Página principal

Universidad nacional de trujillo


Descargar 0.91 Mb.
Página1/9
Fecha de conversión18.07.2016
Tamaño0.91 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA


CRECIMIENTO DE LA TASA DE RECUPERACION DE LOS MINERALES DE PLOMO, ZINC Y PLATA EN LA ETAPA DE CONCENTRACION DE MINERALES DE LA MINERA VOLCAN S.A.A.”



TESIS

PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO QUÍMICO
AUTOR : Br. Castillo Reyna Katherine Palova

Br. Chávez Contreras Ysabel Yesenia

ASESOR : Ing. Walter Moreno Eustaquio, Ms. Sc.

Trujillo – Perú

2rectángulo 110012


CAPITULO I

INTRODUCCIÓN


1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA:

VOLCAN S.A.A. está ubicado en la sierra del Perú, sus establecimientos se ubican a 4800 m.s.n.m. a 30 km. de la ciudad de Yauli (La Oroya), departamento de Pasco (Anexo N° 1). La compañía minera VOLCAN S.A.A. opera como tal desde 1943, explotando alternativamente minerales de plomo, zinc y plata, llamados “mineral común” y minerales de cobre – plata con bajos contenidos de plomo y zinc, llamados “mineral triple” y utilizando metalurgia de flotación en circuitos separados, produciendo dos tipos de concentrados de los minerales comunes , uno de plomo - plata y otro de zinc y 3 tipos de concentrados de los minerales triples, uno de plomo – plata, otro de zinc y un tercero de cobre – lata.

Posteriormente se juntan ambos minerales en un solo circuito tratando de “simplificar la operación”, pero el valor económico de los concentrados se deteriora, constituyendo un primer problema, que se acentúa con el paso de los años y el cambio de profesionales que ocasiona una pérdida de tecnología.

Debido a las fluctuaciones en la economía de la minería de los polimetálicos, VOLCAN S.A.A. busca mejorar las leyes de sus concentrados, para esto se están realizando análisis metalúrgicos sobre el chancado, molienda y el porcentaje de mezcla de cada uno de los flujos minerales de la zona.




1.2. JUSTIFICACIÓN

En el presente trabajo de tesis se propone lograr el mejoramiento de la concentración de minerales de Minera VOLCAN S.A.A. a través de la realización de pruebas metalúrgicas, principalmente de molienda y flotación, obteniendo así beneficios económicos que permitirán a la Minera VOLCAN S.A.A. afrontar los retos que la minería de los polimetálicos presenta.

El desarrollo de este trabajó es de gran importancia por el aporte tecnológico, que contribuirá a mejorar la explotación y concentración de los elementos valores, obteniendo mejores rendimientos técnicos y económicos de nuestros recursos mineros, basándonos en el estudio e identificación de problemas, investigación y planteamiento de soluciones.

1.3. PROBLEMA

¿De qué manera se puede incrementar la tasa de recuperación de los minerales de plomo, zinc y plata en la etapa de concentración de la Minera VOLCAN S.A.A.?



1.4. HIPÓTESIS

La mejora de los procesos de flotación y molienda incrementaría la tasa de recuperación de los minerales de plomo, zinc y plata, en la etapa de concentración de minerales de la Minera VOLCAN S.A.A.



1.5. OBJETIVOS

1.5.1. Objetivo General

Lograr el crecimiento de la tasa de recuperación de los minerales de plomo, zinc y plata en la etapa de concentración de minerales de la minera Volcán S.A.A.



1.5.2. Objetivos Específicos

- Analizar los minerales que se utilizan durante el proceso de concentración de minerales por flotación.

- Identificar el flujo mineralógico de Minera VOLCAN S.A.A. para realizar una adecuada selección del mineral a tratar.

- Determinar los rendimientos de los concentrados producidos.

- Determinación de la tasa de recuperación de los minerales de plomo, zinc y plata.

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. ANTECEDENTES:

La extracción de un metal, se configura a través de una serie de operaciones que tienen en común la transformación química de la materia prima. Previamente a la trasformación química del mineral o de un producto de reciclaje existe una serie de operaciones de naturaleza física que ponen a las materias primas en una disposición óptima para que las operaciones químicas posteriores transcurran en las mejores condiciones y con el máximo rendimiento.

