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Influencia de la carga de bolas y el tiempo de residencia en el molino sobre el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de zinc tipo marmatita

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Academic year: 2020

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(1)BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS Y METALÚRGICA ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA. Influencia de la carga de bolas y el tiempo de residencia en el molino sobre el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de zinc tipo marmatita TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO METALURGISTA. AUTORES. : Br. Guzman Valderrama, Kevin Andy Br. Supo Villanueva, Mariela Maribel. ASESOR. : Dr. Iván Reyes Lopez. TRUJILLO – PERÚ 2019 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. JURADO CALIFICADOR. _______________________ PRESIDENTE. _______________________ SECRETARIO. _______________________ VOCAL. i Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. DEDICATORIA. A Dios Por haberme regalado el don de la vida y por estar conmigo en cada paso que doy para lograr mis objetivos, además de su infinito amor y bondad. Mi madre Mónica Valderrama Por darme la vida, amarme mucho, creer en mí y porque siempre me apoyas. Madre todo esto te lo debo a ti.. Mi padre Segundo Guzmán Por los ejemplos de perseverancia y constancia que lo caracterizan y que me ha infundado siempre, por el valor mostrado para salir adelante y por su amor.. A mi maestro Ing. Ivan Reyes por su gran apoyo y motivación para la culminación de mis estudios. profesionales. y. para. la. elaboración de esta tesis Kevin Andy. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. DEDICATORIA. A mi madre Gladis Ysabel y a mi padre Ricardo, por todo el amor, apoyo y comprensión, brindados en todas las etapas de mi desarrollo intelectual. Los amo infinitamente.. A mis hermanos Johnny, Ricardo y Cecilia, por aconsejarme y ayudarme siempre a ser mejor persona y mejor profesional.. A Dios, por guiarme en cada paso, brindándome. las. fuerzas. para. sobrellevar cada situación.. Mariela Maribel. iii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. AGRADECIMIENTO A Dios por mostrarnos el camino, guiar nuestros pasos a cada uno de nosotros, y por iluminar nuestros espíritus, en los momentos más complicados y así poder lograr nuestros objetivos trazados. A nuestra alma mater, Universidad Nacional de Trujillo y en especial a la Escuela Académico-Profesional de Ingeniería Metalúrgica, por los conocimientos brindados durante toda nuestra formación profesional. Al Laboratorio de procesamiento de minerales de la Escuela AcadémicoProfesional de Ingeniería Metalúrgica, por permitir el uso de sus instalaciones, equipos, y materiales, lugar donde se realizó el presente trabajo de investigación. Y en especial, nuestro eterno agradecimiento, a nuestro asesor, Dr. Iván Reyes, por el apoyo brindado, durante la concepción, planteamiento, ejecución y procesamiento de la información, en la presente investigación realizada.. Los autores. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. RESUMEN. La presente investigación estudió la Influencia de la carga de bolas y el tiempo de residencia en el molino sobre el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de zinc tipo marmatita, con la finalidad de obtener los valores óptimos de recuperación de zinc. el experimento se realizó en el Laboratorio de Procesamiento de minerales del departamento Académico-Profesional de Ingeniería Metalúrgica. El diseño experimental propuesto para esta investigación fue un diseño bifactorial completo (2 variables independientes) y con 2 réplicas por cada prueba realizada, haciendo un total de 18 corridas experimentales. Los niveles de las variables independientes fueron, para la distribución de bolas de tamaño 1”, 1 ½”, 2” en la carga del molino fueron 10% 50% 40%; 15% 55% 30%; 20% 55% 25%; y para el tiempo de residencia en el molino, 12, 15 y 18 minutos.. Según los resultados procesados por el análisis de varianza en el estadístico SPSS, la distribución de bolas y el tiempo de residencia en el molino tienen influencia significativa (p-valor: 0.000), sobre el porcentaje de recuperación del mineral de sulfuro de zinc tipo marmatita; siendo la carga de bolas 15% 55% 30% y el tiempo de residencia en el molino de 18 minutos los niveles que arrojaron los mejores resultados de 62.56 y 64.65 %.. Palabras claves: tiempo de residencia, marmatita, flotación, diámetro. v Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. ABSTRACT The present investigation studied the influence of the load of balls and the time of residence in the mill on the percentage of recovery of the zinc sulphide mineral type marmatite, with the purpose of obtaining the optimum values of recovery of zinc, in the flotation. The experiment was carried out in the Mineral Processing Laboratory of the Academic-Professional School of Metallurgical Engineering. The experimental design proposed for this investigation was, the complete bi-factorial design (2 independent variables) and with 2 replicates for each test performed, making a total of 18 experimental runs. The levels of the independent variables were, for the distribution of balls of size 1 ", 1 ½", 2 "in the load of the mill were 10% 50% 40%; 15% 55% 30%, 20% 55% 25%; and for the residence time in the mill, 12, 15 and 18 minutes.. According to the results processed by the analysis of variance in the SPSS statistic, the ball load and the residence time in the mill have a significant influence (p-value: 0.000), on the recovery percentage of the zinc sulphide ore type marmatite ; being the load of balls 15% 55% 30% and the time of residence in the mill of 18 minutes the levels that gave the best results, 62.56 and 64.65 %. Keywords: residence time, marmatita, flotation, work index. vi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. ÍNDICE DEDICATORIA......................................................................................................................... ii DEDICATORIA........................................................................................................................ iii AGRADECIMIENTO ...............................................................................................................iv RESUMEN .................................................................................................................................v ABSTRACT...............................................................................................................................vi ÍNDICE .....................................................................................................................................vii LISTA DE TABLAS..................................................................................................................ix LISTA DE FIGURAS ...............................................................................................................ix CAPITULO I………………………………………………………………………………....10 1.1.. Realidad problemática ........................................................................................... 