Procesamiento de Minerales

5/28/2018 Procesamiento de Minerales

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2/154

i

Procesamiento de minerales


3/154

2

ndice


4/154

3


5/154

4


6/154

5

I. INTRODUCCIN.

1.1. Correlaciones para el

balance de materiales para

un flujo de pulpas.

C =S - 1 S

S - 1 Spp

p

C =S C

1 + S - 1 Cpv

v

C =-

-=

S - 1

S - 1vp f

s f

p

C =

C

S 1 - C + Cv

p

p p

p =

S

C + 1 - C S

f

p p

p f v= 1 + C S - 1

S =S

C + 1 - C Sp

p p

S = 1 + C S - 1p v

1.2. Definiciones generales

de mecnica de fluidos.


7/154

6

1.3. Definiciones de las

principales propiedades de

los fluidos.


8/154

7

1.4. Sistema de unidades.

1.4.1. Sistema de unidades.


9/154

8


10/154

9

1.4.2.- Sistema Anglosajn

como referencia.


11/154

10

1.4.3. Prefijos.

1.4.4. Conversin de unidades.


12/154

11


13/154

12

1.5. Introduccin a la

concentracin de

minerales.


14/154

13


15/154

14

1.6. Conceptos generales.

1.6.1. Minerales y menas


16/154

15

1.6.2. Definicin de mineral.

1.6.3. Definicin general de

mineral.

1.6.4. Definicin de mena y

otras consideraciones.

1.6.5. Algunas caractersticas

de los minerales.


17/154

16


18/154

17


19/154

18


20/154

19

II.

CONSIDERACIONESGENERALES DEL

PROCESO DE

FLOTACIN.

2.1. Conceptos y

definiciones bsicas sobre

flotacin.


21/154

20


22/154

21


23/154

22


24/154

23


25/154

24

2.2. Variables del proceso

de flotacin.


26/154

25


27/154

26


28/154

27

GRFICO N 1: CURVA DE CONSUMO DE CAL PARA DISTINTOS TIPOS DE CAL

7,0

7,5

8,0

8,59,0

9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0

CONSUMO (kg/t mineral)

CBS: 86,3 %; 92,81 %

CCOL: 83,3 %; 91,19 %

CAL: 83,1 %; 91,06 %

CVI: 77,2 %; 87,32 %

CN: 78,5 %; 86,84 %

SOPRO: 73,9 %; 83,4 %

CKH: 0,7 %; 66,43 %

CALIZA: 0,3 %; 52,15 %

RCH: 8,7 %; 45,05 %


29/154

28


30/154

29

2.3 Reactivos de flotacin.

2.3.1. Los compuestos bsicos de los colectores y sus familias sepresentan a continuacin:

H O CO

O H

CR O

S

S M

R S C

S

O R

HN

HC

O

O H

RN

RC

S

S M

RN

HC

S

O R

H OP

OH

O

O H

R OP

OR

S

S M

R OP

OR

S

Cl

R O H

R S H


31/154

30

R S R

H 2 NC

NH 2

O

C

S

N HNH

R R

R O CS

S M

R O C

S

S C

O

O R

R O CS

S R

S

NC S M


32/154

31

2.3.2. Propiedades fsicas y qumicas ms importantes de los

colectores tilicos ms comunes.


33/154

32

2.3.3 Menas tpicas de mineral sulfurado procesadas con colectores

tiolicos.

2.3.4. Reactivos comnmente utilizados en la flotacin de cobre.


34/154

33


35/154

34


36/154

35

III. FUNDAMENTOSFSICOQUMICOS

3.1. Fsico qumica de

superficies.

3.1.1. Enlaces qumicos e

interaccin molecular.

3 .1 .1 .1 . ENLACES QUMICOS.

3 .1 .1 .2 . INTERACCIONES

MOLECULARES.


37/154

36


38/154

37

3.1.2. Caractersticas de las

fases y las interfaces.

3 .1 .2 .1 . CARACTERSTICAS

DE LAS FASES.


39/154

38


40/154

39

3 .1 .2 .2 . CARACTERSTICAS

DE LAS INTERFACES


41/154

40

3.1.3. Energa libre superficial y

tensin superficial.


