flotacion de cu

8/13/2019 Flotacion de Cu

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Mejora de la Recuperacin de cobre por ControlMetalrgico en la Etapa de Molienda y Flotacinen Concentradora Antamina

Autores:

Carlos LenMiguel Porras

ResumenOptimizar la recuperacin de Cobre es uno de losobjetivos constantes y principales de Antamina, porello se realizaron estudios en la etapa de molienda yflotacin orientados a mejorar la recuperacin decobre en minerales M1 y M4A. Dentro del grupo detrabajos de investigacin realizados tenemos:

- Efecto de mayor capacidad de molienda(expansin de planta) con similar o menor k80 enla alimentacin a flotacin rougher de cobre.

- Efecto del nuevo diseo de Shell Liner en laeficiencia de Molienda.

- Control de la flotacin del fierro desde la etapade molienda.

- Impacto en la recuperacin de cobre porvariacin en la densidad de pulpa.

- Efecto del tiempo de residencia en flotacinrougher de cobre.

- Implementacin del sistema Float Force enflotacin rougher y su impacto en larecuperacin.

Todas estas evaluaciones y mejoras implementadasen la etapa de molienda y flotacin han permitido

mejorar la recuperacin de cobre, reflejndose enmayor metlico producido.

AbstractOptimizar la recuperacin de Cobre es uno de losobjetivos constantes y principales de Antamina, porello se realizaron estudios en la etapa de molienda yflotacin orientados a mejorar la recuperacin decobre en minerales M1 y M4A. Dentro del grupo detrabajos de investigacin realizados tenemos:

- Efecto de mayor capacidad de molienda

(expansin de planta) con similar o menor k80 enla alimentacin a flotacin rougher de cobre.- Efecto del nuevo diseo de Shell Liner en la

eficiencia de Molienda.- Control de la flotacin del fierro desde la etapa

de molienda.- Impacto en la recuperacin de cobre por

variacin en la densidad de pulpa.- Efecto del tiempo de residencia en flotacin

rougher de cobre.

- Implementacin del sistema Float Force enflotacin rougher y su impacto en larecuperacin.

Todas estas evaluaciones y mejoras implementadasen la etapa de molienda y flotacin han permitidomejorar la recuperacin de cobre, reflejndose enmayor metlico producido.

1. Introduccin

Con la expansin de planta en la etapa de molienda(2SAGs y 4 Molino de Bolas), se tiene una mayorcapacidad de molienda que permite obtener unmenor K80 para la etapa de flotacin o incrementarel tonelaje de procesamiento manteniendo el mismoK80, lo cual al final se traduce en una mayorproduccin metlica de cobre.

Por otro lado, debido a que en la flotacin rougher deCobre para minerales M1 se requiere obtener lamayor recuperacin posible de cobre sin afectar losgrados de Cobre y controlar la activacin del Fierro,se plante evaluar el efecto del pH y el efecto de laadicin de cal en la etapa de molienda y flotacin.Los resultados obtenidos incrementando laproporcin de cal en la etapa de molienda indicanuna mejora significativa en la calidad delconcentrado, con respecto a la adicin de cal en laetapa de flotacin, obtenindose un mejor grado decobre por menor activacin del fierro en mineral M1.Cabe indicar que esto no ha significado un mayorconsumo de cal, sino redistribuir el consumo de estereactivo agregando una mayor proporcin en laetapa de molienda. Esta alternativa permite tambin

la posibilidad de disminuir el consumo del depresor(NaCN) por efecto de un mejor control de laactivacin del Fierro.

Asimismo, en la etapa de molienda se implement uncambio en el diseo de los shell liners del molino, locual ha permitido obtener una mejor eficiencia demolienda con mayor ratio de reduccin respecto a losdiseos anteriores y como consecuencia un menorK80 en el producto hacia flotacin.

Tambin, se realizaron en Laboratorio Metalrgicoflotaciones cinticas con minerales M1 y M4A con

diferentes densidades con la finalidad de encontrar lamejor condicin de flotacin para optimizar lasrecuperaciones de Cu, Mo, Ag y Zn en la medida delo posible. Los mejores resultados obtenidos enmineral M1 fueron a mayores porcentajes de slidos,mientras que en mineral M4A las recuperaciones decobre fueron similares a diferentes porcentajes deslidos en la alimentacin. Es por ello, que se deciditrabajar a un mayor porcentaje de slidos por elmayor tiempo de residencia que se genera.


