Clase 3.1 IQA341 202502.pdf Introduccion

Introduccion

1. Universidad Técnica Federico Santa María
Desde la experiencia operacional y el sentido común
hacia una comprensión fenomenológica de los
procesos unitarios en plantas concentradoras
Bloque 1: Introducción

2. Contenido del Curso
1.Introducción
2.Mecanismos de Fractura
3.Harneado y Clasificación
4.Configuración de Circuitos de Flotación
5.Espesamiento
6.Tecnologias emergentes flotación

3. El objetivo de una planta concentradora?
1.Reducción de tamaño por métodos físicos
para liberar las partículas metálicas desde la
roca
2.Aumento de la concentración de los
metales por métodos físico-químicos.
•Procesos unitarios:
–Chancado
–Molienda
–Clasificación por tamaño
–Concentración
–Espesamiento de relaves

4. Sulfuros vs. Óxidos
Comúnmente los minerales oxidados se procesan
a través de lixiviación, que es la disolución de
minerales con algún acido
Comúnmente, los minerales sulfurados no son
(lo suficientemente) solubles en acido, y se
procesan a través de un proceso de
concentración, y posterior fundición
Tanto para lixiviación como
para concentración, se
requiere primero una etapa
de reducción de tamaño
(conminución)

5. Producción mundial de cobre
Fuente: The World Copper Factbook 2018

6. Producción de cobre por país
Fuente: The World Copper Factbook 2018

7. Concentración vs. Lixiviación
Fuente: The World Copper Factbook 2018

8. Producción en Chile
Fuente: Cochilco

9. Enfoque general del curso
•Innovación
–A que se debe la ineficiencia en las
operacionales actuales?
–Que se puede hacer para mejorar los
procesos?
•Reglas del juego:
–“La única pregunta tonta, es la que no se
hace”

10. La “biblia”

11. El cómo se logran los objetivos depende en gran
medida de la naturalezadel mineral, es decir su
textura, asociación y diseminación.
Se debe tener en mente que la reducción de
tamaño implica un alto costo.
Principales Objetivos
Control de tamaño
Liberación Composición

12. Operaciones Básicas
Reducción de tamaño
Chancado y molienda
Concentración
Flotación, concentración magnética, concentración
gravitacional
Separación
S/L: espesamiento, filtrado, tranque relaves, secado
S/S: harneado, clasificación
Transporte y Almacenaje
Correas transportadoras, stockpile, silos de
almacenamiento

13. El proceso de separación nunca es perfecto.
Existe un compromiso constante entre la
Recuperacióny Leydel mineral útil.
Entrada
Relave
(cola,reciclo)
Producto
(concentrado)
Concentración

14. Esimportante establecerquébasede
cálculoeslamásadecuada.
Estado estacionario
Entra Sale 0
Estado transiente
Entra Sale Acumula
Balance de Materiales
Alimentación Productos

15. Ley de Mineral
•Considera los siguientes minerales
–Calcopirita (CuFeS
2): 34,6% Cu
–Calcocita(Cu
2S): 79,8% Cu
–Bornita (Cu
5FeS4): 63,3% Cu
–Covelita(CuS
2): 66,5% Cu
Cuanto es la ley teórica máxima de Cu en
un concentrado, al tener 100% de
recuperación en CuFeS
2?

16. Especificar el
tamaño de
partícula es
fundamental para
evaluar
La Liberación en
flotación
El Aumento de
superficie en lixiviación
Caracterización de partículas

17. Por el alto costo de reducción de tamañoy
dificultad en la separación es esencial
lograr la reducción de tamaño correcta, por
lo tanto, es importante definir qué se
entiende por “tamaño de partícula” y que
tamaño consideramos como el correcto.

18. •Forma
•Tamaño
•Rango
•Contenido
•Asociación
•Esfera
•Tamiz
•Superficie
•Volumen
•Sauter
•Características
principales de las
partículas.
•El tamaño se expresa
mediante un diámetro
nominal.
¿Qué se entiende por tamaño de partícula ?

19. Observa la fotografía:

20. Diámetro Nominal
•D
0de una esfera
•D
A–tamiz
–Ancho de la mínima abertura cuadrada donde pasa la
partícula
•D
S–superficie
–Diámetro de esfera de igual superficie, aprox. 1.28
D
A
•D
V–volumen
–Diámetro de esfera de igual volumen, aprox. 1.1 D
A
•D
VS–Sauter
–Diámetro de esfera que tiene igual razón
superficie/volumen

21. Fracciones de TamañoRazon Razon
0 10 3,0 1 2 2,0
10 20 1,7 2 4 2,0
20 30 1,4 4 8 2,0
30 40 1,3 8 16 2,0
40 50 1,2 16 32 2,0
50 60 1,2 32 64 2,0
60 70 1,2 64 128 2,0
70 80 1,1 128 256 2,0
80 90 256 512
Serie Aritmetica
Intervalo
Serie Geometrica
Intervalo
•La elección del rango de tamaño es fundamental para
caracterizar una población de partículas.
•Se ha observado que la progresión geométrica de intervalos
es más realista que una serie aritmética

