UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA PLAN DE TESIS PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERA QUÍMICA PRESENTADO POR LAS BACHILLERES: GRACE LORENA ALVAREZ CAMARENA EDITH LUZ VARGAS CRISOSTOMO y Huancayo – Perú DETERMINACION DEL GRADO ÓPTIMO DE LIBERACION PARA MAXIMIZAR LA RECUPERACIÓN DEL CONCENTRADO (Pb-Ag) POR FLOTACIÓN EN LA PLANTA CONCENTRADORA DE LA COMPAÑÍA PERÚ SOL HUARI- LA OROYA A NIVEL DE LABORATORIO
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
PLAN DE TESIS
PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERA QUÍMICA
PRESENTADO POR LAS BACHILLERES:
GRACE LORENA ALVAREZ CAMARENA
EDITH LUZ VARGAS CRISOSTOMO y
Huancayo – Perú
2 013
DETERMINACION DEL GRADO ÓPTIMO DE LIBERACION PARA MAXIMIZAR
LA RECUPERACIÓN DEL CONCENTRADO (Pb-Ag) POR FLOTACIÓN EN LA
PLANTA CONCENTRADORA DE LA COMPAÑÍA PERÚ SOL HUARI- LA OROYA
A NIVEL DE LABORATORIO
TÍTULO: DETERMINACION DEL TAMAÑO ÓPTIMO PARA MEJORAR LA
RECUPERACIÓN DEL CONCENTRADO (Pb-Ag) POR FLOTACIÓN EN LA
PLANTA CONCENTRADORA DE LA COMPAÑÍA PERÚ SOL HUARI- LA
OROYA A NIVEL DE LABORATORIO
1. RESUMEN
Son muchos los problemas que se presentan en el procesamiento de minerales
por flotación por espumas, manifestado en las bajas recuperaciones, la calidad de
los concentrados, los altos costos de operación, entre otros, por ello en toda Planta
Concentradora, se realiza permanentemente las investigaciones metalúrgicas para
afrontar estos problemas y optimizar el beneficio de los minerales.
Para emprender el presente estudio se ha identificado un problema en el beneficio
de minerales en la Planta, cual es, la falta de control en el grado de molienda de
los minerales causado por la deficiencia en equipos de molturación.
El desarrollo de la presente Tesis, está orientado fundamentalmente a solucionar
los problemas de tamaño de partícula para la flotación de los minerales
polimetálicos en la Planta Concentradora de minerales Perú Sol mediante pruebas
de investigación metalúrgica a nivel de laboratorio. Para cumplir con lo propuesto
se ha planteado como objetivo determinar el tamaño de partículas óptimas para
mejorar la recuperación del concentrado (Pb-Ag,) por flotación en la planta
concentradora de la compañía Perú Sol Huari- La Oroya.
Con el desarrollo y aplicación de esta investigación se dará un aporte en cuanto a
la optimización de las operaciones de molturación.
OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar el tamaño óptimo para mejorar la recuperación del concentrado (Pb-
Ag) por flotación en la planta concentradora de la compañía Perú Sol Huari- la
Oroya a nivel de Laboratorio.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Controlar los parámetros de la reducción de tamaño en las operaciones de
chancado.
Controlar la moliendabilidad del mineral en las operaciones de molienda y
clasificación.
Diagnosticar el comportamiento del mineral frente a los diferentes variables en la
flotación.
Determinar las recuperaciones de los elementos valiosos mediante el balance
metalúrgico.
2. LUGAR DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO
Instalaciones de la Planta Concentradora Perú Sol Huari La Oroya
Laboratorios de la facultad de Ingeniería Química
3. JUSTIFICACIÓN
4.1 Justificación científica:
Los tamaños finos de partículas producen las lamas, que son partículas del mineral
que se forman producto de moliendas finas (sobremoliendas). Los minerales
pesados como PbS se convierten fácilmente en lamas durante la trituración y
molienda oxidándose rápidamente.
