separación de sulfuros de cu- pb

7/27/2019 Separacin de Sulfuros de Cu- Pb

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA, METALRGICA Y GEOGRFICA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA METALRGICA

CURSO: CONCENTRACIN Y FLOTACIN DE MINERALES

PROFESOR: ING. ANGEL AZAERO ORTIZ

SEPARACIN DE SULFUROS DE COBRE y PLOMO

El problema de la separacin de minerales de cobre de los de plomo por flotacin

tiene caractersticas muy particulares debido especialmente a los diversas

variedades de minerales de cobre, cuya composicin qumica, distribucin de

tomos, solubilidad, cristalizacin, diseminacin, dureza y densidad, varia de un

mineral a otro, en seguida se presenta los sulfuros de cobre ms importantes:

1. Bornita u!"e#$. Bournonita %bu#b#&&. 'alcosita u$#(. alcopirita u"e#$!. ovelita u#). Enargita & u$#.*s$#!+. #tannita u$#."e#.#n#$

. -enantita u*s$.#+. -etra'edrita (u$#.#b$#&

Separacin Bulk PlomoCo!re

%aralelamente a las propiedades mineralgicas es necesario poseer un

conocimiento detallado de los procesos de separacin u/%b, no solo en lo referente

a los minerales de cobre y plomo, sino frente a todos los constituyentes del producto.

En este traba0o se trata en forma muy general las propiedades de algunos de los

procesos ms comnmente utilizados y aquellos que presentan un potencialatractivo, estos son clasificados de acuerdo al mineral que va a ser deprimido en:

1. 2epresin de minerales de cobre y

$. 2epresin de los minerales de plomo

3a flotacin selectiva de minerales incluye un factor de probabilidad, lo cual ocasiona

un mayor o menor desplazamiento de impurezas de acuerdo a la mayor o menor

proporcin del mineral y4o minerales a ser colectados en las espumas.

El primer factor a ser considerado es la relacin en peso de contenido de cobre 4

plomo, lo cual permitir tener una idea preliminar sobre el proceso de separacin a

1


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ser utilizado, sin embargo este factor tiene que ser corregido por los pesos de otros

minerales que se presentan as como de su asociacin y de acuerdo a las

caractersticas depresoras del reactivo 4 reactivos a ser usados.

omo ilustracin, sumar a los contenidos de minerales de cobre, los de esfalerita y

pirita en el caso de usar el procedimiento de depresin con 5a5 4 6n78, sumar a

la galena los contenidos de pirita / esfalerita en el caso de usar bicromato.

*dems 'ay que tener en cuenta el tipo de asociacin, caso muy comn en nuestras

menas es el alto grado de asociacin de plomo / esfalerita, que en algunos casos

obliga a utilizar depresin de plomo a pesar de la ba0a proporcin de galena en el

producto, porque nos producira uno de los productos de ba0a calidad.

2ezincado previo a la separacin es en algunos casos es una opcin venta0osa

siempre y cuando se obtenga la liberacin o desactivacin previa del zinc.

"# Depre$in %e Minerale$ %e Co!re

E8isten pocos reactivos depresores para minerales de cobre, principalmente se

basan en el uso de 5a5 tanto puro como en mezcla con 6n #7 ( con 6n79

adicionalmente se puede utilizar las mezclas en mencin con a7, sulfato de

amonio, otros procedimientos son el empleo de permanganato y t'iourea.

U$o %el NaCN y Compue$&o$ Deri'a%o$

ay una gran variedad de posibles combinaciones para la utilizacin de este

procedimiento que van desde depresin con 5a5 solo, 'asta el uso de una etapa

previa de desorcin cuya seleccin, adems de lo anteriormente mostrado, depende

de la presencia de minerales secundarios de cobre ;c'alcocita, covelita< o minerales

de *g y4o *u, y del tratamiento previo durante la obtencin del concentrado bul=.

3a utilizacin de 5a5 solamente es posible donde la presencia de

minerales de cobre secundarios y4o metales como *g4*u es nula, es decir

donde no e8iste el peligro de disolucin de valores, lo cual podra

ocasionar severas p>rdidas.

