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“TERMODINAMICA ACUOSA APLICADO A LA FLOTACION DE SULFUROS EN ISCAYCRUZ”
POR: ING. WILSON ARZAPALO IMBERTIS
SUPERINTENDENTE DE PLANTA
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Ubicación
• Departamento deLima
• Provincia deOyón
• Distrito dePachangara
• Altura 4600msnm
• Distancia 300Km de Lima
Iscaycruz
Lagsaura
Uchuccacua
Raura
Lima
Sayán
Huacho
Oyón
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PRODUCTOS TMS ENSAYES QUIMICOS D I S T R I B U C I O N%Zn %Pb %Cu Ag Oz. %Fe Zn Pb Cu Ag oz Fe
Cabeza 621.879 12,57 0,98 0,19 0,56 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 139.668 53,04 0,61 0,53 1,19 9,62 94,76 13,86 63,65 47,13 9,36Conc. Pb 9.589 8,21 48,32 2,39 11,60 8,93 1,01 75,86 19,64 31,67 0,60Relave 472.621 0,70 0,13 0,04 0,16 27,33 4,23 10,28 16,71 21,20 90,04Cab. Calc. 621.879 12,57 0,98 0,19 0,56 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
BALANCE METALURGICO ISCAYCRUZ ACUMULADO DE ENERO A MAYO 2008
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UTILIZACION DE CONCEPTOS
% Lv = 100 * ( Gs - D ) %Sp = 100 * Gs * ( D - 1 )
( Gs -1 ) D * ( Gs - 1 )
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SOLUCIONES ACUOSAS < 0. 1 MOLAR
UTILIZACION DE CONCEPTOS
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Imaginemos la adición de un reactivo hacia un tanque de acondicionamiento que recibe y descarga un caudal conocido de pulpa mineral.
Lo primero que ocurrirá es la dilución de la concentración del reactivo por efectos de la agitación del equipo.
Pero si idealmente procediéramos luego a filtrar la pulpa, conseguiremos por un lado un queque y por otro una solución que al analizarlo quedaremos convencidos que en la generalidad de las Plantas de flotación de sulfuros la concentración de los reactivos utilizados es < 0.1 molar
COMO INGRESAMOS A LA TERMODINAMICA
ACUOSA EN UNA PLANTA CONCENTRADORA ?
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CONCENTRACION MOLAR DE REACTIVOS
EN EL CIRCUITO DE Zn ( Gs = 3,44 D = 1,460 )
C3H6OCS2Na CuSO4 MT 342
Mineral TM / Dia 4.170 4.170 4.170%Lv 82,38 82,38 82,38Caudal pulpa m3/día 6.876 6.876 6.876Caudal de agua m3/día 5.664 5.664 5.664Consumo Reactivo Kg/día 224 2.991 153Caudal de reactivo cm3/min 1.771 27.073 110Caudal Solución Acuosa m3/día 5.667 5.703 5.664Peso Molecular Comp. Quimico 157 159,5 250Nº Moles = Peso / Peso Molecular 1,43 18,75 0,61Concentración Molar Mol Kg/m3 0,0003 0,0033 0,0001
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CONCENTRACION MOLAR DE REACTIVOS
EN EL CIRCUITO DE ZINC ISCAYCRUZ
SOLUCIONES ACUOSAS < 0. 1 MOLAR
Reactivo XZ-11 CuSO4 MT-342
3 x 10^-4 3 x 10^-3 1 x 10^-4
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ESTABILIDAD DEL AGUA
Si al mineral molido lo llevamos a un medio acuoso lo podemos manejar y propiciar ciertos comportamientos, por tanto al referirnos a la termodinámica acuosa surge la necesidad de averiguar cuando existe el agua y cuando no existe.
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DIAGRAMA TENSION VS PH DEL H 2 O
Tensión mV13001200 O2 z o n a d e o x i d a c i o n11001000 H2O
900800700600 Acido500400 390 mV
300
200 z o n a d e e s t a b i l i d a d d e l a g u a 100
0 2 4 6 8 10 12 14 pH-100-200-300 Basico-400-500-600-700 z o n a d e r e d u c c i o n H2O-800-900 H2 - 840 mV
-1000
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DIAGRAMA eth – pH Cu - H2O
PARA UNA CONCENTRACIÓN
3 x 10^- 3 MOLAR
RESULTA NECESARIO CONSTRUIR
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CLASIFICAR LAS DIFERENTES FORMAS QUE TOMA EL Cu
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0.
POSIBLES REACCIONES QUIMICAS DEL Cu EN EL H2O
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0.
