Cinetica De Flotacion

Transcript

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA METALURGIA CURSO: CINETICA DE PROCESOS METALURGICOS CINETICA DE FLOTACION D.Sc. Manuel Guerreros M. 2011 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 1 REPRESENTACION ESQUEMATICA DE LA FLOTACION PROCESO QUIMICO-CINETICO PROCESO DE FLOTACION DE MINERALES PROCESO QUIMICO PROCESO CINETICO QUIMICA DE REACTIVOS CINETICA MACROSCOPICA FLUIDO MICROSCOPICO MINERAL Y PROPIEDADES Y CINETICA DE SUPERFICIALES TRANSFERENCIA 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA DE PARTICULAS 2 Cinética de flotación La cinética de flotación estudia la velocidad de flotación, es decir, la variación del contenido metálico fino recuperado en el concentrado en función del tiempo.  En esta sección se estudian los principales modelos matemáticos que permiten describir el comportamiento de la velocidad de flotación del mineral y el cálculo de los parámetros cinéticos. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 3  100 D C B Recuperación, % 80 60 A 40 20 0 26/04/2011 0 2 4 6 8 10 MANUEL GUERREROS MEZA Tiempo 12 14 4 Modelos cinéticos  Dos son los modelos más usados para ajuste de datos experimentales y calculo de los parámetros cinéticos de flotación:   Modelo de García-Zuñiga. Modelo de Klimpel. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 5 Principales modelos cinéticos de flotación de uso práctico Algoritmo matemático Rt ln Rt 26/04/2011 R ·1 e R Rt R Nombre del modelo k·t k·t 1 R ·1 ·1 e k García – Zúñiga k·t MANUEL GUERREROS MEZA Klimpel 6 Modelo de García-Zúñiga  La velocidad de flotación se puede expresar análogamente a la cinética química, mediante la siguiente expresión dc dt k c n donde, c, es la concentración de especies flotables. n, el orden de la reacción. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA k, la constante específica de velocidad de flotación. 7 La expresión del modelo  La recuperación en función del tiempo. kt R t R (1 e ) 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 8 La constante de flotación.  Deducción de la expresión. Rt R Rt R 1 26/04/2011 1 R kt e Rt R 1 e kt ln Rt R e R Rt R e kt k t kt MANUEL GUERREROS MEZA 9 R - Rt ln R Cálculo de la constante específica de velocidad de flotación. -k tiempo de flotación 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 10 Cálculo de la recuperación infinito  El método más práctico, pero menos preciso, es tomar el dato de recuperación al tiempo más largo y asumirlo como recuperación infinito.  Graficar recuperación acumulativa en función del tiempo y ajustarle una función logarítmica y determinar el valor de la asíntota en recuperación.  Más preciso y riguroso es calcular los incrementos en recuperación con respecto al tiempo y aplicar un método 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA numérico para calcular cuando este delta tiende a cero.11 1,0 Recuperación de Cobre 0,8 0,6 0,4 Dosificación colector Laboratorio R K .856 1.21 .908 1.59 .937 1.18 0,2 20 g/t 40 g/t 10 g/t 0,0 0 2 4 6 8 10 12 Número de Celdas 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 12 Tiempo óptimo de flotación  Hay varios criterios. El más práctico es determinar gráficamente el tiempo al cual la ley instantánea de concentrado se hace igual a la ley de alimentación a la etapa. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 13 Tiempo óptimo de flotación 100 18 16 14 12 60 10 % Cu T Acumulado 8 Ley Cu, % %R Cu Acumulada 80 40 6 % Cu T Parcial 4 20 1.15 % Cu 2 0 0 5 10 15 Tiempo, min 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 20 tiempo óptimo 0 25 14 LOS PASOS EN DETALLE 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 15 CLOs cz act Se observan cristales MANUEL de actinolita, cuarzo, cloritas, 26/04/2011 GUERREROS MEZA biotitas y minerales opacos(metalicos) 16 Foto con nicoles paralelos OPs act bt 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 17 GGs Cp-GGs GGs-hm Se observan cristales de calcopirita(cp) con MANUEL GUERREROS MEZA gangas(mixtos) 26/04/2011 18 Se aprecia a la calcopirita y minerales secundarios de cobre, estas libres, existiendo minerales mixtos en donde predominan los de calcopirita con gangas y de gangas con hematita. La parte de calcopirita en el intercrecimiento es muy pequeña y no llega a mas del 15%. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 19 EVALUACION DE LAS PERDIDAS DE VALORES EN FUNCION AL TAMAÑO DE PARTICULA 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 20 Para identificar los problemas de perdida de recuperación de los valores de Cu, Au y Ag en la flotación de minerales de la Planta de Sulfuros, se evaluó las perdidas en función del tamaño de partícula del mineral, obteniéndose que las mayores perdidas en el relave general se encuentran en las fracciones finas menores a 45 micrones. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 21 Es decir de todo el contenido metálico de Cobre que se pierde en el relave el 53.15% es menor a 45 micrones (-325M), para la Plata es de 67.31%(-325M) y para el Oro es el 53.80%(-325M). 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 22 MIXTOS DE FLOTACION Cp-act Cp-GGs 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 23 ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO RELAVE FINAL DE FLOTACION 80 70 %Recuperación 60 50 40 30 20 10 0 35M 48M 65M 100M 140M 200M 270M 325M - 325M (%R Cu) 1.26 6.68 6.80 8.08 8.41 6.74 7.49 1.37 53.15 (%R Ag) 0.70 1.39 2.98 4.20 6.01 6.26 9.17 1.98 67.31 26/04/2011 (%R Au) 3.09 2.01 MANUEL GUERREROS MEZA 2.25 5.32 6.49 11.07 10.92 5.05 24 53.80 Esta perdida de valores en las mallas finas fundamentalmente se atribuye a tener en la alimentación al circuito de flotación partículas finas mixtas que vienen ya desde la molienda primaria, y estas se encuentran en la fracciòn fina, 45.49% (-325M), 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 25 ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO CABEZA DE FLOTACION 70 60 %Recuperación 50 40 30 20 10 0 35M 48M 65M 100M 140M 200M 270M 325M - 325M (%R Cu) 0.38 0.79 2.44 4.78 6.95 9.23 13.22 1.89 60.32 (%R Ag) 0.37 0.53 2.37 4.35 7.49 7.37 11.05 1.31 65.18 0.90 0.91 2.35 6.87 20.51 4.12 49.55 26/04/2011 (%R Au) MANUEL GUERREROS MEZA 6.70 8.09 26 Y en su mayor parte atribuimos al producto Over Flow de la remolienda de medios (Conc. Scavengher + Relave Cleaner) el cual es alimentado junto con el alimento fresco a las celdas de flotación Rougher. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 27 ANALISIS GRANULOMETRICO VALORADO O/F REMOLIENDA DE MEDIOS DE FLOTACION 90 80 70 %Recuperación 60 50 40 30 20 10 0 48M 65M 100M 140M 200M 270M 325M 400M - 400M (%R Cu) 0.02 0.07 0.47 1.53 3.96 7.35 5.67 10.20 70.73 (%R Ag) 0.04 0.11 0.71 1.18 4.59 8.20 7.14 10.80 67.23 (%R Au) 0.05 0.09 0.31 2.98 4.99 11.67 77.42 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 0.77 1.72 28 Este producto del over flow remolienda de medios contiene partículas finas no liberadas y que al momento de efectuar una flotación batch el grado de concentrado alcanzado no supera el 12.74%Cu y la recuperación alcanzada en 3 minutos de flotación bath experimental es de 51.25%R. Y su factor de distribucion de 0.11 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 29 PRUEBAS DE FLOTACION BATCH OVER FLOW TOTAL DEL CIRCUITO DE