EVALUACION DE LAS VARIABLES OPERACIONALES DE IMPORTANCIA QUE CONLLEVAN A

UNA BUENA FLOTACION DE MINERALES.

TORBISCO MIRANDA JOSE LUIS

INTRODUCCION

El oro en la litosfera se encuentra en calizas, calcitas, riolitas, graníticas compuestos de azufre metálico y en rocas sedimentarias. La plata y el cobre son elementos que acompañan con frecuencia en la mineralogía del oro; el arsénico, antimonio, bismuto, hierro, plomo y cinc están generalmente asociados.

Los filones que contiene oro, sometidos a la acción del tiempo y meteorizados, liberan el oro que, o bien quedan en el manto del suelo, arenas eluviales o es arrastrado a los arroyos vecinos para formar placeres.

Se reconocen dos tipos de depósitos de fisuras mineralizadas, veneros y placeres. Los depósitos de cuarzo conglomerado, que significan el 50% de la producción mundial, generalmente son clasificados como paleo-placeres modificados. Gran parte del oro aparece como metal nativo, el teluro y posiblemente el selenio son los únicos elementos que se le combinan en la naturaleza. 

- PROBLEMA DE INVESTIGACION:

PROBLEMA GENERAL

¿DE QUE MANERA ESTAS VARIABLES OPERACIONALES INFLUYE EN LA FLOTACION DEL ORO PARA ALCANZAR UNA BUENA RECUPERACION DE ESTE METAL VALIOSO?

PROBLEMA ESPECIFICO

¿QUE VARIABLES SON LAS QUE SE DEBE TOMAR EN CUENTA PARA UNA BUENA FLOTACION DE MINERALES DE ORO Y LOGRAR ALCANZAR UNA BUENA RECUPERACION DE ESTE METAL?

- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN:

OBJETIVO GENERAL

DETERMINAR DE QUE MANERA ESTAS VARIABLES OPERACIONALES INFLUYE EN LA FLOTACION DEL ORO PARA ALCANZAR UNA BUENA RECUPERACION DE ESTE METAL VALIOSO.

OBJETIVO ESPECIFICO

DETERMINAR QUE VARIABLES SON LAS QUE SE DEBE TOMAR EN CUENTA PARA UNA BUENA FLOTACION DE MINERALES DE ORO Y LOGRAR ALCANZAR UNA BUENA RECUPERACION DE ESTE METAL.

HIPOTESIS Y VARIABLES:

HIPOTESIS GENERAL

LAS VARIBLES OPERACIONALES SI INFLUYE EN LA FLOTACION DE ORO, SIENDO DE MUCHA IMPORTANCIA QUE ESTAS SE TOMEN EN CONSIDERACION EN EL PROCESO Y ASI PERMITA ALCANZAR UNA BUENA RECUPERACION.

HIPOTESIS ESPECÍFICO

PARA EL PROCESO DE FLOTACION EN ESTE CASO ESPECIFICAMENTE DE ORO HAY VARIABLES IMPORTANTES QUE DEBE TOMARSE EN CUENTA COMO: tamaño de partículas de oro, forma de estas partículas, su estado superficial, la presencia de oro libre, pH óptimo para su flotación, reactivos, equipos, todo ello que nos permita alcanzar una buena recuperación del metal que es lo se busca finalmente.  VARIABLES:

VARIABLE DEPENDIENTE Recuperación del Oro 

VARIABLE INDEPENDIENTE Variables Operacionales.

JUSTIFICACION E IMPORTANCIA :

JUSTIFICACION:

Resulta significativo durante los procesos metalúrgicos las variables y/o parámetros que intervienen y que conllevara a la obtención de buenos resultados. En este trabajo monográfico se expone las principales variables que debe tenerse en cuenta al llevar a cabo un proceso en este caso específicamente de la flotación.

IMPORTANCIA:

Como ya se ha mencionado, sino se tiene en cuenta estas variables y/o parámetros cuando se lleva a cabo el proceso de flotación no esperemos que los resultados sean los esperados, es por ello mismo de importancia conocer y dominar estos temas para desempeñarse exitosamente en el campo laboral.  