Las lamas recubren las partículas valiosas impidiendo la colección, ofrecen una
alta superficie específica, ocasionando: alto consumo de reactivos, oxidación más
rápida de los sulfuros, reducción de la velocidad de flotación, incrementa la
viscosidad de la pulpa, aumenta la espumación y su estabilidad, baja de
probabilidad de colisión y adhesión a las burbujas de aire, alto consumo de
reactivos entre otros.
Por otra parte, la falta de molienda ocasiona una carente liberación de las
partículas, estas no se adhieren adecuadamente a las burbujas de aire por su
elevado peso y son precipitados junto con el relave, de esta manera disminuye las
recuperaciones. Cuando la molienda es gruesa, la densidad de pulpa es baja y la
flotación se descontrola. Por lo expuesto el trabajo se justifica ya que permitirá
controlar el tamaño de partícula adecuado para la recuperación de los minerales
en la Planta.
4.2 Justificación técnica
Las recuperaciones de los minerales en la flotación dependen de muchos factores,
especialmente del control de parámetros de molienda y clasificación para obtener
el grado de liberación óptima de las partículas valiosas, estas variables a controlar
son: grado de molienda, densidad de pulpa, porcentaje de sólidos, carga
circulante, entre otros. Así como el control en la etapa de flotación como son:
tiempo de contacto de los reactivos con el mineral, densidad de pulpa, pH de la
pulpa, reactivos de flotación, etc. El presente trabajo se justifica porque se ha
observado experimentalmente que el equipo instalado para la conminución se
encuentra de una parte incompleta y no permite el control adecuado de los
parámetros indicados. Con el presente trabajo se pretende solucionar de alguna
manera la variable grado de molienda expresado en el tamaño de partícula
obtenida para la flotación, así obtener mejores recuperaciones de los minerales e
incrementar la producción diaria de la planta Concentradora.
4.3 Justificación del impacto ambiental
Ambientalmente el impacto que traerá el presente trabajo de investigación no es
significativo, teniendo en cuenta que el mayor impacto es el técnico.
4.4 Justificación económica
El hecho de mejorar las condiciones de molienda obteniendo un tamaño de
partícula óptima donde se liberan las partículas valiosas adecuadamente, se
evitará la remolienda innecesaria del mineral así como la falta de molienda, en
ambos casos en económicamente favorable, por cuanto si hay mucha molienda, la
pulpa se lamea y no hay buena flotación asimismo los costos de molienda se
incrementan, por otra parte si la molienda es gruesa habrá deficiencias en la
liberación de las partículas valiosas y la flotación es deficiente, por lo tanto
disminuye el porcentaje de recuperaciones y se incrementan los valores metálicos
en el relave. En conclusión una buena liberación de partículas favorece la flotación,
disminuye los costos de tratamiento, se incrementa la producción de la Planta, se
obtiene mejores recuperaciones y mejor calidad de concentrados, todo esto
expresado en costos favorables.
4. CONOCIMIENTO GENERAL DEL TEMA
6.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA (ANTECEDENTES)
BARONA (2007), desarrolló la tesis titulada “INFLUENCIADE LA DISTRIBUCIÓN
DE TAMAÑO DE BURBUJAS EN LA RECUPERACIÓN DELA FLOTACIÓNPARA
MINERALES DE COBRE”, para optar al grado de Magister en Ciencias de la
Ingeniería mención metalurgia extractiva en la universidad de Chile Facultad de
ciencias físicas y matemáticas departamento de ingeniería de minas. La
investigación realizada tiene por objeto relacionar los parámetros de la distribución
de tamaño de burbujas con la recuperación primaria de cobre específicamente,
busca estudiar experimentalmente la influencia de la distribución de tamaño de
burbujas en los rangos granulométricos con menor recuperación dela flotación
primaria, el mineral ultra fino y el grueso, luego de concluir el trabajo arriba a la
conclusión que la influencia de la distribución de tamaño de burbujas en la
recuperación del minerales equivalente para las partículas finas y gruesas. Para
ambos tamaños de partícula resultó beneficiosa la generación de distribuciones de
tamaño de burbujas más finas, aumentando en 3 y 10 puntos la recuperación,
para las partículas finas y gruesas, respectivamente.
