SEPARACIÓN BULK (COBRE PLOMO), ZINC

La metalurgia de estas menas está íntimamente ligada a los antecedentes geológicos de la mena y a su estado de oxidación. Esta última crea problemas no solo de disminución de recuperaciones, sino también interviene en otros aspectos tal como la activación de la esfalerita por los iones metales pesados, particularmente de cobre.

En consecuencia para llegar a su método de tratamiento metalúrgico satisfactorio hay que contemplar muchos factores y hacer estudios individuales de cada uno de los yacimientos.

Los problemas más simples se producen cuando los minerales son de una diseminación gruesa, no afectados por la oxidación y de solo dos componentes útiles. Los problemas se agravan a medida que la diseminación se hace más fina, la oxidación más pronunciada y la composición más compleja.

Las dificultades en la flotación de minerales complejos de plomo y zinc se produce cuando hay cantidades económicas de cobre recuperable y se deben a las similares propiedades de flotación de los minerales de cobre, zinc y a las complicaciones que ofrece su separación, particularmente cuando hay oxidación de la mena y presencia de iones de cobre y otros metales pesados.

Por esta razón se considera como solución más adecuada la flotación de plomo y cobre en la primera etapa para separar este último del zinc lo antes posible. La flotación de los minerales de plomo se puede realizar eficientemente en un circuito de mediana alcalinidad, entre pH 8 y 10, con un colector sulfhídrico tal como los xantatos y con aceite de pino, ácido cresílico o alcoholes como espumantes.

En estas mismas condiciones flotan también los minerales de cobre.

Para evitar la flotación de los minerales de zinc y fierro, particularmente de los primeros, es necesaria una eficiente depresión de los minerales de zinc, estas no flotan en las condiciones adecuadas anteriormente a menos que sean activados por iones cúpricos. Como para que esto suceda se necesita una cantidad infinitesimal de estos iones cúpricos y estos generalmente existen en cualquier yacimiento. Hay que tomar medidas especiales que consisten en la adición de pequeñas cantidades de cianuro que deprimen la pirita y desactivan la esfalerita por secuestro de iones de cobre con los cuales forma complejos. La acción de los cianuros puede ser fortalecida por distintos sulfatos y sulfitos, particularmente por el sulfato de zinc.

De esta manera en la flotación primaria se obtiene un concentrado de plomo y cobre, que contiene una buena parte de oro, plata y casi todos los minerales de bismuto. En los relaves se encuentran los minerales de zinc, fierro y los de la ganga. La pirita puede tener también un poco de oro.

Esta flotación primaria se hace en un circuito alcalino producido generalmente con cal, como está a veces produce floculación se reemplaza a menudo por ceniza de soda. Si se quiere obtener una dispersión eficiente de las lamas se agrega silicato de sodio. Una vez obtenido el concentrado de plomo y cobre, se procede a la flotación de zinc de los relaves de este circuito. Para que el zinc no salga acompañado por la pirita, hay que aumentar la alcalinidad hasta un pH 12. La cal, junto con los cianuros ya agregados, deprime en forma eficiente la pirita.

Para flotar la esfalerita es necesaria activarla previamente, lo que se hace con una solución de sulfato de cobre, en una cantidad de aproximadamente 1Kg/ton. En

condiciones de alta alcalinidad el sulfato de cobre precipita inmediatamente en forma de hidróxido, lo que lo elimina casi totalmente de la solución.

Sin embargo, la mínima cantidad de sulfato de cobre en solución, debido al ´producto de solubilidad, es suficiente para activar las superficies de los minerales de zinc. La activación es un proceso que consume entre 10 y 30 minutos y es conveniente acompañarla con una aireación que contribuye a la mejor depresión de la pirita. [2]

2.2.6.1. SEPARACIÓN COBRE - PLOMO

2.2.6.1.1. CRITERIOS DE DISEÑO DEL MÉTODO

El bulk Cobre-Plomo conteniendo generalmente impurezas de zinc (esfalerita - marmatita) así como pirita, es separada en dos concentrados uno de cobre y el otro de plomo teniendo en consideración los siguientes aspectos: [2]

a) Relación del contenido Plomo/Cobre:

 Si esta relación es bastante mayor a uno, deberá considerarse inicialmente la flotación del cobre.

 Si la relación es cercana a la unidad, podrá flotarse o plomo o cobre, dependiendo de otros factores.

 Si el contenido de cobre es mayor que el de plomo la decisión de que elemento flotar no es clara y se debe considerar aspectos adicionales.

b) Respuestas del bulk a los reactivos en la separación:

Este aspecto se deberá a la mineralogía y las respuestas de las especies mineralógicas que deberán ser flotadas o deprimidas a los reactivos utilizados.

