Juan Yianatos B.

Centro de Automatización y Supervisión para la Industria MineraICM-NEIM

Universidad Técnica Federico Santa María

SONAMI – EDITECSantiago, Agosto 6, 2009

AVANCES EN EL DISEÑO, AVANCES EN EL DISEÑO, AVANCES EN EL DISEÑO, AVANCES EN EL DISEÑO, CARACTERIZACION Y OPERACIÓN DE CARACTERIZACION Y OPERACIÓN DE CARACTERIZACION Y OPERACIÓN DE CARACTERIZACION Y OPERACIÓN DE

CELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACION

CONTENIDO

• Introducción

• Avances en el Diseño de Equipos

• Avances en el Conocimiento

• Mediciones de Caracterización y Diagnóstico

• Operación de Circuitos de Flotación

• Conclusiones

INTRODUCCION

IMPACTO

Flotación (Mineral Cu mundial) > 1500 MMton/año

DESAFIOS

Aumento demanda (aumento tamaño equipos)

Disminución en calidad del mineral

COMPROMISO

Recuperación y Ley de concentrado

AVANCES EN LA TECNOLOGIA

• Celdas de gran tamaño 100 - 300 m³

• Celdas neumáticas (Columnas, Jameson, Gcell)

• Circuitos simplificados R-C-S

• Instrumentación y control automático

• Escalamiento

CELDAS MECANICASUso de froth crowder

Aire forzado Auto-aspiranteRotor abajo Rotor arriba

AIRE AIRE

• Celdas de 130 m³

Uso de rebalse internos

• Celdas de 250 m³

CELDAS MECANICAS

COLUMNAS DE FLOTACIONCONTRA-CORRIENTE

CanadienseMicrocel

TAIL

AGUA

AIRE

ALIM.

CONC.

AGUALAVADO

ALIM.

CONC.

AGUALAVADO

AIRE

COLA

Circulares : 4 - 4.5 m diám x 14 m alturaRectangulares : 2 x 8 x 14 m

CELDAS NEUMATICAS DE FLOTACIONCO-CORRIENTE

Celda Jameson Imhoflot G-cell

AIREAUTO

ASPIRANTE

COLA

ALIM.

AGUALAVADO

CONC.

AVANCES EN EL CONOCIMIENTO

Caracterización de la operación industrial

1.- Pulpa-Espuma : procesos independientes

2.- Banco de Flotación: sistema distribuido

ESPUMAESPUMA

PULPAPULPACOLAS

CONC.

ALIM.

ESPUMAESPUMA

PULPAPULPACOLAS

ALIM.

Know-How y Know-Why

MEDICIONES NO CONVENCIONALES

Identificar oportunidades de mejora en la operación y control del proceso

• Medición de régimen de flujo (DTR)

• Medición de tamaño de burbujas (Software UTFSM)

• Medición de carga de burbujas (sensor UTFSM)

• Medición de características de superficie de espuma (VisioFroth) (velocidad y tamaño de burbuja)

MEDICION DE DTRTECNICA DE TRAZADO RADIOACTIVO

AIRE

COLA

CONC.

AGUA LAVADO

ALIM.

IMPULSOTRAZADOR

SENSOR

Tiempo, min

DT

R

� Líquido : Br-82

� Sólido : colasclase tamañoflotable

� Gas : Kripton-85

Respuesta Impulso: Celda de 100 m³

CARACTERIZACION HIDRODINAMICA

0,000

0,002

0,004

0,006

0,008

0 200 400 600 800 1000

Tiempo,s

E(t

) ,1

/s

Dato

Modelo

Mezclador Perfecto

Corto circuito

Banco de celdas de flotación de 130m³

CARACTERIZACION HIDRODINAMICA

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

θ

E(θ) 1 celda

3 celdas

5 celdas

7 celdas

N=1

N=3N=5

N=7

BANCOS DE FLOTACIONARREGLOS Y PUNTOS DE CONTROL

COMPANY VOLUME m3

N Control Points LINE DIAGRAM

Teniente 130 7

4 1-2-2-2

Candelaria 130

10

5 2-2-2-2-2

130 9

5 1-2-2-2-2

Pelambre 250

5

5 1-1-1-1-1

Chuquicamata 160 8

4 2-2-2-2

160 9

7 1-1-1-1-2-2-1

Escondida

100

10

4 2-2-3-3

Collahuasi 160

9

5 1-2-2-2-2

CARACTERIZACION METALURGICATransporte de Materiales: Modelo 2 etapas

ESPUMAESPUMA

PULPAPULPA

COLAS

COLECCIONARRASTRE

CONCENTRADO

RETORNO

ALIM.