10. 1.2.. Antecedentes........................................................................................................... 12. 1.3.. Marco teórico y conceptual ................................................................................... 14. 1.3.1.. Molienda............................................................................................................ 14. 1.3.2.. Flotación............................................................................................................ 20. 1.3.2.1. 1.3.3. 1.4.. Naturaleza física de superficies................................................................. 25 Mineral ............................................................................................................... 26. Problema .................................................................................................................. 26. 1.5.. Hipótesis................................................................................................................... 27. 1.6.. Objetivos .................................................................................................................. 27. 1.6.1.. Objetivo general............................................................................................... 27. 1.6.2.. Objetivos específicos ...................................................................................... 27. CAPITULO II………………………………………………………………………………...29 2.1.. Materiales de estudio ............................................................................................. 28. 2.1.1.. Población .......................................................................................................... 28. 2.1.2.. Muestra ............................................................................................................. 28. 2.1.3.. Diseño experimental ....................................................................................... 28. 2.1.4.. Variables independientes ............................................................................... 28. 2.1.5.. Variables dependientes .................................................................................. 29. 2.1.6.. Equipos, instrumentos y reactivos ................................................................ 29. 2.2.. Métodos .................................................................................................................... 30. 2.2.1.. Instrumentos de recolección .......................................................................... 31. 2.2.2.. Procedimiento experimental .......................................................................... 31 Figura n° 3: Diagrama del procedimiento experimental ......................... 34. CAPITULO III………………………………………………………………………………..36 vii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. 3.1.. Resultados ............................................................................................................... 35. CAPITULO IV……………………………………………………………………………….40 4.1.. Discusión de resultados......................................................................................... 39. CAPITULO V……………………………………………………………………………..…42 5.1.. Conclusiones ........................................................................................................... 42. Referencias bibliográficas ................................................................................................ 44 APÉNDICE ............................................................................................................................. 47 ANEXOS ................................................................................................................................. 48 ANEXOS I: Fotografías del experimento realizado.......................................................... 48 .................................................................................................................................................. 48 .................................................................................................................................................. 49 ANEXOS II: Resultados obtenidos del análisis químico del mineral ............................ 50 .................................................................................................................................................. 50 .................................................................................................................................................. 51 ANEXO III: Hallamos el work index para el molino……….……………………… 52 ……………………………………………………………………………………………..…53 …………………………………………………………………………………………….….54 ANEXO IV: Descripción macroscópica del mineral de zinc…………………………..55. viii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. LISTA DE TABLAS. Tabla N° 1: Diseño experimental bifactorial. Tabla N° 2: Instrumento de recolección de pruebas metalúrgicas. Tabla N° 3: índice de trabajo (wi). Tabla N° 4: Ley del mineral sulfuro tipo marmatita. Tabla N° 5: Resultados de corrida experimental BRT. Tabla N° 6: Recuperación de zinc de acuerdo a la distribución de bolas. Tabla N° 7: Recuperación de zinc de acuerdo al tiempo de residencia en el molino.. LISTA DE FIGURAS. Figura 1. Adsorción de un colector en la superficie de un mineral. Figura 1.1: Acción de un espumante Figura 2: Mecanismo de flotación por espuma Figura 3: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs distribución de bolas. Figura 4: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs tiempo de residencia (min). Figura 5: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs distribución de bolas y tiempo de residencia en el molino.. ix Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1.. Realidad problemática Según el anuario