FUNDAMENTO TEORICO GENERALIDADES DEL ORO:

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUIMICAS

FISICAS

Es maleable y dúctil, es blando su dureza es 3, la gravedad específica es 19.3, su símbolo es Au, su número atómico es 79, su peso atómico es 197.2, su punto de fusión es 1063 ºC, su punto de ebullición es 2970 ºC y se cristaliza en el sistema cúbico.

QUIMICAS

El oro es fácilmente soluble en agua regia, que produce cloro naciente.

El oro disuelve en ácido clorhídrico en presencia de sustancias orgánicas.

El oro es disuelto por cloruros férricos u cúpricos. El oro es algo soluble en una solución de carbonato de sodio al 10

% El oro es soluble en soluciones cianuradas.

USOSEl oro puro o de 24k es demasiado blando para ser usado normalmente

y se endurece aleándolo con plata y/o cobre, con lo cual podrá tener distintos tonos de color o matices. El oro y sus muchas aleaciones se emplean bastante en joyería, en relación con el intercambio monetario (para la fabricación de monedas y como patrón monetario), como mercancía, en medicina, en alimentos y bebidas, en la industria, en electrónica y en química comercial.

En joyería se utilizan diferentes aleaciones de oro alto para obtener diferentes colores, a saber: 

Oro amarillo = 1000 g de oro amarillo contienen 750 g de oro, 125 g de plata y 125 g de cobre.

Oro rojo = 1000 g de oro rojo contienen 750 g de oro y 250 g de cobre.Oro rosa = 1000 g de oro rosa contienen 750 g de oro, 50 g de plata y

200 g de cobre.Oro blanco = 1000 g de oro blanco contienen 750 g de oro y 160 g de

paladio y 90 g de plata.Oro gris = 1000 g de oro gris contienen 750 g de oro, alrededor de 150

g de níquel y 100 g de cobre.Oro verde = 1000 g de oro verde contienen 750 g de oro y 250 g de

plata.Oro azul = 1000g de oro azul contienen 750 g de oro y 250 g de hierro.

MINERALES DE OROMenas de Oro Nativo: En las cuales el metal precioso puede

ser removido por separación gravimetría, amalgamación, cianuración y sales oxidantes.

Oro Asociado a Sulfuros: Están presentes como partículas libres o diseminadas en el sulfuro. Las piritas auríferas con oro finamente diseminado en su matriz son bastante comunes. La pirita es relativamente estable en cianuros, en medio de sales oxidantes es disuelto y favorece el proceso por la formación de iones férrico. La pirrotita se disuelve y consume cianuro.

Teluros de Oro: Se encuentra el oro en forma nativa y sulfuros del mismo. La calaverita es un mineral que contiene cerca del 40% de oro, la silvanita contiene 25% de oro con 13% de plata.

Oro con otros Minerales: Se presenta con arsénico y antimonio con trazas de cobre, selenio y teluro así como plomo, cinc y materias carbonáceas.

- auricuprido (CuAu), calaverita (AuTe2), krennerita (Au, Ag) Te2,  petzita (Ag3AuTE2), rhodita (Au, Rh), silvanita (AgAuTe4), weishanita (Au, Ag) Hg.

PROCESOS METALÚRGICOS PARA EL ORO ASPECTOS GENERALES La operaciones convencionales de Chancado, molienda y clasificación, se llevan a cabo en los minerales de oro de acuerdo al grado de liberación que se quiera obtener del mineral El tamaño de grano del oro libre y el grado de asociación del oro con otros minerales, es determinante en la elección del Proceso metalúrgico a seguir, se conocen tres grandes procesos adecuados: La gravimetría, la Flotación y la Cianuración. El oro denominado “Grueso” será sometido a la Gravimetría, el fundamento de la Gravimetría se basa en el alto peso específico del Oro. Hay equipos que se vienen diseñando con el objeto de recuperar el oro libre Fino. El oro denominado “Fino” y “ultra fino”, si esta totalmente libre y expuesto, lo más conveniente es el Proceso de Cianuración convencional. Si el oro esta asociado (en solución sólida) íntimamente con los sulfuros entonces se aplicará la flotación convencional para recuperar los sulfuros que acompañan al oro. La decisión de realizar “Liberación del mineral” depende exclusivamente de la evaluación económica del mineral a procesar. Si bien es cierto se requiere al oro totalmente libre para aplicar cualquiera de los procesos elegidos, esta “liberación” pasa por una evaluación de costo-beneficio, de acuerdo a estas decisiones se practican los procesos de Gravimetría y la Cianuración.

