Proceso Mineral
Proceso Mineral
Proceso Mineral
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IPCHILE
INSTITUTO PROFESIONAL DE CHILE
Antes de comenzar
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
UNIDAD I: LIXIVIACION
• Concepto de Lixiviación
• Aglomeración
• Aspectos Básicos
• Reactivos Lixiviantes
• Química de la lixiviación
• Concepto de pH
• Productos
• Tipos de lixiviación
In Situ
Bateas
Botadero
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
Agitación
Pilas
Bio-lixiviación
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
• Concentración Magnética
• Concentración Electrostática
• Variables que Controlan el Proceso
• Cuantificación del Proceso
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
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PROGRAMA PROCESO Y OPERACIÓN PLANTA MINERA
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Bibliografía Básica
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REGLAS DE LA ASIGNATURA
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Sello Institucional
REGLAS DE LA ASIGNATURA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
LIXIVIACIÓN
Concepto de Lixiviación:
Corresponde a la disolución selectiva de los metales
de interés, contenidos en los minerales hacia el medio
acuoso, el cual porta los reactivos
modificadores adecuados y claro, el agente lixiviante
encargado de realizar la disolución por reacciones de
oxido / reducción
La etapa de SEPARACIÓN SÓLIDO/LÍQUIDO se encarga
de recoger adecuadamente, bien sea por decantación,
sedimentación y/o filtración, la solución enriquecida
con los metales disueltos, mientras que el sólido
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Aglomeración:
En los procesos de reducción de tamaño (en seco) se
produce mucho polvo el que contiene un porcentaje
considerable de la especie de interés. Para evitar la
pérdida de esta fracción fina se puede utilizar
aglomeración.
Concepto de Aglomeración:
Unión de partículas finas a las gruesas, producto de
humedecer el mineral con un agente lixiviante que
origine una tensión superficial suficiente, para que al
colisionar las partículas entre sí, los finos se adhieran a
los tamaños gruesos.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Proceso de Aglomeración
Aglomerado
Cao + H2O
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Agentes Aglomerantes o Ligantes
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UNIDAD I– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Lixiviantes Básicos
• Amoniaco y Aminas
• Bases Hidróxido de Amonio
• Sales de Amonio
• Sosa Caustica y Sulfuros
• Cianuros
• Carbonatos
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Química de la Lixiviación :
• Disolución de Sales
Se aplica principalmente a Sales Minerales que se
disuelven fácilmente en agua. En la naturaleza es
difícil encontrar yacimientos con minerales de este
tipo, pero, la mena puede ser sometida a algún
proceso previo que transforme los minerales a sales
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Disolución Ácida
Se aplica a gran parte de los óxidos metálicos
existentes en la naturaleza. Generalmente se utiliza
ácido sulfúrico por su bajo costo, disponibilidad, fácil
manipulación y características químicas. También se
utiliza ácido clorhídrico, ácido nítrico y mezclas entre
ellos. Ejemplo:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Disolución Alcalina
Se aplica a menas consumidoras de ácido sulfúrico, como
por ejemplo menas con carbonatos de calcio. Ejemplo:
• Intercambio Básico
Este tipo de reacciones produce un nuevo sólido insoluble
en los residuos. Ejemplo:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
ASPECTOS CINÉTICOS
Es de vital importancia conocer la velocidad o cinética
de los procesos, pues la idea es lograr un rendimiento
óptimo en el menor tiempo posible. La información
que entrega la cinética permite conocer mecanismos
de reacción y, diseñar equipos y procesos. En la
hidrometalurgia el estudio cinético es imprescindible,
pues generalmente los procesos aplicados son lentos
ya que se trabaja a temperatura ambiente o algo poco
superior, y las reacciones son de carácter heterogéneo.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Concepto de pH
El pH es el grado de acidez de una sustancia, es
decir la concentración de iones de H + en una
solución acuosa, término (del francés pouvoir
hydrogene, 'poder del hidrógeno') el pH también se
expresa a menudo en términos de concentración de
iones hidronio.
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UNIDAD I– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Lixiviación en Agua:
• Lixiviación ácida :
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
ubicados adecuadamente según la descripción
geológica del depósito.
• Lixiviación en Botaderos
La lixiviación en Botaderos consiste en lixiviar
desmontes o sobrecarga de minas de tajo abierto,
los que debido a sus bajas leyes (menores de 0.4%)
no pueden tratarse por métodos convencionales.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Agitación Neumática
Agitación Mecánica
Agitación Mixta.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Lixiviación en Pilas
Básicamente es similar a la lixiviación en botaderos,
pero se diferencia en que el tenor del mineral es
más alto y en la mayoría de los casos, el mineral sale
como colas del proceso en la etapa de
concentración. El terreno, las pilas y la solución se
preparan forman y adicionan como en el caso de
lixiviación en botaderos. En este tipo de lixiviación,
se debe evitar la inundación del lecho, debida al
sello que sobre este ejercen partículas de arcillas o
partículas minerales de muy pequeño diámetro. Con
este fin, se debe previamente pasar la mezcla por el
tambor aglomerador, el cual es un cilindro metálico
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
existente.
El tiempo del proceso puede tomar varios meses,
según el tipo de mineral a tratar, el tenor del
elemento o especie de interés y el tamaño de las
partículas a lixiviar. Han sido reportadas
extracciones del 70 al 85% por este sistema,
similares a las alcanzadas en el proceso de
percolación, que se vera a continuación. La Figura ,
representa los sistemas de lixiviación en botaderos
y en pilas.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Pilas de Lixiviación
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Bio-lixiviación
La Bio-lixiviación es un proceso de recuperación de
metales a partir de la acción de bacterias que permite
el aprovechamiento de mineral sulfurado de baja ley.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
pH:
• En general, los T. ferrooxidans se desarrollan bien
en medios ácidos, siendo incapaces de
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Oxígeno y CO2:
• La disponibilidad de oxígeno es un factor que
controla la extracción de metales por bacterias.
No se conoce otro oxidante que pueda ser
utilizado por los microorganismos en ambientes
de lixiviación. El dióxido de carbono es utilizado
como fuente de carbono para la fabricación de
su arquitectura celular.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Nutrientes :
• Como todos los seres vivientes, los T. ferro-
oxidans requieren de fuentes nutricionales para
su óptimo desarrollo. Estos son amonio, fosfato,
azufre, iones metálicos (como Mg+), etc. El
magnesio, es necesario para la fijación de CO2 y
el fósforo es requerido para el metabolismo
energético.
Fuente de energía
• Los T. ferrooxidans utilizan como fuente primaria
de energía los iones ferroso y azufre inorgánico.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Luz
• La luz visible y la no filtrada tienen un efecto
inhibitorio sobre algunas especies de Luz Thio-
bacillus, pero el fierro ofrece alguna protección a
los rayos visibles.
Temperatura
• El rango sobre el cual se desarrollan se encuentra
entre los 25 ºC y 35 ºC.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Presencia de Inhibidores:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
EL Oro (Au)
El oro se encuentra en la naturaleza como metal, por
ello se le denomina “oro nativo” y en muy pocas veces
como mineral. Etimológicamente el vocablo ORO
proviene del latín «Aurum» que significa aurora
brillante. Es un metal noble, raro, con una
combinación incomparable de las propiedades físicas y
químicas.
