TEMA DE PRACTICA #6EXPLICACION DEL PROCESO DE CONCENTRACION DE COBRE

ALUMNO: GIANCARLO ZEGARRA TORRES

PRODUCCIÓN DE ALTA CONCENTRADOS DE COBREINTRODUCCIÓN Y TRITURACIÓN

El grado de minerales de cobre es típicamente muy baja (0,5 a 2% Cu) para la fundición económico directo. El calentamiento y el derretimiento de la gran cantidad de roca en gran medida inútil requeriría demasiada energía y el exceso de capacidad del horno. Por esta razón, todos los minerales destinados para el procesamiento pirometalúrgico se concentran físicamente antes de la fundición. El producto de esta etapa es concentrar, que contiene ~ 30% de Cu.Minerales destinados para el procesamiento hidrometalúrgico rara vez se concentraron. Cu generalmente se extrae de estos minerales por lixiviación directa de triturada o molida mineral. Vamos a describe la producción de concentrado de alto grado de mineral de baja ley. El procesamiento de minerales de sulfuro se destacó porque estos minerales representan prácticamente toda la concentración de Cu.

3.1. DIAGRAMA DE FLUJO CONCENTRACIÓN

Concentración de minerales de Cu consiste en aislar los minerales que contienen cobre del resto de la mena. Implica:a) Voladura, trituración, y moler el mineral a un tamaño donde los

granos minerales de Cu se liberan de las granos minerales no-Cu, conocidos como la trituración, y

b) separar físicamente los minerales Cu liberadas de minerales no-Cu por flotación por espuma para generar un concentrado de Cu-rico.

 Concentradores de cobre normalmente tratan 10,000-150,000 toneladas de mineral por día, dependiendo de la tasa de producción de sus minas (GIEC, 2010).

3.2. EL PROCESO DE TRITURACIÓN

Para liberar a los minerales que contienen cobre a partir de los materiales de ganga en el mineral y que puedan ser recogidos por flotación en un concentrado, el mineral debe ser finamente molido. La trituración se realiza en tres etapas:  Romper el mineral por explosiones en la mina (chorreado); Trituración grandes trozos de mineral por compresión en rodillos giratorios

trituradores La molienda húmeda del mineral triturado en molinos de rotación, donde

la abrasión, impacto y compresión de todos contribuyen a romper el mineral.

 La finura final de molido está determinada principalmente por el número de veces que una partícula mineral pasa a través de los molinos. Pasos de trituración y molienda separada es necesaria porque no es posible romper piezas masivas de mineral de ejecución de la mina, mientras que al mismo tiempo el control de la finura del molido que es necesario para la etapa de flotación.

3.3. EXPLOSIVOS

Las explosiones envían ondas de choque a través del mineral, grietas de la roca, y la liberación de varios fragmentos.Muchas minas a cielo abierto de Cu utilizan taladros estrechos y cargas explosivas más grandes para producir fragmentos de mineral de menor tamaño y o fragmentos de tamaño/uniformes a partir de minerales de diferente dureza (figura 3.3.) Mediante la optimización de voladuras y fragmentación condiciones en la mina, los requisitos de trituración posteriores se pueden reducir y rendimientos con equipos de trituración existentes pueden incrementarse. Esta práctica también reduce el requerimiento de energía eléctrica por tonelada de mineral para la comunicación.Mejora de la fragmentación ha sido ayudado por dos tecnologías recientes: determinaciones automatizadas en tiempo real de mineral de tamaño y determinaciones automatizadas en tiempo real mineral de tenacidad.

3.3.1. Determinación del tamaño del mineral La tecnología automatizada de determinación de tamaño de mineral consiste en (a) fotografiar digitalmente conjuntos de partículas de mineral en varios puntos en el diagrama de flujo de trituración y (b) el cálculo de las distribuciones de tamaño de partícula de estas fotografías digitales. Las mediciones de tamaño de partícula de tiempo real se utilizan entonces para determinar si la cantidad de explosivos necesarios para agujeros de explosión subsiguientes (la carga explosiva) debe ser aumentada o disminuida para asegurar la fragmentación óptima (Fig. 3.3). 3.3.2. Mediciones Automatizado rugosidad Minerales  Modernas máquinas de perforación de barrenos están equipados para medir la cantidad de energía (de par y el tiempo de perforación) necesaria para perforar un barreno. Cuanto mayor sea el requerimiento de energía, más difícil el mineral en la ubicación del agujero. Este conocimiento permite al ingeniero de voladura para ajustar su carga explosiva en cada barreno para obtener el nivel deseado de fragmentación

80

60

40

20 500 1000 1500 2 0 0 0

Blast hole charge, kJ per tonne of surrounding ore Cargador de barreno, kJ por tonelada de mineral alrededores

