celdas de flotacion
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE VALPARASO
FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA DE INGENIERA QUMICA
PROYECTO PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO CIVIL
EN METALURGIA EXTRACTIVA
ANLISIS TCNICO ECONMICO DE
RECUPERACIN DE FINOS DE COBRE Y
MOLIBDENO CON CELDA G-CELL DESDE
CIRCUITO DE FLOTACIN COLECTIVA
CODELCO DIVISIN ANDINA
Juan Kalise Seplveda
Profesor Gua:
Alvaro Aracena Capia
2013
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AGRADECIMIENTOS
Si es lo que te gusta y quieres, te apoyamos
Fueron las palabras de mis padres, Angel y Elena cuando les cont de Ingeniera
Civil en Metalurgia Extractiva; es aqu donde comienzan los agradecimientos, si hoy
soy un profesional, es gracias a que ustedes me apoyaron incondicionalmente en el
inicio, transcurso y final de este proyecto. Fue imposible, viajar ms de dos veces por
ao, muchas veces no se pudo viajar ms de una, pero nunca falt la llamada, el
viejo lobo, y eso no reemplaza el llegar todos los das a tu casa, pero es valiosa
vitamina cuando estas solo y a ms de 2000 kilmetros de los que ms quieres. Ya
cuando casi me venca el ritmo de la Universidad y evaluaba si realmente tena la
suficiente fuerza para continuar, se integra a mi mundo, ms bien me integran a su
mundo Catalina y Sebastin. Quin de los dos puede estar ms tiempo tranquilo?
Averiguarlo dara para tema de memoria y hasta SixSigma. La responsable de que
recordara que soy capaz de grandes cosas y que todo depende de las ganas y la
motivacin. Creo que la Universidad me estaba comiendo, todo ser humano
necesitar sentir y sentirse enamorado? Al menos yo s. Conoc otro mundo, las
familias numerosas, los asados memorables, los cumpleaos con comida para todo
el mes, y los estudios retomaron su curso exitosamente. Luisa y Patricio,
prcticamente segundos padres, muchas gracias por el apoyo, la preocupacin, el
hogar para conmigo y los tres terremotos. Pa Nicole? Cuando tuviera un hijo
sera nia y se llamara Pa Nicole. Dicen que se parece a m, ahora entiendo porqu
valoran y destacan mi simpata. Se nos agrand la familia, lleg la rulito, gracias por
ser otro importante estanque de combustible para los proyectos y metas que nos
hemos propuesto y se seguirn viniendo.
Ahora me quedo corto para agradecer a mis hermanos, las personas que
abiertamente me dieron consejos y palabras sabias de la experiencia que han
contribuido al logro de la meta de este proyecto. A ellos tambin se suman Claudia
Golarte, Richard Araya, Ricardo Garrido. A Valeska, Miguel, Sebastin, Rodrigo, por
la colaboracin para que pudiese finalizar este proceso, A Alvaro Aracena por la
confianza, apoyo y gua en los proyectos que trabajamos, y Francisco por la
calculadora que harto uso y provecho le saqu.
A todos ustedes y mucha ms gente que se me queda fuera, nuevamente
muchas gracias
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RESUMEN
En la presente Memoria se exponen los resultados tcnicos y econmicos obtenidos
a partir del pilotaje desarrollado por Ingeniera de Minerales S.A. con Celdas de
flotacin neumtica G-Cell en la planta de flotacin colectiva de Codelco Divisin
Andina, se pueden revisar fotos en el Anexo D.
Frente a las caractersticas detectadas en las colas de la Divisin Andina de Codelco,
la tecnologa de flotacin G-Cell surge como una alternativa viable y propicia para
recuperar los finos de Cobre y Molibdeno que se encuentran en fracciones de
tamao finas, esto es en un tamao menor a 45 micrones (325# Ty), y en las cuales
una Celda G-Cell presenta sus mejores rendimientos debido a la generacin de
micro burbujas.
A lo largo del periodo que dur el pilotaje se evaluaron configuraciones de la planta
piloto y diversos flujos para alimentar las Celdas G-Cell, en bsqueda del punto que
significara el mayor retorno econmico y que fuese factible tcnicamente dadas las
condiciones de espacio al interior de la planta concentradora.
Es en el sentido anterior que se determina a partir de los resultados de las pruebas,
que la oportunidad de instalar Celdas G-Cell se encuentra en las Colas Columnas.
En este punto la instalacin de 2 Celdas neumticas G-Cell en serie y con capacidad
de procesar 1500 m3/h de pulpa, significa para Codelco Divisin Andina un aumento
en la produccin de finos de Cobre y Molibdeno de 882,6 y 44,46 toneladas al ao
respectivamente, con un VAN a los 5 aos de 10,723 KUSD considerando un nivel
de tasa de cambio medio.
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NDICE GENERAL
AGRADECIMIENTOS .................................................................................................. 2
RESUMEN ................................................................................................................... 3
NDICE GENERAL ....................................................................................................... 4
NDICE DE FIGURAS .................................................................................................. 6
NDICE DE TABLAS .................................................................................................... 9
CAPTULO 1: INTRODUCCIN Y OBJETIVOS ........................................................ 11
1.1. INTRODUCCIN ............................................................................................. 11
1.2. MOTIVO DEL ESTUDIO .................................................................................. 11
1.3. OBJETIVOS ..................................................................................................... 12
CAPTULO 2: CODELCO ANDINA ............................................................................ 14
2.1. ANTECEDENTES [3] ....................................................................................... 14
2.2. PRODUCTOS [3] ............................................................................................. 15
2.3. SISTEMA DE CONCENTRACIN[3] ............................................................... 15
CAPTULO 3: MARCO TERICO .............................................................................. 20
3.1. FLOTACIN MECNICA ................................................................................. 20
3.2. FLOTACIN NEUMTICA ............................................................................... 22
3.3. APLICACIONES INDUSTRIALES EN CHILE .................................................. 33
3.4. CONCEPTOS BASICOS .................................................................................. 38
CAPTULO 4: TRABAJO EXPERIMENTAL EN LA PLANTA PILOTO ....................... 43
4.1. PLAN DE MUESTREO ..................................................................................... 43
CAPTULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIN DEL PILOTAJE .................................. 46
5.1. PUNTO 1: COLA COLUMNAS ......................................................................... 46
5.1.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN 1 ................................................................ 46
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5
5.1.2. ESTRATEGIA DE OPERACIN 2 ................................................................ 53
5.1.3. CONCLUSIONES DEL PUNTO 1 ................................................................. 59
5.2. PUNTO 2: COLA SCAVENGER ....................................................................... 60
5.2.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN ................................................................... 60
5.2.2. CONCLUSIONES DEL PUNTO 2 ................................................................. 66
5.3. PUNTO 3: ALIMENTACIN COLUMNAS ........................................................ 67
5.3.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN ................................................................... 67
5.3.2. CONCLUSIONES DEL PUNTO 3 ................................................................. 77
CAPTULO 6: DETERMINACIN DE LOS FACTORES DE DISTRUBUCIN.......... 78
6.1. COBRE ............................................................................................................ 78
6.2. MOLIBDENO .................................................................................................... 82
CAPTULO 7: BALANCE METALURGICO ................................................................ 85
7.1. CASO BASE DE LA DIVISIN ANDINA .......................................................... 85
7.2. CASO 1 CELDA G-CELL ................................................................................. 87
7.3. CASO 2 CELDAS G-CELL ............................................................................... 89
CAPTULO 8: EVALUACION ECONOMICA .............................................................. 91
8.1. GENERALIDADES CAPITAL TOTAL DE INVERSION .................................... 91
8.2. GENERALIDADES COSTO TOTAL DEL PRODUCTO ................................... 92
8.3. CASO 1 CELDA G-CELL ................................................................................. 93
8.4. CASO 2 CELDAS G-CELL ............................................................................... 95
CAPTULO 9: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................... 96
GLOSARIO ................................................................................................................ 98
BIBLIOGRAFA ........................................................................................................ 101
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NDICE DE FIGURAS
FIGURA 1. DIAGRAMA DE FLUJOS FLOTACIN ROUGHER Y REMOLIENDA. ... 17
FIGURA 2. DIAGRAMA DE FLUJOS FLOTACIN DE LIMPIEZA Y SCAVENGER. 18
FIGURA 3. ESQUEMA CLSICO CELDA MECNICA. ............................................ 21
FIGURA 4. TIPOS DE ZONAS DE UNA CELDA MECNICA. .................................. 22
FIGURA 5. TIPOS DE ZONAS DE UNA CELDA NEUMTICA. ................................ 23
FIGURA 6. CELDA JAMESON. ................................................................................. 24
FIGURA 7. CELDA EKOFLOT. .................................................................................. 25
FIGURA 8. DISEO CLSICO V-CELL. .................................................................... 26
FIGURA 9. CORTE DE SECCIN, AIREADOR DISEO ESPECIAL IMHOFLOT. ... 28
FIGURA 10. DISEO AVANZADO G-CELL. ............................................................. 29
FIGURA 11. DETALLE ESQUEMTICO QUE LAS FUERZAS QUE ACTAN
SOBRE LAS PARTCULAS EN LA CELDA. ....................................................... 30
FIGURA 12. RECUPERACIN COMO FUNCIN DEL TAMAO DE PARTCULA
PARA TRES NIVELES DE ALTURA DE ESPUMA. ........................................... 32
FIGURA 13. COMPARACIN DE RECUPERACIONES CIRCUITO
CONVENCIONAL Y CIRCUITO CONVENCIONAL MS CELDAS
NEUMTICAS. ................................................................................................... 34
FIGURA 14. EFECTO DE UNA CELDA NEUMTICA COMO PRE-ROUGHER. ...... 37
FIGURA 15. MDULOS TPICOS DE OPERACIN EN CIRCUITOS DE
FLOTACIN. ...................................................................................................... 41
FIGURA 16. DIAGRAMA DE FLUJOS Y PUNTOS DE MUESTREO PARA 1 CELDA.
