UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

EAP INGENIERIA METALURGICA

PROFESOR: ING. ANGEL AZAERO ORTIZ

CURSO: CONCENTRACION Y FLOTACION DE MINERALES

TEMA: SEPARACION BULK PLOMO/COBRE

SEPARACIN BULK: COBRE / PLOMO El problema de la separacin de minerales de cobre, del concentrado bulk Cu/Pb tiene caractersticas muy particulares debido especialmente a las diversas variedades de minerales de cobre, cuya composicin qumica, distribucin de tomos, solubilidad, cristalizacin, diseminacin, dureza y densidad, varia de un mineral a otro. Minerales sulfurados de cobre ms importantes:

SEPARACIN COBRE / PLOMO

Paralelamente a las propiedades mineralgicas es necesario poseer un conocimiento detallado de los procesos de separacin Cu-Pb, no solo en lo referente a los minerales de cobre y plomo, sino frente a todos los constituyentes del producto.

En este trabajo se trata en forma muy general las propiedades de algunos de los procesos ms comnmente utilizados y aquellos que presentan un potencial atractivo, estos son clasificados de acuerdo al mineral que va a ser deprimido en:

Depresin de minerales de cobre

Depresin de los minerales de plomo

La flotacin selectiva de minerales incluye un factor deprobabilidad, lo cual ocasiona un mayor o menordesplazamiento de impurezas de acuerdo a la mayor o menorproporcin del mineral y/o minerales a ser colectados en lasespumas.

El primer factor a ser considerado es la relacin en peso de contenido de cobre / plomo, lo cual permitir tener una idea preliminar sobre el proceso de separacin a ser utilizado, sin embargo este factor tiene que ser corregido por los pesos de otros minerales que se presentan as como de su asociacin y de acuerdo a las caractersticas depresoras del reactivo / reactivos a ser usados.

Como ilustracin, sumar a los contenidos de minerales de cobre, los de esfalerita y pirita en el caso de usar el procedimiento de depresin con NaCN / ZnOx, o sumar a la galena los contenidos de pirita - esfalerita en el caso de usar bicromato.

Adems hay que tener en cuenta el tipo de asociacin, caso muy comn en nuestras menas es el alto grado de asociacin de plomo - esfalerita, que en algunos casos obliga a utilizar depresin de plomo a pesar de la baja proporcin de galena en el producto, porque nos producira uno de los productos de baja calidad.

Dezincado previo a la separacin es en algunos casos, una opcin ventajosa siempre y cuando se obtenga la liberacin o desactivacin previa del zinc.

Depresin de minerales de cobre

Existen pocos reactivos depresores para minerales de cobre, principalmente se basan en el uso de NaCN tanto puro como en mezcla con Zn SO4 o con ZnO adicionalmente se puede utilizar las mezclas en mencin con CaO, sulfato de amonio, otros procedimientos son el empleo de permanganato y tiourea.

Uso del NaCN y compuestos derivados

Hay una gran variedad de posibles combinaciones para la utilizacin de este procedimiento que van desde depresin con NaCN solo, hasta el uso de una etapa previa de desorcin cuya seleccin, adems de lo anteriormente mostrado, depende de la presencia de minerales secundarios de cobre (chalcocita, covelita) o minerales de Ag y/o Au, y del tratamiento previo durante la obtencin del concentrado bulk.

La utilizacin de NaCN solamente es posible donde la presencia de minerales de cobre secundarios y/o metales como Ag/Au es nula, es decir donde no existe el peligro de disolucin de valores, lo cual podra ocasionar severas prdidas.

Para el tratamiento de concentrados con alto contenido de Ag, Au, chalcocita y/o covelita, lo cual es el caso de la mayora de minerales de nuestro pas, se recomienda utilizar NaCN en forma de un complejo: Na2Zn (CN)4 y ajuste del pH con soda cal dependiendo del tipo de galena presente, que en algunos casos es sensible a los iones Ca++, caracterstica observada cuando la galena posee un alto contenido de Ag, en algunos minerales se recomienda el empleo de sulfato de amonio o adicin por etapas del reactivo depresor.

En casos extremos y debido al excesivo uso de colectores en la obtencin del concentrado bulk ninguno de los mtodos anteriores es efectivo haciendo necesario aplicar un lavado previo del concentrado, desorcin con Na2S y/o carbn activado, con eliminacin posterior de la fase lquida, este procedimiento tambin es aplicable con otros reactivos, tal como depresin de minerales de plomo.