% D

e fr

agm

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1 m

de

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3.4. APLASTAMIENTO Trituración se realiza principalmente en la mina, en su mayoría utilizando trituradoras giratorias (Fig. 3.4). Esto permite mineral para ser transportados fuera de una mina a cielo abierto por el transportador. También permite un fácil izado de mineral de una mina subterránea. El mineral triturado se almacena en una reserva de mineral grueso, de la que se envía por el transportador a un molino de molienda. El mineral de trituración se envía para la molienda  3.5. MOLIENDA 3.5.1. Molienda Tamaño y Liberación de Minerales de Cobre Para aislar los minerales que contienen cobre en un concentrado, el mineral debe ser molido finamente suficiente para liberar los granos minerales de Cu de los granos minerales no-Cu. El grado de molienda requerido para hacer esto es determinado por el tamaño de los granos minerales en el mineral. Pruebas de flotación a escala de laboratorio sobre materiales de diferentes tamaños de partículas por lo general se requieren para determinar el tamaño de la rutina que se requiere para liberar los minerales de cobre.

Cabeza

Cuenca

Placa de alimentación

Excéntrica unidad

Hay un tamaño óptimo de molienda para la recuperación máxima de Cu al concentrado de flotación en la etapa subsiguiente Un tamaño demasiado grande hace que algunos granos

minerales Cu permanezcan y de combinan con otros granos minerales no-Cu, impidiendo su flotación.

Demasiado fino un tamaño de molienda hace que las burbujas que suben en el proceso de flotación para empujar las muy pequeñas partículas que contienen Cu a un lado, evitando su contacto con la burbuja, y reduciendo de este modo su recuperación al concentrado.

Además, las partículas minerales de roca y Fe-sulfuro muy finas pueden aglomerarse con partículas de Cu-sulfuro muy finas, lo que les impide flotante.

*% De recuperación = 100 x masa de Cu en el concentrado / masa de Cu en el mineral

Diámetro de las partículas del mineral, µm

Diámetro de las partículas del mineral, µm

103 74 52 37 26 13 6

103 74 52 37 26 13 6

100  

90  

80  

70  

60

0.4  

0.3  

0.2  

0.1  

0.0

% D

e re

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de

Cu

en re

lave

s%

(a)

(b)

Liberación de granos minerales entre sí por lo general requiere de molienda a ~ 100 mm tamaño de las partículas de diámetro.Flotación comienza a ser afectado negativamente cuando las partículas de menos de ~ 10 mm se producen.La molienda requiere considerable energía eléctrica (Tabla 3.1 (a, b, c)). Esta es otra razón para evitar pulir demasiado.  3.5.2. Equipo de molienda Molienda produce partículas de mineral de finura suficiente para la recuperación de minerales de Cu por la flota. Los molinos más comunes son semi-autógeno (SAG) y autógena (AG) molinos (Fig. 3.6) y molinos de bolas. Un circuito de molienda por lo general consta de un molino SAG o AG y uno o dos molinos de bolas. Molienda es continua y plenamente integrarse con la operación de flotación posterior. Molienda húmeda se hace siempre, con mezclas de ~ 70% en masa de sólidos en agua.

3.5.2.1. Autógena y SEMI-AUTÓGENO Mills El producto triturado se muele en un molino SAG o AG. Molinos autógenos que aplastan el mineral con hierro o acero. En la molienda SAG, se añaden ~ 0,15 m3 de 13 cm de diámetro de hierro y acero en el molino de bolas por 0,85 m3 de mineral (es decir, 15 vol .-% 'acero') para ayudar a moler. Molinos SAG son mucho más comunes.El producto del molino por lo general se hace pasar sobre un gran tamiz vibratorio para separar piedras de gran tamaño de partículas de mineral de tamaño correcto. El material del tamaño correcto se envía hacia adelante a un molino de bolas para la molienda final. Las piedras de gran tamaño se reciclan a través de una pequeña excéntrica (cono) trituradora, luego de vuelta al molino SAG o AG. Este procedimiento maximiza el rendimiento del mineral y minimiza el consumo de energía eléctrica. 3.5.2.2. Bola Mills El molino de bolas acepta el producto molino SAG o AG. Los molinos de bolas dan una rutina definitiva controlada y producen alimentación de flotación de un tamaño uniforme. Los molinos de bolas caen bolas de hierro o de acero con el mineral. Las bolas son inicialmente 5-10 cm de diámetro, pero gradualmente se desgastan como la molienda de los ingresos de mineral. La alimentación a los molinos de bolas (base seca) es típicamente de 75 vol .-% de mineral y 25% de acero.El molino de bolas es operado en circuito cerrado con un dispositivo de medición de tamaño de partículas y los ciclones de control de tamaño. Los ciclones envían material tamaño correcto a la flotación y material de gran tamaño directamente de nuevo al molino de bolas para su posterior molienda.

