LA CONCENTRACION DE MINERALES EN EL INICIO Del SIGLO XXI

I. GENERALIDADES:

1.1. Ubicacin:

La Planta Concentradora Santa Rosa de Jangas, se encuentra ubicado en el Distrito de Jangas, provincia de Huaraz, Departamento de Ancash, entre las cotas 2,750 2,800 m.s.n.m., la Planta Concentradora Santa Rosa de Jangas es accesible desde la ciudad de Huaraz mediante 18 Km. de carretera asfaltada, la localidad ms cercana es el pueblo de Jangas capital del Distrito del mismo nombre, distante a 2Km. de la Planta Concentradora.

1.2. Clima y Meteorologa:

Debido a que la Planta Concentradora se encuentra ubicada sobre un rea constituida por rocas metamrficas y sedimentarias, es decir, sobre material de tipo coluvial formando valles y quebradas las cuales han sido producto de la glaciacin, conjuntamente con la altura a la que se encuentra se dir que la planta se encuentra dentro de la regin quechua, con una temperatura media de 17C, con un clima templado, en el cual se presentan precipitaciones pluviales entre los 250 y 500 mm, los cuales se producen en el lapso de los meses de diciembre a marzo. Siendo la temperatura mximo de verano de 19.3C y el invierno de 20.6C, la precipitacin mxima es del 86%, siendo la evaporacin mensual mxima de 233.6 mm.

1.3. Flora y Fauna:

La flora y fauna circundante a la Planta Concentradora vienen a estar dadas por aquellas que son caractersticas de la zona quechua, considerndose adems que dicha planta en mencin se encuentra ubicado al margen izquierdo del Ro Santa, donde la flora que podemos encontrar, tenemos: molle, ciprs, eucalipto, etc.; frutos como: paltos, maz, capul, etc.; con lo que respecta a la fauna se cuenta con ms de 54 especies vertebradas e invertebradas, 28 tipos aves, 11 tipos de reptiles, 2 variedades de anfibios, entre otros, como son: la muca, el zorrillo, la comadreja, el sapo, la trucha arco iris.

1.4. Propsito del Informe:

El objetivo de este informe est basado en dar a conocer todos los aspectos concernientes a la primera parte de la prcticas pre-profesionales que se est realizando en la Planta Concentradora Santa Rosa de Jangas, de tal manera se cumplan los puntos y metas trazadas para el primer mes, los que son concernientes el reconocimiento global de la Plantas Concentradora en sus diversas fases y etapas para posteriormente proceder a la ejecucin de evaluaciones y clculos respectivos.

II. ANTECEDENTES GENERALES:

2.2. La Concentracin de Minerales en el inicio del Siglo XXI:

A juicio de diversos especialistas, los procesos hidrometalrgicos para el beneficio de minerales sulfurados y mixtos de cobre desplazarn en el corto plazo a las tcnicas tradicionales de concentracin de minerales, habitualmente conocidas como procesos de molienda y flotacin.

La percepcin antes citada tiende a producir un desnimo entre quienes se sienten especialistas en el antiguo campo de la concentracin de minerales.

Sin desmedro de reconocer los mritos crecientes de la aplicacin industrial de conceptos de hidrometalurgia a minerales sulfurados, los especialistas opinan que el mejoramiento en definicin de procesos, tecnologa de equipos y calidad de gestin en concentracin de minerales puede mantener a esta mantenerse como una alternativa tcnica y econmicamente atractiva en el siglo XXI.

Por otra parte la practica actual de concentracin de minerales sulfurados, va molienda y flotacin, se caracteriza por presentar parmetros tcnicos y econmicos en general poco optimizados, en prcticamente todas las plantas concentradoras de Chile y los pases Latinoamericanos.

Para efectuar el anlisis es conveniente caracterizar el estado tcnico-econmico actual de las plantas concentradoras de minerales a travs de los parmetros mas relevantes, tanto tcnicos como econmicos asociados a las plantas concentradoras.

