,00) (9,00)

CG Rs/gn/py 0,15 0,05 0,05 0,05(4,00) (9,00) (25,00)

ef/gn/py 0,75 0,20 0,40 0,15(12,15) (36,00) (5,50)

ef/gn/G Gs 0,25 0,05 0,15 0,05(4,00) (38,50) (2 ,50)

ef/SSLPb/GG s 0,15 0,05 0,05 0,05(3,00) (30,00) (6 ,00)

gn/py/G Gs 0,15 0,05 0,05 0,05(25,00) (4,00) (9 ,00)

Total (Vol.%) 100,00 0,35 14,35 7,70 17,85 28,35 0,25 15,20 12,90 3,05G .L.(%) 100,00 85,18 96,63 65,12 69,10 100,00 92,55 69,84 43,74

ESPUM AS BULK Pb-Cu OK3, MALLAS 200 /270


Tabla B.5.- Conversin de vol % a peso %

Abreviatura % Vol Sp-Gr Factor % PesoGalena gn 28,35 7,2 204,12 37,54Sulfosales de Pb SSLPb 15,20 5,8 88,16 16,21Esfalerita ef 17,85 4,2 74,97 13,79Cobre Gris CuGRs 14,35 4,8 68,88 12,67Pirita py 12,90 5 64,5 11,86Calcopirita cp 7,70 4,2 32,34 5,95Gangas GGs 3,05 2,7 8,235 1,51Alabandita ald 0,35 4,2 1,47 0,27Sulfuros secundarios Cu SSCu 0,25 4,2 1,05 0,19Total 100,00 543,725 100,00

peso especifico de la Muestra 5.44

Comentarios acerca de la Tabla B.5:

Son cuatro las especies con mayor presencia en peso: 37.54% de galena, 16.21% de sulfosales de

plomo, 13.79% esfalerita y 12.67% de cobres grises.

Las especies con menor presencia son: sulfuros secundarios de cobre (0.19%), alabandita (0.27%) y

gangas (1.51%).

Respecto de los valores de cobre: cobres grises 12.67% y calcopirita 5.95% hacen un total de

18.62% del peso total de la muestra. Esto significa que del total de minerales de cobre, el 68%

corresponde a cobres grises y el 32% a calcopirita; lo que representa una relacin 2:1. Si tomamos

en cuenta que el desplazamiento al circuito de zinc es mayormente como calcopirita, se confirma la

flotacin relativamente ms lenta de esta ltima. En lo que se refiere a valores de plomo, se tiene

37.54% en peso como galena y 16.21% como sulfosales de plomo, lo que hace un total de 53.75% y

confirma que hay ms valores de plomo que de cobre (18.62%) en la flotacin Bulk; de esta manera

se justifica la depresin de plomo en la separacin. Adems, se confirma que los valores de plomo

bajo la forma de galena representan el 70% (37.54*100/53.75 = 70%) y las sulfosales el 30% del

total de valores, indicando que las cargas circulantes generadas deben contener ms galena que

sulfosales, por lo cual se debera potenciar el trabajo de las celdas flash.

Es notoria la cantidad total de pirita (11.86%) en la muestra, por lo cual resulta importante definir si

estn libres o no.

Volviendo a la Tabla B.4, se observa que las columnas por especies se dividen en dos bloques: el

superior corresponde a las 100% libres y el inferior a las asociaciones o mixtos que conforman las

diversas especies entre s. La Tabla B.6 es un resumen de los datos de B.4. El procedimiento utilizado

fue el siguiente: se tom como referencia los % en volumen y se calcularon los porcentajes relativos;

por ejemplo, en la pirita se tiene un volumen total de 12.90%, del cual el 8.10% est completamente

libre, lo que significa que el 62.8% del total de piritas estn libres y el 37.2 formando mixtos. De manera

similar se procede para todas las especies. El resultado est en la Tabla B.6.


Tabla B.6

Comentario acerca de los porcentajes de libres y mixtos por especies:

Se aprecia en la franja celeste que las especies con mayor cantidad de mixtos son: galena (45.1%),

esfalerita (52.1%) y gangas (70.5%). Esta es una buena indicacin ya que el tema de la flotacin

Bulk es la selectividad de los valores de plomo-cobre frente a la esfalerita, y si hay muchos mixtos

podra haber un problema de falta de liberacin.

En valores de cobre, los cobres grises estn mayormente libres (76.7%) y sus mixtos son

importantes pero no tanto como en el caso de la galena y esfalerita citado en el prrafo anterior. En

lo que se refiere a calcopirita, est mayormente libre (94.8%).

Las sulfosales de plomo estn mayormente libres (86.2%), y por tanto no es tan importante la

remolienda de sus mixtos como en el caso de la galena.