Cubierta ´diente´ engranaje impulsor

 "levantadores" de acero

 

   Agua

 

Mineral triturado

 

 Eje motor engranado

 

FIGURA 3.6 Molino semi-autógeno 

Carcasa de acero 

Bolas de mineral y acero

3.5.3. Control De tamaño de partícula de la Alimentación flotación Un paso crítico en la molienda es asegurar que sus partículas de productos son lo suficientemente fina para una flotación eficiente. Partículas más gruesas deben ser aisladas y devueltos para su posterior trituración. Control del tamaño se hace universalmente por hidrociclones. Un hidrociclón utiliza el principio de que, bajo la influencia de un campo de fuerza, grandes partículas de mineral en una mezcla de mineral de agua (suspensión) tienden a moverse más rápido que las partículas de mineral de pequeños.Este principio se pone en práctica mediante el bombeo de la descarga molino en un hidrociclón a alta velocidad, 5-10 m/s. La suspensión entra tangencialmente, dándole un movimiento de rotación en el interior del ciclón. Esto crea una fuerza centrífuga, que acelera las partículas de mineral hacia la pared del ciclón.

Figura 3.7 Vista cortada de hidrociclón mostrando a) de entrada tangencial de

alimentación de partículas de mineral de agua y

b) la separación de la alimentación en partículas finas y las fracciones de partículas gruesas.  

valor Apex

fracción fina

 

fracción gruesa

 

pulpa de alimentación

 buscador de Vortex

 

El contenido de agua de la suspensión, típicamente se ~ 60% en masa, se ajusta de modo que (a) las partículas de gran tamaño son capaces de llegar a la pared, donde son arrastrados por el flujo de agua a lo largo de la pared y a través del vértice de la ciclón, y (b) la correcta partículas (pequeño) tamaño no tienen tiempo para llegar a la pared antes de que sean expulsadas con el principal flujo de suspensión a través del buscador de vórtice.El parámetro de control principal para el hidrociclón es el contenido de agua de la suspensión entrante. Un aumento en el contenido de agua de la suspensión da movimiento menos impedido de partículas, y permite una mayor fracción de las partículas de entrada para llegar a la pared y pasar a través del ápice. Esto aumenta la fracción de partículas que se recicla para volver a moler, y en última instancia conduce a un producto final más finamente molida. Una disminución en el contenido de agua tiene el efecto opuesto. 3.5.4. Instrumentación y Control Circuitos de molienda están ampliamente equipados y estrechamente controlados. Los objetivos del control son: a) producir partículas de tamaño adecuado para la recuperación de flotación eficiente de los minerales de

Cu;b) Producir estas partículas a gran velocidad;c) Producir estas partículas con un consumo mínimo de energía. La estrategia de control más común es asegurar que los tamaños de partículas en el producto final de rectificado están dentro de límites predeterminados, como detectada por un analizador de tamaño de partícula en funcionamiento, y luego optimizar la velocidad de producción y el consumo de energía mientras se mantiene este tamaño correcto.

3.5.4.1. Control de partículas de tamaño El bucle de control de tamaño de partícula en la Fig. 3.8 Controles del tamaño de partícula del producto de molienda ajustando automáticamente la velocidad de adición de agua al colector de alimentación de hidrociclones. Si, por ejemplo, la alimentación de flotación contiene demasiadas partículas grandes, una señal electrónica desde el analizador de tamaño de partícula (S) activa automáticamente las válvulas de agua para aumentar el contenido de agua de la alimentación de hidrociclones. Esto aumenta la fracción del mineral se recicla a los molinos de bolas, y da una molienda más fina.Por el contrario, demasiado fino una alimentación de flotación corta automáticamente de vuelta en la velocidad de adición de agua al sumidero de alimentación de hidrociclones. Esto disminuye reciclaje mineral a los molinos, lo que aumenta el tamaño de las partículas de la alimentación de flotación. También permite una alimentación inicial más rápida a los molinos de bolas, y reduce al mínimo el consumo de energía de molienda. 3.5.4.2. Control de Mineral de rendimiento El segundo bucle de control en la Fig. da máxima velocidad de producción de mineral sin sobrecargas del molino de bolas. La sobrecarga podría llegar a ser un problema si, por ejemplo, el molino de bolas recibe partículas duras y grandes, que requieren extensa de molienda para conseguir el tamaño de partícula pequeño sea necesario por flotación.El esquema de control de flujo de masa más sencilla es utilizar el nivel de suspensión de sumidero hidrociclón para ajustar la velocidad de alimentación de mineral a la planta de molienda. Si, por ejemplo, sensor de nivel de lodo (L) detecta que el nivel de suspensión se aumenta (debido a la más dura y más mineral de reciclaje hidrociclón), se reduce automáticamente la velocidad del transportador de alimentación de mineral de entrada. Esto disminuye las tasas de flujo en toda la planta, y se estabiliza molino de bolas de carga y el nivel del sumidero.