Es el único metal de color amarillo.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Número de protones/electrones : 79
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
La plata (Ag)
Es un elemento escaso en la naturaleza, de la que
representa una parte en 10 millones en la corteza
terrestre. Se puede encontrar en estado nativo aunque
generalmente se encuentra en minerales que
contienen compuestos de plata, como con azufre
(argentita, Ag2S), arsénico (proustita, Ag3AsS3),
antimonio (pirargirita, Ag3SbS3) o cloro (plata córnea,
AgCl) siendo sulfuros y sulfo-sales su forma principal,
la mayor parte de su producción aproximadamente las
tres cuartas partes se obtiene como un subproducto,
sobre todo del cobre y plomo.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Brillo: Metálico
• Dureza: 2.5 a 3
• Óptica: Opaco
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
El proceso de Amalgamación de Oro,
Se ha empleado tradicionalmente en algunas regiones
de Chile, desde los tiempos de la colonia, en la cual se
utilizan molinos de piedra llamados trapiches para
moler el mineral y conjuntamente con el agua formar
una especie de lodo o barro acuoso. Debido a la gran
afinidad del oro por el mercurio, al solo contacto se
produce una amalgama de Hg-Au. la masa fluida de
amalgama se prensa en pasos , con lo cual , se
desprende el mercurio sobrante. Posteriormente el
mercurio unido al oro se volatiliza , quemándolo a
temperaturas sobre los 360oC en forma directa o con
Acido nítrico, obteniendo oro bruto de un 99,9% de
pureza.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
EL TRAPICHE Y SU HISTORIA
A principios del siglo XVIII se introdujo en Chile el
trapiche, éste constaba de una solera horizontal
redonda de piedra de 5 a 6 pies de diámetro, tenía una
voladora de piedra circular de 3 pies de diámetro y 15
pulgadas de espesor.
En el siglo XIX el trapiche es perfeccionado, se
emplearon dos voladoras en vez de una, se les puso
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Proceso de Cianuración:
El proceso de lixiviación con cianuro es el método más
importante jamás desarrollado para extraer el oro de
sus minerales.
Por lo general obtiene una mayor recuperación de oro
que la amalgama y es más fácil de operar que el
proceso con cloro o bromo. Se produce el producto
final en forma de metal prácticamente puro.
La principal propiedad química de interés comercial es
que el oro es soluble en soluciones diluidas de
cianuro.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
ADSORCIÓN Y DESORCIÓN DEL ORO CON CARBON ACTIVADO
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cuidados ambientales
a) Tratamiento de Aguas Ácidas
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Columnas de Carbón
Carbón Activado
El carbón activado se prepara a partir de diferentes
materiales como por ejemplo carbón, turbas, madera,
petróleo, etc., calentados a altas temperaturas,
rondando los 1000 grados, en ausencia de oxígeno.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Reactivación del Carbón
• Constituye uno del aspecto más importante para el
buen rendimiento de una planta (CIP,CIC,CIL)
• Permite elevar la productividad
• El carbón adsorve además, materiales orgánicos,
carbonatos, hidróxidos y metales.
Se distingue:
LAVADO QUÍMICO
• Lavado simple con agua. Eliminación de lamas
• Lixiviación con HCl (3%) a 90°C
• La lixiviación ácida elimina básicamente carbonatos
y/o sulfatos de calcio atrapados en los poros
• Regenera solo parcialmente la actividad de los
carbones
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Reactivación Térmica
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Proceso Merrill-Crowe
El proceso consiste en la alimentación de una
solución rica de Au, proveniente de una ixiviación
en pila que se purifica o filtra , para luego eliminar
el aire (O2) luego viene la precipitación de oro y
plata con polvo de zinc se denomina Merrill-Crowe.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Y también a:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Variables Operacionales:
Factores que influyen en la deposición de oro
Temperatura.
La temperatura presenta las siguientes ventajas:
• Aumenta el coeficiente de difusión del complejo
de oro.
• Disminuye la solubilidad del oxígeno
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Fundición:
El proceso de fundición o fusión es obtener un material
en presencia de fundentes formadores de escoria a
temperaturas que excedan el punto de fusión de todos
los componentes de la carga, típicamente entre 1200 °C
y 1400°C .
Para convertir el precipitado de oro a un metal puro,
este es, primeramente, derretido con fundentes
especiales para producir el metal doré que contiene
aproximadamente 95% de mezcla de oro y plata. El
producto metálico de los hornos de fundición es
vaciado en un molde de barra doré.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
La cementación
es la precipitación de un metal desde una solución
acuosa, que se produce por efecto de la presencia
de otro metal. En este proceso el metal precipitado
usualmente se deposita o "cementa" sobre el metal
añadido.
En general, mientras mayor sea el potencial de
celda de la reacción de cementación, mayor será la
tendencia a precipitar impurezas, ya que éstas se
encontrarán comprendidas con mayor probabilidad,
en cierto rango de potenciales, por lo que se verán
favorecidas para precipitar en conjunto.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Reacciones de la Cementación:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
CONCENTRACIÓN Y PURIFICACIÓN DE SOLUCIONES
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Esta técnica se emplea en metalurgia con tres fines
fundamentales: concentrar, purificar y separar los
elementos o metales disueltos.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Principales objetivos de la Extracción por solventes
La separación y purificación de uno o más metales
de interés de las soluciones que los contienen, las
que suelen tener impurezas. La separación
consiste en extraer el o los metales deseados
desde soluciones o a la inversa, extraer las
impurezas de la solución, dejando el o los metales
deseados en ella.
Concentración de los metales disueltos para
disminuir los volúmenes a procesar y así reducir
los costos del proceso siguiente (EW para el caso
del cobre).
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Transferencia de los metales disueltos desde una
solución acuosa compleja a otra solución acuosa
diferente, que simplifique el proceso siguiente.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
ESQUEMA GENERAL PROCESO LIX-SX-EW
PLS Electrolito Rico
E
L L
I E
X C
T
I R
V O
I O
A B
C T
E
I
C
O I
N O
N
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Extractante (también llamado reactivo orgánico
o simplemente orgánico), es un compuesto que
contiene un grupo funcional que es capaz de
reaccionar químicamente con una especie
particular en la fase acuosa.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• un extractante debe ser relativamente estable,
de tal modo que pueda ser usado en muchos
ciclos de extracción.
Reacción de extracción
El ion cúprico reacciona con el extractante
formando un compuesto organometálico insoluble
en agua (Ecuación química), totalmente soluble en
el solvente orgánico (diluyente) con la cual se
produce la extracción del cobre desde la fase
acuosa a la orgánica.
Mediante este mecanismo, cada ion de cobre se
intercambia con dos iones de hidrogeno que pasan
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Reacción de re-extracción
Ocurre por efecto del cambio de acidez en la fase
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Conceptos fundamentales de SX
Coeficiente de distribución
La razón entre la concentración del metal M en la
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Selectividad
La existencia de más de una especie química en
solución dará lugar a que dichas especies se
distribuyan entre las fases acuosa y orgánica de
acuerdo a sus respectivas solubilidades.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
DM DCu⁺² (3)
S = DN = DFe⁺³
Razón de flujos
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Influencia del pH
El pH es el número que exactamente describe el grado
de acidez o basicidad de una solución. La acidez o
alcalinidad relativa de una solución se puede expresar
en términos de pH en una escala de 1 a 14, donde el pH
se refiere a la concentración de iones hidrógeno (H⁺ ).
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
pH
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Es el valor de concentración % v/v, de reactivo
extractante presente en el orgánico de operación.
Se calcula al dividir el valor de Carga Máxima por el
valor de Factor de Carga.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
al orgánico con mayor concentración de cobre que
depende de la concentración / formulación de
extractante, la concentración del PLS y el ácido.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Curvas de distribución o isotermas
Las curvas de distribución o isotermas se obtienen
al agitar la fase acuosa en contacto con la fase
orgánica a diferentes razones O/A, hasta que se
establezca el equilibrio químico.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Método:
Los cuatro componentes principales de una
isoterma son:
• Reactivo: tipo y concentración volumétrica en %
v/v
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UNIDAD I– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
pH de la solución rica
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Detectar cualquier comportamiento inusual en el
sistema analizado.