Los actuales parmetros tcnico econmicos de concentracin de minerales sumados a los altos costos de maquina de fundicin y refinacin de concentrados han dado lugar a la suspensin o cambio de tecnologa en diversos proyectos mineros cuya ley de alimentacin a planta era relativamente barato

2.2 Historia de la Planta Santa Rosa de Jangas:

La planta concentradora se encuentra ocupando el rea constituida por la parte baja de la quebrada de Lancash esta zona en la antigedad ha sido empleada principalmente para el pastoreo y la agricultura.

Las primeras referencias de actividad metalrgica datan de 1981 cuando los pequeos mineros de la zona empezaron su edificacin, luego en 1986 pasara a manos Del ex banco minero Del Per desde el momento en el cual se depositaban los relaves cerca a la orilla del Ro Santa, al pie de las operaciones.

Posteriormente en 1993 esta pasa a poder de la UNASAM por decreto supremo extraordinario N 142-PCM/93 publicada el 21-10-1993 ,tal trasferencia tubo como finalidad mejorar el nivel de la universidad y es as que desde 1994 hasta la fecha la UNASAM viene administrndola y en cuyo periodo se hizo:

En junio de 1997 instala una sub estacin elctrica de300kva en reemplazo de un grupo electrgeno existente que era muy antiguo.

Se implemento un acondicionador de cal para homogeneizarla en forma de lechada y dosificar el circuito de molienda.

Se mejoro la iluminacin de los circuitos de plomo y zinc.

Se cambiaron los acondicionadores por super celdas.

La relavera se ha dividido en 8 ha manera de celdas de decantacin.

Se han construido pozas de sedimentacin y neutralizacin de los relaves para lo cual se han construido tambin canales.

III. RECONOCIMIENTO Y DESCRIPCION DE OPERACIONES DE LA PLANTA CONCENTRADORA SANTA ROSA DE JANGAS:

En esta planta concentradora se procesan minerales sulfurados de plomo, plata, zinc y cobre en calidad de servicio, siendo el sistema empleado el diferencial o selectivo con una capacidad nominal de 50 TPD, obteniendo concentrados de plata, plomo y zinc, las operaciones en su conjunto cuentan con la seccin de recepcin de minerales, trituracin o chancado, molienda, flotacin, almacenamiento y carguio.

Para esta planta se emplean recursos hdricos, empleando tambin energa elctrica equivalente a 400 KVA mediante una lnea de transmisin de 500 metros, tomando el sistema interconectado de la Hidroelctrica del Can del Pato.

3.1. Recepcin y Almacenamiento del Mineral:

Como su nombre lo dice viene a estar dado por el almacenamiento de mineral que realizan los pequeos mineros en la Planta Concentradora, la cual se genera cuando el productor minero transporta su mineral desde la boca mina hacia la Planta Concentradora para su respectivo tratamiento; pero antes de ser almacenado es pesado y codificado para que de esa manera se conozca la cantidad del mineral que se est almacenando, para lo cual se cuenta con una balanza mecnica de 20 toneladas al cual se le ha aumentado una pesa equivalente a 10 toneladas de tal manera que dicha balanza se encuentra en la capacidad de pesar tan solo 30 toneladas, motivo por el cual los volquetes grandes deben de ser pesados por ejes, siendo el resultado la suma de ambos ejes; realizado ello el volquete descarga el mineral y se vuelve a pesar de donde por una simple diferencia se hallar el peso neto del mineral, es decir:

Wm = WB - Wb

Donde:

Wm = peso del mineral

WB = peso del volquete cargado

Wb = peso del volquete vaco

Los minerales almacenados para su respectivo tratamiento estn dados por sulfuros principalmente, entre los cuales podemos nombrar a la chalcopirita, galena, magmatita, tetraedrita, blenda, esfalerita, etc.; y como ganga la pirita, cuarzo, calcita, limonita y otros; en la cancha de la planta concentradora se puede almacenar hasta 3,000 toneladas de mineral.