En los minerales de hierro tambin hay mixtos importantes (37.2% del total); vale decir que la pirita

que est flotando no est completamente libre y que hay mixtos importantes que necesitamos seguir

definiendo.

Todo lo anterior estara indicando que hay mixtos de galena, esfalerita y pirita que obligaran a una

etapa de remolienda para mejorar la selectividad.

En lo que se refiere al grado de liberacin total por especie mineralgica indicado en la Tabla B.4, hay

que tomar en cuenta que no solo flotan las especies con valores 100% libres, sino que es muy probable

que aquellas especies con un G. L. mayor a 50 ya estn en condiciones de flotar. Si tomamos los datos

de la Tabla B.4 observamos que, con excepcin de las gangas, todas las especies metlicas son

flotables con mayor o menor facilidad. En consecuencia, queda confirmada la necesidad de remoler las

combinaciones mineralgicas ms problemticas que de otra manera contaminaran excesivamente los

productos.

Finalmente, es necesario determinar los amarres mineralgicos ms importantes mencionados en la

Tabla B.4. Para ello se analiza la columna de % volumtrico que en total suma 100, pero para los

mixtos dobles (amarre de solo dos especies) suman 32.85%. Se hace una distribucin relativa al 100%

(Tabla B.7) para determinar cules son los amarres ms importantes y se les coloca en orden

descendente de magnitud. Al lado derecho se coloca el grado de liberacin parcial de cada especie que

conforma el mixto, tomado de la informacin presentada en la Tabla B.4. El criterio establecido es que

Abreviatura Libre Mixto Total Libre Mixto TotalAlabandita ald 0,35 0,00 0,35 100,0 0,0 100,0Sulfuros secundarios Cu SSCu 0,25 0,00 0,25 100,0 0,0 100,0Calcopirita cp 7,30 0,40 7,70 94,8 5,2 100,0Sulfosales de Pb SSLPb 13,10 2,10 15,20 86,2 13,8 100,0Cobre Gris CuGRs 11,00 3,35 14,35 76,7 23,3 100,0Pirita py 8,10 4,80 12,90 62,8 37,2 100,0Galena gn 15,55 12,80 28,35 54,9 45,1 100,0Esfalerita ef 8,55 9,30 17,85 47,9 52,1 100,0Gangas GGs 0,90 2,15 3,05 29,5 70,5 100,0

% Volumetrico % relativo


si el grado de liberacin es menor a 10 ser una inclusin muy difcil de liberar aun con remolienda Un

ejemplo para leer la Tabla B.7 es el siguiente: de mixtos ef/gn, hay un total de 12.40% volumen que

representa el 37.7% de los mixtos dobles, la ef tiene un G. L. 37 y la galena 24; como ambos son

mayores a 10, s es posible remoler.

Comentario sobre el Cuadro de Mixtos Dobles:

El amarre ms frecuente es ef/gn con 12.40% del total y grado de liberacin de ambas especies

mayor a 10, como se explic en el ejemplo del prrafo anterior. La remolienda debe adoptarse para

liberar estos valores.

Observando las celdas en verde, que en total representan el 80% de los mixtos dobles, se puede

deducir que otros amarres importantes son gn/py, gn/GGs, CGRs/ef y CGrs/gn, todos estos mixtos

con GL mayor a 10. Es importante anotar que los mixtos son de plomo-cobre-zinc-hierro, todos ellos

involucrados en una flotacin Bulk y susceptibles de liberar con remolienda para mejorar la

selectividad deseada.

Tabla B.7.- Significacin de los amarres mixtos dobles (binarios)

f) Conclusin general del estudio microscpico

Las espumas del Bulk Pb-Cu OK3 (C. Cnepa, 2004) tienen notoria presencia de mixtos ef/gn y gn/py, y

es muy probable que las cargas circulantes generadas tengan incluso mayor presencia de estos mixtos;

por tanto, resulta recomendable adoptar alguna alternativa de remolienda.

