UNIVERSIDAD NACIONAL

“SANTIAGO ANTÚNEZ DE

MAYOLO”

FACULTAD DE INGENIERÍA DE

MINAS GEOLOGÍA Y METALURGIA

ESCUELA ACADÉMICA : Ingeniería de minas

CURSO : Procesamiento de Minerales

AÑO Y SEMESTRE ACADÉMICO: 2015 - II

CICLO : V

DOCENTE : Ing. DOMÍNGUEZ FLORES, Antonio

RESPONSABLE : HENOSTROZA MORENO, Maycol

HUARAZ – PERÚ

2015

INFORME DE PROCESO DE FLOTACIÓN – JANGAS

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

UBICACIÓN Y ACCESO

CAPITULO I

1.1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN

CAPITULO II

2.1. REACTIVOS

2.2. EQUIPOS Y MATERIALES EMPLEADOS

CAPITULO III

3.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. Reconocimiento del mineral

B. Limpieza del equipo experimental de molienda

C. Proceso de molienda

D. Proceso de Flotación del Plomo en celda experimental

E. Proceso de Flotación del Zn

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

INTRODUCCIÓN

En presente informe se dará a conocer todos los detalles que se observaron

en el proceso de flotación en la planta concentradora Santa Rosa de Jangas,

ya sea el proceso y métodos que se usaron en el laboratorio de la planta.

Este proceso se lleva a cabo con el fin de dar luz verde para realizar el

proceso de flotación a mayor cantidad y sacar los metales comerciables que

luego serán exportados al exterior para la venta en el mercado.

La planta concentradora de minerales Santa Rosa de Jangas actualmente

está operativa y recibe los minerales de distintas empresas mineras de la

región, mayormente los minerales que recibe son sulfuros que mayormente y

actualmente tienen plata, cobre, zinc y plomo.

En el caso del proceso de flotación se aprovechan las diferentes

características físico-químicas de la superficie de los minerales para el

proceso de separación: algunos minerales en una pulpa de grano fino se

vuelven hidrófobos añadiéndoles reactivos (colectores, activadores). El aire

inyectado al tanque (celda de flotación) que contiene la pulpa lleva las

partículas hidrófobas a la superficie, donde flotan en forma de espuma, y

entonces se retira. Gracias a las variaciones de pH de la pulpa y a los

reactivos adicionados, se puede recuperar selectivamente diferentes

minerales.

Para finalizar es importante mencionar que toda empresa minera tiene que

tener en cuenta la operación unitaria de flotación a nivel de ensayo para

tener el conocimiento las variables que se utilizaran en este proceso, entre

las variables tenemos: la calidad de agua, las cantidades de los reactivos y

cuales usaremos, densidad de la pulpa, la granulometría, tiempo de

residencia y aireación, y finalmente así tener en cuenta estos factores

cuando se realice este proceso a mayores cantidades.

EL AUTOR.

OBJETIVOS

Tener en cuenta los procedimientos que se utilizan en la operación de

flotación, ya sean comunes o especializados, para la recuperación de

los metales más comerciables.

Tener presente las variables de control involucradas en el proceso de

flotación y tenerlas presente para evaluar y resolver problemas

involucrados a estas variables.

Identificar la repercusión operativa y económica que involucra cada

variable de control en el proceso de flotación.

Visualizar los procedimientos comunes que se utilizan en la

operación de Flotación para la recuperación de los metales en la

Planta Santa Rosa de Jangas

Reconocer las variables de control involucradas en el proceso de

Flotación.

Tener conocimiento amplio del proceso de flotación para evaluar y

tomar las decisiones de control necesarias.

Identificar la repercusión operativa y económica que involucra

cada variable de control en el proceso de flotación.

UBICACIÓN Y ACCESO:

La Planta de procesamiento de Minerales “Santa Rosa de Jangas se

encuentra políticamente ubicada en el, Distrito de Jangas, Provincia de

Huaraz en el margen izquierdo de Río Santa, a 100 m de la confluencia

del riachuelo Llancash, en el distrito de Jangas, provincia de Huaraz,

departamento de Ancash; coordenadas UTM: 8917492.40N y

234143.40E, a una altura de 2950 msnm.

