nueva tecnolog�a en procesos gravim�tricos - minsur.pdf
TRANSCRIPT
IMPLANTACIÓN DE NUEVA TECNOLOGÍA EN PROCESOS
GRAVIMÉTRICOS EN LA MINA SAN RAFAEL- MINSUR S.A.
Francisco Castro – Jefe de Operaciones de Planta Concentradora
Minsur S.A.
1. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA PLANTA CONCENTRADORA
En 1962, The Lampa Mining Co. Ltda. construye la planta concentradora en el
nivel 4730 m.s.n.m., con la finalidad de concentrar minerales de cobre de 7% -
9%. La capacidad de tratamiento fue de 85 TMSD. En 1965 se determina la
presencia ínfima de casiterita y se inicia la concentración de ésta.
Minsur Sociedad Limitada, en 1969 instala la planta concentradora en el nivel
4533 m.s.n.m. con una capacidad de tratamiento de 350 TMSD.
En 1977, bajo la razón social de Minsur Sociedad Anónima, comienza a tener
auge rápidamente la planta concentradora; es así que en marzo de 1981 se
incrementó el tratamiento a 600 TMSD.
En junio de 1983 entra en operación la planta de flotación de casiterita,
tratando relaves gravimétricos de mesas.
En octubre de 1986 se deja de concentrar cobre, dedicándose exclusivamente
al tratamiento de los minerales de estaño. En enero de 1991 entra en operación
la planta gravimétrica de JIGS. En junio de 1994 se incrementa el tonelaje de
tratamiento a 1100 TMSD, y en marzo de 1996 nuevamente se incrementa el
tratamiento a 1500 TMSD.
Finalmente, en octubre de 1999 se realiza la última ampliación para un
tratamiento de 2500 TMSD.
2. ESTADÍSTICAS
2.1. Mineral Tratado
2.2. Leyes de Cabeza
GRAFICO N° 1
0100000200000300000400000500000600000700000800000900000
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002AÑOS
T.M
.S.
MINERALTRATADO
GR AFIC O N ° 2
0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.0
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002
AÑ OS
LE
Y (
%S
n) LE YE S D E
C A B E ZA (% S n)
2.3. Concentrados Producidos
2.4. Leyes de los Concentrados Producidos
GRAFICO N° 4
32343638404244464850525456
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002AÑOS
LE
Y (
%S
n)
Concentradogravimetria
Concentradoflotacion
ConcentradoTotal
GRAFICO N° 3
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002AÑOS
T.M
.S. Concentrado
gravimetria
Concentradoflotacion
Concentradototal
2.5. Recuperaciones
3. IMPLANTACIÓN DE NUEVA TECNOLOGÍA EN PROCESOS
GRAVIMÉTRICOS
3.1. Descripción del Jig Kelsey (Figura N° 1)
ALIMENTO
RELAVE
CONCENTRADO
CAMA
ZARANDAAGUA
COMPARTIMIENTODE AGUA
GRAFICO N° 5
010
2030
405060
7080
90100
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002AÑOS
RE
CU
PE
RA
CIO
N(%
)
Recuperacióngravimetria
Recuperaciónflotación
RecuperaciónTotal
ZONAS DEL JIGKELSEY
GIRO Y PULSACION
GIRO
ESTACIONARIO
3.2. Principios Metalúrgicos
El diseño radical del Jig centrífugo Kelsey toma un Jig convencional y le da el
efecto de una centrífuga permitiendo la generación de densidad de fuerza de
100 veces la gravedad.