g) La prueba industrial

Hacer remolienda en flotacin de minerales es sumamente importante. En el polimetlico Pb-Cu-Zn

generalmente se remuelen mixtos en el circuito de zinc (relave primera Limpieza y espumas scavenger),

y se puede asegurar que esta etapa de remolienda es casi ineludible. Sin embargo, en los circuitos Bulk

mixto % volumen % Relativo ef gn py GGs CCRsef/gn 12,40 37,7 37,0 24,0gn/py 8,10 24,7 39,6 19,6gn/GGs 3,00 9,1 32,1 25,4CGRs/ef 1,70 5,2 21,6 38,6CGRs/gn 1,45 4,4 41,1 22,0ef/SSPb 1,15 3,5SSPb/GGs 1,05 3,2CGRs/SSPb 1,00 3,0CGRs/GGs 0,80 2,4CGRs/py 0,70 2,1cp/ef 0,60 1,8SSPb/py 0,45 1,4ef/GGs 0,25 0,8cp/gn 0,10 0,3ef/py 0,10 0,3

total 32,85 100


Pb-Cu no es una prctica regular instalar un circuito independiente de remolienda. Lo recomendable es

hacer una remolienda indirecta pensando del siguiente modo: Si existen mixtos o valores gruesos por

remoler, estos estarn concentrados en los relaves de la etapa de Limpieza. Si este flujo se recircula a la

cabeza de flotacin rougher, se estar creando una carga circulante indebida; es mejor abrir el circuito,

derivar a la molienda este flujo y finalmente que todo retorne con la calidad granulomtrica del mineral de

cabeza. A este proceso se le denomina REMOLIENDA INDIRECTA. Ocurre, por ejemplo en Huanzal,

donde hace muchos aos que el flujo de relave primera Limpieza del circuito de plomo es enviado a la

entrada del molino significando casi el 20% del lquido que ingresa junto al mineral fresco. Ahora

Atacocha recircula este flujo pero a la celda flash que est ubicada entre el molino y el hidrocicln, y los

resultados son realmente impresionantes.

Cmo conocer la necesidad de remolienda indirecta?

Se recomienda hacer un anlisis granulomtrico de la pulpa de cabeza a la flotacin rougher y en

paralelo del relave de la primera Limpieza, valorar los elementos y determinar la distribucin por mallas.

Un ejemplo de lo que sucede en Atacocha en valores de plomo se aprecia en el grfico de la Figura B.2:

Figura B.2

En el grfico se aprecia cmo varan los valores de plomo de la Cabeza (lnea continua azul). En las

mallas gruesas 100, 140 y 200 el contenido es bajo y se incrementa fuertemente a partir de la malla

325 y tamaos menores. En cambio, en el relave primera Limpieza (lnea discontinua roja) el contenido

de plomo es mayor en las mallas gruesas citadas y menor en las mallas 325 para abajo, luego este flujo

no debe ser unido a la cabeza sin antes remoler. Atacocha eligi la opcin de alimentar a la celda flash

para que el plomo grueso tenga una nueva opcin de flotar y lo que no llegue a flotar ingrese a

clasificacin en circuito cerrado con el molino. Ese es el esquema desde diciembre de 2004, cuyo

Distribucin del plomo en cabeza y relaves de 1ra. Limpieza

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

MA LLA 100 MALLA 140 MALLA 200 MALLA 325 MALLA - 325

CABEZA

RELAVE 1RA LIMPIEZA


arreglo se aprecia en la Figura B.3; en la misma se muestra que enviando la carga circulante hacia la

celda flash, queda un Concentrado Bulk listo para Separacin Pb-Cu.

Figura B.3.- Esquema de remolienda indirecta, modelo Atacocha.

Cuales fueron los logros en Atacocha?

En la Tabla B.8 se presenta un resumen de los resultados logrados a partir del 15 de diciembre de 2004,

que pueden ser considerados muy satisfactorios: se ha logrado subir el grado del concentrado de plomo

y las recuperaciones de plomo y cobre, e indirectamente se han estabilizado resultados en el circuito de

zinc, lo que abre nuevas posibilidades para mejorar parmetros metalrgicos. El punto de partida ha

sido un Estudio de Microscopa (C. Cnepa, 2004b) y una adecuada aplicacin del concepto de Grado

de Liberacin, sobre la base de que la informacin obtenida tiene muchos mensajes que debemos saber

interpretar y adecuar a la realidad de cada proceso metalrgico

2004 2005Mineral Tratado 1.200.000 1200.00

METALURGIA DEL PLOMOGrado de Concen trado de Plom o (% Pb) 69 73

Recuperacion Pb (% Pb) 87 90Recuperacion Total Plata (% ) 86 90

METALURGIA DEL COBREG rado de Concentrado de Cobre (% Cu) 26 27

Recuperacion de Cobre (% Cu) 30 42

METALURGIA DEL ZINCGrado de Concen trado de Z inc 55 57

R ecuperacion de Z inc (% Zn) 89 91

PERIOD O

Tabla B.8.- Resultados comparativos.