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Ejercicio:
Se tiene un mineral oxidado de Cobre de ley 1,0%,
cuya recuperación en lixiviación es de 80% . Como
producto de la lixiviación se obtiene una solución
de PLS de 5,0 gpl. de Cu⁺² y pH 2,2.
Este flujo se mezcla con un flujo de orgánico en
relación O/A = 0,95, cuya concentración de Cobre
es de 0,5 gpl. El flujo de salida de acuoso tiene una
concentración de 0,6 gpl. de Cu. Los flujos de la
planta se basan en 8,0 m3 por minuto de
alimentación acuosa. La eficiencia de extracción es
de 80% .
Determine la concentración de Cobre y el flujo de
orgánico cargado:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Determine la concentración de Cobre y el flujo de orgánico
cargado:
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UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
200
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
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UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Susceptibilidad Magnética:
Susceptibilidad que expresa el grado de
magnetización de un material como respuesta a un
campo magnético, es un simple número si M y H son
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UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Conductividad Eléctrica:
La conductividad eléctrica es la capacidad que tiene
una sustancia o material para permitir el paso de
corriente eléctrica a través de sí, es decir, de
transportar electrones.
203
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Dureza de un Mineral:
Se denomina dureza a la resistencia a ser rayado que
ofrece la superficie lisa de un mineral, y refleja, de
alguna manera, su resistencia a la abrasión.
Tensión superficial
En física, se denomina tensión superficial de un
líquido a la cantidad de energía necesaria para
aumentar su superficie por unidad de área.
Concentración de Minerales:
La Concentración de minerales es la operación en
la cual se eleva la ley o concentración (en
porcentaje) de una mena o mineral determinado,
mediante uso de equipos de separación sólido-
líquido produciéndose así la segregación de dos o
más especies mineralógicas y generar una
corriente enriquecida en un mineral de interés.
Concentración Selectiva:
La flotación es un proceso complejo mediante el
cual minerales, que contienen elementos
económicamente valiosos, son separados
selectivamente de especies no valiosas (ganga).
205
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
206
UNIDAD II– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Concentración Gravitacional:
La concentración gravitacional se define como la
separación de dos o más especies de diferente peso
específico (diferente densidad) causada por el
movimiento relativo bien sea en un medio acuoso
en el aire debido a la respuesta de los sólidos a las
fuerzas gravitacionales de arrastre y empuje.
207
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
208
UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
209
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
210
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
211
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
212
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Características de los separadores de tambor observadas
desde dos posiciones diferentes.
213
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
214
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Separadores en medio denso que aplican método dinámico de
separación: el Dyna Whirloop y el ciclón de medio denso.
215
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
216
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
217
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
un fluido es:
F = m*(dV/dt) = Fx – Fb - Fr (1)
Donde:
Fx: fuerza gravitacional = m*g
218
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
219
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Vl = Vp
gdp(ρp − ρf ) = gdl(ρl − ρf )
18 µ 18µ
220
UNIDAD I - PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
CC ≈ dl = ρp - ρf
dp ρl − ρf
221
UNIDAD I – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
d3
d1 d2
d3 >d2 >d1
222
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
CONCENTRACION - SEPARACIÓN MAGNÉTICA
Proceso utilizado para concentrar minerales que
poseen diferencias en su susceptibilidad magnética, es
decir, que responden en forma diferente ante la
aplicación de un campo magnético.
De acuerdo con su susceptibilidad magnética los
minerales pueden ser clasificados como:
223
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
224
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
225
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
LEY DE COULOMB
Las fuerzas de atracción o repulsión entre dos polos
magnéticos, son directamente proporcionales al
producto de sus masas magnéticas e inversamente
proporcionales al cuadrado de las distancias que las
separa:
F = Fuerza Magnética
m1 = Masa Magnética 1
m2 = Masa Magnética 2
µ = Constante de Proporcionalidad = 10-7
d = Distancia entre m1 y m2
226
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
227
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
H = Intensidad Magnética
F = Fuerza del Campo Magnética
m = Masa Magnética
228
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
La intensidad del campo magnético se mide
usualmente en Newtons/Weber, valor que recibe el
nombre de Oersted.
229
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
230
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Concentración Electrostática
Los sistemas de separación electrostática contienen a
lo menos cuatro componentes:
• Un mecanismo de carga y descarga.
• Un campo eléctrico externo.
• Un sistema que regule la trayectoria de las
partículas no eléctricas.
• Un sistema de colección para la alimentación y
productos.
231
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
232
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
233
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
234
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Particularmente así, ya que las propiedades eléctricas
de un mineral pueden variar ampliamente debido a la
presencia de trazas de impurezas. Sin embargo, es
importante señalar que la separación electrostática
de una mena a escala industrial no es fácil. En
general, los productos finales que se obtienen
resultan de varias etapas de limpieza y scavenger
235
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
236
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
237
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
239
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
separación de especies minerales valiosas de las no
valiosas, a través del uso de la adhesión selectiva de
burbujas de aire a las partículas minerales valiosos. En
un proceso de concentración de minerales ideal, la
mena mineral se divide en un concentrado
enriquecido con el componente útil o valioso y una
cola o relave con los minerales que componen la
ganga.
240
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Flotación de Espumas.
Se puede definir a la flotación de espumas como
un proceso mineralógico - químico cinético, o
también, la flotación de minerales en espumas es
un proceso físico-químico, cuyo objeto es la
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Celda de Flotación
Aire
Espuma (Con contenido de
material hidrofóbico)
Partículas
hidrofílicas
Partículas
hidrofóbicas
adheridas a las
burbujas
Agitador
242
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Banco de Celdas
Tradicionales
243
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Mecanismos de la Flotación de Espumas.
244
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
245
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
b. Minerales Hidrofóbicos.-
Son aquellos que no son mojables o son poco
mojables por el agua, dentro de ellos tenemos: Los
metales nativos, sulfuros de metales o especies tales
como: Grafito, carbón bituminoso, talco y otros,
haciendo de que evite el mojado de las partículas
minerales, que pueden adherirse a las burbujas de
aire y ascender.
246
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Importancia de la Flotación
247
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
248
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
249
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
variables.
Southerland y Wark las han clasificado
meridianamente en tres grupos importantes de
variables y son:
250
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
pH (Eh) de mejor selectividad.
251
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
252
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
253
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
En la etapa previa (molienda), se obtiene la roca
finamente dividida y se le incorporan los reactivos
para la flotación. El propósito es darle el tiempo
necesario de residencia a cada uno de los reactivos
para conseguir una pulpa homogénea antes de ser
utilizada en la flotación. Con la pulpa (o producto de
la molienda) se alimentan las celdas de flotación.
B: burbuja;
P: partícula
s - g: sólido - gas;
s - l: sólido - líquido
255
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Fases del Proceso de Flotación de Minerales
256
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Agitador
257
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
258
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
259
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Deben utilizarse seleccionando el mineral de interés
para impedir la recuperación de otros minerales.
260
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Ejemplos de Modificadores de pH:
Cal y Carbonato de Sodio.
Silicatos Alcalinos e Hidróxido de Sodio.
261
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
262
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Celdas de flotación: Las hay de 3 tipos.
263
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Los productos de la flotación contienen
habitualmente entre un 50% y 70% de sólidos.