%ara el tratamiento de concentrados con alto contenido de *g, *u,

c'alcocita y4o covelita, lo cual es el caso de la mayora de minerales de

nuestro pas, se recomienda utilizar 5a5 en forma de un comple0o:

5a$6n ;5


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presente, que en algunos casos es sensible a los iones a??,

caracterstica observada cuando la galena posee un alto contenido de *g,

en algunos minerales se recomienda el empleo de sulfato de amonio

adicin por etapas del reactivo depresor.

En casos e8tremos y debido al e8cesivo uso de colectores en la obtencin

del concentrado bul= ninguno de los m>todos anteriores es efectivo

'aciendo necesario aplicar un lavado previo del concentrado, desorcin

con 5a$# y4o carbn activado, con posterior eliminacin de la fase lquida,

este procedimiento tambi>n es aplicable con otros reactivos, tal como

depresin de minerales de plomo.

#e logran ptimos resultados metalrgicos a p .@ a 1@.!, pero es siempre

necesario realizar pruebas e8perimentales para poder definir el rango ptimo.

Aesulta ms conveniente desde el punto de vista econmico, realizar la separacin

en el lugar mismo en que se produce el bula, de 'acerlo en otro lugar, entra en

estudio una variable adicional que es la transformacin sufrida por el concentrado

desde su produccin 'asta llegar al lugar de tratamiento final: o8idacin, absorcin

de materiales grasos, lo cual debe ser estudiado detalladamente para lograr as el

procedimiento apropiado y restituirle las propiedades originales de flotabilidad.

Perman(ana&o$

El uso y caractersticas de este reactivo frente a diferentes minerales 'a sido

estudiado principalmente a escala de laboratorio, 'abi>ndose demostrado su

aplicabilidad en la separacin de u/%b por su alto poder depresor sobre los

minerales de cobre, calcopirita principalmente.

#u posible aplicacin en la prctica es de gran inter>s ya que posee algunas

venta0as en comparacin con el comple0o de 5a5 4 6n79 sobre todo que no se

produce disolucin de valores de *u4*g y minerales de cobre secundarios, su

aplicacin requiere de condiciones e8cesivamente crticas, algunas de ellas se

presentan a continuacin:

#u efecto depresor sobre los minerales de cobre es de corto periodo de

duracin, por otro lado altas adiciones de permanganato retardan la

recuperacin de plomo, por esta razn se debe adicionar por etapas.

&


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3a eficiencia de separacin ;selectividad< depende fundamentalmente del

p, el poder depresor sobre los minerales de cobre posee un ptimo en el

rango de ) a +.

-emperaturas de traba0o mayores a &@ , reactiva la flotacin deminerales de cobre.

* escala de laboratorio con permanganato, el reactivo permite obtener concentrados

de plomo de alta calidad, no as los concentrados de cobre, lo cual representa su

ms importante limitacin, sin embargo estudios sobre su posible aplicacin deben

ser realizados siempre, paralelamente a los del empleo de compuestos de cianuro.

)# Depre$in %e Minerale$ %e Plomo

Aeactivos con esta caracterstica son: #7$, bisulfitos, sulfitos en combinacin con

sulfato ferroso, tiosulfatos, 'iposulfitos, dicromatos y a7, ellos poseen algunas

venta0as en comparacin con el 5a5 4 6n79 sobre todo en lo referente a la no

disolucin de valores, su campo de aplicacin es restringido a aquellos que poseen

una apropiada relacin en peso de minerales a ser flotados 4 minerales deprimidos.

SO) *a$

#u propiedad depresora se incrementa de acuerdo al siguiente orden de los

minerales: c'alcopirita, sulfoarseniuros de cobre, c'alcocita, covelita, galena, pirita,

marmatita y esfalerita, >sta caracterstica le da un amplio campo de aplicacin, en la

separacin primaria de sulfuros, eliminando en algunos casos el uso de 5a54a7,

a veces es utilizado con almidn45a7 con el fin de me0orar su absorcin.

En los llamados concentrados sucios donde se presenta un e8cesivo

desplazamiento de zinc, es necesario primeramente un dezincado del concentrado.

En la separacin u/%b, el concentrado Bul= debe ser sometido a absorcin con

#7$, tanto con o sin la aplicacin de sulfato ferroso y 4 o almidn.

Bi$ul+i&o$, Sul+i&o$#

-ienen un efecto menos intenso que el #7$, pruebas de laboratorio 'an demostrado

su alta efectividad, por su ba0o costo es una alternativa que debe ser considerada.