Mineral Fresco

Concentrado Bulk Pb-Cu

A flotacion Bulk

Skim Air

Molino Bolas

Agua

Agua

Bulk Pb - Cu

Bulk OK3


Limpieza

Mineral Fresco

Concentrado Bulk Pb-Cu

A flotacion Bulk

Skim Air

Molino BolasMolino Bolas

Agua

Agua

Bulk Pb - CuBulk Pb - Cu

Bulk OK3


Limpieza


CASO 2.- ESTUDIO DE LA PRESENCIA DEL MANGANESO

a) Definicin del problema

En el ao 2003 (J. Manzaneda, 2004) el grado de los concentrados de Zinc en Atacocha empez a

verse notoriamente afectado por el contenido de manganeso, segn se aprecia en la Tabla B.9.

Tabla B.9

Tales resultados indicaban que incluso con cerca de 3% de plomo, si el contenido de Mn disminua a

1.17%, el grado del concentrado de zinc incrementaba a 57.4%; y si en estas circunstancias el plomo

disminua a menos de 2%, entonces se alcanzaran grados de concentrado de zinc bordeando el 58%.

La diferencia de 4 puntos de grado en precio de concentrado de zinc es U$ 20 por cada tonelada, lo que

en un ao significara no menos de U$ 2 millones en prdidas.

Histricamente, el contenido de Mn en los concentrados de zinc entre el 2001 y 2002 fue de 0.7%; sin

embargo, el ao 2003 se not un incremento desmesurado del Mn, que llegaba prcticamente al lmite

de los compromisos de venta de 1.6% Mn.

La razn para el incremento de Mn estaba relacionada directamente con la proporcin de mineral

tratado del Ore body 97. As, durante el ao 2001 dicha proporcin solo signific el 10% del total de

mineral tratado; en el 2002 fue el 30% y en el 2003 lleg al 50% del total de mineral comn que

ingresaba desde el cuerpo mineralizado citado. Ms an, si la proporcin mineral comn:especial fue

variando desde 63:37 en 2001 hasta 80:20: en 2003, era evidente que la Planta Concentradora estaba

procesando mayor cantidad de mineral con posibilidad de ser portador de manganeso.

Cul es el efecto del manganeso en la flotacin?

Es importante hacer un paralelo con la mineraloga de otros elementos comunes en sistemas de

flotacin:

MENAS DE PLOMO: el sulfuro valioso de plomo (PbS) galena se oxida electroqumicamente en

presencia de aire y agua a sulfato de plomo conocido como anglesita (PbSO4), que es soluble en agua y

que no significa ningn problema conocido en flotacin, y posteriormente a carbonato de plomo o

ENSAYES ESPECIALES ZINC CON Y SIN MANGANESOFECHA: 19 de Julio 03

ITEM DESCRIPCION % Pb % Zn %Mn %Cu % Fe

1 Despacho Zn 3,38 53,60 2,77 0,85 3,0518/07/2003

2 Avance Conc. 3,38 53,39 2,39 1,19 3,5019-07-03 (8.00-2.00)

3 Conc. de Zinc 2,97 57,43 1,17 0,98 3,0112-07-03 (8.00-200am)


cerusita (PbCO3), producto insoluble y que solo flota parcialmente y por arrastre; ambos minerales

representan prdidas seguras depositadas en los relaves de flotacin.

MENAS DE ZINC: de manera similar a lo que ocurre con el plomo, en zonas de oxidacin se presentan

xidos a partir del sulfuro de zinc (ZnS). El soluble es goslarita (ZnSO4) y causa grandes prdidas por

ser un fuerte depresor de zinc; en caso de un alto contenido es difcil reactivar la esfalerita con sulfato

de cobre y significa prdidas depositadas en los relaves generales. Otra alteracin es el carbonato de

zinc o smithsonita (ZnCO3) que es insoluble pero en flotacin no reacciona como un sulfuro y no puede

ser reactivado, de manera que lo que no flota por arrastre se va directamente al relave ocasionado

tambin prdidas en la recuperacin general.

En Atacocha hay poca oxidacin de plomo y zinc. Por ello es que se tiene un mineral bastante limpio

para flotar.

MINERALOGA DEL MANGANESO: el sulfuro de manganeso se denomina alabandita (MnS).

Obviamente en zonas de oxidacin dar lugar a minerales conocidos, como el carbonato rodocrosita

(MnCO3) y el silicato rodonita (MnSiO3). La flotabilidad de estos dos productos de oxidacin es

prcticamente nula y solo ocurrir por arrastre. Pero la alabandita es un sulfuro de manganeso muy

activo en flotacin. En nuestro pas ocurre en algunas minas importantes: Huanzal, Ucchucchacua,

Raura, Pachapaqui, y tambin en algunas zonas identificadas en Atacocha.

Los conceptos alrededor del comportamiento de la alabandita en flotacin se han definido del siguiente

modo:

La alabandita tiene caractersticas mineralgicas fsicas similares a la esfalerita y ser difcil

distinguir entre una y otra a simple vista. El control en flotacin por plateo ser infructuoso.

