TESIS CORREGIDO
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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE METALURGIA
TESIS
“EVALUACIÓN SOBRE LA APLICABILIDAD DEL
PROMOTOR 3418 EN LA FLOTACIÓN DE LOS MINERALES
DE BORNITA ”
PRESENTADO POR:
CALDERON MEZA, Joel Alberto
CAMPOS CHAVEZ, Marcos
ESTRADA ARMAS, Jose Luis
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO METALURGISTA
CERRO DE PASCO – PERÚ
2013
4
DEDICATORIA
El presente trabajo lo
dedico a todos aquellos que me
apoyaron en el camino de ser
profesional.
5
RESUMEN
En el procesamiento de minerales de flotación por espumas, la
operación inicial es la reducción del tamaño de partícula que se efectúa
con el objeto de liberar las especies valiosas de la ganga; esta operación
tiene capital importancia pues determina o limita los resultados
metalúrgicos a obtenerse en el tratamiento posterior.
El proceso de flotación es en la actualidad el más eficaz,
ampliamente aplicable y más complejo de todos los métodos de
concentración de minerales utilizados actualmente por la industria minera.
En la actual etapa de desarrollo de este arte, el único método para
determinar cuál es el colector adecuado, es mediante la experimentación
en el Laboratorio así como también en Planta.
En el presente trabajo se da la descripción del procedimiento para
la selección del colector adecuado para la obtención de buenos
concentrados y recuperaciones de Cobre y Plata; una gran variedad de
pruebas experimentales se efectuaron tanto a escala de laboratorio como
en Planta, habiéndose examinado el rango de adición del colector,
manteniéndose el resto de variables casi constantes.
Muestras del Promoter 3418 fue proporcionado por Cytec que son
representantes de la American Cyanamid, con el objeto de realizar
evaluaciones mineralúrgicas de ellos. Esto se ha tomado como una
6
necesidad debido a problemas metalúrgicos que se tuvieron en la
Concentradora de Cobriza consistentes en el alto consumo del colector de
Z – 11 de RENASA como consecuencia de las fluctuaciones de las
características del mineral.
Con las pruebas realizadas a escala de laboratorio y
confirmándose en las pruebas a nivel de planta se llegó a reemplazar en
forma total al colector Isopropilico de Sodio (Z – 11) por el promoter 3418
en la flotación del mineral de cobre.
7
INDICE
Dedicatoria
Resumen … 06
Índice … 08
Introducción … 11
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1. Ubicación de la Concentradora de Cobriza … 13
1.2. Estudio del Mineral … 15
1.3. Principio Fundamental de la Flotación … 16
1.4. Reactivos de Flotación … 18
1.5. Teoría Química de los Reactivos … 19
1.6. La Estructura del Colector, su Composición y Otros Factores
Que Afectan la Reacción con los Minerales … 22
1.6.1. Efecto de los Colectores … 24
1.6.2. Efecto de los Modificadores … 25
1.6.3. Efecto de los Espumantes … 26
1.7. Mecanismo del Colector … 26
1.7.1. Los Xantatos … 27
1.7.2. Promoter Aerophine 3418 … 29
CAPITULO II
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1. Determinación del Problema … 32
8
2.2. Problema Principal … 34
2.3. Problemas Específicos … 35
2.4. Formulación del Objetivo … 35
2.4.1. Objetivo General … 35
2.4.2. Objetivos Específicos … 36
2.5. Justificación del Problema … 36
2.5.1. Técnica … 36
2.5.2. Económico … 36
2.5.3. Medio Ambiente … 37
2.6. Importancia … 37
2.7. Limitación de la Investigación … 37
CAPITULO III
MARCO TEÓRICO
3.1. Antecedentes. … 38
3.2. Bases Teóricas – Científicas … 39
3.2.1. Optimización de la Ley de concentrado de Cobre
mediante el uso de Colectores Selectivos. … 39
3.2.2. Ideas Básicas en la Aplicación de un Colector. … 42
3.3. Nueva Generación de Reactivos Químicos para Flotación. … 43
3.4. Flotación de la Chalcopirita usando Estrategias Alternativas… 46
3.5. Breves Comentarios de los Xantatos (Colectores),
Fabricados por Reactivos Nacionales S.A. … 47
3.6. Formulación de la Hipótesis … 49
3.6.1. Hipótesis General. … 49
3.6.2. Hipótesis Secundarios … 49
3.7. Identificación de Variables. … 49
3.7.1. Variables Independientes … 49
3.7.2. Variables Dependientes … 50
3.7.3. Variables Intervenientes … 50
3.8. Metodología del Estudio … 50
3.9. Diseño de Investigación … 51
9
3.10. Población y Muestra. … 52
CAPITULO IV
EVALUACIÓN EXPERIMENTAL E INTERPRETACIÓN DE LOS
RESULTADOS A NIVEL DE LABORATORIO Y PLANTA.
4.1. Pruebas Bach a Escala de Laboratorio con los Diferentes
Xantatos … 53
4.1.1. Resultados Metalúrgicos de las Pruebas de
Flotación con los Diferentes Xantatos de RENASA. … 55
4.1.2. Interpretación de los Resultados. … 56
4.2. Resultados Metalúrgicos de las Pruebas en Laboratorio
a Diferentes Condiciones del Z – 11 y el Aerophine 3418. … 57
4.2.1. Interpretación de los Resultados … 61
4.3. Evaluación del Reactivo Aerophine 3418 a Escala de
Planta en la Flotación de Cobre de Cobriza. … 61
4.4. Costo Comparativo del Colector Z – 11 Versus el
Promoter 3418 … 70
4.4.1. Consumo de los Reactivos Usando el Z – 11
Como Colector … 70
4.4.2. Consumo de los Reactivos Usando el 3418
Como Colector … 70
4.5 Prueba de Hipótesis … 72
Conclusiones … 73
Recomendaciones … 75
Referencias Bibliográficas … 76
10
INTRODUCCIÓN
En la practica convencional del beneficio de minerales por flotación
existen esquemas de reactivos que pueden ser reemplazados con
ventajas económicas, tanto por su menor costo y/o con ventajas
metalúrgicas, es decir mejorando la calidad de grado de concentrado y
recuperación.
Respecto a este asunto se presenta el análisis de dos casos:
- Pruebas a escala de Laboratorio con el promoter 3418 versus el
colector Z – 11 de mayor uso en la minería.
- Pruebas a escala de Planta con el promoter 3418 versus el
colector Z – 11.
En el primer caso se evaluó el empleo de diferente esquemas de
reactivos, definiéndose el más adecuado mediante técnicas y utilizando
procedimientos de experimentación tanto batch como de experimentación
cerrada en el trabajo de laboratorio, confirmándose que cuando se utilizan
reactivos con alta selectividad en la flotación del cobre con el reactivo
Promoter 3418.
También se presenta para el segundo caso el seguimiento de la
experimentación realizada en Planta y la evaluación económica final del
colector Isopropilico de Sodio (Z – 11), versus el Promoter 3418, como
11
también en la obtención de mejor calidad del concentrado y recuperación
del cobre y plata del mineral de Cobriza.
La pruebas realizadas muestran los logros obtenidos en los
resultados positivos reduciendo el consumo de NaCN, MIBC, y Cal y el
reemplazo total del Z – 11 por el Promoter 3418 en la flotación de
minerales de Cobriza
12
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1. UBICACIÓN DE LA CONCENTRADORA DE COBRIZA:
La concentradora de Cobriza esta situada a lo largo del
banco coste de la inclinación septentrional del rio Mantaro en su
gran curva alrededor de la península de Tayacaja. Aunque la
distancia en línea recta esta el Sud- Este de La Oroya a Cobriza es
aproximadamente de 190 Kms. ó 90 Kms, del Sud-Este de
Huancayo, el acceso por la carretera existente es muchos más
largo (352Kms)
Como datos geográficos de ubicación se puede citar los
siguientes:
Departamento : Huancavelica
Provincia : Tayacaja
Distrito : San Pedro de Coris
Longitud : 70º 27’ Oeste
Latitud : 12º 28’ Sur
m.s.n.m : 2000 a 2900 (6500 a 9500 pies)
13
Fotografía Nº 1 Campamento de Cobriza – Doe Run
* Fuente: Doe Run 2009
Figura Nº 1.1 Ubicación del campamento de Cobriza
* Fuente: Google Earth 2009
14
1.2. ESTUDIO DEL MINERAL:
El mineral de reserva determinado al 1º de mayo de 2 009
utilizando el 2,5% de cobre como ley mínima explotable
económicamente, fue lo siguiente:
Cuadro Nº 1.1 Reservas de mineral
TONELAJE
Mineral probado 2 039 000
Mineral probable 769 000
Total probado y probable 2 808 000
Reserva de Mineral 2 800 000
Mineral prospectivo 3 500 000
6 300 000
* Fuente: Departamento de Geología (Cobriza)
Este mineral esta compuesto principalmente de chalcopirita
y pirrotita; como mineral intermedio se encuentra la arsenopirita y
en menor proporción la magnetita y pirita, lo acompañan también
minerales como la covelita, limonita, la tenorita y la chalcantita
presentándose también cobre nativo, algunas veces se observa la
presencia de galena y esfalerita.
La arsenopirita se encuentra típicamente distribuida en las
zonas en las cuales la roca es silificada mientras que la chalcopirita
y la pirrotita se hallan dentro de una zona silicatada o en forma
masiva y en capas. La pirita se observa en venas irregulares
alrededor de otros minerales, encontrándose la limonita como
producto final de alteración.
15
Los siguientes minerales en orden decreciente se
mencionan en el análisis microscópico de una sección pulida:
Chalcopirita CuFeS2 51,10
Pirrotita Fe7 S8 28,90
Arsenopirita FeAsS 10, 60
Pirita FeS2 4, 30
Magnenita Fe3 O4 2, 10
Covelita CuS 2, 00
Chalcocita Cu2S 1, 00
Total 100.00 %
1.3. PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA FLOTACIÓN:
La flotación de minerales es un fenómeno físico-químico,
usado como un proceso de concentración de minerales finamente
divididos, que comprenden el tratamiento físico y químico de una
pulpa de mineral creando condiciones favorables, para la adhesión
de partículas de un mineral predeterminado a las burbujas de aire.
En este proceso que es bastante complejo, en el cual se
efectúa la separación, esta compuesto de tres fases la fase liquida
generalmente agua la cual es química y físicamente activa; la fase
gaseosa generalmente el aire la cual es relativamente simple y la
fase solida la que puede ser considerada infinitamente variable, las
partículas de aire o burbujas llevan los minerales seleccionados
desde el fondo de las máquinas o celdas de flotación hasta la
superficie de la pulpa formando una espuma estabilizada de la cual
las partículas predeterminado son recuperadas.