En busca de mejorar las operaciones de concentración en Minera VOLCAN S.A.A. se han realizado trabajos de investigación dirigidos a los procesos de flotación y conminución de minerales, que han sido de mucha utilidad para el presente trabajo de tesis:


  • BRAÑES, HENRY (2005); Flotación experimental de minerales polimetálicos en las minas de VOLCAN S.A.A., Este trabajo tuvo como finalidad determinar experimentalmente las variables criticas de control en proceso de flotación de Minera VOLCAN, este trabajo se realizó tomando como base el mineral con el que la empresa trabaja normalmente

- TOUVENIN J.M. (2000); Mineralización de Polimetálicos; Pb, Zn, Cu y Ag VOLCAN S.A.A. Junio 12, Esta trabajo consistió en la realización de una serie de ensayos metalúrgicos que permitieron determinar las propiedades mineralógicas de los flujos minerales de Minera VOLCAN S.A.A.
2.2. TEORÍAS QUE SUSTENTAN EL TRABAJO

      1. Mineralogía

La ciencia de la mineralogía, es un campo sintético de estudio íntimamente relacionado con la geología, la química y la física. Este estudio de los minerales, tiene aplicación en el beneficio de los mismos, sin embargo en la práctica la ayuda potencial de la mineralogía aplicada, es rara vez completamente apreciada y utilizada.

Los minerales de mina y más aún de cada veta, tienen características especiales que deben de ser bien definidas como punto de partida para cualquier proceso minero-metalúrgico, algunos minerales pueden ser considerados “valiosos”, “no valiosos” y otros “no deseables”, éstos son términos que varían dependiendo del lugar, precios, minerales asociados, otras circunstancias de un depósito particular y con los cambios en tecnología y economía.

Cantidades económicas de minerales son a veces encontradas como bancos individuales ejemplo: oro en playas arenosas; pero la mayoría de los minerales se presentan compactos y exhiben gran variedad de texturas. Es importante no solo identificar todas las especies minerales en un mineral, sino también apreciar las posibilidades económicas de cada una. La identificación de las especies minerales, es el primer paso esencial, aunque un mineral puede estar constituido de un solo mineral simple, la mayoría de los cuerpos y vetas consisten de 3 a 20 minerales, esto es lógico teniendo en cuenta que existen de 100 a 200 minerales metálicos conocidos que pueden formar millones de diferentes combinaciones con algún otro y con los miles de minerales existentes, afortunadamente muchas de las combinaciones teóricas son genéticamente imposibles en la naturaleza. (1)


        1. El rol de la mineralogía – metalurgia.

Aunque las funciones de los mineralogistas en la metalurgia son muy variadas, generalmente dos son las principales:

  • Identificar todas las especies minerales en un mineral (92 especies en VOLCAN S.A.A.). (Anexo 7)

  • La examinación de los productos obtenidos de estos cuerpos minerales en los procesos de concentración.

Cuando un mineral ha sido identificado, la literatura es consultada para hallar datos sobre su composición química, propiedades físicas y sus ocurrencias.

Las propiedades físicas son de gran importancia entre ellas: la dureza, fragilidad, textura, gravedad específica, fractura, grado de transparencia, calor, etc.

Las formas particulares de cada mineral y el tamaño de partícula en que se encuentran, es primordial en la separación por medios físicos, así la diferencia de gravedades específicas de minerales es la base de la separación de gravimétrica; el color y reflectividad son usados como control en los procesos de escogimiento por color ya sea manualmente ó electrónicamente. Por otro lado las impurezas minerales presentes deben de ser estudiadas, pues éstos pueden alterar los procesos de concentración.

La correcta información de las propiedades físicas como la textura, el tamaño de liberación de las partículas, la manera como están asociadas los minerales en la matriz de un cuerpo mineral, el tamaño de los granos de un mineral, el clivaje, la fractura, los bordes y el estado físico, ya sea que estén frescos o alterados, nos evitarían sobremoliendas o moliendas débiles de ciertos minerales valiosos, que a veces su concentración se torna muy dificultosa y otras veces imposible. (8)



        1. Objetivos mineralógicos aplicados a la concentración de minerales.

Los objetivos mineralógicos en la concentración de minerales son:

  • Hacer una identificación positiva de los minerales presentes.