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Por otro lado, se realizaron estudios orientados acuantificar las prdidas de cobre en tamao gruesoen relaves rougher en minerales M1 y M4A,determinndose que con las condiciones existentesen el proceso se obtena baja recuperacinacumulada de cobre sobre los 212 micrones paraminerales M1-M2 y para el mineral M4A. En base aello se procedi con la instalacin de mecanismos de

las celdas de flotacin rougher que permitiesenrecuperar el cobre presente en las fraccionesgruesas, lo cual no se consegua con el mecanismoinicial con que se contaba (Multimix), instalndoselos mecanismos Float Force con los cuales se obtuvouna mejora de la recuperacin de cobre en lasfracciones gruesas.

Adicionalmente, con la expansin de la planta seconsider la instalacin de nuevas celdas deflotacin rougher de cobre. Se instal una celdaadicional por fila y una nueva fila de ocho celdas,cada celda de capacidad similar a la existente (OK130); estas implementaciones permitieron mejorar eltiempo de residencia con los nuevos tonelajes deprocesamiento mejorando a su vez la recuperacinde cobre.

2. Objetivo

Determinar cules han sido los controles o cambiosimplementados en la etapa de molienda y flotacinque han permitido obtener una mejora en larecuperacin de cobre.

3. Desarrollo y coleccin de datos

Efecto de mayor molienda sobre el K80

La mayor capacidad instalada en moliendaimplementada desde febrero del 2012, lo cualconsisti en la instalacin de un segundo MolinoSAG y un cuarto Molino de Bolas, ha permitidoprocesar un mayor tonelaje con similar o menor K80hacia la etapa de flotacin.

El tonelaje procesado despus de la expansin deplanta se increment en promedio desde 111,385 tn

a 138,240 tn. Por otro lado, el tamao de partculaenviado a la etapa de flotacin (k80) ha disminuidohasta en 15um., segn los muestreos realizados.

Figura 1: Tonelaje procesado despus de la expansin

Figura 2: Tamao de partcula k80 despus de laexpansin PSI 1

Figura 3: Tamao de partcula k80 despus de laexpansin PSI 2


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Figura 4: Tamao de partcula k80 despus de la

expansin PSI 3

Diagrama 01: Circuito de Molienda Antiguo - Antamina

CIRCUITO DE MOLIENDA ACTUAL (01 SAG 03 BM)

Stockpile, capacidad50,000 TMS vivas c/u

Molino SAG 01 Vel. Variable

38' x 19' -27,000 HP - O.G. 3"

Stockpile1 Stockpile2

Trommel15x38 mm

Molino Bolas 1 Vel. Variable24'x35.5' -15000 HP

Hidrociclones D-26 batera de13 unidades





Cajn 659

CIRCUITO MOLIENDA (1 SAG - 3 MOLINOS DE BOLAS)


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Diagrama 02: Circuito de Molienda Actual - Antamina

Nuevo diseo de Shell Liner en laeficiencia de Molienda:

Se desarroll un nuevo diseo de Shell Liners paralos molinos secundarios o de bolas. El nuevo diseo

del Shell Liner consisti en modificar el ngulo delLifter de 30 a 12.

El dise de prueba fue instalado en el molino debolas 2. Luego de la evaluacin realizada sedetermin que los resultados muestran un mejorrendimiento con respecto al diseo estndarinstalado en los otros molinos de bolas

Como se observa en las siguientes figuras el tamaode partculas del producto de descarga del molino debolas 2, as como el k80 haca flotacin reportanmenor tamao respecto a los otros molinos.