minero 2018, que recolecta todos los datos minerometalúrgicos del año 2017, el Perú se encuentra en el puesto número 1 en producción de zinc a nivel latinoamericano, y en segundo puesto a nivel mundial, solo superado por china, esto no tendría mucha relevancia, pues a lo largo del tiempo nos hemos mantenido en esa invariable posición. (Anuario minero, 2017) Sin embargo, en 2017 surgió una importante alza en el precio del Zinc, esto debido a la escasez del producto en la bolsa de metales de Londres (LME), alcanzando su nivel más alto desde el auge del 2007, aumentando su valor hasta un 11% de su precio convencional. Así mismo, en el 2018 el precio del zinc se mantuvo en valores similares al máximo alcanzado en 2017. Y como respuesta al incremento del valor del metal, se produjo un incremento de 5.6% respecto al año anterior, alcanzando un volumen de 1.47 millones de toneladas métricas finas (TMF). (Diario gestión, 2018) Otra respuesta a los vientos favorables, es el impulso o reimpulso a los proyectos de explotación de zinc en el Perú, siendo los más resaltantes el proyecto Ariana con una planta de procesamiento de 2000 TM/Día, ampliación de planta de la mina Pachapaqui a 3300 TM/Día, Proyecto Cañon florida con una producción estimada de 2500 TM/Día. (Rubro minero, 2017) 10. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Visto el horizonte de estos nuevos proyectos, precios y producción de Zinc, surge la necesidad de investigar nuevas tecnologías, reactivos, y parámetros de proceso para una recuperación eficaz y eficiente, esto debido a que, en los últimos 20 años, la mayoría de tesis sobre metalurgia extractiva han sido enfocadas en la extracción del oro, por ser un metal de alto costo, dejando de lado metales como el plomo y zinc. En tal sentido, sabemos que la liberación de las partículas valiosas de la mena es vital para el éxito o fracaso del procesamiento del mineral a tratar, sin embargo, cada mineral es único y heterogéneo, por lo cual se debe buscar parámetros óptimos que generen la mayor rentabilidad, es allí donde nace la esencia de esta investigación, visto que la operación unitaria de molienda es la que marca el ritmo de la producción diaria, se debe conocer la carga de bolas, así como el tiempo de residencia en el molino y si estos dos parámetros influyen en el porcentaje de recuperación de un mineral de sulfuro de zinc tipo marmatita. Se sabe que la distribución de bolas tiene 2 criterios de selección, una por fórmulas matemáticas ampliamente conocidas y otra por el método de taggart, que consiste en la distribución por conveniencia, tal es así que generalmente se utilizan 40% de bolas grandes, 30% bolas medianas, 20% de bolas pequeñas y 10 % de bolas extra pequeñas, este parámetro se ha mantenido a lo largo de 3 décadas, sin embargo los procesos no son los mismos, y los minerales tienen distintas. 11. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. durezas, razón por la cual es necesario buscar nuevas distribuciones con la finalidad de optimizar el proceso de molienda. Con respecto al tiempo de residencia, se sabe que la operación de molienda es la más costosa energéticamente hablando, y visto desde ese plano, realizar una remolienda (molienda excesiva) sería perjudicial para la empresa, además existen minerales que no oponen resistencia a ser molidos, o que con determinada granulometría se pueden procesar, esta remolienda está determinada por el tiempo que dura la operación, razón por la cual es preciso determinar si el tiempo de residencia en el molino influye en el % de recuperación del mineral tipo marmatita. 1.2.. Antecedentes Pereira, N & Valadao, G (2008) mencionan que estudios anteriores mostraron que la flotación puede ser empleada con éxito para bandas granulométricas entre 10 y 300μm. La selectividad del proceso de flotación se vuelve muy baja fuera de esos límites granulométricos, porque las condiciones hidrodinámicas del sistema son incapaces de mantener el nivel de flotabilidad ideal de las partículas En su trabajo evaluaron la flotación en bancada de las fracciones -150 + 45μm y 45μm en comparación con la fracción global -150μm de un mineral de hierro itabirítico, bajo diferentes condiciones de pH, dosificación de reactivos y rotación de acondicionamiento. Los resultados obtenidos mostraron que estas fracciones presentan diferentes comportamientos en el proceso de flotación, indicando que es posible aumentar la 12. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. recuperación masiva y la selectividad, cuando estas fracciones se flotan por separado.. Castillo, R. (2014), evaluó los parámetros que influyen en la sección de molienda/clasificación y flotación del circuito de Zinc. Donde concluye que el nivel de bolas es de 34% con una potencia de 1066 Hp, y se puede llegar a 36% debido a que la potencia máxima del motor es de 1650 HP, así mismo tuvo un tamaño de alimentación de 65%-70% malla ¼’’ que es una granulometría fina para alimentar al circuito de molienda/clasificación.. Ramos, J & Orihuela, A. (2017) estudiaron la caracterización y evaluación de pruebas metalúrgicas de flotación de un mineral complejo polimetálico del distrito de Palca – Huancavelica, donde encontraron que para una ley de cabeza de 3.13% de zinc, también determinaron. que. necesario. flotar. el. cobre. y. plomo,. para. posteriormente el relave sea remolido hasta obtener una granulometría P80 de 45 um a un pH de 11.5 obteniendo una recuperación final de 87.78%.. Zumaran, D. (2017) evaluó la influencia de las variables en la distribución granulométrica del producto de molienda por bolas obteniendo como conclusiones que, el aumento del tiempo de molienda y disminución del índice de trabajo de bond del mineral incrementó el % de pasante malla 16 y % pasante malla 200, también concluye que el 13. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. aumento de tiempo de molienda y de la proporción de bolas grandes en la distribución del tamaño de bola incrementa la razón de reducción de tamaño (F80/P80), así como que los minerales con índices de trabajo más altos ( más duros), y alimentación gruesa, requieren alto impacto y bolas más grandes.. Castillo, K & Chavez, C. (2012) investigaron el crecimiento de la tasa de recuperación de un mineral polimetálico que contiene plomo, zinc y plata proveniente de la minera Volcan, donde concluyeron que para la concentración de Zinc con un grado de molienda de 66.6% de finos en la malla - 200 y un tiempo de residencia de 13 minutos, la mejor recuperación fue de 82.4%, el cual es mayor en 2.87% respecto a los resultados optenidos por la minera Volcan. 