H2O H2O

W W S

O

L

Mineral triturado

Recipiente

Transportadora de velocidad variable

Lazo de control de flujo de masa

Molino autógena molienda

Sumidero hidrociclón

Bomba de velocidad variable

~ 50 µm partículas de flotación

Bucle de control de tamaño de partícula

Alimentación del ciclón

Molino de bolas

Gran tamaño

Alimentación de flotación

Hidrociclones

Instrumentos de detección Símbolo en la Fig.  Propósito Tipo de dispositivo Uso en automático sistema de control

Weightometer tasa de entrada de mineral

O Sentidos tasa de mineral alimentan circuito de molienda

Las celdas de carga, velocidad del transportador

Controles tasa de alimentación de mineral

Medidores de flujo de agua

WDetecta velocidades de adición de agua Rotámetros Control de la relación agua-mineral en 

la molienda de alimentación del molino

El flujo de partículas de tamaño analizador

SDetecta un parámetro de tamaño de partícula fundamental (por ejemplo por ciento, menos de 70 mm) sobre la base de curvas de calibración para el mineral específico

Medidas de difracción de rayo láser de partículas en una muestra de suspensión tomada de forma automática (Outotec, 2010)

Controla velocidad de adición de agua para alimentación de hidrociclones (que controla reciclaje y el tamaño del producto circuito de molienda final)

   

 

Indicador de nivel de sumidero alimentación Hidrociclón

L

Detecta cambios de nivel de lodo en sumidero

Tubos de presión de la burbuja; sondas de contacto eléctricos; ecos ultrasónicos; haz nuclear

Controles de velocidad de entrada de mineral en circuito de molienda (previene la sobrecarga de los molinos de bolas)

 

TABLA .- Detección y dispositivos de control de la Circuito de control de molienda

La detección de un nivel de sumidero caer, por otro lado, aumenta automáticamente la velocidad de alimentación de mineral a la planta de molienda, a una tasa prescrita o a la capacidad máxima de la otra parte del concentrador, tales como el circuito de flotación.Hay, por supuesto, un retardo de tiempo (5-10 min) antes del cambio en la tasa de alimentación de mineral se siente en el sumidero de alimentación de hidrociclones. El tamaño del sumidero debe ser lo suficientemente grande como para dar cabida a más acumulación (o dibuje hacia abajo) de la suspensión durante esta demora. 3.6. ACONTECIMIENTOS RECIENTES EN DESMENUZAMIENTO Principales acontecimientos recientes en la trituración incluyen: a) Mejora de fragmentación durante la voladura;b) Incorporación de rollo de alta presión de aplastamiento en el diagrama de flujo de

trituración;c) El uso de microscopía electrónica de barrido para optimizar el tamaño de la rutina.

3.6.1. Alta presión del rodillo de trituración Este equipo se utiliza ampliamente en las industrias de cemento, diamantes y mineral de hierro. Primero desplegado en la industria del cobre en 2006 en la concentradora de Cerro Verde en Perú, que ya ha sido adoptada por varios productores de cobre como un reemplazo para las trituradoras de cono se utilizan para moler productos de gran tamaño del molino SAG o SAG.Sus ventajas percibidas son 15-25% menor consumo de energía eléctrica por tonelada de mineral, y su capacidad para fracturar mineral en los límites de grano mineral (aunque esto es probablemente más ventajoso para la lixiviación que para flotación por espuma). Su principal desventaja parece ser su dificultad en el manejo de los minerales de arcilla húmeda, pegajosa, y un alto costo 10-25% mayor capital inicial.

Pistones hidráulicos

Rodillo flotante

 

Alimentación 

Rodillo fijo 

Zona de compresión 

Producto 

3.6.2. Análisis Mineralógico Automatizado Una moderna herramienta importante para la optimización de la producción de concentrados es la microscopía electrónica de barrido cuantitativa (SEM) que, para cualquier conjunto de partículas de mineral (a) indica la distribución de granos de minerales de cada partícula en el

conjunto, mostrando granos minerales de cobre liberados, parcialmente liberadas y no liberadas y

(b) indica si más o menos molienda dará una mejor recuperación de Cu al concentrado.

Esto se puede hacer de forma rutinaria o específicamente cuando la recuperación Cu concentrarse inesperadamente disminuye.Análisis mineralógico Automatizado también puede ser útil en el diseño inicial de un nuevo concentrador indicando los minerales y granos minerales asociaciones de muestras de mineral de alrededor de todo el yacimiento.

