DP Sesión 02

DISEO DE PLANTAS

ME - 525

DESARROLLO DEL FLOWSHEET

1

2

MUESTREO

MUESTREO

3

MUESTREO

Operacin de remover y extraer una parte de un todo

Conveniente en cantidad para el anlisis

Proporcin y distribucin de la calidad debe ser la misma tanto en la muestra como en el todo

p.e: tamao de partcula, humedad, gravedad especfica, composicin mineral o qumica, etc.

MUESTREO

4

Etapas de un Procedimiento de Muestreo: 1. Definicin del objetivo del muestreo.

2. Especificacin de los materiales que van a ser muestreados, en trminos de flujo.

3. Determinacin de la cantidad de muestra necesaria que permita establecer los parmetros de calidad de los materiales que estn siendo muestreados.

4. Proposicin de equipos que permitan obtener muestras primarias que tengan representatividad.

5. Anlisis de posibilidades de reduccin del tamao y cantidad de muestra primaria a travs de etapas adicionales; y

6. Diseo de un sistema de manipuleo de material para desarrollar las operaciones deseadas.

MUESTREO

5

La teora del muestreo tiene por objetivo calcular una cantidad de muestra que represente un lote de material, dentro de estndares estadsticos de seguridad.

PESO DE MUESTRA

6

Mtodos para la determinacin de los pesos de muestra mnimos:

Gayle para anlisis granulomtrico

Stepard y Dietrick para ensayes de minerales que contienen metales preciosos

Pierre Gy para ensayes de una gran diversidad de materiales.

MTODO DE GY

7

Para calcular el tamao de muestra necesario para ensayes qumicos se puede usar el mtodo de Gy. Este mtodo toma en cuenta el tamao de partcula del material, el contenido y grado de liberacin de los minerales, y la forma de la partcula.

METODO DE GY

8

La ecuacin bsica se puede escribir como:

2

3

s

CdM

M: Peso mnimo de muestra requerida, g

C: Constante de muestreo del material a ser muestreado g/cm3

d: Dimensin de la pieza ms grande del material a ser muestreado, cm

S: Medida del error estadstico cometido durante el muestreo

METODO DE GY

9

La constante de muestreo C se compone de cuatro parmetros f, g, l y m, que son caractersticas muy propias del material. Excepto m, las dems variables son adimensionales. m (factor de composicin mineralgica) se expresa en g/cm3.

mlgfC ...

METODO DE GY

10

Rango de tamao d/d g

Grande > 4 0,25

Mediano 2 - 4 0,50

Pequeo < 2 0,75

Uniforme 1 1,00

f Factor de forma. Es igual a 0,5 en todos los casos prcticos (normalmente para partculas esferoidales), excepto para minerales de oro, grafito, asbesto, etc. (para partculas planas o elongadas), para los cuales tiene un valor de 0,2.

g Factor de distribucin de tamao de partcula. Usualmente tiene un valor de 0,25. Para oro g = 0,20. Los valores de g pueden ser:

TABLA I Valores de g

d (cm) es el tamao mnimo de partcula del lote a ser muestreado (corresponde a la malla que retiene el 95 % en peso); g es adimensional.

METODO DE GY

11

l Factor de liberacin. Tiene valores entre 0 y 1. Para materiales completamente homogneos l = 0. Para materiales completamente heterogneos, y minerales de oro, l = 1. Los valores prcticos de l se determinan de la Tabla II. Esta tabla fue desarrollada con un gran nmero de estudios prcticos. l se determin a partir del tamao de abertura de malla por el cual pasa cerca del 95 % de la muestra (d), y el tamao prctico de liberacin del mineral, L. d/L se calcula de:

Tambin puede usarse la ecuacin siguiente:

El tamao prctico de liberacin del mineral, es el dimetro mximo de partcula que asegura la completa liberacin del mineral. Este parmetro puede ser determinado mediante un examen mineralgico.