Están en uso un gran número de colectores y espumantes
en el tratamiento por flotación de sulfuros y minerales metálicos
16
que pueden contener cobre, plomo, zinc, níquel, cobalto,
molibdeno, fierro, arsénico o metales preciosos. Los factores
principales que afectan la selección de reactivos son las formas
minerales (sulfuros, especies oxidadas y/o metálicas) y la
complejidad del mineral (la asociación de los minerales valiosos
entre sí y con los minerales de la ganga).
Tendencias recientes en el proceso de flotación de
minerales han establecido, que en la mayoría de los casos, una
combinación de dos o más colectores diferentes proporcionan
mejores resultados metalúrgicos que el que da un solo tipo de
colector. Alguna de las más ampliamente usadas combinaciones
de colectores incluye el uso de xantatos alquílicos con ditiofosfatos
o formulaciones con ditiofosfatos, dialquil tionocarbamatos y es-
teres de xantatos Alquil-alil. El uso de la combinación de xantatos
alquílicos con ditiofosfatos, en particular, ha mostrado mejores
recuperaciones, leyes de concentrados y cinética de la flotación
que cuando se usa sólo uno de estos colectores
Figura Nº 1.1 PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA FLOTACIÓN
* Fuente: Introducción a la Flotación de Minerales (Astucuri)
17
AdhesiónPartícula mineral –
Burbuja de aire
GRADO DE CONCENTRADORECUPERACION METALICA
CELDASREACTIVOS
LIBERACIÓN
1.4. REACTIVOS DE FLOTACIÓN:
Todos los reactivos usados en la práctica de la flotación de
minerales son elegidos bajo rigurosas pruebas de investigación en
el Laboratorio Experimental Metalúrgico. Actualmente,
encontramos reactivos estándar en la operación metalúrgica por
que son los que mejor se adaptan a la obtención de sus resultados
metalúrgicos reflejados en la calidad y recuperación de sus valores
metálicos.
Ello no quiere decir que existan otros reactivos que puedan
superar su performance. Por otro lado, tampoco se puede asegurar
que continuamente la planta concentradora esté beneficiando al
mismo tipo de mineral, es decir, con la misma ley y con el mismo
tipo de ganga.
Esto, entre otras variables, en el procesamiento conducen a
evaluar otros reactivos en el Laboratorio, bien por mejorar la
calidad y/o recuperación del elemento valioso o por que el costo de
reactivos usados en planta es alto.
El Metalurgista de Investigación que conduce las pruebas de
flotación, deberá contar con una información detallada referente al
tipo de mineral que presenta el yacimiento. En tal virtud, el estudio
mineragrafico emitido por un Petrólogo se convierte en una ayuda
muy importante pues así podemos definir qué tipo de ganga
acompaña a los minerales valiosos.
Al parecer es en el conocimiento de la composición de la
ganga, el parámetro que nos indicaría qué tipo de reactivo
debemos usar. La experiencia ganada realizando pruebas
metalúrgicas en diversos centros mineros, con diferentes reactivos
18
y para diferentes tipos de minerales nos conducen a esta posible
causa, comentamos pues que en el Perú contamos con 7 plantas
metalúrgicas de Tratamiento de Cu y cada una de ellas usa
diferente tipo de colector y hasta diferente espumante.
Así pues el aporte del mineragrafista nos informa de las
ocurrencias de la Plata, Plomo, Zinc, etc., existen amarres
mineralógicos: galena - esfalerita, galena - pirita, galena-minerales
arcillosas, esfalerita-minerales arcillosos, esfalerita-pirita, galena-
lutita,. Galena - chalcopirita, chalcopirita-pirita, etc.
Esta misma información nos permite saber más especies
portadoras del elemento precioso, por decir la Plata.
1.5. TEORÍA QUÍMICA DE LOS REACTIVOS
De acuerdo a la teoría química definimos a los colectores
como la sustancia orgánica usada en la flotación para producir
superficies repelentes al agua y esto se logra por la adsorción de
los iones o moléculas del colector sobre la superficie del mineral.
Bajo estas condiciones la estabilidad de la capa hidratada,
que separa la partícula del mineral y la burbuja de aire, se reduce
al nivel necesario para la formación del perímetro de contacto de
las tres fases.
El proceso de producir superficies minerales repelentes al
agua, es conocido muchas veces como el efecto colector de un
reactivo. La característica de la mayoría de los colectores es su
composición molecular compleja, asimétrica en estructura y
consistente de dos partes que difieren en sus propiedades, una
polar y otra no polar.
19
La parte no polar de la molécula es una radical hidrocarburo
que no otorga reacción con los dipolos del agua y tiene
propiedades repelentes al agua. En contraste, la parte polar tiene la
propiedad de reaccionar con el agua. La estructura de un ión
repelente siempre incluye un radical hidrocarburo, cuya presencia
asegura que el mineral esta hecho repelente al agua.
20
Fig. Nº. 1.2 – Diagrama de Reactivos de Flotación
21
Aceite de pinoAcido cresilicoDewfrot 150Frother 70Metil isobutil carbinol
DepresoresActuan sobre el mineral e invalidadn el efecto colector en n determinado mineral
ActivadoresActuan sobre la superficie del mineral facilitando la interaccion mineral colrector
Reguladores de pHCambian la alcalinidad del medio con lo cual los colectores reaccionan en forma diferente con el mineral
Xantatos: Aplicación en sulfuros, variosDitiofosfatos: aplicación para plata oro y cobreTiocompuestos: aplicación para cobre
Compuetos organicos que dan estabilidad a las
burbujas de aire y evitan a que se
fusionen
Generalmente compuestos
organicos que favorecen o
invalidad la accion del colector
Compuestos organicos que producen la
pelicula hidrobofica sobre el mineral, favolreciendo su
adhesion a la burbuja
ESPUMANTESCOLECTORES O PROMOTORES
MODIFICADORES O REGULADORES
Sin considerar la liberacion , son el
componente y la variable mas importante del
porceso, por que sin ellos
REACTIVOS DE FLOTACION
* Fuente: Manual de Reactivos - RENASA
1.6. LA ESTRUCTURA DEL COLECTOR, SU COMPOSICION Y
OTROS FACTORES QUE AFECTAN LA REACCION CON LOS
MINERALES.
la estructura del colector juega un rol muy importante en el tipo de
reacción que se produzca así como en los resultados finales de su
actuación.
1. A medida que incrementa la cadena hidrocarbonada en
longitud, su efecto repelente al agua se incrementa
enormemente, aun a bajos consumos, pero la acción selectiva
es tremendamente reducida.
También sus gastos de fabricación de estos reactivos que son
elevados, restringen su uso.
El cuadro siguiente muestra el efecto de la cadena
hidrocarbonada en el ángulo de contacto y en las
recuperaciones.
Cuadro Nº 1.2 Angulo de contacto formado por el tratamiento con
xantato que tiene los siguientes números de átomos de carbono en
la cadena hidrocarbonada.
Mineral Metil
1
Etil
2
Propil
3
Butil
4
Amil
5
Hexil
6
Heptil
7
Galena 50 59 68 74 88 100
Chalcop. 50 60 69 76 90 94
Bornita 50 60 68 73 86 95
Pirita 50 60 67 74 82 95
Promedio 50 60 68 74 87 96 98
* Fuente: Venancio Astucuri 1994
22
Estos resultados muestran que es inadmisible usar colectores
con cadenas hidrocarbonadas largas, ya que los ángulos de
contacto no se incrementan grandemente, luego, mucho
depende del grado de selectividad que uno necesita para la
flotación.
2. El poder repelente al agua de un colector con un grupo cíclico
en su cadena hidrocarbonada (seis átomos de carbono) es casi
la misma que un colector con un radical etílico por ello no tienen
mucha aplicación.
3. Hay cambios del poder colector de las etapas de transición del
monotiocarbonato al tritiocarbonato
El cambio de un oxigeno por azufre le da mayor poder
colector a los xantogenatos. Pero la transformación a
tritiocarbonato por la introducción de un tercer azufre,
incrementa el poder colector, pero en proporción mínima.
4. La estructura del grano solidofílico tiene un efecto importante en
las propiedades colectoras.
5. Hasta cierto límite, la concentración del colector afecta la
reacción del mineral con el colector.
6. La variación del tamaño de partícula influencia las condiciones
de adherencia y afecta la velocidad de flotación.
7. La selección de un colector debe basarse en:
- Las moléculas del colector deben tener una estructura heteropolar
- El grupo solidofilico debe asegurar una buena adhesión a la
superficie del mineral.
- La molécula no polar (hidrocarburo) debe ser los suficiente larga
para asegurar el efecto colector en los minerales a ser flotados.
23
- No debe ser en la medida de lo posible tóxico, debe ser
moderadamente soluble en agua, debe ser estable en su
composición y económico en su uso.
1.6.1. EFECTO DE LOS COLECTORES:
figura Nº 1.3 – Diagrama efectos de los Colectores
* Fuente: Manual de Reactivos - RENASA
La separación efectiva del mineral vía flotación por
espuma requiere del uso de aditivos químicos que se
categorizan por su función en tres tipos generales:
El colector, que imparte la hidrofobicidad a la especie
mineral.
El espumante, que baja la tensión superficial y produce
una espuma semi-estable en la interfase aire/agua.
Los modificadores o reactivos auxiliares que se usan
para modificar las condiciones de la superficie del
mineral, para la mejor acción de los reactivos, entre éstos
tenemos a los depresores, dispersantes y modificadores
de pH. El rol de estos aditivos en el proceso de flotación
total se describe brevemente a continuación.
24
RESPUESTA AL DEFECTO DEL COLECTOR
Espumas muy pobresLos sulfuros valioso se pasan al relaveSe incrementa fuertemente el desplazamiento hacia el proximo circuitoSe producen concentrados de buena calidad pero con bahja recuperaion
RESPUESTA AL EXCESO DEL COLECTOR
Flotan todo tipo de sulfurosDecae drasticamente la selectividadIncrementa el costo por el reactivoDisminuye la calidad de los concentradosFlotan pirita e insolublesOcaciona el incremento de adicion de la cal cianuro de sodio sulfato de zincSe envenena lña pulpa
COLECTORES CONVENCIONALES
Xantato Z-11Xantato Z-6
Aerofloat 25Aerofloat 31Aerofloat 242
Aeropromoter 404Aerophine 3418
EFECTOS DE LOS COLECTORES
1.6.2. EFECTO DE LOS MODIFICADORES
Figura Nº 1.5 – Diagrama efecto de los modificadores
* Fuente: Manuel de los reactivos – RENASA.