1.3.. Marco teórico y conceptual. 1.3.1. Molienda Para Andrea, E. la molienda es el último escalón de la fragmentación industrial, operación que sigue generalmente al proceso de trituración, y se caracteriza por el tamaño de salida de los productos que puede estar entre algunos mm y algunas µm. Comúnmente se tiene por finalidad la liberación. e. unas. especies. mineralógicas. con. otras. hasta. la. granulometría que permita una concentración diferenciada o bien llegar al tamaño de grano exigido por el método posterior de utilización del producto.. 14. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Espinosa, L & Lopez, V. (2004) refiriéndose a la molienda expone que, la operación de molienda, normalmente se efectúa en una primera etapa en molinos de barras, para posteriormente pasar a un molino de bolas. Además, esta operación se logra con alta eficiencia cuando los molinos son operados en condiciones normales en cuanto a uniformidad del tamaño de alimentación, dilución de la pulpa y satisfacen las constantes de operación referidas a la velocidad, carga de bolas y potencia del motor.. Para Bravo, C. es la parte final de la conminución, además es muy importante porque de él depende el tonelaje y la liberación del mineral valioso, que después debe concentrarse. En esta etapa se supone que debe liberarse completamente las partes valiosas del mineral (sulfuros) de la ganga, antes de proceder a la concentración.. Así mismo, se sabe que la etapa de conminución requiere una gran inversión de capital, además de ser el área de mayor consumo energético y de mayor consumo de materiales resistentes al desgaste en una planta de procesamiento de minerales. Es por eso que, al ser la etapa con mayor costo global, la molienda debe estar estrechamente controlada para garantizar el tamaño óptimo de molienda, es decir evitar una deficiente liberación de la partícula valiosa o en el otro extremo, realizar una sobremolienda. (Katubilwa, F & Moys, M., 2009). 15. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Al ser una operación de reducción de tamaño del mineral, la molienda se rige por las teorías clásicas de conminución, las que relacionan básicamente la relación entre la cantidad de energía necesaria para disminuir la partícula al tamaño deseado. Entre ellas tenemos el postulado de RITTINGER (1867) comúnmente conocido como la primera ley de la conminución, que menciona que la energía específica consumida en la reducción de tamaño de un sólido, es directamente proporcional a la nueva superficie específica creada.. El postulado de Kick (1885) o conocido también como la segunda ley de la conminución menciona que “la energía requerida para producir cambios análogos en el tamaño de cuerpos geométricamente similares, es proporcional al volumen de estos cuerpos”. Y por último, el postulado de Bond (1952) o tercera ley de la conminución es la más conocida y menciona que, “la energía consumida para reducir el tamaño 90% de un material, es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del tamaño 80%; siendo este último igual a la abertura del tamiz (en micrones) que deja pasar el 80% en peso de las partículas. (Tapia, J. 2010). En un análisis de fractura de partículas en tamaños pequeños, evidenciamos que la deformación plástica de la partícula llega a ser un factor, y cuando esta significativa deformación ocurre junto con la fractura, alcanza lo que se denomina límite de moliendabilidad, que significa el tamaño más pequeño que puede quebrarse el producto. Dentro de las formas en que se disminuye la granulometría de la mena, 16. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. se encuentra la abrasión, que ocurre cuando la energía aplicada es insuficiente para causar fractura significativa en la partícula, y en este caso, ocurren tensiones localizadas resultando en pequeñas fracturas superficiales (Tapia, J. 2010).. También encontramos, la fractura por compresión que ocurre cuando la energía aplicada es suficiente de formar que pocas regiones se fracturen, y sus tamaños son relativamente iguales al original, y por último la fractura por impacto que ocurre cuando la energía aplicada está sobre excedida de aquella necesaria para fracturar la partícula (Tapia, J. 2010).. Como se ha mencionado, los parámetros de molienda son los que determinan el grado de liberación de la partícula, así como el consumo de energía y el costo de producción, sin embargo, al tener un molino construido, lo único que podemos variar, es la cantidad de carga de mineral, humedad, carga de bolas, tiempo de residencia. Con respecto a la carga, se debe tener en cuenta que, al tener un equipo diseñado, lo que se debe hacer es mantener una razón uniforme de alimentación para evitar que decaiga la eficiencia del molino, en la humedad se habla de una proporción promedio de 65% mineral y 35% de agua.. La carga de bolas, en los molinos ocupa un lugar especial en el planeamiento, esto debido a que por abrasión se genera un desgaste de las bolas, esto independientemente del diámetro de la descarga del 17. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. molino, así mismo se sabe que la carga de bolas es directamente proporcional al volumen del molino, para la carga de bolas se deben considerar dos aspectos importantes, el diámetro máximo de bolas, que mediante una fórmula matemática desarrollado por Bond nos indica cual es el diámetro máximo de bola que podemos usar, según la granulometría del mineral alimentado y el diámetro del molino, teniendo la siguiente formula (Mendonca, 2015):. 𝐹80 0.5. DB(mm) = 25.4 [(. 𝐾. ). (. 𝑆𝑔.𝑊𝑖 100.√3.281𝐷.𝜑𝑐. 0.33. ). ]. Donde: D B = Tamaño máximo de bola (mm) F80 = Tamaño 80% acumulado pasante en la alimentación (µm) Wi = Índice de trabajo de Bond (Kwh/Tc) Sg = Gravedad específica del material alimentado (gr/cm3) 𝜑𝑐 = Fracción de la velocidad crítica D K. = Diámetro interior del molino (m) = Constante empírica, para molienda en seco en circuito cerrado o. abierto (335). En cuanto a la distribución del tamaño de bolas se puede determinar mediante dos métodos, en función al diámetro de las bolas, y aplicando el criterio de Taggart, para el primero se utiliza la fórmula de Bond siguiente:. 18. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. 𝑋 𝑚. y = 100.