Gran parte del agua contenida en las pulpas
producidas por la flotación es retirada en los
espesadores de concentrado y cola, los que realizan
simultáneamente los procesos de sedimentación y
clarificación. El producto obtenido en la descarga de
los espesadores de concentrado puede contener
entre 50% y 65% de sólidos.
El agua remanente en estos concentrados espesados
es posteriormente retirada mediante filtros hasta
obtener un valor final que va desde un 8% hasta un
10% de humedad en el producto final.
264
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Reactivos más usados en la Flotación:
Xantatos: Son sales del ácido xantático, que se
producen al reaccionar un alcohol con disulfuro de
carbono.
Características Principales:
Bajo costo, aprox. 1,1 – 1,2 US$/kg
Fuertes propiedades colectoras y buena
selectividad.
Reactivos fundamentales para la flotación de
sulfuros comunes (Cu, Zn, Pb, Fe, Co - Ni, etc.),
para metales nativos (Cu, Ag, Au) y para minerales
oxidados previamente sulfidizados.
265
UNIDAD III– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Se descomponen a pH bajos.
Se usan en circuitos a pH alcalino o neutro.
Son sólidos.
Dosificación usual 10 – 100 g/t. Alimentación en
solución al 10 – 20% en peso.
Ejemplo nombre comercial: Xantato Aero 317,
343, etc. de la Cyanamid y SF 113, SF 114, etc. de
la Shell.
Ditiofosfatos:
Son ésteres secundarios del ácido ditiofosfórico y se
preparan haciendo reaccionar penta-sulfuro de
fósforo y alcoholes.
266
UNIDAD III– PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Principales Características :
Líquidos.
Se recomienda agregarlos en la molienda o en el
acondicionamiento. Diluidos (5 – 20%) o sin diluir
dependiendo de cual se trate (en general tienen
poca solubilidad en agua).
Algunos tienen Propiedades espumantes,
(Aerofloat 25, 31 y 33).
Son colectores de menor potencia que los
xantatos.
Son más selectivos que los xantatos.
267
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
268
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Colectores Oxhídricos:
Carboxílicos (Ácidos grasos y sus sales y los
Jabones)
270
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Colectores Catiónicos:
Características principales:
Fácil adsorción y desorción (en algunos casos se
pueden eliminar del concentrado al lavarlo con
agua fría.
271
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Poco selectivo
Modificadores:
Son reactivos que se usan cuando se necesita mejorar las
condiciones de colección y/o cuando se necesita mejorar
la selectividad del proceso. Bajo esta categoría se incluye:
273
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
274
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
275
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Depresantes:
Estos reactivos sirven para disminuir la flotabilidad
de un mineral haciendo su superficie más hidrofílica
o impidiendo la adsorción de colectores que
puedan hidrofobizarla.
Ejemplos de Depresantes:
276
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Depresantes:
Sulfihidrato de Sodio: NaSH, deprime a los
sulfuros. Se usa por ejemplo para deprimir los
sulfuros de Cobre en la flotación selectiva de Cu-
Mo.
277
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
278
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Circuitos de Flotación y sus equipos
279
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
CIRCUITOS DE FLOTACION
Generalmente las celdas se ordenan en serie,
formando un circuito o bancada (Banco de celdas)
que reciben los relaves de la precedente y se tendrá
1,2,3 ó más circuitos o bancos de celdas.
280
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Estos circuitos de flotación generalmente están
constituidos de varias etapas, puesto que no es
posible recuperar el mineral valioso y eliminar el
mineral de ganga en forma simultánea en un solo
paso, de este modo se presentan las siguientes
etapas:
281
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
3. Etapa de flotación limpieza (Cleaner)
282
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Al circuito rougher llega la alimentación del proceso
de flotación, y en algunas oportunidades,
concentrados de la etapa scavenger o colas de la
etapa cleaner.
Las colas de la etapa rougher pueden ser colas
finales del proceso, o bien, almentación a un
circuito scavenger.
284
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
285
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
286
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
287
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
general 2 o más tienen por finalidad de obtener
concentrados de alta ley aún a costa de una baja en
la recuperación.
288
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Los relaves de estas etapas no se descartan, son
reciclados a la etapa anterior.
El concentrado de la última etapa de limpieza,
constituye el concentrado final.
La etapa depuradora (Scavenger) es aquella en que
se recupera la mayor cantidad del mineral valioso.
El concentrado de ésta etapa generalmente retorna
a la etapa de Recuperación y el relave constituye el
relave final.
289
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
290
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
transporte de las partículas de mineral deseado
en la columna de espuma.
291
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
292
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
293
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
294
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
295
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Celdas auto aireadas, que utilizan el vacío creado
por el movimiento del rotor para inducir o
succionar el aire desde la atmósfera hacia abajo,
por el tubo concéntrico alrededor del eje del rotor.
296
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
El tamaño y número de celdas se ajusta a las
características de la alimentación (flujo, flotabilidad
de las partículas), de manera de compatibilizar los
requerimientos de recuperación y calidad del
concentrado. La pulpa que se descarga desde la
última celda es la cola o relave.
297
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Celdas neumáticas
298
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
299
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Esquema de una celda Jameson y sus zonas activas
300
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
MECANISMO DE LA FLOTACIÓN EN UNA CELDA JAMESON
En una celda Jameson, el aire y la pulpa son
mezclados en el tope de un tubo vertical,
denominado sección de contacto o tubo de
descenso. La mezcla desciende verticalmente en co-
corriente, descargando en una celda abierta, donde
las burbujas mineralizadas ascienden formando la
espuma.
El nivel de espuma.
El nivel de pulpa dentro de la celda se controla para
dar la altura adecuada de espuma y mantener la
descarga del tubo de descenso bajo el nivel de
interfase, asegurando no sólo la selectividad del
proceso sino también la estabilidad del mismo. Al
igual que en las columnas de flotación,
301
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
303
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
304
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
305
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Celdas Columnares:
La columna de flotación se ha constituido en
uno de los desarrollos más destacados de los
últimos tiempos en el campo de la concentración
de minerales.
306
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
La columna de Flotación
307
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Circuito de flotación sin columna de flotación
308
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Circuito de flotación con columna de flotación
309
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
FLOTACIÓN COLUMNAR- INTRODUCCION
La celda columna es un tipo de máquina que
pertenece a las celdas neumáticas, la cuál en la
actualidad tiene un gran potencial de aplicación en el
procesamiento de minerales.
310
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
En un intento de superar el problema de
sedimentación de sólidos Sinkovich en 1952, usó
una celda columna con un agitador de baja
velocidad instalada cerca a la base de la unidad.
En los años de 1960 Bostin y Wheeler (Anon, 1965)
desarrollaron y patentaron el diseño corriente de
incorporación de agua de lavado a la celda columna
para suprimir la recuperación de ganga.
311
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
312
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
313
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Hay tres aspectos en el diseño que distinguen
las columnas de flotación de las celdas
mecánicas:
1.- El agua de lavado (adicionada al tope de la
columna).
2.- La ausencia de agitación mecánica.
3.- El sistema de generación de burbujas de aire.
314
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
315
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
316
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Una celda columna, tal como se muestra en la
figura. es de sección circular, cuadrada o
rectangular, en la que la pulpa acondicionada se
alimenta un tercio o un cuarto de distancia desde el
rebose de la celda, el aire es introducido o
inyectado a través de los difusores que se
encuentran cerca a la base y el agua de lavado
ingresa a través de una especie de ducha de 3 a 6
pulgadas sobre o debajo del rebose de la celda.
