clarificación de relaves

7/28/2019 Clarificación de Relaves

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Pruebas Exploratorias de Clarificación deFinos de Relaves

Realizado por Luis Ramos



Introducción:

La clarificación, significa hacer sedimentar rápidamente los micro sólidos en suspensión que

se generan en los procesos mineros e industriales en las aguas o efluentes que tengan como

sentido recuperarlos o utilizarlo como elemento de beneficio económico, como es el caso,de la lixiviación de relaves.

Resumen:

Las pruebas exploratorias realizadas fueron originadas por el planteamiento de Keypro

para evaluar la clarificación de un agua de lavado, la cual se generaría en las limpiezas de

las lonas de los filtros que se utilizarán en el proceso de filtrado y que tiene por objetivo

espesar y filtrar (debido a la magra capacidad de espesamiento que presentó el relave

lixiviado) recuperando los sólidos a depositar como elementos de descarte, en este un

queque supuestamente ácido que no se sabe si se lavará.

También, se hicieron varias pruebas exploratorias con todo el relave para observar la

dificultad en lo que respectaba a la capacidad de espesamiento (45%->48%), lograndoentenderse el porque del problema y proponiendo una línea de proceso alternativo a la

actual, considerando la optimización y la mejor respuesta en lo que fueron las pruebas

aplicando lo observado.



Planteamiento de Keypro:

El proceso de filtración genera agua filtrada con contenidos de sólidos del orden de un 4 %(principalmente por el proceso de lavado de las telas).

La eliminación del espesador, requerirá la instalación de una etapa de clarificación que procese el

agua filtrada, que originalmente trataría el espesador, y que permita generar un agua clara con un

mínimo contenido de sólidos.

Para dimensionar el clarificador es recomendable realizar pruebas con las siguientes condiciones:

- Generar una pulpa de relave lixiviado con una concentración en peso de aproximadamente 4% y un

pH entre 1 y 2.

Como es posible esperar que los sólidos en el agua filtrada posean un mayor contenido de finos, es

recomendable evaluar dos granulometrías:

- Granulometría original del relave lixiviado.

- Granulometría del relave lixiviado con un mayor contenido de finos. (ej. formar una granulometría

en la cual se duplique la fracción -400#).

En lo que respecta a las pruebas de filtrado propiamente tal, es necesario disponer de la siguienteinformación:

pH del queque resultante del proceso de filtrado y lavado.

Análisis químico de la alimentación, agua filtrada y queque final (sólidos y líquido) para determinar

las perdidas de cobre finales.



Procedimiento Exploratorio:

1. Este procedimiento es para las pruebas n°1, 2 y 3:

* Utilizar una probeta de 1000 ml, donde se juntaran el fino de relave con refino de planta según el

porcentaje sugerido por Keypro de 4%.* Caracterizar metalúrgicamente el fino de relave y refino de Planta.

* Preparar la probeta con refino de planta agregando el volumen previamente calculado, luego

introducir el agitador y comenzar adicionando el fino de relave calculado mientras se agita,

esperando que reaccione y controlando el nivel de espuma, tal que, no derrame por la efervescencia

producida.

* Esperar que baje la efervescencia, y comenzar adicionando ácido por una bureta hasta lograr el pH

entre 1,5 a 1,7.

* Luego alcanzado este, se sigue ajustando el pH y se inicia el cronómetro hasta completar los 40 minde agitación.

* Se adiciona floculante de forma paulatina, con el fin de detectar a tiempo la coagulación, mientras

se dosifica. Medir pH y re iniciar el cronómetro, sacar agitador rápidamente y comenzar a tomar fotos

durante la sedimentación, verificando la salida del tiempo y altura decantada en ellas a la vez.

* Una vez decantada, darle un par de horas para registrar último altura, ya más consolidada.

* Graficar Altura decantada versus tiempo de observación

* Obtener la velocidad de sedimentación.