............................................................................................................................ 45
FIGURA 17. DIAGRAMA DE FLUJOS Y PUNTOS DE MUESTREO PARA 2
CELDAS. ............................................................................................................. 45
FIGURA 18. CIRCUITO 1 PLANTA PILOTO G-CELL. .............................................. 47
FIGURA 19.LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 48
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FIGURA 20. RECUP. DE COBRE DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 48
FIGURA 21. RECUP. EN PESO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 49
FIGURA 22. LEY DE MOLIBDENO EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA
LEY DE MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. ................................................. 51
FIGURA 23.RECUP. DE MOLIBDENO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. .............................................................. 51
FIGURA 24. RAZN DE CONCENTRACIN DE MOLIBDENO EN FUNCIN DE LA
LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO. ........................................................ 52
FIGURA 25. CIRCUITO 2 PLANTA PILOTO G-CELL. .............................................. 53
FIGURA 26.LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 54
FIGURA 27. RECUP. DE COBRE DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 54
FIGURA 28. RECUP. EN PESO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 55
FIGURA 29. LEY DE MOLIBDENO EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA
LEY DE MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. ................................................. 57
FIGURA 30. RECUP. DE MOLIBDENO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. .............................................................. 57
FIGURA 31. RAZN DE CONCENTRACIN DE MOLIBDENO EN FUNCIN DE LA
LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO. ........................................................ 58
FIGURA 32.CIRCUITO 1 PLANTA PILOTO G-CELL. ............................................... 61
FIGURA 33. LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 61
FIGURA 34. RECUP. DE COBRE DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 62
FIGURA 35. RECUP. EN PESO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 62
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8
FIGURA 36. LEY DE MOLIBDENO EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA
LEY DE MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. ................................................. 64
FIGURA 37. RECUP. DE MOLIBDENO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. .............................................................. 64
FIGURA 38. RAZN DE CONCENTRACIN DE MOLIBDENO EN FUNCIN DE LA
LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO. ........................................................ 65
FIGURA 39. CIRCUITO 4 PLANTA PILOTO G-CELL. .............................................. 68
FIGURA 40. LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 69
FIGURA 41. RECUP. DE COBRE DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 69
FIGURA 42. RECUP. EN PESO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
COBRE EN LA ALIMENTACIN. ....................................................................... 70
FIGURA 43. LEY DE MOLIBDENO EN EL CONCENTRADO EN FUNCIN DE LA
LEY DE MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. ................................................. 71
FIGURA 44. RECUP. DE MOLIBDENO DE LA CELDA EN FUNCIN DE LA LEY DE
MOLIBDENO EN LA ALIMENTACIN. .............................................................. 71
FIGURA 45. RAZN DE CONCENTRACIN DE MOLIBDENO EN FUNCIN DE LA
LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO. ........................................................ 72
FIGURA 46. PORCENTAJE ACUMULADO PASANTE DE COBRE EN
CONCENTRADO G-CELL Y COLUMNAS DE LA DIVISIN ANDINA. .............. 73
FIGURA 47.PORCENTAJE ACUMULADO PASANTE DE MOLIBDENO EN
CONCENTRADO G-CELL Y COLUMNAS DELA DIVISIN ANDINA. ............... 74
FIGURA 48. RECUPERACIN DE COBRE POR DIMETRO MEDIO DE
PARTCULA DE CELDA G-CELL Y COLUMNAS DE LA DIVISIN ANDINA. ... 74
FIGURA 49. RECUPERACIN DE MOLIBDENO POR DIMETRO MEDIO DE
PARTCULA DE CELDA G-CELL Y COLUMNAS DE LA DIVISIN ANDINA. ... 75
FIGURA 50. RECUPERACIN DE COBRE COMO FUNCIN DE LA
RECUPERACIN EN PESO DE LA CELDA. ..................................................... 79
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FIGURA 51. RESULTADOS DEL MODELO DETERMINADO Y DATOS EMPRICOS.
............................................................................................................................ 81
FIGURA 52. LEY DE MOLIBDENO EN EL CONCENTRADO COMO FUNCIN DE
LA LEY DE COBRE EN EL CONCENTRADO. ................................................... 82
FIGURA 53. RESULTADOS DEL MODELO DETERMINADO Y DATOS EMPRICOS.
............................................................................................................................ 84
FIGURA 54. IDENTIFICACIN DE LOS FLUJOS PARA CASO BASE
CONSIDERADO. ................................................................................................ 86
FIGURA 55. IDENTIFICACIN DE LOS FLUJOS PARA CASO 1 CELDA G-CELL. 87
FIGURA 56. IDENTIFICACIN DE LOS FLUJOS PARA CASO 2 CELDA G-CELL. 89
NDICE DE TABLAS
TABLA 1.RESULTADOS DE PRUEBAS EN MINERA TAMAYA S.A. ....................... 35
TABLA 2. PROMEDIO DE ALTURA DE ESPUMA DE AMBAS CELDAS DURANTE
LA OPERACIN. ................................................................................................ 49
TABLA 3.PROMEDIO DE ALTURA DE ESPUMA DE AMBAS CELDAS DURANTE
LA OPERACIN. ................................................................................................ 55
TABLA 4.PROMEDIO DE ALTURA DE ESPUMA DE LA CELDA DURANTE LA
OPERACIN ...................................................................................................... 63
TABLA 5. PROMEDIO DE ALTURA DE ESPUMA DE LA CELDA DURANTE EL DA.
............................................................................................................................ 70
TABLA 6. RECUPERACIN DE COBRE Y RECUPERACIN EN PESO DE LA
MASA TOTAL ALIMENTADA A LA CELDA. ....................................................... 78
TABLA 7. SPLIT FACTORS ESTIMADOS PARA CADA CIRCUITO DE LA DIVISIN
ANDINA COMO CASO BASE. ............................................................................ 85
TABLA 8. LEYES DE COBRE Y MOLIBDENO EN LOS RESPECTIVOS FLUJOS. .. 86
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TABLA 9.LEYES DE COBRE Y MOLIBDENO ESPERADAS AL INCLUIR 1 CELDA
G-CELL. .............................................................................................................. 88
TABLA 10. SPLIT FACTOR ESPERADOS AL INCLUIR 1 CELDA G-CELL.............. 88
TABLA 11. PRODUCCIN ADICIONAL ESPERADA CON LA TECNOLOGA G-
CELL. .................................................................................................................. 88
TABLA 12.LEYES DE COBRE Y MOLIBDENO ESPERADAS AL INCLUIR 2
CELDAS G-CELL. ............................................................................................... 90
TABLA 13.SPLIT FACTORS ESPERADOS AL INCLUIR 2 CELDAS G-CELL. ......... 90
TABLA 14.PRODUCCIN ADICIONAL ESPERADA CON LA TECNOLOGA G-
CELL. .................................................................................................................. 90
TABLA 15. LA SUMA DE LOS PUNTOS 1 AL 12 FORMA EL CAPITAL TOTAL DE
INVERSIN. ....................................................................................................... 92
TABLA 16. LA SUMA DE LOS PUNTOS 1 AL 7 FORMA EL COSTO TOTAL DEL
PRODUCTO. ...................................................................................................... 93
TABLA 17. CAPITAL TOTAL DE INVERSIN PARA 1 CELDA G-CELL. ................. 94
TABLA 18. INDICADORES ECONMICOS CASO 1 CELDA G-CELL. .................... 94
TABLA 19. CAPITAL TOTAL DE INVERSIN PARA 2 CELDAS G-CELL. ............... 95
TABLA 20. INDICADORES ECONMICOS CASO 2 CELDAS G-CELL. .................. 95
TABLA 21. RESULTADOS DE LA EVALUACIN TCNICA Y ECONMICA. ......... 98
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CAPTULO 1: INTRODUCCIN Y OBJETIVOS
1.1. INTRODUCCIN Con el fin de mejorar la flotabilidad de partculas finas, varias tecnologas de flotacin
de partculas, incluso flotacin por aire disuelto, electro flotacin, floculacin-flotacin
selectiva y flotacin por arrastre, han sido desarrolladas y probadas en los ltimos
treinta aos. Muchas de estas tecnologas estn basadas preliminarmente en
aumentar la eficiencia de colisin entre las burbujas de gas (aire) y las partculas
minerales[1].
En Codelco Divisin Andina, en el circuito de flotacin colectivo (Cobre y Molibdeno),
se detecta una oportunidad de aumentar la recuperacin del circuito mediante la
disminucin de las prdidas de finos de Cobre y Molibdeno en la cola scavenger.
Por lo anterior nace el contrato entre Codelco Divisin Andina e Ingeniera de
Minerales S.A. para realizar pruebas de escala piloto con celdas de flotacin
neumtica G-Cell al interior de la planta concentradora.
1.2. MOTIVO DEL ESTUDIO Con el agotamiento de los recursos y la disminucin de las leyes, los minerales que
salen del circuito de molienda y remolienda son cada vez ms finos debido a la
necesidad de alcanzar la liberacin. Por lo tanto, la flotacin de partculas finas es un
inmenso desafo a ser abordado por investigadores en todo el mundo, ya que es
sabido que, generalmente las partculas de tamao intermedio siempre presentan
mayor flotabilidad, mientras que las finas y gruesas flotan con mayor dificultad[1].
En el caso de Codelco Divisin Andina, estudios realizados por IM2 el ao 2011 y
2012, y seguimientos realizados por el laboratorio metalrgico de la concentradora,
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muestran que en la etapa Scavenger, las prdidas de Cobre y Molibdeno se
concentran principalmente bajo 325#. En este escenario, se presenta la oportunidad
de probar tecnologa de flotacin neumtica caracterizada por la recuperacin de
partculas finas, aprovechando las condiciones de liberacin alcanzadas por los
sulfuros de Cobre y Molibdeno en la etapa de limpieza.
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. OBJETIVO GENERAL
Evaluar tcnica y econmicamente la tecnologa de celdas neumticas G-cell en el
circuito de flotacin colectiva para la recuperacin de finos y ultra finos de cobre y
molibdeno como concentrado final (28 a 30% Cobre y 0,4 a 0,5% Molibdeno) de la
planta, para flexibilizar el circuito industrial convencional, aumentar la recuperacin
global en la Divisin Andina de Codelco y obtener antecedentes para ser
considerados en el proyecto de expansin Andina 244.