25
RESPUESTAS AL EFECTO DE MODIFICADORES
Cal * baja el pH * se espesan las espumas * Flota la piritaCarbonato de sodio * Baja de pH * interfieren las lamasCianuro de sodio * Flota la pirita * Se ensucia el concentrado * Se activa el zinc * En los circuitos de separación se desplaza Cu al concentrado de plomoSulfato de cobre * Se activan los sulfuros de zinc, ensuciando el concentrado de plomoSulfito y/o Bisulfito de sodio * se activan los sulfuros de zincBicromato de sodio * el plomo ensucia el concentrado de cobreSilicato de sodio * Interfieren las lamas, ensuciando el concentrado y se reduce la recuperaciónSulfuro de Sodio * Desplazamiento de los óxidos al relave
EFECTO DEL EXCESO DE MODIFICADORES
Cal y Carbonato de sodio: * Se eleva el pH * Se debilitan las espumas * Aumenta el consumo de colectoresCianuro de sodio * en el circuito de plomo puede deprimir los sulfuros de plata y cobre * incrementa el consumo de Sulfuro de cobre por fuerte depresión de los sulfuros de zinc. * Riesgo de contaminación ambientalSulfato de zinc: * Incremento de Sulfato de Cobre * Se envenena la pulpaSulfito y/o Bisulfito de sodio * Efectos similares al de Sulfato de ZincBicromato de sodio * Envenena la pulpa * Riesgo de contaminación ambientalSilicato de Sodio * Debilitan las espumas * envenena la pulpaSulfato de cobre * Se incremental el consumo de cal * se espesan las espumas y se ensucian con piritaSulfato de sodio * deprime todos los sulfuros
MODIFICADORES CONVENCIONALES
Modificadores de pH:Cal: * Regula pH, deprime piritaCarbonato de Sodio: * Regula pH, dispersante de lamasDepresores:Cianuro de sodio: * Deprime sulfuros de zinc, pirita y cobre. Disuelve oro, plata y oxido de cobre.Sulfato de Zinc: * Deprime sulfuros de ZincSulfito de Sodio * Depresor de esfaleritaBisulfito de sodio: * Depresor de esfaleritaBicromato de sodio * Depresor de galenaSilicato de sodio * Dispersante de lamasActivadores:Sulfato de cobre * Reactiva los sulfuros de zincSulfato de sodio * activa los óxidos
EFECTOS DE LOS MODIFICADORES
1.6.3. EFECTO DE LOS ESPUMANTES.
Figura Nº 1.6 – Diagrama efecto de los Espumantes
* Fuente: Manuas de Reactivos - RENASA
1.7. MECANISMO DEL COLECTOR:
Los procesos de flotación por espuma usan colectores
químicos para separar diferentes superficies químicas de los
minerales. Ya que casi todos los minerales son mojados por el
agua, la flotación efectiva requiere de un colector de superficie
activa, la cual absorberá selectivamente a la superficie del mineral
a ser removida y expulsada por flotación.
El colector heteropolar, en efecto, cubre la superficie del
mineral con una capa monomolecular hidrofóbica de cadena
hidrocarbonada, reduciendo la humedad del mineral e
incrementando su atracción por la salida de burbujas de aire, que
luego llevaran al mineral ligado a la superficie de la celda de
flotación.
26
RESPUESTA AL DEFECTO DE LOS ESPUMANTES
Muy baja la columna de espumas Los sulfuros valiosos se
desplazan al relave o al próximo circuito de flotación
Se “sientan” las celdas de limpieza
Perdida de producción.
RESPUESTA AL EXCESO DE ESPUMANTES
Incremento innecesario del consumo de espumantes
Se genera gran cantidad de espumas
Rebalsan los canales Tendencia a ensuciar los
concentrados Se deteriora la selectividad Rebalsan los cajones de las
bombas Se incrementa la carga circulante
ESPUMANTES CONVENCIONALES
Aceite de pino Acido cresilico Dowfroth 250 Dowfroth 200 Frother 70 MIBC
EFECTOS DE LOS ESPUMANTES
La palabra XANTATO proviene del vocablo griego "xantos"
que significa amarillo, y se refiere más bien al color de la sal de
cobre que a las sales metálicas alcalinas.
Los Xantatos se encuentran entre los primeros colectores
orgánicos solubles en agua y de aquí que su adopción es
inmediata y amplia. Están reconocidos que combinados con
circuitos de pulpa alcalina, han desempeñado un importante papel
en el desarrollo de la flotación selectiva como la conocemos en la
actualidad.
La gran exigencia colectora y los bajos costos de los
Xantatos han hecho que sean tomados como norma de
comparación entre los colectores minerales de sulfuros.
1.7.1. LOS XANTATOS:
Son colectores aniónicos de uso generalizado, están
disponibles comercialmente como soluciones, polvo o
pellets, estos últimos son los mas deseados debido a que
hay menos problemas de polvos y mas estabilidad en el
almacenamiento. Todos los xantatos se descomponen con
la humedad, produciendo disulfuro de carbono que es muy
inflamable, existe un considerable rango de pureza en los
xantatos disponibles comercialmente.
Los xantatos usados como reactivos para la flotación,
son sales de sodio o potasio del ácido xántico (o
ditiocarbónico) y que corresponden a la siguiente fórmula
estructural:
27
Figura Nº 1.7 – Estructura de un xantato etílico de sodio
* Fuente: Flotación de minerales - Astucuri
Los Xantatos son completamente solubles en agua y
relativamente estables. Normalmente presentan un olor
característico y su color puede fluctuar desde blanquecino
hasta amarillo profundo, sin alteración de sus propiedades
colectoras.
Composición
* Fuente: Manual de Productos químicos para minería - CYANAMIND
Donde:
R: representa un radical alquílico y
X: Representa un metal Alcalino
Por regla general, no se recomienda almacenarlos por
lapsos mayores de un año, procurando mantenerlos
herméticamente cerrados en un lugar fresco y seco.
Los Xantatos conforman el principal grupo de
colectores sulfhidrílicos.
Bajo condiciones favorables, son promotores
excelentes para todos los minerales sulfurosos. En ausencia
28
H H S
H C C O C
H H S Na
No polar Polar
Anión Catión
CR O C
S X(Na+, K+)
de agentes modificadores, su acción es esencialmente no
selectiva.
Se les utiliza, incluso, en la flotación de minerales no
férricos no sulfurosos (Cu, Pb, Sb), que pueden convertirse
superficialmente en sulfures, mediante agentes sulfurantes,
como el sulfuro de sodio y sulfuro ácido de sodio.
También resultan adecuados para la flotación de
metales nobles y no férricos (Pt, Au, Ag, Cu) naturales y
obtenidos metalúrgicamente.
Para la elección definitiva del Xantato idóneo para un
mineral determinado, debe realizarse mediante pruebas de
laboratorio y planta.
1.7.2. PROMOTER AEROPHINE 3418
La American Cyanamid tiene en evolución un nuevo
colector Aerophine 3418 promoter para metales sulfurados
de Cu, Pb, Zn, este reactivo pertenece completamente a un
nuevo grupo químico de Phosphine Colector, enteramente
diferente de los tradicionales Xantatos, Dithiophosphatos,
Mercaptobenzothiazoles, Thionocarbonatos. Pruebas en
plantas pilotos y pruebas totales han demostrado que
Aerophine 3418 Promoter ha demostrado tener fuerte poder
colector y selectividad Cu/Fe que puede ofrecer futuras
ventajas económicas de 20% a 50% de menor dosificación
que los xantatos.
Cyanamid a desarrollado un colector nuevo
Aerophine 3418 primeramente como un colector de cobre
para ser efectivo en circuitos de menor alcalinidad (pH 7.5 –
29
9.5) que frecuentemente son usados en la flotación de
cobre. También han sido diseñados para incrementar la
recuperación de metales secundarios particularmente del oro
y plata. Los resultados exitosos en pruebas de laboratorio
llevados a cabo en todo el mundo están culminando en
pruebas a nivel de planta.
Es un nuevo colector basado en la química de la fosfina.
Combina el fuerte colector de los xantatos para sulfatos
de cobre plomo y zinc con la selectividad contra los
sulfuros de hierro de los promotores acuosos aerofloat.
Es un excelente colector de plata y oro
Es soluble en agua
Su consumo es por lo general 30% a 50% menor que el
xantato para recuperaciones iguales o mayores.
A. VENTAJAS
El nuevo reactivo 3418 es el resultado de una
investigación a nivel mundial, que ofrece las siguientes
ventajas:
Alta selectividad Cu/Fe en rango de pH alcalino,
permitiendo ahorrar sustancialmente para la
depresión de la pirita.
Total reemplazo de xantatos en el tratamiento de
minerales de 20% a 50 % de menor dosificación.
Alta recuperación y mejore grados de concentrados
de los sulfuros.
A menudo reduce el consumo de espumantes.
Es líquido de fácil manejo.
30
B. Aerophine 3418:
Es un líquido que puede ser diluido a la
concentración deseada.
Apariencia – claro – ligeramente líquido verdoso.
pH 9.0 – 11.0
grav. Esp. a 24°C 1.10
Punto de ebullición 110°C
Viscosidad a 24°C 23 CPS
Empieza cristalizar 0°C
Solidificación - 12°C
Solubilidad en agua completamente
Tabla Nº 1.7 – Propiedades Fisicas y Quimicas
Composición 50% - 52% Diisobutil -ditiofosfinato de Sodio
Color amarillentoAspecto líquidoOlor inoloroSolubilidad en agua completaGravedad Especifica a 24ºC 1,14Punto de ebullición ºC 106Temperatura de descomposición
ºC > 350
pH Levemente alcalino Punto de Inflamación ºC > 93
* Fuente: petroquim.net
Composición
* Fuente: Manual de Productos químicos para minería - CYANAMIND
31
S S
P
R S Na+
CAPITULO II
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1. DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA:
La Compañía Doe Run Perú, es una Empresa que
tiene una Unidad de Producción en Cobriza, que es la
Concentradora de Cobriza donde se encontró que en la
flotación del mineral de la chalcopirita no se podía
determinar si la adsorción del colector (z – 11) en la
chalcopirita es uniforme o no.
El mineral que se trata en la planta está compuesto
principalmente de chalcopirita y pirrotita, como mineral
intermedio se encuentra la arsenopirita y en menor
proporción la magnetita y pirita, lo acompañan también
minerales como la covelita, limonita, la chalcopirita
presentándose también como cobre nativo.
La industria de minerales está gobernada por una
constante necesidad de mejorar su eficiencia y reducir sus
costos. En años recientes hemos visto la comercialización
de un gran numero de estrategias de optimización en
molienda, incluyendo las celdas de gran volumen, celdas
columnas, molino semi autógenos y filtros de presión.
32
La gran mayoría de estos avances no son posibles sin
las mejoras en el control de proceso y de dispositivo de
monitoreo. Estos instrumentos sensibles han dado al
operador de planta la habilidad para detectar y corregir las
pequeñas desviaciones de los objetivos metalúrgicos.
Sin embargo se podría haber prevenido mediante la
actualización de aquellos colectores, depresores o
espumantes superados.