2. Prueba n°4: de tipo Igual al anterior, pero variando lo siguiente:

* Volumen de pulpa de 700 ml para obtener máxima agitación del sistema (probeta más corta)

* Porcentaje de sólido del 45% con relave normal muestreado (fino y gruesos)

* Luego de la agitación y lixiviación, se separan en dos probetas, aplicando floculante a la pulpa fina no

decantada y un lavado al queque para bajar acidez, y obtener un decantado, luego se pesan y se secan

para obtener las humedades residuales y se miden pH inicial y final de cada uno.



Parámetros y datos Metalúrgicos:

Acidez H+

6,937 gpl

Conc.Cu2+

0,19 gpl

Concentración Floculante 1 gpl

Agitación 300 y 516 r.p.m.

Tipo de Relave

CuT

0,79

FeT

9,4

Con H+(kg H+/ton)

Volumen de Pulpa 1000 y 700 (p-4) ml

Porcentaje sólido (Cp) 4 y 10 %

Masa de Relave 47,4 y 122,7 g

Volumen de Refino 982,5 y 954,6 ml

pH

Recipiente de agitación Probeta de 1000 ml

Area transversal Probeta

Diametro Interno Probeta 6,4 cm

Ley Relave (de alta ley)

CuS

0,76

FeS

32,16 (cm2)

Datos de recipiente de agitación

Fino playa tranque n°2

6,4

25,39

Refino de Planta

Tipo de Floculante para

medios ácidosPROFLOC 7020

1,5-1,7



Agitación 300 r.p.m. Agitación 300 r.p.m.

Volumen de Pulpa 1000 ml Volumen de Pulpa 1000 ml

Porcentaje sólido (Cp) 4 % Porcentaje sólido (Cp) 10 %

Masa de Relave 47,4 g Masa de Relave 122,7 g

Volumen de Refino 982,5 ml Volumen de Refino 954,6 mlpH pH

Acido agragado ajustar pH 3,3 ml Acido agragado ajustar pH 4 ml

Tiempo de efervecencia 4,5 minutos Tiempo de efervecencia 5 minutos

Tiempo de ajuste de acidez 3 minutos Tiempo de ajuste de acidez 5 minutos

Tiempo de Agitación 40 minutos Tiempo de Agitación 40 minutos

Concentración Floculante 1 gpl Concentración Floculante 1 gpl

Dosificación Floculante (excesiva) 4 ml Dosificación de Floculante 8 ml

tasa de dosificación Floculante 84,39 (g/ton) tasa de dosificación Floculante 65,20 (g/ton)

Agitación 516 r.p.m. Agitación 516 r.p.m.

Volumen de Pulpa 1000 ml Volumen de Pulpa 700 ml

Porcentaje sólido (Cp) 4 % Porcentaje sólido (Cp) 45 %

Masa de Relave 47,4 g Masa de Relave 420,8 g

Volumen de Refino 982,5 ml Volumen de Refino 444,5 mlpH pH

Acido agragado ajustar pH 4 ml Acido agragado ajustar pH 12,5 ml

Tiempo de efervecencia 4,5 minutos Tiempo de efervecencia 6 minutos

Tiempo de ajuste de acidez 3 minutos Tiempo de ajuste de acidez 10 minutos

Tiempo de Agitación 40 minutos Tiempo de Agitación 40 minutos

Concentración Floculante 1 gpl Concentración Floculante 1 gpl

Dosificación Floculante (excesiva) 4 ml Dosificación de Floculante 8 ml

tasa de dosificación Floculante 84,39 (g/ton) tasa de dosificación Floculante 19,01 (g/ton)

Dosificación Floculante de acuerdo a obtener agua mas clara Dosificación Floculante de acuerdo a comportamiento

Prueba n°1 Prueba n°2

1,5-1,7 1,5-1,7

Prueba n°3 (igual a prueba n°1) Prueba n°4: con fino total de muestra de relave

1,5-1,7 1,5-1,7

Dosificación Floculante de acuerdo a comportamiento Dosificación Floculante de acuerdo a comportamiento



