UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLOFACULTAD DE INGENIERA DE MINAS GEOLOGA Y METALURGIA

Informe de la visita tcnica realizada a la planta concentradora de Santa Rosa de Jangas

ESCUELA ACADMICA: Ingeniera de minas

CURSO: Procesamiento de Minerales

CDIGO DEL CURSO: CQ-R02

AO Y SEMESTRE ACADMICO: 2014 II

CICLO: V

DOCENTE: Ing. DOMNGUEZ FLORES, Antonio

RESPONSABLES : MENDOZA ARANIBAR, Deyvid Xavier MINAYA HERRERA, Josmel Luis

HUERTA SOTELO, Ray Kolard

HUARAZ PER2014

INDICE

Pg.INTRODUCCIN.3CAPITULO I...41.1. UBICACIN Y ACCESOCAPITULO II....52.1. OBJETIVOSCAPITULO III...63.1. REACTIVOS3.2. EQUIPOS Y MATERIALES EMPLEADOSCAPITULO IV..84.1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACINCAPITULO V..125.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALA. Reconocimiento del mineralB. Limpieza del equipo experimental de moliendaC. Proceso de moliendaD. Proceso de Flotacin del Plomo en celda experimentalE. Proceso de Flotacin del Zn

CONCLUSIONES..17RECOMENDACIONES....17

INTRODUCCIN

El presente informe es una descripcin de lo que se pudo ver y escuchar el da Mircoles 21 de Agosto del 2015 en el cual se expone cules son los mtodos y procedimientos que se realizan en un ensayo de Flotacin en el Laboratorio Metalrgico de la Planta, para de esta manera controlar las variables necesarias antes de iniciar el procesamiento del mineral en mayor escala.

Los minerales que se procesan actualmente en la Planta Concentradora de minerales de Santa Rosa de Jangas, proceden principalmente de las labores mineras de las diferentes zonas de la Regin, sobre todo minerales de sulfuro con diversos contenidos metlicos de Plata, Zinc, Plomo y Cobre.

En el proceso de flotacin se aprovechan las diferentes caractersticas fsico-qumicas de la superficie de los minerales para el proceso de separacin: algunos minerales en una pulpa de grano fino se vuelven hidrfobos aadindoles reactivos (colectores, activadores). El aire inyectado al tanque (celda de flotacin) que contiene la pulpa lleva las partculas hidrfobas a la superficie, donde flotan en forma de espuma, y entonces se retira. Gracias a las variaciones de pH de la pulpa y a los reactivos adicionados, se puede recuperar selectivamente diferentes minerales.

Es necesario conocer la operacin unitaria de Flotacin a nivel de ensayo para poder controlar las variables operacionales del proceso como son: la granulometra, tipo de reactivos, dosis de reactivo, densidad de pulpa, aireacin, regulacin del pH, tiempo de residencia y calidad del agua, para no tener dificultades cuando se procese el mineral en mayor cantidad en la Planta.Finalmente, un adecuado dominio del proceso va a permitir una mayor productividad de la planta, cumplir con los plazos de tiempo establecidos y obtener una mayor rentabilidad econmica

CAPITULO I

1.1. UBICACIN Y ACCESO

La Planta de procesamiento de Minerales Santa Rosa de Jangas se encuentra polticamente ubicada en el, Distrito de Jangas, Provincia de Huaraz en el margen izquierdo de Ro Santa, a 100 m de la confluencia del riachuelo Llancash, en el distrito de Jangas, provincia de Huaraz, departamento de Ancash; coordenadas UTM: 8917492.40N y 234143.40E, a una altura de 2950 msnm.

El acceso se hace a travs de la carretera asfaltada Huaraz Caraz, aproximadamente a 2km de distancia a partir del puente Jangas que esta sobre el ro Santa.Sus coordenadas Geogrficas son:Latitud: 9 23 38.14 SLongitud: 77 34 56.04 WPlanta Concentradora Santa Rosa de Jangas

Figura N.-01 Mapa geogrfico de la ubicacin del distrito de JangasCAPITULO II

1.2. OBJETIVOS

Visualizar los procedimientos comunes que se utilizan en la operacin de Flotacin para la recuperacin de los metales en la Planta Santa Rosa de Jangas

Reconocer las variables de control involucradas en el proceso de Flotacin.

Tener conocimiento amplio del proceso de flotacin para evaluar y tomar las decisiones de control necesarias.

Identificar la repercusin operativa y econmica que involucra cada variable de control en el proceso de flotacin.

CAPITULO III

3.1. REACTIVOS:

Xantatos.- es un reactivo orgnico de sales de cido xantognico de metales alcalinos, y medio cido se descompone en medio alcalino son ms estables, el cual debe ser almacenado en lugares secos, ventilados puesto a que son inflamables, venenosos e irritantes.

