PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERA

Concentracin de Minerales

Especialidad : Ingeniera de Minas Clave : MIN269

rea : Metalurgia Crditos : 5.5

Ciclo : Sptimo Teora : 4 horas semanales

Semestre : 2013-1 Laboratorio : 3 horas semanales

Profesor : Adolfo Pillihuaman Requisitos : MIN258

I. DESCRIPCIN DEL CURSO

El curso de Concentracin de Minerales presenta los conocimientos bsicos indispensables

del procesamiento de minerales. El curso esta orientado a poner nfasis en los aspectos

generales de los procesos necesarios en la concentracin de minerales, tales como trituracin,

molienda, separaciones, etc. As mismo, la entrega de brochures de equipos comerciales

permitir al alumno conocer y evaluar la variedad de equipos que se encuentran en el mercado

actual. El curso se complementar con una visita a un centro minero-metalrgico.

II. OBJETIVOS

Objetivos del curso:

Proporcionar al alumno un enfoque cuantitativo y racional dentro del tema de beneficio de

minerales, buscando asimismo que se complete su aprendizaje con la materializacin de

diseos preliminares de planta en las diferentes secciones (trituracin, molienda, flotacin,

sedimentacin y filtracin).

Promover el conocimiento y la descripcin detallada de equipos mediante trabajos grupales

donde se cubren la totalidad de los equipos utilizados. Asimismo, ayuda en este objetivo el

suministro de brochures y otra informacin prctica as como una visita a una planta

concentradora.

Objetivos del Laboratorio: El objetivo de este laboratorio es que el futuro Ingeniero de Minas conozca las tcnicas y

principios de los diferentes procesos para la concentracin de un mineral.

Al trmino del semestre, el estudiante adquirir el conocimiento de procesos de chancado,

molienda, separaciones gravimtricas y flotacin.

Los objetivos especficos son:

Conocer los parmetros que influyen en el muestreo de un mineral.

Identificar los factores que influyen en los procesos de separacin magntica y gravimtrica.

Determinar la granulometra de una muestra y su importancia en el proceso de chancado.

Conocer las tcnicas modernas de separacin gravimtrica: Knelson y Falcon.

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III. PROGRAMA ANALTICO

1. Introduccin

Importancia de la etapa de concentracin de minerales en la secuencia minero-metalrgica de

obtencin de metales refinados. Conceptos bsicos tales como: valor agregado,

caracterizacin mineralgica de la mena, distribucin por tamao y formas de representacin,

recuperacin y grado de concentrados, tamao de liberacin, etc. Breve explicacin de las

diferentes partes del curso: reduccin de tamao (conminucin), concentracin y desaguado.

Presentacin de diagrama de flujo de una Planta Concentradora.

2. Reduccin de tamao y trituracin

Principios bsicos en fracturamiento de minerales. Trituracin en etapas: primaria, secundaria,

terciaria, etc. Curvas granulomtricas para trituracin primaria y secundaria. Diagramas de

flujo en trituracin de minerales. Balances simples por tamao de mineral triturado y

clasificado. Clasificacin de minerales por tamaos en grizley y cedazos vibratorios.

3. Dimensionamiento de equipos para trituracin primaria y secundaria

Ecuacin de Bond para clculo de la energa requerida en reduccin de tamao (trituracin).

Utilizacin de tablas para dimensionar chancadoras. Clculo de carga circulante en circuitos

cerrados de trituracin. Descripcin de trituradoras primarias, secundarias, terciarias y de

otros equipos tales como alimentadores, cedazos vibratorios.

4. Molienda de Minerales

Principios bsicos involucrados en la molienda de minerales. Mecanismos de molienda en

molinos. Tipos de molinos involucrados en las diversas etapas de molienda. Presentacin del

diagrama de flujo estndar molienda - clasificacin. Balance de materiales y agua en dicho

circuito. Aplicacin de la ecuacin de Bond para el clculo de energa de reduccin de

tamao. Ejemplos ilustrativos comparados con el uso de tablas para dimensionamiento de

molinos.