Figura 5: Nuevo Diseo de Shell Liner

12 LifterAngle

30 LifterAngle

CIRCUITO DE MOLIENDA ACTUALStockpile, capacidad50,000 TMS vivas c/u

Molino SAG01 38'x19' -27,000 HP

O.G. 3"

Stockpile 1 Stockpile 2

Stockpile 3

CVB-626

CVB-628

Trommel15x38 mm

04 Molino Bolas24'x35.5' -15000 HP.

HidrociclonesD-26batera de 13 und. por

nido

Cajn 659

Molino SAG0238'x19' -27,000 HP

-O.G. 2.5"

Trommel15x38 mm

STP-673

STP-674

STP-662

STP-661

SUL-002

SUL-003

SUL-012

SUL-001

SUL-13

SUL-14

FEA 13 14121110

35

15

36 37FEA

609

602

600

601

612

613

614

611

CVB-004

CIRCUITO MOLIENDA (2 SAG - 4 MOLINOS DE BOLAS)


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Figura 6: Distribucin de tamao de partcula en la descarga del

molino de bolas.

Figura 7: Distribucin de tamao de partcula del OF hacaflotacin.

Control de la flotacin del fierro desde laetapa de molienda

El mineral M1, el cual representa el mayor volumenen Antamina, presenta variables contenidos de Fierroen cabeza llegando hasta valores de 18 a 20%afectando la calidad y recuperacin de cobre.

El control de la activacin del Fierro desde la etapade molienda permite obtener un concentrado deaceptable calidad sin afectar la recuperacin decobre y molibdeno. Las pruebas realizadas a nivellaboratorio para altos y bajos valores de fierro en

cabeza reportan mejores resultados cuando se tieneun mejor control del pH en la molienda.

En adicin se realizaron evaluaciones metalrgicaspara determinar el efecto de adicionar mayorproporcin de cal en molienda con respecto a laetapa de flotacin. Los resultados, mostrados en losgrficos siguientes, indican que mientras ms altasea la proporcin de cal en molienda se obtienemejores resultados en calidad del concentrado consimilares o mejores recuperaciones de cobre.

Figura 08: Grado de Cu, Fe y Mo vs pH.

Figura 09: Recuperacin de Cu, Fe y Mo vs. pH.

Figura 10: Grado de Cu vs. Cal agregado en molienda y flotacin.

0

10

20

30

4050

60

70

80

90

100

10 100 1000 10000

% P

a s s i n g

Micras

Distribucin Tamao Partcula

DESC-MOL-# 02

DESC-MOL-# 03

DESC-MOL-# 04

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 100 1000

% P

a s s

i n g

Micras

Distribucin Tamao Partcula

O/F-# 02

O/F-# 03

O/F-# 04

18.0 17.918.9

20.1 21.0

26.525.9

24.7 24.522.5

0.56 0.560.61 0.63 0.63

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

10.0

14.0

18.0

22.0

26.0

30.0

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

% M o e n C o n c . R o C u

% C u -

% F e e n C o n c . R o C u

pH

Flotacin RoCu M1 (Cal agregado en MOLIENDA)

%Cu %Fe % Mo

96.8 96.5 96.8 96.5 97.0

33.3 32.3 29.8 27.323.1

91.9 92.4 92.7 91.5 92.8

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

% R e c C u

, F e y M o e n C o n c . R o C u

pH

Flotacin RoCu M1 (Cal agregado en MOLIENDA)

% Re c Cu % Re c Fe % Re c Mo

18.0 17.9 18.9 20.1 21.0

13.8 14.3 13.6

16.6

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

9. 00 9. 20 9 .4 0 9 .6 0 9. 80 1 0. 00 1 0. 20 10 .40 10 .6 0

pH

% C u e n C o n c . R o C u

pH

Grado Cobre en Concentrado Ro Cu

Cal Molienda

Cal Celda Flot


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Figura 11: Grado de Fe vs. Cal agregado en molienda y flotacin.

Figura 12: Recuperacin de Cu vs. Cal agregado en molienda yflotacin.

Figura 13: Recuperacin de Fe vs Cal agregado en molienda yflotacin.

Impacto en la recuperacin de cobre porvariacin en la densidad de pulpa

Se realizaron evaluaciones metalrgicas paradeterminar el porcentaje de slidos al cual seobtienen los mejores resultados en recuperacin decobre.