3.2. Transporte de Mineral a la Tolva de Gruesos:

Viene a ser uno de los puntos ms importantes, puesto que de esta depender el avance de la flotacin, teniendo en cuenta que sta est sujeta a varios factores como viene a ser el tiempo empleado en la ida y vuelta desde donde se encuentra depositado el mineral hacia la tolva de gruesos, para lo cual en este caso se hace muy importante el uso del Scoop lo que antes se haca con el uso de carretillas de los cuales se tendr que considerar el rendimiento y eficiencia que tiene ambos en el transporte del mineral; cuyo objetivo fundamental viene a estar dada por llegar a satisfacer la necesidad diaria del mineral a ser tratado por todo el circuito el cual diariamente oscila entre los 50 y 60 TPD (ver anexo).

3.3. Seccin de Trituracin o Chancado:

Viene a ser una operacin en el procesamiento de minerales que consiste en la reduccin de tamao de rocas grandes a fragmentos de 1/4 a 3/8 de pulgada utilizando fuerzas de compresin y en menor proporcin fuerzas de friccin, flexin, sizallamiento u otras. Se realiza en maquinas que se mueven a una velocidad media o baja, las cuales consumen un apreciable proporcin de energa, las que producen calor y sonido.

3.3.1. Trituradoras de Mandbula:

Concerniente a reducciones de tamao desde dimensiones tan grandes como 6 pulgadas a productos de 4 pulgadas, que son rangos empleados en la gran minera o como para rangos en pequea minera que son de 6 pulgadas a productos de 3/4 o 1/2 de pulgada se emplean las trituradoras de mandbula, quienes efectan la reduccin de tamao entre dos mandbulas una mvil y otra fija, situada en forma divergente formando un ngulo de aproximadamente 26. La mandbula mvil se mover a una velocidad que depender del tamao de la mquina, las que sern menor en mquinas de gran tamao y mayor en las mquinas de menor tamao, acercndose a la mandbula fija provocando la fractura del mineral contenido entre ellas, este tipo de mquinas pueden operar a un 100% de su cavidad triturante durante la mitad del tiempo de operacin.

En la actualidad existen varios tipos de trituradoras de mandbula que pueden clasificarse por el carcter del movimiento de la mandbula mvil o por la suspensin de la mandbula oscilante, las caractersticas de operacin de las trituradoras de mandbula son:

Abertura de alimentacin.- Las trituradoras de mandbula se especifican por las dimensiones de su boca de alimentacin.

Caractersticas de la Mandbula.- Estas pueden ser rectas formando entre ellas un ngulo de 26, siendo la superficie de los forros de las mandbulas lisas en las cuales no presentan la tendencia de las partculas a saltar hacia la boca de alimentacin como se dan en las corrugadas, teniendo en cuenta que el bastidor sufre considerables fuerzas las cuales se incrementan si se producen atoros por humedad; los toggles sufren altas compresiones y sus extremos deben de ser endurecidos para soportar el desgaste; Tendremos en cuenta que la capacidad de las trituradoras de mandbula en operacin van a depender de: el tamao de alimentacin, la influencia de este factor puede expresarse de la siguiente manera, la presencia de finos en el mineral con la cual se alimenta a la trituradora hace que disminuya considerablemente su capacidad y ms aun cuando el porcentaje de humedad es demasiado alto (ms del 4%); el tamao del producto, para una distribucin granulomtrica en el alimento, el tamao del producto es inversamente proporcional a la capacidad; siendo tambin un aspecto importante la forma de alimentacin, la cual se refiere a la regularidad en la alimentacin de la trituradora . La capacidad de las trituradoras de mandbula en operacin, es decir, el tonelaje horario se puede ver por T = 0.6 x W x Y, donde: W = longitud de abertura de alimentacin; Y = ancho de la abertura de descarga en posicin abierta; T = toneladas cortas por hora.

3.3.2. Trituracin Secundaria o Fina:

Comprenden a la reduccin de tamaos desde una alimentacin provenientes de la descarga de la trituradora primaria, en el caso de la Planta Concentradora Santa Rosa de Jangas, proviene de la chancadora de quijada, hasta productos que alimentarn las etapas de molienda, en estas operaciones se usan en forma generalizada las trituradoras giratorias cnicas donde las short head (cabeza corta) son las empleadas en la planta concentradora hecha referencia.