Se logran ptimos resultados metalrgicos a pH 8.0 a 10.5, pero es siempre necesario realizar pruebas experimentales para poder definir el rango ptimo.

Resulta ms conveniente desde el punto de vista econmico, realizar la separacin en el lugar mismo en que se produce el bulk, de hacerlo en otro lugar, entra en estudio una variable adicional que es la transformacin sufrida por el concentrado desde su produccin hasta llegar al lugar de tratamiento final: oxidacin, absorcin de materiales grasos, lo cual debe ser estudiado detalladamente para lograr as el procedimiento apropiado para restituirle las propiedades originales de flotabilidad.

Permanganatos

El uso y caractersticas de este reactivo frente a diferentes minerales ha sido estudiado principalmente a escala de laboratorio, habindose demostrado su aplicabilidad en la separacin de Cu-Pb por su alto poder depresor sobre los minerales de cobre, calcopirita principalmente.

Su posible aplicacin en la prctica es de gran inters ya que poseealgunas ventajas en comparacin con el complejo de NaCN / ZnOsobre todo que no se produce disolucin de valores de Au/Ag yminerales de cobre secundarios, su aplicacin requiere de condicionesexcesivamente crticas, algunas de ellas se presentan a continuacin:

Su efecto depresor sobre los minerales de cobre es de corto periodo de duracin, por otro lado altas adiciones de permanganato retardan la recuperacin de plomo, por esta razn se debe adicionar por etapas.

La eficiencia de separacin (selectividad) depende fundamentalmente del pH, el poder depresor sobre los minerales de cobre posee un ptimo en el rango de 6 a 7

La temperatura de trabajo debe ser entre 10 a 30 C a mayores temperaturas se reactiva la flotacin de minerales de cobre. A escala de laboratorio con permanganato, el reactivo permite obtener concentrados de plomo de alta calidad, no as los concentrados de cobre, lo cual representa su ms importante limitacin, sin embargo estudios sobre su posible aplicacin deben ser realizados siempre, paralelamente a los del empleo de compuestos de cianuro.

Depresin de minerales de plomo

Reactivos con esta caracterstica son: SO2, bisulfitos, sulfitos en combinacin con sulfato ferroso, tiosulfatos, hiposulfitos, dicromatos y CaO, ellos poseen algunas ventajas en comparacin con el NaCN / ZnO sobre todo en lo referente a la no disolucin de valores, su campo de aplicacin es restringido a aquellos que poseen una apropiada relacin en peso de minerales a ser flotados / minerales deprimidos.

SO2 Gas

Su propiedad depresora se incrementa de acuerdo al siguiente orden de los minerales: calcopirita, sulfoarseniuros de cobre, chalcocita, covelita, galena, pirita, marmatita y esfalerita, sta caracterstica le da un amplio campo de aplicacin, en la separacin primaria de sulfuros, eliminando en algunos casos el uso de NaCN/CaO, a veces es utilizado con almidn/NaOH con el fin de mejorar su absorcin.

En los llamados concentrados sucios donde se presenta un excesivo desplazamiento de zinc, es necesario primeramente un dezincado del concentrado.

En la separacin Cu/Pb, el concentrado Bulk debe ser sometido a absorcin con SO2, tanto con o sin la aplicacin de sulfato ferroso y / o almidn

Bisulfitos, Sulfitos.

Tienen un efecto menos intenso que el SO2, pruebas de laboratorio han demostrado su alta efectividad, por su bajo costo es una alternativa que debe ser considerada.

Por su dbil efecto depresor y en el tratamiento de concentrados bulk obtenidos con reactivos colectores de cadena larga o con cantidades excesivas, es necesaria la aplicacin de desorcin y eliminacin de los excesos incluyendo espumantes, por experiencia no es conveniente utilizar grandes cantidades de colectores en la flotacin primaria, siendo necesario revisar previamente la etapa de flotacin bulk. En resumen, las propiedades de estos reactivos son:

Permiten la depresin de los minerales de plomo, pero tambin presentan efecto depresor sobre los de zinc, por lo que la asociacin de estos minerales debe ser claramente definida.