34

36

38

40

42

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

A l t u r a d e d e

s c e n s o ( c m )

Minutos de Observación

Prueba n°4: Clarificación de Relaves Lixiviados de proceso en pulpa 45%

Relave lixiviado



Visualización del fenómeno problemático: Lixiviación de muestra de relave normal (gruesos de

talud y finos de playa)

Se contacta con un refino, se ajusta el pH entre 1,5 a 1,7 y se agita por 40 minutos observando que se

produce un fenómeno de lixiviación posterior en el grueso del relave sedimentado, guardando en su

seno burbujas de CO2 (reacción de cal residual antigua y ácido sulfúrico probablemente). Esto generaba

que ha medida que sedimentaba el sector de la consolidación o compresión se iban liberando estas

burbujas, generando hacia arriba en el sector de sedimentación libre y obstaculizada, turbulencia no

dejando que sedimentaran los finos. Esto se observó al comienzo de las pruebas y se explican a

continuación por medio de una filmación ilustrativa (para ver haga doble clic).



En esta secuencia de fotografías, se observa que aparentemente no existe problemas en la

sedimentación (análogo a la Prueba n°4, pero sin separar el fino ni lavar el queque), pero en el fondo,

en la zona de compresión se aprecia una grieta formada por gas, y que no se liberaron estos, ya que, la

capa de sedimento de la zona alta de la probeta correspondiente al fino, sirvió de tapón, pero si esto

esta con acción de remoción como lo es el actuar de la rastra, liberaría estos gases, produciendo las

turbulencia y no dejando sedimentar ni aclarar estas agua. Se introdujo al final de la prueba un objeto

punzante y se comprobó lo anterior enturbiándose por completo la probeta. Este buena decantación no

se produjo siempre, a veces ocurrió que el gas continuamente salía desde el fondo.



Análisis de la prueba n°4:

Lixiviación de muestra de relave normal (gruesos de talud y finos de playa)

Como se vio anteriormente, tenemos un dificultad respecto de la generación de gases durante el

espesamiento producto de la reacción que perdura entre el relave grueso y el ácido, los cuales,

generarán turbulencia constante, a medida que ingresa la pulpa ácida reaccionando con mineral derelaves en un espesador. Por consiguiente se ideó realizar la prueba n°4, la cual se recortó una

probeta plástica para hacer una fuerte y completa agitación en el fondo con alta generación de

lamas finas a 516 r.p.m. y posteriormente se dejó decantar por un corto momento (3 a 5 minutos), se

procede a verter la pulpa fina en otra probeta y se le aplicó floculante, luego lo que se encontraba en

el sector de consolidación, se diluyó con agua bajando la acidez cercana a 4 y se agregó floculante.

No se percibió más el problema de las burbujas, sedimentando todo y registrándolo todo por

fotografía. De la prueba se obtuvieron los siguiente resultados importante:

* pH Inicial del queque =2.365

* pH final del queque después del lavado= 4.16

* pH Inicial de pulpa de finos = 1.294

* pH final de pulpa de finos = 1.515 (juntando solución rica y agua de lavado)

* Porcentaje sólido inicial del queque (mayormente grueso)= ? % (no se midió)

* Porcentaje final sólido del queque (mayormente grueso)=73% (mejor capacidad deespesamiento)

* Porcentaje sólido inicial del fino= ? % (no se midió)

* Porcentaje final sólido del fino=23%

* Dosificación total de Floculante a la pulpa fina= 20 g/ton

* Dosificación al queque = 10 g/ton



Comentarios y Observaciones de las Pruebas tentativas expuestas:

* Se trató de realizar una exploración en lo que está proponiendo realizar Keypro, lográndose

comprender en un primer apronte la dinámica del proceso, respecto de la clarificación, faltando

aún completar las pruebas solicitadas por Keypro, las cuales se entregarán en un próximo informe,

donde se realizarán pruebas anexas, como lo son, efecto de la agitación en la sedimentación en fino

de relave variando parámetros como: tipo de fino Tranque n°1 versus n°2, agitación, (100,200, 300,