5. Balance y condiciones operativas en circuitos de molienda

Balance integral de circuito. Carga circulante del cicln. Puntos de adicin de agua en el

circuito para adecuar pulpa a molienda, bombeo y clasificacin. Ejemplos ilustrativos

variando parmetros a fin de apreciar su significacin en el balance detallado del circuito.

Estimacin de condiciones operativos (% de slidos) de la pulpa en puntos crticos del

circuito molino - clasificador.

6. Clasificacin en circuitos de moliendas

Principios fundamentales involucrados en la clasificacin por tamaos de pulpas. Descripcin

de equipos de clasificacin: clasificadores helicoidales y ciclones. Descripcin,

dimensionamiento y seleccin de clasificadores hidrulicos. Descripcin, dimensionamiento y

seleccin de ciclones. Ejemplos ilustrativos para el caso de ciclones. Dimensionamiento y

seleccin de bombas para la operacin de ciclones.

7. Concentracin de minerales

Principios fundamentales involucrados en la concentracin de minerales. Principales

propiedades de los minerales utilizados para concentracin como son: gravedad especfica,

susceptibilidad magntica, propiedades superficiales de hidrofobicidad, etc. Balance general

en toda etapa de concentracin. Relacin grado-recuperacin. Efecto de la granulometra de

las especies minerales en la recuperacin en cada tipo de proceso de concentracin.

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Descripcin de equipos para concentracin gravimtrica (JIGS, mesas, espirales, separadores

centrfugas) y magntica.

8. Flotacin de minerales

Principios fundamentales involucrados en la flotacin de minerales: hidrofobicidad de los

minerales, contacto partcula-burbuja, remocin de espuma, etc. Concepto probabilstico de la

flotacin y rol del impulsor de las celdas. Balance de materiales y elementos en un circuito

simple de flotacin. Estimacin de valores para completar balance de elementos.

Determinacin de flujos volumtricos para dimensionamiento de celdas de flotacin.

Estimacin de condiciones operativas y tiempos de flotacin. Aspectos qumicos de la

flotacin: principales reactivos utilizados.

9. Cintica de flotacin y dimensionamiento y seleccin de celdas

Conceptos fundamentales sobre cintica de flotacin. Minerales que flotan rpidamente y

lentamente. Ecuacin para el clculo del volumen total de flotacin requerido para etapas

tales como Rougher, Scavengher y limpiezas. Determinacin del nmero de celdas en bancos:

concepto de la mnima longitud de banco. Configuracin de bancos de acuerdo a conceptos de

control de flujos en celdas. Ejemplos ilustrativos sobre dimensionamiento de celda para

minerales conteniendo un metal, 2 metales y 3 metales de inters.

10. Descripcin y tipos de celdas de flotacin

Partes de una celda de flotacin. Caractersticas del rotor - estator en una celda tipo tanque.

Volumen estndar y caballaje en celdas de flotacin. Descripcin de las diversas tipos de

celdas: columnas, tanque, celdas paraleppedas, etc. Parmetros de control en una celda de

flotacin. Presentacin de los principales proveedores de celdas y las caractersticas

especficas de cada uno de sus productos.

11. Eliminacin de agua por sedimentacin de slidos (por gravedad)

Conceptos fundamentales involucrados en la sedimentacin de slidos a partir de pulpas

minerales. Sedimentacin libre e interferida. Ley de Stokes y correctivas a dicho principio

para una pulpa. Descripcin de la operacin de un espesador. Balance de slidos y agua en un

espesador. Velocidad unitaria de sedimentacin de slidos. Recuperacin de agua en

espesador para relaves. Utilizacin de floculantes. Diferencias entre espesadores y

clasificadores.

12. Diseo de espesadores

Dimensionamiento de espesadores: clculo de parmetros tales como dimetro, altura

inclinacin del fondo cnico, tipo de mecanismo requerido, nmero y velocidad de rastrillos,

potencia, etc.

13. Dimensionamiento de filtros a presin y secado trmico

Descripcin de la operacin de un filtro a presin. Correlacin de presin de aire y humedad

residual del queque. Parmetros para el diseo de un filtro a presin: densidad del queque,

tiempo del ciclo de filtrado, trabajo diario a filtrar, etc. Ejemplo ilustrativo sobre

dimensionamiento de filtro de presin. Descripcin de equipos de filtracin a presiones media

y alta. Secado trmico como una etapa para reducir contenidos de humedad para materiales

difciles de filtrar. Aspectos fundamentales involucrados en secado trmico. Descripcin

breve de equipos para secado trmico.