317
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
318
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
319
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
320
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
321
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Una vez decidido el volumen de la celda y el
porcentaje de sólidos en flotación, se procede a
determinar el peso específico del mineral de
cabeza.
Posteriormente se somete a molienda en un molino
de bolas de laboratorio, aproximadamente con 66-
68% de sólidos en el molino y se determina el
tiempo de molienda.
En general, para cobres porfíricos, una molienda
entre un 5 a 16% +65 mallas Tyler es adecuada.
322
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
VARIABLES OPERATIVAS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN
La flotación es un proceso de múltiples variables
cuya definición y descripción cuantitativa requiere
todavía muchos estudios y la aclaración de distintos
detalles.
323
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
B. Variables relacionadas a los procesos previos de
molienda y clasificación
8. Durante la molienda, el mineral está expuesto a
la oxidación
9. Tamaño de liberación (fineza de partículas,
diferente asociación)
10. Grado de dureza de los minerales (de cada
componente)
11. Tiempo en el circuito de molienda
12. Molienda diferencial
13. Adición de reactivos durante la molienda
324
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
antes de su uso; pueden resultar en efectos
negativos o positivos
14. Presencia de gases disueltos Ejemplo. H2S, SO2,
etc.
15. Grado de alcalinidad o acidez de agua “pH”
16. Dureza del agua
325
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
21. Tiempo de acondicionamiento
22. Temperatura, agitación, pH, etc.
326
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
F: Variables relacionadas con las máquinas de
flotación:
32. Tipo de máquina
33. Potencia consumida
34. Altura de la Zona de espumas
35. Agitación
36. Grado de Aireación
Controles en la Flotación:
El proceso de Flotación parece ser bastante
sencillo, pero tiene cierto grado de complejidad
debido a la variación de las leyes de cabeza
durante los turnos de 24 horas y para llevarse en
forma eficaz se debe mantener:
327
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
328
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
329
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
En el primer caso se deprimen grandes
cantidades de sulfuros valiosos recuperables y en
el segundo caso se flotan minerales con alto
contenido de ganga (gangosas). Para controlar la
carga circulante se debe jalar normalmente las
espumas de los bancos scavenger, así como
también las espumas de las limpiadoras.
330
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• de la pulpa es función del molinero, los
flotadores deben avisar al jefe cuando observen
que; la pulpa no es buena.
331
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Los reactivos: Deben ser alimentados siempre
en las cantidades indicadas por el Supervisor y
en el lugar preciso. En cada planta, las
cantidades de reactivos están calculadas de
acuerdo a la ley de la cabeza de mineral y según
los concentrados que se quieren obtener. Por
eso, la flotación sufre enormemente cuando los
reactivos no están bien medidos.
332
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Es necesario que Ud. Mantenga el pH dentro de
los límites indicados por el jefe, ya que un pH bajo
es tan dañino a la flotación como uno demasiado
alto.
333
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
b. Al contrario, un pH muy alto, deprime la
ganga y la pirita y también parte de los sulfuros
de cobre que así se pierden en los relaves.
c. En esta forma, con un pH de menos de 7 en el
circuito bulk se levanta mucho fierro y mucho
insoluble. Con el pH arriba de 8, al contrario, se
deprime mucho sulfuro de cobre, e ensuciando
el relave.
334
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
335
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
De una u otra manera, estos dos modos de
balance, en flotación de minerales, al igual que
cualquier otro proceso de concentración, la
cuantificación se puede efectuar a través de dos
expresiones matemáticas que se las denomina
Razón de Concentración y Recuperación.
336
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
En consecuencia, esta razón es un número que
indica cuántas veces se concentró el mineral valioso
contenido en la mena. Este término se puede
deducir del siguiente modo:
Planta
Alimentación F, f Relave T, t
Concentradora
Concentrado C, c
337
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Ahora hagamos un balance de materiales y de metal
valioso contenido en cada flujo de la Planta
Concentradora. Esto es:
Ft = C t + T t
F (f - t) =C (c - t)
338
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
RECUPERACIÓN
Este término se refiere a la eficiencia y rendimiento
del proceso de flotación. Es decir, es la parte de
mineral valioso que se obtiene en el concentrado,
con respecto del mineral valioso contenido en el
mineral de cabeza. Se expresa en porcentaje y su
expresión matemática es:
339
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cc
R = x 100 (4)
Ff
( f- t) c
R= x x 100 (5)
( c- t) f
340
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cuando hay más de un elemento valioso, el sistema
de cálculo se complica, pero se mantiene la misma
filosofía de cálculo de las expresiones antes
determinadas.
341
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
mismas, es decir, de acuerdo al número de
elementos valiosos que contiene será:
• De dos productos un elemento valioso.
• De tres productos dos elementos valiosos.
• De cuatro productos tres elementos valiosos
• De n productos más de tres elementos valiosos.
Concentrado
C,c 2
342
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Aquí podemos observar que los puntos de
muestreo son:
1. Cabeza que corresponde al mineral de faja
que alimenta de la tolva de finos al molino, o del
rebose del clasificador.
2. Concentrado.
3. Relave
Balance de materiales
Entrada = Salida
F=C+T (6)
343
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Balance del metal valioso:
F(f - t) = C(c - t)
C f- t f-t (9)
= C =Fx
F c- t c-t
344
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Entonces el paso de concentrado obtenido estará
dado por la siguiente fórmula:
f-t
C= F x t/día o ton/día (10)
c-t
f-t c (12)
Re = x x 100
c-t f
345
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
La razón de concentración está dada por:
F = (c – t) (13)
K=
C (f – t)
Ejemplo 1
Si una planta concentradora produce 1200 t/día de
concentrado de cobre con ley de 27,6% Cu a partir
de un mineral de cabeza de 0,87% Cu, dejando en
los relaves 0,1% Cu.
Calcular:
a) El peso de la alimentación,
b) La recuperación,
c) La razón de concentración,
d) El peso de relave
346
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Solución
a) Cálculo del peso de la alimentación
347
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
27,6 – 0, 1
F = 1.200 x = 42.857,143 ton/día
0,87 - 0,1
b) Cálculo de la recuperación R
Para este caso se emplea la ecuación (7)
(0,87 – 0,10) 27,6
R= X X 100 = 88, 33%
(27,6 – 0,10) 0,87
Re= 88,83%
348
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
(c- t) (27,6 – 0,10) 35,714
K= = =
(f- t) (0,87 -0,10) 1
De la relación:
F=C+T
Se obtiene:
349
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Ahora el balance metalúrgico puede tabularse tal
como se muestra en el siguiente cuadro:
Producto Peso T % Ensayo Contenido % Razón
Peso metálico Distribución
% CU Cu Cu
350
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Ejemplo 2:
En una planta concentradora se trata 25 000 t/día
de mena de cobre, cuyo reporte de Laboratorio
químico es el que se muestra en el cuadro adjunto.
Productos Ensayos o Leyes
Determinar:
a) El peso de concentrado obtenido en t/día.
b) El tonelaje de relave.
c) La recuperación de Cu.
d) La razón de concentración.
351
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Solución:
Sea el siguiente diagrama:
Alimentación o
cabeza
Planta Relave Final
T = ¿…?
F= 25.000 t Concentradora t= 0,25% Cu
Concentrado de Cu
C= ¿…?
c= 30% Cu
352
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
1.- Cálculo del peso de concentrado obtenido.
Para este caso utilizamos la ecuación:
f- t
C=Fx = 25.000 x 5,20 – 0,25 = 4.159,66
c- t 30 – 0,25
C = 4.159, 66 t/día.
T= 20.840, 34 ton/día.