El sulfato de cobre.- son cristales azules brillantes con cinco molculas de agua, este reactivo es sumamente txico, irritante y corrosivo, el cual debe estar almacenado en zonas secas y ventiladas;

Sulfato de zinc.- son cristales rmbicos incoloros con 7 molculas de agua, el cual tambin es venenoso, irritante, txico y corrosivo, el cual tambin debe almacenarse en zonas secas y ventiladas, lejos de cidos y aguas.

Cianuro de sodio.- son cristales incoloros de forma cbica de matriz castao, estos son txicos muy fuertes, los cuales se recomienda deben ser almacenados en contenedores rotulados, evitando el agua y la humedad.

Bisulfito de sodio.- es una sal de cristales incoloros, por largos perodos de tiempo en el almacn este se oxidan y se convierten en sulfato, este reactivo es venenoso, oxidante, irritante, inflamable y corrosivo, el cual debe de guardarse en lugares frescos y secos, evitando que se mojen.

La cal, este se obtiene por calcinacin de la caliza en hornos de 1,000 a 1,100C la cual es irritante y corrosivo, la cual se puede eliminar con aceite vegetal, la cal es empleada para subir el pH de aguas cidas; tambin es empleada en el circuito de zinc para hacer sentar al fierro.

3.2. EQUIPOS Y MATERIALES:

Equipo de molienda y flotacin Papel de tornasol 1 luna de reloj 1 Kg. de mineral polimetlico Colector Z-11 (1%) Promotor 3418 (1%) Depresor ZnSO4 (10%) CaO (cal) Mix (10%) Complejo (10%) Bisulfito de Sodio (5%) F -70 (1g) Sulfato de cobre (12%)

CAPITULO IV

4.1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE FLOTACIN

La definicin tradicional de flotacin dice que es una tcnica de concentracin de minerales en hmedo, en la que se aprovechan las propiedades fsico-qumicas superficiales de las partculas para efectuar la seleccin. En otras palabras, se trata de un proceso de separacin de materias de distinto origen que se efecta desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidroflicas e hidrofbicas.

Segn la definicin, la flotacin contempla la presencia de tres fases: slida, lquida y gaseosa. La fase slida est representada por las materias a separar, la fase lquida es el agua y la fase gas es el aire. Los slidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicacin del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de slidos variables pero normalmente no superior a 40% de slidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partculas slidas.Para lograr una buena concentracin se requiere que las especies que constituyen la mena estn separadas o liberadas. Esto se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayora de los minerales, se logra un adecuado grado de liberacin moliendo a tamaos cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al aumentar el tamao de la partcula, crecen las posibilidades de mala adherencia a la burbuja; en tanto que las partculas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partcula burbuja.

En un proceso de concentracin de minerales ideal, la mena mineral se divide en un concentrado enriquecido con el componente til y una cola con los minerales que componen la ganga.Por su parte, la estabilidad de la burbuja depender del espumante agregado.Reactivos Usados en la FlotacinLos reactivos de flotacin corresponden a sustancias orgnicas que promueven, intensifican y modifican las condiciones ptimas del mecanismo fsico-qumico del proceso.

Pueden clasificarse en:Colectores:Son sustancias orgnicas que se absorben en la superficie del mineral, confirindole caractersticas de repelencia al agua (hidrofobicidad).

Espumantes: Son agentes tensoactivos que se adicionan a objeto de:1. Estabilizar la espuma2. Disminuir la tensin superficial del agua3. Mejorar la cintica de interaccin burbuja - partcula4. Disminuir el fenmeno de unin de dos o ms burbujas (coalescencia)

Los reactivos Modificadores, por otro lado, tales como activadores, depresores o modificadores de pH, se usan para intensificar o reducir la accin de los colectores sobre la superficie del material.