(𝐵 ). Dónde: y = Porcentaje en peso de los medios de molienda a diámetro inferior a x B = Diámetro máximo de bola (mm) X = Diámetro de bola de tamaño x (mm) m = Constantes, sus valores son: 3.01 para molinos de barras 3.84 para molinos de bolas Mientras que el criterio de Taggart indica que se debe utilizar como referencia el diámetro máximo de bola, que representará el 40% del total de bolas cargadas, luego el diámetro inmediatamente inferior, seguirá con el 30%, y así sucesivamente con el 20% y 10%, completando el total de 100% de bolas alimentadas al molino. Y finalmente para el llenado de las bolas en el molino se debe tener como principio la carga de medios de molienda, lo que significa el volumen aparente ocupado por el montón de bolas, para el cual podemos obtener empleando la siguiente ecuación: Vm = 𝜓.. 𝜋.𝐷2 .𝐿 4. Donde: Vm = Volumen aparente ocupado por el montón de bolas (m3). 𝜓. = Grado de llenado de las bolas en el apilamiento (%). D. = Diámetro del molino (m). L. = Longitud del molino (m) 19. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Con este volumen se determina la carga de bolas mediante la siguiente relación: G = gm.Vm G = Peso de la carga de bolas (Kg) Vm = Volumen aparente ocupado por las bolas (m3) gm = Peso específico aparente del apilamiento de bolas (4.55 T/m 3). Sin embargo, esta estandarización no contempla criterios específicos, como la dureza del mineral, pH de pulpa, etc, por ello se manipulará los parámetros de carga de bolas, para determinar una óptima distribución de tamaño de bolas con la finalidad de tener la granulometría que favorezca a la flotación. (Katubilwa, F & Moys, M., 2009). En cuanto al tiempo de permanencia del mineral en el molino, esta se determina mediante un análisis granulométrico, donde se sabe que, a mayor tiempo de permanencia, mayor será la molienda del mineral, no obstante combinado con el criterio de distribución de tamaño de bolas, puede generar ciertos cambios y nuevos parámetros para determinar una mejor combinación tiempo-distribución, que signifique un aumento en la rentabilidad de la operación. 1.3.2. Flotación La concentración por flotación es una técnica que aprovecha la diferencia entre las propiedades superficiales o interfaciales del mineral o especies de valor y la ganga. Se basa en la adhesión de algunos 20. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. solidos a burbujas de gas generadas en la pulpa por algún medio externo en la celda de flotación. Las burbujas de aire transportan los sólidos a la superficie donde son recolectados y recuperados como concentrados. La fracción que no se adhiere a las burbujas permanece en la pulpa y constituye a la cola o relave. La flotación de minerales es usada para separar o concentrar minerales y otras especies químicas. La separación por flotación es el resultado de fenómenos fisicoquímicos complejos que ocurren en las interfases solido/liquido, liquido/gas y solido/gas. La flotación depende de la probabilidad de unión de la partícula a la burbuja en la celda de flotación, la cual es determinada por la capacidad de los sólidos (reducidos en tamaño) de hidratarse (condiciones eléctricas por polaridad). Como ejemplo vamos a explicar uno de los fenómenos, las superficies de las partículas sólidas sumergidas en el agua son objeto de hidratación, por las características eléctricas que existen en la superficie, después de su creación, se ha comprobado que las trizaduras y desordenes iónicos aumentan la hidratación. Al contrario de con los que se rompen según el plano de clivaje y donde en consecuencia no hay rompimiento de enlaces químicos, por ejemplo, la marmatita. De este modo, entre la superficie del mineral y el agua se formará una capa eléctrica, cuyo nombre es el POTENCIAL ELECTROQUIMICO. 21. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. De esta manera se forma la doble capa de cargas eléctricas. ¿Por qué es importante la doble capa de cargas eléctricas en los fenómenos de la flotación? Porque influyen directamente en la adsorción de los reactivos sobre la superficie del mineral. Su existencia no solo dirige los fenómenos de hidratación, sino que también la adsorción de líquidos orgánicos que sirven como colectores y espumante. De este modo, la condición de flotabilidad es una fuerte adhesión entre las partículas útiles y burbujas, las cuales deben ser capaces de soportar la agitación y turbulencia en la celda. Estas partículas se dice incorrectamente que son repelentes al agua, debido a su capacidad de hidratarse y formar su doble capa eléctrica, dichas partículas polarizadas en su superficie interactúan por medio de las fuerzas Van Der Waals y de London con la parte polar de los colectores y estos colectores a su vez por medio de su composición apolar forma y da estabilidad a las burbujas conjuntamente con los espumantes, ocasionando que las burbujas transporten a la superficie a los colectores unidos por medio de las fuerzas de Van Der Waals a las partículas de valor. Al contrario de las partículas que constituyen el relave o cola, que no tienen la capacidad de formar su doble capa eléctrica. Como se puede observar en la figura 2. En la figura 1 se muestra la adsorción del colector sobre la superficie de un mineral, mientras que la acción de un espumante se presenta en la figura 1.1. (Figuras 1 y 1.1.). 22. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Figura 1: Adsorción de un colector en la superficie de un mineral.. Figura 1.1: Acción de un espumante. Figura 2: Mecanismo de flotación por espuma. Para lograr una buena concentración en la etapa de limpieza del concentrado se requiere que las especies útiles que constituyen la mena estén separadas o liberadas, esta liberación de las partículas útiles no es necesaria en la etapa primaria de flotación (etapa rougher). La liberación de las partículas se consigue con etapas de molienda o remolienda.. 23. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Para la mayoría de los minerales se alcanza un adecuado grado de liberación moliendo la mena a tamaños del orden de -100 μm o -74 μm. La flotación, de esta forma, está gobernando por una gran cantidad de variables las que interactúan entre si y cuyo conocimiento contribuirá a comprender mejor esta técnica en sí y obtener finalmente un mejor rendimiento en las aplicaciones practicas Al contrario de otros métodos de concentración en la flotación es posible variar la diferencia entre propiedades útiles y ganga, modificando el ambiente químico y electroquímico del sistema mediante la adecuada selección. de. los. reactivos. químicos. adicionados:. colectores,. espumantes, activadores, depresores o modificadores de pH. Colector:. Son. compuestos. químicos. orgánicos. que. actúan. selectivamente en superficie de ciertos minerales. Espumante: Es un surfactante que se adiciona a la pulpa con el objetivo de estabilizar la burbuja en la cual se encuentra el mineral de interés. Por otra parte, los reactivos modificadores se usan para intensificar o reducir la acción de los colectores sobre la superficie del mineral Reactivos químicos: colectores, espumantes, activadores, depresores, modificadores de pH. Componente del equipo de flotación: diseño de la celda, el sistema de agitación, forma en que se dispersa el flujo de aire, configuración de las celdas, control de las celdas.. 24. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Componentes de operación: Flujo de alimentación, mineralogía de la mena, granulometría de la mena, densidad de la pulpa, temperatura. 1.3.2.1. . Naturaleza física de superficies La energía (Tensión) Superficial en toda porción de materia existen fuerzas intermoleculares que en cierta forma mantienen unidas las moléculas que la componen. Si se considera una molécula ubicada en el seno de un líquido, estará rodeada de moléculas de su misma naturaleza, por lo cual las fuerzas de atracción intermoleculares se compensan produciéndose un equilibrio energético. Es decir, las moléculas superficiales tienen una mayor energía que aquellas ubicadas en el seno del líquido. La magnitud del desbalance de energía que se produce depende de la naturaleza de las interacciones moleculares. A este exceso de energía se denomina energía libre superficial. Por lo tanto, aumentar el área superficial de una cierta masa de líquido significa entregar energía al sistema en forma de trabajo. Así la expresión de la tensión superficial será la siguiente: 𝛾=(. 𝜗𝐺 ) 𝜗𝐴 𝑝,𝑇,𝑛. →. 𝛾 = 𝐺𝑆. Donde: 𝛾 : Tensión superficial, con unidades energía/área o fuerza/longintud G. : Energía entregada al sistema en forma de trabajo.. 𝐺 𝑆 : Energía libre superficial A. : Área interfacial 25. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. p. : Presión. T. : Temperatura. n. : Numero de moles presentes en el sistema.. En consecuencia, la tensión superficial es la medida de trabajo requerido para aumentar la superficie en una unidad de área. 1.3.3. Mineral La marmatita, clasificada de tipo 2 según la distribución de Strunz, es una variedad de la esfalerita o blenda y está compuesta por ZnS. Por su aspecto opaco es comúnmente confundida con la galena, si bien es cierto, el sulfuro de zinc es de un color claro, este mineral es opaco debido a que tiene un alto contenido de hierro, el que sustituye al zinc, dando un color negro y en muchas ocasiones con brillo metálico. (Strunz, K. 1982) Su forma cristalina es cúbica y suele encontrarse con habito tetraédrico, entre las matrices más comunes de la marmatita encontramos a la pirita, pirrotita, cuarzo. Cabe señalar que este mineral es de origen magmatico, y se encuentra combinada con galena, pirita, calcopirita, fluorita, cuarzo, entre otros. Además, la marmatita tiene una dureza entre 3.5 a 4, densidad aparente de 3.9 a 4.2. 1.4.. Problema ¿Cómo influye la distribución de carga de bolas y el tiempo de residencia en el molino sobre el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita?. 26. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. 1.5.. Hipótesis H1: A mayor carga de bolas y mayor tiempo de residencia en el molino se obtendrá un mayor porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita.. 1.6.. Objetivos. 1.6.1. Objetivo general Determinar la Influencia de la Carga de Bolas y Tiempo de residencia en el molino para la recuperación por flotación del mineral de Sulfuro de Zinc Tipo Marmatita. 1.6.2. Objetivos específicos -. Determinar la influencia de la carga de bolas en el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita.. -. Determinar la influencia del tiempo de residencia en el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita.. -. Determinar la influencia de la interacción de la carga de bolas y el tiempo de residencia en el molino sobre el porcentaje de recuperación por flotación del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita.. -. Determinar el Índice de trabajo del mineral de sulfuro de Zinc tipo marmatita.. 27. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. CAPÍTULO II MATERIALES Y MÉTODOS 2.1.. Materiales de estudio. 2.1.1. Población Mineral tipo sulfuro procedente del distrito de Pamparomas, provincia de Huaylas, Departamento Ancash. 2.1.2. Muestra Estuvo constituida por 30 Kg de mineral tipo sulfuro, procedente de la provincia de Huamachuco. 2.1.3. Diseño experimental Tabla N° 1: Diseño experimental bifactorial Tiempo de residencia (min). Distribución de tamaño de bolas (1”, 1 ½”, 2”). 12. 15. 18. 10% 50% 40%. A11, Ar11. A21, Ar21. A31, Ar31. 15% 55% 30%. A12, Ar12. A22, Ar22. A32, Ar32. 20% 55% 25%. A13, Ar13. A23, Ar23. A33, Ar33. N° de pruebas: 18 2.1.4. Variables independientes a. Distribución de tamaño de bolas . 1” (10%), 1 ½”(50%) y 2” (40%). . 1” (15%), 1 ½”(55%) y 2” (30%). . 1” (20%), 1 ½”(55%) y 2” (25%). 28. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. b. Tiempo de permanencia . 12 min. . 15 min. . 18 min. 2.1.5. Variables dependientes Porcentaje de recuperación de ZnS 2.1.6. Equipos, instrumentos y reactivos A. Materiales a. Materiales de laboratorio o Vasos de precipitación de 50,100, 500 y 1000 ml o Luna de reloj o Mineral tipo sulfuro: 30 Kg. o 10 Bandejas o Probetas de 250 ml o Papel para medir el pH b. Reactivos . Depresores o Sulfato de zinc al 10% o Cianuro de sodio al 5%. . Colector o Z – 11 al 10 %. . Espumante o MIBC (qqp). . Activador 29. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. o Sulfato de cobre al 10% . Modificador o Cal. B. Equipos . Molino modelo Denver estándar de 44 Rpm. . Celda de flotación Denver (vaso de 1Kg). . Molino de bond 77 Rpm. C. Instrumentos . Balanza analítica A&D Modelo BP301S. Voltaje: 12-30 V. Precisión: 0,0001 g.. . Balanza electronica Henkel Modelo: BCE30. Voltaje: 220 Voltios. Frecuencia: 50 - 60 hz. Capacidad 30 Kg. Sensibilidad: 1 g.. 2.2.. Métodos Método hipotético deductivo: se utilizó este método porque se propone una hipótesis de un conjunto de datos empíricos a las cuales le vamos a dar una idea general la cual se puede comprobar experimentalmente.. 30. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. 2.2.1. Instrumentos de recolección Tabla N° 2: Instrumento de recolección de pruebas metalúrgicas. Tiempo de residencia (min). Distribución de tamaño de bolas (1”, 1 ½”, 2”). 