353
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
3.- Cálculo de la Recuperación de Cobre
K = F / C = 25.000/4.159,66 = 6,10/1
K= (c- t)/ (f –t) = (30,0 -0,25) / (5,2 – 0,25) = 6,10 ton. Min.de cabeza
1 1 Ton.de Concent.
354
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
BALANCE METALÚRGICO PARA TRES PRODUCTOS.
Este balance se emplea cuando la mena que se
trata en una Planta Concentradora contiene dos
elementos metálicos valiosos y se emplea la
flotación selectiva o diferencial, es decir, se obtiene
dos productos valiosos que corresponden a dos
concentrados que contienen a cada metal valioso y
un producto no valioso que corresponde al relave.
355
UNIDAD II – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Concent. A Concent. B
(a1, b1) (a2, b2)
F=A+B+T (14)
356
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Balance del metal valioso A.
1= A + B+T
F F F (17)
357
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
a = a 1 A + a2 B + a 3 T (18)
F F F
b = b1 A + b2 B + b3 T (19)
F F F
Esto es:
358
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cuadro: Reporte de ensayo químico
Productos Pesos,t Leyes
%A %B
Cabeza F a b
Concentrado A A a1 b1
Concentrado B B a2 b2
Relave T a3 b3
f1 = A/ F ; f2 = B/ F ; f3 = T/ F
Luego:
359
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
1 = f1 + f2 + f3 (20)
360
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Solución:
Podemos establecer el siguiente diagrama
361
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Conc. Pb Conc. Zn
I1= 71,8 % Pb I2 = 1,4 % Pb
Z1 = 6,4 % Zn Z2 = 57,8 % Zn
362
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
8,2 = 6,4 f1 + 57,8 f2 + 0,8 f3 (III)
363
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
RZn = z2 Z x 100 = 57,8 x 426,65 x 100 = 85,92 %
zF 8,2 x 3.500
364
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cuadro 5 Balance metalúrgico
Leyes Contenido metálico % Distribución Ratio
Productos Peso %Peso
% Pb % Zn Pb Zn Pb Zn
Conc. Pb 282,24 8,06 71.8 6.4 202,648 18.063 93.38 6.3 12,4
Conc. Zn 426,65 12,19 1,4 57.8 5.973 246.603 2.75 85.92 8.20
365
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Para realizar balances, es importante caracterizar
los flujos de mineral en cada punto de la planta.
Un buen muestreo otorga mayor fidelidad a los
datos obtenidos, puesto que dicha información
será utilizada para tomar decisiones importantes
en el diseño y la producción.
366
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
• Para la estimación de las propiedades del resto
de los flujos existen relaciones matemáticas
basadas en la física y química.
Estática
MT = MS + ML
VT =VS +VL
En Movimiento (flujo)
GT = GS + GL (masa)
QT = QS +QL (caudal- flujo)
Estática (t/m3)
ρSLT = MSLT
VSLT
En Movimiento (flujo)
ρSLT = G SLT
QSLT
368
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Densidad específica
γ S,L,T= ρ S ,L,T ⋅ g
Gravedad específica
Γs = ρS
ρL
Concentración de sólidos
En volumen
369
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Cv = Vs = Qs
VT QT
En Peso :
Cp = MS = GS
MT GT
D= ML = GL
Ms Gs
370
UNIDAD III – PROCESO Y OPERACIÓN DE PLANTA MINERA
Humedad en Base húmeda(%)
H = 100 GL
GT
371
Unidad III : Proceso y Operación de Planta Minera
Espesamiento y Filtración
372
Unidad III : Proceso y Operación de Planta Minera
Espesamiento y Filtración
Es entonces, pertinente poner los procesos de
separación sólido-líquido dentro del contexto de las
operaciones de separación de fases.
373
Unidad III : Proceso y Operación de Planta Minera
Espesamiento y Filtración
374
Unidad III : Proceso y Operación de Planta Minera
Espesamiento y Filtración
375
Unidad III : Proceso y Operación de Planta Minera
Espesamiento y Filtración
Figura 1.
376
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Químico Floculación
Coagulación
I. Pre-tratamiento
Crecimiento de cristales
Físico Congelación
Adición de ayuda filtrante
Espesamiento
II: Concentración
Clarificación
377
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Tamizaje
III. Separación
Sólido-Líquido Filtración
Secado
IV: Post-Tratamiento
Almacenamiento
378
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Mantener un proceso de separación sólido-líquido
eficiente requiere considerar el conjunto de estas
operaciones. La economía de la separación sólido-
líquido en una secuencia de etapas con diferentes
procesos, como se indica en la figura 1., depende,
además de los aspectos individuales de cada etapa,
en encontrar los puntos óptimos de transición entre
una etapa y la otra.
379
Unidad III : Espesamiento y Filtración
380
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Operaciones
Operaciones Térmicas
Mecánicas
Tamizaje Secado
Sedimentación
Vaporización
Filtración
382
Unidad III : Espesamiento y Filtración
La figura 4. muestra en forma esquemática la
sedimentación de esferas sólidas en un líquido. La
eficiencia de la separación depende principalmente
de la magnitud del campo de fuerza de cuerpo
aplicada, gravitacional o centrífuga, de la diferencia
de densidades entre las partículas sólida y líquida,
del tamaño de las partículas y de la viscosidad del
líquido. La cantidad de líquido de una suspensión
que es capaz de separar la sedimentación es toda
aquella que no llena los poros del sedimento
formado.
La figura 5. muestra un esquema de partículas en
sedimentación gravitatoria.
383
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Las formas de aplicar fuerzas de cuerpo, o fuerzas
externas, a una suspensión se muestran en la figura
6.
384
Unidad III : Espesamiento y Filtración
385
Unidad III : Espesamiento y Filtración
386
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Este gradiente puede ser la presión hidrostática del
líquido a filtrar o un gradiente de presión exterior
impuesto por una bomba. Las variables más
importantes en la filtración son la porosidad y la
permeabilidad del queque, esto es la facilidad con
que escurre el agua a través de él. La filtración
puede ser ayudada o dificultada por la
sedimentación.
En general la suspensión a filtrar se impulsa hacia un
recipiente y se hace pasar a través de un medio
poroso denominado medio filtrante. Si el filtro es
horizontal, la sedimentación de las partículas
ayudaran a la filtración, en cambio si el filtro es
387
Unidad III : Espesamiento y Filtración
388
Unidad III : Espesamiento y Filtración
389
Unidad III : Espesamiento y Filtración
390
Unidad III : Espesamiento y Filtración
391
Unidad III : Espesamiento y Filtración
392
Unidad III : Espesamiento y Filtración
393
Unidad III : Procesos y Op. Plantas Mineras
394
Unidad III : Espesamiento y Filtración
GENERALIDADES SOBRE ESPESAMIENTO
395
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Espesamiento y Filtrado
396
Unidad III : Espesamiento y Filtración
mayor cantidad de agua de los concentrados,
aquí se incrementa la densidad de la pulpa.
397
Unidad III : Espesamiento y Filtración
de forma cilíndrica con fondo en forma de cono con
gran ángulo, para facilitar la descarga de la pulpa.
Sedimentación:
Es el acto de asentamiento de partículas sólidas en
un medio fluído, bajo la fuerza de gravedad,
centrífuga, magnética o eléctrica. Es la operación
consistente es separar de una suspensión un fluído
claro que sobrenada y un lodo bastante denso que
contenga una elevada concentración de materias
sólidas.
