UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER Ú FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES
TESIS
PRESENTADA POR:
Bach. JEAN PAUL CALDERON MARCELO
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO METALURGISTA Y DE MATERIALES
HUANCAYO - PERÚ 2023
“INFLUENCIA DEL pH Y TIPO DE COLECTOR EN LA FLOTACIÓN DE LA ESFALERITA Y LA GALENA PARA UN
MINERAL DE BAJO GRADO EN LA PLANTA
CONCENTRADORA PARAGSHA”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA METALURGICA Y DE MATERIALES
Huancayo, 21 de julio del 2023
Oficio Nº 007–2022-RWCC-FIMM Dr.
JAIME ALFONZO GONZALEZ VIVAS
Director de la Escuela Académico Profesional de la FIMM Presente.-
ASUNTO : REMITO INFORME DE ORIGINALIDAD DEL SOFTWARE (TURNITIN) DE TESIS PARA TÍTULO PROFESIONAL
INTERESADO : CALDERON MARCELO JEAN PAUL REFERENCIA : Oficio Nº 079–2023-TR-DEAP/FIMM
SOLICITUD 197667 -2023 (MESA DE PARTES VIRTUAL)
Me dirijo a usted, a fin de hacerle llegar un cordial saludo y al mismo tiempo informarle que habiendo recepcionado el oficio de la referencia, en el cual se remite la tesis “INFLUENCIA DEL pH Y TIPO DE COLECTOR EN LA FLOTACIÓN DE LA ESFALERITA Y LA GALENA PARA UN MINERAL DE BAJO GRADO EN LA PLANTA CONCENTRADORA PARAGSHA” presentado por el bachiller:
CALDERON MARCELO JEAN PAUL Con la finalidad de emitir el informe de originalidad
Que, habiendo revisado la tesis en mención con el software (TURNITIN), se ha obtenido como resultado un 20% de similitud, dando la conformidad respectiva y remitiendo los archivos digitales del software para la culminación del trámite respectivo.
Sin otro en particular, aprovecho la oportunidad para expresarle las muestras de mi especial consideración y estima personal.
Atentamente,
______________________________________
MSc. RAÚL WLADIMIR CARRIÓN CORNEJO DOCENTE ASESOR DE LA TESIS c.c. Archivo
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Raul carrion cornejo
Tesis final 03 - 2019-2022 - IM
TESIS - CALDERON MARCELO, JEAN PAUL
CIA_DEL_pH_Y_TIPO_DE_COLECTOR_PARAGSHA_CALDER_N_co…
1.69M 80 12,416 64,326
15-may.-2023 01:51p. m. (UTC-0500) 2061229597
Derechos de autor 2023 Turnitin. Todos los derechos reservados.
TESIS - CALDERON MARCELO, JEAN PAUL
por Raul carrion cornejo
Fecha de entrega: 15-may-2023 01:51p.m. (UTC-0500) Identificador de la entrega: 2061229597
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Total de caracteres: 64326
20 %
INDICE DE SIMILITUD
18 %
FUENTES DE INTERNET
5 %
PUBLICACIONES
6 %
TRABAJOS DEL ESTUDIANTE
1 6 %
2 5 %
3 4 %
4 1 %
5 1 %
6 1 %
7 1 %
TESIS - CALDERON MARCELO, JEAN PAUL
INFORME DE ORIGINALIDAD
FUENTES PRIMARIAS
www.scribd.com
Fuente de Internet
repositorio.uncp.edu.pe
Fuente de Internet
Submitted to Universidad Nacional del Centro del Peru
Trabajo del estudiante
es.scribd.com
Fuente de Internet
idoc.pub
Fuente de Internet
Abdolrahim Foroutan, Majid Abbas Zadeh Haji Abadi, Yaser Kianinia, Mahdi Ghadiri. "Critical importance of pH and collector type on the flotation of sphalerite and galena from a low- grade lead–zinc ore", Scientific Reports, 2021
Publicación
Ralston, J.. "The chemistry of galena flotation:
Principles & practice", Minerals Engineering,
8 < 1 %
9 < 1 %
10 < 1 %
11 < 1 %
12 < 1 %
13 < 1 %
14 < 1 %
199405/06
Publicación
Submitted to unsaac
Trabajo del estudiante
Pacheco Gutierrez Luis Alberto. "Propuesta de reaprovechamiento integral del agua de