Los colectores en particular han tenido poca atención
en la investigación. Los xantatos por ejemplo se usa como
colectores desde hace muchos años. Los consumos altos,
los riesgos de seguridad en producción y manipuleo y los
problemas ambientales han abierto las oportunidades hacia
nuevas alternativas.
La flotación eficiente y el mejoramiento del
concentrado y recuperación juega un rol importante en el
éxito de las operaciones mineras.
El agotamiento de las leyes de los minerales ha
aumentado la atención dada a la especialidad de los
colectores en el campo del procesamiento del mineral. El
propósito de un colector es colectar selectivamente al
mineral dando por resultado una mejora en la calidad y
recuperación del mineral valioso.
Una amplia investigación se ha desarrollado sobre los
mecanismos específicos de la interacción mineral/colector
estos mecanismos generalmente incluyen:
33
- Obstáculo del complejo metal/depresor.
- Competencia entre colector y depresor sobre la
superficie del mineral.
- La creación de un recubrimiento hidrofóbico sobre la
superficie del mineral.
La adición selectiva de un colector es capaz de
incrementar la flotabilidad de los minerales valiosos; los
factores como: dosificación, punto de adición, pH y tipo de
colector podría influir en la performance de un colector
cuando se agrega a una pulpa compleja de mineral.
Bajo las consideraciones anteriores se propuso
realizar un extenso programa de pruebas a nivel de
laboratorio y planta que han mostrado que el uso del reactivo
Aerophine 3418 proporciona una recuperación bastante
selectiva de minerales como de la chalcopirita.
Características típicas observadas incluyen habilidad
de mezclarse bastante bien con los reactivos ya existentes,
algunas veces a bajos pHs y con la capacidad de lograr
mayores recuperaciones con casi siempre mayores leyes de
concentrados.
El producto Aerophine 3418 tiene una tendencia de
colector mas potente que los xantatos por unidad de peso,
con recuperaciones similares o mayores a la del xantato a
menores dosificaciones con una mayor selectividad sobre la
arsenopirita y pirrotita.
2.2. PROBLEMA PRINCIPAL
34
¿Cómo influirá en la mejor obtención de mejor grado y
recuperación metalúrgicas del Cu – Ag con la aplicabilidad
del promoter 3418 en la flotación de los minerales de
chalcopirita – plata en la concentradora Cobriza?
2.3 PROBLEMAS ESPECÍFICOS
a) ¿De que manera, la dosificación del Aerophine 3418
logrará optimizar la metalurgia del cobre en la Unidad de
Producción Cobriza de la Empresa Doe Run?
b) ¿En que porcentaje, se puede aminorar el consumo de
los otros reactivos, z-11, MIBC, NaCN en la Planta
Concentradora de Cobriza?
c) ¿De que manera manifestará la mejor alternativa de
dosificar del colector 3418 en la investigación metalúrgica
la cual determinará la adición adecuada en la flotación
del cobre?
d) ¿En que medida se puede reducir la contaminación del
medio ambiente mediante el uso del nuevo colector en la
flotación del cobre en la planta concentradora Cobriza?
2.4 FORMULACIÓN DEL OBJETIVO:
2.4.1 OBJETIVO GENERAL:
Evaluar a través de un exhaustiva programa de
pruebas de laboratorio y planta la influencia en el
grado de concentración y recuepracion metalúrgica la
aplicabilidad del promoter 3418 en la flotación de los
minerales de chalcopirita del mineral de Cobriza.
35
2.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
a) Disminuir las perdidas de cobre en el relave
general mejorando la recuperación y la calidad de
concentrado.
b) Reducir la presencia de pirrotita, arsenopirita en
los concentrados de cobre.
c) Mejorar la calidad de concentrado debido a su alta
selectividad de flotación del cobre y plata.
d) Ejecutar y controlar las pruebas de investigación
en la flotación del cobre, dosificando el colector
Aeorphine 3418 de Cyanamid Company.
e) Disminuir la contaminación ambiental.
2.5 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA:
2.5.1 TÉCNICA:
El proceso de flotación de minerales, que fue
inventado hace un siglo, y es actualmente practicado a
escala mundial en casi todas las plantas concentradoras
de minerales, se ha modernizado y optimizado en sus
circuitos y elementos constructivos en los últimos años.
Nuevos adelantos en técnica operativas, reactivos
relacionados al proceso han proporcionado un potencial
muy importante para reducir costos y aumentar
eficiencia.
2.5.2 ECONÓMICO:
36
Con la alternativa propuesta de utilizar el promotor
3418 en la flotación del cobre por ser mas selectivo,
obteniendo de mejor calidad de concentrado de cobre –
plata, esto facilita una mejor comercialización de los
concentrados con mejores ventajas en beneficio
económico para la Empresa como también para los
trabajadores.
2.5.3 MEDIO AMBIENTE
Al utilizar el nuevo colector Aerophine 3418 en la
flotación del cobre en reemplazo del xantato, se logrará
mejor recuperación del metal valioso, disminuyendo el
desplazamiento del cobre a los relaves, además reducirá
el consumo de NaCN, entonces es una contribución
importante en el desarrollo científico y experimental de la
metalurgia en el procesamiento de minerales.
2.6 IMPORTANCIA:
El presente trabajo denominado “Evaluación sobre la
Aplicabilidad del Promotor 3418 en la Flotación de los
Minerales de la Chalcopirita de la Mina de Cobriza”, es una
contribución importante en el desarrollo científico y
experimental en la metalurgia extractiva, puesto que en el
presente trabajo de investigación se encontrará la mejor
alternativa de optimizar la calidad de concentrado y
recuperación del cobre la cual será económicamente viable y
rentable.
2.7 LIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
37
La investigación fue posible, sin embargo se encontró
limitaciones, como la poca información referente al tema, la
poca disponibilidad de equipos y materiales del laboratorio pero
no fueron impedimento para la realización del presente trabajo.
CAPITULO III
MARCO TEÓRICO
3.1. ANTECEDENTES
Para la realización del presente trabajo de
investigación ha requerido que se efectúe una revisión de
diferentes informaciones y experiencias realizadas sobre el
tema, con la finalidad de obtener una información histórica o
presente, que permita a un replanteamiento de trabajo en
caso hubiera una similar o parecida sobre los diferentes
aspectos relacionados al uso de colectores en la flotación de
cobre.
Existe un numeroso de excelentes referencias
bibliográficas las cuales discuten la naturaleza de los
reactivos comerciales existentes desde un punto de vista
básico. Fuerstenau, (1962,) (1978), Leja (1982),
Somasundaran (1986), Moudgil (1988), y Chander y Klimpel
(1989), los reactivos químicos como los xantatos,
tionocarbamatos, etc, en la separación de minerales
sulfurados son aún los dominadores del sector industrial.
38
También existe el informe sobre “Pruebas Bach a
Escala de Laboratorio sobre la Aplicabilidad de Colectores
de RENASA en la Flotación de Cobriza (1979), realizado por
el Ing. F. Olivera, Metalurgista de la Planta Concentradora
Cobriza, el propósito fue de determinar el poder colector de
los xantatos: Z – 3, Z – 6, Z – 12, Z – 14 VS el Z -11, todos
estos colectores producidos por Reactivos Nacionales S.A.
por lo tanto parece necesario que para tener la oportunidad
de explorar (expandir), las implicancias técnicas/económicas
de cambiar la química de los colectores, uno debe empezar
con conceptos de química de colectores que sean diferentes
en estructura y fuerza motriz con relación a los productos
comerciales existentes.
3.2. BASES TEORICAS – CIENTIFICAS
3.2.1. OPTIMIZACIÓN DE LA LEY DE CONCENTRADOS
DE COBRE MEDIANTE EL USO DE COLECTORES
SELECTIVOS:
La industria de minerales esta gobernada por
una constante necesidad de mejorar su eficiencia y
reducir sus costos. En años recientes se ha visto la
comercialización de un gran números de estrategias
de optimización en molienda incluyendo las celdas de
gran volumen, celdas columnas, molinos
semiautogenos y filtros de presión.
La mayoría de estos avances no serían
posibles sin las mejoras en el control del proceso y de
dispositivos de monitoreo. Estos instrumentos
sensibles han dado al operador de planta la habilidad
39
para detectar y corregir las pequeñas desviaciones de
los objetivos metalúrgicos.
Sin embargo, se podría haber prevenido
mediante la actualización de aquellos colectores,
depresores o espumantes superados.
Los investigadores químicos han escogido,
para evitar la competencia, abundantes reactivos
inorgánicos, tales como: la cal, sulfato de zinc, cianuro
de sodio, bisulfito de sodio, hidrosulfuro de sodio etc.
Los colectores han soportado los años
básicamente debido a su costo bajo y disponibilidad,
sin embargo, los consumos altos, los riesgos de
seguridad en producción y manipuleo, y los problemas
ambientales han abierto las oportunidades hacia
nuevas alternativas.
Los reactivos pueden crearse para encajar a
los requerimientos de los molinos. La estabilidad, la
reducción de energía, la hidrofilicidad, solubilidad y
costo pueden todos ser factoreados (considerados),
en el diseño.
Las explicaciones más comunes dadas para la
acción selectiva de los colectores de sulfuros son las
siguientes 5 mecanismos de colectores:
- Afinidad superficial entre colector y depresor
- Prevenir los complejos formulados entre
colector/metal
40
- Anticipar los complejos formados entre
colector/ganga.
El producto final de un colector debe formularse
de tal manera que reúna las necesidades de cada
mineral especifico y de la ganga problema, muchas
técnicas de evaluación, se han empleado en el
esfuerzo de investigación para descubrir las
interacciones químicas/mineral.
La flotación eficiente y el mejoramiento del
concentrado juega un rol importante en el éxito de las
operaciones mineras. El agotamiento de las leyes de
los minerales a aumentado la atención dada a la
especialidad de los colectores en el campo del
procesamiento de minerales. El propósito de un
colector es colectar selectivamente de la ganga que
acompaña al mineral dando por resultado una mejora
en la calidad y recuperación del mineral valioso.
Una amplia investigación se ha desarrollado
sobre los mecanismos específicos de la interacción
mineral/colector, estos mecanismos generalmente
incluyen:
- Obstáculo del complejo metal/colector
- Competencia entre colector y depresor sobre la
superficie del mineral
- La creación de un recubrimiento hidrofilico sobre la
superficie del mineral.
La adición selectiva de un colector es capaz de
reducir la flotabilidad de los minerales indeseables
41
(ganga) en tanto no se afecte al mineral valioso. Los
factores como: dosificación, punto de adición, pH y
tipo de colector podría influir en la performance de un
colector cuando se agrega a una pulpa compleja de
mineral.