GRAVIMETRIAEn este método de concentración, el mecanismo de la separación del oro tiene lugar en corrientes fluidas de pulpa (mezcla de mineral + agua) con desplazamientos más o menos verticales (espirales, cajas, etc.) o más o menos horizontales (placas, canaletas, mesas vibrantes, artesas de lavado, etc.) del cual se obtiene siempre un producto valioso con alto contenido de oro el cual puede ser amalgamado o fundido directamente y un producto no valioso o relave que se descarta.Para una fácil separación debe haber una notoria diferencia de gravedad específica del mineral (metal) y la del mineral estéril, lo cual se define mediante una expresión que se denomina criterio de concentración (C), dado por la siguiente expresión:

C = SGh - SGf

SGg - SGf

Donde: SGh = Gravedad específica del mineral pesado. SGg = Gravedad específica de la ganga. SGf = Gravedad específica del medio fluido. Si C > 2,5 la separación es fácil y si C < 2,5 la concentración por

gravedad no es posible.

AMALGAMACIONSe utiliza en la explotación de oro en pequeña escala, debido a su sencillez y la poca inversión de capital. En este proceso el oro es atrapado por el mercurio en una pulpa acuosa para formar una sustancia muy viscosa y de color blanco brillante llamada amalgama.Para que el oro se amalgame debe estar en contacto con el mercurio. El oro en otros minerales como sulfuros y cuarzo no puede ser extraído hasta que la molienda libere las partículas metálicas y permita el contacto con el mercurio.La recuperación final del oro se realiza calentando la aleación, lo que produce evaporación del mercurio.El uso inadecuado del mercurio lleva a altas pérdidas, tanto en forma de mercurio líquido durante el beneficio del mineral, como en forma de vapor de mercurio y compuestos inorgánicos durante la separación oro - mercurio.

FUNDAMENTO DEL PROCESO DE FLOTACIÓN La flotación en espuma, aprovecha las diferencias en las propiedades

físico- químicas de la superficie de las partículas minerales. Después del tratamiento con reactivos, las diferencias en las propiedades superficiales de los minerales que contiene la pulpa de flotación son aparentes.

Para producirse tal proceso, una burbuja de aire se debe unir a una partícula de mineral y ser elevada hasta la superficie del agua.

El proceso se aplica únicamente a partículas relativamente finas ya que si son demasiado grandes, la adhesión entre la partícula y la burbuja será menor que el peso de la partícula, por lo tanto la burbuja deja caer su carga.

En la concentración por flotación, el mineral normalmente es transferido a la espuma o fracción flotante, dejando la ganga en la pulpa o las colas. Las burbujas de aire solamente se pegan a las partículas minerales si estas desplazan agua de la superficie mineral, lo cual únicamente sucede si el mineral repele en cierta medida al agua o es hidrofobico. Una vez que las burbujas de aire que alcanzan la superficie, únicamente puede continuar sosteniendo la partícula mineral si forman una espuma estable, de otro modo revientan y cae la partícula mineral

El proceso comprende el tratamiento químico de una pulpa de mineral a fin de crear condiciones favorables para la adhesión de ciertas partículas de minerales a las burbujas de aire. Tiene por objeto la separación de especies minerales, divididos a partir de una pulpa acuosa, aprovechando sus propiedades de afinidad (hidrofílico) o repulsión (hidrofóbico) por el agua. Las especies valiosas o útiles constituyen una fracción menor del mineral, mientras que las especies no valiosas o estériles constituyen la mayor parte El carácter hidrofílico o de afinidad hace que estas partículas se mojen, permanezcan en suspensión en la pulpa, para finalmente hundirse. El carácter hidrofóbico o de repulsión evita el mojado de las partículas minerales que pueden adherirse a las burbujas y ascender Estas propiedades de algunos minerales tienen en forma natural, pero pueden darse o asentarse mediante los reactivos de flotación.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FLOTACIÓN

En toda operación de flotación intervienen cuatro factores principales, que son: Pulpa, Reactivos, Agitación y Aire.