La generación de la fuerza centrífuga se logra por medio del control de la
velocidad variable del rotor giratorio del Jig centrífugo. Dentro del rotor se gira
coaxialmente una malla de forma cilíndrica junto con el rotor; la malla está
alineada dentro junto con la cama. La pulpa alimentada pasa por la tubería
central fija y es distribuida por encima de la base de la cama. Las partículas
sólidas alimentadas son aceleradas hacia la cama debido a la aparente fuerza
gravitacional. Continuamente se eleva la cama debido al desplazamiento por la
alimentación entrante. A aquellas partículas cuyas densidades específicas
exceden a la del material de la cama se les permite asentarse en la misma. Los
minerales más pesados pasan por la cama llegando a los cajones de los
concentrados. Los minerales más livianos que no pueden asentarse en la cama
serán descargados por la parte superior del anillo de la malla de retención de la
cama hacia el relave.
La operación de sedimentación obstaculizada dentro de la cama no sólo está
acentuada por la fuerza centrífuga sino también por la pulsación de la cama.
Las ondas de choque producidas por la pulsación dilatan la cama, permitiendo
que los minerales ingresen a la cama, de igual forma acentúan las diferentes
velocidades de aceleración entre las partículas de densidad específica que
difieren entre sí.
3.3. Variables Metalúrgicas que Afectan el Rendimiento de la Máquina
a. Relacionadas a la alimentación
- Tipo de alimentación.
- Densidad de alimentación.
- Capacidad de alimentación.
- Distribución del tamaño de alimentación, gravedad específica de los
minerales por ser separados.
b. Parámetros de la máquina
- Velocidad de giro.
- Frecuencia de pulsación.
- Stroke.
- Tipo de cama.
- Profundidad de la cama.
- Tamaño de orificio de la malla.
- Flujo y presión de adición de agua de pulsación.
3.4. Controles Metalúrgicos
3.4.1. El efecto de la alimentación: tamaño, ley del mineral, densidad y ronelaje
a. Tamaño de alimentación
- Fino (-38um)
- Medianamente fino (+38um ~ 75um)
- Medianamente grueso (+75um ~ 425um)
- Grueso (+425um)
Para diferentes tamaños de alimentación se debe tener en cuenta lo siguiente:
Descripción Giro Pulsación Stroke
Bajo 160~180 rpm 1400~1600 ppm 1.8~2.2 mm
Medio 180~220 rpm 1600~1800 ppm 2.2~2.6 mm
Alto 220~250 rpm 1800~2000 ppm 2.6~3.2 mm
DescripciónGiro(rpm)
Pulsación(ppm)
Stroke(mm)
Mineral valioso de fino a medianamentefino, con ganga media fina y fina gruesa Alto Media alta BajoMineral valioso medianamente fino amedianamente grueso, con ganga fina -gruesa
Alto Media alta Media alta
Mineral valioso grueso Bajo medio Baja-alta alto
b. Ley del mineral
Considerando que los parámetros del Jig no se alteran, un incremento en
la ley de alimentación dará como resultado un incremento en la ley del
concentrado.
c. Densidad
- Densidad de alimentación entre 35% - 40% de sólido, no exceder 50%
de sólido.
- Densidad en la descarga de los concentrados, no exceder 20% de
sólidos.
d. Tonelaje
Un incremento en el tonelaje de alimentación con una ley del mineral y
densidad constante, la recuperación disminuirá.
3.4.2. El efecto del agua de pulsación
a. Efecto del agua de pulsación en minerales finos
Altos niveles de exceso de agua de pulsación dan como resultado el
lavado de mineral fino a los relaves y baja recuperación. Los niveles bajos
de exceso de agua de pulsación incrementan la recuperación, en tanto
que la ley disminuye.
b. Efecto del agua de pulsación en minerales gruesos
Por lo general, al tratar mineral valioso grueso y la ganga fina, puede
añadirse agua de pulsación.
TAMAÑO DEL MINERAL VALIOSO
(um)
EXCESO DE AGUA DE PULSACION
(L / min)
0 ~ 38 50 ~ 80
38 ~ 150 70 ~ 100
150 ~ 425 80 ~ 120
+ 425 80 ~ 200
3.4.3. El efecto de la frecuencia de giro
Un incremento en la velocidad de giro del Jig tendrá los siguientes efectos
físicos:
a. Un mayor campo gravitatorio evidente en la superficie de la cama.
b. Cama más ajustada.
c. Un mayor desaguado del alimento en la superficie de la cama.
d. Menor tiempo de permanencia de las partículas dentro del Jig.
e. Menor efectividad de pulsación a velocidad de giro crítico.
f. Mayores pulsaciones efectivas por minuto.