Con la presencia de minerales de cobre secundario la precisin de separacin es afectada ligeramente por la disolucin de cobre, siendo estos iones absorbidos por la galena lo cual impide su depresin, este efecto negativo puede ser contrarrestado por adicin de S, con lo cual se logra precipitar iones de cobre en forma de CuS.

El acondicionamiento requerido es casi cero, y la adicin por etapas igualmente es conveniente, en el caso de la presencia de minerales secundarios y dependiendo de la proporcin existente, el tiempo de acondicionamiento debe ser evaluado cuidadosamente.

Bicromatos

Sus propiedades oxidantes son similares a las mostradas por los reactivos anteriores, excepto que presenta un menor poder depresor para los minerales de zinc en comparacin con el bisulfito.

En algunas concentradoras se le utiliza junto con el R-610 u otras dextrinas lo cual incrementa su poder depresor sobre la galena.

La eficiencia de separacin Cu Pb es afectado por la calidad del bulk tratado, cuando el desplazamiento de Zn y Fe al concentrado es mayor se reduce la eficiencia de separacin, posiblemente debido al mayor nivel de adicin de colectores, presencia de sales solubles y/o reduccin de reactivos depresores

Otros mtodos de separacin plomo cobre

Mtodo del SO2, o acido sulfuroso y almidn hervido

Se usa gas SO2 o cido sulfuroso para deprimir galena mientras se flota cobre, cuando la relacin plomo a cobre es alta, se puede usar almidn para ayudar a deprimir el plomo, manteniendo un pH de 6

Mtodo del anhdrido sulfuroso - dicromato y cianuro

Usado cuando el concentrado bulk plomo cobre tiene una relacin alta, por ejemplo 5 : 1 se trata con anhdrido sulfuroso y despus es acondicionado con bicromato en una primera flotacin se deprime la galena flotando el cobre, el cobre se trata posteriormente con cianuro con varias etapas de limpieza

Mtodo del Cianuro de Zinc Amoniacal

Se usa un complejo de cianuro de zinc amoniacal para la depresin de la bornita y tenantita, cuando el bicromato no da buenos resultados.

Preparacin del Reactivo complejo: Cianuro Oxido de Zinc

Se disuelve el cianuro de sodio en agua alcalinizada; se agrega l oxido de zinc (ZnO) seco y se deja para su completa disolucin, se agita antes de usarlo, se prepara una relacin en peso adecuada, manteniendo la concentracin del cianuro al 10 %: 6 NaCN/1 ZnO.

Reacciones Qumicas:

Mezcla Cianuro Oxido de Zinc

4 NaCN + ZnO + H2O Na2Zn(CN)4 + 2NaOH Ca(CN)2 + ZnO + H2OZn(CN)2 + Ca(OH)2

Cuando se mezcla Cianuro con Bisulfito o Anhdrido Sulfuroso:

Ca(CN)2 + NaHSO3 + 2H2O + O2 NH4CN+CaSO4+NaOH+CO22 NaCN + NaHSO3 + 2H2O+O2 NH4CN+Na2SO4+NaOH+CO2

4 NaCN + 4 SO2 + 6H2O + O2 2NH4CN+4NaHSO3+2CO2

Indudablemente el cianuro solo, tiene propiedades depresoras sobre los minerales de cobre debido a la formacin de complejos de cobre solubles, sin embargo por el alto consumo de cianuro, disolucin de plata y oro adems del cobre gris que siempre est presente en estos minerales, es difcil evitarlo, para prevenir este fenmeno se opta por regular y modificar su accin mediante el uso del oxido de zinc o bisulfito.

Factores Adicionales

Densidad de pulpa.Velocidad de agitacin Tamao de partcula.Tiempo de acondicionamiento.

Para la obtencin de un sistema eficiente de depresin es necesario optimizar el valor de estas variables, sus efectos son altamente significativos para poseer un control del proceso. La separacin con cianuro-xido de zinc tiene un rango ms amplio de pH, entre 9.5 hasta 12, sin afectar la separacin, cuando se usan los reactivos: cianuro bisulfito, es necesario un control mas riguroso del pH.

El efecto que tiene el tamao de partcula en la eficiencia de los procesos de separacin, es muy importante, en el caso de la separacin con bicromato, el tamao de partcula es mucho ms crtico, presentando un ptimo entre 40 a 60 para algunos minerales, debindose estudiar en cada caso.