  • Describir sus texturas y asociaciones con otros minerales.

  • Medir los tamaños de liberación de los minerales a ser concentrados, con respecto a los varios minerales asociados.

  • Si fuera posible, hacer determinaciones cualitativas ó cuantitativas para informarse sobre:

  • Abundancia de mineral, leyes y reservas minerales (toneladas métricas)

  • Cantidad, clase y grado de entrampamiento de varios minerales en materia granular.

  • Distribución de un mineral valioso en dos ó más modos de ocurrencias.

  • Porcentaje de cada uno de varios minerales que llevan el mismo elemento deseado en un mineral.

  • Enfatizar cualquier carácter distintivo mineralógico que pueda afectar la operación de concentración, tales como la presencia de ciertos minerales ó ciertos modos de ocurrencias originadores de problemas.

  • Determinar cuando las bajas recuperaciones, los concentrados de baja ley, la selectividad por u otros problemas, son causados por factores mineralógicos o de procesos. (8)

      1. La flotación

La flotación en espuma, es un método físico-químico de concentración de minerales finalmente molidos, que aprovecha la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral útil y la ganga.
Figura N° 2.1 Esquema de adhesión selectiva

Colisión s - g

P Adhesión= f

H2O s - l

No adhesión

Fuente: Elaboración Propia

B= burbuja

P= partícula

S – g: sólido – gas

S – l: sólido – líquido

El proceso comprende el tratamiento químico de una pulpa de mineral a fin de crear condiciones favorables para la anexión de ciertas partículas minerales a las burbujas de aire. Estas burbujas de aire llevan consigo los minerales seleccionados a la superficie de la pulpa y forma una espuma estabilizada que es recogida mientras los otros minerales permanecen sumergidas en la pulpa y constituyen las colas o relaves.

La flotación de un sólido depende de la relativa adsorción ó mojado de sus superficies por un fluido. A su vez este proceso viene gobernado por la energía de interfase, en la que la tensión superficial es el factor decisivo. Cualquier superficie, tal como la que separa el agua y el aire, se comporta exactamente como si se hallara en tensión. Esta tensión superficial es la que induce a las pequeñas masas de agua en el aire a tomar la forma esférica ó de gota y a las pequeñas masas de aire en el agua a adquirir forma esferoidal y convertirse en burbujas, ya que la esfera es el cuerpo que ofrece el mínimo de superficie por unidad de volumen. (3)

La tensión interfacial puede medirse como la fuerza de resistencia que se opone a la ampliación o agrandamiento de la superficie. Su valor queda determinado por el ángulo formado entre las superficies, el cual debe ser igual a cero. Si una de las fases es un sólido y las otras dos fases son fluidos, el equilibrio de fuerzas paralelas a la superficie del sólido conduce a la igualdad; según la figura:



Figura Nº 2.2 Diagrama de las tensiones superficiales que intervienen en el contacto de las fases gas, líquido y sólida



Fuente: Víctor Conejeros T. (2003), procesamiento de minerales

SG - SL + LG (COSENO) = 0

Siendo:

 = Tensión superficial entre las fases, indicadas por las letras iniciales utilizadas como subíndices.



 = Angulo de contacto

G = gas


L = líquido

S = sólido

La fuerza de gravedad y la agitación tienden a desprender a las partículas sólidas de las burbujas. Si el ángulo de contacto es pequeño el líquido avanza sobre la superficie del sólido, pues las fuerzas de superficie que mantienen unidos al sólido y a la burbuja son débiles. Un ángulo de contacto grande significa una fácil flotabilidad. Cuando una partícula sólida se adhiere a una burbuja de aire, tiene lugar una pérdida de energía superficial, - E, por unidad de superficie (), que es igual a la disminución de la tensión superficial, es decir:

E - SG SG + SL SL + LG LG

SL = - SG - LG

Ya que: SG - SL + LG (cos ) = 0

SL - SG = - LG (cos )

Esta pérdida de energía (- E) es una medida de la facilidad de mojada (humectabilidad), es una indicación de su flotabilidad. Representa el trabajo exigido para separar el aire de la unidad de superficie de sólido. (3)



        1. Etapas de la flotación. El proceso de flotación abarca las siguientes etapas:

  1. Molienda del mineral a un tamaño lo suficientemente fino para separar los minerales valiosos uno de otro, así como los minerales de ganga adherentes.