1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS
Determinar si el flujo de alimentacin del circuito Scavenger es el ms
adecuado desde el punto de vista tcnico y econmico para recuperar finos y
ultra-finos de Cobre y Molibdeno liberados con tecnologa de celdas
neumticas G-Cell, como concentrado final de cobre.
Evaluar si a partir del flujo de las colas del circuito Scavenger es factible
tcnica y econmicamente recuperar finos y ultra-finos de Cobre y Molibdeno
liberados con celdas de flotacin neumtica G-Cell, como concentrado final de
cobre.
Responder con fundamentos tcnicos y econmicos si el flujo de alimentacin
del circuito Columnar resulta ser un buen punto para recuperar finos y ultra-
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finos de Cobre y Molibdeno liberados con tecnologa de celdas neumticas G-
Cell, como concentrado final de cobre.
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CAPTULO 2: CODELCO ANDINA
2.1. ANTECEDENTES[3]
Divisin Andina, es una de las cinco divisiones mineras de Codelco Chile, se
encuentra ubicada en la parte alta de la cordillera de la V regin, a 38 km de la
ciudad de Los Andes y a 50 km al noreste de Santiago. Sus operaciones mineras se
desarrollan entre los 3500 y 4200 metros sobre el nivel del mar. Sus productos de
exportacin se embarcan regularmente, a travs del Puerto Ventanas.
Los recursos de Andina provienen principalmente del yacimiento Ro Blanco, que
geolgicamente corresponde a un yacimiento tipo prfido cuprfero. Andina es
propietaria de la parte oriental de este yacimiento.
Los recursos de Andina, con ley de corte 0,5% Cu, alcanzan a 4.450 millones de
toneladas de mineral, con una ley de 0,83% de cobre y 0,022% de molibdeno, lo que
es equivalente a 36,9 millones de toneladas de cobre fino. Con similar ley de corte,
los recursos demostrados alcanzan 1.670 millones de toneladas con una ley media
de 0,86% Cu y 0,023% Mo.
Andina beneficia sus minerales por procesos de concentracin, utilizando las
tcnicas de molienda semi-autgena, tcnicas de molienda unitaria y convencional,
molienda hmeda en molinos de barras y bolas, flotacin rougher convencional,
flotacin de limpieza mediante columnas de flotacin, separacin de cobre y
molibdeno por flotacin selectiva, filtracin y almacenamiento del concentrado de
cobre.
Actualmente la capacidad diaria de tratamiento es de 94000 toneladas mtricas de
material. Produciendo el ao 2011, 233912 toneladas mtricas de cobre fino y 3174
toneladas mtricas de finos de molibdeno.
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2.2. PRODUCTOS[3]
El principal producto de divisin Andina, el concentrado de cobre, es una mezcla de
sulfuros compuesta principalmente por calcopirita (CuFeS2) (80% en peso) y, en
menor proporcin, por calcosina (Cu2S), bornita (Cu5FeS4), covelina (CuS) y otros.
La ley media del concentrado de cobre es de 29,73% Cu y su humedad media es de
8,8%. Posee, adems, unas 70 y 0,5 ppm de plata y oro respectivamente. El
contenido de arsnico oscila en torno al 0,2%.
El concentrado de Andina posee contenidos de slice, almina, xidos de calcio,
magnesio y cromo en conjunto menores al 6%. Los contenidos de fierro y azufre
promedian en torno al 18 y 34% para cada uno.
Dos son los productos finales de Andina:
Concentrado de cobre, cuyas dos terceras partes se exportan directamente a
travs del puerto de Ventanas, mientras que el tercio restante se procesa en
fundiciones y refineras de otras divisiones de Codelco para ser convertido en
ctodos.
Concentrado de Molibdeno, que es enviado a Molymet para su maquilacin y
luego es exportado a Europa a travs del puerto de San Antonio.
La produccin de cobre fino ha crecido sostenidamente desde el inicio de las
operaciones en 1970, comenzando con 10000 toneladas anuales de cobre fino
durante los primeros aos, y alcanzando en el 2000 las 250000 toneladas.
Caracterstica relevante de Andina es que su rea industrial se desenvuelve en un
tpico clima de alta cordillera, que limita las operaciones del sector explotado a cielo
abierto a 320 das al ao.
2.3. SISTEMA DE CONCENTRACIN
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2.3.1. CHANCADO, CONCENTRACIN Y FILTRADO[3]
Luego de la etapa de extraccin en las minas a rajo abierto y subterrnea de Andina,
el mineral se enva a las plantas de chancado primario, donde es triturado y,
posteriormente, conducido por correas hasta las instalaciones de molienda y flotacin
colectiva en la Planta Concentradora.
La etapa de molienda se realiza mediante tres sistemas paralelos: molienda
convencional, molienda unitaria y molienda SAG.
La flotacin genera la separacin de las partculas sulfuradas de cobre y molibdeno
desde la roca, proceso por el cual se obtiene un concentrado colectivo de cobre y
molibdeno cuyas leyes aproximadamente alcanzan al 30 y 0,52% respectivamente.
2.3.2. FLOTACIN ROUGHER Y REMOLIENDA[4]
La flotacin rougher est conformada por tres lneas (A, B y E), las cuales son
alimentadas desde dos cajones distribuidores. En el caso de las lneas A y B, su
alimentacin proviene del cajn distribuidor que contiene pulpa proveniente de los
circuitos de Molienda Unitaria 1, Molienda Unitaria 2, SAG y la lnea A de la molienda
convencional, en cambio la lnea E es alimentada desde un cajn distribuidor que
solo contiene pulpa proveniente de las lneas B y C de la molienda convencional.
Las lneas A y B de flotacin rougher estn compuestas por lneas paralelas A1-A2 y
B1-B2 respectivamente, de 8 celdas de 108 m3 en cada lnea y la lnea E posee dos
lneas paralelas de 4 celdas cada una de 130 m3. Las lneas A y B corresponden a la
expansin a 64 KTPD y la lnea E a la expansin a 94 KTPD.
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Figura 1. Diagrama de flujos flotacin rougher y remolienda.
2.3.3. FLOTACIN LIMPIEZA Y SCAVENGER[4]
El circuito de limpieza est conformado por 4 celdas columnares en paralelo (rea 13
m2), las cuales son alimentadas por los flujos provenientes de los hidrociclones de la
remolienda de concentrados (overflow). El concentrado producido por las columnas
representa el concentrado final de la flotacin colectiva (Cu-Mo), el cual es espesado
y transportado hasta la planta de molibdeno (PPC). Por otro lado, el relave total de la
flotacin columnar es enviado a la flotacin scavenger, la cual est constituida por
dos lneas paralelas de 16 celdas cada una, y de 38 m3 de volumen, las cuales
producen un concentrado que posteriormente es tratado en el molino de remolienda
de bolas y un relave que es enviado a espesaje junto con el relave rougher.
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El relave producido por las lneas rougher es enviado a la etapa de espesaje junto
con el relave producido en la flotacin scavenger y el concentrado rougher es
enviado a la etapa de remolienda.
LA DIVISIN ANDINA posee dos circuitos de remolienda, uno con dos molinos
verticales, que trata el concentrado rougher y otro con un molino de bolas que
procesa el concentrado scanvenger. Para el caso de la remolienda del concentrado
rougher, ste descarga en un cajn distribuidor que alimenta a dos bateras de
hidrociclones, el overflow de cada batera alimenta a las celdas de flotacin de
limpieza, y cada underflow alimenta a un molino vertical de 1.100 HP, cuya descarga
es nuevamente clasificada en las bateras de hidrociclones. Con respecto a la
remolienda del concentrado scavenger, este es clasificado en una batera de
hidrociclones cuyo overflow es enviado a la flotacin de limpieza y el underflow es
alimentado a un molino de bolas y el producto de este es nuevamente clasificado.
Figura 2. Diagrama de flujos flotacin de limpieza y scavenger.
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El concentrado colectivo se conduce por caeras hasta una planta en superficie
(Saladillo, 30 kilmetros al oeste de la mina subterrnea) para las etapas de flotacin
selectiva y de filtrado.
El concentrado de cobre se somete a un proceso de secado que disminuye la
humedad del producto hasta un 9% o menos, y finalmente es transportado por
ferrocarril hacia el Puerto de Ventanas, desde donde se despacha a diversas
fundiciones de Chile y el extranjero.
Al concentrado de molibdeno se les realiza los siguientes procesos en orden:
lixiviacin, filtrado y envasado de molibdenita, y cementacin, cloracin y
desulfhidratacin.
Por otra parte, los relaves del proceso de flotacin se envan a dos espesadores, en
donde se recupera hasta el 60% del agua contenida y se reenva hacia la molienda y
flotacin. El resto del material se transporta, a travs de una canaleta de 80
kilmetros de longitud, hacia el nuevo embalse de relaves Ovejera, ubicado en
Huechn, Regin Metropolitana, para su depositacin segura y permanente.
-
20
CAPTULO 3: MARCO TERICO
Hasta mediados de los aos setenta, las celdas de flotacin con agitacin mecnica
y auto-aspirantesdominaron el mercado. A partir de los aos noventa, se han
incorporado masivamenteen la industria las celdas mecnicas de gran tamao, tanto
auto-aspirantes como de aire forzado,y tambin las celdas neumticas. En alrededor
de cienaos se han desarrolladouna gran cantidad de celdas de diversos diseos, sin
embargo, las celdas de flotacin mecnicade amplio uso en aplicaciones industriales
no han cambiado mucho en trminos de su diseo[5].
El objetivo de la celda de flotacin es realizar una serie de funciones simultneas
como lasuspensin de partculas slidas, aspiracin de aire, dispersin del aire en
forma de pequeasburbujas, y finalmente el contacto y mezclado de las partculas
con el aire. La celda deflotacin debe proporcionar al fluido un ambiente en el cual
existan zonas con alta intensidadde mezclado y otras donde exista una relativa
tranquilidad. El agregado burbuja-partculapasa a una regin de calma para la
separacin, entrando finalmente a la fase espuma[5].
Las celdas de flotacin se clasifican en dos grandes familias: Celdas mecnicas y
Celdas neumticas. Se presenta a continuacin las principales caractersticas y
ejemplos de ambos tipos de celdas[6].