En microscopa ptica tampoco se puede distinguir claramente entre esfalerita y alabandita; sus

propiedades pticas en luz reflejada son similares.

El nico modo es verificar su presencia es mediante difraccin de Rayos X o espectrometra.

El comportamiento en flotacin es superior en cintica a la esfalerita, absorbe preferentemente el

activador sulfato de cobre y flota fcilmente con xantato. Por ello es que cuando hay alabandita en

un sistema de flotacin, se manifiesta mayormente en el circuito de zinc y en menor grado en los

circuitos de plomo.

Una gran cantidad de alabandita en un circuito de zinc obliga a los operadores a incrementar sulfato

de cobre en cantidades fuera de lo comn y este exceso automticamente incrementa la flotacin

de pirita. Cuando el operador observa sus concentrados de zinc con alto hierro, procede a bajar

colectores para mejorar el grado y lo nico que consigue es un fuerte desplazamiento de zinc a

relaves generales. Felizmente, este efecto todava no se ha presentado en la Concentradora

Chicrin; se deduce que la cantidad de alabandita no es tan alta como en otras plantas, pero s

suficiente como para perjudicar el grado del concentrado de zinc.

Los antecedentes en minera acerca de la presencia de alabandita son extremadamente dainos:

paraliz la operacin en Pachapaqui, y en Huanzal hace algunos aos, oblig a hacer una minera

ms selectiva porque adicionalmente contena germanio, elemento nocivo para el proceso de las

refineras de zinc. Una mina peruana y polimetlica actualmente tiene en reserva un mineral de 40


onzas de plata pero con 40% de Mn y no encuentra un proceso adecuado de flotacin para hacer

rentable el tratamiento de este mineral a pesar del alto contenido de plata.

En un caso en que se trat de lixiviar concentrados de plomo-plata con cido sulfrico para eliminar

manganeso, el proceso tuvo que ser desechado porque es evidente que los sulfuros no se lixivian

de manera econmica. Estamos cada vez ms convencidos de que la lixiviacin ocurre solo en los

carbonatos y que si bien disminuye el contenido de Mn hasta un 2 a 3%, este contenido corresponde

mayormente a alabandita que no fue ni ser atacada por el cido sulfrico.

La razn por la que los depresores orgnicos usados para deprimir manganeso (dextrina) no habran

funcionado en Atacocha para controlar la flotacin de Mn hacia los concentrados de zinc, es que en

Atacocha se trata esencialmente de alabandita.

Desde hace muchos aos todas las plantas concentradoras afectadas por Mn han controlado sus

operaciones haciendo una minera selectiva, lo que equivale a decir: haciendo un buen blending.

Es importante remarcar que a nivel mundial existe muy poca informacin sobre el comportamiento

de la alabandita en flotacin y las posibilidades de su depresin.

Investigacin sobre el manganeso en Atacocha (Manzaneda, 2004)

La estrategia del estudio fue : (1) definir el comportamiento inicial del Mn en la flotacin de la etapa de

zinc; (2) de cuatro muestras, seleccionar la de mayor contenido de Mn activo y en esta muestra aplicar

el depresor de Mn Tennapress 334 en dosis de 200, 300 y 600 gr/TM; y (3) aplicar otros depresores

orgnicos a fin de comprobar su efectividad en la depresin de Mn en la etapa de flotacin de zinc; ellos

fueron: ecoflox derivado del tanino, dextrina WR95, proporcionada por Ucchucchacua, y CMC.

El anlisis de resultados se hizo segn el criterio FACTOR METALRGICO que resulta de multiplicar

grado por recuperacin y dividir entre ley de cabeza; este es un modo aceptado para evaluar pruebas de

flotacin batch: a mayor factor metalrgico, mayor flotacin del elemento.

b) Desarrollo del estudio

a) Prueba estndar batch con mineral de manganeso

Sobre mineral con alto contenido de manganeso, se hizo un ciclo de cuatro pruebas batch en el estndar

tpico de flotacin experimental de Atacocha. El resultado aparece en la Tabla B.10.