42/154

41

3.1.4. Relacin entre tensin

superficial y estructura

3.2. Termodinmica de

mojamiento.


43/154

42

3.2.1. ngulo de contacto y

ecuacin de Young.

Cos = SV

SLLV

SV SL

SV SL LV

SV SL LV


44/154

43

3.2.2. Efecto de la rugosidad enel ngulo de contacto.

verdaderocos

rugosocosr

3.2.3. Histrisis del ngulo de

contacto.

3.3. Trabajo de adhesin ytrabajo de cohesin.


45/154

44

1

2

1

2

GI=y1,2 GII=y1+ y2


46/154

45

1

1

1

1

GI=0 GII= 2 y1

G GII GI 1 2 1 2,


47/154

46

3.4. Ecuacin de Young -

Dupre.

wA SG LG SL

SG SL LG cos


48/154

47

3.5. Adsorcin.

3.5.1. Adsorcin solucin aire.


49/154

48

ADS. ads.


50/154

49

dG = dG dG dGS

dG TdS i dm P dvi

dG TdS dm P dVi i

dG TdS dm dAS S i iS

G TS m AS S

i i

S

dA+dAdmdm+dTSTdSdG iSiSiiSSS

0 = S d T + m d A dS iS i

d = -m

Ad -

m

Ad1 1

22

i =m

A

i

- d = d + d1 1 2 2

- d = d2 2

2 = -d

d 2T , P

= + RT ln a0 0

d = RT d ln a

2 = -1

RT

d

d ln a

ddc

= RT *c

d

dd c

c

dd c


51/154

50


52/154

51

IV. EVALUACIN

DEL PROCESO4.1. Parmetros bsicos.

4.1.1. Recuperacin (R).

% *RCc

Ff 100

%R =c ( f - t )

f ( c - t )* 100 %

4.1.2. Razn de concentracin

(K).

K =F

C

K =c - t

f - t


53/154

52

C FA A B B B B A A

A A B B B B A AA

*

( )( ) ( )( )

( )( ) ( )( )

1 4 3 4 1 4 3 4

2 4 3 4 2 4 3 4

C F A A B B A A B BA A B B B B A A

B * ( )( ) ( )( )

( )( ) ( )( )

2 4 1 4 1 4 2 4

2 4 3 4 2 4 3 4

% R =C * A

F * A* 100A

A 2

1

% R =C * B

F * B* 100B

B 3

1

K =F

CA AK =

F

CB B

4.1.3. Razn de enriquecimiento (RE).

cabezalaencomponentemismodelLey

oconcentradelendeseadocomponentedelLeyRE

RE =c

f

4.1.4. Recuperacin en peso (RP).


54/154

53

%RP =C

F* 100 %

4.1.5. Recuperacin econmica (REC).

perfectainconcentracpormineraldelValor

crudomineraldetoneladaprproductodelValorREC%

4.1.6. ndice de selectividad(IS).

IS =C * t

C * t

A B

B B

4.2. Lmite de la

concentracin de

minerales.


55/154

54


56/154

55

.)min./tconc(t14,15

conc.)(US$/t160crudomineralValor

4.3. Anlisis de grfico.


57/154

56


58/154

57

4.4. Anlisis de circuitos de

separacin de minerales.

4.4.1. Comportamiento del

circuito.


59/154

58


60/154

59

R =R

1- 2R(1- R)'

2

%98,8100*)0,90)-(1*0,15*(2-1

(0,90)R'

2

OCr 32

%3,020,15)-(1*0,15*(2-1 (0,15)R'2

SiO2

2SiO2SiO32OCr32

32OCr32

fLey*R')fLey*OCr

fLey*OCr32 (R'

Rconc.OCrLey

0 988 68 9

0 988 68 9 0 0302 0 31198 7%

, * ,

( , * , ) ( , * , ),

0 9 68 9

0 9 68 9 0 15 31193%

, * ,

( , * , ) ( , * , )


61/154

60

4 .4 .1 .1 . ANLISIS DE LASUPERIORIDAD DEL

CIRCUITO.

kzkz-

kz

ee

eR

%50

%50

p

pp

d

d-dz

2kzkz-

kzkz-kz

kzkz-

kz

0z

ee

ekek-*e-

eeek/dzdR


62/154

61

2

Km

2

k/

dz

dR0z

RR

R R

R

R R

'