400 r.p.m.), Variación de tasa de floculante en: 10, 20, 30, 40, 50, 60 g/ton (se habla de

sedimentación, considerando agua no clara completamente, ya que se puede regar esta solución en

una pila, y esta última sirviendo de filtro para esas micro partículas en suspensión).* La excesiva dosificación de floculante respondió a que se pretendía aparte de sedimentar, también

clarificar rápidamente (se solicitará coagulante para realizar pruebas pendientes) y es por esto que se

adicionaron así. Pero se deberían repetir las pruebas para los relaves

tomando muestras por sólido en suspensión.

* Dentro de las pruebas exploratorias, se observó lo siguiente:

Cuando se varío sólo la condición de agitación se observó una disminución de la capacidad de

sedimentar en 300 r.p.m. a 516 r.pm., para iguales condiciones restantes, y obedece que deben

haberse generado una lama más fina (-400 #Ty) justifican hacer las pruebas propuestas anteriores.

* La prueba n°4 fue realmente el primer tipo de prueba y fueron realizadas para interiorizarse del

fenómeno de la lixiviación-sedimentación y observar y dejarlo registrado por fotografías y filmación.



Prueba de Clasificación de Hidrociclones:

El actual proceso de molienda nos permite poder cuantificar el proceso de clasificación por hidrociclones

propuesto por el DIP para el proceso, en el sector del tranque de Relaves n°6, con mineral de Pirquita y con

los 4 molinos funcionando. Se tomaron muestras de los tres hidrociclones en funcionamiento, tomando los

tiempos de llenado para un recipiente determinado, logrando los siguientes resultados:

arena 1 Lama 1 arena 2 Lama 2 arena 3 Lama 3

%SOLIDO 74,0 17,0 74,0 16,0 78,0 17,0

TIEMPO (s) 10,3 0,9 6,2 1,4 7,0 2,3

PESO PULPA (kg) 16,8 13,3 17,2 8,5 24,1 17,8

MASA SECA (kg) 12,4 2,3 12,7 1,4 18,8 3,0

MASA SECA (kg) 11,3 2,2 11,8 0,7 17,2 2,6

% SOLIDO 67,0 16,3 68,6 8,3 71,2 14,4

Masa agua (kg) 4,4 11,1 4,5 7,1 5,3 14,8

densidad (g/cc) 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

Volumen Pulpa(lt) 6227,4 4933,0 6359,3 3151,1 8938,9 6595,9caudal pulpa(kg/s) 1,6 14,3 2,8 6,2 3,5 7,6

caudal relave seco(kg/s) 1,2 2,4 2,1 1,0 2,7 1,3

Caudal relave seco fino y grueso (kg/s)

Caudal total de relave de producción(kg/s)

Caudal total de relave de producción(m3/h)

Caudal total de relave de producción(ton/h)

Distirbucion de masas secas (grueso y finos)kg/s

Distirbucion de masas secas(grueso y finos) %

% de distribución de masas(ton/h) 4,4 8,8 7,4 3,6 9,7 4,7% de distribución de masas secas por ciclon 33,2 66,8 67,4 32,6 67,5 32,5

densida pulpa 1,9 1,1 1,9 1,1 2,0 1,1

Caudal (m3/hr) 2,3 7,8 3,9 3,2 4,9 4,2

Caudal Total (m3/hr)

caudal de agua(lt/s) 0,4 11,9 0,7 5,2 0,8 6,3

caudal de agua(lt/s)

caudal de agua(m3/h) 1,5 42,8 2,6 18,8 2,7 22,7

caudal de agua total (m3/h)

Primer hidrociclón Segundo hidrociclón Tercer hidrociclónMediciones y obtención de parámetros

metalúrgicos para el porceso propuesto

10,7

14,2

38,4

6,0 4,7

55,8 44,2

26,4

25,3

91,2

3,6 3,0 4,0



Tablas de Granulométricos:

Tamaño (mm) Malla Ty Masa Retenida %Retenido %Ret. Acum. %Pasan. Acum.