Ejemplos de Separacin Bulk Cu Pb

El concentrado bulk de la tabla 1 tiene una mnima proporcin de cobre respecto al plomo, la alternativa de flotacin de plomo, no es factible en este caso por que de realizarse, se arrastrara una cantidad excesiva de cobre en las espumas dejando muy poco cobre en el concentrado de cobre.

En el bulk de la tabla 2 a pesar de tener una relacin Cu / Pb de 3 / 1 la alternativa es la flotacin del plomo por la necesidad de desplazar impurezas contenidas preferentemente al concentrado de cobre. En todos los casos para la separacin se deber considerar la relacin (especie a flotar / especies a deprimir), ejemplo: (% Pb) / (% Cu + % Zn + % Fe).

Presencia de Contaminantes en los Concentrados

Arsnico, Antimonio, Mercurio y Bismuto

La presencia de arsnico y antimonio en los concentrados de cobre,plomo zinc se debe a la presencia de una gran variedad de minerales,en el caso de los concentrados de plomo, la contaminacin porarsnico y antimonio ocurre por cualquiera de las siguientes causas:

Concentrados de plomo

Geocronita (Pb5SbAsS), Jamesonita (Pb4FeSbS14), Oweheita (Pb5Ag2Sb6S15), Buornonita (CuPbSbS3) u otros minerales similares.

La eliminacin del As y Sb de los concentrados de plomo o su adecuada depresin durante la flotacin no es posible en estos casos por existir entre estos y la galena similares caractersticas de flotacin.

Arsenopirita (Fe As S)

Es una causa bastante comn de contaminacin por As de los concentrados de plomo y zinc. Si el intercrecimiento mineralgico galena-arsenopirita no es fino el desplazamiento de As al concentrado puede ser controlado flotando el plomo a pH: 10.5 - 11.0 siempre que los iones Ca+ no afectan a la galena, con dosis de cianuro adecuadas, condiciones en las cuales no flota la arsenopirita, sta prctica se debe realizar durante las etapas de flotacin de limpieza y no en el rougher para evitar prdidas excesivas de plomo por efecto del pH alto.

Estibina (Sb2S3)

En el mineral la cual podra ser activada por cationes o incluso Cu2- contenidas en las sales solubles del mineral, si este fuera el caso podra ensayarse la flotacin de plomo a un pH de 10,5 con NaOH que tiene propiedades depresoras sobre la estibina por la alta solubilidad de ste sulfuro en medios alcalinos.

El Na2S es tambin buen depresor de estibina aunque su uso en este caso noSera factible por deprimir tambin a la galena.

Cobres grises

La presencia de tetahedrta - tennantita en los concentrados de plomo origina contenidos importantes de arsnico y antimonio.

Durante la flotacin de plomo si los contenidos de cobre no soneconmicamente significantes, la tetrahedrita - tennantita podrn serdeprimidas por el cianuro.

Sin embargo, deber considerarse las prdidas de plata en los relaves ya queLos cobres grises presentan altos contenidos de este metal de otro lado sedebe tener en cuenta la posibilidad de realizar la separacin Cu-Pb, obteniendo un concentrado de cobre de poco peso y alto contenido de plataarsnico y antimonio dejando el concentrado de plomo original como relave

Concentrados de cobre

La presencia de arsnico - antimonio puede ocurrirpor las siguientes causas:

Enargita (Cu3AsS4) tetraedrita - tennantita (3Cu2S - Sb2S3) o 3Cu2S-As2S3) o minerales similares que producirn concentrados de cobre con contenidos apreciables de As - Sb y tambin de plata, la eliminacin de As - Sb de estos concentrados solo se podr realizar por mtodos piro o hidrometalrgicos

Arsenopirita

La cual puede ser eliminada en las etapas de limpieza a un pH alto (10.5 a 11.5) y dosis adecuadas de cianuro.

Mercurio y Bismuto

El Hg en la naturaleza se puede encontrar en forma de sulfuro de mercurio (cinabrio) y como mercurio metlico, ambos son muy flotables y se concentrarn con los valores del mineral.

Otra fuente de contaminacin con mercurio es en labores mineras antiguas de extraccin de oro por amalgamacin.

El bismuto generalmente se reporta en los concentrados y por flotacin no se puede eliminar este contaminante, sin embargo su presencia no es crtica como el As, Sb y Hg.

BIBLIOGRAFIA

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