ECUACIONES LOGRADAS A PARTIR DE LAS REACCIONES QUIMICAS
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CONSTRUCCION DIAGRAMA eTh – pH Cu - H2O 3 x 10^-3 MOLAR
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DIAGRAMA eth – pH Cu - H2O EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn 3 x 10^-3 MOLAR
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LECTURAS DEL ORP DE LA PULPA EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn
Promedio = - 85mV Desviación std = +/- 18,3
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
ºN Muestra
OR
P d
e la
Pu
lpa
ORP
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LECTURAS DE TEMPERATURA Y pH DE LA PULPA EN CABEZA DEL CIRCUITO DE Zn
PROMEDIOS : 15,4ºC y pH=11,16)
8,09,0
10,011,012,013,014,015,016,017,018,019,020,0
0 10 20 30 40 50 60
Nº DE MUESTRA
Te
mp
era
tura
ºC
y p
H
pH
TºC
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pH = 11,16
ORP = - 85 mV
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REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
XZ-11 Dextrina CuSO4 MT-342
% Concent. 10 5 10 100%eth mV -506 155 391 66pH 12 6 4 7T ºC 13 12 12 10
ORP DE LOS REACTIVOS
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REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
BLENDING : 3ESTELA:1,5 CHUPA : 0,25 TINYAG : 0,75 ROSITA
ESTANDAR DE FLOTACION : CuSO4 Z-11 MT342
gr/TM 1,100 0,054 0,032
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REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
OPTIMIZACION DEL USO DE LA CAL1º 2º 3º
CuSO4 gr/TM = 1100 1100 1100XZ-11 gr/TM = 54 54 54Mt-342 gr/TM = 32 32 32 ORP=- 85mV
Cal gr/TM = 0 327 470eth mV = -70 -73 -85pH = 10,95 11,00 11,02T ºC = 16,9 16,7 16,9
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OPTIMIZACION DEL CuSO4. Objetivo : - 85mV1º 2º 3º
CuSO4 gr/TM 900 1100 1300XZ-11 gr/TM 54 54 54MT-342 gr/TM 32 32 32Cal gr/TMeth mV -85 -72 -63pH 10,98 10,93 10,85T ºC 16,6 16,6 16,8
REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
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REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
OPTIMIZACION DEL XZ-11 Objetivo: - 85 mV1º 2º 3º
CuSO4 gr/TM 900 900 900XZ-11 gr/TM 44 54 64MT-342 gr/TM 32 32 32Cal gr/TMeth mV -71 -85 -117pH 11,0 11,1 11,3T ºC 16,5 16,6 16,5
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OPTIMIZ. D' ESPUM MT-342 Objetivo = - 85mV1º 2º 3º
CuSO4 gr/TM 900 900 900XZ-11 gr/TM 54 54 54MT-342 gr/TM 24 32 40Cal gr/TMeth mV -87 -85 -80pH 11,0 11,0 10,8T ºC 16,6 16,6 16,8
REPERCUCION DEL ORP EN LA FLOTABILIDAD DEL ZnS
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PRUEBA BATCH AL NUEVO STANDARD DE FLOTACION
NUEVO STD PARA FOTACION BATCH
FeedCuSO4 gr/TM 900
XZ-11 gr/TM 54
MT-342 gr/TM 32
Cal gr/TMeth mV -85
pH 10,9
T ºC 16,4
% Recup Zn 97,49
%Sp 40,3 Tail%Lv 83,6
Ro
Scv
Conc.
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SE REALIZA LA APLICACIÓN INDUSTRIAL A ESTAS CONDICIONES
CONTROLANDO EL POTENCIAL DE OXIDO REDUCCION
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
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ORP & RECUPERACION Zn - DATO A ESCALA INDUSTRIAL MAYO 2008( ORP PROMEDIO = - 97 mV , % RECUP Zn PROMEDIO = 95,04 )
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Nº de Muestra
OR
P y
% R
ecu
pera
ció
n Z
n
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BALANCES METALURGICOS COMPARATIVOS REALES ANTES Y DESPUES
BM REPRESENTATIVO DEL AÑO 2007Cap Planta 4000 TMPD
Productos TMS %Zn % Pb %Cu %Fe Zn Pb Cu Fe Zn% Pb% Cu% Fe%Cabeza 1.412.000 12,44 0,86 0,19 23,67 175.689 12.108 2.683 334.194 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 306.962 53,86 0,75 0,51 9,37 165.338 2.302 1.581 28.762 94,11 19,01 55,44 8,54Conc.Pb 15.746 8,53 49,64 3,24 8,99 1.343 7.816 510 1.415 0,76 64,55 17,90 0,42Relave 1.089.291 0,83 0,18 0,07 28,15 9.008 1.990 760 306.647 5,13 16,43 26,66 91,04cab. Calc. 1.412.000 12,44 0,86 0,20 23,85 175.689 12.108 2.851 336.824 100,00 100,00 100,00 100,00
BM MAYO 2008Cap Planta 4200 TMPD
Productos TMS %Zn % Pb %Cu %Fe Zn Pb Cu Fe Zn% Pb% Cu% Fe%Cabeza 1.482.600 12,44 0,86 0,19 23,67 184.473 12.714 2.817 350.903 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 332.274 52,75 0,73 0,60 9,50 175.268 2.436 1.988 31.570 95,01 19,16 70,58 9,00Conc.Pb 17.785 7,56 50,75 1,91 8,02 1.344 9.026 339 1.427 0,73 71,00 12,04 0,41Relave 1.132.542 0,69 0,11 0,04 28,07 7.861 1.252 490 317.906 4,26 9,84 17,39 90,60cab. Calc. 1.482.600 12,44 0,86 0,19 23,67 184473 12714 2817 350903 100,00 100,00 100,00 100,00