22. Representación GráficaMallaAbertura (m) Media geom. (m) Alim Mol. Barras Desc. Ciclón
0.742 18850 0.64
0.525 13330 15852 4.5
0.371 9423 11208 14.66
3 6700 7946 15.89 0.29
4 4750 5641 11.33 1.90
6 3350 3989 8.66 6.30
8 2360 2812 5.92 10.89
12 1700 2003 4.49 11.43
16 1180 1416 5.10 13.10
20 850 1001 3.41 8.79
30 600 714 2.68 6.33
40 425 505 2.74 5.94
50 300 357 2.39 4.91
70 212 252 1.93 3.74
100 150 178 2.03 2.64
140 106 126 1.54 2.80
200 75 89 1.39 2.46
270 53 63 1.26 2.31
325 45 49 0.35 0.77
-325 38 41 9.09 15.40
Distribución Parcial Retenida %
•Considere los siguientes datos originales

23. Circuito en estudio
A flotación
De chancado
Molino de
barras
Molino de
Bolas
Circuito convencional

24. •En la representación de los datos
anteriores se pueden dar dos enfoques:
–Cantidad en cada fracción
–Cantidad acumulativa
•Para mejorar el análisis de la población
se recomienda utilizar escalas
logarítmicas en reemplazo de las
escalas lineales.
Como analizar los datos

25. Distribución de partículas
Porcentaje retenido
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Diámetro medio partícula (mm)
Porcentaje
Alim Mol. Barras
Desc. Ciclón Escalas
Lineales
% parcial –lineal vs lineal

26. Distribución de partículas
Porcentaje retenido
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 10 100 1000 10000 100000
Diámetro medio partícula (mm)
Porcentaje
Alim Mol. Barras
Desc. Ciclón Escala
Lineal
Escala
Logarítmica
% parcial –lineal vs log

27. Distribución de partículas
Porcentaje acumulado pasante
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100 1000 10000 100000
Tamaño abertura (mm)
Porcentaje
Alim Mol. Barras
Desc. Ciclón Escala
Lineal
Escala
Logarítmica
% acumulado –lineal vs log

28. 1
10
100
1 10 100 1000 10000 100000
Porcentaje
Tamaño abertura (mm)
Distribución de partículas
Porcentaje acumulado pasante
Alim Mol. Barras
Desc. Ciclón Escalas
Logarítmicas
F80 y P80 del circuito

29. LIBERACIÓN

30. LaLiberaciónesunrequisitoesencialparala
separación.
Tengapresentequeelprocesodereducción
detamaño genera partículaslibresy
asociadas
Liberación
Gran tamaño
de grano
Venas de
mineral
Carcasa de
mineral
Mineral
ocluido

31. Laliberacióncompletaesprácticamente
imposible.
Laliberaciónocurreauntamaño muy
inferioraltamañomediodelosgranos.
•Intergranular •Cuando la Matriz es
más débil
•Transgranular •A través del grano
Tipos de Fractura

32. ElGLsóloconsidera elcambio de
liberacióndelmineralútil.VA
A
LA
F
L
100
útil mineral de total Volumen
liberado útil mineral de Volumen
GL ==
Definición:100%GL0 
Rango de valores para el GL.
Grado de Liberación

33. muestra la de total de Volumen
libre mineral de Volumen
L= ( ) ( ) ( )
4
L
8
V
4
V
3
L
2
V
2
LV
3
L
R
FF1R3F1R3F1R
L
+−+−+−
= VA
A
LA
F
L
100GL = Cálculo Grado de Liberación
R
L>1

34. ( )
V
L
logF
1R
1
Llog 








+
= P
G
L
d
d
R= total Volumen
útil mineral Volumen
F
V= R
L<1

35. 0
20
40
60
80
100
1 10 100 1000
Razón dg/dp
Grado de Liberación, %
cobre
ganga Grado de liberación de mineral y ganga.
Ejemplo

36. Ley de mineral = 26 %
Grado de liberación= 15 %
Población de partículas con mena y/o con
ganga
50/50 180/380 101/543 0/100 0/182
Ejemplo

37. útil mineral contienen que partículas de Volumen
útil mineral de total Volumen
CL= ExistefracturademineralsincambioenGradode
LiberaciónperosíconcambioenCL100%CLLey
ALIM

Coeficiente de Liberación

38. Ley de mineral = 26 %
Grado de liberación = 15 %
Coeficiente de liberación = 34%
Población de partículas con mena y/o con ganga
50/50 180/380 101/543 0/100 0/182
Ejemplo

39. •Grado de liberación
–% de la mena que esta completamente
(100%) liberado
–Solo considera las partículas de mena
completamente liberadas
•Coeficiente de liberación
–% del volumen total de las partículas de
mena con ganga que corresponde a mena
–“ley de mena considera sólo las partículas
mineralizadas”

40. Liberación
Gran tamaño
de grano
Venas de
mineral
Carcasa de
mineral
Mineral
ocluido
•La liberación es un requisito esencial para la
separación.
•Tenga presente que el proceso de reducción
de tamaño genera partículas libres y asociadas

41. •Intergranular: cuando la matriz es mas débil
–La fractura ocurre en el borde de los granos
•Transgranular: a través del grano
–La fractura ocurre al interior del grano
•La liberación completa es prácticamente
imposible
•La liberación ocurre a un tamaño muy inferior
al tamaño medio de los granos
Tipos de Fractura

42. Liberación vs Superficie Libre