Es importante ajustar todos los otros parámetros del Jig y dejarlos
constantes, mientras se varía la velocidad de giro.
3.4.4. El efecto de la frecuencia de pulsación
a. Dilatan la cama.
b. Separación de minerales de densidades específicas diferentes dentro
de la cama.
3.4.5. El efecto del stroke
Mientras que la frecuencia de pulsación da el numero de oscilaciones
para una partícula en la cama, el stroke da una indicación en cuanto al
desplazamiento que dicha partícula experimenta por oscilación.
El stroke puede ajustarse en el rango de 0 ~ 3.2 mm. Por lo general,
cuanto más grueso sea el mineral por concentrar, más largo será el stroke.
3.4.6. Efecto de la malla ciega
- Pérdida de recuperación.
- Exceso de esfuerzo en el mecanismo de pulsación en el diafragma del Jig.
- Disminuye la eficiencia de separación y la ley del concentrado.
3.4.7. Efecto de la profundidad, distribución de tamaño, forma, deterioro y
densidad específica de la cama
a. Profundidad de la cama
Incrementando la profundidad de la cama resultará en un incremento en
la separación, usualmente se produce menor cantidad de concentrado.
b. Distribución de tamaño
La distribución del tamaño de la cama debe parecerse a la distribución del
tamaño del mineral valioso en el alimento, con la condición de que el
tamaño de mineral sea menor. Ejemplo:
MINERAL
ALIMENTADO
MINERAL
VALIOSO
ABERTURA
MALLA
RANGO CAMA
(micras)
0 ~ 425 um 0 ~ 425 um 425 um 600 ~ 1200 um
c. Forma
Las partículas de la cama deben ser esféricas para tener menor fricción
entre las partículas de la cama y el concentrado.
d. Deterioro
La contribución del deterioro de la cama al encegamiento de la malla debe
ser minimizada, será permanentemente clasificado en los rangos
establecidos.
e. Densidad específica
La densidad específica del material de cama debe encontrarse dentro del
rango de los minerales por ser separados; esto es, menor que el
concentrado buscado y mayor que los minerales ganga. Cuanto mayor
sea la diferencia entre la densidad específica de la cama y el material
ganga, tanto mayor será la separación.
4. PRUEBAS METALÚRGICAS CON EL JIG KELSEY EN SAN RAFAEL CON CONCENTRADOS GRAVIMÉTRICOS
4.1. Parámetros de Trabajo del Jig Kelsey Durante la Prueba
DESCRIPCIONPESO
(%)
LEY
(%Sn)
RECUP
(%)
GIRO
(Hz)
PULSO
(Hz)
STROKE
(mm)
ABERTURA
MALLA
(um)
TIPO
CAMA
TAMAÑO
CAMA
(um)
AGUA
(Lts / min)
CONC.
RELAVE
ALIMENTO
71.4
28.6
100
54.00
14.35
42.68
90.4 35 40 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 10
CONC.
RELAVE
ALIMENTO
42.00
58.00
100
69.88
11.16
35.8
81.9 35 40 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 12
CONC.
RELAVE
ALIMENTO
74.1
25.9
100
52.69
15.47
43.04
90.7 35 45 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 10
CON.
RELAVE
ALIMENTO
63.4
36.60
100
72.39
6.08
48.11
95.4 35 40 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 12
CONC.
RELAVE
ALIMENTO
56.8
43.2
100
73.45
17.50
49.30
84.7 35 40 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 6.5
CONC.