398
Unidad III : Espesamiento y Filtración
399
Unidad III : Espesamiento y Filtración
400
Unidad III : Espesamiento y Filtración
401
Unidad III : Espesamiento y Filtración
402
Unidad III : Espesamiento y Filtración
403
Unidad III : Espesamiento y Filtración
404
Unidad III : Espesamiento y Filtración
405
Unidad III : Espesamiento y Filtración
406
Unidad III : Espesamiento y Filtración
407
Unidad III : Espesamiento y Filtración
408
Unidad III : Espesamiento y Filtración
409
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Funcionamiento de un Espesador
410
Unidad III : Espesamiento y Filtración
411
Unidad III : Espesamiento y Filtración
SOBRECARGA EN EL ESPESADOR
412
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Evitar sobrecargar los espesadores. Por el cono de
descarga, debe salir la misma cantidad de sólidos
que está ingresando en los concentrados
alimentados al espesador.
413
Unidad III : Espesamiento y Filtración
la planta. Por tanto, si no es posible descargar la
misma cantidad de alimentación por algún
motivo muy especial, se debe estar subiendo
lentamente la rastra manualmente mediante la
volante de regulación, u otro sistema de izaje.
414
Unidad III : Espesamiento y Filtración
415
Unidad III : Espesamiento y Filtración
416
Unidad III : Espesamiento y Filtración
417
Unidad III : Espesamiento y Filtración
418
Unidad III : Espesamiento y Filtración
419
Unidad III : Espesamiento y Filtración
420
Unidad III : Espesamiento y Filtración
• Descarga aguada, genera agua de rebose muy
sucia.
421
Unidad III : Espesamiento y Filtración
El sistema de transmisión: motor, reductor,
engranaje, gusano, cojinetes, etc. deben estar en
constante lubricación
422
Unidad III : Espesamiento y Filtración
423
Unidad III : Espesamiento y Filtración
https://www.youtube.com/watch?v=uu6zq4kGd9s.
424
Unidad III : Espesamiento y Filtración
https://www.youtube.com/watch?v=m6EYsbmb0gQ
425
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Problema: Calcular las tons. de relaves y de agua clara
que salen de un espesador, al que entran 5000 tons.
de Relaves húmedos, obteniéndose un 65% de
Relaves deshidratados. Grafique el diagrama con la
dirección de sus flujos.
426
Unidad III : Espesamiento y Filtración
tons.Agua
427
Unidad III : Espesamiento y Filtración
PROCESO DE FILTRADO
FILTRADO DE CONCENTRADOS
Es la operación de quitar todo lo que se pueda el
agua después del espesado, para ello intervienen
dos elementos principales: El medio filtrante y la
succión por vacío.
428
Unidad III : Espesamiento y Filtración
429
Unidad III : Espesamiento y Filtración
1) la gravedad,
2) el vacío,
3) una presión,
4) un vacío y una presión combinados,
5) una fuerza centrífuga y
6) un gradiente de saturación.
430
Unidad III : Espesamiento y Filtración
c) la filtración profunda.
431
Unidad III : Espesamiento y Filtración
432
Unidad III : Espesamiento y Filtración
433
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtración profunda.
Para la filtración de partículas muy finas en
suspensiones diluidas se utiliza comúnmente filtros
que tienen medios filtrantes de poros mayores que
las partículas pero de grandes espesores.
434
Unidad III : Espesamiento y Filtración
435
Unidad III : Espesamiento y Filtración
436
Unidad III : Espesamiento y Filtración
437
Unidad III : Espesamiento y Filtración
438
Unidad III : Espesamiento y Filtración
• El valor del material y si el material valioso es el
sólido, el fluido, o ambos
Variables de Operación
Las principales variables en un proceso de filtración
pueden ser separadas en:
variables de entrada, variables de salida, parámetros,
perturbaciones y variables controlables.
439
Unidad III : Espesamiento y Filtración
440
Unidad III : Espesamiento y Filtración
441
Unidad III : Espesamiento y Filtración
442
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Formación del queque:
La magnitud de material depositado en el medio
filtrante depende del gradiente de presión, de la
concentración de la suspensión y del tiempo de
succión. En este ciclo hay un flujo continuo de
filtrado a través del medio filtrante y del queque.
443
Unidad III : Espesamiento y Filtración
444
Unidad III : Espesamiento y Filtración
445
Unidad III : Espesamiento y Filtración
446
Unidad III : Espesamiento y Filtración
447
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Estos filtros se denominan filtros hiperbáricos y
combinan la sencillez de construcción y operación
de un filtro de vacío con la ventaja de mayores
presiones de los filtros a presión.
Filtros a vacío
Hay cuatro tipos de filtros a vacío: el filtro de
tambor, el filtro de discos, el filtro de bandeja y el
filtro de banda horizontal. Mientras los tres
primeros son capaces de producir queques con
humedades de hasta 12 a 18% el filtro de bandas
logra llegar a humedades menores, del orden de 8 a
10%.
448
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtros de tambor
El filtro de tambor consiste en un tambor rotatorio
con su parte inferior sumergida en la suspensión. La
superficie del tambor está cubierta por un medio
filtrante denominado tela filtrante. La suspensión es
succionada desde el interior del tambor, donde se
ha generado un vacío. Mientras el filtrado pasa al
interior del tambor y es evacuado a través de
tuberías apropiadas, el sólido es retenido en la
superficie cilíndrica formando un queque.
449
Unidad III : Espesamiento y Filtración
450
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtros de discos
El filtro de discos consiste en un eje central que
soporta un número determinado de discos, cada uno
de los cuales está conectado a un equipo de vacío.
451
Unidad III : Espesamiento y Filtración
452
Unidad III : Espesamiento y Filtración
453
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Una variante de estos filtros de discos, son los filtros
cerámicos. Los filtros cerámicos en apariencia y
funcionamiento son muy similares a los filtros de
discos convencionales. La diferencia estriba en que
los sectores que componen los discos son placas de
un material cerámico micro poroso como elemento
filtrante, basado en óxido de aluminio.
454
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtros de bandeja
El filtro de bandeja consiste en una serie de
bandejas abiertas ubicadas horizontalmente en un
plano que rota alrededor de un eje central vertical.
Las bandejas están formadas por numerosos
sectores en forma de trapecio inclinados desde el
eje central que conectan con una válvula común
bajo el centro del equipo. El queque puede ser
lavado mediante chorros de líquido una vez
terminada la filtración. Es posible realizar un lavado
co-currente. La descarga del queque se lleva a cabo
mediante un tornillo espiral que lo arrastra hacia el
centro, o por volteo de las bandejas.
455
Unidad III : Espesamiento y Filtración
456
Unidad III : Espesamiento y Filtración
457
Unidad III : Espesamiento y Filtración
458
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Al igual que los filtros rotatorios trabajan en ciclos,
pero al contrario de estos, deben detenerse para
cargar la suspensión y para descargar el queque
seco.
459
Unidad III : Espesamiento y Filtración
460
Unidad III : Espesamiento y Filtración
461
Unidad III : Espesamiento y Filtración
462
Unidad III : Espesamiento y Filtración
463
Unidad III : Espesamiento y Filtración
ahuecadas que conforman una cámara o por dos
placas niveladas en el medio con un marco para el
queque (similar a un marco de fotografía). La cara
de ambos lados de las placas de filtración poseen
una superficie de drenaje en forma de ranuras o
pepitas para permitir que el líquido filtrado drene
por detrás de las telas filtrantes, permitiendo su
evacuación a través de ojales situados en las
esquinas inferiores de las cámaras.
