12.- Avances en El Diseno, Operacion y Caracterizacion de Celdas de Flotacion

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Juan Yianatos B. Centro de Automatización y Supervisión para la Industria Minera ICM-NEIM Universidad Técnica Federico Santa María SONAMI – EDITEC Santiago, 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 FLOTACION CELDAS DE FLOTACION CELDAS DE FLOTACION CELDAS DE FLOTACION

Transcript of 12.- Avances en El Diseno, Operacion y Caracterizacion de Celdas de Flotacion

  • Juan Yianatos B.

    Centro de Automatizacin y Supervisin para la Industria MineraICM-NEIM

    Universidad Tcnica Federico Santa Mara

    SONAMI EDITECSantiago, Agosto 6, 2009

    AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, AVANCES EN EL DISEO, CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE CARACTERIZACION Y OPERACIN DE

    CELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACIONCELDAS DE FLOTACION

  • CONTENIDO

    Introduccin Avances en el Diseo de Equipos Avances en el Conocimiento Mediciones de Caracterizacin y Diagnstico Operacin de Circuitos de Flotacin Conclusiones

  • INTRODUCCION

    IMPACTOFlotacin (Mineral Cu mundial) > 1500 MMton/ao

    DESAFIOSAumento demanda (aumento tamao equipos)Disminucin en calidad del mineral

    COMPROMISORecuperacin y Ley de concentrado

  • AVANCES EN LA TECNOLOGIA

    Celdas de gran tamao 100 - 300 m Celdas neumticas (Columnas, Jameson, Gcell) Circuitos simplificados R-C-S Instrumentacin y control automtico Escalamiento

  • CELDAS MECANICASUso de froth crowder

    Aire forzado Auto-aspiranteRotor abajo Rotor arriba

    AIRE AIRE

  • Celdas de 130 m

    Uso de rebalse internos

    Celdas de 250 m

    CELDAS MECANICAS

  • COLUMNAS DE FLOTACIONCONTRA-CORRIENTE

    CanadienseMicrocel

    TAIL

    AGUA

    AIRE

    ALIM.

    CONC.

    AGUALAVADO

    ALIM.

    CONC.

    AGUALAVADO

    AIRE

    COLA

    Circulares : 4 - 4.5 m dim 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

    Caracterizacin de la operacin industrial

    1.- Pulpa-Espuma : procesos independientes

    2.- Banco de Flotacin: sistema distribuido

    ESPUMAESPUMA

    PULPAPULPACOLAS

    CONC.

    ALIM.

    ESPUMAESPUMA

    PULPAPULPACOLAS

    ALIM.

    Know-How y Know-Why

  • MEDICIONES NO CONVENCIONALES

    Identificar oportunidades de mejora en la operacin y control del proceso

    Medicin de rgimen de flujo (DTR)

    Medicin de tamao de burbujas (Software UTFSM)

    Medicin de carga de burbujas (sensor UTFSM)

    Medicin de caractersticas de superficie de espuma (VisioFroth) (velocidad y tamao de burbuja)

  • MEDICION DE DTRTECNICA DE TRAZADO RADIOACTIVO

    AIRE

    COLA

    CONC.

    AGUA LAVADO

    ALIM.

    IMPULSOTRAZADOR

    SENSOR

    Tiempo, min

    D

    T

    R

    Lquido : Br-82

    Slido : colasclase tamaoflotable

    Gas : Kripton-85

  • Respuesta Impulso: Celda de 100 m

    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 flotacin de 130m

    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

    E() 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

    PULPAPULPACOLAS

    COLECCIONARRASTRE

    CONCENTRADO

    RETORNO

    ALIM.

  • PERFIL DE LEYES DE COBRECelda de 130 m

    0

    1020

    3040

    5060

    7080

    90100

    0 5 10 15 20 25Ley de Cobre, %

    P

    r

    o

    f

    u

    n

    d

    i

    d

    a

    d

    d

    e

    C

    e

    l

    d

    a

    ,

    c

    m

    +150 um -150+45 um -45 um

    interfase

    ESPUMA

    PULPA

  • MEDICION DE BURBUJASSistema de medicin

  • MEDICION DE TAMAO DE BURBUJAS

    (b) (c) (d)

    clusters overlapped , non-separated

    (a)

    Anlisis de imgenes: software UTFSM

    dB=1-2 mm

  • MEDICION DE CARGA DE BURBUJA

    Espuma

    Pulpa

    BGas enascenso

    Interfase

    A

    D

    C

    Recuperacin de espuma

  • MEDICION DE VELOCIDAD ESPUMASistema de medicin VisioFroth

  • Elementos claves:

    * Cintica batch estndar

    * Cintica 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 8N de celdas

    R

    e

    c

    u

    p

    e

    r

    a

    c

    i

    n

    ,

    %

    Muestreo 1

    Muestreo 2

    Muestreo 3

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    0 5 10 15 20Tiempo, s

    R

    e

    c

    u

    p

    e

    r

    a

    c

    i

    n

    %

    Cu

    Mo

  • FACTOR DE ESCALAMIENTO

    pulpa

    b

    ap b

    kk

    k k

    =

    =

    MEZCLADO ESPUMA SEGREGACION

    NUEVA METODOLOGIA

  • SIMULACION METALURGICADimensionamiento de circuitos: Celdas 300 m vs 160 m

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    0 5 10 15 20 25 30 35Tiempo, min

    R

    e

    c

    u

    p

    e

    r

    a

    c

    i

    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 10Nmero de Celda

    F

    l

    u

    j

    o

    d

    e

    A

    i

    r

    e

    ,

    m

    3

    /

    m

    i

    n

    L1L2L3

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Nmero de Celda

    A

    l

    t

    u

    r

    a

    d

    e

    e

    s

    p

    u

    m

    a

    ,

    c

    m

    HF L1 (cm)HF L2 (cm)HF L3 (cm)

    PERFIL DE AIRE

    ALTURA ESPUMA

    VARIABLES MANIPULADAS

  • Banco Rougher de Flotacin

    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

    Nmero de Celda

    R

    e

    c

    .

    d

    e

    C

    u

    (

    %

    )

    o

    N

    i

    v

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    E

    s

    p

    u

    m

    a

    (

    c

    m

    )

    .

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    Ley

    Acu

    mulativa

    de

    Cu (%)

    .

    Nivel Espuma

    Rec. Modelo

    Datos Rec.

    Modelo Ley

    Datos Ley

  • Banco Rougher de Flotacin

    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

    Nmero de Celda

    R

    e

    c

    u

    p

    e

    r

    a

    c

    i

    n

    d

    e

    C

    o

    b

    r

    e

    ,

    %

    .

    - 45 um - 150 + 45 um + 150 umDataData Data

  • CIRCUITO DE FLOTACION

    ROUGHER

    LIMPIEZA

    SCAVENGER

    Remolienda

    Alimentacin Colas

    Concentrado

    RCS : simplificado

  • ANALISIS CIRCUITO RCSEfecto del rougher y limpieza en recuperacin Planta

    90

    92

    94

    96

    98

    100

    3000 4000 5000 6000 7000 8000

    Tonelaje alimentacin planta, tph

    R

    e

    c

    u

    p

    e

    r

    a

    c

    i

    n

    C

    u

    T

    ,

    %

    LIMPIEZA

    ROUGHER

    PLANTA

    S

    R

    C

  • CIRCUITO DE LIMPIEZARecuperacin de Cu

    S

    R

    C

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    3000 4000 5000 6000 7000 8000

    Tonelaje alimentacin planta, tph

    R

    e

    c

    .

    S

    c

    a

    v

    e

    n

    g

    e

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    L

    i

    m

    p

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    a

    ,

    C

    u

    ,

    %

    .

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    Re

    cupe

    raci

    n C

    olum

    na

    s, C

    u, %

    .

    LIMPIEZA

    SCAVENGER

    COLUMNAS

  • CONCLUSIONES

    Avances en la TecnologaCeldas de mayor tamao (economa de escala)Mejoras en diseoCircuitos simplificados

    Mediciones no ConvencionalesMejoras Diagnstico y Control de la Operacin

    Nuevos ModelosDimensionamiento de circuitosEvaluacin de Estrategias de Operacin

  • FIN

  • RECUPERACION Cu VS TAMAO DE PARTICULA

  • 01

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9P

    r

    d

    i

    d

    a

    s

    C

    u

    ,

    %

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

    Prdidas de cobre en colas Rougher

    CuTotalCu Soluble

    EL PROBLEMA

  • Columnas de flotacin: Agua de lavado

    Diagnstico de la operacin

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

  • Diagnstico de la operacinColumnas de Flotacin

    HF = 90100 cm

    Hundimiento de la espuma

  • FACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTOFACTOR DE ESCALAMIENTO

    : factor hidrodinmico (rgimen 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 3.5Dimensionless time,

    D

    i

    m

    e

    n

    s

    i

    o

    n

    l

    e

    s

    s

    R

    T

    D

    ,

    E

    (

    )

    130 m3250 m3LTST Model