El acceso se hace a través de la carretera asfaltada Huaraz – Caraz,

aproximadamente a 2km de distancia a partir del puente Jangas que esta

sobre el río Santa.

Sus coordenadas Geográficas son:

Latitud: 9º 23’ 38.14” S

Longitud: 77ª 34’ 56.04” W

Figura N.-01 Mapa geográfico de la ubicación del distrito de Jangas

Planta Concentradora “Santa Rosa de Jangas”

CAPITULO I

1.1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN

La separación y recuperación por flotación de concentrados de Plomo y

Zinc de minerales que contienen galena (PbS) y esfalerita (ZnS) está

bien establecida y normalmente se logra con bastante eficacia. La plata

proporciona a menudo un valor económico altamente significativo, si no

es que el valor mayor, con la plata más a menudo asociada con la

mineralización de la galena que es un hecho casual ya que las

fundiciones pagan más por plata en el plomo contra concentrados de

zinc. Los materiales sin valor incluyen sulfuros como la pirita y la

pirrotita que, aunque son a menudo flotables, pueden ser controlados.

Siderita, un mineral de carbonato de hierro, también a menudo se

asocia en por lo menos en alguna mínima cantidad.

Marmatita (Zn,Fe)S) es una esfalerita rica en hierro lo que en

consecuencia resulta en grados de bajo contenido de zinc.

Concentrados de marmatita tienen un nivel bajo de zinc debido a la

dilución de los minerales de hierro.

Las separaciones son posibles por la hidrofobicidad inherente natural y

debido al hecho de que la esfalerita como un mineral no es fácilmente

recogido por los reactivos de flotación. Se emplea un proceso de

flotación secuencial de dos etapas bien establecido: 

Un importante primer paso implica asegurar que la superficie de la

esfalerita no está activada con iones de metal disueltos, que a su vez

hace a la esfalerita no flotable. El sistema establecido de

procesamiento por flotación de plomo-zinc es agregar sulfato de zinc

(ZnSO4) al molino para controlar la activación de los iones metálicos

(depresión de esfalerita). A menudo se agregan metalbisulfito u otros

químicos de sulfuración con el sulfato de zinc para depresión de

mineral de sulfato de hierro.

El colector de flotación de plomo y el espumante están acondicionados

antes de la flotación del plomo que se lleva a cabo normalmente a un

pH casi neutro a ligeramente elevado el cual puede incrementarse en el

circuito de limpieza para asegurar el rechazo del sulfuro de hierro.

Algunas veces el cianuro, si puede utilizarse, se agrega para ayudar en

la depresión de sulfuros de hierro. Porque la plata esta típicamente

asociada mineralógicamente con la galena, la mayoría de los valores

de plata son arrastradas con y se incorporan en el concentrado de

galena.

La esfalerita que es rechazada dentro de los residuos de flotación del

plomo es luego flotada en una segunda etapa de flotación después de

la activación con sulfato de cobre. Los iones de cobre remplazan a los

átomos de zinc en la superficie de la esfalerita creando una cubierta

superficial de mineral de cobre falso el cual entonces se recoge usando

colectores de tipo flotación de cobre. Dado que la mayoría de los

sulfuros de hierro también se incorporan con los residuos de flotación

del plomo y por lo tanto alimentan el circuito de flotación del zinc,

normalmente se usa cal para elevar el pH para depresión de sulfuro de

hierro. Los colectores de flotación usados en la flotación de la esfalerita

tienden a ser menos poderosos porque en esta etapa la esfalerita por lo

general flota fácilmente y usar colectores más agresivos puede llevar a

que más minerales no-esfalerita floten.