3.2.2. IDEAS BÁSICAS EN LA APLICACIÓN DE UN
COLECTOR:
La idea de usar el colector en el proceso de
flotación de minerales radica en eliminar aquellas
partículas finas generadas durante el proceso de
molienda o remolienda, durante ésta se producen 2
tipos de partículas finas: finos que resultan del
material estéril (ganga) y finos que resultan del
mineral valioso, en virtud del cual es posible colectar
aquellas partículas que mejoran el concentrado final,
mediante el uso de un colector apropiado.
El propósito de éste trabajo, es analizar y
discutir lo que se conoce acerca del uso de los
colectores a fin de ayudar al Metalurgista en su
intento de obtener un concentrado con mejores
ventajas económicas.
La aplicación o elección de un colector está
supeditado al conocimiento del tipo de ganga que se
tiene con el mineral, vale decir, si esta es una ganga
ácido o ganga básica y así elegir el apropiado
colector. En general, la adsorción de un colector sobre
una partícula no valiosa está gobernada por muchos
factores. La naturaleza del mineral y sus
características superficiales, la presencia de cationes
42
solubles tales como: calcio, fierro, aluminio, capaces
de formar complejos insolubles con el depresor,
inhibiendo de esta manera su actividad.
El pH del circuito es otro factor importante,
pues este determinará si el colector se adsorberá o se
diluirá o reaccionará con el mineral.
3.3. NUEVA GENERACIÓN DE REACTIVOS QUÍMICOS PARA
FLOTACIÓN:
El proceso industrial de flotación es un sistema
eficiente e interactivo con algunos factores controlables y
otros a su vez difícilmente controlables, como se muestra en
la figura Nº 1.3. Algunos de estos factores son relativamente
fáciles de optimizar y otros (que pueden ser de igual
importancia) son mucho más variables y difíciles de
optimizar. Es bastante obvio, para aquellos que han
intentado optimizar los circuitos de flotación existentes
(configuraciones establecidas), que existen un numero de
compensaciones propias de interacciones secundarias que
ocurren entre el componente químico y el componente
operativo (figura Nº 1.3).
Los progresos más claros han sido realizados al
entenderse de cómo los reactivos químicos comerciales
existentes se interaccionan con varios parámetros operativos
del proceso de flotación. Sin embargo, lo que se ha logrado
hasta ahora ha demostrado que existen posibles beneficios
y/o mejoras en el proceso de flotación que no podrán ser
alcanzadas a menos que se realicen avances en el
desarrollo de nuevos reactivos químicos con nuevas
características de aplicación.
43
En particular, modificando las características químicas
del colector como un paso primario, pueden alcanzarse un
punto donde se realicen progresos significativos en la
optimización del proceso de flotación. Mientras ha habido
avances en el entendimiento de cómo un colector puro
trabaja en forma idealizada, en el uso de reactivos
comerciales a una escala industrial por medio de un mejor
control de dosificación, modificación de las configuraciones
de los circuitos etc., no ha habido casi ningún cambio en 20
o más años en la composición de los productos industriales
(colectores) usados actualmente.
Los reactivos químicos como los xantatos,
tionocarbamatos, ditiofosfatos, etc., en la separación de
minerales sulfurados son aún los dominadores del sector
industrial. Similarmente en el sector de procesamiento de
óxidos, los ácidos grasos y varios componentes de aminas
han sido la base de uso industrial. Ciertamente dentro de
cada una de las familias químicas anteriores han existido
cierto rango para una mejora tanto técnico como de costo,
mediante el afinamiento de varios aspectos estructurales
que están siempre presentes en cualquier familia química
dada.
Por lo tanto, parece necesario que para tener la oportunidad
de explorar (expandir) las implicancias técnicas/económicas
de cambiar la química de los colectores, uno debe empezar
con conceptos de química de colectores que sean diferentes
en estructura y fuerza motriz con relación a los productos
comerciales existentes. Mientras esto suena relativamente
sencillo en la teoría, en la práctica llegar a una nueva
44
química de colección que tenga una viabilidad comercial es
un reto bastante difícil.
Numerosos académicos y grupos de desarrollo
han tratado de identificar y desarrollar una nueva familia de
colectores por décadas. Algunos de los problemas
asociados con este trabajo incluyen un alto desarrollo
químico y costos de evaluación ambiental, el alto costo de
fabricación de nuevos reactivos, la dificultad de proveer
beneficios técnicos en plantas típicas de alta variabilidad (ya
optimizadas para el actual esquema de reactivos), y la
necesidad de aplicar fuentes de desarrollo; específicamente
llevar adelante el desarrollo de los nuevos reactivos.
El propósito de este trabajo es describir
específicamente la estructura y las características de uso de
una nueva familia de flotación que tiene cada vez más el
potencial de proveer ventajas técnicas y económicas
significativas para los operadores del proceso de flotación.
Este nuevo colector ha sido sujeto a un exhaustivo programa
de evaluación para definir en detalle ciertos parámetros de
uso; como pueden ser: las dosificaciones apropiadas, rangos
de pH, efectos de las composiciones de minerales, así de el
como optimizar el proceso de flotación.
En la separación de minerales sulfurados por medio
de flotación, incluyen:
1) Colectores basados en química de quelación para
recuperar minerales sulfurados difíciles de flotar
(chalcocita, esfalerita, metales preciosos, etc).
2) Colectores para mejorar la eficiencia de recuperación de
ciertos minerales sulfurados que exhiben hidrofobicidad
45
natural bajo ciertas condiciones (chalcopirita,
molibdenita).
3.4. FLOTACIÓN DE LA CHALCOPIRITA USANDO
ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS:
La separación de minerales sulfurados por los
colectores thioles estándares han sido claramente la mas
exitosa aplicación industrial de la flotación. El mayor
progreso industrial en las recientes décadas en la flotación
de minerales sulfurados ha sido la optimización y control de
plantas operando con menas procesadas de manera
estandarizada.
Los objetivos han sido la maximización de la
recuperación y mantención de la ley del concentrado,
mientras al mismo tiempo la reducción del consumo de
reactivos y la disminución del costo total por tonelada tratada
(principalmente debido al incremento del tamaño de los
equipos de flotación).
Un gran número de trabajos han sido realizados en la
evaluación de diferentes estrategias con menas de
chalcopirita, las pruebas muestran las diferentes estrategias
alternativas con el mismo tipo de mineral y las mismas
condiciones de molienda.
La única diferencia operativa en las distintas pruebas
es que en las condiciones con los xantatos la adición de cal
se realizó en la molienda y el colector fue añadido después
de la molienda mientras que el aerophine 3418 fue añadido
junto con la cal en la molienda.
46
3.5. BREVE COMENTARIO DE LOS XANTATOS (COLECTORES)
FABRICADOS POR REACTIVOS NACIONALES (RENASA).
XANTATO ITILICO DE POTASIO (Z – 3), Y XANTATO
ETILICO DE SODIO (Z – 4). Estos dos xantatos son
esencialmente similares en su acción como colectores en
flotación, observándose cierta preferencia por el primero.
Ambos se preparan a partir del alcohol etílico, siendo ellos
de cadena carbonatada más corta. Se aplica especialmente
cuando se busca la máxima selectividad. Últimamente están
siendo reemplazados ampliamente por el Xantato
Isopropílico de Sodio, aunque todavía se les utiliza
principalmente en flotación de minerales de plomo, zinc o
cobre – plomo – zinc que contiene chalcopirita, chalcocita,
enargita, tetraedrita, galena, esfalerita, marmatita, marcasita
y pirita.
XANTATO AMÍLICO DE POTASIO (Z – 6). Este xantato es
energético, por lo que se emplea generalmente en aquellas
operaciones de flotación que requieren el más alto grado de
poder colector. Es un colector muy apropiado para la
flotación de sulfuros manchados y oxidados de cobre,
minerales de plomo (PbS). Asimismo, se le emplea en el
tratamiento de la arsenopirita, pirrotita, sulfuros de cobalto y
níquel, y sulfuros de hierro conteniendo oro.
También se usa como promotor secundario en la flotación
agotativa que sigue a una flotación bulk, donde se utiliza un
promotor más selectivo. Cuando se emplea en las dosis
adecuadas, el Xantato Amílico puede ser más selectivo para
ciertas separaciones de minerales; así por ejemplo, su
47
empleo para la flotación de minerales de cobre – hierro en
una pulpa alcalina ha resultado más selectivo y con una
mejor recuperación de cobre.
XANTATO ISOPROPILICO DE SODIO (Z – 11). Este
xantato ha llegado a ser el más usado de todos los xantatos
debido a su bajo costo y elevado poder colector. Se han
obtenido aplicaciones muy exitosas en la flotación de
prácticamente todos los minerales sulfurados. Se emplea en
gran escala en la flotación de cobre, plomo, y zinc,
minerales complejos de plomo – zinc y cobre – hierro en los
que los principales minerales sulfurosos son: chalcopirita,
chalcocita enargita, galena, esfalerita, marmatita, pirita y
pirrotita. Otras de sus aplicaciones incluyen la concentración
de cobre nativo, plata, oro y los sulfuros de hierro
conteniendo cobalto o níquel, así como la recuperación de
pirita de hierro para fabricar ácido.
XANTATO BUTÍLICO SECUNDARIO DE SODIO (Z – 12).
Este xantato es utilizado ampliamente en la flotación
colectiva de todos los minerales sulfurosos y, bajo
condiciones adecuadas, para la flotación selectiva de menas
de cobre, y zinc, después de la activación con sulfato de
cobre. También es usado en la flotación de arsenopirita y
sulfuros de cobalto y níquel.
XANTATO ISOBUTÍLICO DE SODIO (Z – 14). Este xantato
es un promotor enérgico y no selectivo para todos los
minerales sulfurosos. Es muy apropiado para la flotación de
pirita en circuitos naturales, o sea, los circuitos en los que el
pH no ha sido ajustado con cal ni con ácido. En años
recientes viene siendo reemplazado por el xantato
isopropilico de sodio.
48
3.6. FORMULACION DE LA HIPOTESIS
3.6.1. HIPOTESIS GENERAL
Si la Unidad de Producción de Cobriza, hace uso del
reactivo Aerophine 3418, como colector en la flotación de la
chalcopirita, entonces logrará la optimización en la calidad
de concentrado de cobre – plata y su mayor recuperación.
3.6.2. HIPOTESIS SECUNDARIOS
a. Si la concentradora Cobriza hace uso del reactivo
Aerophine 3418, en sus operaciones, entonces logrará
disminuir las perdidas de cobre en los relaves mejorando
la recuperación del cobre.
b. Si la concentradora de Cobriza, hace uso del reactivo
Aerophine 3418 como colector selectivo, entonces
conseguirá emjorar su calidad de concentrado de cobre.
c. Si la concentradora de Cobriza, hace uso del reactivo
Aerophine 3418 como colector, entonces se logrará
reducir el consumo del NaCN disminuyendo la
contaminación del medio ambiente.