Las pruebas se desarrollaron con mineral M1 y M4A(los cuales son los minerales ms representativos de Antamina), obtenindose una mejora enrecuperacin de cobre en M1 cuando se trabaja aslidos por encima de 42% slidos (ver figura 14).

Los resultados con el mineral M4A no muestranmejora alguna al variar el porcentaje de slidos; sinembargo, se determin trabajar a mayor porcentajede slidos por el mayor tiempo de residenciagenerado por esta condicin (ver figura 15).

Figura 14: Cintica de Flotacin Rougher Cu a diferente densidad

- M1.

Figura 15: Cintica de Flotacin Rougher Cu a diferente densidad M4A.

26.525.9

24.7 24.5

22.5

29.528.4 28.8

26.8

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

20.0

22.0

24.0

26.0

28.0

30.0

32.0

34.0

9. 00 9. 20 9 .4 0 9 .6 0 9 .8 0 1 0. 00 1 0. 20 10 .4 0 1 0. 60

pH

% F e e n C o n c . R o C u

pH

Grado Fierro en Concentrado Ro Cu

Cal Molienda

Cal Celda Flot

9.00 9.50 10.00 10.50

80.0

82.0

84.0

86.0

88.0

90.0

92.0

94.0

96.0

98.0

100.0

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

pH

% R

e c C u

pH

Recuperacin de Cobre en Concentrado Ro Cu

Cal Molienda

Cal Celda Flot

33.3 32.3 29.8 27.323.1

49.645.8 48.0

36.5

9.00 9.50 10.00 10.50

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60

pH

% R

e c F e

pH

Recuperacin de Fierro en Concentrado Ro Cu

Cal Molienda

Cal Celda Flot

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100 200 300 400 500 600 700

R e c u p e r a c i

n

% C u

Tiempo (s)

Cintica de Cu en Flotacin Ro Cu Mineral M1

37% 41% 46% %s = 37 %S = 41 %S = 46

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100 200 300 400 500 600 700

R e c u p e r a c i

n

% C u

Tiempo (s)

Cintica de Cu en Flotacin Ro Cu Mineral M4

37% 41% 46%


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Efecto del tiempo de residencia en flotacin

rougher de cobre

Despus de la expansin de planta (PEA) se cuentacon 32 celdas rougher de 130 m3 cada uno, lascuales han permitido alcanzar una capacidad deprocesamiento de 140,000 TM/da promedio, con unmejor tiempo de residencia. Con las 21 celdas

rougher (antes del PEA) se tena una capacidadvolumtrica de procesamiento de 2,730 m ydespus del PEA sta se ha incrementado a 4,160m (52% ms).El tiempo de residencia para 140,000 tpd hamejorado significativamente (26.1 min respecto a21.8 min), trabajando al mismo porcentaje de slidosque se tena con 110,000 tpd.

Tabla 1: Estimacin del Tiempo de Residencia en el Rougherde Flotacin Cobre.

Diagrama 03: Circuito de Floracin Cu Antiguo - Antamina

Residencia

N Celdas N Filas m3 total TM/da % Slidos min

21 3 2,730 110,000 43.00% 21.8

32 4 4,160 140,000 43.00% 26.1

Celdas de Flotacin Mineral


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Diagrama 04: Circuito de Floracin Cu Actual - Antamina

Segn el resultado mostrado en la tabla 1, se hamejorado el tiempo residencia para alcanzar el nivelde procesamiento de 140,000 TM/da. Por lo tanto, lacapacidad instalada de celdas de flotacin essuficiente para procesar 140,000 TM/da, sin afectarla recuperacin de cobre, por el contrario con estacondicin normalmente se obtienen recuperacionespor encima de las planeadas.

Implementacin del sistema Float Force enflotacin rougher y su impacto en larecuperacin.

Uno de los factores evaluados como antecedente enesta investigacin, fueron las prdidas de cobre enlos relaves rougher de cobre sobre todo en tamaosgruesos (superiores a 212 micrones malla 75).

Al operar los rotores Float Force (FF) instalados en la

Fila C, comparando con los resultados obtenidos enlas Filas A y B (mecanismos Multi Mix), para mineralM1 y M4A, se observaron mejoras significativas en larecuperacin de cobre con el mecanismo Float Force(Ver tablas 2 y 3).