Metalurgia concentrada y recuperaciones óptimas de plomo se logran

generalmente utilizando una combinación de xantato y ditiofosfato. Si la

superficie de la galena está ligeramente oxidada (manchada), la

inclusión de mercaptobenzotiazol (MBT) a menudo se hace parte del

juego colector para maximizar las recuperaciones de galena. Los

espumantes usados en la flotación de galena tienden a ser del tipo más

débil, tal como el MIBC, porque la galena es fácilmente flotable y tiene

una cinética de alta flotación. Sin embargo, por la cinética de alta

flotación y la alta densidad del mineral de galena, la capacidad de

acarreo de la espuma de mineral puede requerir el uso de una espuma

ligeramente más fuerte o una combinación con un componente de

espuma más potente para alcanzar óptimos resultados metalúrgicos.

La práctica normal de flotación de esfalerita es elevar el pH de flotación

a 10-12 para mejorar el rechazo de minerales de sulfuro de hierro hacia

los residuos de flotación de esfalerita. Muchos operadores prefieren

usar espumantes del tipo alcohol en flotación de esfalerita para

maximizar su selectividad de flotación. Un xantato de menor peso

molecular como el xantato de sodio isopropílico (SIPX) se usa en

combinación con un colector de flotación de ditofosfato menos

poderoso, y en casos raros, un reactivo de flotación de

tionocarbamato. 

En circunstancias excepcionales, las consideraciones de respuesta de

mineralogía y metalúrgica requieren un concentrado inicial a granel de

plomo-zinc con los minerales de plomo y zinc posteriormente

separados en un paso de flotación selectiva. Bajo este esquema, un

concentrado de flotación a granel de galena y esfalerita es producido a

un pH de 6.5 (modificado con H2SO4) con la adición de algunos

sulfatos de cobre para asegurar una activación completa de la

esfalerita. El concentrado a granel es posteriormente acondicionado

con hidróxido de sodio para alcanzar un pH de aproximadamente 11.5 y

la adición de un colector desde el cual un concentrado de plomo es

flotado. El concentrado de zinc es en realidad el residuo de este paso

de separación a granel. El residuo de flotación es concentrado de zinc.

Si la plata está asociada con la galena, la plata se reporta al

concentrado de plomo.

Mientras que la pirita es relativamente fácil de deprimir con cal, la

pirrotita es más difícil de deprimir. Una alternativa para la depresión de

metabisulfito es oxigenar la lechada la cual, si la pirrotita se reactiva,

puede hacer que el sulfuro de hierro sea menos flotable. En casos de

desafíos mayores de depresión de sulfuro de hierro, el concentrado de

zinc puede ser limpiado por flotación inversa del concentrado tratándolo

primero con SO2 para reducir el pH a 5-5.5 y entonces calentar la pulpa

a 60-70 grados C. La ganga se flota con la esfalerita y se incorpora a

los residuos.

Los reactivos de flotación corresponden a sustancias orgánicas que

promueven, intensifican y modifican las condiciones óptimas del

mecanismo físico-químico del proceso.

Pueden clasificarse en:

Colectores: Son sustancias orgánicas que se absorben en la

superficie del mineral, confiriéndole características de repelencia al

agua (hidrofobicidad).

Espumantes: Son agentes tensoactivos que se adicionan a objeto de:

1. Estabilizar la espuma

2. Disminuir la tensión superficial del agua

3. Mejorar la cinética de interacción burbuja - partícula

4. Disminuir el fenómeno de unión de dos o más burbujas

(coalescencia)

Los reactivos Modificadores, por otro lado, tales como activadores,

depresores o modificadores de pH, se usan para intensificar o reducir la

acción de los colectores sobre la superficie del material.

Mecanismos de Flotación

Para estudiar el mecanismo de la flotación es necesario conocer lo que

sucede con la partícula de mineral y una burbuja de aire para que ellos

formen una unión estable.

El proceso de flotación está basado sobre las propiedades hidrofílicas e

hidrofóbicas de los sólidos a separar. Se trata fundamentalmente de un

fenómeno de comportamiento de sólidos frente al agua, o sea, de

mojabilidad de los sólidos. Los metales nativos, sulfuros de metales o

especies tales como grafito, carbón bituminoso, talco y otros, son poco

mojables por el agua y se llaman minerales hidrofóbicos. Por otra parte,

los minerales que son óxidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son

hidrofílicos, o sea, mojables por el agua. Se puede observar además

que los minerales hidrofóbicos son aerofílicos, es decir, tienen gran

afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidrofílicos

son aerofóbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas.