3.1. FLOTACIN MECNICA
Las celdas mecnicas o convencionales son las ms comunes y las ms usadas en
la industria. Se caracterizan por tener un impulsor o agitador mecnico (rotor o
impeler). Alrededor del eje del rotor se tiene un tubo concntrico hueco que sirve de
conducto para el ingreso del gas al interior de la pulpa, lo que ocurre en el espacio
entre el rotor y un estator o difusor, donde es dispersado en pequeas burbujas de 1
a 3 milmetros[6]. Ver Figura 3.
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21
Figura 3. Esquema clsico celda mecnica.
En la zona prxima al arreglo rotor estator existe una gran agitacin de la pulpa,
para favorecer el contacto partcula burbuja. A partir de un nivel medio de la celda
se tiene una zona menos turbulenta, donde el agregado burbuja-mineral hidrfobo
asciende con menor probabilidad de romperse. A medida que las burbujas se
mueven al nivel del labio de la celda, son arrastradas fuera por el empuje de las
burbujas que vienen atrs[6].ver Figura 4.
Segn el tipo de aireacin se tiene:
Celdas auto aspirante, que utilizan el vaco creado por el movimiento del rotor
para inducir o succionar el aire desde la atmsfera hacia abajo, por el tubo
concntrico alrededor del eje del rotor[6].
Celdas con aire forzado, que reciben el aire desde un soplador[6].
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22
Figura 4. Tipos de zonas de una celda mecnica.
3.2. FLOTACIN NEUMTICA
Las celdas neumticas de flotacin se diferencian de las celdas mecnicas
convencionales en cuatro aspectos bsicos:
Ausencia de agitacin mecnica.
Sistema de generacin de burbujas.
Agua de lavado.
Las celdas neumticas se clasifican segn la forma de contactar la pulpa y el aire en:
columnas contra-corriente y columnas co-corriente.
Columnas contra-corriente
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23
En una columna contra-corriente se distinguen dos zonas, ver Figura 5:
Zona de coleccin: desde la entrada del aire hasta la interface pulpa-espuma.
Zona de limpieza: desde la interface pulpa-espuma hasta el rebalse.
Figura 5. Tipos de zonas de una celda neumtica.
La pulpa previamente acondicionada, se alimenta cerca del tope de la zona de
coleccin, aproximadamente a 2/3 de la altura total de la columna. En la zona de
coleccin, las partculas provenientes de la alimentacin se contactan en
contracorriente con las burbujas producidas por el dispersor de aire ubicado en la
parte inferior de la columna. Las partculas hidrfobas chocan y se adhieren a las
burbujas, cruzan la interface y son transportadas a travs de la zona de limpieza,
constituida por un lecho de espuma de aproximadamente 1 metro de altura. Por otro
lado, las partculas hidrfilas son removidas desde el fondo de la columna.
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24
Columnas co-corriente
Un interesante punto de discusin ha sido planteado respecto a la baja eficiencia del
contacto entre partcula de mineral y burbujas en la zona de pulpa de las columnas
de flotacin. En este sentido, los diseos alternativos de celdas neumticas estn
provistos con un tubo de contacto descendente, llamado downcomer, similar a un
reactor flujo pistn co-corriente ideal. Este tubo permite el contacto intensivo entre la
pulpa y las burbujas en muy corto tiempo y con alta concentracin de gas. La Figura
6 muestra la celda Jamenson, que es la ms popular celda de contacto co-corriente,
principalmente en la industria del carbn. Otra celda de contacto co-corriente de uso
comercial es la celda neumtica tipo EKOFLOT, Figura 7.
Figura 6. Celda Jameson.
3.2.1. SISTEMA IMHOFLOT, G-CELL
La energa requerida por las celdas convencionales para mantener las partculas en
suspensin y generar burbujas, en las celdas neumticas con sistema Imhoflot se
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25
centra nicamente en la produccin de burbujas muy finas, y la suspensin de
partculas se consigue por el excedente de energa del sistema. La aireacin
generalmente se logra utilizando un simple sistema Venturi en una caera
(Downcomer) o usando una tecnologa de generacin de burbujas finas
especializado. Esta tecnologa de generacin de burbujas finas es una caracterstica
bsica del sistema Imhoflot. El aireador es auto-aspirante usa un sistema Venturi
multi-chorro cermico de alto corte que opera a alrededor de 2.5 bar (250 kilo
pascales) de contrapresin[7].
Figura 7. Celda EKOFLOT.
El tamao de las burbujas generadas parte desde ultra-finas hasta alrededor de 5 a
10 m. Burbujas en el rango de los 2 a 3 milmetros tambin se pueden encontrar
debido a la subsecuente coalescencia de burbujas. El aireador de alto corte est
diseado para maximizar la adhesin de las burbujas a todas las partculas
hidrofbicas. Por lo tanto el aireador puede ser visto para tender a la generacin de
burbujas as como para ayudar el contacto burbuja-partcula para una flotacin
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26
exitosa. En el diseo original de la celda Imhoflot, la V-Cell (Figura 8), la pulpa
aireada era introducida desde el fondo hacia arriba de la celda por medio de un
sistema de anillo distribuidor e inyectores[7].
Figura 8. Diseo clsico V-Cell.
Pulpa acondicionada
Dispositivo auto-aspirante
Colector de espuma cnico,
permite control de la espuma
Concentrado
Distribuidor de pulpa
Cola
Los objetivos de diseo de la flotacin neumtica Imhoflot son separar y optimizar las
etapas de proceso independientes que constituyen la flotacin; aireacin, contacto
partcula burbuja y separacin[7].
El tiempo de residencia en la celda neumtica convencional es generalmente de 3 a
4 minutos. En los ltimos aos Maelgwyn Mineral Services ha desarrollado el
concepto de usar fuerzas centrifugas para acelerar la separacin del concentrado y
mejorar la remocin de la fase espuma[7].
La estructura del dispositivo de aireacin (Venturi de diseo especial auto-aspirante)
est compuesta por piezas de alta resistencia y de fcil reemplazo. En la Figura 9 se
muestra un corte de seccin al aireador usado en las celdas[8].
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27
El dispositivo est compuesto por una seccin superior cilndrica que se encuentra
ensamblada con una placa con orificios que se asemejan a inyectores. Estos
inyectores estn inclinados, formando un cierto ngulo, llamado alfa, con respecto al
eje central del dispositivo de aireacin, provocando que el flujo de salida de los
inyectores converja en un punto centrado en las siguientes partes del dispositivo. A
continuacin de la placa de orificios se encuentra la cmara de aireacin[8].
En este conjunto, placa-cmara, ocurre un fenmeno de succin de aire externo
debido a la disminucin de la presin provocada por el aumento en la velocidad de la
pulpa a travs de los inyectores. Se genera entonces la mezcla pulpa ms aire que
sale del dispositivo y se conduce a la zona de coleccin en el Downcomer. As, la
interaccin partcula burbuja y la coleccin de las partculas de inters ocurre fuera
del tanque de separacin (Vessel)[2].
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28
Desde la unidad de aireacin, hasta el Downcomer, se mantiene la distribucin de
tamao de burbujas generadas debido a que se encuentra presurizado. En el
Downcomer, que es un tubo sin agitacin mecnica, es donde se produce la colisin
y adherencia de partculas. Luego se alimenta tangencialmente al Vessel permitiendo
con esto una rotacin del sistema pulpa-burbujas, para una mejor separacin del
concentrado. Debido a esta caracterstica especfica de esta celda neumtica, se ha
nombrado GyratoryCell (G-Cell)[2].
PULPA
AIREAIRE
PULPA + AIRE
Figura 9. Corte de seccin, aireador diseo especial Imhoflot.
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29
Figura 10. Diseo avanzado G-Cell.
Pulpa acondicionada
Dispositivo auto-aspirante
Downcomer
Distribuidor de pulpa tangencial
Vessel
Concentrado
Cola
Introduciendo la alimentacin aireada tangencialmente dentro del tanque separador
se logr reducir el tiempo de residencia ya que as se crean velocidades rotacionales
en la celda. La celda no est diseada como separador gravitacional, y las
velocidades rotacionales no son suficientemente altas como para sacar las partculas
gruesas de la espuma, como ocurre en un hidrocicln[9]. Sin embargo, la separacin
centrifuga de la espuma ha reducido ahora el tiempo de residencia a alrededor de 30
segundos, lo cual resulta en un incremento mltiple de la capacidad de la unidad de
flotacin[7].
La Figura 11 muestra el detalle de las fuerzas que actan sobre una partcula en la
pulpa dentro de la G-Cell, empujndola hacia abajo y cmo ascienden las burbujas
de aire cargadas de mineral. La fuerza hacia abajo (G) es la fuerza ejercida por la
gravedad y puede ser calculada usando la segunda ley de movimiento de Newton, la
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30
fuerza hacia la izquierda (C) es la fuerza centrfuga producto de la alimentacin
tangencial y el uso de una forma cilndrica en el estanque. La sumatoria de las
fuerzas anteriores genera una tercera fuerza F [7].
Figura 11. Detalle esquemtico que las fuerzas que actan sobre las partculas en la
celda.
La fuerza resultante (F) sobre la partcula en la pulpa es mayor que la fuerza de
gravedad por s sola. Esta fuerza incrementada en el sistema fomenta a las
partculas hidroflicas a separarse del sistema ms rpido, y por lo tanto, les da un
tiempo de residencia mucho ms corto en el estanque de separacin. La fuerza
adicional sumada a las partculas ayuda en la reduccin del arrastre de las de las
partculas hidroflicas en la espuma.Esto resulta en una mayor selectividad y por lo
tanto genera mejor ley en la espuma. El resultado de la fuerza en la pulpa crea una
interface pulpa/espuma angular, beneficiosa para el sistema, ya que permite a la
espuma fluir sobre la interface hacia el canal interior y as ayuda a la remocin de la
espuma. Este rpido retiro de espuma asegura que las partculas de mineral sean
retiradas del sistema antes que se separen de las burbujas y caigan de vuelta en la
C
F
E
D
G
-
31
pulpa, y se pierdan en la cola. Esto, en combinacin con la generacin de finas
burbujas en el aireador de alto corte, resulta en mejores recuperaciones de mineral
presente en fracciones de tamao fino, incrementando el rendimiento en el sistema
de flotacin permitiendo al dispositivo de separacin ser ms pequeo en tamao y
ms rentable que las celdas de flotacin convencionales[7]
Una baja velocidad de alimentacin de pulpa provoca que el vector de la fuerza
centrfuga que acta sobre una partcula se desplace hacia la direccin del vector de
la fuerza de gravedad. Como consecuencia de esto la interface pulpa/espuma se
posiciona a mayor profundidad en la celda, provocando una mayor altura de espuma
(o profundidad de la interface). Una mayor altura de espuma mejora el drenaje y as
se logran leyes de concentrado ms altas[10]. De acuerdo a estudios de flotacin
batch en celdas convencionales, a mayor altura de espuma se tienen menores
recuperaciones y mayor ley de concentrado debido a que se disminuye la
recuperacin de partculas con tamao mayor a 100 micrones, como se puede ver en
la Figura 12[11].