PERFIL DE LEYES DE COBRECelda de 130 m³

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25

Ley de Cobre, %P

rofu

ndid

ad d

e C

elda

, cm

+150 um

-150+45 um

-45 um

interfase

ESPUMA

PULPA

MEDICION DE BURBUJASSistema de medición

MEDICION DE TAMAÑO DE BURBUJAS

(b) (c) (d)

clusters overlapped , non-separated

(a)

Análisis de imágenes: software UTFSM

dB=1-2 mm

MEDICION DE CARGA DE BURBUJA

Espuma

Pulpa

BGas enascenso

Interfase

A

D

C

Recuperación de espuma

MEDICION DE VELOCIDAD ESPUMASistema de medición VisioFroth

Elementos claves:

* Cinética batch estándar

* Cinética de planta confiable

* Ajuste de balance

METODO DE ESCALAMIENTODimensionamiento de circuitos

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Nº de celdas

Rec

uper

ació

n, %

Muestreo 1

Muestreo 2

Muestreo 3

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20

Tiempo, s

Rec

uper

ació

n %

Cu

Mo

FACTOR DE ESCALAMIENTO

pulpa

b

ap b

k

k

k k

ξ

ξ α β γ

=

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

MEZCLADO ESPUMA SEGREGACION

NUEVA METODOLOGIA

SIMULACION METALURGICADimensionamiento de circuitos: Celdas 300 m³ vs 160 m³

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo, min

Rec

uper

ació

n, %

300

160

OPERACION CIRCUITO ROUGHER

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Número de Celda

Flu

jo d

e A

ire

, m3

/min

L1

L2

L3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Número de Celda

Altu

ra d

e es

pum

a, c

m

HF L1 (cm)

HF L2 (cm)

HF L3 (cm)

PERFIL DE AIRE

ALTURA ESPUMA

VARIABLES MANIPULADAS

Banco Rougher de Flotación

SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Número de Celda

Rec

. de

Cu

(%)

o N

ivel

Esp

uma

(cm

).

0

5

10

15

20

25

30

Ley Acum

ulativa de Cu (%

).

Nivel Espuma

Rec. Modelo

Datos Rec.

Modelo Ley

Datos Ley

Banco Rougher de Flotación

SIMULACION DE ESTRATEGIAS DE OPERACION

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Número de Celda

Rec

uper

ació

n de

Cob

re, %

. - 45 um

- 150 + 45 um

+ 150 um

Data

Data

Data

CIRCUITO DE FLOTACION

ROUGHER

LIMPIEZA

SCAVENGER

Remolienda

Alimentación Colas

Concentrado

RCS : simplificado

ANALISIS CIRCUITO RCSEfecto del rougher y limpieza en recuperación Planta

90

92

94

96

98

100

3000 4000 5000 6000 7000 8000

Tonelaje alimentación planta, tph

Rec

uper

ació

n C

uT,

%

LIMPIEZA

ROUGHER

PLANTA

S

R

C

CIRCUITO DE LIMPIEZARecuperación de Cu

S

R

C

75

80

85

90

95

100

3000 4000 5000 6000 7000 8000

Tonelaje alimentación planta, tph

Rec

. Sca

veng

er y

Lim

piez

a, C

u, %

.

50

60

70

80

90

100

Recuperación C

olumnas, C

u, % .

LIMPIEZA

SCAVENGER

COLUMNAS

CONCLUSIONES

Avances en la TecnologíaCeldas de mayor tamaño (economía de escala)Mejoras en diseñoCircuitos simplificados

Mediciones no ConvencionalesMejoras Diagnóstico y Control de la Operación

Nuevos ModelosDimensionamiento de circuitosEvaluación de Estrategias de Operación

FIN

RECUPERACION Cu VS TAMAÑO DE PARTICULA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9P

érdi

das

Cu,

%

65#150#325#CY 1 2 3CY 4 5CY - 5Clase de tamaño

Pérdidas de cobre en colas Rougher

CuTotalCu Soluble

EL PROBLEMA

Columnas de flotación: Agua de lavado

Diagnóstico de la operación

Sectores que no reciben agua de lavado: 30% del área total

Diagnóstico de la operaciónColumnas de Flotación

HF = 90–100 cm

Hundimiento de la espuma

FACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTO

α : factor hidrodinámico (régimen de mezclado)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Dimensionless time, θ

Dim

ensi

onle

ss R

TD

, E( θ

)

130 m3

250 m3

LTST Model