LÓPEZ (2008), sustentó la tesis “Caracterización y optimización de flotación a
nivel laboratorio del mineral de cobre de la minera Candelaria”, para optar el título
profesional de Ingeniero Metalurgista en la Universidad Nacional Mayor de San
Marcos Facultad de ingeniería geológica, minera, metalúrgica y geográfica EAP
de ingeniería metalúrgica. Realizó la caracterización mineralógica para analizar el
grado de asociación del mineral de cobre y otros minerales con la ganga, la
mayor parte de calcopirita se encuentra asociada con la ganga cuarcífera y no se
aprecia encapsulamiento alguno; aquello facilitará su completa liberación en las
etapas posteriores de conminución. Realizó curvas de moliendabilidad a través
de pruebas sucesivas de molienda para controlar la granulometría del producto
de la molienda a ser investigada en la flotación. Además de la granulometría, el
pH de la pulpa, los colectores (SF-323, y Hostaflot LIB- C), el espumante MIBC y
la velocidad de agitación son las variables de flotación a investigar.
El principal objetivo del presente estudio es la obtención de la recuperación
óptima de cobre en flotación a nivel de laboratorio; el cual fue llevado a cabo
mediante el empleo de los diseños experimentales. El estudio fue realizado en 3
fases:
En la primera fase se estudió el comportamiento del mineral frente a las diferentes
variables de flotación, la misma que sirvió de base para las siguientes fases.
En la segunda fase se determinó las regiones óptimas mediante la técnica
de pendiente del máximo ascendente. En esta fase se obtuvo 91.64 % como la
recuperación máxima de cobre con una granulometría de 94.48%-malla100 Tyler
(Z2) y 900 rpm de agitación (Z6).
En la tercera fase se realizó la optimización final del proceso mediante un diseño
notable hexagonal. Dado que por debajo de 900 rpm de velocidad de agitación
fue imposible la formación de espumas necesarias para la flotación, se tomó
como centro del diseño final agitación de 925 rpm y granulometría de 92 % -malla
100 Tyler, puesto que según los resultados de la etapa anterior la máxima
recuperación de cobre estaría alrededor de estos rangos. Realizado los análisis
de esta fase se observó que la máximarecuperacióndecobrefue92.57%,
congranulometría de 94%-malla100 Tyler (Z2),y agitación de 915rpm(z6).Esta
recuperación es significativamente mayor al de la planta concentradora que
reporta 87 %.
6.2 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
6.2.1 relación partícula-burbuja en la flotación
La colección de partículas sólidas mediante burbujas de aire en la flotación,
ocurre por el resultado de tres micro procesos, el encuentro y colisión entre la
partícula y la burbuja, la adhesión y finalmente su asenso estable.
Según STECHEMESSER, el encuentro de la partícula y la burbuja implica el
acercamiento de una partícula a una burbuja en su campo de flujo. Esto se
encuentra determinado por la física del movimiento de la burbuja y la partícula y
por la hidrodinámica del fluido en que se desarrolla el proceso.
La colisión puede ser definida como cuando una partícula se acerca a una
burbuja a una distancia en la cual las fuerzas superficiales comiencen a funcionar.
Las partículas se mueven a esta distancia principalmente bajo acción de fuerzas
hidrodinámicas, fuerzas gravitacionales, fuerzas de inercia de la partícula, fuerzas
de fricción y la flotabilidad estática del líquido (Pyke).
WILLS, explica que el proceso de adhesión y transporte se basa en la diferencia
de propiedades físico-químicas en las superficie de las partículas de distintos
minerales. Para que ocurra la flotación una burbuja debe ser capaz de adherirse
ala partícula y transportarla hacia la superficie .Por este motivo el proceso puede
aplicarse sólo a partículas relativamente finas, ya que, si la partícula es muy
grande la fuerza de adhesión entre la partícula y la burbuja será menor que la
fuerza ejercida por su peso, impidiendo que permanezcan adheridas.