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14. Controles automticos en equipos y procesos

Visin panormica de una planta concentradora. Identificacin de las etapas crticas por su

importancia e influencia en los costos operativos de la Unidad. Planteamiento y estrategias

para control de procesos en molienda y concentracin. Automatizacin de equipos en

chancado secundario, molienda, celdas de flotacin, espesadores y filtros al vaco y presin.

15. Enfoque medio ambiental de la etapa de concentracin de minerales

Identificacin de las etapas ms crticas. Buenas prcticas operativas y recirculacin de agua

entre la planta y la poza de relaves. Manejo ptimo de una cancha de relaves. Prevencin de

drenaje cido en canchas inactivas de relaves. Parmetros regulados.

Prcticas de Laboratorio:

1. Tcnicas de Muestreo 2. Determinacin de Humedad y Gravedad Especfica de un Mineral, Pulpas 3. Anlisis Granulomtrico de Minerales 4. Determinacin de la razn de reduccin de chancadoras y de la carga circulante en un

circuito de trituracin

5. Determinacin del Work Index (Wi) 6. Concentracin Magntica 7. Concentracin Gravimtrica I Mesas Vibratorias y Aparatos de Pulsos (Jigs) 8. Concentracin Gravimtrica II Concentradores Centrfugos: Knelson y Falcon 9. Flotacin de Minerales 10. Planta Concentradora Piloto

IV. BIBLIOGRAFA

1. R. Kelly y D. Spottiswood. Procesamiento de Minerales. 2. Brochures y manuales sobre diferentes equipos de concentracin y beneficio de

minerales (diferentes proveedores).

3. Handbooks sobre Beneficio de Minerales (Taggort, SME, etc.)

V. METODOLOGA

Clases tericas para exponer los fundamentos de los distintos procesos. Exposicin de trabajos descriptivos sobre equipos de proceso. Videos sobre equipos. Visita a Plana

Concentradora.

Las sesiones de Laboratorio son de dos tres horas semanales de acuerdo a la secuencia del Calendario Acadmico.

Las sesiones trabajan en forma grupal. Los grupos no sern fijos y sern modificados en el transcurso de la sesin. El nmero de grupos depender del nmero de sesin

matriculados en cada horario de laboratorio.

La relacin de grupos con sus integrantes y las fechas de trabajo sern publicadas en el laboratorio y tambin va intranet.

En cada sesin de laboratorio se tomar una prueba escrita. Igualmente al finalizar la prctica de laboratorio el alumno debe entregar la hoja desglosable de la prctica de la

sesin debidamente llenada, esta hoja se encuentra en el manual de laboratorio.

El reporte de laboratorio debe se entregado en la siguiente sesin de laboratorio.

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Las consultas que el estudiante necesite realizar a los profesores del curso las puede hacer durante las sesiones de laboratorio (si el tema corresponde), fuera de ella (en los

horarios de asesora que los profesores proporcionan) o por correo electrnico.

Las sesiones de laboratorio se desarrollarn con la ayuda de un Manual de Laboratorio de

Concentracin de Minerales. Tambin se repartir material complementario si el tema lo

amerita.

VI. SISTEMA DE EVALUACIN

En este curso se aplica la modalidad de evaluacin 2, que establece que el promedio se calcula

con la siguiente frmula:

Nota Final = (3 Ex1 + 3 Ex2 + 4 Pb + 2TA) / 12

Donde:

Exi = Examen isimo

Pb = Promedio de todas las prcticas Tipo b programadas

TA = actividades acadmicas designadas por el profesor. Estas pueden ser:

monografas, exposiciones en clase, trabajos especiales, informes, controles de lectura,

seminarios, participacin en clase, etc. El puntaje obtenido por el alumno por este

concepto ser consignado como nota TA.

Los pesos otorgados que constituyen la nota final de cada sesin de laboratorio son:

Prueba escrita 30 %

Desempeo en laboratorio 20 %

Reporte 50 %

Total 100 %

San Miguel, marzo de 2013