FondoCu-sulfurosFe-sulfurosMolibdenitaCu-silicatosotros sulfurosSilicatosLos carbonatos (calcita)Óxidos / FosfatosOtros

PRODUCCIÓN DE CU CONCENTRADO DEMINERAL FINAMENTE MOLIDO CU

4.1. ESPUMA DE FLOTACIÓN La herramienta indispensable para la producción de concentrado de cobre es de espuma de flotación (Fuerstenau, Jameson, y Yoon, 2007). Esta técnica se utiliza para actualizar un mineral a un concentrado por flotación selectiva de minerales que contienen cobre lejos de minerales no cobre. Los principios de flotación de espuma son los siguientes: a) minerales de sulfuro son normalmente mojadas por el agua (hidrófilo) pero pueden ser

acondicionadas con reactivos (conocidos como colectores) que causan a convertirse repelente al agua (hidrófobo).

b) los minerales de sulfuro de Cu-selectivamente se pueden hacer hidrófobas por su interacción con el colector, dejando otros minerales contacto con el medio.

c) Las colisiones entre ~ 1 mm de diámetro creciente burbujas de aire y el ahora hidrófugo minerales Cu resultan en unión de las partículas minerales de Cu a las burbujas (Fig. 4.1).

d) Los minerales de Cu se flotaron a la superficie de la suspensión por las burbujas de aire.e) Las partículas minerales no cobre todavía contacto con el medio no se adhieren a las

burbujas que suben y permanecen en la suspensión.

Industrialmente, el proceso implica (a) una mezcla acondicionado-mineral de agua (slurry) para hacer que el mineral de Cu repelente al agua, dejando los minerales no-Cu hidrófilo y (b) hacer pasar una corriente dispersa de pequeñas burbujas a través de la suspensión. Estos procedimientos hacen que las partículas minerales de Cu a adhieren a las burbujas de levantamiento, que los transporta a la parte superior de la celda de flotación (Fig. 4.2). Los otros minerales se quedan atrás. Ellos salen de la célula a través de un sistema de flujo inferior. Estos son en su mayoría sulfuro de ganga no con una pequeña cantidad de pirita.El último paso en el proceso de flotación es la creación de una espuma fuerte pero corta vida añadiendo vaporizador cuando las burbujas alcanzan la superficie de la suspensión. Esta espuma impide estallido de las burbujas y la liberación de las partículas minerales de Cu de nuevo en el lodo. La espuma se desborda la celda de flotación, a menudo con la ayuda de paletas (Fig. 4.2), y en un canal. No se colapsa y desemboca en un depósito de recogida.Una secuencia de celdas de flotación está diseñado para optimizar la recuperación de Cu y el grado de Cu en el concentrado (Fig. 4.3). La espuma de la última serie de celdas de flotación es, después de la eliminación del agua, el concentrado de Cu.

4.2. QUÍMICOS DE FLOTACIÓN4.2.1. Colectores Los reactivos (colectores), que crean las superficies repelentes al agua en los minerales de sulfuro son moléculas heteropolares. Tienen un (cargada) extremo polar y un (hidrocarburo) extremo no polar. Se adhieren su polar (cargada) final a la superficie mineral (que es en sí polar), dejando el extremo hidrocarburo no polar extenderse hacia el exterior (Fig. 4.4).Es la orientación que imparte el carácter repelente al agua a las superficies minerales acondicionado.Un coleccionista de uso general es xantato, por ejemplo:

  Otras moléculas que contienen azufre, en particular ditiofosfatos, mercaptanos, y tionocarbamato, también se utilizan. Recolectores comerciales son a menudo mezclas de varios de estos reactivos. Se requiere Acerca 10-50 g de colector por tonelada de alimentación de mineral.

4.2.2. La selectividad en la flotación La separación más simple de flotación por espuma, son la de minerales de sulfuro de los minerales de óxido de desecho, como la andesita, granodiorita y granito.Utiliza coleccionistas que, cuando se disuelve en una suspensión de mineral de agua, preferentemente se adhieren a sulfuros. Estos colectores su mayoría tienen un grupo de azufre en el extremo polar, que se une a sulfuro minerales pero ignora óxidos.

4.2.3. Flotación Diferencial e Modificadores La separación de minerales de sulfuro, tales como calcopirita de pirita, es algo más complejo. Se basa en la modificación de las superficies de sulfuros no-Cu de modo que el colector no se adhiere a ellos mientras todavía vinculados a sulfuros de Cu.El modificador más común es el OH ion (hidroxilo). Su concentración se varía mediante el ajuste de la basicidad de la suspensión con cal viva (CaO), de vez en cuando con carbonato de sodio (Na2CO3). El efecto se demuestra en la Fig. 4.5, que muestra cómo la calcopirita, galena, y pirita pueden flotaban unos de otros. Cada línea en el gráfico marca el límite entre las condiciones de flotación y no de flotador para el mineral específico - el mineral flota a la izquierda de su curva, pero no a la derecha. Este gráfico muestra que:  Hasta pH 5 (suspensión de ácido), CuFeS2, PbS, y FeS2 todo flotador; entre pH 5 y pH 7,5 (suspensión neutro), CuFeS2 y PbS flotador mientras FeS2 está

deprimido; Entre pH 7,5 y pH 10,5 (suspensión básica), solo CuFeS2 flota. Por consiguiente, un concentrado de sulfuro de Pb-Cu mayor podría ser producido por flotación a pH 6,5. Los sulfuros de Pb y Cu podrían entonces ser separados a pH 9, que se produce después de la adición de más CaO.