-
32
Figura 12. Recuperacin como funcin del tamao de partcula para tres niveles de
altura de espuma.
3.2.2. DISEO OPERACIONAL, CARACTERSTICAS Y
BENEFICIOS
El concepto de flotacin neumtica Imhoflot deriva en altas recuperaciones con un
tiempo de residencia excepcionalmente bajo[12].
Imhoflot se caracteriza por una alta capacidad de rendimiento unitario y puede tolerar
una amplia variacin en la velocidad de alimentacin y en la ley de alimentacin, o
sea, puede manejar condiciones de alimentacin muy fluctuantes. Este proceso
resulta adecuado para minerales de cintica de flotacin lenta, y que requieren bajos
costos de inversin y operacin. Es excelente para recuperacin de minerales
gruesos y ultra-finos[12].
La pulpa se impulsa a travs del sistema de aireacin por medio de una bomba
centrfuga, la cual proporciona la energa para la mezcla completa de la pulpa con el
aire. Sin embargo, el consumo especfico de energa es normalmente inferior al 60%
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33
de las celdas convencionales que usan Impeller o impulsor. No tiene partes mviles y
las partes crticas estn hechas de cermica con materiales resistentes[12].
El espacio requerido por las celdas es mucho ms pequeo que el que requiere una
celda convencional. El proceso ha simplificado los diagramas de flujos, debido a la
gran selectividad entre el mineral y la ganga. El proceso es de diseo modular. El
diseo de la unidad de distribucin, aireacin y el tanque de separacin, permiten un
fcil montaje y reemplazo de piezas[12].
Debido a la alta ley alcanzada con procesos que utilizan agua para lavar el
concentrado, tambin se puede incluir agua de lavado en las celdas segn
especificaciones del cliente, aunque esto no es necesario[12].
3.3. APLICACIONES INDUSTRIALES EN CHILE
3.3.1. MINERA MICHILLA S.A.
La compaa Minera Michilla se localiza en las costas del desierto de Atacama. Su
planta es alimentada con una amplia variedad de minerales de mina subterrnea y
rajo. Las leyes varan desde 2,6 a 3,4% de cobre total, 1,9 a 2,6% como sulfuro y 0,6
a 0,9% como xido. Comnmente la mineraloga presenta calcocita, bornita, covelita,
calcopirita, atacamita y crisocola. Una caracterstica importante de esta planta es que
usa agua de mar en sus procesos[12].
Las mejores configuraciones alcanzadas introduciendo celdas neumticas como
rougher y cleaner en la lnea de sulfuros de la planta, dieron como resultado
recuperaciones sobre 90% para cobre insoluble, usando como condiciones generales
36 a 43% de slido, 48 a 55% -200# Ty y 20 a 25% +65# Ty.
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34
Figura 13. Comparacin de recuperaciones circuito convencional y circuito
convencional ms celdas neumticas.
La aplicacin de la tecnologa de celdas neumticas en minera Michilla S.A. otorg
flexibilidad en los circuitos a alta capacidad, permitiendo a la planta adaptarse a los
cambios en la ley y composicin del mineral. Para los dos tipos de productos de la
planta, concentrado de sulfuro y xido de cobre, la produccin se increment de 2,4
toneladas por hora a 4,0 y 5,2 toneladas por hora. El tratamiento de la planta
increment de 40 a 80 toneladas por hora y algunas veces super las 100 toneladas
por hora[12].
3.3.2. COMPAA MINERA TAMAYA S.A.
Minera Tamaya est localizada a 450 kilmetros al norte de Santiago. Los minerales
tratados son principalmente calcopirita y mineral de oro, provenientes de diferentes
minas, por lo cual presentan varias caractersticas[12].
Se realizaron pruebas pilotos bajo las mismas condiciones de operacin, con el fin de
evaluar la tecnologa de flotacin neumtica. Como consecuencia de los resultados,
-
35
Minera Tamaya decidi cambiar su circuito de flotacin mecnica a flotacin
neumtica. Se introdujeron dos celdas neumticas de 2,5 metros de dimetro en
serie como rougher y dos celdas de 2,0 metros de dimetro en serie como cleaner[12].
% Recuperacin Razn de concentracin
Au Cu(tot.) Au Cu(tot.)
Celda neumtica
Promedio 72,17 80,69 32,78 28,28
Circuito mecnico
Promedio 90,23 91,54 6,70 7,16
Tabla 1.Resultados de pruebas en Minera Tamaya S.A.
Si bien por recuperacin de Cobre y Oro la tecnologa neumtica no es la mejor
opcin frente al sistema convencional existente, ya que supera levemente 80%, hay
que destacar que la razn de enriquecimiento est por sobre 20 puntos para cada
mineral a contraste de lo que sucede con el circuito mecnico.
El nuevo concentrador comprende slo celdas neumticas, mejorando enormemente
la economa de produccin. Adicionalmente la planta es altamente flexible, con bajos
requerimientos de mantencin, est contenida en un rea compacta y posee alto
grado de automatizacin[12].
3.3.3. COMPAA MINERA MAITENES
El concentrador Los Maitenes trata la escoria de Cobre producida por la Empresa
Nacional de Minera. La planta est localizada a 150 kilmetros al noroeste de
Santiago. Se desarrollaron pruebas con una escoria con ley de Cobre de 1,30%,
granulometra 90% -200# Ty y un porcentaje de slido de 30%[12].
-
36
Las pruebas de laboratorio demostraron que la flotacin neumtica tiene potencial
frente a la flotacin convencional, por lo cual fue propuesto un circuito neumtico a la
Compaa[12].
Los resultados iniciales de la planta fueron algo diferentes a las expectativas creadas
en laboratorio, en trminos de recuperacin; sin embargo, la ley del concentrado fue
considerada aceptable en torno a los 25 a 27% en Cobre total. Se le atribuy este
comportamiento a la ley de cabeza real alimentada, 1,10 a 0,91% y tambin a
porcentaje -200# Ty, el cual slo alcanz a ser de 80%[12].
3.3.4. CODELCO CHILE DIVISIN CHUQUICAMATA
Una celda de flotacin neumtica de 4,5 metros de dimetro est operando en la
planta de molibdeno en Chuquicamata. Se llevaron a cabo intensas pruebas a
distintos flujos de alimentacin, de 250 a 400 metros cbicos por hora de pulpa con
variaciones usuales en la alimentacin. Usando agua de lavado fue posible
incrementar la ley del concentrado de Molibdeno a 36%, aun cuando el dispositivo de
agua de lavado no fue optimizado[12].
El principal objetivo de la integracin de la celda en el circuito de produccin fue
testear la celda como un pre-rougher, para determinar si el alto consumo de NaSH
puede ser reducido. Los resultados fueron positivos, debido a la rpida cintica del
proceso de flotacin neumtica[12].
-
37
Figura 14. Efecto de una celda neumtica como pre-rougher.
-
38
3.4. CONCEPTOS BASICOS
En la evaluacin del proceso los parmetros ms importantes son la recuperacin y
la ley del concentrado, en los cuales existe una relacin de dependencia.
Generalmente un aumento de la ley del concentrado significa una menor
recuperacin.
3.4.1. RECUPERACION (%R)[10]
Se define como el porcentaje de materia til del mineral que es transferido, por las
operaciones de concentracin desde la alimentacin del proceso al concentrado. Se
expresa:
R c
f Ec. 1
Donde:
F = masa de mineral alimentado al proceso
f = ley de cabeza
C = masa de concentrado
c = ley de concentrado
La Recuperacin puede expresarse en trminos de leyes, de la siguiente manera:
R c f-t
f c-t Ec. 2
Con t = ley de cola
3.4.2. RAZON DE ENRIQUECIMIENTO (RE)[10]
Se define como:
R ey del componente deseado en el concentrado
ey del mismo componente en la cabeza
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39
R c
f Ec. 3
3.4.3. RECUPERACION EN PESO (%RP)[10]
Se define como el porcentaje de la razn del peso del concentrado y el peso de la
alimentacin.
RP
Ec. 4
3.4.4. SPLIT FACTOR[13]
Mtodo de simulacin matemtica basado en factores de distribucin. Consiste en
asignar un valor numrico Split actor a cada componente del sistema y en cada
etapa de separacin considerada. Como componentes del sistema, podramos citar
en el caso tpico de un mineral de Cobre porfdico: Cu, Mo, Fe e insolubles. En este
contexto, el peso total de slidos se acostumbra considerarlo como un componente
adicional del sistema. Como etapas de separacin, las ms usuales a ser citadas
son: Flotacin Rougher, Scavenger, Cleaner, Recleaner, Cleaner-Scavenger, etc.
l concepto de Split actor, representa la fraccin en peso de cada componente
alimentado a una etapa, que aparece junto con el concentrado de la etapa en
cuestin: es decir, corresponde a la recuperacin parcial de dicho componente en el
concentrado obtenido durante cada etapa de separacin (expresada dicha
recuperacin como fraccin en peso).
La magnitud de los factores de distribucin depende principalmente del tiempo de
flotacin, de las condiciones fsico-qumicas existentes en la pulpa y de las
propiedades de flotabilidad de las partculas (i.e. tamao de las partculas, grado de
liberacin, etc.).