RELAVE
ALIMENTO
56.5
43.5
100
73.22
14.50
47.68
86.8 33 38 2.8 425 Magnetita 500 ~ 710 6.5
4.2. Distribución del Análisis Granulométrico de los Concentrados Antes y
Después del Jig Kelsey
4.3. Recuperaciones por Tamaños en el Jig Kelsey
GRAFICO N° 7
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
ABERTURA (micras)
REC
UPE
RAC
ION
(%)
RECUPERACION(93.62%)
GRAFICO N° 6
40
45
50
55
60
65
70
75
80
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450ABERTURA (micras)
LEYE
S (%
Sn)
%Sn SINJIGKELSEY(51.7%Sn)
%Sn CONJIGKELSEY(65.2%Sn)
4.4. Situación Actual del Circuito (Figura N° 2)
2.896 m3 / hr
5.646 m3 / hr
A ESPESADOR DE 40'Ø - I
CONCENTRADO FINAL
ALIMENTO PARA FLOTACION DE
SULFUROS , CASITERITA
15.00 0.3223.9666.00
0.424160.6394.04 56.04
200.48 0.59052.0893.40
39.85 0.16636.1390.91
29.277200.7322.22 52.06
3.320160.6366.84 56.04
6.05 36.1125.95740.10
0.05 32.4520.1450.25
����������������������������� ������������������������������������������ �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
CONCENTRADOS GRAVIMETRICOS DE JIGS + MESAS
(Producto remolido) + ESPES. 40'Ø - I215.73 29.599
48.7223.29
22.22 36.135.81239.85
0.25 28.68732.450.04
CIRCUITO DE FLOTACION SULFUROS GRAVIMETRIA Y FILTROS
SITUACION ACTUAL DE LA PLANTA CONCENTRADORA SAN RAFAEL-MINSUR
AGUA(m3/hr)%SOLIDO
T.M.S.D.
%Sn
LEYENDA
4.5. Circuito Propuesto con el Jig Kelsey (Figura N° 3)
3.980 m3 / hr
3.178 m3 / hr
2.142 m3 / hr
4.293 m3 / hr
CONCENTRADO FINAL
concentrado
relave
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
CONCENTRADOS GRAVIMETRICOS DE JIGS + MESAS
(Producto remolido) + ESPES. 40'Ø - I
27.80 0.5974.6665.99
228.53 19.37648.5032.95
0.345129.8094.00 69.86
159.8 0.48465.2293.22
30.00 0.13945.1790.00
2.487129.8068.5 69.86
4.43230.0022.00 45.17
0.20 29.68142.150.03
40.73 19.17412.808.13
19.17440.738.13 12.80
40.48 0.75812.8168.99
36.60160.0015.41 65.20
40.48 3.93612.8130.00
200.73 18.77954.5730.81
0.06 11.1818.4160.25
������������������������������������������������������������
������������������������������������������
ALIMENTO PARA FLOTACION DE
SULFUROS , CASITERITA
A ESPESADOR DE 40'Ø - I
0.45 54.53224.940.03
30.20 34.11345.153.56
RELAVE MESAS
12.89 2.607.40326.28
14.20 2.88931.7117.00
6.356 m3 / hr
27 m3 / hr
6.015 m3 / hr
CIRCUITO DE FLOTACION SULFUROS GRAVIMETRIA Y FILTROS
PROPUESTA CON EL JIG KELSEY DE LA PLANTA CONCENTRADORA SAN RAFAEL-MINSUR
AGUA(m3/hr)%SOLIDO
T.M.S.D.