Estas trituradoras presentan las siguientes caractersticas: se especifican que el dimetro de su cono, por la abertura de alimentacin, la cual en las trituradoras cnicas pueden ser variada de acuerdo al tamao del alimento modificando la forma de la cavidad de trituracin. Se recomienda tambin que la abertura de alimentacin sea cuando menos tres veces mayor que la abertura de descarga en posicin abierta, considerando que no es conveniente que las trituradoras trabajen con una abertura de descarga mnima ya que el desgaste se incrementara notablemente.

En la Planta Concentradora Santa Rosa de Jangas la operacin siguiente al transporte de mineral del mineral a la Tolva de Gruesos, la cual cuenta con 14 parrillas horizontales y una perpendicular a ellas, con 3.05 metros hacia el Norte y 3.67 metros hacia el Este, contando con una luz de 6 pulgadas, teniendo en cuenta que dicha tolva de gruesos en referencia cuenta con una capacidad de 50 Toneladas. El mineral almacenado en la tolva es descargado por alimentador de placas a una parrilla estacionaria (Grizzly) de 3 x 6 pies, con una abertura de una pulgada, el mineral grueso es alimentado a la trituradora de quijadas de 10 x 16 pulgadas con un set de 2 pulgadas; el producto de esta chancadora primaria junto con el fino de la parrilla estacionaria son descargadas a la faja transportadora N 1 de 3/8 x 16 pulgadas por 23 metros, el material es transportado hacia la tolva de finos la cual tiene una capacidad de 75 toneladas, la cual ser pasada por la trituradora secundaria cnica.

3.4. Seccin Molienda:

La operacin unitaria de molienda constituye la etapa previa al proceso de flotacin, por lo que se deber preparar el mineral adecuadamente en caractersticas, tales como la liberacin, tamao de partcula o propiedades superficiales. Los aparatos que realizan esta operacin por lo general son cilindros rotatorios forrados interiormente de material resistente, cargados en una fraccin de su volumen con barras o bolas, la molienda puede realizarse en hmedo con pulas de 50 a 80% de slidos o en seco con materiales de 7% de humedad como mxima.

3.4.1. Molino de Bolas:

Trabaja generalmente en circuito cerrado con un clasificador aunque estas se puede hacer que operen en circuito abierto. El tamao del alimento que puede recibir es variable y depende de la dureza del mineral. Los productos dependern igualmente de las condiciones de operacin que pueden ser tan gruesos como de malla +35 o tan finos como que se encuentran a un 100% por debajo de la malla 325, con radios de reduccin de 30 veces o hasta mayores.

La accin moledora de ste tipo de molinos es ejercida por el contacto entre las bolas y el mineral mediante la accin del golpe y frotamiento, los molinos de bolas hasta la actualidad no presentan una relacin definida entre su dimetro y su longitud; teniendo en cuenta que el molino de bolas con la que cuentan la Planta Concentradora "Santa Rosa de Jangas, viene a ser del tipo de descarga por rebase, en este tipo de molinos, la pulpa conteniendo el mineral molido sale por simple rebase, en la boca de descarga un espiral evita que las bolas escapen del molino; la pulpa que sale del molino de bolas antes de pasar a la flotacin pasa por el clasificador helicoidal; el cual regresa mediante el circuito cerrado a las partculas grandes al molino de bolas, para su molienda respectiva.

Despus de que el mineral haya pasado por la chancadora primaria y secundaria respectivamente el mineral es transportado por una faja de 3/8 x 16 pulgadas por 5.9 metros al molino de bolas; dichas bolas son manganesadas; siendo el molino de una dimensin de 5 x 5, el cual descarga el mineral molido al clasificador helicoidal de 30 x 18 pulgadas, retornando los gruesos al molino en circuito cerrado como se explic anteriormente. El Over Flow del clasificador constituye la cabeza del circuito de flotacin.

3.5. Seccin Flotacin:

Una manera de hacer frente a la crisis de nuestra minera ocasionada por la baja de la cotizacin de los minerales, es reduciendo nuestros costos de produccin para que de esa manera hacerlos mas competitivos en el mercado por lo cual la flotacin es un punto muy importante pues depender de ello recuperar la parte valiosa del mineral y separar la ganga, considerando que flotacin apropiada viene a ser la selectiva la cual se puede obtener dos productos. En el primer circuito se obtendr el concentrado de plomo en el cual se recupera el oro y la plata, en under flow de dicho circuito es reacondicionado y procesado en el segundo circuito en el cual se obtiene el zinc, y el under flow de este constituye el relave.