El efecto modificador de OH- se debe a su competencia con aniones de colección, tales como exanthates, por un lugar en la superficie del mineral. OH iones son, por ejemplo, adsorbidos selectivamente sobre pirita. Esto evita que la adsorción xantato apreciable en la pirita, deprimente selectivamente. Sin embargo, demasiados OH iones también se deprimen calcopirita, por lo que el exceso de CaO debe ser evitado.

4.2.4. Máquinas de hacer espuma (Frothers) Coleccionistas y modificadores dan flotación selectiva de minerales de Cu de minerales no-Cu. Frothers crean el fuerte pero de corta duración espuma, la cual contiene los minerales de Cu flotaba en la parte superior de la celda. Frothers producen una espuma que es lo suficientemente fuerte en la celda de flotación para apoyar a los minerales de Cu flotaban, pero se descompone rápidamente una vez que la luz y sus minerales unidos desbordan la célula. Alcoholes de cadena ramificada son los espumantes más comunes. Estos incluyen (aceite de pino o terpinol) natural o sintético (metil isobutil carbinol, poliglicoles, y mezclas de propiedad con el alcohol) productos. Frothers estabilizan la espuma al absorber su OH extremo polar en agua, mientras que sus cadenas ramificadas (no polares) forman una red reticulada en el aire. La espuma no debería ser de larga duración, por lo que las colas de hidrocarburos de cadena ramificada no debe ser demasiado largo. La adición de espumantes también disminuye el tamaño de burbuja, que proporciona una superficie más relativo para unir partículas minerales a.

4.3. PROCEDIMIENTOS DE FLOTACIÓN ESPECÍFICAS PARA MINERALES Cu Flotación selectiva de minerales de Cu-sulfuro (calcopirita, calcosina, bornita) de roca y minerales de óxido de Fe-sulfuro (principalmente pirita) por lo general se hace con xantato, ditiofosfato, mercaptano, o coleccionistas tionocarbamato; cal viva (CaO) para el pH (OH ion) de control; y espumantes de alcohol de cadena ramificada. Un diagrama de flujo representativo, de datos industriales, y ejemplos de reactivos se muestran en la Fig. 4.3.El diagrama de flujo en la Fig. 4.3 muestra cuatro conjuntos de celdas de flotación:

1. Las células rougher-scavenger flotan la suspensión de mineral de planta de entrada en condiciones, que dan a la recuperación eficiente de Cu de la espuma con un grado razonable de espuma (15-20% Cu);

2. Las células limpios en los que la flotación de minerales no-Cu en concentrados rectificados de las células más áspero-carroñeras está deprimido con CaO para producir un concentrado de Cu de grado superior;

3. Las células re-limpiador de maximizar el grado de concentrado (% Cu) dando minerales de roca y Fe-sulfuro, una depresión final bajo condiciones de reposo;

4. Las células circuito de limpieza limpian las últimas trazas de Cu a la espuma de las colas más limpias mediante la adición de más de colector antes de que se descartan las colas.

 La espuma de rougher-scavengers y cleaner-scavengers se muelen antes ser enviado a los productos de limpieza (Fig. 4.3). Esta comunicados previamente no liberada Granos minerales Cu.Las células rougher-scavenger y el cleaner-scavenger están diseñados para maximizar la recuperación de Cu de concentrarse. El limpiador y las células re-limpiador de maximizar el grado de concentrado.Circuitos tales como que en la fig. 4.3 dar ~ 90% de recuperación de minerales de Cu-sulfuro y ~ 30% de Cu grado concentrado.

4.4. Celdas de flotación La figura 4.2 muestra una celda de flotación mecánica. Las burbujas de aire se introducen en la suspensión a través de un agitador que gira a la parte inferior de la celda. Los visillos agitadores del aire en el diámetro 1 mm burbujas necesarios para Cu fijación mineral. También dispersa las burbujas a través de la célula. 4.4.1. Las células de la columna Muchas de las nuevas plantas de flotación Cu utilizan celdas de la columna de flotación limpia (Tablas 4.3 y 4.4; Figuras 4.6 y 4.7). Estas células ofrecen zonas separadas para la unión de partículas de burbujas y para el drenaje de las partículas no inscritos bajo Cu de la espuma (Finch, Cilliers, y Yianatos, 2007).Células de columnas proporcionan una zona de largo vertical de contactos de partículas / burbujas y una zona de espuma de drenaje wellcontrolled. Son una excelente herramienta para maximizar% Cu en concentrado final de un concentrador.