12. 15. 18. 10% 50% 40%. A11, Ar11. A21, Ar21. A31, Ar31. 15% 55% 30%. A12, Ar12. A22, Ar22. A32, Ar32. 20% 55% 25%. A13, Ar13. A23, Ar23. A33, Ar33. Se realizó una réplica por cada prueba, haciendo un total de 18 pruebas. Se realizó la recolección y tratamiento de datos mediante el análisis de varianza para cada factor y para la iteración de los factores, usando el software SPSS v.23 2.2.2. Procedimiento experimental Análisis del mineral Para el análisis de la ley de cabeza se tomó una muestra del mineral almacenado mediante el método de cuarteo, con la finalidad de uniformizar la muestra y obtener el resultado más preciso posible, luego se realizó el análisis para determinar el contenido polimetálico.. 31. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Molienda y flotación. El mineral previamente chancado, se tamizó para obtener una granulometría homogénea con un valor – malla 6, por el número de pruebas se utilizó un total de 30 Kg de mineral, que se combinó con agua en proporción de 55% sólidos y 45% agua, para formar una pulpa que será llevada al molino Denver. Primero hicimos. una limpieza total del molino, con la finalidad de. evitar la contaminación con otras muestras antes molidas, luego se llenamos el molino con las bolas hasta ocupar el 40% del volumen del molino, la distribución de tamaños de bolas será de 10% de bolas con un diámetro de 1”, 50% de 1 ½” y 40% de 2”, luego adicionamos 1 Kg de mineral marmatita. y 0.6 L de agua, formando la proporción de. pulpa que será molida, luego cerramos la tapa del molino, revisando de que no existan fugas en el momento de la rotación. Se encendió el molino y se esperó 12 min, luego descargamos el molino , obteniendo una muestra que pasará por una prueba piloto de flotación, para determinar el porcentaje de recuperación, aquí comenzamos deprimiendo el sulfuro de zinc, con la finalidad de flotar los metales asociados a la matriz, para ello utilizamos 1 gota de espumante MIBC, y 1 cm3 de colector Z-11 al 10%, por un tiempo de 3 minutos, posteriormente se hizo una segunda flotación con 2 cm3 de Z-11 al 10 %, y una gota de espumante MIBC. Luego comenzamos con la flotación del sulfuro de Zinc, para lo cual activaremos acondicionándolo por un lapso de 10 minutos, para ello 32. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. utilizamos sulfato de cobre al 10%, 10 cm3, y agregando cal hasta llegar a un pH de 10.5, una vez cumplido el tiempo se agregó 1 cm3 de colector Z-11 y 1 gota de espumante MIBC con un tiempo de permanencia en la celda de 3 minutos. Luego se hizo una segunda flotación por un tiempo de 2 minutos, utilizando 5 cm3 de sulfato de cobre y 2 cm3 de Z-11. Este proceso se repitió 1 vez más, para obtener una mayor precisión en la toma de datos. Este proceso se repitió con 1 kg de mineral marmatita, y la misma distribución de bolas con 10% de un diámetro de 1”, 50% de 1 ½” y 40% de 2”, pero con un tiempo de 15 min, y luego una nueva operación con un 1 kg de mineral con un tiempo de molienda de 18 minutos De. acuerdo. a. independientes, se. los. niveles. establecidos. por. las. variables. realizó el mismo procedimiento antes descrito,. pero para una carga de bolas de un diámetro de 1” utilizamos 15%, para 1 ½” utilizamos 55% y para 2”, 30%. Posteriormente se realizó una prueba de igual forma para una distribución de bolas de 20% de 1, 55% de 1 ½” y 25% de 2”. Estas también se repitió una vez más, haciendo un total de 9 pruebas metalúrgicas, las cuales serán debidamente. analizadas. para. determinar. el. porcentaje. de. recuperación.. 33. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Mineral sulfuro Tipo marmatita. Muestra ley de cabeza. Mineral tamizado (-malla 6). Molienda 10% (1”) 50% (1 ½”) 40% (2”). Molienda 15% (1”) 55% (1 ½”) 30% (2”). Molienda 20% (1”) 55% (1 ½”) 25% (2”). 12 min. Flotación. 12 min. Flotación. 12 min. Flotación. 15 min. Flotación. 15 min. Flotación. 15 min. Flotación. 18 min. Flotación. 18 min. Flotación. 18 min. Flotación. Figura n° 3: Diagrama del procedimiento experimental. 34. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(36) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. CAPÍTULO III RESULTADOS 3.1.. Resultados. Tabla N° 3: índice de trabajo (wi).. Work index. 19.06. Tabla N° 4: Ley del mineral sulfuro tipo marmatita.. Especie mineral Mineral sulfuro tipo marmatita. Ley de cabeza (Zn) 2.88%. Tabla N° 5: Resultados de corrida experimental BRT.. recuperación. Distribución de tamaño de bolas (1”, 1 ½”, 2”) 10% 50% 40%. Recuperación de concentrados de zinc. 15% 55% 30%. 20% 55% 25%. Tiempo (min) 12 15 18 12 15 18 12 15 18. 1° Réplica (%) 45.37 54.38 65.27 53.29 60.92 68.89 59.73 66.89 61.96. 2° Réplica (%) 46.12 55.24 63.21 53.91 61.05 67.29 58.12 67.32 61.34. 35. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(37) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Tabla N° 6: Recuperación de zinc de acuerdo a la distribución de bolas.. RECUPERACIÓN DE CONCENTRADO DE Zn. DISTRIBUCIÓN DE BOLAS. 1ra prueba. 2da prueba. 10% – 50% – 40%. 55.00. 54.86. 54.93. 15 %– 55% – 30%. 61.03. 60.75. 60.89. 20% – 55% – 25%. 62.86. 62.26. 62.56. PROMEDIO. Tabla N° 7: Recuperación de zinc de acuerdo al tiempo de residencia en el molino. RECUPERACIÓN DE CONCENTRADO DE Zn. TIEMPO DE RESIDENCIA. 1ra prueba. 2da prueba. 12. 52.79. 52.71. 52.75. 15. 60.73. 61.20. 60.96. 18. 65.37. 63.94. 64.65. PROMEDIO. 36. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(38) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. FIGURAS. Figura N° 3: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs distribución de bolas. Figura N° 4: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs tiempo de residencia. (min). 37. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(39) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Figura N° 5: Porcentaje de recuperación de zinc (%) vs distribución de bolas y tiempo de residencia en el molino. 38. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(40) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. CAPITULO IV DISCUSIÓN DE RESULTADOS 4.1.. Discusión de resultados En la figura N°3 se observa el comportamiento del porcentaje de recuperación de zinc con respecto a la distribución de bolas donde se encontró un 54.93% de recuperación de zinc con una carga de bolas 10% 50% 40%, 60.96% de recuperación de zinc con una carga de bolas 15% 55% 30%, y finalmente un 62.56% de recuperación de zinc con una carga de bolas de 20% 55% 35%, Así también en el apéndice N° 1 se observa un p-valor de 0.000 para la distribución en la carga de bolas en el molino, lo cual indica que existe una influencia altamente significativa de la distribución en la carga de bolas en la recuperación del zinc en la flotación. Este aumento de recuperación del zinc se debió al aumento de la proporción de bolas grandes (1 ½”) en la distribución del tamaño de bolas pero también el aumento en la proporción de las bolas de menor tamaño, ya que estos tiene mayor facilidad en acomodarse en los espacios q dejan las interacciones de las bolas de mayor tamaño y reduzca de tamaño las partículas del mineral con un work índex de 19.06, la cual el área superficial o la liberación del zinc será mayor y aumente su flotabilidad. Este resultado se contrasta con el obtenido por Zumaran, D (2017), que en su estudio de la proporción de bolas grandes en la distribución del tamaño de bola incrementa la razón de reducción de tamaño (F 80/P80), así como que los minerales con índices 39. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. de trabajo más altos (más duros), y alimentación gruesa, requieren alto impacto y bolas más grandes.. En la figura N°4 se observa se observa el comportamiento del porcentaje de recuperación de zinc con respecto al tiempo de residencia en el molino donde se encontró un 52.75% de recuperación de zinc en 12 minutos, 60.96% de recuperación de zinc a los 15 minutos y finalmente un 64.65 % de recuperación de zinc a los 18 minutos en el mineral tipo marmatita. Así también en el apéndice N° 1 se observa un pvalor de 0.000 para el tiempo de residencia en el molino, lo cual indica que hay una influencia altamente significativa del tiempo en la recuperación de zinc en la flotación. Esto se debió a q a mayor tiempo en el molino, las cargas de bolas tiene mayor cantidad de contacto con el mineral la cual se obtiene mayor liberación de la partícula valiosa. Este resultado se contrasta con Zumaran, D. (2017) que el aumento del tiempo de molienda y disminución del índice de trabajo de bond del mineral incrementó el % de pasante malla 16 y % pasante malla 200; pero también Katubilwa, F & Moys, M., (2009) nos dice que la molienda debe estar estrechamente controlada para garantizar el tamaño óptimo de molienda, es decir evitar una deficiente liberación de la partícula valiosa o en el otro extremo, realizar una sobremolienda.. 40. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(42) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. En la figura N°5 se observa el comportamiento del porcentaje de recuperación con respecto a la distribución de bolas y tiempo, donde se observa que, los mejores resultados son obtenidos cuando se realiza con una distribución de la carga de bolas de 15% 55% 30% y el tiempo de 18 minutos; esto también se aprecia en el apéndice N° 1 donde encontramos que, un p-valor de 0.011, nos indica que existe evidencia suficiente para concluir que la distribución de carga de bolas y el tiempo, influyen en la recuperación de zinc en la flotación. Aceptando la hipótesis afirmativa planteada.. 41. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(43) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1.. Conclusiones -. Con un nivel de significancia de 0.000, se verifica que el porcentaje de distribución de la carga de bolas y el tiempo de residencia. en. el. molino. influye. en. el. porcentaje. de. recuperación del mineral del sulfuro de zinc tipo marmatita. -. Con un nivel de significancia de 0.000, se comprobó que la carga de bolas influye significativamente en el porcentaje de recuperación del mineral del sulfuro de zinc tipo marmatita, teniendo como mayor resultado 62.56% cuando la distribución de bolas fue de 20%-55%-25%.. -. Con un nivel de significancia de 0.000, se concluye que el tiempo de residencia en el molino influye significativamente en el en el porcentaje de recuperación del mineral del sulfuro de zinc tipo marmatita en la flotación, teniendo como mayor resultado 64.65%, cuando el tiempo de residencia fue de 18 minutos.. -. Se verifica que el work index fue elevado debido a la presencia de Fe en el mineral, así como las matrices a donde se asocia el Zn.. 5.2.. Recomendaciones -. Investigar en el porcentaje de la distribución del tamaño de bolas en la carga del molino en rangos prolongados.. -. Realizar un estudio mineralográfico para determinar a qué tamaño de partícula se libera el mayor porcentaje de sulfuro de zinc.. 42. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(44) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. -. Realizar una etapa de remolienda para investigar el porcentaje del sulfuro de zinc tipo marmatita.. 43. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

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(48) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. APÉNDICE APENDICE 1: análisis de varianza de porcentaje de recuperación del Zn.. Tipo III de suma de Media Origen cuadrados gl cuadrática a Modelo corregido 814,485 8 101,811 Intersección 63641,227 1 63641,227 BOLAS 192,993 2 96,496 TIEMPO 445,468 2 222,734 BOLAS*TIEMPO 176,024 4 44,006 Error 5,834 9 ,648 Total 64461,547 18 Total corregido 820,319 17 a.R al cuadrado= ,993(R al cuadrado ajustado= ,987) FUENTE: Programa estadístico SPSS.. F 157,056 98174,736 148,858 343,596 67,885. Sig. ,000 ,000 ,000 ,000 ,000. 47. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(49) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. ANEXOS ANEXOS I: Fotografías del experimento realizado. Foto 1. Preparación y cuarteo del mineral.. Foto 2. Acondicionamiento y descarga del molino.. 48. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(50) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. Foto 3. Reactivos y recuperación del zinc. Foto 4. Flotación y plateo del mineral.. 49. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(51) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. ANEXOS II: Resultados obtenidos del análisis químico del mineral. 50. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(52) BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN. 51. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

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Figura 1.1: Acción de un espumante
Tabla N° 1: Diseño experimental bifactorial
Tabla N° 2: Instrumento de recolección de pruebas metalúrgicas.
Figura n°  3: Diagrama del procedimiento experimental
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