Mecanismos de FlotacinPara estudiar el mecanismo de la flotacin es necesario conocer lo que sucede con la partcula de mineral y una burbuja de aire para que ellos formen una unin estable.El proceso de flotacin est basado sobre las propiedades hidroflicas e hidrofbicas de los slidos a separar. Se trata fundamentalmente de un fenmeno de comportamiento de slidos frente al agua, o sea, de mojabilidad de los slidos. Los metales nativos, sulfuros de metales o especies tales como grafito, carbn bituminoso, talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofbicos. Por otra parte, los minerales que son xidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son hidroflicos, o sea, mojables por el agua. Se puede observar adems que los minerales hidrofbicos son aeroflicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidroflicos son aerofbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas.En resumen, es necesario incrementar la propiedad hidrfoba en las partculas minerales de una pulpa para facilitar la flotabilidad. Esto se efecta con los reactivos llamados colectores, que son generalmente compuestos orgnicos de carcter heteropolar, o sea, una parte de la molcula es un compuesto evidentemente apolar (hidrocarburo) y la otra es un grupo polar con las propiedades inicas, es decir, con carga elctrica definida.La partcula queda cubierta por el colector que se adhiere a su superficie por medio de su parte polar, proporcionndole con la parte polar propiedades hidrofbicas. El agregado de espumantes, permite la formacin de burbujas de tamao y calidad adecuada para el proceso. Pues bien, el contacto entre las partculas y las burbujas requiere que las primeras estn en constante agitacin, la cual la otorga el rotor de la mquina de flotacin, de modo que para realizar la unin con las burbujas son necesarios: Su encuentro Y Condiciones favorables para formar el agregado.El contacto partcula-burbuja se acerca hasta el punto en que la pelcula de agua que las separa es muy fina. En este momento para que la partcula pueda acercarse ms a la burbuja tiene que superar lo que se considera una barrera energtica. Para las partculas hidroflicas, en que la asociacin de la partcula con las molculas de agua es muy firme, esta barrera nunca se supera y las partculas no flotan. Para las partculas hidrofbicas, la barrera queda repentinamente rota por fuerzas no bien conocidas, permitiendo un contacto trifsico (slido-lquido-gas).

Variables Operacionales Relevantes en el ProcesoAlgunas de las variables de mayor importancia para el proceso de flotacin son:Granulometra: Adquiere gran importancia dado que la flotacin requiere que las especies minerales tiles tengan un grado de liberacin adecuado para su concentracin.Tipo de Reactivos: Los reactivos pueden clasificarse en colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso depender de la seleccin de la mejor frmula de reactivos.Dosis de Reactivo: La cantidad de reactivos requerida en el proceso depender de las pruebas metalrgicas preliminares y del balance econmico desprendido de la evaluacin de los consumos.Densidad de Pulpa: Existe un porcentaje de slidos ptimo para el proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en los circuitos.Aireacin: La aireacin permitir aumentar o retardar la flotacin en beneficio de la recuperacin o de la ley, respectivamente. El aire es uno de los tres elementos imprescindibles en el proceso de flotacin, junto con el mineral y el agua.Regulacin del pH:La flotacin es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotacin selectiva. Cada frmula de reactivos tiene un pH ptimo ambiente en el cual se obtendra el mejor resultado operacional.Tiempo de Residencia: El tiempo de residencia depender de la cintica de flotacin de los minerales de la cintica de accin de reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de slidos de las pulpas en las celdas y de las cargas circulantes.Calidad del Agua: En las Plantas la disponibilidad de agua es un problema. Normalmente se utiliza el agua de recirculacin de espesadores que contiene cantidades residuales de reactivos y slidos en suspensin, con las consecuencias respectivas derivadas por este flujo de recirculacin.Reactivos de Flotacin Utilizados en laboratorioColector XAP xantato amlico de potasioPropiedades qumicas y usosEs un producto que se aplica generalmente en aquellas operaciones que requieren el ms alto grado de poder colector. Se usa en la flotacin de minerales sulfurosos de cobre. Los xantatos tienden a descomponerse en soluciones con un pH inferior a 6.0.Se aplica con especial xito en la flotacin de la pirita que contiene oro.Precauciones de ManejoLos xantatos son estables durante largos perodos de tiempo, siempre y cuando se almacenen en un lugar seco y fresco. Las personas que manejan las xantatos deben tomar ciertas precauciones. Debe evitarse la llama viva o el fuego, puesto que las xantatos y algunas de sus productos de descomposicin son combustibles.Los xantatos, en trminos generales, deben manipularse con el mismo grado de precaucin que se aconseja para otros productos qumicos orgnicos.Aplicaciones de la Cal en FlotacinLas plantas de procesamiento de minerales, usan cal como modificador de pH.El objeto de adicionar la cal en los procesos de flotacin es para ajustar el pH, cambiando las propiedades electroqumicas de la pulpa, y as lograr una mejor accin de los reactivos espumantes y colectores, mejorando la interaccin del colector con la superficie de mineral til.

CAPITULO V

5.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. Reconocimiento del mineral

Se realizo una inspeccin visual de la muestra de mineral para determinar a modo su contenido metlico. Se observo en la luna de reloj metales como zinc, plomo y algunos xidos.

Figura N.-02 Inspeccin de la muestra para verificar su contenido metlico.

B. Limpieza del equipo experimental de molienda

Para limpiar el oxido de las bolas del molino se procedi a moler una pequea cantidad de mineral mezclada con agua por un lapso de 3 a 4 minutos. Finalizada la operacin anterior, se lavaron las bolas de acero y el recipiente con abundante agua hasta que la mayora de impurezas desaparezcas.

Figura N.-03 Bolas de acero libres de xido.