Tabla B.10

Se aprecia una grave contaminacin y distorsin de los resultados tpicos. El 60% del contenido de zinc

se desplaza al relave y el que debera ser un concentrado de zinc contiene un 33% de Mn con una

distribucin total de 47% de manganeso flotado en esta etapa. Adems, en el primer minuto de la

flotacin de plomo se tiene una ley de 7.43% de Mn. En resumen, estamos en presencia de un mineral

que contiene manganeso altamente activo en flotacin, dando una primera sensacin de tratarse del

complicado sulfuro de manganeso o ALABANDITA. Se decidi investigar posibles depresores de Mn y,

de no lograr el objetivo, tratar de identificar plenamente la presencia de este sulfuro mediante

Microscopa Electrnica y pasar a un control de extraccin de mineral de este tipo para evitar mayores

daos en la Metalurgia de Atacocha.

b) Flotacin de cuatro muestras con contenido de Mn

a. IDENTIFICACIN DE LAS MUESTRAS

Las muestras usadas en el presente estudio corresponden a labores del ore body 97, zona en que el

Departamento de Geologa ha ubicado la mayor presencia de manganeso. De los cuatro, se especifica

que el stope 927 est actualmente paralizado por control de manganeso y los otros tres en actividad. El

ensayo qumico del mineral recibido arroj los resultados mostrados en la Tabla B. 11:

Tabla B.11.- Manganeso en el mineral de cabeza

DESCRIPCION peso gr %Pb %Zn %Cu %Fe Onz/TM Ag %Mn %Pb %Zn %Cu %Fe % Ag %MnAlimento 4000.0 2.23 4.94 0.03 6.85 2.41 17.48 100 100 100 100 100 100Pb 1 minuto 67.7 43.91 5.44 0.11 4.20 23.31 7.43 33 2 6 1 16 1Pb 4 minut 202.3 20.43 7.38 0.14 6.71 13.99 14.79 46 8 24 5 29 4Zn 1 minuto 359.8 1.07 3.91 0.08 7.33 3.70 33.60 4 7 24 10 14 17Zn 6 minut 491.3 1.03 6.08 0.07 8.11 3.05 43.33 6 15 29 15 16 30Relave 2878.9 0.35 4.10 0.03 6.19 1.29 13.54 11 60 72 65 39 56

LEYES DISTRIBUCION

STOPE Pb % Zn % Cu % Fe % Ag Oz/TM Mn %927 2,18 4,28 0,03 2,90 2,25 6,19876 9,06 14,10 0,68 5,96 8,81 1,68878 3,45 5,42 0,09 2,38 4,24 3,92879 4,15 7,36 0,14 3,71 5,53 17,90


El anlisis de la cintica de flotacin practicada segn el estndar citado es expresado en el anlisis

grfico de la Figura B.4:

Figura B.4

FACTOR METALURGICO DEL MANGANESO

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 1 3 7

TIEMPO

FAC

TOR ST 927

ST 876ST 878ST 879

El tajo con mayor flotabilidad relativa de manganeso es el stope 927 (acertadamente fuera de operacin

actualmente). Le sigue en flotabilidad el tajo 878. La flotabilidad del tajeo 876 es baja porque la cabeza

no alcanza a 2% Mn y el grado del concentrado al primer minuto es 55% Zn, que representara la

proyeccin del concentrado con este tipo de mineral. La flotabilidad relativa del manganeso en el stope

879 es baja a pesar de su alta ley de Mn en cabeza (16%) pero el concentrado de zinc al primer minuto

ensaya ms de 5% Mn, alcanzando una proyeccin de concentrados de solo 30% Zn al primer minuto;

igual que lo que ocurre en los tajos 927 y 878. En resumen, toda esta zona mineralizada tiene el

problema de la presencia de manganeso incontrolable para una metalurgia estndar tipo Atacocha, lo

que haca necesario investigar posibles depresores de este elemento.

c) Investigacin en la seleccin de depresores de manganeso

Se utilizaron los depresores Tennapress 334, Ecoflox (Tannco) derivado del tanino, dextrina WR 95, y

Carboxil Metyl Celulosa CMC. Fueron tres pruebas a dosis diferentes: 200, 300 y 600 gr/TM adicionadas

secuencialmente de manera compartida en: acondicionamiento, rougher y scavenger de la flotacin

batch etapa de zinc.


El resultado de las pruebas batch indic lo siguiente:

A menor contenido de Mn en cabeza, mejores condiciones de flotabilidad estndar de zinc.

La flotacin batch indica que la proyeccin del grado de concentrados con minerales de ley alta de

Mn (>2%) en cabeza s ser afectada en el grado final del concentrado de zinc.

Los depresores Tennapress 334, Dextrina WR 95, Eccoflox y CMC no son calificados como

depresores de Mn, en el caso de Atacocha.

Recomendaciones

Mientras se sigue trabajando la posibilidad de lograr un depresor de manganeso en los minerales

tpicos del cuerpo 97, se recomienda dosificar estos minerales considerando que la ley de cabeza en

planta no llegue a ms de 2% Mn.