464
Unidad III : Espesamiento y Filtración
465
Unidad III : Espesamiento y Filtración
466
Unidad III : Espesamiento y Filtración
467
Unidad III : Espesamiento y Filtración
468
Unidad III : Espesamiento y Filtración
469
Unidad III : Espesamiento y Filtración
470
Unidad III : Espesamiento y Filtración
471
Unidad III : Espesamiento y Filtración
472
Unidad III : Espesamiento y Filtración
473
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Etapa de Alimentación
475
Unidad III : Espesamiento y Filtración
476
Unidad III : Espesamiento y Filtración
477
Unidad III : Espesamiento y Filtración
478
Unidad III : Espesamiento y Filtración
479
Unidad III : Espesamiento y Filtración
480
Unidad III : Espesamiento y Filtración
481
Unidad III : Espesamiento y Filtración
482
Unidad III : Espesamiento y Filtración
• Descarga del queque: Los sellos se retraen y se
descarga el queque accionando la correa del filtro
después que se ha completado la etapa de
soplado de aire. La puerta desviadora se abre y
permite la entrada del queque al buzón de
descarga.
483
Unidad III : Espesamiento y Filtración
484
Unidad III : Espesamiento y Filtración
485
Unidad III : Espesamiento y Filtración
486
Unidad III : Espesamiento y Filtración
487
Unidad III : Espesamiento y Filtración
488
Unidad III : Espesamiento y Filtración
489
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtro de vela
Un tipo de filtro que puede ser clasificado como de
filtración sin formación de queque es el filtro de
vela. Éste consiste en una serie de tubos de acero
perforados revestidos de una tela filtrante, o tubos
de material cerámico poroso. La suspensión se
bombea por la parte exterior de los tubos y el
filtrado se colecta en el interior de los tubos. Estos
filtros no son utilizados muy frecuentemente en la
industria minera, por lo que no daremos detalles de
ellos.
490
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Filtros hiperbáricos
Los filtros de vacío tienen como gradiente de presión
limitante 0.8 atmósferas en las condiciones más
favorables, esto es, a nivel del mar.
491
Unidad III : Espesamiento y Filtración
492
Unidad III : Espesamiento y Filtración
493
Unidad III : Espesamiento y Filtración
MEDIOS FILTRANTES
494
Unidad III : Espesamiento y Filtración
495
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Telas
Las telas filtrantes más comunes son hechas de
material textil, de fibra natural o sintética. Existen
tres tipos de medios sintéticos usados en la industria
de la filtración,
a) Tejido: puede ser de tela cruzada o satín, ya que
éste aumenta la resistencia a la tracción.
496
Unidad III : Espesamiento y Filtración
497
Unidad III : Espesamiento y Filtración
498
Unidad III : Espesamiento y Filtración
499
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Las principales características técnicas de los medios
filtrantes son:
• trama
• peso/área
• Permeabilidad al aire
• Permeabilidad al agua
• Porosidad
• Resistencia a la tensión
• Fácil descarga del queque
• mínima resistencia al flujo
• mínima humedad del queque
• máxima vida útil de la tela
500
Unidad III : Espesamiento y Filtración
501
Unidad III : Espesamiento y Filtración
502
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Transporte de Pulpas :
Casos típicos de movimiento de pulpas en una planta
se encuentran en:
• Operaciones de molienda - clasificación.
• Operaciones de concentración de minerales.
• Operaciones de separación sólido / líquido.
• Disposición de relaves, etc.
503
Unidad III : Espesamiento y Filtración
504
Unidad III : Espesamiento y Filtración
VARIABLES QUE CONDICIONAN EL TRANSPORTE
505
Unidad III : Espesamiento y Filtración
• Densidad
Características de la pulpa:
• Densidad
• Viscosidad
506
Unidad III : Espesamiento y Filtración
VARIABLES QUE CONDICIONAN EL TRANSPORTE
507
Unidad III : Espesamiento y Filtración
PARA TRANSPORTAR UN SISTEMA PARTICULADO SE
DEBE CUMPLIR:
508
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Viscosidad (µ)
Propiedad que representa la resistencia al esfuerzo
tangencial. La unidad de medida más utilizada es el
centipoise, cP, (1 poise es equivalente a 1 g/(cm s)).
El agua pura a 20 º C tiene una viscosidad de 1,002
cP.
En el sistema internacional la unidad de viscosidad
es kg/ (m s). Para el agua a 20ºC, µ vale 1,005x10¯³
kg/ (m s).
509
Unidad III : Espesamiento y Filtración
donde:
τ = Esfuerzo de corte.
510
Unidad III : Espesamiento y Filtración
donde:
υ = Viscosidad cinemática (m2/s).
(µ) Viscosidad
ρ = Densidad del fluido (kg/m3).
511
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Velocidad Límite de Flujos en Tuberías
512
Unidad III : Espesamiento y Filtración
513
Unidad III : Transporte de Pulpas
CARACTERIZACIÓN DE PULPAS
Cuando se trabaja con pulpas (mezcla de mineral
con agua), es necesario expresar la proporción
relativa en que se encuentran el mineral y el agua.
Se tiene el siguiente caso:
En el ejemplo se tiene:
CP = 1,0 x100 = 50 %
2,0
515
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Por ejemplo, en las operaciones de molienda
convencional, es normal que la concentración de
sólidos en peso sea del orden de 70 – 80 %.
En una flotación primaria, este rango es del orden
de 30 – 35 %, y en una flotación de limpieza de 25 a
30 %.
516
Unidad III : Espesamiento y Filtración
equivale a 1 (m³/ hora). Por lo tanto, el flujo
volumétrico de la pulpa es de 1,37 (m³/ hora), y de
esta manera se tiene:
Por lo tanto:
CV = 0,37 x 100 = 27%
1,37
518
Unidad III : Espesamiento y Filtración
En términos de CV, también hay rangos que entregan
los mejores resultados, según sea el tipo de
operación metalúrgica.
519
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Por lo tanto, siguiendo con el ejemplo:
2,0 ton/hora
DP = = 1,46 Ton/m³
1,37 m³/hora
520
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Dilución (DI)
Se define como la razón entre el peso o flujo másico
del agua, y el peso o flujo másico del mineral.
En el ejemplo se tiene:
DI = 1,0 Ton/hora = 1
1,0 Ton/Hora 1
521
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Humedad (HU)
La definición de humedad se utiliza cuando en la
pulpa la proporción de agua es pequeña, tal como
ocurre, por ejemplo, con un mineral que llega a la
planta, o un concentrado de planta después de una
etapa de filtrado.
Existen dos definiciones:
522
Unidad III : Espesamiento y Filtración
Por ejemplo, cuando se tiene un embarque de 10
toneladas de concentrado con un 10 % de Humedad
en Base Húmeda, se está transportando 1 tonelada
de agua y 9 toneladas de mineral.
523
UNIDAD IV : CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS
Introducción
Los procesos son de naturaleza dinámica, en ellos
siempre ocurren cambios y si no se emprenden las
acciones pertinentes, las variables importantes del
proceso, es decir, aquellas que se relacionan con la
seguridad, la calidad del producto y los índices de
producción, no cumplirán con las condiciones de
diseño.
524
UNIDAD IV : CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS
526
UNIDAD IV : CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS
527
UNIDAD IV : CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS
controladores y accionamientos especializados para
el logro de los requerimientos del sistema.
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la fabricación del acero, control de máquinas
herramientas, control de variables a nivel médico e
incluso en el control de trayectoria de un proyectil
militar.
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“El control automático es el mantenimiento de un
valor deseado para una cantidad o condición
física, midiendo su valor actual, comparándolo con
el valor referencia, y utilizando la diferencia para
proceder a reducirla mediante una acción
correctiva. En consecuencia, el control automático
exige un lazo cerrado de acción y reacción que
funcione sin intervención humana”.
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