En resumen, es necesario incrementar la propiedad hidrófoba en las

partículas minerales de una pulpa para facilitar la flotabilidad. Esto se

efectúa con los reactivos llamados colectores, que son generalmente

compuestos orgánicos de carácter heteropolar, o sea, una parte de la

molécula es un compuesto evidentemente apolar (hidrocarburo) y la

otra es un grupo polar con las propiedades iónicas, es decir, con carga

eléctrica definida.

La partícula queda cubierta por el colector que se adhiere a su

superficie por medio de su parte polar, proporcionándole con la parte

polar propiedades hidrofóbicas. El agregado de espumantes, permite la

formación de burbujas de tamaño y calidad adecuada para el proceso.

Pues bien, el contacto entre las partículas y las burbujas requiere que

las primeras estén en constante agitación, la cual la otorga el rotor de la

máquina de flotación, de modo que para realizar la unión con las

burbujas son necesarios:

Su encuentro Y Condiciones favorables para formar el agregado.

El contacto partícula-burbuja se acerca hasta el punto en que la

película de agua que las separa es muy fina. En este momento para

que la partícula pueda acercarse más a la burbuja tiene que superar lo

que se considera una barrera energética. Para las partículas

hidrofílicas, en que la asociación de la partícula con las moléculas de

agua es muy firme, esta barrera nunca se supera y las partículas no

flotan. Para las partículas hidrofóbicas, la barrera queda

repentinamente rota por fuerzas no bien conocidas, permitiendo un

contacto trifásico (sólido-líquido-gas).

Variables Operacionales Relevantes en el Proceso

Algunas de las variables de mayor importancia para el proceso de

flotación son:

Granulometría: Adquiere gran importancia dado que la flotación

requiere que las especies minerales útiles tengan un grado de

liberación adecuado para su concentración.

Tipo de Reactivos: Los reactivos pueden clasificarse en colectores,

espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso dependerá de

la selección de la mejor fórmula de reactivos.

Dosis de Reactivo: La cantidad de reactivos requerida en el proceso

dependerá de las pruebas metalúrgicas preliminares y del balance

económico desprendido de la evaluación de los consumos.

Densidad de Pulpa: Existe un porcentaje de sólidos óptimo para el

proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en

los circuitos.

Aireación: La aireación permitirá aumentar o retardar la flotación en

beneficio de la recuperación o de la ley, respectivamente. El aire es

uno de los tres elementos imprescindibles en el proceso de flotación,

junto con el mineral y el agua.

Regulación del pH: La flotación es sumamente sensible al pH,

especialmente cuando se trata de flotación selectiva. Cada fórmula de

reactivos tiene un pH óptimo ambiente en el cual se obtendría el mejor

resultado operacional.

Tiempo de Residencia: El tiempo de residencia dependerá de la

cinética de flotación de los minerales de la cinética de acción de

reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de sólidos de las

pulpas en las celdas y de las cargas circulantes.

Calidad del Agua: En las Plantas la disponibilidad de agua es un

problema. Normalmente se utiliza el agua de recirculación de

espesadores que contiene cantidades residuales de reactivos y sólidos

en suspensión, con las consecuencias respectivas derivadas por este

flujo de recirculación.

Reactivos de Flotación Utilizados en laboratorio

Colector XAP ó xantato amílico de potasio

Propiedades químicas y usos

Es un producto que se aplica generalmente en aquellas operaciones

que requieren el más alto grado de poder colector. Se usa en la

flotación de minerales sulfurosos de cobre. Los xantatos tienden a

descomponerse en soluciones con un pH inferior a 6.0.

Se aplica con especial éxito en la flotación de la pirita que contiene oro.

Precauciones de Manejo

Los xantatos son estables durante largos períodos de tiempo, siempre y

cuando se almacenen en un lugar seco y fresco. Las personas que

manejan las xantatos deben tomar ciertas precauciones. Debe evitarse

la llama viva o el fuego, puesto que las xantatos y algunas de sus

productos de descomposición son combustibles.