Encargar un estudio microscpico para confirmar la presencia de ALABANDITA.

d) Estudio por Microscopa Electrnica

a. Consideraciones preliminares al estudio

Si bien el manganeso es un nuevo problema en Atacocha, el contaminante tpico, correctamente

controlado hace muchos aos, es el bismuto. De ah que se considerara necesario hacer un solo estudio

mediante Microscopa Electrnica de Barrido para identificar las fuentes de ambos contaminantes y su

proyeccin para el futuro del mineral a tratar.

b. Identificacin de la muestras

Con un mineral tpico de alto manganeso y bismuto se hicieron dos pruebas de flotacin batch en el

estndar tpico de Atacocha, considerando extraccin de espumas en tiempos 1-3 y 6 minutos para un

arreglo de cintica de flotacin etapa plomo. En la Tabla B.12 se consignan los ensayes qumicos de

ambas pruebas:

Tabla B. 12.- Resultados de las pruebas de flotacin batch

PRODUCTO % Pb % Zn % Cu % Fe % BI Onz/TM Ag % MnP # 1 Cabeza 3,16 6,26 0,23 5,15 0,035 4,52 4,13

Pb 1 58,57 5,71 1,55 6,08 0,193 46,23 0,62Pb 3 22,54 12,09 1,66 15,59 0,199 31,94 1,81Pb 6 4,68 12,85 0,43 18,29 0,068 7,88 2,95

Relav. Pb 0,33 5,69 0,06 4,58 0,024 2,63 4,45P # 2 Pb 1 63,14 7,03 1,21 2,71 0,235 48,42 0,60

Pb 3 27,60 16,64 3,08 6,15 0,250 46,23 2,55Pb 6 6,60 16,68 1,08 5,84 0,076 16,04 4,74

Relav. Pb 0,26 5,89 0,06 5,76 0,029 2,63 4,46


c. Anlisis de regresin

Con las leyes del cuadro anterior se hizo regresin lineal para determinar alguna relacin importante del

manganeso y el bismuto con los otros elementos. La Tabla B.13 muestra un resumen del clculo

estadstico t-student.

Tabla B. 13.- Valores de t-student para Bi y Mn

e) Del anlisis de lo valores de t-student se desprende lo siguiente:

PARA EL BISMUTO: hay una relacin positiva con el plomo (+3.93), cobre (+4.87) y plata (+11.67),

y una relacin negativa (producto de flotacin) con el manganeso (-4.15). El signo positivo indica

que probablemente hay especies mineralgicas donde ocurren los elementos Pb-Bi-Ag-Cu.

PARA EL MANGANESO: casi todas sus relaciones son negativas; es decir, son producto de la

flotacin. Esto indica que hay posibilidad de que el manganeso se encuentre mayormente libre en

especies definidas, sean sulfuros o carbonatos.

f) El estudio con Microscopa Electrnica (Cnepa, 2004a)

Las muestras elegidas fueron compsitos del proceso en los das en que se tuvieron resultados

defectuosos en Planta por la presencia de manganeso y bismuto. El estudio se realiz sobre tres

muestras: (1) Alimentacin a Flotacin, (2) Concentrado de Pb y (3) Concentrado de Zinc.

a. Informacin microscpica previa

Un estudio previo mediante microscopa ptica (C. Cnepa, 2004a) fue dedicado a examinar el

problema de los inusualmente elevados contenidos de Bi y Mn que haban sido detectados por los

anlisis qumicos. Segn dicho estudio, se estableci que los portadores ms significativos en el caso

del MANGANESO eran la alabandita y los carbonatos (cuya determinacin especfica no era posible

mediante la microscopa ptica); para el caso del BISMUTO, se postul que dicho elemento estara

probablemente asociado a las sulfosales de plomo (cuya identificacin especfica tampoco haba sido

posible). En concordancia con tales resultados, el estudio mediante microscopa electrnica fue

orientado a cumplir objetivos definidos, tales como: a) verificar la presencia de alabandita; b) identificar

especficamente los carbonatos presentes; c) determinar los elementos qumicos adicionales presentes

en la esfalerita; y d) examinar la relacin del bismuto con la presencia de sulfosales de plomo.