4.5. SENSORES, OPERACIÓN Y CONTROL Plantas de flotación modernos están equipados con sensores y sistemas de control automático (Shang, Ryan, y Kennedy, 2009). Los principales objetivos del control son para maximizar la recuperación Cu, grado de concentrado (% Cu), y la tasa de rendimiento de mineral. Las principales variables detectadas son (Tabla 4.5):

a) el tamaño de partícula del mineral después de la molienda y rectificado (Outotec, 2010a);b) % Cu,% de sólidos, pH, y la tasa de flujo de masa de las corrientes de proceso (especialmente

las corrientes de entrada y salida);c) Altura de la espuma en las celdas de flotación. Velocidades del impulsor y las tasas de entrada de aire en las celdas de flotación también a menudo se detectan. Los ajustes realizados sobre la base de las lecturas del sensor son: d) las tasas de flujo de agua en sumideros de alimentación de hidrociclones para controlar la

molienda de reciclaje, y por lo tanto la alimentación de flotación (mineral) tamaño de las partículas;

e) tasas de reactivos de flotación (colector, vaporizador, y depresor) y adición de agua a lo largo de la planta de flotación;

f) Slurry nivel en las células de flotación, mediante el ajuste de las válvulas de subdesbordamiento en cada celda.

4.5.1. Análisis Químico Continuo de Procesos Arroyos De particular importancia en el control de flotación es la medición continua de la concentración de Cu en los sólidos de las corrientes de proceso. Esto se realiza normalmente mediante el análisis de fluorescencia de rayos X, que puede llevarse a cabo por cualquiera de envío de muestras a una unidad de análisis de rayos X central o mediante el uso de unidades de rayos X pequeños en el proceso de transmisión de sí mismos. Los análisis re hacen a menudo por el cristal fijo espectrometría de longitud de onda dispersiva (Outotec, 2010b).Estos análisis se utilizan para controlar y optimizar el rendimiento de la planta controlando automáticamente (por ejemplo) las tasas de adición de reactivos, tamaño de la rutina y el funcionamiento celda de flotación.En las plantas modernas, el control se realiza mediante un equipo de supervisión (Barette, Bom, Taylor, y Lawson, 2009).

TABLA 4.5 Sensores y su uso en control automático de flotación y Optimización

Instrumento detección Propósito Tipo de dispositivo Uso en Control Automático

Corriente de proceso tamaño de las partículas del analizador

Detecta tamaños de las partículas después de molienda y triturado molinos

Difracción de rayo láser (Outotec, 2010a)

Controla velocidades de adición de agua a la alimentación de hidrociclones (que controla reciclaje de partículas a los molinos de bolas y tamaño final grind)

Analizador de química en la corriente de rayos X

Sentidos contenido de Ni de sólidos en corrientes de proceso

Análisis de fluorescencia de rayos X de streamsamples proceso tomadas de forma automática (Outotec, 2010b)

Controla colector, vaporizador, depresivo, y velocidades de adición de agua en toda la planta.Ajusta válvulas en celdas de flotación para variar el grosor de espuma

Sensor de nivel de lechada Indica ubicación superficie lechada

Nivel de flotación, la presión hidrostática, conductividad

Ajusta válvulas subdesbordamiento para mantener espesores de capa de espuma prescrito

Medidor de flujo de masa de lechada y el% de sólidos en suspensión de calibre

Determina masa y volumétricos caudales de corrientes de proceso

Inducción magnética, efectos Doppler, la pérdida de energía ultrasónica

Medidas fluye en circuito de flotación, permite la optimización de corrientes de reciclo

4.5.2. Sistemas de Visión Artificial Varios grandes concentradores han instalado sistemas de visión artificial en sus celdas de flotación. Estos sistemas determinan tasa de desbordamiento de espuma y calidad de espuma. Se utilizan para ajustar automáticamente el tamaño de rutina, velocidades de adición de reactivos, y la profundidad de espuma, para maximizar la recuperación de Cu en sus celdas más ásperas y carroñeras y grado de Cu en su más limpio y las células re-cleaner.Grasberg de Freeport concentrador instalado 172 sistemas de visión artificial. Estos sistemas y nuevas estrategias de proceso aumentaron recuperación-Cu-to concentrado en varios puntos porcentuale. El concentrador Escondida Fase IV ha instalado 102 sistemas.