proceso de una empresa minera empleando sistemas biologicos anaerobios", TESIUNAM, 2006
PublicaciónSubmitted to Pontificia Universidad Catolica del Peru
Trabajo del estudiante
hdl.handle.net
Fuente de Internet
www.ncbi.nlm.nih.gov
Fuente de Internet
Submitted to Universidad Nacional Jose Faustino Sanchez Carrion
Trabajo del estudiante
Meraz Buendía Cynthia. "Estudio del efecto de la concentración del CaO en un sistema de flotación selectivo FeS2-PbS, con el potencial de reposo y el potencial de flotación",
TESIUNAM, 2019
Publicación
15 < 1 %
16 < 1 %
17 < 1 %
18 < 1 %
19 < 1 %
20 < 1 %
Excluir citas Activo Excluir bibliografía Activo
Excluir coincidencias < 15 words
Gomez Perez Juan. "Estudio de los residuos solidos y aguas de una zona minera y su efecto sobre el ambiente", TESIUNAM, 1991
Publicación
repositorio.undac.edu.pe
Fuente de Internet
www.slideshare.net
Fuente de Internet
moam.info
Fuente de Internet
worldwidescience.org
Fuente de Internet
docplayer.es
Fuente de Internet
M.Sc. RAÚL WLADIMIR CARRIÓN CORNEJO
ASESOR
DEDICATORIA:
Dedicado a María, mi madre quien siempre me apoyo en toda mi carrera universitaria
y a Héctor, mi padre quien me enseño la
importancia de la perseverancia.
INTRODUCCIÓN
Ningún proceso metalúrgico desarrollado en el siglo XX se compara con el de la flotación por espuma y el profundo efecto que tuvo en la industria minera. La mayoría de los primeros desarrollos en el procesamiento de flotación se originaron en Australia entre 1900 y 1910. En los procesos de petróleo a granel que precedieron a la flotación por espuma, generalmente la separación fue ayudada por la levitación de la masa de petróleo/mineral, ya sea a través de la incorporación de aire durante la mezcla o por reducción de presión para generar burbujas, o por la adición de ácido sulfúrico para generar burbujas de dióxido de carbono a partir de minerales de carbonato en el mineral.
El éxito de cualquier separación por flotación depende de la gama de reactivos químicos agregados al sistema para controlar el comportamiento superficial de los minerales en la mena. Los primeros reactivos de flotación para la flotación de minerales de sulfuro eran una gama casi ilimitada de varios aceites:
derivados del alquitrán de hulla, petróleo crudo, alquitrán de madera y aceites de pino. El ácido oleico no podía usarse donde los minerales de ganga eran calcáreos. Los derivados del alquitrán de hulla contenían compuestos de azufre que probablemente poseían cierta afinidad por los minerales de sulfuro. Los metalúrgicos luchaban por realizar separaciones entre plomo y zinc, minerales de cobre y pirita y minerales de óxido. El éxito de cualquier separación por flotación depende de la gama de reactivos químicos agregados al sistema para controlar el comportamiento de la superficie de los minerales en la mena. Los primeros reactivos de flotación para la flotación de minerales de sulfuro eran
una gama casi ilimitada de varios aceites: derivados del alquitrán de hulla, petróleo crudo, alquitrán de madera y aceites de pino. El ácido oleico no podía usarse donde los minerales de ganga eran calcáreos. Los derivados del alquitrán de hulla contenían compuestos de azufre que probablemente poseían cierta afinidad por los minerales de sulfuro. Los metalúrgicos luchaban por hacer separaciones entre plomo y zinc, minerales de cobre y pirita, y minerales de óxido.