BISMUTO corr. tPlomo 68,86 3,93Zinc 8,59 0,81Cobre 77,19 4,87Fierro 0,01 -0,03Plata 95,11 11,67Manganeso 71,07 -4,15

correlaciones y t studentMANGANESO corr. tPlomo 85,72 -6,48Zinc 1,20 0,29Cobre 28,77 -1,68Fierro 0,94 -0,26Plata 0,75 -4,56Bismuto 71,07 -4,15

correlaciones y t student


g) Resultados del estudio:

a. Muestra: Alimentacin (Figuras. B.5 y B.6)

Se verific con toda certeza la presencia de la alabandita indicada en el estudio previo con microscopa

ptica. Dicha alabandita es frecuentemente reemplazada por carbonatos ricos en manganeso,

especialmente rodocrosita y manganocalcita. Adicionalmente, es importante recalcar que algunas

alabanditas contienen finas diseminaciones de calcopirita, imposibles de liberar mediante molienda (este

comportamiento es similar al observado en algunas esfaleritas).

b. Muestra: Concentrado Pb-2 (Figuras B.7 y B.8)

En esta muestra se pudo precisar que una parte de las sulfosales de plomo (indicadas genricamente en

el informe de microscopa ptica) corresponde muy probablemente a la especie xilingolita. Se trata de

una sulfosal bastante rara, de composicin Pb27Bi14S48 (que corresponde casi exactamente con los

resultados del anlisis efectuado con el detector espectromtrico de rayos X del microscopio

electrnico), que no haba sido previamente reportada en el Per. Otra de las sulfosales presentes, que

s pudo ser identificada con microscopa ptica, es la bournonita (CuPbSbS3), que no tiene lgicamente

ninguna relacin con el bismuto. Por otro lado, se confirm la presencia de alabandita libre que, junto

con los carbonatos que suelen acompaarla, seran los causantes del contenido de Mn en esta muestra.

La galena se presenta bastante pura, sin contenidos de Bi.

c. Muestra: Concentrado Zn (Figura B.9)

El barrido de granos de esfalerita ha permitido detectar que una parte de estos posee contenidos

significativos de manganeso en su molcula. Adicionalmente, algunas esfaleritas contienen inclusiones

de alabandita. Por otro lado, varias alabanditas aparecen reemplazadas por rodocrosita, mientras que

las esfaleritas suelen ser reemplazadas por manganocalcita. No se detect contenidos de Tl ni de Cd en

las esfaleritas

h) Comentarios.

Los resultados del estudio permiten establecer lo siguiente:

El manganeso est presenta bajo 5 formas mineralgicas diferentes:

o En las alabanditas; b) en algunas esfaleritas (manganesferas); c) en la rodocrosita; d) en la manganocalcita; y e) en la calcita manganesfera.

La alabandita ocurre libre o bien asociada con carbonatos ricos en Mn. En consecuencia, si se consigue

deprimir exitosamente la alabandita, los contenidos de Mn disminuirn ostensiblemente en los productos

en los que ella est presente. Sin embargo, algo de Mn est contenido en algunas esfaleritas (incluso

algunas poseen inclusiones ultrafinas de alabandita). En este caso, la disminucin del manganeso solo

ser posible a costa de deprimir la esfalerita, lo que significa que esto no funcionar en los concentrados

de zinc.


Imgenes de la Microscopa electrnica

(xx) ald (x) rdc

(x) Rodocrosita

(xx) Alabandita

Fig. B.5.-Alabandita casi completamente rodeada por rodocrosita. En la parte inferior espectrogramas y resultados analticos de puntos registrados

El bismuto est presente dentro de la sulfosal xilingolita. Este mineral fue incluido dentro de las

sulfosales de plomo identificadas genricamente mediante microscopa ptica. Es probable que dentro

de dichas sulfosales de plomo haya alguna otra especie del tipo Pb-Bi. En consecuencia, no es

adecuado tratar de disminuir los valores de bismuto en el concentrado Pb porque la disminucin del

contaminante significar una menor ley de Pb.


gn

(xx) ald

rdc

gn cp

cac(Mn) (x)

Fig. B. 6.- Partculas mixtas de alabandita con inclusiones de galena y abundantes diseminaciones de calcopirita, cortadas por venillas de carbonatos ricos en Mn. En la parte inferior espectrogramas y resultados analticos de puntos registrados

(x)Manganocalcita

(xx) Alabandita

(x)Manganocalcita

(xx) Alabandita


(x) xlg

Fig. B.7.- Partcula de xilingolita libre. En la parte inferior, espectrograma y resultados analticos del punto registrado.

(x) xilingolita


gn

(xx) ald

gn

gn

py xlg (x)

Fig. B.8.- Partculas de galena, xilingolita y alabandita libres. Partcula mixta pirita/galena. En la parte inferior, espectrogramas y resultados analticos de puntos registrados.

(x) Xilingolita (x) Alabandita


(xx) cac(Mn)

(xx) cac(Mn)

gn

py (x) ef

ef

(x) Esfalerita con Mn

(xx) Calcita manganesfera

Fig. B.9.- Partcula libre de esfalerita. Partculas mixtas esfalerita/ga

c.canepa microscopia optica en los procesos metalur

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