Los xantatos, en términos generales, deben manipularse con el mismo

grado de precaución que se aconseja para otros productos químicos

orgánicos.

Aplicaciones de la Cal en Flotación

Las plantas de procesamiento de minerales, usan cal como modificador

de pH.

El objeto de adicionar la cal en los procesos de flotación es para ajustar

el pH, cambiando las propiedades electroquímicas de la pulpa, y así

lograr una mejor acción de los reactivos espumantes y colectores,

mejorando la interacción del colector con la superficie de mineral útil.

CAPITULO II

2.1. REACTIVOS:

Xantatos.- es un reactivo orgánico de sales de ácido xantogénico

de metales alcalinos, y medio ácido se descompone en medio

alcalino son más estables, el cual debe ser almacenado en

lugares secos, ventilados puesto a que son inflamables,

venenosos e irritantes.

El sulfato de cobre.- son cristales azules brillantes con cinco

moléculas de agua, este reactivo es sumamente tóxico, irritante

y corrosivo, el cual debe estar almacenado en zonas secas y

ventiladas;

Sulfato de zinc.- son cristales rómbicos incoloros con 7

moléculas de agua, el cual también es venenoso, irritante, tóxico

y corrosivo, el cual también debe almacenarse en zonas secas y

ventiladas, lejos de ácidos y aguas.

Cianuro de sodio.- son cristales incoloros de forma cúbica de

matriz castaño, estos son tóxicos muy fuertes, los cuales se

recomienda deben ser almacenados en contenedores rotulados,

evitando el agua y la humedad.

Bisulfito de sodio.- es una sal de cristales incoloros, por largos

períodos de tiempo en el almacén este se oxidan y se convierten

en sulfato, este reactivo es venenoso, oxidante, irritante,

inflamable y corrosivo, el cual debe de guardarse en lugares

frescos y secos, evitando que se mojen.

La cal, este se obtiene por calcinación de la caliza en hornos de

1,000 a 1,100°C la cual es irritante y corrosivo, la cual se puede

eliminar con aceite vegetal, la cal es empleada para subir el pH

de aguas ácidas; también es empleada en el circuito de zinc

para hacer sentar al fierro.

2.2. EQUIPOS Y MATERIALES:

Equipo de molienda y flotación

Papel de tornasol

1 luna de reloj

1 Kg. de mineral polimetálico

Colector Z-11 (1%)

Promotor 3418 (1%)

Depresor ZnSO4 (10%)

CaO (cal)

Mix (10%)

Complejo (10%)

Bisulfito de Sodio (5%)

F -70 (1g)

Sulfato de cobre (12%)

CAPITULO III

3.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. Reconocimiento del mineral

Se realizó una inspección visual de la muestra de mineral para determinar a

modo su contenido metálico. Se observó en la luna de reloj metales como

zinc, plomo y algunos óxidos.

Figura N.-02 Inspección de la

muestra para verificar su

contenido metálico.

B. Limpieza del equipo experimental de molienda

Para limpiar el oxido de las bolas del molino se procedió a moler una

pequeña cantidad de mineral mezclada con agua por un lapso de 3 a 4

minutos.

Finalizada la operación anterior, se lavaron las bolas de acero y el

recipiente con abundante agua hasta que la mayoría de impurezas

desaparezcas.

Figura N.-03 Bolas de acero libres de

óxido.

C. Proceso de molienda

Se recogió una muestra de aproximadamente un kilo de mineral cuyas

leyes de cabeza son : Pb: 10.99% y Zn: 9.95 %

Se ingresó al molino de bolas la muestra pesada y se mezcló con

750ml de agua, además de los siguientes reactivos: 5 cc de complejo

(10%), 5cc se sulfato de zinc (10%), 2 cc de bisulfito de sodio al 5% y

0.3 cc del promotor 3418 al 1%

Toda la mezcla anterior se molió por aproximadamente 15 min en el

molino de bolas

Figura N.-04 Se recoge una muestra de aproximadamente 1 kilo de mineral

D. Proceso de Flotación del Plomo en celda experimental

La muestra obtenida en el recipiente (acondicionador) se colocó en el

equipo de flotación.