Por otro lado, como se observa en la figura 16, alcomparar los relaves rougher procedentes de celdasde flotacin con y sin rotores Float Force, se observaque la curva de distribucin del cobre (prdida en elrelave rougher a lo largo de toda la distribucingranulomtrica) , ha disminuido considerablemente.

Considerando como referencia los 212 micrones,podemos indicar que la distribucin de cobreacumulado en el relave rougher de cobre, se haincrementado de 33.4% a 46.4% con la instalacinde rotores Float Force, esto significa que la perdidade Cu en las mallas gruesas ha disminuido, lo cual asu vez resulta tambin en las mejoresrecuperaciones globales que se mostraron en lastablas anteriores.

Tabla 2: Incremento recuperacin de Cu en M1 (MecanismoMulti Mix vs. Float Force).

Tabla 3: Incremento recuperacin de Cu en M4A. (MecanismoMulti Mix vs. Float Force).

Float ForceFecha Fila A Fila B Fila C C - A C - B

22-Nov 85.4 87.8 90.4 5.0 2.623-Nov 90.6 91.2 94.2 3.6 3.030-Nov 86.1 85.6 87.3 1.1 1.7

Incremento Promedio 3.2 2.4

Multi Mix Diferencias

Multi Mix Float Force Diferencias

Fecha Fila A Fila C C - A

10-Nov 77.3 80.4 3.1

11-Nov 78.7 81.4 2.7

16-Dic 74.4 78.7 4.3

21-Dic 83.9 89.0 5.1

29-Dic 74.9 80.3 5.4

26-Ene 67.4 72.9 5.5

Incr em ento Pr om edi o 4.3


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Figura 16: Incremento en la Recuperacin de Cu MecanismoFloat Force.

4. Conclusiones

La ampliacin de planta concentradora, hapermitido procesar mayor tonelaje en molienda ya la vez obtener un menor tamao de partcula(k80) en la pulpa enviada a flotacinfavorecindose de esta manera la recuperacinde cobre.

Con el nuevo diseo del Shell Liner instalado enel molino de bolas 2 se obtienen mejoresresultados en moliendabilidad, enviando unproducto de menor tamao hacia flotacin.

Para condiciones de mineral con presencia de Feel incremento paulatino de pH, permite alcanzarmejoras significativas en la calidad delConcentrado, con incremento del grado deCobre, disminucin del grado de Fierro y conoportunidad de mejorar la recuperacin deCobre.

La mayor proporcin de adicin de cal en laetapa de molienda con respecto a la flotacintiene efecto favorable en la calidad deconcentrado. Se controla satisfactoriamente laactivacin del Fierro y por lo tanto se incrementael grado de Cobre y Moly, mejorndose laselectividad Cu-Fe.

Respecto a la evaluacin de densidades, lamejora en la recuperacin de cobre en mineralesM1 se ve favorecida al operar a mayorporcentaje de slidos en flotacin rougher decobre. Con el mineral M4A se obtienen similaresrecuperaciones a diferentes porcentajes deslidos o densidades pero se favorece la

flotacin a alta densidad por mejora en el tiempode residencia.

La instalacin de Rotores Float Force enFlotacin Rougher de Cobre ha significadoconseguir mejores recuperaciones de cobre y ladisminucin en las prdidas de contenidometlico de cobre a lo largo de todas las

fracciones granulomtricas del relave rougher decobre sobre todo en las mallas gruesas. Elincremento de recuperacin alcanzado fue de2.0% Rec Cu para M1 y de 2.6% para M4A.

5. ReferenciasDepartamento de Metalurgia - Compaa Minera

Antamina: Informacin obtenida de lasevaluaciones realizadas.

% Distribucin Metlica Acumuladade Cobre en Relave Rougher Cobre M4AAntes - Despus

8.0

18.3

33.4

51.5

64.1

71.075.9

78.079.4

11.3

28.3

46.4

68.0

76.8

81.985.786.7

87.8

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

10 100 1000

Tamao de Partcula (m)

% D i s t r i b u c

i n

C u

Antes (Multi Mix)

Despus (Float Force)

flotacion de cu

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