Las burbujas de aire sólo pueden adherirse a las partículas de mineral, si logran
desplazar el agua de la superficie del mineral, por lo que es necesario que la
especie de interés sea, en alguna manera, repelente al agua o hidrofobia.
Alcanzada la superficie,
lasburbujasdeairesólopuedencontinuarsoportandoalaspartículasdemineral, si
éstas forman una espuma estable, sino, estallarán y el mineral caerá nuevamente
dentro de la celda.
Por otro lado STECHEMESSERY NGUYEN, señalan que un aspecto
importante del proceso de asenso estable, es el estudio de la separación del
agregado burbuja-partícula debido a fuerzas externas al interior de la celda de
flotación. Este concepto cobra mayor fuerza y relevancia al momento de estudiar
la flotación de partículas de mayor tamaño y/o de mayor masa.
ESTUDIO DEL TAMAÑO DE PARTÍCULAS EN LA RECUPERACIÓN DE MINERALES POLIMETÁLICOS (Pb-Ag, Zn) POR FLOTACIÓN DIFERENCIAL EN LA PLANTA CONCENTRADORA DE LA COMPAÑÍA PERÚ SOL HUARI- LA OROYA
Problema Objetivos Hipótesis Unidad de análisis
Variables
Problema general¿De qué manera se podrá determinar el tamaño de partículas óptimas para mejorar la recuperación de minerales polimetálicos (Pb-Ag, Zn) por flotación diferencial en la planta concentradora de la compañía Perú Sol Huari- La Oroya?
Problemas específicos¿Cómo controlar los parámetros de la reducción de tamaño en las operaciones de chancado?¿Cómo controlar la moliendabilidad del mineral en las operaciones de molienda y clasificación?¿Cómo será el comportamiento del mineral frente a los diferentes variables en la flotación?¿En qué medida se determinarán las recuperaciones de los elementos valiosos mediante el balance metalúrgico?
Objetivo generalDeterminar el tamaño de partículas óptimas para mejorar la recuperación de minerales polimetálicos (Pb-Ag, Zn) por flotación diferencial en la planta concentradora de la compañía Perú Sol Huari- La Oroya.
Objetivos específicosControlar los parámetros de la reducción de tamaño en las operaciones de chancadoControlar la moliendabilidad del mineral en las operaciones de molienda y clasificaciónEstudiar en comportamiento del mineral frente a los diferentes variables en la flotaciónDeterminar las recuperaciones de los elementos valiosos mediante el balance metalúrgico
Hipótesis generalEl tamaño de partículas óptimas para mejorar la recuperación de minerales polimetálicos (Pb-Ag, Zn) por flotación diferencial en la planta concentradora de la compañía Perú Sol Huari- La Oroya se determinará mediante pruebas de moliendabilidad y de flotación
Hipótesis específicosLos parámetros de la reducción de tamaño en las operaciones de chancado se determinarán mediante pruebas de reducción de tamañoLa moliendabilidad del mineral en las operaciones de molienda y clasificación se controlan realizando pruebas de molienda y clasificaciónEl comportamiento del mineral frente a los diferentes variables en la flotación está condicionado por la naturaleza del mineralLas recuperaciones de los elementos valiosos se determinan mediante pruebas de flotación y balance metalúrgico.
Minerales polimetálicos de plomo-plata y zinc tratados en planta concentradora
VARIABLE DEPENDIENTE:Mejorar las recuperaciones de minerales polimetálicos (Pb-Ag, Zn).VARIABLES INDEPENDIENTES:Tamaño granulométrico en la etapa de chancadoGrado de moliendabilidad de minerales polimetálicosRecuperaciones en la flotación de los mineralesDoimensionesRadio de reducción en la etapa de chancadoTamaño de partículaPorcentaje de recuperaciones