( ) ( )

2

2 2

2

1 1 2 1

dRdz

dRdR

dRdz

ddR

RR R

dRdzz z z

' '

/ * /( )

* /

0 0

2

2 2 01

dR

dz

R R

R R

dR

dzz z

'

/( )

( )* /

0

2 2 20

2 1

1

dR

dz

dR

dzz z

'

/ / 0 02


63/154

62

NkzNkz-

Nkz

ee

eR'

0z0z /dzdR

N/dz

dR'


64/154

63


65/154

64

4.4.2. Algunas consideraciones

sobre la separacin.

GANGA LIBERADA

GANGA CON MINERAL TIL ATRAPADO,

ASOCIADO

MINERAL CON GANGA ASOCIADA, ATRAPADA

MINERAL L IBERADO


66/154

65


67/154

66

4.4.2. Curvas de Separabilidad.


68/154

67

Cc

Tt

C

F

R =Cc

FfR =

Cc

Ff

c

f

Y =C

F

Y

f=

C

F

pendR

Y

Cc

Ff

C

F

c

fA/


69/154

68

pendR

Y

f

Cc

Ff

C

Ff

cA/

4 .4 .2 .1 . CURVAS DE

SEPARABILIDAD BATCH.

100

f

OP

CcFf

C

Ff

c

OB

AB

4 .4 .2 .2 . EF ICIENCIATCNICA DE SEPARACIN.

separableCantidad

separadaCantidadE


70/154

69

OQ

QP

OP OQ QP

OQP

OA OK KA

OA OK

KA

EOK

OQ


71/154

70

liberadanteperfectamenalimentacilaenexistequetotalpuroMineral

oconcentradelensepararpuedesequepuromineraldeFraccinE

OK

OQ

EOK

OS


72/154

71

E

OR

OQ

OS

On

R Y

f

n

A A

1

ER Y

f n

1 /

RCc

Ff Y

C

F

Ef t c f

f c t f n

( )( )

( )( / )1

E R Rv g

R

Cc

Ffv R

C c

F fg

( )

( )

1

1

E R Rv g 100

4 .4 . 2 .3 . DEFINIC IN DE

EFICIENCIA TCNICA

MXIMA.


73/154

72

EO S

O Qm a x


74/154

73

4 .4 .2 .4 . EF ICIENCIA

TCNICA RESPECTO A LA

MXIMA SEPARACIN

POSIBLE CON UN MINERAL

QUE NO ESTA

PERFECTAMENTE L IBERADO

(CASO REAL) .

EOR

OQ

EOS

OQ


75/154

74

EOS

OR

4 .4 .2 .4 . ANLISIS DE CIRCUITO POR CURVAS DE

SEPARABILIDAD.


76/154

75


77/154

76


78/154

77

4.5. Anlisis de sensibilidad

de la ecuacin de

recuperacin.


79/154

78

t-c*f

t-f*c*100

f*F

c*C*100R%

R

f

ct

f c t

1002 ( )

2)(

)(100

tcf

tft

c

R

R

t

c c t

f c t

1002

( )

( )

VF x

F

xiVxii( )

2

VR

fV

R

cV

R

tVR f c t

2 2 2

Vf c t

c t

fV

f t t

c tV

c c f

c tVR f c t

1002

2 2

2 2

2

2 2

2

2 2

2( )

( )

( )

( )

( )

85,60,3-40,0*2,0

0,3-2,0*40,0*100R%


80/154

79

VR 11 1 05. ,

R 85 6 1 05 2, , *

R 856 21, ,

4.6. Sensibilidad de la

ecuacin msica.

t-c

t-f*100C'

C'FC

K

C

f c t

100

( )

C

c

f t

c t

1002

( )

( )

C

t

c f

c t

1002

( )

( )

VC

fV

C

cV

C

tVC f c t

2 2 2


81/154

80

Vc t

Vf t

c tV

c f

c tVC f c t

100100 1002

2

2

2

2

2

( )

( )

( )

( )

( )

i

0 02%

20 01%

,,

VI i 2 2 40 01 1 10( , ) *

%76,70,69-0,99

0,69-0,92*100

t-c

t-f*100C'