%or su d>bil efecto depresor y en el tratamiento de concentrados bul= obtenidos con

reactivos colectores de cadena larga o con cantidades e8cesivas, es necesaria la

(


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aplicacin de desorcin y eliminacinde los e8cesos ;incluyendo espumantesn presentan

efecto depresor sobre los de zinc, por lo que la asociacin de estos

minerales debe ser claramente definida.

on la presencia de minerales de cobre secundario la precisin de

separacin es afectada ligeramente por la disolucin de cobre, siendo

estos iones absorbidos por la galena lo cual impide su depresin, este

efecto negativo puede ser contrarrestado por adicin de #, con lo cual se

logra precipitar iones de cobre en forma de u#.

El acondicionamiento requerido es casi cero, y la adicin por etapas

igualmente es conveniente, en el caso de la presencia de minerales

secundarios y dependiendo de la proporcin e8istente, el tiempo de

acondicionamiento debe ser evaluado cuidadosamente.

Bicroma&o$

#us propiedades o8idantes son similares a las mostradas por los reactivos

anteriores, e8cepto que presenta un menor poder depresor para los minerales de

zinc en comparacin con el bisulfito.

En algunas concentradoras se le utiliza 0unto con el A/)1@ u otras de8trinas lo cual

incrementa su poder depresor sobre la galena.

3a eficiencia de separacin u C %b es afectado por la calidad del bul= tratado,

cuando el desplazamiento de 6n y "e al concentrado es mayor se reduce la

eficiencia de separacin, posiblemente debido al mayor nivel de adicin de

colectores, presencia de sales solubles y4o reduccin de reactivos depresores.

O&ro$ M-&o%o$ %e Separacin P! . Cu

D. >todo del #7$, o *cido #ulfuroso y *lmidn ervido

#e usa gas #7$ cido sulfuroso para deprimir la galena mientras se flota

cobre, cuando la relacin plomo a cobre es alta, se puede usar almidn paraayudar a deprimir el plomo, manteniendo un p de ).

!


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DD. >todo ombinado del *n'drido #ulfuroso / Bicromato y ianuro

Fsado cuando el concentrado plomo C cobre tiene una relacin alta, por

e0emplo ! : 1 se trata con an'drido sulfuroso y despu>s es acondicionado

con bicromato en una primera flotacin se deprime la galena flotando el

cobre, este se trata posteriormente con cianuro con varias etapas de limpieza.

DDD. >todo del ianuro de 6inc *moniacal

#e usa un comple0o de cianuro de zinc amoniacal para la depresin de la

bornita y tenantita, cuando el bicromato no da buenos resultados.

%reparacin del Aeactivo comple0o: ianuro C 78ido de 6inc

#e disuelve el cianuro de sodio en agua alcalinizadaG se agrega >l o8ido de

zinc ;6n7< seco y se de0a para su completa disolucin, se agita antes de

usarlo, se prepara una relacin en peso adecuada, manteniendo la

concentracin del cianuro al 1@ H: ) 5a541 6n7.

%robables Aeacciones Iumicas:

1. ezcla ianuro C 78ido de 6inc

( 5a5 ? 6n7 ? $7 5a$6n;5


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-amaKo de partcula.

-iempo de acondicionamiento.

%ara la obtencin de un sistema eficiente de depresin es necesario optimizar el

valor de estas variables, sus efectos son altamente significativos para poseer unLcontrolM del proceso.

3a separacin con cianuro/8ido de zinc tiene un rango ms amplio de p, entre .!

'asta 1$, sin afectar la separacin, cuando se usan los reactivos: cianuro C bisulfito,

es necesario un control mas riguroso del p.

El efecto que tiene el tamaKo de partcula en la eficiencia de los procesos de

separacin, es muy importante, en el caso de la separacin con bicromato, el

tamaKo de partcula es muc'o ms crtico, presentando un ptimo entre (@ a )@ para algunos minerales, debi>ndose estudiar en cada caso.

E/emplo$ %e Separacin Bulk Cu . P!

Tabla 1: Flotacin de cobre deprimiendo plomo.