Para la flotación del plomo, inicialmente se añadió 2 cc del depresor

Mix al 10%, se añadió 2 cc del complejo, 0.5 del promotor 3418 al 1%,

1g de F-70 y finalmente se echó el Xantato (Z-11al 1%) en las

siguientes dosis: 0.3 +0.2 +0.3 + 0.5

Se efectuó el plateo en la cual se notaba que el plomo aún no se

encontraba en un estado óptimo para su flotación.

Después de 4 min de acondicionamiento y continuo plateo, se

procedió a jalar la espuma, teniendo cuidado de no levantar la pulpa

desde el fondo para no contaminar con zinc al plomo recuperado.

La operación termino cuando, en el último plateo, se visualizó que

estaba flotando el zinc. El tiempo total de recuperación fue de 16

minutos

Finalmente, para la limpieza del plomo se utilizó Complejo al 10% en

cantidades de 0.5 cc en una primera dosis y de 0.5 cc en la segunda

dosis.

Además de agregar 0.3 cc de Xantato al

1%

Figura N.-06 Empleo del Indicador

en laboratorio

Figura N.-07 Proceso de flotación para la obtención del plomo “jalado

de espuma”

E. Proceso de Flotación del Zn

El primer paso fue elevar el pH, para ello se añadió cal hasta obtener

un pH entre 9 y 10.

Luego se agregó 5 cc de sulfato de cobre al 12% para activar el Zn.

Este paso de acondicionamiento duro aprox. 5 minutos

Se vertió Xantato para que las espumas que se van formando sean

consistentes; en un primer plateo verificamos por medio del color

chocolate de la pulpa, que se empezó a recuperar el zinc.

Se empezó a jalar la espuma de la superficie en un recipiente para la

recuperación del zinc.

Se repitió el proceso hasta que la espuma sea de color blanco. Para

mejor recuperación se va agregando Xantato en pequeñas dosis

espaciadas de: 0.2 +0.3 +0.2 + 0.3. La operación termino cuando al

platear el relave, se identifico que ya no había presencia de zinc.

Finalmente la limpieza del Zn

se hace agregando 0.2 cc de

Z-11, cuidando que el pH se

encuentre entre 9 y 10.

Figura N.-08 Proceso de

flotación para la obtención del zinc

“jalado de espuma”

Figura N.-09 Proceso

repetitivo hasta la

aparición de espuma

blanca

CONCLUSIONES

Dentro del sistema de flotación podemos darnos cuenta que los

reactivos cumplen una función importante, cuya dosificación por ende

es de vital importancia, para lo cual se realizan pruebas metalúrgicas,

para un análisis previo a la flotación en planta.

Para realizar una flotación optima, otro de los parámetros de

fundamental importancia es la granulometría del mineral que proviene

de molienda. Del tamaño adecuado de la partícula se podrá obtener

un concentrado final óptimo y que den satisfacciones económicas

apropiadas.

El laboratorio de metalurgia, hechas las pruebas, del mineral que va a

ser procesado nos brinda datos importantes para el procesamiento

posterior del mineral, dándonos de esta manera una visión bastante

amplia y clara, de usar, tanto insumos como dar el mantenimiento

optimo a nuestro equipo de flotación.

Dentro del laboratorio químico los resultados del análisis químico, nos

da a conocer o nos muestra el porcentaje del mineral flotado y de esta

manera poder darnos cuenta si todo el proceso realizado es lo

adecuado, y si las leyes dadas favorecen al interesado.

La planta de procesamiento de minerales de Jangas es para pequeña

minería debido a la tecnología con que cuenta y capacidad de

tratamiento.

RECOMENDACIONES

Ampliar la información acerca de las medidas de prevención y

seguridad que se deben tener al manipular los reactivos involucrados

en el proceso de flotación.

Reforzar la explicación teórica del proceso de flotación con algunos

cálculos prácticos para obtener una base numérica que permita

evaluar el proceso y tomar las decisiones necesarias para su control.