REMOLIENDA DE MEDIOS (Prueba para Diseño de Celda Unitaria para Ampliacion de Planta) PRUEBA 1 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab. Calc. Tiempo= 1 minuto Peso Peso % TMS 100.00 270.69 7.53 20.39 92.47 250.30 100.00 270.69 Factor de Distribucion: PRUEBA 2 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab. Calc. Tiempo= 2 minuto Peso Peso % TMS 100.00 259.22 11.43 29.63 88.57 229.59 100.00 259.22 Factor de Distribucion: PRUEBA 3 Producto Cabeza Concentrado Relave Cab. Calc. Tiempo= 3 minuto Peso Peso % TMS 100.00 268.01 13.86 37.15 86.14 230.86 100.00 268.01 Factor de Distribucion: PRUEBA 4 Producto 26/04/2011 Cabeza Concentrado Relave Cab.MANUEL Calc. Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 9.26 15.57 3.18 2.43 6.08 3.42 9.26 0.075 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 8.87 14.19 4.20 2.03 4.66 3.42 8.87 Recuperacion %R Cu 100.00 47.43 52.57 100.0 0.114 Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Cu Cu 3.42 9.17 12.74 4.73 1.92 4.43 3.42 9.17 Recuperacion %R Cu 100.00 51.64 48.36 100.0 0.139 Tiempo= 4 minuto Reactivos= Sin Reactivos Leyes %Cu Cont. Metalico Peso Peso % TMS Cu Cu 100.00 268.01 3.42 9.17 15.18 40.68 11.97 4.87 84.82 227.33 1.89 4.30 GUERREROS MEZA 100.00 268.01 3.42 9.17 Factor de Distribucion: Recuperacion %R Cu 100.00 34.30 65.70 100.0 0.152 Recuperacion %R Cu 100.00 53.13 46.88 30 100.0 Tiempo vs. %Recuperacion Cu (Flotacion Unitaria Experimental batch) 60 %Recuperacion Cu 50 40 30 20 10 0 0.5 26/04/2011 1 1.5 2 2.5 2.7 min MANUEL GUERREROS MEZA 3 3.5 4 4.5 31 TIEMPO CASO DE ESTUDIO  Con los datos obtenidos y mostrados a continuación determinar el tiempo optimo de molienda y flotación, relacione análisis mineralógico y tiempo de flotación, y modelo de García-Zuñiga y Modelo de Klimpel. 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 32 Aspecto Cuantitativo 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 33 Aspecto Cuantitativo 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 34 PRUEBAS EXPERIMENTALES A NIVEL DE LABORATORIO PREPARACIÓN DE LA MUESTRA Una de las muestras ha sido chancada en seco a 100% -m10, evitando en lo mínimo tratar de producir partículas finas y se le denomina como “Mineral Fresco”, seguidamente previos cuarteos sucesivos se separaron en sobres de 1 Kg. (1000 gr.) los cuales fueron conservadas para las pruebas sucesivas; se tomo una la cual ha sido sometido a molienda en húmedo y se le denomina como “Mineral Molido” 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 35 ANÁLISIS QUÍMICO DE LA MUESTRA La composición química es similar para ambas muestras la cual ha sido proporcionada por el laboratorio y es la que aparece en la Tabla. Tales resultados indican una mineralización polimetálica con moderado contenido de Ag, bajo contenido de Fe y muy bajo de Cu y Bi. Algo mas del 65% del Pb y del 51% del Zn están como compuestos oxidados 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 36 ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA MUESTRA Se tomo un sobre (1000 gr.) con muestra de mineral fresco la cual fue sometida a un tamizado en un Ro-Tap durante 30 minutos aproximadamente. De igual manera se tomo (1000 gr.) de muestra la cual fue sometido a molienda en el molino de laboratorio durante 10 minutos, con una dilución ½, cuyo producto se filtro y seco seguidamente; para finalmente ser sometido a un tamizado durante 30 minutos. Los resultados de la separación mediante tamices aparecen en la Tabla siguiente: 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 37 La distribución granulométrica del mineral fresco es completamente irregular, con exceso de gruesos y