3.5.1. Circuito de Flotacin del Plomo:

Se obtiene directamente del over flow del clasificador la pulpa pasa a la super celda de cinco por cinco pies donde se adicionan la mayor parte de los promotores que vienen a ser compuestos qumicos orgnicos que promueven la flotacin de ciertos minerales los que tienen el objeto de dar un carcter hidrofobico de las partculas minerales que se desean flotar, tambin se le adicionan espumantes a la pulpa; los espumantes son sustancias orgnicas heteropolares, pocos solubles en agua, que reducen la tensin superficial de esta, y tienen por objeto dar consistencia, rodeando de una capa absorbida a las pequeas burbujas de aire que se forman en la pulpa, tambin tiene por objeto dar elasticidad para ayudar a las burbujas a que puedan irrumpir a travs de la capa superior del agua emergiendo intactas en la interfase agua aire; ya la pulpa acondicionada entra en un banco de ocho celdas de 32 x 32 pulgadas de las cuales tres operan como celdas de desvaste (rougher), dos como celdas de limpieza (cleanet) y tres como celdas secundarias (scavenger). La pulpa acondicionada entra a las celdas de flotacin de donde pasa a las secundarias donde las colas de esta constituyen la cabeza del circuito de flotacin del zinc. Las espumas de las celdas rougher son enriquecidas por las celdas cleanet obteniendo el concentrado de plomo el que se deposita en dos posas de decantacin del 3.5 x 3 x 2.5 m. siendo el largo, ancho y alto respectivamente.

3.5.2. Seccin de Flotacin del Zinc:

Se realiza de una manera similar a la anterior, las espumas de las celdas rougher son enriquecidas en la celda de limpieza obtenindose un concentrado de zinc las cuales tienen las mismas dimensiones que las anteriores.

Debe considerarse que el uso de reactivos depende del resultado que arroje el estudio realizado en el laboratorio qumico, el cual nos dar a conocer cules son las leyes de cabeza en funcin de la cual se echar la cantidad de reactivo correspondiente; como por ejemplo se emplear el Z6 cuando se tenga una cabeza alta, equivale decir mayor de 7, en caso de que no sea as se emplear el Z11.

Considerndose tambin que con lo que respecta el concentrado de plomo se verter bisulfito y cianuro en caso se levante mucho fierro; pero se si levantase el zinc se verter sulfato de zinc; con respecto a lo que se dijo anteriormente en lo concerniente al xantato se verter 20cm3/min. en caso de que la cabeza sea alta, de caso contrario se verter 8cm3/min; en lo que concierne al bisulfito se echar 70cm3/min. y 60cm3/min. de cianuro si es que la cabeza es baja.

3.6. Seccin de Secado y Despacho del Concentrado:

Los concentrados son descargados a pozas independientes para su respectivo secado, el cual oscila entre el 10 y 12%; donde se realiza el despacho mediante el empleo de cartillas hacia los camiones que transportarn dicho concentrado hacia el Callao.

El agua del proceso de filtrado y el de las cochas de concentracin es conducido a un sistema de pozas de sedimentacin para recuperar los finos antes de que sea descargado en el depsito de relaves.

3.7. Servicios Auxiliares:

Vienen a estar constituidos por los siguientes:

3.7.1. Laboratorio Qumico:

El cual tiene por objetivo calcular las leyes de cabeza de los concentrados de plomo y zinc como del relave de cada turno, como ya se dijo anteriormente este estudio qumico nos permitir determinar la cantidad de reactivo que se verter para la flotacin del mineral., considerando adems que ste laboratorio cuenta con tres ambientes: en el primer ambiente se realiza la parte final de las pruebas piloto de flotacin, dicho ambiente cuenta con un cao, un agitador, microscopio, mallas diversas y una diversidad de reactivos; en el segundo ambiente se puede encontrar dos estufas, una de las cuales es elctrica la cual permite alcanzar una temperatura de 1,500C y la otra que es petrolero, la cual puede alcanzar 1,200C, en este ambiente se realizan las pruebas por va seca, las cuales nos permiten determinar la cantidad de oro y plata en los concentrados; en el tercer ambiente se encuentran una parrilla con su respectiva chimenea, un cao, una balanza electrnica y equipo de laboratorio diverso, en este ambiente se realizan las diversas pruebas por medio de la va hmeda, las que nos van a permitir determinar el porcentaje de plomo, zinc y otros que se desee analizar.