4.6. LOS PRODUCTOS DE FLOTACIÓN 4.6.1. Espesamiento y deshidratación El producto de la flotación contiene ~ 75% en masa de agua, la mayoría de que debe ser eliminado antes de que el concentrado puede ser transportado y funde. La mayor parte de esta deshidratación se realiza por decantación en grandes espesantes reposo. Los sólidos se sedimentan bajo la influencia de la gravedad a la parte inferior del espesante desde donde se raspan a una descarga central por un rastrillo que gira lentamente. Asentamiento más rápido se siente alentado por la adición de pequeñas cantidades de floculantes orgánicos, tales como poliacrilamida (Ferrera, Arinaitwe, y Pawlik, 2009), a la suspensión de entrada. Estos hacen que las partículas finas floculen, que se traduce en velocidades de sedimentación más rápidas. Los subdesbordamientos de los espesantes todavía contienen 30e40% de agua. Esto se reduce a 10e15% en filtros de vacío rotativos y después se redujo aún más a 8% en filtros de presión o filtros de vacío de cerámica en forma de disco (a veces sometidas a presión hasta el calibre 3 bar; Outotec, 2010c). El contenido de agua del concentrado cuando se envía (aproximadamente 8%) es un compromiso entre el coste del agua del envío y la necesidad de minimizar las pérdidas de concentrado como el polvo durante el transporte.

4.6.2. RELAVES  Colas de flotación representan ~ 98% del mineral alimentado al concentrador. Se almacenan en colas grandes presas cerca de la propiedad de la mina. El agua se recupera de las presas y se recicla al concentrador. La mayoría de los concentradores son plantas de descarga de agua de cero, lo que significa que el agua no puede ser descargada de la planta, sino que debe ser reciclado internamente. Esto reduce al mínimo el consumo de agua y evita la mezcla de efluentes concentrador con la tabla de agua circundante. El pH del agua de relaves está cerca de la requerida para flotación rougher-scavenger, por lo que este reciclaje minimiza el consumo de CaO. Relaves de flotación Cu típicamente contienen 0.02e0.15% Cu en base seca (Cuadro 4.3). 4.7. OTRAS SEPARACIONES FLOTACIÓN Flotación de cobre se compone principalmente de separar los minerales de Cu-sulfuro de minerales no-sulfuro de rock y Fe-sulfuro. Muchos depósitos de Cu también contienen molibdenita. Otros contienen pentlandita [(Ni, Fe) 9S8], esfalerita (ZnS), o galena (PbS). Estos pueden ser separados de los minerales de Cu por flotación selectiva. Flotación molibdenita se discute en el Capítulo 21.La flotación de esfalerita, galena, y Ni y Cu óxidos es discutido por Biswas y Davenport (1994). Flotación pentlandita es descrito por Crundwell, fosos, Ramachandran, Robinson, y Davenport (2011).

4.7.1. ORO DE FLOTACIÓN Au está presente en muchos minerales de Cu-sulfuro, de sólo trazas de ~ 1 g / t Au (1? 10? 4% Au). Au es sobre todo presente en los minerales de Cu-sulfuro como el metal y aleación de metal (por ejemplo, electro Au, Ag) granos. Algunos también pueden estar presentes como telururos. Estos granos de Au y Au aleación pueden ser partículas liberadas, unidos a otras partículas minerales, encapsulados en partículas minerales de sulfuro (por ejemplo, en la calcopirita y pirita CuFeS2 partículas FeS2), o encapsulado en ganga de óxido (por ejemplo, la andesita) partículas. Los granos minerales Au, Au aleación, y Au en Cu-Au minerales pueden ser más pequeños que sus granos minerales compañero Cu-sulfuro, por lo Au recuperación puede aumentarse mediante molienda más fina. Tamaño de la rutina óptima se determina mejor mediante pruebas controladas en planta. Afortunadamente, todos estos tipos de minerales de oro flotan eficientemente bajo las mismas condiciones que los minerales de sulfuro de Cu-, utilizando xantato, ditiofosfato y colectores tionocarbamato y espumantes convencionales, tales como metil isobutil carbinol. En términos generales, liberada Au metal, partículas minerales Au aleación, y Au flotar con calcopirita y otros minerales de Cu-sulfuro e informar al concentrado a granel (Zahn et al., 2007). Recuperaciones pair para el concentrado de 80e85% son típicos.Kendrick, Baum, Thompson, Wilkie, y Gottlieb (2003) sugieren que la recuperación Au concentrarse se puede aumentar ~ 10% al disminuir el pH de la suspensión mineral de 10.7 a 9,5. Esto reduce también sensiblemente el consumo de CaO. Colectores especiales también se han desarrollado para los minerales de cobre con contenido de oro significativa. Estos colectores son una mezcla de monotiofosfatos y ditiofosfatos, y puede valer la pena considerar para Cu-Au concentradores.