0,42 40 0,002 0,42 0,42 99,58

0,297 48 0,0025 0,52 0,94 99,06

0,21 70 0,0025 0,52 1,46 98,54

0,149 100 0,0055 1,15 2,60 97,400,105 140 0,0035 0,73 3,33 96,67

0,074 200 0,011 2,29 5,63 94,38

0,044 325 0,021 4,38 10,00 90,00

-325 0,432 90,00 100,00 0,00

Lamas 1-2-3

Tamaño (mm) Malla Ty Masa Retenida %Retenido %Ret. Acum. %Pasan. Acum.

0,42 40 0,025 5,14 5,14 94,86

0,297 48 0,039 8,02 13,17 86,83

0,21 70 0,06 12,35 25,51 74,49

0,149 100 0,0945 19,44 44,96 55,04

0,105 140 0,0835 17,18 62,14 37,86

0,074 200 0,0735 15,12 77,26 22,74

0,044 325 0,058 11,93 89,20 10,80

-325 0,0525 10,80 100,00 0,00

Arenas 1-2-3



Gráfico de Granulométricos:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.01 0.1 1 10

P a s a n t e A c u m u l

a d o ( % )

Granulométrico de Arenas y Lamas

%Pasante Acumulado Arenas % Pasanta Acumulado Lamas



Línea de proceso propuesta:

FIltro a

Presión



Ventajas Relevantes del proceso Propuesto por el DIP.

* Manejo del material de forma óptima en términos de facilidad, ya que al separar los finos de los gruesos,

posterior a las celdas de agitación por lixiviación, se pueden tratar de forma distinta mejorando cosas como: la

sedimentación de gruesos y finos por separado, la capacidad de espesamiento, el óptimo filtraje, el control de la

depositación de materiales de descarte lixiviados, para dejarlos de la mejor forma.

Buen funcionamiento del filtro, ya que, sólo pasaría el más grueso a las cámaras, teniendo mejor permeabilidad el

relave tipo arena residual.

* El espesador de pasta tendría facilidad para sedimentar, ya que no existiría burbujeo, y puede ser controlada la

acidez, manteniéndose en rangos aceptables (ácida) y los finos sedimentarían rápidamente según las pruebas.

* El queque de los grueso se obtiene rápidamente en espesador de dilución, donde el restante fino sedimenta bien

a falta del burbujeo.

* El producto del espesador Hight rate, entregaría una pasta alta en porcentaje de sólido, entre 70 a 90%, lo quefacilitaría su transporte en camiones al lecho de la playa, esta humedad debe de estudiarse, ya que sería

importante en términos de la capacidad de fluir de la pasta.

* El tamaño del espesador de relave grueso no sería demasiado grande, por los motivos de una mejor capacidad de

espesamiento, mayor velocidad de sedimentación, economía en filtros y números de ciclos, bajando el costo

energético.

* Poca necesidad de lavar las lonas de los filtros, y bajo numero de placas.

* Poder depositar los materiales de descarte como si se estuviera construyendo un tranque de relave de igual forma

que uno convencional, con talud grueso y una cuba con playa fina, inclusive con cámaras y tuberías para unposible drenaje de este mismo a medida que pasa el tiempo.

* En términos de emisión de gases, este genera menos gases, ya que, existe la etapa de lavado y dilución del relave

grueso donde se frena la reacción relave y ácido, dejando de emanar gases nocivos.

* Facilidad para el otorgamiento tal vez de permisos ambientales y visto bueno, ya que no serían depositación de

pastas de relave, sino una construcción de un tranque mas clasificado en tamaño, pero con las misma esencia de

un tranque normal, pero lixiviado.



* Baja el consumo de ácido significativamente producto del lavado del grueso (arenas) en el espesador de dilución.

* La etapa de lavado del grueso (arenas es obligatorio y debe quedar a lo menos en pH igual 4 por el burbujeo.)

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