%Sn
LEYENDA
5. EVALUACIÓN ECONÓMICA
5.1. Inversión
INGENIERÍA COSTO US$
Básica 4000.00
De detalle 4000.00
Supervisión 8000.00
MAQUINARIA
Jig Kelsey J1300 MK2 314882.88
Molino de bolas 4' x 4' 26082.00
Clasificador helicoidal 36"Ø 23800.00
Bomba SRL 4" x 3" (04) 20400.00
Bomba SRL 1 1/2" x 1" (02) 6636.00
Zaranda Sizetec 24934.80
Bomba peristáltica SP50 (02) 18905.00
OBRAS CONSTRUCCIÓN CIVIL
Bases y cimentaciones 39283.02
Edificios metálicos 43000.00
Grúa puente de 4 Ton. 16572.00
Grúa monoriel de 3.2 Ton. 7431.00
INSTALACIÓN MECÁNICA
De maquinaria y equipo 20000.00
De sumideros, chutes, etc. 6000.00
De tuberías y accesorios 6000.00
INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Tableros de protección y mando 15640.00
Cables de acometida, conduitts
(medio de instalación) e instrumentación 8000.00
Pruebas y puesta en marcha 2000.00
TOTAL 615566.70
5.2. Costos de Operación US$ / AÑO
ENERGIA ELECTRICA (105.Kw-hr) 35343.00
MANO DE OBRA (01 operador por turno) 40000.00
MANTENIMIENTO
Over haul , materiales 17200.00
Repuestos 7410.00
Mano de obra 6000.00
CONSUMIBLES
Magnetita 5500.00
Forros y bolas 6000.00
Imprevistos 11745.30
TOTAL 129198.30
5.3. Características de los Concentrados Antes del Cambio, Balance Anual
Mineral tratado 827500.00
Ley de cabeza %Sn 5.20
Concentrados gravimétricos 67103.31
Ley concentrado %Sn 51.30
Finos en concentrados gravimétricos 34424.00
Costo de transporte US$ / Ton 47.20
Costo total US$ / Ton 3167276.23
5.4. Características de los Concentrados Después del Cambio, Balance Anual
Mineral tratado 827500.00
Ley de cabeza %Sn 5.20
Concentrados gravimétricos 52960.00
Ley concentrado %Sn 65.00
Finos en concentrados gravimétricos 34424.00
Costo de transporte US$ / Ton 47.20
Costo total US$ / Ton 2499712.00
5.5. Flujo de Caja
Ingresos US$ / año 667564.23
Costo de operación US$ / año 129198.30
Utilidad bruta US$ / año 538365.93
Utilidad neta US$ / año 325905.20
Tasa de descuento % 10.00
Vida del proyecto año 10.00
Valor actualizado neto US$ / año 2002546.38
Tiempo de recuperación de la inversión años 2.20
6. CONCLUSIONES
a) La instalación del circuito del Jig Kelsey tiene por objeto incrementar las
leyes de los concentrados a rangos de 65% ~ 67% Sn, pero sin afectar la
recuperación total programada de 89%.
b) Debido al diseño de la abertura de la malla del Jig, que es de 0.6 mm, los
concentrados deben molerse 100% -0.5 mm, lo que ocasionará una mayor
polución de finos.
c) El Jig Kelsey J1300 MK2 tiene una capacidad de tratamiento de 25 TMSPH;
el circuito diseñado actualmente tratando los relaves de las celdas de
sulfuros alcanza 8.364 TMSPH. Se tiene la alternativa de tratar los
concentrados en el Jig Kelsey antes de flotar los sulfuros, siendo el
tratamiento de 8.989 TMSPH.
d) Al realizar la evaluación económica, referida únicamente al transporte de
concentrados, se tiene una inversión de US$615566.70, siendo el tiempo de
retorno de 2.2 años. Adicionalmente a esto se tiene un ahorro en los
envases para transportar, sacos big bag, personal para el manipuleo de
concentrados. De igual forma se tiene un aporte para la fundición, ya que
incrementará la capacidad de tratamiento.
BIBLIOGRAFÍA
a) Reportes anuales, superintendencia planta concentradora-San Rafael.
b) Pruebas piloto con Jig Kelsey J200 planta concentradora San Rafael -David
Geraghty - Geologics - 28 julio del 2000.
c) Manual operativo Jig centrifugo Kelsey J1300MK2 Geologics Pty Ltd.
d) Highly efficient enhanced gravity separation the Kelsey centrifuga jig D.
Geraghty.