liberacindetamao

partculadetamao

L

d

d

Ll

METODO DE GY

12

d/L l

< 1 1

1 - 4 0,8

4 - 10 0,4

10 - 40 0,2

40 - 100 0,1

100 - 400 0,05

> 400 0,02

TABLA II Valores prcticos de l

METODO DE GY

13

m Factor de composicin mineralgica (g/cm3) Puede ser calculado de la ecuacin:

r y t: Densidades medias del mineral valioso y la ganga, respectivamente.

a: Contenido promedio del mineral (no contenido metlico) del material muestreado, expresado como una parte decimal de 1,0 (ejm.: 10 % ZnS tendra un valor a = 0,10). El valor de a se puede conocer a travs de los ensayes de numerosas muestras del material.

m, puede ser simplificado tomando valores promedio de r y t de 5,0 y 2,6, respectivamente, en tanto m es entonces slo una

funcin de la variable a.

METODO DE GY

14

Para minerales de oro este factor se reducira a:

donde r es la densidad del oro, y a, el ensaye de la muestra, expresada como un decimal, no en g/t oz/t, etc.

METODO DE GY

15

PROBLEMA 2.1

METODO DE GY

16

Deseamos determinar el peso de muestra que se requiere tomar de un mineral de zinc chancado a -65 mallas tyler, para asegurar un ensaye en 95 muestras de 100, de 0.1 % Zn (0.15 % ZnS) S = error estadstico = 7.5 x 10-3

l = factor de liberacin = 0.8 (esencialmente liberacin completa) C = constante de muestreo = 4.2 d = dimensin de la partcula ms grande 0.2 mm (200 micrones o 65 mallas)

METODO DE GY

17

PROBLEMA 2.1

s error estadstico 0.0075 l factor de liberacin 0.80 C constante de muestreo 4.20 d dimensin de partcula ms grande 0.02 cm

M Tamao de muestra 0.60 g

18

CARACTERIZACIN

DEL MINERAL

CARACTERSTICAS DEL MINERAL

19

i. Identificacin de los minerales de la mena

ii. Determinacin de sus propiedades por medicin directa, macro y microscpicas

iii. Desarrollo de las diferencias en sus propiedades

MINERALOGA

20

i. La mineraloga es herramienta bsica para la evaluacin de depsitos

ii. Es fundamental para el diseo de procesos

iii. Tambin se requiere para el control de procesos

iv. Se requiere tambin para el control de productos

MINERALOGA

21

-40 + 50 # - 50 + 70 # - 70 + 100 # - 100 + 150 #

- 150 + 200 # - 200 + 325 # - 325 #

Microscopio estereogrfico. Concentrado Gravimtrico. Equipo: Falcon 200 g

MICROSCOPA

22

Finas inclusiones de pirrotita en gangas. Ocurrencia de oro nativo en forma de nido y venillas en las gangas.

MICROSCOPA

23

Especies presentes en Concentrado Bulk Cu - Pb

gn

cv

gn

gn

gn

gn

gn

gn

CuGRs

gn

cp

cp

gn

pyCuGRs

ef

CuGRs100 micrones

gn

cv

gn

gn

gn

gn

gn

gn

CuGRs

gn

cp

cp

gn

pyCuGRs

ef

CuGRs

gn

cv

gn

gn

gn

gn

gn

gn

CuGRs

gn

cp

cp

gn

pyCuGRs

ef

CuGRs100 micrones

GRADO DE LIBERACIN

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De acuerdo al principio establecido en el concepto de grado de liberacin, G.L.70 es un compsito de partculas (libres y mixtas) consideradas tpicamente liberadas y aptas para flotacin, (obviamente a mayor liberacin mejor comportamiento en flotacin) se establece que la mayor cantidad de especies minerales presentes en el concentrado bulk estn aceptablemente libres incluidas esfalerita y Gangas que estn ligeramente por encima de G.L.70. Es importante observar el grado de Liberacin de galena (96.3) y minerales de cobre cp (96.6) y CuGRS (91,7), aspecto muy interesante especialmente para una posible separacin Pb-Cu