3.7. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES.
3.7.1. VARIABLES INDEPENDIENTES
49
Controlar la cantidad de adición del colector 3418, NaCN,
MIBC.
Controlar los iones del NaCN en los reboses de los
espesadores.
Controlar la calidad del concentrado de cobre con alto
contenido de plata.
3.7.2. VARIABLES DEPENDIENTES.
Controlar la disminución de los iones de NaCN al
recircular todo el agua tratad en la planta.
Realizar el tratamiento del mineral de chalcopirita con el
nuevo colector Aerophine 3418
3.7.3. VARIABLES INTERVENIENTES
Control del mejor blending del mineral versus la
aplicabilidad del reactivo promoter 3418 en las pruebas
realizadas a escala de laboratorio y planta.
3.8. METODOLOGIA DEL ESTUDIO
El presente trabajo de investigación, por tener una
naturaleza de carácter practico ha sido objeto del empleo del
método de Análisis y Síntesis (Inductivo – Deductivo), a fin de
conocer sobre el uso del reactivo Aerophine 3418, en la flotación
de la chalcopirita en la concentradora de Cobriza de la Empresa
Doe Run, habiéndose para el efecto realizado el estudio
correspondiente de las variables independientes y dependientes.
La investigación sobre el uso del reactivo Aerophine 3418,
ha constituido un estudio y aplicación de carácter Experimental por
50
que va a permitir investigar los posibles Efectos (resultados), que
se obtengan de las Pruebas Experimentales a nivel de Laboratorio
y Planta.
3.9. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
El Diseño empleado en la presente investigación es el de
carácter Causa – Efecto, metodología que permite establecer la
relación existente entre la aplicación de la variable independiente
en el proceso y el resultado obtenido, considerado como variable
dependiente teniendo en cuenta para ello el problema principal
planteado y que será desarrollado dentro del contexto de la
investigación como Experimental – Condicionada.
Para cumplir con la metodología, Diseño y Tipo de
Investigación, al control de las pruebas experimentales se llevó a
cabo mediante una observación controlada de las variables
independientes y de aquellos que intervinieron circunstancialmente
y que han afectado o favorecido en los resultados de la variable
dependiente.
Teniendo en cuenta los objetivos de la investigación y la
naturaleza del problema planteada, para el desarrollo del presente
estudio se empleó el tipo de investigación Sustantiva, por que
permite responder a los problemas planteadas de acuerdo a la
caracterización sobre la optimización de la flotación de la
chalcopirita en la concentradora de Cobriza.
mediante el uso del colector Aerophine 3418 de Cyanamid
Company describiendo y aplicando las Causas y Efectos traducidos
en resultados obtenidos de las Pruebas Experimentales a Nivel
Laboratorio y Planta del Reactivo Aerophine 3418.
51
3.10. POBLACION Y MUESTRA.
La Población del presente estudio lo constituye el mineral
sulfurado de cobre - plata, procesados en la planta concentradora
de Cobriza.
La muestra lo constituye el mineral que sirve para las
diferentes pruebas a escala de Laboratorio, y el mineral
muestreado de cada uno de los puntos del circuito de flotación de
cobre.
52
CAPITULO IV
EVALUACIÓN EXPERIMENTAL E INTERPRETACIÓN DE LOS
RESULTADOS A NIVEL DE LABORATORIO Y PLANTA
4.1. PRUEBAS BACH A ESCALA DE LABORATORIO CON
LOS DIFERENTES XANTATOS (RENASA):
A continuación se describen los estudios metalúrgicos
que se llevaron a cabo en el Laboratorio Experimental.
Es necesario hacer notar que los estudios
metalúrgicos obtenidos en el laboratorio dieron resultados
bastante aproximados a los que después se obtuvieron en la
Planta, y luego a los que actualmente se obtienen en la
nueva planta de producción. La única excepción fueron las
leyes de cabeza, debido a que se trabajó en los
experimentos con un promedio de leyes de cabeza altas y
bajas por carecer en ese entonces de muestras
representativas del mineral.
Exhaustivos experimentos se llevaron a cabo en el
Laboratorio de la Empresa a fin de determinar el colector
apropiado para el tratamiento en la flotación para el mineral
que se desea tratar.
53
En el caso especifico del mineral de Cobriza se
siguieron estudios sistemáticos que fueron dando datos
concretos, que dio como resultado el reemplazo total del Z –
11 por el colector Aerophine 3418 en la flotación de cobre de
Cobriza.
Figura Nº 4.1 ESQUEMA DE LABORATORIO EXPERIMENTAL
* Fuente: Laboratorio experimental de Cobriza.
54
* Xantatos (Z-11, Z-3, Z-6, Z-12 y Z-14)
Relave Final Conc. Scavenger
Scav. II 3 min
Scav. I 2 min
D-200 0.04 lb/ton
Xantato 0.03 lb/ton
Conc. Rougher
D-200 0.08 lb/ton
*Xantato 0.40 lb/ton
Cal = 1 lb/ton
Conc. Ro. II 3 min
Conc. Ro. I 2 min
Acondicionamiento4 minutos pH = 10.5
Molienda10 minutos
Muestra fresca (100% -10 mallas)1 kg. + 500 cc. H2O
4.1.1. RESULTADOS METALÚRGICOS DE LAS
PRUEBAS DE FLOTACIÓN CON LOS DIFERENTES
XANTATOS DE RENASA:
A) Prueba Estándar (Z-11)
Conc. Rougher y ScavengerENSAYES *oz/ton DISTRIBUCIÓN, %
Prueba Nº %Peso Cu *Ag Fe As Cu Ag Fe AsT-1
Rougher 17.50 9.50 2.24 43.80 3.26 90.50 72.90 15.50 56.90Scavenger 11.10 0.80 0.47 52.20 1.12 4.80 9.70 11.50 12.30Relave 71.40 0.12 0.13 51.70 0.43 4.70 17.40 73.00 30.80
Cabeza Cal. 100.00 1.84 0.53 50.50 1.00100.0
0 100.00 100.00 100.00* Fuente: Elaboración propia.
B) Colector Z-3
Conc. Rougher y ScavengerENSAYES,*oz/ton DISTRIBUCIÓN, %
Prueba Nº %Peso Cu *Ag Fe As Cu Ag Fe AsT-2
Rougher 17.20 9.20 2.48 44.00 4.25 81.70 70.70 22.90 59.00Scavenger 10.90 2.72 0.76 52.40 0.76 15.30 13.80 17.30 6.70Relave 71.90 0.08 0.13 27.40 0.59 3.00 15.50 39.80 34.30CabezaCal. 100.00 1.90 0.60 32.90 1.23 100.00
100.00 80.00 100.00
* Fuente: Elaboración propia.
C) Colector (Z-6)
Conc. Rougher y ScavengerENSAYES,*oz/ton DISTRIBUCIÓN, %
Prueba Nº %Peso Cu *Ag Fe As Cu Ag Fe AsT-3
Rougher 18.10 8.14 2.06 45.80 3.29 88.40 76.70 24.00 53.60Scavenger 12.30 0.90 0.36 51.20 0.85 6.60 9.10 18.30 9.50Relave 69.60 0.12 0.12 28.60 0.59 5.00 14.20 57.70 36.90
Cabeza Cal. 100.00 1.80 1.80 34.50 1.11100.0
0 100.00 100.00 100.00* Fuente: Elaboración propia.
55
D) Colector (Z-12)
Conc. Rougher y ScavengerENSAYES, *oz/ton DISTRIBUCIÓN, %
Prueba Nº %Peso Cu *Ag Fe As Cu Ag Fe AsT-4
Rougher 17.70 8.94 2.08 45.40 3.99 87.40 74.10 17.20 55.10Scavenger 12.10 1.42 0.48 26.00 0.48 9.50 11.70 6.70 4.50Relave 70.20 0.08 0.10 50.50 0.74 3.10 14.20 76.10 40.40
Cabeza Cal. 100.00 1.81 0.50 46.60 1.28100.0
0 100.00 100.00 100.00* Fuente: Elaboración propia.
E) Colector (Z-14)
Conc. Rougher y ScavengerENSAYES, *oz/ton DISTRIBUCIÓN, %
Prueba Nº %Peso Cu *Ag Fe As Cu Ag Fe AsT-5
Rougher 18,00 8,64 2,04 2,04 45,60 85,10 72,40 24,80 49,00Scavenger 10,80 1,73 1,73 0,51 51,80 10,20 10,80 16,90 4,60Relave 71,20 0,12 0,12 0,12 27,00 4,70 16,80 58,30 46,40
Cabez Cal. 100.00 1,82 1,82 0,50 33,00100.0
0 100.00100.0
0 100.00* Fuente: Elaboración propia.
4.1.2. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
- EL objeto de las pruebas fue determinar el poder
de colector y selectividad que tiene el Z – 11
versus los otros Xantatos fabricados por Reactivos
Nacionales S.A. en la flotación de cobre de los
minerales de Cobriza, esto debido a que el Z – 11
fabricado también por RENASA, es el que se usa
en mayor volumen en todas las empresas mineras.
- Todas las pruebas se realizo por método estándar
de Laboratorio Experimental, o sea : para todas la
pruebas se usó = 0,43 lb/ton de Z – 11, 0,12
56
lbs/ton de D – 200, pH = 10,5, 10 minutos de
molienda, 60% - 200 mallas, acondicionamiento de
4 minutos.
- El mejor recuperación de cobre se obtuvo con el
Z – 11 (88.40%), y con el colector Z – 6 se obtuvo
la mejor recuperación de plata (76.7%).
- Visto los resultados metalúrgicos ninguno de los
colectores podría reemplazar ventajosamente al Z
– 11 pero sin embargo podría probarse con una
mezcla de ambos colectores para la flotación de
cobre para la los minerales de Cobriza.
4.2. RESULTADOS METALÚRGICOS DE LAS PRUEBAS EN
LABORATORIO, A DIFERENTES CONDICIONES DEL Z – 11, Y
EL AEROPHINE 3418:
Las pruebas se han corrido utilizando mineral fresco de
composición química siguiente:
Cuadro Nº 4.1
Ensayes Químicos, %
Muestra Cu
oz.Ag/
ton Pb Fe As
2.1
0 0.60
0.0
2
29.6
0
2.3
0
* Fuente: Laboratorio Analítico Cobriza
57
CONDICIONES DE LABORATORIO
A) El diagrama de flujo, seguido en las pruebas experimentales es la
siguiente:
* Fuente: Elaboración propia.