PRODUC0O 1 PESOEn$ayo$ 1 2On3# 4 0C5 Di$&ri!ucin 1

Cu P! 6n A( Cu P! 6n A(Conc# Bulk 1@@.@@ .$@ (!.&@ !.@ 1++ 1@@.@@ 1@@.@@ 1@@.@@ 1@@.@@

Conc# Cu 1(.$@ &@.1@ .@ ).@ 1$! ().$@ &.1@ 1).!@ 1@.@@Conc# P! !.@ !.@ !1.$@ !.@ 1) !&.@ ).@ &.!@ @.@@

-abla $: "lotacin de plomo deprimiendo cobre.

PRODUC0O 1 PESOEn$ayo$ 1 2 On3# 4 0C5 Di$&ri!ucin 1

Cu P! 6n A( Cu P! 6n A(Conc# Bulk 1@@.@@ 11. 1.@@ +.)@ !$.)@ 1@@.@@ 1@@.@@ 1@@.@@ 1@@.@@Conc# Cu +$.@@ 1!.@@ ).@ .1@ $$.1@ @.@ $).$@ ++.@@ &@.&@Conc# P! $.@@ &.@ [email protected]@ ).$@ 1&1.@@ .$@ +&.@ $&.@@ ).+@

El concentrado bul= de la tabla 1 tiene una mnima proporcin de cobre respecto al

plomo, la alternativa de flotacin de plomo, no es factible en este caso por que de

realizarse, se arrastrara una cantidad e8cesiva de cobre en las espumas de0ando

muy poco cobre en el concentrado de cobre.

En el bul= de la tabla $ a pesar de tener una relacin u 4 %b de & 4 1 la alternativa

es la flotacin del plomo por la necesidad de desplazar impurezas contenidas

preferentemente al concentrado de cobre. En todos los casos para la separacin se

+


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deber considerar la relacin: especie a flotar 4 especies a deprimir, e0emplo: ;H

%b< 4 ;H u ? H 6n ? H "enico y antimonio en los concentrados de cobre,

plomo zinc se debe a la presencia de una gran variedad de minerales, en el caso

de los concentrados de plomo, la contaminacin por ars>nico y antimonio ocurre

porque e8iste cualquiera las especies minerales siguientes:

a< *eocroni&a 2P!7S!A$S5, 8ame$oni&a 2P!9FeS!S"95,O:e;ei&a2P!7A()S!


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El 5a$# es tambi>n buen depresor de estibina aunque su uso en este caso no

sera factible por deprimir tambi>n a la galena.

d< Co!re$ (ri$e$

3a presencia de teta'edrta / tennantita en los concentrados de plomo origina

contenidos importantes de ars>nico y antimonio.

2urante la flotacin de plomo si los contenidos de cobre no son

econmicamente significantes, la tetra'edrita / tennantita podrn ser deprimidas

por cianuro. #in embargo, deber considerarse las p>rdidas de plata en los

relaves ya que los cobres grises presentan altos contenidos de este metal.

2e otro lado se debe tener en cuenta la posibilidad de realizar la separacin u/

%b, obteniendo un concentrado de cobre de poco peso y alto contenido de plata,

ars>nico y antimonio de0ando el concentrado de plomo original como relave

Concen&ra%o$ %e Co!re

3a presencia de ars>nico / antimonio puede ocurrir por las siguientes causas :

a< Enar(i&a 2Cu=2=Cu)S S!)S=5 =Cu)SA$)S=5 o minerale$ $imilare$ ?ue

A$S95 &e&ra;e%ri&a&ennan&i&a

%roducirn concentrados de cobre con contenidos apreciables de *s / #b y

tambi>n de plata, la eliminacin de *s / #b de estos concentrados solo se podr

realizar por m>todos piro o 'idrometalrgicos.

!5 Ar$enopiri&a

%uede ser eliminada en las etapas de limpieza a un p alto ;1@.! a 11.!< y dosisadecuadas de cianuro.

Mercurio y Bi$mu&o en lo$ concen&ra%o$

El mercurio en la naturaleza se puede encontrar en forma de sulfuro de mercurio

;cinabrio< y como mercurio metlico, ambos son muy flotables y se concentrarn con

los valores del mineral, otra fuente de contaminacin con mercurio es en labores

mineras antiguas de e8traccin de oro por amalgamacin.


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El Bismuto generalmente se reporta en los concentrados y por flotacin no se puede

eliminar este contaminante, sin embargo su presencia no es crtica como el *s y #b .

iudad Fniversitaria, arzo del $,@@

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