-
40
El proceso de separacin en cada etapa puede ser caracterizado a travs de un
vector del tipo:
Donde:
Sij = factor de distribucin del i-simo componente en el j-simo separador
Sn+1, j = factor de distribucin del peso total de slidos en el j-simo separador
n = nmero de componentes (siendo el componente (n+1) = peso total de
slidos).
Existen varias tcnicas alternativas para determinar los valores de los Sij. En algunos
casos la estimacin de los factores de distribucin se puede realizar en los primeros
dos o tres ciclos de una prueba de ciclos.
Paralelamente, se define el vector:
k , 2 , , i , , n , T
Donde:
WiK = peso contenido de fino del componente i en el flujo i , 2, 3, , n
Wn+1, K = peso total de slidos en el flujo K
Estas simples definiciones permiten simular los siguientes dos tipos de operaciones
comnmente encontradas en circuitos de flotacin (ver Figura 15):
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41
Unin
3 2
Separador
3 Sj k
2 3
Figura 15. Mdulos tpicos de operacin en circuitos de flotacin.
Uniones: dados los flujos K1 y K2:
3 2 Ec. 5
Separadores: dado el flujo K1 y el vector Sj de factores de distribucin
correspondiente:
3 Sj k Ec. 6
S j , S2j 2 , , Sn , j n , T
Adicionalmente:
2 - 3 Ec. 7
La aplicacin de estas tres ltimas ecuaciones (Ec. 5, Ec. 6 y Ec. 7) a un circuito de
flotacin en particular, resulta en un sistema de ecuaciones lineales que puede ser
resuelto mediante tcnicas convencionales. Para nuestro caso lo resolveremos por el
Mtodo de la Matriz Inversa.
K1
K3
K2j
K1
K3
K2j
-
42
La determinacin de los vectores para cada uno de los flujos, permite calcular a
su vez los siguientes parmetros metalrgicos de inters:
Leyes
(
n , ) Ec. 8
Donde:
g , g2 , , gi , , gn T
giK = ley del componente i en el flujo K
-
43
CAPTULO 4: TRABAJO EXPERIMENTAL EN LA
PLANTA PILOTO
Para impulsar la pulpa mineral desde la planta de la Divisin Andina hacia la planta
piloto se utiliza una bomba Vertical para pulpa mineral, la cual es soportada y
suspendida dentro del respectivo cajn mediante un Tecle y como sistema de
seguridad (en caso de fallar la cadena del Tecle) se utiliza un estrobo.Se cuenta con
un estanque agitado de aproximadamente 1,8 m3, para recibir la pulpa a procesar en
la planta piloto, que homogeniza la pulpa y cumple la funcin de estanque pulmn
para la operacin continua de las celdas, est equipado con un canastillo para
atrapar los elementos ajenos a la pulpa (gomas, cables, palos, etc.) que puedan
obstruir los aireadores de las celdas.
La planta piloto est equipada con 2 celdas de flotacin neumtica H-12, es decir, de
1,2 metros de dimetro en su parte cilndrica y con capacidad de proceso de 15 a 25
m3/h de pulpa.
4.1. PLAN DE MUESTREO
Un da de operacin de la planta piloto (turno A) contempla 3 muestreos al da (1
cada 2 horas), destinados a anlisis qumico por Cu, Mo, Fe e insolubles. Adems a
lo largo del turno se genera un compsito que es enviado a anlisis granulomtrico y
qumico por mallas.
Las muestras son compositadas por cortes de 1 litro realizados cada media hora
durante 2 horas, y recepcionadas en baldes de 10 litros previamente tarados para ser
conducidos al laboratorio metalrgico para su preparacin y envo al laboratorio
qumico. Los tipos de anlisis y los encargados de ejecutar las tareas se detallan en
la siguiente tabla.
-
44
Tipos de anlisis
Qumico Cu, Fe, Mo e insolubles
Qumico por
mallas
Cu y Mo a (+150# ,-150#
+200#,-200# +325#,-325#
+400#,-400# )
Granulomtrico Set de mallas Ty estndar
(150#Ty, 200#Ty, 270#Ty,
325#Ty, 400#Ty)
Encargado de compositar muestras Ingeniera de Minerales S.A.
(operadores)
Encargado de rotular y clasificar
muestras
Juan Kalise Seplveda (memorista
SIP)
Lugar de preparacin y anlisis
granulomtrico
Laboratorio Metalrgico del
Concentrador Divisin Andina
Lugar de anlisis qumico Laboratorio Qumico del Concentrador
Divisin Andina
En caso de operar con 1 o 2 celdas de flotacin se presentan a continuacin los
puntos de muestreo.
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45
PM1
4
PM4 PM2
Rel.Conc.
Alim.
Desde planta
PM: Punto de Muestreo
H12
C2
H12
C1
Figura 16. Diagrama de flujos y puntos de muestreo para 1 celda.
PM5PM4 PM2
PM1
Rel.Conc.
Alim.
PM3
Desde planta
PM: Punto de Muestreo
H12
C2
H12
C1
Figura 17. Diagrama de flujos y puntos de muestreo para 2 celdas.
-
46
CAPTULO 5: RESULTADOS Y DISCUSIN DEL
PILOTAJE
Se presentan a continuacin los resultados de los anlisis qumicos del pilotaje para
los casos de Cobre y Molibdeno. Las leyes de Fierro e Insoluble se pueden revisar
en el ANEXO A.
5.1. PUNTO 1: COLA COLUMNAS
El Punto 1 correspondiente a Cola Columnas, fue alimentado a la planta piloto de
tecnologa G-Cell desde el cajn de alimentacin a la flotacin de Barrido o
Scavenger.
Durante el periodo comprendido entre los das viernes 7 de Septiembre y mircoles
31 de Octubre, se oper con dos estrategias distintas para lograr obtener un mismo
producto, concentrado colectivo final de Cobre y Molibdeno:
1) Estrategia de Operacin 1
2) Estrategia de Operacin 2
5.1.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN 1
La primera celda G-Cell H12 se opera a una velocidad de alimentacin menor que la
segunda para maximizar la ley del concentrado de acuerdo a lo planteado en la
seccin 3.2.1. La profundidad de la interface se sita alrededor de 20 cm.
La segunda celda G-Cell H12 se opera de manera recuperadora, esto es con el
objetivo de maximizar la recuperacin del circuito a partir de la cola de la primera
-
47
celda, el arreglo de los flujos se puede apreciar en la Figura 18. La velocidad de
alimentacin de la segunda celda es mayor que el de la primera, para lograr eso se
inyecta agua no cuantificada al circuito. Como consecuencia de la alta velocidad de
alimentacin de la segunda Celda, la altura de espuma se mantiene en alrededor de
12 centmetros.
Ambas celdas trabajan con inyeccin de pulpa 100% tangencial.
Figura 18. Circuito 1 planta piloto G-Cell.
5.1.1.1. RESULTADOS ANALISIS DE COBRE
La Figura 19 corresponde a la ley de cobre en el concentrado en funcin de la ley de
alimentacin de cada celda. Las altas leyes de cobre en la alimentacin son
consecuencia del punto de succin de la bomba vertical (ubicada en el cajn de
alimentacin a la flotacin de barrido), el cual producto de las variaciones propias del
nivel del cajn en algunas ocasiones se sita en la zona de ms alta ley del cajn,
zona de espumacin.
-
48
Figura 19.Ley de Cobre en el concentrado en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
Los siguientes grficos muestran las recuperaciones qumicas y en peso del periodo
muestreado en funcin de las leyes de alimentacin respectivas.
Figura 20. Recup. de Cobre de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
10
13
16
19
22
25
28
31
0 2 4 6 8 10 12%
Cu
en
el C
on
c.
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
0
20
40
60
80
0 2 4 6 8 10 12
% R
ec.
Qu
mic
a
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
49
Figura 21. Recup. en peso de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
El promedio de las alturas de espuma medidas durante este periodo de pruebas, se
muestra en la Tabla 2.
Altura de espuma
Celda 1 Celda 2
25-sep Promedio 17,7 13,6
Desv. Estndar 6,5 4,5
26-sep Promedio 20,0 10,0
Desv. Estndar 0.5 0,5
Tabla 2. Promedio de altura de espuma de ambas celdas durante la operacin.
5.1.1.2. DISCUSIONES
La Celda 1 es capaz de cumplir con el objetivo de producir concentrado colectivo
final, siempre que la ley de alimentacin de Cobre a la celda sea mayor a 8%.
Cuando la celda es alimentada con leyes de Cobre estndar para Colas Columnas
(3% a 4% de cobre), no es capaz de superar el 25% de Cobre en el concentrado. Se
puede apreciar tambin que la celda 2 al trabajar como celda recuperadora produce
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10 12
% R
ec.
Pe
so
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
50
leyes de concentrado considerablemente ms bajas que las leyes reportadas en el
concentrado de la primera Celda. Adems, para leyes estndar de Cola Columnas en
la alimentacin a la Celda, se observa que la ley del concentrado solo alcanza tener
a 15 a 16 % de cobre.
La celda 2 al trabajar como celda recuperadora alcanza recuperaciones metalrgicas
de hasta 70% cuando es alimentada con concentrados de ley 9% en Cobre. Si es
alimentada con leyes de cobre entre 3% a 4% la recuperacin qumica es cercana al
60%. Al trabajar la celda 1 con una altura de espuma cercana a 20 centmetros, con
el objetivo de obtener concentrado final en una sola celda, la recuperacin qumica
resultante es considerablemente baja, no superando el 30% cuando se alimenta con
leyes de Cobre entre 3 a 4%.
Respecto a la recuperacin en peso de las Celdas, se puede observar que si la
Celda 1 opera selectiva (para obtener concentrado final), este no alcanza a superar
el 3% para leyes de cobre de 3% a 4% en la alimentacin. La Celda 2 al trabajarse
con una altura de espuma inferior a la primera, aumenta la recuperacin y logra
alcanzar recuperaciones en peso de 10% cuando es alimentada con leyes de cobre
entre 3% a 4% y supera el 25% de recuperacin en peso cuando es alimentada con
leyes de cobre de 9%.
5.1.1.3. RESULTADOS ANALISIS DE MOLIBDENO
A continuacin se presentan las leyes qumicas de molibdeno reportadas en los
compsitos analizados.