LA PULPA.- Es una mezcla del mineral molido con el agua, y viene a constituir el elemento básico de la flotación ya que contiene todos los elementos que forman el mineral. El circuito de molienda nos entrega, el overflow de los ciclones, un producto al que se le ha chancado y molido y que contiene sulfuros valiosos, ganga y agua; a esto nosotros llamamos pulpa

La pulpa debe reunir ciertas condiciones, es decir que el mineral debe estar debidamente molido, para asi recuperar de una manera efectiva las partículas de los sulfuros valiosos (Esto depende básicamente de la mineralogía de tipo de mineral).

Cuando la pulpa contiene partículas gruesas, debido a una mala molienda, estas partículas tiende a sentarse en el fondo de las celdas de flotación y pueden llegar a plantar el impulsor de la celda, atorar la tubería y causar más trabajo que de costumbre (rebasarían los canales, se atorarían las bombas etc.)

Si la pulpa contiene partículas muy finas, la recuperación de los sulfuros valiosos no va ser efectiva ya que se perderían en forma de lamas. Al estar la pulpa aguada, el flotador debe cuidar de que las espumas salgan normalmente de los bancos de limpieza y que no bote mucha espuma en el banco scavenger. Si la pulpa está muy fina, a la vez debe estar muy diluida, significa que estamos pasando menos tonelaje por lo tanto estamos perdiendo capacidad.

EL AIREEs un factor importante que sirve para la formación de las burbujas

(el conjunto de burbujas acompañadas de partículas de sulfuros forman las espumas) que se necesita en las celdas. Por tanto, el aire ayuda a agitar la pulpa, las espumas se encargan de hacer subir o flotar los elementos valiosos hacia la superficie de la pulpa, en cada celda o circuito. 

El aire se obtiene a través de los ventiladores (Blowers) que ingresa a baja presión (2- 6 lb/pulg2 = 2-6 PSI) al interior de las celdas de flotación llenas de pulpa o también la aeración en los tipos de celdas Sub – A es en forma natural o del medio ambiente que ingresan a baja presión al interior de la celda.

Si se usa mucho aire, se está haciendo una excesiva agitación, provocando que las espumas se reviente antes de rebosar por los labios de la celda o salgan conjuntamente con la pulpa, rebalsando las celdas, llevándose consigo a la ganga que no es necesaria.

Cuando se usa poco aire, la columna de espumas es baja e insuficiente no pudiéndose recuperar los elementos valiosos, que se pierden en el relave general. La cantidad de aire se regula de acuerdo a las necesidades requeridas en el proceso En conclusión, no se debe usar ni mucho ni poco aire. El correcto control del aire y la altura de las compuertas nos darán siempre una buena espuma. (Con un espumante bien regulado).

LOS REACTIVOS Son sustancias químicas que sirven para la

recuperación de los sulfuros valiosos, despreciando o deprimiendo a la ganga e insolubles. Mediante el uso de reactivos podemos seleccionar los elementos de valor en sus respectivos concentrados. Para tener un mayor conocimiento de la función específica de cada reactivo, los podemos clasificar en tres grupos: Espumantes, Colectores y modificadores; que posteriormente lo estudiaremos en forma muy detallada todo lo referente a los reactivos químicos. Ya sabemos que en cualquier celda de flotación encontramos agua, aire, mineral molido y reactivos.

Estos reactivos son sustancias que gustan y se asocian a uno o más de los elementos valiosos, pero no a los otros.

COLECTORESSon compuestos químicos orgánicos, cuyas moléculas contienen un grupo polar y uno no- polar. El anión o catión del grupo polar permiten al ión del colector quedar adsorbido a la superficie también polar, del mineral. Por el contrario, el grupo no-polar o hidrocarburo queda orientado hacia la fase acuosa hidrofugando el mineral, ya que tal orientación resulta en la formación de una película de hidrocarburo hidrofóbico en la superficie del mineral. Por consiguiente, las partículas de mineral hidrofobadas por una película de colector se adhieren a las burbujas de aire que van subiendo, arrastrando consigo el mineral a la superficie de la pulpa Estos reactivos se asocian más a los sulfuros y al aire, pero muy poco a la ganga. En los acondicionadores y celdas de flotación actúan rápidamente sobre los sulfuros, a los que rodean con una película que se pegan a las burbujas de aire que salen a la superficie de la pulpa formando las espumas de los concentrados. Ósea actúan de enlace, como ganchos entre las burbujas de aire y el sulfuro que queremos recuperar En la adsorción de los colectores sobre la superficie del mineral la parte no-polar es orientada hacia la fase del agua y la parte polar hacia la fase del mineral; esta orientación es que actualmente hace que la superficie del mineral sea impermeable.