410*1*

2

2)69,099,0(

)92,099,0(2100

410*1*

2

2)69,099,0(

)69,092,0(2100

410*1*

2

)69,099,0(

100

'CV

27,425,18'VC

06,07,76

3,4

'C'C

i 0 05%

20 025%

,,

VI i 2 2 40 025 6 25 10( , ) , *


82/154

81

%77,815,73-1,77

15,73-4,87*100

t-c

t-f*100C'

410*25,6*2

2)73,1577,1(

)87,477,1(2100410*25,6*2

2)73,1577,1(

)73,1587,4(2100410*25,6*2

73,1577,1(100

'CV

023,005,0V 'C

003,08,77

23,0

'C'C

4.7. Eficiencia de

separacin (S.E)

f

c*C'*100Rm

100 100 * cm

100 100 fm

%

nalimentacilaengangadeContenido

oconcentradelengangadeContenido*C'Rg


83/154

82

f-m

c-m

*C'*100Rg

f-m*f

f-c*m*C'*100SE

fc'C100

)fm(f

)fc(m'C100SE

163

'*C100

SE

100 9 841 10 78 6 63 1

1 78 6 1

3* , * * , * ( )

* ( , )


84/154

83

V. CINTICA DE

FLOTACIN

5.1. Conceptos bsicos de

cintica de flotacin.


85/154

84

5.2. Flotacin Batch o Semi-

Batch.


86/154

85


87/154

86

Regin espuma

Regin pulpa Drenaje

canal de

concentrado

Burbujas de

Aire,

atrapamiento

fsico de partic.(lamas adheridas)


88/154

87

50

100

75

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

t1 t2

R1

R00

R2

tiempo [min]

%R

ecuperacin

A

B C

D


89/154

88

inii C*k-dt

dC

nn C*k-dtdC

t*k-0

1e*CC

t*kC

CLn 1

0


90/154

89

tiempo [min]

k1

ln (C0/ C)

t*k-00 1e*C-CC-C

T*KC-C

C-CLn 10


91/154

90

V

MC

0

0

0

0

C

C-C

M

M-MR

0

0

C

C-CR

nn

C-C*k-dt

dC

t*k-exp-1*Re-1*RR t*k-

C = C exp ( - K t ) E ( t ) dtoo

oo


92/154

91

C = C exp ( - Kt) f (K,0 ) dKo0

oo

C = C exp ( - K t ) E ( t ) f ( K,0 ) dt dKoo

oo

o

oo

t*kexp-1*RR

R = 85 %

R = 0.85 1 - exp -0.207 ( t + 3.5 )


93/154

92

R - R / R


94/154

93

tiempo [min]

k

ln R RR

0


95/154

94

Tamao de partcula [um]

0 10 20 30 40 50 60

k [min-1]

1

0,8

0,6

0,4

0,2

R.P.M

600 1000 1400 1600

k [min-1]

4

3

2

1

0


96/154

95

5.3. MTODO

ESTADSTICO PARA

DETERMINAR k Y Roo ENMODELOS SEMIBATCH.

t*k-exp(-1*Rr(t)

R(t)-R

RLn*t1k


97/154

96

t)-exp(-1*0,95r(t)

5.4. Aplicacin de la

ecuacin de primer orden aflujo continuo.


98/154

97

R R R R R R R RN

N' ' ' ' ' ' ' '..... 1 1 12 1

R RN

N' ' 1 1

1

1K

kln( )

R kN

N' 1 1

5.5. Tiempo de residencia

ptimo.

R R kt 1 exp


99/154

98

d

dt

0

t

k R

k Rk k

a a

b b

a b

ln

R

t t R kt exp

t

0

t t

a b

ES

RM c f

c M f


100/154

99

ESWM

Ff

c f

M f

*

ES 0

ES M

Ff M f C f

dw

dtW

dc

dt

( )( ) 0

Gdw Wc

t

0


101/154

100

VI. TECNOLOGA

DE FLOTACIN.

6.1. Test continuo y de

planta piloto.

6.2. Clculos de volumen

de circuito y nmero de

celdas.

6.2.1 Circuito primario

(rougher).


102/154

101

6.2.2. Circuitos limpieza

(cleaner).