C. Proceso de molienda

Se recogi una muestra de aproximadamente un kilo de mineral cuyas leyes de cabeza son : Pb: 10.99% y Zn: 9.95 %

Se ingreso al molino de bolas la muestra pesada y se mezclo con 750ml de agua, adems de los siguientes reactivos: 5 cc de complejo (10%), 5cc se sulfato de zinc (10%), 2 cc de bisulfito de sodio al 5% y 0.3 cc del promotor 3418 al 1%

Toda la mezcla anterior se moli por aproximadamente 15 min en el molino de bolas

Figura N.-04 Se recoge una muestra de aproximadamente 1 kilo de mineral

Figura N.-05 Toda la mezcla anterior se moli por aproximadamente 15 min en el molino de bolas

D. Proceso de Flotacin del Plomo en celda experimental

La muestra obtenida en el recipiente (acondicionador) se coloc en el equipo de flotacin.

Para la flotacin del plomo, inicialmente se aadi 2 cc del depresor Mix al 10%, se aadi 2 cc del complejo, 0.5 del promotor 3418 al 1%, 1g de F-70 y finalmente se ech el Xantato (Z-11al 1%) en las siguientes dosis: 0.3 +0.2 +0.3 + 0.5

Se efectu el plateo en la cual se notaba que el plomo aun no se encontraba en un estado optimo para su flotacin.

Despus de 4 min de acondicionamiento y continuo plateo, se procedi a jalar la espuma, teniendo cuidado de no levantar la pulpa desde el fondo para no contaminar con zinc al plomo recuperado.

La operacin termino cuando, en el ltimo plateo, se visualizo que estaba flotando el zinc. El tiempo total de recuperacin fue de 16 minutos

Finalmente, para la limpieza del plomo se utiliz Complejo al 10% en cantidades de 0.5 cc en una primera dosis y de 0.5 cc en la segunda dosis. Adems de agregar 0.3 cc de Xantato al 1%

Figura N.-06 Empleo del Indicador en laboratorio

Figura N.-07 Proceso de flotacin para la obtencin del plomo jalado de espuma

E. Proceso de Flotacin del Zn

El primer paso fue elevar el pH, para ello se aadi cal hasta obtener un pH entre 9 y 10.

Luego se agreg 5 cc de sulfato de cobre al 12% para activar el Zn. Este paso de acondicionamiento duro aprox. 5 minutos

Se verti Xantato para que las espumas que se van formando sean consistentes; en un primer plateo verificamos por medio del color chocolate de la pulpa, que se empez a recuperar el zinc.

Se empez a jalar la espuma de la superficie en un recipiente para la recuperacin del zinc.

Se repiti el proceso hasta que la espuma sea de color blanco. Para mejor recuperacin se va agregando Xantato en pequeas dosis espaciadas de: 0.2 +0.3 +0.2 + 0.3. La operacin termino cuando al platear el relave, se identifico que ya no haba presencia de zinc.

Finalmente la limpieza del Zn se hace agregando 0.2 cc de Z-11, cuidando que el pH se encuentre entre 9 y 10.

Figura N.-08 Proceso de flotacin para la obtencin del zinc jalado de espuma

Figura N.-09 Proceso repetitivo hasta la aparicin de espuma blanca

Conclusiones

Dentro del sistema de flotacin podemos darnos cuenta que los reactivos cumplen una funcin importante, cuya dosificacin por ende es de vital importancia, para lo cual se realizan pruebas metalrgicas, para un anlisis previo a la flotacin en planta.

Para realizar una flotacin optima, otro de los parmetros de fundamental importancia es la granulometra del mineral que proviene de molienda. Del tamao adecuado de la partcula se podr obtener un concentrado final ptimo y que den satisfacciones econmicas apropiadas.

El laboratorio de metalurgia, hechas las pruebas, del mineral que va a ser procesado nos brinda datos importantes para el procesamiento posterior del mineral, dndonos de esta manera una visin bastante amplia y clara, de usar, tanto insumos como dar el mantenimiento optimo a nuestro equipo de flotacin.

Dentro del laboratorio qumico los resultados del anlisis qumico, nos da a conocer o nos muestra el porcentaje del mineral flotado y de esta manera poder darnos cuenta si todo el proceso realizado es lo adecuado, y si las leyes dadas favorecen al interesado.

La planta de procesamiento de minerales de Jangas es para pequea minera debido a la tecnologa con que cuenta y capacidad de tratamiento.

Recomendaciones

Ampliar la informacin acerca de las medidas de prevencin y seguridad que se deben tener al manipular los reactivos involucrados en el proceso de flotacin.

Reforzar la explicacin terica del proceso de flotacin con algunos clculos prcticos para obtener una base numrica que permita evaluar el proceso y tomar las decisiones necesarias para su control.

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