escasez de finos y es evidente que hubiera sido preferible usar una malla más gruesa para el tamiz de clasificación (por ejemplo, -m20 y no -m10). La distribución en la muestra del Mineral Molido como era de esperar es más ordenada, resultando 58% -m200. Como comentario adicional se debe mencionar que no es conveniente una diferencia tan grande; tamaños entre los dos primeros tamices en nuestra opinión debería utilizarse fragmentación al 100% -m20 y luego obtener las fracciones +m65, +m100, +m200, +m400 y -m400 (o, alternativamente, 100% 26/04/2011 MANUEL-m40. GUERREROS MEZA 38 CINÉTICA DE FLOTACIÓN 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 39 CINÉTICAS DE FLOTACION DEL PLOMO MOLIENDA 58%-M200. CINETICA DE FLOTACION DE (PLOMO-PLATA): BALANCE GENERAL T. (P) T. AC W. P. W. (AC) min. min (gr) (grs) LEYES Cont. METALICO RECUPERACIÓN Ag (P) Ag (AC) FIN Pb (P) FIN Pb (AC) FIN Zn (P) FIN Zn (AC) FIN Ag (P) FIN Ag (AC) Pb (P) Pb (AC) Zn (P) Zn (AC) Ag (P) Ag (AC) % Pb (P) % Pb (AC) % Zn (P) % Zn (AC) gr/TM (gr/T M) (gr) (gr) (gr) (gr) (gr) (gr) % % % % % % 0.5 0.5 40.9 40.9 45.4 45.4 1.7 1.7 1260 1260 18.596 18.596 0.696 0.696 51,610 51,610 25.7 25.7 2.1 2.1 36.0 36.01 0.5 1 24.5 65.4 19 35.51 2.66 2.06 490 972 4.659 23.255 0.652 1.349 12,015 63,624 6.44 32.14 1.96 4.06 8.38 44.39 1 2 34.0 99.5 10.8 27.05 2.92 2.35 263 729 3.682 26.936 0.995 2.344 8,966 72,590 5.09 37.23 3 7.06 6.26 50.64 2 4 50.3 149. 7.8 20.59 3.06 2.59 172 542 3.926 30.862 1.54 3.884 8,657 81,247 5.43 42.66 4.64 11.69 6.04 56.68 3 7 58.2 208. 6.4 16.62 3.1 2.73 131 427 3.728 34.59 1.806 5.69 7,631 88,878 5.15 47.81 5.44 17.13 5.32 62.01 4 11 59.0 267. 5.8 14.23 3.16 2.83 104 356 3.424 38.014 1.866 7.555 6,140 95,018 4.73 52.54 5.62 22.75 4.28 66.29 7 18 84.7 351. 5 12.01 3.2 2.92 73 288 4.238 42.252 2.712 10.267 6,187 101,204 5.86 58.4 8.16 30.91 4.32 70.61 10 28 101. 453. 4.8 10.39 3.1 2.96 73 240 4.872 47.123 3.146 13.414 7,409 108,613 6.73 65.13 9.47 40.38 5.17 75.78 5 33 48.8 502. 4.4 9.81 3.14 2.98 69 223 2.15 49.274 1.535 14.948 3,372 111,985 2.97 68.1 4.62 45 2.35 78.13 RLV. 540. 540. 4.27 4.27 3.38 3.38 58 58 23.079 23.079 18.269 18.269 31,348 31,348 31.9 31.9 55 55 21.8 21.87 CAB. 104 1042 6.94 6.94 3.19 3.19 137 121 72.353 72.353 33.217 33.217 143,334 126,366 100 84 100 78 100 88 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 40 CINÉTICA DE FLOTACIÓN de (PbO y PbS)./ Molienda:58%-m200. T (P) T (AC) W (P) W (AC) (min) (min) (gr) (grs) Leyes Cont. METALICO RECUEPRACIÓN FIN PbO (P) FIN PbO AC) FIN PbS (P) FIN PbS AC) PbO (P) PbO (AC) PbS (P) PbS(AC) % PbO (P) % PbO (AC) % PbS (P) % PbS (AC) (gr) (gr) (gr) (gr) % % % % 0.5 0.5 40.96 40.96 5.89 5.89 37.79 37.79 2.41 2.41 15.48 15.48 8.02 8.02 37.23 37.23 0.5 1 24.52 65.48 5.89 5.89 13.11 28.55 1.44 3.86 3.22 18.69 4.8 12.82 7.73 44.96 1 2 34.09 99.57 4.69 5.48 6.11 20.87 1.59 5.46 2.08 20.78 5.32 18.14 5.01 49.97 2 4 50.33 149.9 4.09 5.01 3.71 15.11 2.05 7.51 1.87 22.64 6.84 24.98 4.49 54.47 3 7 58.25 208.15 3.47 4.58 2.93 11.7 2.02 9.54 1.71 24.35 6.72 31.71 4.11 58.57 4 11 59.04 267.19 3.19 4.27 2.61 9.69 1.88 11.42 1.54 25.89 6.26 37.97 3.71 62.28 7 18 84.75 351.94 2.46 3.84 2.54 7.97 2.08 13.50 2.15 28.04 6.93 44.9 5.18 67.46 10 28 101.49 453.43 2.53 3.54 2.27 6.69 2.56 16.07 2.30 30.35 8.54 53.44 5.54 73 5 33 48.87 502.3 1.89 3.38 2.51 6.29 0.92 17.00 1.23 31.57 3.07 56.51 2.95 75.95 RELAVE 540.49 540.49 2.42 2.42 1.85 1.85 13.08 13.08 10.00 10.00 43.49 43.49 24.05 24.05 CABEZA 1042.8 1042.79 2.88 2.88 3.99 3.99 30.075 30.075 41.573 41.573 100 81 100 86 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 41 GRACIAS 26/04/2011 MANUEL GUERREROS MEZA 42