El colector se constituye, por tanto, en el factor principal del circuito de flotación. De allí que es necesaria la combinación más apropiada del colector y modificadores para obtener los mejores resultados metalúrgicos Los colectores realizan el siguiente trabajo. Los colectores son reactivos a los cuales les gustan los sulfuros y el aire.

Entonces, en una celda de flotación, actúan primero sobre los sulfuros cubriéndolos con una capa delgada y luego se pegan a una burbuja de aire que pasa cerca y viajan con ella hasta la superficie llevando consigo su carga de sulfuros ¿Qué pasa si no hay colectores? Si no hubiera colectores, no habría quien “pegue” los sulfuros a las burbujas.

En este caso, las burbujas subirían sin carga a la superficie y todos los sulfuros valiosos se pasarían al relave ¿Qué sucedería si se alimentara una cantidad excesiva de colector? El exceso de colector hace flotar en cantidades excesivas a los materiales indeseables (pirita y roca) o a los sulfuros valiosos que se espera flotar en otros circuitos de máquinas.

LA AGITACIÓN La agitación de la pulpa nos permite la formación de las

espumas de aire para la flotación, y además nos sirve para conseguir la mezcla uniforme de los reactivos con los elementos que constituyen el mineral de la pulpa, dentro de la celda. Además, la agitación, nos evita el asentamiento de los sólidos contenidos en la pulpa. Si tomamos en un vaso un poco de rebalse del ciclón y lo dejamos sobre una mesa sin agitarlo, veremos que al cabo de un cierto tiempo todas las partes sólidas se han asentado en el fondo. Si en estas condiciones agregamos un poco de reactivo, ¿Cree usted que se mezclará con todas las partículas? Evidentemente que no.

Pero si luego agitamos esta pulpa con una varilla, será posible evitar el asentamiento de las partículas y podremos conseguir que el reactivo entre en contacto con los granos valiosos y actúe sobre ellos. En resumen, podemos decir que la agitación hace los siguientes trabajos:

No dejar que las partículas se asienten, manteniéndose suspendidos.

Permite una mayor mezcla de los reactivos con la pulpa.

La agitación en una celda de flotación debe ser moderada. Si es excesiva rebalsa pulpa en lugar de espumas, también hace que se rompan las burbujas y si es insuficiente se achica la espuma y no alcanza a rebalsar.

Cuando la agitación es insuficiente, se disminuye la columna de espuma y no alcanza a renvalsar las espumas se achican y esto ocurre cuando los impulsores están gastadas o cuando hay poco aire (tubos de aire atorados). Hay deficiencia de agitación de la pulpa en una celda, cuando:

El impulsor de la celda esta gastada El estabilizador esta malogrado Las fajas en “v” del sistema de movimiento (polea motriz y

polea del árbol de agitación) están demasiado flojas, lo cual

hace que la velocidad del impulsor disminuya.

La flotación del oro puede hacerse en el metal nativo, teluro o minerales asociados al oro, principalmente sulfuros de cobre, plomo y arsenopirita. Los minerales de oro pueden clasificarse en 3 grupos generales respecto a la flotación:

Minerales que no se prestan a la flotación, o que pueden tratarse más fácilmente por otros procedimientos.

Minerales que se tratan fácilmente por flotación, así como el oro libre y minerales en los cuales el oro está asociado con otros compuestos metálicos.

Minerales que requieren la combinación de varios procedimientos. La flotación se aplica en este caso de varios modos: flotando los minerales refractarios, dando a una pequeña parte del mineral primitivo un tratamiento especial.

La flotación se usa también para separar las cianicidas, así como otras sustancias que son perjudiciales para la cianuración como el cobre el carbón grafito y otros elementos.

La flotación del oro libre requiere la extracción preliminar de las fracciones de tamaños mayores por concentración gravimétrica (el oro mayor de 0.2 mm. debe extraerse antes de la flotación). El tamaño límite de las partículas a flotar depende de las formas de las partículas y de sus superficies.