  2. Preparación de las condiciones favorables para la adherencia de los minerales deseados a las burbujas de aire.

  3. Crear una corriente ascendente de burbujas de aire en la pulpa del mineral.

  4. Formar una espuma cargada de mineral en la superficie de la pulpa.

  5. Extraer la espuma cargada de mineral.

Aunque la molienda del mineral no forma parte de la flotación, tiene una importante influencia sobre el proceso. Para lograr resultados óptimos en la flotación, en la etapa de molienda los minerales valiosos deben ser liberados completamente de la roca desechable (ganga) y ser separados unos de otros. Sin embargo en la práctica a menudo esto no es económicamente factible y aún cuando se logra una separación completa pueden presentarse otros factores negativos para el proceso, por ejemplo los molinos de bolas o barras generalmente usados para la molienda pueden formar considerables lamas de ganga que complicarán las subsiguientes etapas de flotación.

La creación de una corriente ascendente de burbujas de aire se logra con una máquina de flotación, la que produce burbujas bien sea mediante la agitación mecánica de la pulpa de mineral y/o la introducción directa de aire bajo presión.



Para obtener la adherencia de las partículas minerales deseadas a las burbujas de aire y de ahí, la formación de una espuma cargada de mineral en la superficie de la pulpa, se debe formar una película de superficie hidrofobia sobre las partículas a florar y una película hidrofílica o humectable en todas las demás. Esto se logra por medio de colectores y modificadores; la selección de la combinación apropiada para cada tipo de mineral particular, constituye precisamente el principal problema del metalurgista a cargo del beneficio. (3)

        1. Flotación diferencial. Todos los procesos de concentración por flotación son selectivos ó diferenciales, por cuanto un mineral ó grupo de minerales son flotados para separarlos de la ganga que los acompaña. Ordinariamente, sin embargo la separación de minerales distintos como los sulfurados de los no sulfurados se conoce como flotación colectiva o bulk y el término de flotación diferencial restringe a aquellas operaciones que comprenden la separación de tipos similares de minerales, ejemplo la concentración y subsiguiente separación de sulfuros de plomo, zinc y cobre de un solo mineral. (3)

        2. Reactivos utilizados para la flotación de minerales.

Los reactivos se emplean en la flotación con la finalidad de:

  • Comunicar a determinadas especies minerales de una pulpa, propiedades que les permitan adherirse a las burbujas de gas.

  • Dotar a las películas de estas burbujas de estabilidad.

Los agentes da flotación puedan clasificarse como: Colectores, Espumantes y Modificadores. (11)

  • Colectores (promotores).- Reciben éstos nombres aquellos reactivos, que siendo adsorbidos sobre la superficie de la partícula sólida en forma de películas muy finas determinan un aumento del ángulo de contacto. La designación de promotor, se aplica particularmente a los agentes formadores de películas, ta­les como el xantato sódico NaS(CS)OR, el cuál es adsorbido por el sulfuro de plomo, el radical xantato (-SCS-) hacia el plomo y el radical (-R-) hacía el lado opuesto. Este hecho proporciona a la superficie del sólido la propiedad carac­terística de asemejarse a un hidrocarburo, es decir que no es mojado por el agua. Se denomina colector, si el material adsorbido forma una película gruesa, el petróleo es un ejemplo de colector típico, pero tiene la desven­taja de formar una espuma grasienta, difícil de romper en la operación posterior de sedimentación.

  • Espumantes. Son necesarios para evitar la coalescencia de las burbujas de aire cuando llegan a la superficie del agua, manteniendo así una espuma persistente y de selectividad deseada. Un buen espumante debe tener la propiedad de trasladarse fácilmente a la interfase agua – aire, los espumantes más ampliamente usados son compuestos heteropolares y surfactantes, que contienen una parte polar ó ávida de agua y otra no polar ó ávida de aire. En la interfase agua – aire, los espumantes se orientan con el grupo polar hacia el agua y el grupo no polar hacia el aire.