3.7.2. Laboratorio Metalrgico:

Este laboratorio nos permite realizar todos los pasos de procedimientos que se realizan en la planta concentradora, es decir, nos permite hacer una prueba metalrgica de una cantidad muy reducida, la cual permite al pequeo minero saber si es que su mineral es rentable o no, tambin nos permite realizar pruebas para comprobar si es que el tratamiento que se est realizando es ptimo o no, para ello cuentan con un ambiente en el cual cuentan con dos chancadoras de quijadas, un molino de bolas, una pulverizadora, y una estufa elctrica; para concluir la prueba sta emplea el primer ambiente de laboratorio qumico.

3.7.3. Depsito de Relaves:

El Over Flow del circuito de zinc viene a constituir los relaves, para dichos relaves existe un depsito el cual se encuentra ubicado a la orilla del Ro Santa y al pie de las instalaciones de la planta, dichos depsito de relaves cuentan con una altura aproximada de 6 metros y un rea de 7,000m2. El rea oeste de la relavera fue habilitada para la disposicin de relaves, el cuenta con un muro de contencin perimtrico tiene que considerarse adems que el depsito de relaves ha sido dividido en ocho partes a manera de celdas de decantacin de manera que se hacen ms accesible el tratamiento de dichos relaves.

3.7.4. Almacn de Reactivos:

Este viene a ser un punto fundamental considerndose de que en dicho almacn deben de existir todos los reactivos, pero en stock, de tal manera que el tratamiento metalrgico no tenga que parar su funcionamiento por falta de reactivos, lo cual implicara adems prdida de mineral valioso, lo cual debe de evitarse en lo posible, teniendo en cuenta que a este almacn debe de cubrir los requerimientos diversos de los reactivos; de los citaremos algunos: xantatos, es un reactivo orgnico de sales de cido xantognico de metales alcalinos, y medio cido se descompone en medio alcalino son ms 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 molculas de agua, este reactivo es sumamente txico, irritante y corrosivo, el cual debe estar almacenado en zonas secas y ventiladas; sulfato de zinc, son cristales rmbicos incoloros con 7 molculas de agua, el cual tambin es venenoso, irritante, txico y corrosivo, el cual tambin debe almacenarse en zonas secas y ventiladas, lejos de cidos y aguas; cianuro de sodio, son cristales incoloros de forma cbica de matriz castao, estos son txicos 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 perodos de tiempo en el almacn estos 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 calcinacin de la caliza en hornos de 1,000 a 1,100C la cual es irritante y corrosivo, la cual se puede eliminar con aceite vegetal, la cal es empleada para subir el pH de aguas cidas; tambin es empleada en el circuito de zinc para hacer sentar al fierro, el cual no puede ser empleado en el circuito de plomo puesto que hara sedimentar a la plata, lo cual no es conveniente.

3.8. Distribucin de Personal:

Este es un punto muy importante puesto que depende la distribucin correcta y estratgica del personal para las diversas funciones y es as que se tiene la distribucin siguiente:

Turno de Da:

Un Superintendente de Planta

Un Jefe de Planta

Un Administrador

Un laboratorista qumico

Un guardin

Un operador de scoop

Un flotador de plomo

Un flotador de zinc

Un encargado de la molienda

Un relavero y chancador

Un mecnico

6 cancheros

Turno de Noche:

Un Administrador

Un guardin

Un molinero

Un flotador de plomo

Un flotador de zinc

Adems se cuenta en el perodo Enero Marzo con la presencia de tres practicantes, los cuales se turnan en los turnos de da y de noche.