58
Mineral Fresco (100%)1000gs(-10#) H2O 500cc
Molienda 10min
Xantato Z-11 0.40 lb/tcs
MIBC 0.08 lb/tcs
CaO 1 lb/tcsAcondicionamiento 4min
Flot. Rougher
Xantato Z-11 0.04 lb/tcs
Conc. Rog. I 2min Conc. Rog. II 3min
Flot. ScavengerXantato Z-11 0.03 lb/tcs
MIBC 0.04 lb/tcs
Conc. Scv. I Conc. Scv. II
Relave
DIAGRAMA DE FLUJO ADICIONANDO EL COLECTOR 3418 A
MOLIENDA
* Fuente: Elaboración propia.
59
Colector 3418A 0.04 lv/tcs
Colector 3418A 0.03 lb/tcs
Mineral Fresco (100%)1000gs(-10#) H2O 500cc
Molienda 10min
D-200 0.06 lb/tcs
CaO 1 lb/tcsAcondicionamiento 4min
pH 10.5
Flot. Rougher
Colector 3418A 0.04 lb/tcs
Conc. Rog. I Conc. Rog. II
Flot. Scavenger
MIBC 0.04 lb/tcs
Conc. Scv. I Conc. Scv. II
Relave
a) Resultados Metalúrgicos de la Prueba Standard con el colector
Z – 11:
Ensayes, % Distribución, %
Producto % wt Cu *Ag Pb Fe As Cu Ag Pb Fe As
Rougher I – II 15.59 10.2 2.35 0.09 41.4 4.4 74.6 63.93 59.57 21.3
2
44.0
Scav. I – II 11.22 3.60 1.06 0.02 48.5 1.3 19.2 20.75 9.37 17.9
8
9.11
Relave 73.19 0.19 0.12 0.01 25.1 1.0 6.53 15.32 31.06 60.7
0
46.8
Cab. Calculad 100.0 2.13 0.60 0.02 30.2 1.5 100 100 100 100 100
* Fuente: Elaboración propia.
b) Resultados Metalúrgicos con Adición del Promotor 3418
Reemplazando en Forma Total al Z – 11:
Producto % wt Cu *Ag Pb Fe As Cu Ag Pb Fe As
Roughe I - II 16.36 10.1
0
2.32 0.09 40.6 3.7 77.7 69.4 60.7 14.2 31.8
Scav. I – II 10.78 3.52 0.88 0.02 45.3 2.3 17.8 17.3 9.09 10.4 13.1
Relave 72.86 0.13 0.10 0.01 48.1 1.5 4.45 13.3 30.2 75.2 55.1
Cab. calcula 100 2.14 0.61 0.02 35.1 1.4 100 100 100 100 100
* Fuente: Elaboración propia.
c) Resultados Metalúrgicos con 50% de Z – 11 y 50% de 3418:
Ensayes, % Distribución, %
Producto % wt Cu *Ag Pb Fe As Cu Ag Pb Fe As
Rouhe I –II 17.76 10.1
0
2.30 0.08 41.6 4.24 82.4
8
74.22 75.5 24.6 41.3
Scv. I – II 9.78 2.86 0.71 0.01 48.1 1.46 12.8
6
12.61 5.32 15.7 7.8
Relave 72.46 0.14 0.10 0.05 24.8 1.28 4.66 13.17 19.3 59.7 50.9
Cab. Calcu. 100.0 2.16 0.55 0.02 30.06 1.82 100.
0
100.0 100 100 100
* Fuente: Elaboración propia.
d) Resultados Metalúrgicos con Adición del 3418 a Molienda:
Ensayes, % Distribución, %
Producto % wt Cu *Ag Pb Fe As Cu Ag Pb Fe As
RogheI-II 18.83 9.48 2.17 0.07 40.1 4.04 85.7 77.2 74.2 25.3 37.7
60
Scav. I-II 9.85 2.30 0.50 0.01 46.5 2.16 10.9 9.3 5.6 15.4 10.6
Relave 71.32 0.10 0.10 0.05 24.8 1.46 3.4 13.5 20.2 59.3 51.7
Cab.Calc. 100.0 2.08 0.52 0.02 30.1 2.01 100.0 100 100 100 100
* Fuente: Elaboración propia.
4.2.1. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
- Dada las características del mineral de Cobriza, cuyo
tratamiento demanda fuerte consumo del Xantato
Isopropilico de Sodio (Z – 11) se realizaron las
pruebas con el nuevo colector 3418 de la Cyanamid,
como colector reemplazante sin desmejoramiento de
la metalurgia en la concentradora de Cobriza.
- Alimentando el reactivo 3418 a molienda mejora
sustancialmente la recuperación del cobre y plata
(85.7% y 77.2%), mientras con el Z – 11) se obtuvo
(74.6 y 63.9%) respectivamente.
- Utilizando la mezcla de 50% de z – 11 y 50% de
3418, se obtuvieron resultados bastante óptimos para
la recuperación del cobre y plata respectivamente
(82.48% y 74.22).
- Los resultados obtenidos con el reactivo colector
3418, reemplazando en forma total al colector Z – 11,
con menores cantidades de adición, garantiza a
realizar las pruebas a escala de planta, para una
mejor evaluación de sus cualidades selectivas de
sulfuros de cobre.
4.3. EVALUACIÓN DEL REACTIVO AEROPHINE 3418 A
ESCALA DE PLANTA EN LA FLOTACIÓN DE COBRE DE
COBRIZA:
61
La Concentradora de Cobriza, es una planta productor
de concentrado de cobre de la Empresa Doe Run, el mineral
que provee la mina, está compuesto mayormente de:
Arsenopirita, Chalcopirita, Pirrotita, Pirita, Horblenda, Cuarzo
y otros en menor cantidad.
Con la finalidad de evaluar en la flotación de cobre el
reactivo Aerophine 3418, como fuerte promotor selectivo de
sulfuros de cobre, se realizó pruebas preliminares a escala
de Laboratorio lográndose resultados bastante satisfactorios
en calidad de concentrado como en recuperaciones de cobre
y plata reemplazando en forma total al reactivo Z – 11,
también disminuyendo en 20% el consumo de los otros
reactivos.
De acuerdo a una programación y con la finalidad de
re- evaluar sus propiedades selectivas del nuevo colector
Aerophine 3418, en mayor periodo de tiempo en la flotación
de los minerales de Cobriza, se decidió evaluar a escala de
planta.
Para la adición del nuevo reactivo colector Aerophine
3418, se habilitó dos tanque de 8´de diámetro por 10´de
altura, la preparación del 3418 fue de 2,5%, NaCN al 1.2%, y
MIBC al 14%, que son similares a la preparación cuando se
usó el colector Z – 11. Inicialmente se alimento a la 3ra
etapa de molienda en la cantidad de 0,08 lbs/ton, a los
medios 0.04 lbs/ton, y al 2do Scavenger 0,02 lbs/ton; ya que
en las pruebas anteriores habían dado resultados
satisfactorios adicionando a estos niveles.
62
Los rebalses en los cajones de las bombas, canales
de las celdas de flotación no se registraron debido a la
buena dosificación de los reactivos y al cuidado que tuvieron
los operadores.
Durante la prueba, se trató de mantener uniforme las
demás variables haciendo algunos ajustes para lograr
resultados metalúrgicos dentro de los objetivos trazados.
El grado de molienda fue bueno como se puede
observar en el análisis granulométrico del mes.
Cuadro Nº 4.2 – Análisis granulométrico
Mallas % cabeza % relave
+ 48 2.0 2.2
65 4.8 5.4
- 200 60.1 58.66
* Fuente: Elaboración propia.
Los niveles de adición de los reactivos mostrados en
el diagrama de flujos (Figura Nº 4.3) es lo más generalizado,
así el pH en la cabeza Rougher primario ha variado en el
rango de 9,3 á 10,2: la adición del reactivo colector 3418,
puede ser a la 3ra molienda o al acondicionador N° 2, se han
tomado decisiones de operación según el predominio de los
constituyentes en el mineral; por el alto contenido de
pirrotita, arsenopirita y horblenda.
63
* Fuente: Elaboración propia.
64
TABLA Nº 4.1 RESULTADOS METALÚRGICOS DIARIOS, JULIO 01 A JULIO 30, 2009
Reactivos lb/ton %-200 mallas Ensayes, % Cobre Ensayes, Oz.Ag/ton.FECHA pH 3418A MIBC NaCN Z-11 Cabeza Relave Cabeza Conc. Relave Recup. Cabeza Conc. Relave RecuperaciónJUL. 1 10.20 0.20 0.14 0.02 65.05 66.10 2.10 27.05 0.24 89.36 0.60 6.48 0.14 78.34JUL. 2 9.80 0.17 0.11 0.01 62.48 57.00 2.02 26.90 0.20 90.78 0.61 6.62 0.13 80.28JUL. 3 10.20 0.16 0.11 0.01 63.00 61.00 2.42 26.70 0.23 91.28 0.70 6.56 0.16 79.07JUL. 4 9.40 0.16 0.12 0.01 63.50 59.00 2.41 28.00 0.19 92.75 0.76 7.26 0.13 84.38JUL. 5 9.50 0.15 0.10 0.10 62.70 60.00 2.25 27.30 0.18 92.61 0.72 7.17 0.14 82.18JUL. 6 9.60 0.17 0.11 0.01 59.10 58.70 2.47 26.80 0.20 92.59 0.76 7.42 0.14 83.18JUL. 7 9.80 0.16 0.10 0.01 63.70 58.60 2.37 26.90 0.19 92.64 0.67 7.09 0.15 79.28JUL. 8 9.80 0.14 0.10 0.01 61.00 61.70 1.98 26.70 0.19 91.05 0.58 6.45 0.13 79.30JUL. 9 9.60 0.14 0.10 0.01 60.70 58.10 2.14 26.30 0.21 90.91 0.67 6.80 0.14 80.80
JUL. 10 9.80 0.16 0.10 0.10 56.80 56.50 2.40 26.50 0.26 90.05 0.76 7.00 0.21 74.61JUL. 11 9.60 0.13 0.10 0.01 62.10 61.20 2.00 27.00 0.15 92.94 0.58 6.81 0.13 79.18JUL. 12 10.20 0.15 0.12 0.01 62.10 60.90 2.25 26.80 0.16 93.44 0.67 6.72 0.16 78.06JUL. 13 9.60 0.14 0.12 0.01 58.90 58.80 2.13 27.00 0.19 91.73 0.62 6.77 0.13 80.71JUL. 14 9.50 0.15 0.11 0.01 64.20 59.80 1.76 27.20 0.17 90.91 0.49 6.27 0.13 75.24JUL. 15 9.20 0.16 0.09 0.01 61.90 59.20 2.38 27.00 0.21 91.89 0.72 6.56 0.15 81.11JUL. 16 9.50 0.13 0.02 0.01 58.20 59.70 1.60 25.60 0.12 92.95 0.47 5.54 0.13 74.15JUL. 17 9.40 0.14 0.10 0.01 59.30 58.60 2.06 26.90 0.18 91.88 0.61 6.24 0.13 80.51JUL. 18 9.30 0.15 0.10 0.01 54.50 53.70 2.00 27.30 0.20 90.66 0.59 6.44 0.15 76.37JUL. 19 9.40 0.14 0.09 0.01 60.10 61.90 2.01 26.10 0.18 91.69 0.60 6.10 0.14 78.59JUL. 20 9.60 0.13 0.11 0.01 58.60 59.80 2.17 27.60 0.22 90.59 0.67 6.91 0.14 80.84JUL. 21 9.40 0.16 0.12 0.01 56.20 55.00 2.41 27.60 0.22 91.60 0.78 7.26 0.18 78.91
65
JUL. 22 9.40 0.15 0.10 0.01 60.00 60.80 2.30 27.10 0.20 91.98 0.71 7.08 0.15 80.58JUL. 23 9.40 0.14 0.10 0.01 60.10 59.20 1.97 26.10 0.22 59.59 0.66 6.82 0.16 77.67JUL. 24 9.60 0.13 0.11 0.11 63.70 61.90 1.95 26.90 0.21 59.94 0.71 7.55 0.17 77.95JUL. 25 9.40 0.12 0.11 0.01 60.10 58.80 1.85 25.90 0.21 59.36 0.63 7.03 0.14 79.37JUL. 26 9.60 0.15 0.07 0.01 59.90 56.80 2.64 26.20 0.26 91.05 0.86 7.34 0.25 73.22JUL. 27 10.20 0.15 0.10 0.01 59.50 60.20 2.67 25.30 0.27 90.89 0.87 7.23 0.21 80.07JUL. 28 9.40 0.15 0.11 0.01 59.70 59.80 2.53 27.80 0.26 90.57 0.82 7.52 0.18 79.81JUL. 29 9.60 0.14 0.10 0.01 59.70 59.10 2.43 27.90 0.21 92.06 0.77 7.59 0.17 83.19JUL. 30 9.60 0.14 0.10 0.01 60.60 59.50 2.22 27.10 0.20 91.66 0.71 7.20 0.13 83.12
* Fuente: Elaboración propia.