En los siguientes grficos se pueden apreciar la ley y recuperacin qumica de
Molibdeno en las dos Celdas, en funcin de la ley de alimentacin de Molibdeno.
-
51
Figura 22. Ley de Molibdeno en el concentrado en funcin de la ley de Molibdeno en
la alimentacin.
Figura 23.Recup. de Molibdeno de la celda en funcin de la ley de Molibdeno en la
alimentacin.
5.1.1.4. DISCUSIONES
La celda 1 trabajando en rgimen selectivo tiene una ley de alimentacin crtica de
1% de Molibdeno sobre la cual la celda lo desconcentra. Para leyes de Molibdeno en
la alimentacin inferior a 1%, la ley de Molibdeno en el concentrado se proyecta
superior a 1% en la primera Celda. La Celda 2 que opera en condiciones
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2%
Mo
en
el C
on
c.
% Mo en la Alim.
Celda 1 Celda 2
0
10
20
30
40
50
0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2
% R
ec.
Qu
mic
a M
o
% Mo en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
52
recuperadoras, no alcanza a presentar una ley de alimentacin crtica en la cual se
desconcentre el Molibdeno, por lo tanto para todo el rango de leyes de alimentacin,
la razn de concentracin ser superior a 1 en condiciones de operacin similares a
las de la celda 2.
En el caso de la recuperacin metalrgica de Molibdeno, resulta ser independiente
de la ley en la alimentacin, y prcticamente permanece constante alrededor de 4 y
40% para las celdas 1 y 2 respectivamente. En este punto, surge la relacin de la
razn de concentracin de Molibdeno y la ley de Cobre en el concentrado Figura 24.
Figura 24. Razn de concentracin de Molibdeno en funcin de la ley de Cobre en el
concentrado.
A partir de la grfica anterior podemos notar que existe selectividad hacia el mineral
de Cobre (Calcopirita principalmente), ya sea por propiedades de Celda de flotacin
y/o por los reactivos utilizados en la Divisin Andina, ya que este fenmeno se repite
en las Columnas del circuito de flotacin cleaner. A medida que el concentrado de
Cobre aumenta su ley (ms limpio), se elimina tambin Molibdeno como Molibdenita,
identificando a este mineral como parte de la ganga que ensucia el concentrado.
Para una ley de concentrado de Cobre de 28 a 29% la razn de concentracin de
Molibdeno es de alrededor de 1,1. Para estos resultados se debiese estimar de
0
1
2
3
4
5
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Raz
n
de
en
riq
ue
cim
ien
to d
e
Mo
% Cu en el conc.
Celda 1 Celda 2
-
53
acuerdo a los muestreos, una ley de Cobre y Molibdeno aproximada en la
alimentacin de 8,7 y 0,9% respectivamente.
5.1.2. ESTRATEGIA DE OPERACIN 2
La segunda estrategia operacional probada para cumplir el objetivo de obtener
concentrado colectivo de Cobre y Molibdeno, fue obtener un concentrado de mximo
10% de cobre en la primera Celda, el cual sera posteriormente limpiado por la
segunda Celda G-Cell H12 para alcanzar el 28% de cobre. En este sentido fue
modificado el circuito original y se cambi al presentado en laFigura 25.
Figura 25. Circuito 2 planta piloto G-Cell.
-
54
5.1.2.1. RESULTADOS ANALISIS DE COBRE
En los siguientes grficos se presentan las leyes del concentrado, recuperacin
qumica y en peso de las dos celdas.
Figura 26.Ley de Cobre en el concentrado en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
Figura 27. Recup. de Cobre de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10 12
% C
u e
n e
l Co
nc.
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10 12
% R
ec.
Qu
mic
a
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
55
Figura 28. Recup. en peso de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
La altura de espuma medida durante las pruebas se presenta en la Tabla 3.
Altura de espuma
Celda 1 Celda 2
29-oct Promedio 2,0 5,0
Desv. Estndar 0,5 0,5
30-oct Promedio 2,5 7,0
Desv. Estndar 0,1 0,5
31-oct Promedio 2,5 11,3
Desv. Estndar 0.1 2,4
Tabla 3.Promedio de altura de espuma de ambas celdas durante la operacin.
5.1.2.2. DISCUSIONES
La primera celda cumpli con el objetivo de producir un concentrado de 10% de
cobre, esto fue posible dado que la altura de espuma en la celda se mantuvo entre 2
y 2,5 centmetros y el flujo tratado supera el de la estrategia anterior. Sin embargo,
segn los reportes de las leyes de cobre en el concentrado final, este no estara
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10 12
% R
ec.
Pe
so
% Cu en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
56
llegando eventualmente a calidad de concentrado final, y la ley de cobre solo
alcanzara el 25% despus de la Celda 2. Lo ltimo es debido a que la Celda 2
trabaj en condiciones incluso ms recuperadoras que en la estrategia anterior, esto
es, con alturas de espumas entre 7 y 11 centmetros. Se oper a estas alturas de
espuma con la vlvula de cola de la Celda 2 abierta totalmente. Para haber operado
en una altura de espuma de 20 centmetros era necesaria una bomba que
succionara la cola de la Celda 2 a un flujo mayor que el determinado por la descarga
gravitacional (principalmente). Esto para desplazar la interface pulpa espuma hacia
abajo, dando espacio a la espuma para aumentar su altura y por ende su selectividad
de acuerdo a lo planteado en la seccin 3.2.1.
Respecto a las recuperaciones, la Celda 2 presenta recuperaciones inferiores a las
de la Celda 1, como era de esperarse producto de las alturas de espuma a las que
se trabaj. Para alimentaciones segn estndar de colas columnas las
recuperaciones qumica y en peso que se obtuvieron para la Celda 1 estn en
alrededor de 60 y 20% respectivamente. Para la Celda 2 se puede estimar segn los
puntos en la grfica que para alimentaciones de 10% segn lo que se proyectaba, las
recuperaciones qumicas y en peso se encuentran en 50 y 20% respectivamente,
pero con estas recuperaciones no se alcanza la ley de concentrado final.
5.1.2.3. RESULTADOS ANALISIS DE MOLIBDENO
Se presentan a continuacin los grficos que muestran las leyes de Molibdeno de los
compsitos tomados durante las pruebas.
-
57
Figura 29. Ley de Molibdeno en el concentrado en funcin de la ley de Molibdeno en
la alimentacin.
Figura 30. Recup. de Molibdeno de la celda en funcin de la ley de Molibdeno en la
alimentacin.
En la Figura 31 podemos ver la razn de concentracin de Molibdeno como funcin
de la ley de Cobre en los concentrados de las Celdas 1 y 2.
0
0,5
1
1,5
2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4%
Mo
en
el C
on
c.
% Mo en la Alim.
Celda 1 Celda 2
0
20
40
60
80
0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
% R
ec.
Qu
mic
a M
o
% Mo en la Alim.
Celda 1 Celda 2
-
58
Figura 31. Razn de concentracin de Molibdeno en funcin de la ley de Cobre en el
concentrado.
5.1.2.4. DISCUSIONES
La razn de concentracin de la Celda 1 se encuentra entre 1,4 y 1,9, esto es
consecuente con los resultados de la estrategia anterior que para el caso de la Celda
recuperadora, presenta razn de concentracin mayor a 1. Esta celda se transforma
en la clave del circuito, ya que la Celda 2 presenta razones de concentracin
cercanas a 1 (y solo alcanzando ley de concentrado de Cobre de 25%), por lo tanto
la ley del concentrado final est determinada por la ley del concentrado de avance
producido por la Celda 1.
En estos 4 muestreos las recuperaciones de la Celda 1 y 2 se ven mejoradas a
medida que la ley de alimentacin aumenta, sin embargo faltaran muestreos para
determinar una tendencia clara.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 5 10 15 20 25 30
Raz
n
de
en
riq
ue
cim
ien
to d
e
Mo
% Cu en el conc.
Celda 1 Celda 2
-
59
5.1.3. CONCLUSIONES DEL PUNTO 1
A partir de los resultados de la Estrategia 2 podemos determinar que para
alimentaciones del orden 3% de cobre y trabajando la celda con una altura de
espuma entre 2 a 2,5 centmetros se obtiene un concentrado de cobre con ley de
10% en la primera Celda, con recuperaciones qumicas y en peso de 60% y 20%
respectivamente (muestra 18 y 20).
En base a los resultados a lo largo de todo el pilotaje de este punto, podemos
determinar que en la Estrategia 2 no se logr cumplir con el objetivo de producir
concentrado final principalmente por temas de diseo que mantuvieron la altura de
espuma por debajo de 17 centmetros. A esto se suma un pobre control de factores
claves en la flotacin, como son el aire, porcentaje de slido, problemas de
cavitacin de bombas debido a la espumacin producida en los cajones de traspaso
de los concentrados y problemas de continuidad operacional a raz del taponamiento
de los aireadores de las celdas, con impurezas y restos de gomas que son
normalmente arrastrados en la pulpa.
Respecto de las leyes de molibdeno de la Estrategia 2 se desprende el peor caso,
este es alimentacin de 0,46% de molibdeno llevndolo a 0,89% de ley de
concentrado de avance con recuperacin qumica de 67% y 2 a 2,5 centmetros de
altura de espuma. Sin embargo, en los muestreos que se obtiene 28% de cobre en el
concentrado final, el molibdeno se desconcentra considerablemente, en razones de
desconcentracin de 0,64 en el peor caso con recuperacin qumica de 9%.
-
60
5.2. PUNTO 2: COLA SCAVENGER
El punto 2 correspondiente a Cola Scavenger, fue alimentado a la planta piloto de
tecnologa G-Cell desde el cajn de cola del banco de flotacin de Barrido o
Scavenger C. Para estas pruebas solo se utiliz 1 Celda G-Cell
5.2.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN
IDM opera 1 celda y el concentrado de esta celda se considera concentrado de
avance del circuito probado, dado que es poca la masa recuperada, y por lo tanto no
es posible operar una segunda celda como etapa de limpieza para obtener
concentrado de mayor ley.
La Celda trabaja con inyeccin de pulpa 100% tangencial. El circuito probado puede
ser visto en la Figura 32.