M140 M200 M270 M325 G.L. TOTAL

11,92 32,30 44,23 11,55

gn 92,10 95,50 97,70 97,80 96,3

ef 76,10 63,30 80,60 81,90 74,6

ef 2 72,80 81,70 93,30 100,00 87,9

py 86,80 80,30 82,90 80,90 82,3

cp 97,60 95,60 97,20 95,70 96,6

CuGRs 89,30 87,40 95,10 93,00 91,7

GGs 65,00 70,70 84,50 81,10 77,3

Cu Sec 100,00 78,80 90,00 93,40 88,0

Grado de Liberacion por mallas de cada especie

DIFRACCIN DE RAYOS X

25

Difraccin de Rayos X. Concentrado de Cobre

Aqu se muestran cuatro resultados de Difraccin. Es importante realizarlo en los productos para tener un balance mineralgico ms real


26

Difraccin de Rayos X. Concentrado de Plomo


27

Difraccin de Rayos X. Concentrado de Zinc


28

Difraccin de Rayos X. Relave


29

Balance Mineralgico

MINERAL FRMULA Conc. Cu Conc. Pb Conc. Zn Rve. Final Cab Calc

Alabandita MnS 4.75 0.10

Calcita CaCO3 20.29 19.29

Cuarzo SiO2 23.27 22.12

Dolomita CaMg(CO3)2 12.14 11.54

Esfalerita (Zn, Fe)S 3.2 22.32 98.02 3.00

Galena PbS 6.98 69.9 0.56 1.46

Kaolinita Al2Si2O5(OH)4 1.85 1.76

Microclina KAlSi3O8 5.8 5.51

Muscovita KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2 7.08 6.73

Ortoclasa KAlSi3O8 24.67 23.45

Pirita FeS2 2.67 3.03 1.42 4.34 4.23

Tetrahedrita (Cu, Fe)12Sb4S13 87.14 0.28

PROPIEDADES DEL MINERAL

30

Propiedades de inters:

Color

Reflectividad

Susceptibilidad magntica

Resistividad elctrica

Dureza

Fragilidad

Gravedad especfica

Solubilidad en cidos

Solubilidad en bases


31

PROPIEDAD

MINERAL TCNICAS DE

Cuarzo Rutilo Ilmenita Circn Monazita SEPARACIN

SiO2 TiO2 FeTiO3 Zr(SiO4) PO4(Ce, La, Y, Th)

COLOR Blanco Marrn Negro Blanco Marrn Escogido ptico

RADIOACTIVIDAD No No No No Si Escogido Radiomtrico

SUSCEPTIBILIDAD MAGNTICA -0.2 2 162 -0.3 15 Sep. Magntica: HD y LD

RESISTIVIDAD ELCTRICA > 1012 1012 Sep. Electrosttica

DUREZA, FRAGILIDAD 7 6.25 5.5 7.5 5.25 Lavado, Restregado, Molienda Diferencial

GRAVEDAD ESPECFICA 2.65 4.2 4.75 4.7 5.1 Con Gravimtrica

32

LABORATORIO

LABORATORIO

33

Informacin requerida:

De la muestra mineral: Anlisis qumico Minerales: Valiosos y Ganga (Microscopa & RX) Granulometra Textura

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

34

Anlisis Qumico:

Primeras decisiones en funcin del Anlisis Qumico

Contenido Metlico y Formas Oxidadas

Constituyentes Menores favorables: Metales Preciosos

Constituyentes Menores desfavorables: As, Sb,

Elementos de Ganga: SiO2, CaO, MgO, Al2O3, P2O5, Na2O, K2O

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

35

Anlisis Qumico:

Cdigo de Laboratorio Descripcin de Muestras Declarado por el cliente:

Lotes

Zn %

Pb %

Cu %

Ag g/tm

0391CC-0001 MP19-Alp / (25-01-10) 5am - 9am 1.86 1.47 0.092 94

0391CC-0002 MP20-Alp / (25-01-10) 5pm - 9pm 1.90 1.40 0.099 95

0391CC-0003 MP21-Alp / (25-01-10 a 26-01-10) 9pm - 1am 1.67 1.05 0.078 69

0391CC-0004 MP22-Alp / (26-01-10) 1am - 5am 1.93 1.35 0.086 79

Control de Calidad de Resultados

Elemento Material de Referencia Valor y Rango de aceptacin Valor obtenido

Zn % Pt - 368 6.07 +/- 0.07 6.04

Pb % Pt - 131 3.68 +/- 0.08 3.61

Cu % Pt - 146 0.866 +/- 0.011 0.862

Ag g/tm Pt - z1 128 +/- 2 127

Nota: Muestra preparada en Laboratorio Inspectorate Services Per S.A.C

Mtodos:

Pb, Cu, Zn: ISP-101 Ag: ISP-103

LABORATORIO

36

Mineraloga:

Autoignicin: Pirrotita, Alabandita

Anlisis Qumico + Mineraloga: Composicin Mineralgica del Mineral

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

37

Granulometra:

Parmetro esencial para mtodos fsicos de concentracin

Granulometra Run-of-Mine

Granulometra de Molienda

Granulometra de Remolienda

Granulometra del Concentrado

Granulometra del Relave

Anlisis Granuloqumico

Curvas de Lavabilidad

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

38

Informacin requerida:

De los elementos auxiliares: Calidad de Agua Reactivos

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

39

Agua:

Calidad y Disponibilidad afectan el Flowsheet

Anlisis Qumico del Agua

Agua Dura

Agua Demineralizada

Agua que ser usada en la Planta

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

40

Reactivos:

Su uso depende de restricciones legales y tcnicas

Consideraciones Ambientales

Permisos Legales de Uso

Evaluacin Tcnica de Reactivos

PROGRAMA DE PRUEBAS

LABORATORIO

41

Cuidados:

Debe mantenerse control de todos los parmetros importantes

Por ejemplo en molienda batch hmeda deben ser controlados y anotados los siguientes datos:

Peso total de la muestra al inicio y trmino de la prueba

Distribucin granulomtrica

Dilucin de pulpa

Distribucin de la carga de bolas

Volumen de la carga de bolas

Material usado en las bolas

Composicin del agua

Velocidad del molino

Tiempo de molienda

EJECUCIN DE PRUEBAS

LABORATORIO

42

Observaciones:

Deben observarse cuidadosamente todos los detalles:

Por ejemplo durante una prueba de flotacin:

El efecto de la adicin de un reactivo en el aspecto de la espuma

La viscosidad de la pulpa

Presencia de slidos floculados

Flotabilidad natural de partculas

EJECUCIN DE PRUEBAS

LABORATORIO

43

Evaluacin:

Debe conocerse los resultados cualitativa y cuantitativamente:

Por ejemplo durante una prueba de flotacin:

Las espumas deben recogerse continuamente por etapas

Deben ser muestreadas, secadas y pesadas convenientemente

Luego, deben ser analizadas en laboratorios de confianza

Debe hacerse el balance con las muestras colectadas

El ensaye de cabeza calculada debe semejarse a la ensayada

De no ser as, la prueba sera descartada para la evaluacin.

EJECUCIN DE PRUEBAS

44

Prueba Batch de Flotacin

Cu Mo Bi

Cdigo Prueba: PAF2C-07 Fecha:

Objetivo: Generar concentrado de Mo/Bi/Pb, para luego Celda: Denver D-12

separar el concentrado de Mo del concentrado Bi-Pb

con 8 Kg (1 se flot 4 Kg y luego 4 Kg ms, tambin

Descripcin se utiliz el estator e impulsor nuevo)

de la Muestra: Concentrado Bul Cu/Mo/Bi (92% - m 200) , Ge.4.0

Condiciones de operacin

Descripcin

de la Muestra: Concentrado Bul Cu/Mo/Bi (92% - m 200) , Ge.4.0 RPM Ro,Cl1,ClScv, Cl2 (1200)

Ro Sep (1200),Sep Bi (1000)

Cl1,Cl2,Cl3 (1000)

Descripcin %S: 30 Gas N2

de la Prueba: Peso: 1000 g. Vol. Celda 2700 cc

D80:70

Operador:

PRUEBA DE FLOTACIN BATCH

45

1. Parmetros de la Prueba

Cal Carbon A. NaCN Z-11 Kerosene A-31 MIBC

min 10 6.98-8.0 +90

min 10 8.00 +100 150

min 15 10.5 -200 4000

min 5 10.51 -205 3 9 3

min 4 10.5 -200

min 8 10.54 -200 1 3 1

min 9 10.56 -200 1 3 1

Cleaner min 15 10.58 -202 25 62.5 0.38

Cleaner Scavenger min 8 10.60 -213 12.5 250

Cleaner 2 min 7.5 10.5 -200 50 62.5

237.5 4375 5 15.38 5 0

*

2.Separacin Mo - Bi

Cal Carbon A. NaCN NaHS Kerosene A-31 MIBC

min 4 10.8 -500 1450

min 2.5 10.9 -500 1450

Cleaner 1 min 2.5 10.7 -220 12.5

Cleaner 2 min 2.5 10.7 -240 12.5

min 2 10.8 -245 -

25 0 2900 0 0 0

Observaciones:

Ro1espumas consistentes, cargadas, densas,se mineralizan con Mo, 3' Cu presente esta en un 10%

Ro2 1' flota Mo debido a la adicin de kerosene, pero las espumas son medianas, 4' el Mo/Cu 40/60%

Ro3 no se forman las espumas (descargadas), por que su cintica es rpida (agotamiento), con ayuda del impulsor y estator.

Cleaner 3

Consumo Total

Etapa Und. Valor pHi ORP

Rougher 2

Rougher 3

Consumo Total

Reactivos, g/t

Ro Separacin

separacin CC Bi

Acondicionamiento 1

Acondicionamiento 2

Acondicionamiento 3

Acondicionamiento 4

Flotacin Rougher

Rougher 1

Etapa Und. Valor pHi ORPReactivos, g/t

46

3. Resultados

Peso

% Cu Mo Bi Pb Cu Mo Bi Pb Zn Fe

2.1

0.3

0.2

0.2

0.1

Conc Bi 0.4

Rlv Cl 2 0.7

Conc Cl Scv 1.4

Rlv Cl Scv 6.1

Relave Final 88.8

100

4. Cuantificaciones de las etapas

Ro's Cl 1 Cl Scv Cl 2 Ro Sep. Sep. Bi Cl 1 Cl 2 Cl 3

Vol. Celda 8.5 L 2.7 L 2.7 L 2.7 L 2.7 L 1.75 L 1.75 L 1.75 L 1.75 L

RPM 1200 1200 1200 1200 1200 1000 1000 1000 1000

Estator Grande Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano

Impulsor Grande Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano Mediano

Rlv Mo Cl 2

Rlv Mo Cl 3

Cabeza Calculada

Cabeza Ensayada

Conc Mo

Rlv Mo Cl 1

Conc Scv Sep

BALANCE METALURGICO PRUEBA PAF2C-07

PRODUCTOSENSAYES, %, RECUPERACIONES,%

47

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 2 4 6 8 10 12

Desp

lazam

ien

to F

e, %

REN-1

REN-2

REN-3

REN-5

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12

Le

y F

e, %

Peso , %

REN-1

REN-2

REN-3

REN-5

48

PRUEBA DE FLOTACIN

Prueba N: HP -1 Fecha: 15 Setiembre, 2001

Muestra N: Relave Alianza Celda: 1000 cc

Objetivo: Observar si es posible flotar valores de Pb y Zn RPM: Ro = 1700

Operacin Tiempo pH Reactivos,

g/t

min ZnSO4 NaCN A-25 A-242 F-70 Cal CuSO4 Z-11

Molienda 10 7,6 570 40 18 10

Ro - Pb 2 7,60-7,86

Scv - Pb 3+4 7,71-8,01 75 15 2 2

Acondicion 2 8,01-11,53 *

Acondicion 6 10,92-11,48 * 625

Acondicion 1+1 11,48-11,47 6 * 36

Ro - Zn 2 11,48-11,34

Scv - Zn 3+3+3 11,22-11,21 8 1 75 15

Observaciones: T (C) = 17,3 - 22,4

Fe marmattico = 1,0 %

PRODUCTO Peso

Ensayes, % (*oz/tc)