66
Las recuperaciones fueron calculadas usando la siguiente formula:
R = c ( f – t )
f ( c – t )
Donde: f = % ley de cabeza
c = % ley de concentrado
t = % ley de relave
R = % recuperación
67
Figura Nº 4.4 CURVA DE LEYES DE CABEZA DE COBRE Y PLATA
0 5 10 15 20 25 30 350.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
LEY DE CABEZA DE COBRE LEY DE CABEZA DE PLATA
* Fuente: Elaboración propia.
Figura Nº 4.5 CURVA DE RECUPERACIÓN DE COBRE Y PLATA
0 5 10 15 20 25 30 3570.00
75.00
80.00
85.00
90.00
95.00
RECUPERACION DE COBRE RECUPERACION DE PLATA
* Fuente: Elaboración propia.
68
Figura Nº 4.6 CURVA CONCENTRADO Y RELAVE DE COBRE
0 5 10 15 20 25 30 3523.50
24.00
24.50
25.00
25.50
26.00
26.50
27.00
27.50
28.00
28.50
CONCENTRADO DE COBRE
CONCENTRADO DE COBRE
* Fuente: Elaboración propia.
0 5 10 15 20 25 30 350.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
RELAVE DE COBRE
RELAVE DE COBRE
* Fuente: Elaboración propia.
69
4.4. COSTO COMPARATIVO DEL COLECTOR Z – 11 VERSUS
PROMOTER 3418:
En todo proceso de Concentración por flotación
siempre existe un compromiso económico entre el precio de
un mayor o menor consumo de reactivos como es el caso de
la flotación de los minerales de Cobre de Cobriza, que
requiere hacer un análisis del costo comparativo
aproximado.
4.4.1. CONSUMO DE LOS REACTIVOS USANDO EL Z–11
COMO COLECTOR:
REACTIVOS
CONSUMO
lb/TonPRECIO
Soles/Ton Soles/TonZ-11 0.337 4.95 1.67MIBC 0.15 3.18 0.49NaCN 0.02 3.05 0.052Cal 2.47 0.17 0.42 TOTAL 2.652
* Fuente: Elaboración propia.
TONELAJE PROMEDIO TRATADO HASTA JUNIO 78,880 TMS x 2.652
= S/. 207,614.79
4.4.2. CONSUMO DE LOS REACTIVOS USANDO EL
3418 COMO COLECTOR:
REACTIVOSCONSUMO LB/Ton
PRECIO Soles/Ton Soles/Ton
3418 A 0.14 10.16 1.41MIBC 0.10 3.18 0.315NaCN 0.01 3.05 0.037Cal 1.40 0.17 0.238 TOTAL 2.00
* Fuente: Elaboración propia.
TONELAJE TRATADO EN JULIO 78,780 TMS x 2.00 = S/. 157,560.00
POR LO TANTO S/. 207,614.79 – S/. 157,560.00 = S/. 50,054.00
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POR MES Y POR AÑO = S/. 600,657
De donde vemos claramente las variaciones de gastos del
mes promedio con Z-11 y el mes de julio con el promotor 3418A.
Tabla N° 4.2 - CONSUMO PROMEDIO DE REACTIVOS CON EL
PROMOTER 3418A
Reactivos cc/min DISTRIBUCIÓNPunto de adición
3418A
MIBC NaCN 3418A Lb/ton % MIBC Lb/ton
% NaCN lb/ton
pH
Acond. Nº 022500 200 0.075 54.4 0.03 33.8
9B.M. Nº 05Rougher I 9.8
Rougher II1400 140 0.042 30.4 0.02 23.7
2
Scavenger II700 250 0.022 15.2 0.04 42.3
9Cab. 2da. Limp.
850
3ra. Limp. 0.017 12.2TOTAL 4600 590 850 0.139 100 0.1 100 0.017
* Fuente: Elaboración propia.
Tabla Nº 4.3 - CONSUMO PROMEDIO DE REACTIVOS CON EL Z-11
Reactivos cc/min DISTRIBUCIÓNPunto de adición
Z-11 MIBC
NaCN Z-11 % MIBC Lb/ton
% NaCN lb/ton
pH
Acond. Nº 02 8500 280 0.255 75.9 0.05 30.43B.M. Nº 05Rougher I 9.8Rougher II 2000 240 0.06 17.9 0.04 23.09Scavenger II 700 400 0.022 6.26 0.07 43.48Cab. 2da. Limp.3ra. Limp. 1200 0.017 12.2TOTAL 11200 920 1200 0.337 100 0.15 97 0.017
* Fuente: Elaboración propia.
71
4.5. PRUEBA DE HIPOTESIS
Los resultados metalúrgicos obtenidos en las pruebas
realizadas a escala de laboratorio y planta demuestran que con el
uso de Aerophine 3418 como colector principal mejora
sustancialmente los grados y recuperaciones del cobre – plata en
la concentradora de Cobriza.
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CONCLUSIONES
1. En el periodo del 1ro al 30 de julio se probó a escala de planta el
Promoter 3418 en la flotación de cobre reemplazando en forma total al
colector Z – 11 de RENASA.
2. En la flotación de cobre a partir de los minerales de Cobriza en el
rango de dosificaciones entre: 0,022 a 0,075 lbs/ton, la muestra de
Aerophine 3418 de Cytec reportó mayores recuperaciones de Cu – Ag
y un mayor índice de selectividad Cu/Fe en comparación de su similar
Z – 11 de RENASA.
3. Como se puede ver los resultados metalúrgicos resumidos en la tabla
N° 6 con la utilización del reactivo 3418 se ha logrado un concentrado
de cobre promedio de 26.85%, con una recuperación de 91.38%
respectivamente, también la recuperación de plata fue de 79.18%,
estos resultados son mejores a los obtenido con el colector Z – 11.
4. Los resultados metalúrgicos obtenidos durante el mes de julio a
escala de planta, comprueba los resultados logrados anteriormente a
escala de laboratorio, esto indica que el Aerophine 3418 tiene mayor
selectividad de Cu/Fe en la flotación de la chalcopirita.
5. El consumo del Aerophine 3418 durante el mes de prueba fue de
0,0139 lbs/ton, con una concentración de preparación de 2.5% que es
similar al Z – 11.
73
6. Con la adición del Aerophine al circuito de flotación, el consumo de los
otros reactivos como son de Z – 11, MIBC, NaCN, fue menor en
%10%, 35% y 25% respectivamente.
7. El promoter 3418 supera ampliamente al Z – 11, tanto en su
efectividad colectora y selectora Cu/Fe, también su alcalinidad (pH =
9 á 11), además posee propiedades de depresión de la pirrotita, pirita
y arsenopirita.
8. Utilizando el Promoter 3418 en la flotación de cobre – plata en la
concentradora de Cobriza se podrá ahorrar S/ 600,657.00 de nuevos
soles por año.
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RECOMENDACIONES
1. Se debe continuar realizando pruebas a escala de laboratorio con
muestras de mineral de otras zonas como de Pumagayoc para definir
sus características colectoras selectivas de cobre y plata del mineral
de la Unidad de Cobriza.
2. Realizar pruebas de flotación adicionando el promoter 3418 después
de la etapa de molienda.
3. Realizar pruebas metalúrgicas a escala de laboratorio mezclando el
promoter 3418 con los colectores de RENASA a diferentes
proporciones.
4. Buscar un mejor sinergismo entre el promoter 3418 con el espumante
(D – 200) que se usa en la planta de Cobriza.
5. Es conveniente realizar pruebas controladas a escala de planta
empleando procedimientos estadísticos para su mejor evaluación.
6. Evaluar el efecto de envejecimiento del reactivo Aerophine 3418 en
recipientes abiertos.
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7. En razón de importancia de los resultados de las pruebas, para
alcanzar la uniformidad de criterios de todos los supervisores; es
conveniente que cada uno pongan su experiencia y el conocimiento
logrado en metalurgia, cuando se usa un reactivo nuevo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Edición Lima – Perú pag. 128 – 134
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Traducido del Ingles al Castellano de John Curie Lima – Perú pag.. 9 -
1, 9 -15
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Privada, Santiago, Chile 1985.
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76
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1100.
10.KLIMPEL, R.R. AND HANSEN, “Some novel Chalation Collectors for
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11.KLIMPEL, R.R. AND HANSEN, R.D., “Recent Advances in New
Frother and Collector Chemistry for Sulfide Mineral Flotation 1988,
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12.MANZANEDA, J. “Procesamiento de Minerales” 2004 Lima – Perú
13.REACTIVOS NACIONALES S.A. Los Reactivos de Flotación y su
Aplicación Practica” Junio 1989, Mahr Tunnel pag. 1 – 23.
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Menor Costo Análisis de una Experiencia Practica” La Oroya 1983.
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Programa de Capacitación Continua: 15, 16, 17 de junio 1994, Lima
Perú.
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