  • Modificadores. Los reactivos modificadores se usan para activar la capacidad de adsorción del reactivo formador de películas (colector o promotor), dichos agentes reaccionan con la superficie del sólido, bien sea por acción química o por adsorción y modifican el carácter de la superficie de uno o más sólidos, lo que perturba la adsorción por ellos del agente colector ó promotor. Los modificadores pueden actuar como:

  • Depresantes. Son aquellos reactivos que inhiben o impiden la adsorción de un colector por una partícula de mineral, impidiendo por lo tanto su flotación.

  • Activadores. Se utilizan para aumentar la capacidad de adsorción del reactivo formador de películas (colector o promotor).

  • Agente regulador de pH. El grado de acidez o pH del agua, constituye un factor de gran importancia, ya que regula o modifica la formación de películas y en muchos casos, la flotación solo es posible dentro de una estrecha zona de valores de pH.

    1. DEFINICIONES:

  1. Cabeza.- Es el mineral bruto que se alimenta a la planta de tratamiento o beneficio.

  2. Clivaje: Propiedad de varios minerales con capacidad de separarlos fácilmente a lo largo de planos cristalográficos.

  3. Concentrado: Es el producto enriquecido de las operaciones de concentración de minerales.

  4. Concentrado Bulk: Concentrado que contiene más de un metal con valor comercial.

  5. Dureza: Resistencia de un mineral a la destrucción mecánica de su estructura; en la práctica, se dice que un mineral es más duro que otro si raya a este último. Esta resistencia depende de la dirección por la que discurra la raya, ya que es una propiedad muy relacionada con la estructura.

  6. Flotación: Proceso de concentración mediante el cual las partículas de un mineral son inducidas a adherirse a las burbujas creadas por un agente espumante presente en la pulpa, que las hace flotar.

  7. Ganga: Esta constituida casi siempre por especies minerales terrosas o pétreas, principalmente cuarzo. La ganga también puede estar constituida por ciertos minerales metálicos sin valor como la Pirita, Mispickel, etc. y otros que son perjudiciales, como la Arsenopirita, Rejalgar, Oropimente, Estibina, etc.

  8. Gravedad específica: Peso relativo de un mineral comparado con el peso de un volumen igual de agua.

  9. Ley: La Ley indica el grado de pureza que tiene el producto o el mineral, Ejemplo: Mineral de cabeza con 5% de plomo. Ley: 5% de plomo, Concentrado de plomo con 60% de plomo. Ley: 60% de plomo y Relave final con 0.7 % de plomo. Ley: 0.7% de plomo.

  10. Mena: Está constituida por especies mineralógicas valiosas y cuyo aprovechamiento constituye el motivo fundamental de la explotación minera.

  11. Mineral: En minería mineral, es el producto de la explotación de una mina, ya sea que este producto tenga o no valor comercial. El mineral está constituido por la mena (parte valiosa) y la ganga (parte estéril o inservible).

  12. Mineralogía: Ciencia que estudia los minerales. La manera en que se combinan, cristalizan, presentan y distribuyen estos compuestos, sus diversas características físicas y químicas, su origen y su distribución en la corteza terrestre. Está ligada a la geología (que estudia los procesos físicos que determinaron la formación de la Tierra).

  13. Mixtos o Intermedios: Son productos intermedios sobre el que no se ha podido realizar una buena separación de la mena y la ganga y que necesariamente debe ser sometido a un tratamiento adicional.

  14. Molienda: Operación de reducción de tamaño de un mineral realizada posteriormente a la trituración; puede ser de tipo primario o secundario según el tamaño requerido del producto.

  15. Molino de bolas: Cilindro metálico cuyas paredes están reforzadas con material fabricado en aleaciones de acero al manganeso. Estas molduras van apernadas al casco del molino y se sustituyen cuando se gastan. El molino gira y la molienda se realiza por efecto de la bolas de acero al cromo o manganeso que, al girar con el molino, son retenidas por las ondulaciones de las molduras a una altura determinada, desde donde caen y pulverizan por efecto del impacto, el material mineralizado mezclado con agua.

  16. pH: Potencial de hidrógeno. Es un número que indica la concentración de iones hidrógeno de una disolución.

  17. Relave: Es la parte sin valor que sale del tratamiento, está constituido fundamentalmente por ganga y lleva consigo algo de mena.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


La base de datos está protegida por derechos de autor ©espanito.com 2016
enviar mensaje