Así no podrá usarse SO2 para deprimir el plomo si el mineral contiene cantidades significativas de bornita que es deprimida con este reactivo, en otro ejemplo si se usa el cianuro o la mezcla cianuro – óxido de zinc para deprimir el cobre, se deberá considerar las posibles disoluciones de plata y oro.

c) Desplazamiento de las impurezas sea al concentrado o las colas:

Su peso deberá ser sumado al de los sulfuros a deprimir al flotar según sea su desplazamiento.

2.2.6.1.2. REACTIVOS USADOS EN LA FLOTACIÓN DEL COBRE DEPRIMIENDO EL PLOMO

a) Bicromato de Sodio Na2Cr2O7: Deprime a la galena oxidada por la formación de una capa hidrofílica de bicromato de plomo sobre la galena. El bicromato también

puede deprimir galenas sin oxidar a pH neutro abriéndose detectado la formación de óxido crómico sobre su superficie. [2]

b) Fosfato Monosódico NaH2PO4: Reactivo utilizado en los procesos de flotación, como depresor de lamas.

c) Cal: Las plantas de procesamiento de minerales, usan cal como modificador de pH.

El objeto de adicionar la cal en los procesos de flotación es para ajustar el pH, cambiando las propiedades electroquímicas de la pulpa, y así lograr una mejor acción de los reactivos espumantes y colectores, mejorando la interacción del colector con la superficie de mineral útil.

El ambiente alcalino favorece la depresión de ciertas especies como la pirita.

La cal puede ser adicionada en forma sólida - como cal hidratada - o en forma de lechada de cal. Su dosificación depende del aumento de pH requerido, a partir del pH natural de la pulpa, y el contenido de CaO hidrolizable de la cal.

Así, cada sistema de flotación tendrá un consumo de cal particular, el cual debe de ser determinado experimentalmente. [11]

d) Lechada de Cal Ca(OH)2:

 Regulador del grado de alcalinidad, pH básico.

 La cal sirve inicialmente para neutralizar la acidez de la pulpa y precipitar a las sales disueltas que puedan existir en la pulpa. Luego, el resto de cal comienza a actuar como depresor de las piritas de hierro y galena.

 Deprime la pirita y en menor grado la galena.

 El exceso de cal eleva el pH y el costo de tratamiento, la espuma se vuelve frágil y aumenta el consumo de colectores.

 En defecto de cal baja el pH, flota pirita en exceso y se espesa la espuma. [3]

e) Carbón Activado: El carbón activado adsorbe los espumantes en forma eficiente permitiendo con ello una mayor selectividad, especialmente en cuanto al desplazamiento de finos de la ganga se refiere.

Es también utilizado para adsorber el colector, mejorando de esta manera la selectividad y disminuyendo el consumo de depresante y las etapas de limpieza.

Aplicación directa tiene el carbón activado en los circuitos de separación Cu/Pb, donde mejora notablemente los resultados metalúrgicos de grado y recuperación.

[3]

Está concebido para eliminar cualquier presencia de colector residual. [2]

f) Carboximetil Celulosa (CMC) C6H7O2: Reactivo utilizado en la flotación del cobre como depresor del sulfuro del plomo y lamas producidas en el proceso.

g) RCS: 22% de CMC, 22% fosfato monosódico y 56% de bicromato de sodio deprimirán galena, ahora con mayor eficacia sobre los finos, es necesario reforzar su acción hasta las etapas de limpieza. [2]

h) RCSC: Se prepara en un solo tanque CMC (18%), fosfato monosódico (18%), carbón activado (18%) y bicromato de sodio (46%).

La idea de juntar el carbón al RCS es para lograr que la acción del carbón activado continúe aun en las etapas de limpieza. [2]

i) Espumante MIBC (Metil-isobutil carbinol): El MIBC, es usado ampliamente como espumante en la flotación de minerales sulfurados de cobre y en la flotación de oro y plata. Se utiliza también una mezcla con otros espumantes cuando se requiere de una espumación más resistentes.

La velocidad de espumación del MIBC es mayor que la obtenida con otros espumantes. Esta menor persistencia es ventajosa en aquellos casos en que desea obtener un manejo adecuado de los concentrados en instalaciones en las cuales un exceso de espumación no es recomendable.

El MIBC permite un excelente control del proceso de flotación porque no tiene características colectoras.

Precauciones de manejo:

El MIBC debe ser manejado con los cuidados que requiere un producto inflamable y deben tomarse las precauciones pertinentes.[11]