-
61
Figura 32.Circuito 1 planta piloto G-Cell.
5.2.1.1. RESULTADOS ANALISIS DE COBRE
Se presentan en los siguientesgrficos los resultados de las leyes de Cobre.
Figura 33. Ley de Cobre en el concentrado en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
% C
u e
n e
l Co
nc.
% Cu en la Alim.
Celda 1
-
62
Figura 34. Recup. de Cobre de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
Figura 35. Recup. en peso de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
Las alturas de espuma medidas durante las pruebas se presentan en la Tabla 4.
Altura de espuma
Celda 1
cm
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
0,12 0,14 0,16 0,18 0,2%
Re
c. Q
um
ica
de
Cu
% Cu en la Alim.
Celda 1
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
% R
ec.
Pe
so
% Cu en la Alim.
Celda 1
-
63
07-nov
Promedio 2,7
Desv. Estndar
0,3
08-nov Promedio 3,3
Desv. Estndar 0,5
Tabla 4.Promedio de altura de espuma de la Celda durante la operacin
5.2.1.2. DISCUSIONES
Para leyes de alimentacin de 0,14 a 0,18% de Cobre, el estndar para el punto, la
ley de concentrado que produce una Celda G-Cell es de hasta 2,5% de Cobre.
La recuperacin alcanzada por la Celda, es inferior al 15% en Cobre y 2% en peso,
esto se logra operando con alturas de espuma del orden de 3 centmetros y sin
adicin de ningn tipo de reactivo (espumante, colector, activador, etc).
5.2.1.3. RESULTADOS ANALISIS DE MOLIBDENO
En lossiguientes grficos se encuentran los resultados de los anlisis de Molibdeno
de las muestras tomadas durante este periodo del pilotaje.
-
64
Figura 36. Ley de Molibdeno en el concentrado en funcin de la ley de Molibdeno en
la alimentacin.
Figura 37. Recup. de Molibdeno de la celda en funcin de la ley de Molibdeno en la
alimentacin.
A partir de las grficas anteriores no podemos afirmar qu determina la ley y
recuperacin de Molibdeno en la Celda G-Cell para este punto, por lo cual
verificamos la relacin que la ley de Molibdeno en el Concentrado pueda tener con la
ley de Cobre en el concentrado, por medio de la razn de concentracin en funcin
de la ley de Cobre en el concentrado,
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,02 0,025 0,03 0,035
% M
o e
n e
l Co
nc.
% Mo en la Alim.
Celda 1
0
2
4
6
8
10
0,02 0,025 0,03 0,035
% R
ec.
Qu
miic
a M
o
% Mo en la Alim.
Celda 1
-
65
Figura 38. Razn de concentracin de Molibdeno en funcin de la ley de Cobre en el
concentrado.
5.2.1.4. DISCUSIONES
De la ltima grfica se interpretar la dependencia de la ley de Molibdeno en el
concentrado en funcin de la ley de Cobre alcanzada. La ley alcanzada en Molibdeno
por la Celda G-Cell es cercana a 0,3%, un valor aproximado a un concentrado
Rougher. La recuperacin de Molibdeno, resulta ser independiente de la ley de
alimentacin, y esta se movera bajo el 10%.
0
5
10
15
20
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Raz
n
de
en
riq
ue
cim
ien
to d
e
Mo
% Cu en el conc.
Celda 1
-
66
5.2.2. CONCLUSIONES DEL PUNTO 2
En cuanto a Cobre, despus de realizar el pilotaje en el punto anterior, se esperaba
que el concentrado producido en el presente punto tuviese al menos una ley de
Cobre de 4%, lo cual hubiese implicado como mnimo pensar en tres celdas para
optar a producir concentrado final, dejando de lado los resultados que se presentaran
para Molibdeno.
El requerir de al menos tres Celdas para limpieza del concentrado producido en este
punto (de acuerdo a los resultados del punto anterior) complicaba desde la opcin de
incluir esta tecnologa neumtica dentro del concentrador la Divisin Andina en este
punto, debido a las caractersticas de mina subterrnea que limitan enormemente la
posibilidad de instalar ms de dos Celdas en el circuito.
En cuanto a Molibdeno, se presenta nuevamente la dependencia de los resultados
que se puedan alcanzar en funcin de la ley de Cobre que resulte en el concentrado.
Sin embargo, la ley de Molibdeno en el concentrado es similar a una ley de
concentrado Rougher, lo que podra tentar a devolver el producto de la tecnologa G-
Cell al circuito la Divisin Andina. Sin embargo, esto no cumplira con el objetivo de
flexibilizar y el circuito.
Dado que ni siquiera se pudo llegar a 4% de cobre en el concentrado y que la
posibilidad devolver el concentrado de la Celda G-Cell como concentrado Rougher
contradice el Objetivo de flexibilizar el circuito, este punto estara descartado por
disponibilidad de espacio para incluir ms de 2 Celdas G-Cell en el circuito la Divisin
Andina y por no cumplir con los objetivos.
-
67
5.3. PUNTO 3: ALIMENTACIN COLUMNAS
El Punto 3 correspondiente a Alimentacin Columnas, fue alimentado a la planta de
tecnologa de flotacin neumtica G-Cell desde el estanque que alimenta las
columnas 5 y 6 del circuito de flotacin de limpieza en Columnas de LA DIVISIN
ANDINA. En este estanque se instalala bomba de impulsin vertical que alimenta el
estanque denominado TK-001.
Durante el da que dura la prueba se opera solo 1 Celda G-Cell.
5.3.1. ESTRATEGIA DE OPERACIN
Los resultados del Punto 1 indican que una celda G-Cell alimentada con leyes de
Cobre y Molibdeno segn el estndar de alimentacin columnas (%Cu y %Mo >9,5%
y 1% respectivamente), y operada en condiciones de celda selectiva, es capaz de
llegar a ley de concentrado final de cobre.
IDM opera la Celda 1 (de acuerdo a su experiencia) en condiciones que garantice ley
de 28% de Cu en el concentrado.
-
68
Figura 39. Circuito 4 planta piloto G-Cell.
5.3.1.1. RESULTADOS ANALISIS DE COBRE
En los siguientes grficos se pueden apreciar los resultados del da 12 de noviembre
para los muestreos realizados cada 2 horas y para el compsito de 4 horas que da
origen al anlisis granulomtrico.
-
69
Figura 40. Ley de Cobre en el concentrado en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
Figura 41. Recup. de Cobre de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
28,4
28,6
28,8
29
29,2
29,4
12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
% C
u e
n e
l Co
nc.
% Cu en la Alim
Celda 1
0
10
20
30
40
50
60
70
12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
% R
ec.
Qu
mic
a d
e C
u
% Cu en la Alim.
Celda 1
-
70
Figura 42. Recup. en peso de la celda en funcin de la ley de Cobre en la
alimentacin.
La medicin de la altura de espuma se presenta en la Tabla 5.
Altura de espuma
Celda 1
cm
12-nov
Promedio 27,1
Desv. Estndar
2,7
Tabla 5. Promedio de altura de espuma de la Celda durante el da.
5.3.1.2. DISCUSIONES
Como etapa de limpieza de concentrado de Cobre la Celda G-Cell cumple el objetivo
y produce un concentrado con ley de Cobre >28%, con recuperaciones aproximadas
de 60 y 30% de Cobre y en Peso para leyes de alimentacin cercanas a 13% de
Cobre.
0
5
10
15
20
25
30
35
12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
% R
ec.
Pe
so
% Cu en la Alim.
Celda 1
-
71
5.3.1.3. RESULTADOS ANALISIS DE MOLIBDENO
En lo referente a Molibdeno, a continuacin se presentan los resultados de esta
prueba.
Figura 43. Ley de Molibdeno en el concentrado en funcin de la ley de Molibdeno en
la alimentacin.
Figura 44. Recup. de Molibdeno de la celda en funcin de la ley de Molibdeno en la
alimentacin.
0,30
0,35
0,40
0,4 0,45 0,5 0,55
% M
o e
n e
l Co
nc.
% Mo en la Alim.
Celda 1
0
5
10
15
20
25
0,4 0,45 0,5 0,55
% R
ec.
Qu
mic
a M
o
% Mo en la Alim.
Celda 1
-
72
Figura 45. Razn de concentracin de Molibdeno en funcin de la ley de Cobre en el
concentrado.
5.3.1.4. DISCUSIONES
En lo que refiere a Molibdeno, durante el da 12 de Noviembre se presentaron leyes
de Molibdeno en la alimentacin a las columnas, inferiores al estndar en el circuito
de limpieza de la Divisin Andina. Sin embargo, en la celda G-Cell se vuelve a
presentar desconcentracin de Molibdeno a medida que la ley de Cobre aumenta en
el concentrado. En estas condiciones la recuperacin de Molibdeno se mueve entre
16 y 21%.
Esta baja recuperacin de Molibdeno, comparada con la de Cobre, algunos autores
sealan que est determinada por varios factores entre los que se encontraran la
morfologa de la partcula, la hidrofobicidad inherente y a la posible formacin de
capas en presencia de gangas minerales tpicas[14].
5.3.1.5. RECUPERACION DE FINOS
Dado que una de las caractersticas ms importantes de esta tecnologa es la
recuperacin de finos y ultrafinos[12], se realiz un anlisis granulomtrico a la celda
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
28 28,5 29 29,5
Raz
n
de
en
riq
ue
cim
ien
to d
e
Mo
% Cu en el conc.
Celda 1
-
73
G-Cell para contrastar los resultados de esta con las columnas de limpieza de la
Divisin Andina.
A continuacin se presentan las distribuciones de finos de Cobre y Molibdeno en el
concentrado producido por una celda G-Cell y por las Columnas de limpieza la
Divisin Andina. Los resultados mostrados ac para el concentrado de las Columnas
corresponden al compsito mensual tomado el mes de Junio del concentrado
enviado a la Planta de Flotacin Selectiva, este muestreo es parte del control
rutinario que realiza el Laboratorio Metalrgico de la Divisin Andina. Para el resto de
los meses se mantienen prcticamente constantes los valores.
Figura 46. Porcentaje acumulado pasante de Cobre en concentrad