M E T A L I C O S D I S T R I B U C I O N
M E T A L I C O S D I S T R I B U C I O N
ENSAYES QUIMICOS
ENSAYES QUIMICOS
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BALANCE METALURGICO REAL DE MAYO DE 2008
TEM 1,17%Capac TM/dia USD/TM Pb USD/TM Zn
4.200 2.000 1.900CALCULO DEL FLUJO DE CAJA PARA LA INVERSIÒN EN $Año Calendario 2007 2008 2009 2010 2011 2012Año 0 1 2 3 4 5Inversión equipos Planta (7.747.556) 0 0 0 0 0Inv.Protec.Medio Ambiente (169.024) Ingresos Adicionales US$ 11.694.579 11.694.579 11.694.579 11.694.579 11.694.579Costos Operativos US$ (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) Depreciación (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) Utilidad Operativa (UAI) 8.041.977 8.041.977 8.041.977 8.041.977 8.041.977Impuesto a la Renta (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) (2.412.593) Utilidad desp d' Impuestos 5.629.384 5.629.384 5.629.384 5.629.384 5.629.384Depreciación añadida 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316Flujos de Caja anual (7.916.580) 7.212.700 7.212.700 7.212.700 7.212.700 7.212.700VAN @ 15% $16.261.508TIR 87%
PRECIO DE METALES
PAY BACK = 13,01 Meses
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PERO EL PRECIO DEL Zn ESTA EN DESCENSO
TEM 1,17%Capac TM/dia USD/TM Pb USD/TM Zn
4.200 2.000 1.023CALCULO DEL FLUJO DE CAJA PARA LA INVERSIÒN EN $Año Calendario 2007 2008 2009 2010 2011 2012Año 0 1 2 3 4 5Inversión equipos Planta (7.747.556) 0 0 0 0 0Inv.Protec.Medio Ambiente (169.024) Ingresos Adicionales US$ 4.764.492 4.764.492 4.764.492 4.764.492 4.764.492Costos Operativos US$ (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) (2.069.286) Depreciación (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) (1.583.316) Utilidad Operativa (UAI) 1.111.890 1.111.890 1.111.890 1.111.890 1.111.890Impuesto a la Renta (333.567) (333.567) (333.567) (333.567) (333.567) Utilidad desp d' Impuestos 778.323 778.323 778.323 778.323 778.323Depreciación añadida 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316 1.583.316Flujos de Caja anual (7.916.580) 2.361.639 2.361.639 2.361.639 2.361.639 2.361.639VAN @ 15% $0TIR 15%
PRECIO DE METALES
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0.- EL PORTENCIAL DE OXIDO REDUCCION, ES UNA NUEVA VARIABLE EN LA FLOTACION DE MINERALES.
1.- PERMITE DEDUCIR RAPIDAMNETE EN QUE MOMENTO EL COMPUESTO METALICO ES FLOTABLE.
2.- NO REQUIERE DE GRAN CANTIDAD DE MUESTRAS A ENSAYAR PARA LA OPTIMIZACION.
3.- CREA ALTERNATIVAS DE USO O ELIMINACIÓN DE REACTIVOS DEPENDIENDO DEL VALOR DEL ORP DE LA PULPA EN ESTUDIO.
4.- CONSTITUYE UNA ALTERNATIVA DE INVESTIGACIÓN PARALELA A LAS EXISTENTES.
CONCLUSIONES:
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GRACIAS
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INFORMACIONES ADICIONALES
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POSIBLES CAMBIOS DE ESTADOS DE OXIDACION DEL Cu
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POTENCIAL QUIMICO STANDARD DE
LOS COMPONENTES DEL COBRE
EN UNA SOLUCION ACUOSA
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CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES
QUE GENERAN
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CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES
QUE GENERAN
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CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES
QUE GENERAN
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CAMBIOS DE ESTADOS, REACCIONES QUÍMICAS, ECUACIONES
QUE GENERAN
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COMP. MINERALOG. Y LIBERACION A 100%-10#
Mineral %Peso %Liberado %Mixto %Inclusiones
Esfalerita 20.95 64 34 2
Pirita 24.04 25 74 1
Pirrotita 8.43 30 69 1
Galena 2.95 24 67 9
Magnetita 1.36 15 65 20
Calcopirita 0.82 48 42 10
Gang.no opac. 41.45 35 65 1
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PRODUCTOS TMS ENSAYES QUIMICOS D I S T R I B U C I O N%Zn %Pb %Cu Ag Oz. %Fe Zn Pb Cu Ag oz Fe
Cabeza 12,37 0,30 0,15 0,25 23,07 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00Conc. Zn 279,6 41,95 0,71 0,58 1,19 9,89 97,49 68,54 85,13 75,48 12,86Relave 685,6 0,44 0,13 0,04 0,16 27,33 2,51 31,46 14,87 24,52 87,14Cab. Calc. 965,1 12,46 0,30 0,20 0,46 22,28 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
BALANCE METALURGICO PRUEBA BATCH
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WILSON Y LUIS EN LA CATARATA DE NIAGARA