103/154

102

t*V*1440

t*V

k*V

t*VN

k

c

k

m

sc

1R*QV

6.3. Eleccin del tamao

de celda segn capacidad

de planta.


104/154

103


105/154

104

6.4. Circuito de flotacin.

6.4.1. Ejemplos de circuitos

de flotacin.


106/154

105

Colas

Primaria Barrido

Alimentacin

Concentrado

Colas

Primaria Barrido

Alimentacin

Concentrado

Limpieza


107/154

106

Relimpieza Lipieza Primaria Barrido

Alimanentacin

Colas

Concentrado

final


108/154

107

Remolienda

Primera limpieza

de baja ley

Limpieza

primaria

Limpieza

secundaria

Limpieza

terciaria

Segunda limpieza

de baja ley

Flotacin primaria

Colas

Alimentacn

Concentrado final


109/154

108

Remlienda

Colas

Alimentacin

Flotacin primaria

Colas limpieza

Concentrado final

Limpieza


110/154

109


111/154

110

6.5. Tipos de celdas de

flotacin.


112/154

111

6.5.1. Celdas de flotacin

Neumticas.


113/154

112


114/154

113


115/154

114

OOPPEE

AACC

IIOONN

Concentrado

Aire (atm)

DowncomerAl imentac in

Agu a de lavado(opc ional )

Vlvula de

control de

nivel

Al imentac in nueva

Cola Flu jo de

recirculacin

Bomba

Cuba de

alimentacin

ERM

Mecanismo

Recirculacin

Externa


116/154

115


117/154

116


118/154

117


119/154

118

6.5.2. Celdas de sub-aireacin.


120/154

119


121/154

120


122/154

121


123/154

122


124/154

123

6.6.Desarrollo de nuevas

mquinas de flotacin (J.A.

Finch, Departamento deIngeniera de Minas y

Metalurgia, Universidad

MaGill, Montreal, Canad).

6.6.1. Introduccin.

6.6.2. Celdas mecnicas.

6.6.3. Columnas de flotacin.


125/154

124

6.6.4. Diseos

reactor/separador.


126/154

125

6.6.5. Conclusiones.


127/154

126

6.7. Anlisis de casos

prcticos.


128/154

127

xCuCO yCu OH OH x CuCO yCu OH Cu OH CO3 2 3 2 2 322 1. ( ) . ( ) . ( )

x CuCO yCu OH Cu OH HS x CuCO yCu OH CuS OH H O 1 13 2 2 3 2 2. ( ) . ( ) . ( ) .


129/154

128


130/154

129

VII. MUESTREO DE

MINERALES Y

PREPARACIN DEMUESTRAS

7.1. Introduccin.

7.2. Definiciones Bsicas en

Muestreo


131/154

130


132/154

131

7.3. Tipos de Muestreo

7.3.1. Muestreo al Azar.


133/154

132

nS

SS

7.3.2. Muestreo Sistemtico

(Peridico).


134/154

133


135/154

134

7.3.3. Muestreo Estratificado

..n

*n

n

*n

n

*nS

2

2

33

2

2

22

2

2

112

S


136/154

135

2

S

wn

7.4. Teora y prctica del

muestreo.


137/154

136

7.4.1. Muestreo incremental.

3glml

l

l

ls

2 d*b*g*f*a*Aa*A-1*A

A-1*

W

1-

W

1


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N 50 N 30 N 20 N 10 N 6

12 12 16 16 16

A 50 + 1 (mm) 30 + 1 (mm) 20 + 1 (mm) 10 + 1 (mm) 6 + 0,5 (mm)

B 630 380 346 171 112

C 250 170 105 55 40

D 500 340 210 110 80

E 300 200 135 75 60

F 50 30 30 20 20

G 340 340 210 110 80

H 200 140 85 45 30

I 640 390 360 184 120

J 220 220 140 65 55

K 220 220 140 65 55

L 340 340 210 110 80

M 250 170 105 55 40

N 75 55 35 20 15

O 300 340 210 110 80

P 565 330 300 150 100

Q 400 300 200 120 80

R 265 200 135 70 45

S 200 150 105 50 35

Designacin de Riffle

Dimensin

Nmero de Canales


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Bibliografa


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Procesamiento de Minerales

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