Distribucin, %

% Ag* Pb Zn Fe Cu Ag Pb Zn Fe Cu

Cabeza ens. 6,3 3,6 8,2 7,6 0,12

Rough Pb 4,94 78,40 55,40 9,50 3,80 0,45 59,36 75,69 5,82 2,30 14,02

Scav Pb 2,76 37,40 22,30 16,50 8,80 0,46 15,82 17,02 5,64 2,98 8,01

Ro + Scv Pb 7,70 63,70 43,54 12,01 5,59 0,45 75,18 92,71 11,46 5,28 22,03

Rough Zn 11,65 3,80 0,80 52,60 5,80 0,47 6,79 2,58 75,95 8,28 34,54

Scav Zn 10,34 5,60 0,90 8,40 30,80 0,19 8,88 2,57 10,76 39,05 12,39

Ro + Scv Zn 22,00 4,65 0,85 31,82 17,56 0,34 15,66 5,15 86,71 47,33 46,94

Rve Final 70,30 0,85 0,11 0,21 5,50 0,07 9,16 2,14 1,83 47,39 31,03

Cabeza calc 100,00 6,53 3,62 8,07 8,16 0,16 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Prueba Batch de Flotacin

Pb - Zn

49

Prueba Cintica de Flotacin

Cu

50

Prueba Cintica de Flotacin

Cu

En la Fig. anterior se muestra una prueba cintica de flotacin rougher de un mineral de cobre que tiene una ley de 1,0% de Cu.

El tiempo ptimo de flotacin se obtendra mediante la curva de la ley parcial de cobre.

51

Prueba GRG (Gravity

Recoverable Gold)

52

Pruebas Cerradas de

Flotacin

TEST N SAMPLE Wt, g Ley Cu, % Wt Cu, g Rec Cu, %

1 A Final Concentrate Cu 10.50 46.72 4.91 73.97

R1 Scavenger Cleaner Tails 93.90 0.44 0.41 6.23

R2 Rougher Tails 1876.00 0.07 1.31 19.80

NEW FEED 2000.00 0.332 6.63 100.00



R2 Rougher Tails 1882.40 0.11 2.07 20.11

NEW FEED 2000.00 0.515 10.30 100.00



R2 Rougher Tails 1860.20 0.07 1.30 11.11

NEW FEED 2000.00 0.586 11.72 100.00



R2 Rougher Tails 1881.70 0.08 1.51 10.26

NEW FEED 2000.00 0.734 14.67 100.00



R2 Rougher Tails 1819.30 0.09 1.64 13.03

NEW FEED 2000.00 0.628 12.57 100.00



R2 Rougher Tails 1868.50 0.08 1.49 12.54

NEW FEED 2000.00 0.596 11.92 100.00

R5 Relave Cleaner III 23.30 11.96 2.79

R4 Relave Cleaner II 59.10 4.69 2.77

R3 Conc Cleaner Scavenger 20.50 1.76 0.36

TOTAL OUTLETS 12029.14 0.613 73.72

53

Pruebas Cerradas de

Flotacin

LEY CABEZA VS. RECUPERACIN

LEY CONCENTRADO VS. RECUPERACIN

RECUPERAC LEYES CABEZA RECUPERAC LEYES

CICLO Conc Cu, % Ficticia Cu,% Real Cu, % CICLO Conc Cu, % Conc Cu, %

1 73.969 0.332 0.613 1 73.969 46.72

2 77.029 0.515 0.613 2 77.029 43.58

3 85.446 0.586 0.613 3 85.446 43.15

4 86.833 0.734 0.613 4 86.833 40.06

5 83.547 0.628 0.613 5 83.547 41.02

6 83.396 0.596 0.613 6 83.396 40.73

54

Pruebas Cerradas de

Flotacin

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GRACIAS

DP Sesión 02

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