La regulación del pH ha sido el método más importante para regular la química de flotación. En 1929, Gaudin publicó por primera vez los resultados de sus mediciones de la flotación de una variedad de minerales en función del pH. Los modificadores más simples son los productos químicos para el control del pH.
La química superficial de la mayoría de los minerales se ve afectada por el pH.
Por ejemplo, en general, los minerales desarrollan una carga superficial positiva en condiciones ácidas y una carga negativa en condiciones alcalinas. Dado que cada mineral cambia de carga negativa a carga positiva a un pH particular, es posible manipular la atracción de los colectores hacia sus superficies mediante el ajuste del pH. También hay otros efectos más complejos debido al pH que cambian la forma en que los colectores particulares se adsorben en las superficies minerales.
Considerando lo indicado líneas arriba, planteamos como objetivo de esta tesis, Mejorar la ley y recuperación de plomo para evitar pérdidas de zinc en el concentrado de plomo en la Planta Concentradora Paragsha y la hipótesis planteada es: El uso de un pH optimizado en la etapa de flotación del plomo
mejora notablemente la ley y la recuperación del plomo, y evita las pérdidas de zinc en el concentrado de plomo y disminuye el contenido de hierro en él en la Planta Concentradora Paragsha.
La “estructuración de la tesis que se ha considerado incluyen un primer capítulo donde se indican las generalidades, el segundo la formulación de la investigación, el tercero considera el marco teórico y en el cuarto la parte fundamental que incluye la investigación experimental, al final se exponen las conclusiones” y recomendaciones.
Por esto es mi finalidad la de cumplir con las expectativas técnica científica de esta tesis y alcanzo a mis jurados este estudio para que me permita obtener el título de Ingeniero Metalurgista y de Materiales.
Los Autores
RESUMEN
El tipo de colector y el pH de la pulpa juegan un papel importante en el proceso de flotación del mineral de plomo-zinc. En el presente estudio, se investigó el efecto del pH de la pulpa y los parámetros del tipo de colector en la flotación de la galena y esfalerita de un mineral complejo de plomo-zinc-hierro. Se utilizaron los colectores de xantato de etilo y Aero 3418 para la flotación de plomo y Aero 3477 y xantato de amilo para la flotación de zinc. Se encontró que se podía lograr la máxima ley de plomo usando Aero 3418 como colector a pH 8. Además, las recuperaciones y leyes de hierro y zinc aumentaron en el concentrado de plomo a un pH más bajo, lo que provocó una reducción de la recuperación de zinc en el concentrado de zinc y una disminución de la cantidad de plomo. concentrado de grado. Además, los resultados mostraron que la ley máxima de zinc y la recuperación de 42.9 % y 76.7 % se lograron a pH 6 en presencia de Aero 3477 como colector. Para ambos colectores a pH 5, la recuperación de zinc aumentó alrededor de un 2-3%; sin embargo, la recuperación de hierro también aumentó a este pH, lo que redujo la calidad del concentrado de zinc. Finalmente, se seleccionaron pH 8 y pH 6 como valores óptimos de pH para circuitos de flotación de plomo y zinc, respectivamente.
INDICE
DEDICATORIA………..………...3
INTRODUCCIÓN...4
RESUMEN...7
CAPITULO I GENERALIDADES 1.1.- Acerca de la concentradora Paragsha ………...11
Historia de las operaciones de la UEA Cerro de Pasco ………..11
Ubicación y vías de acceso………...13
Aspectos geológicos………...15
a) Descripción estratigráfica...15
b) Mineralización………...16
c) Geología económica………...17
CAPITULO II FORMULACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 2.1.- El problema………...19
Planteamiento del problema...19
Formulación del problema………...21
Problema general………...21
Problemas específicos………...22
2.2.- Objetivos………...22
Objetivo general………...22
Objetivos específicos………...22
2.3.- Justificación ...23
2.4.- Planteamiento de hipótesis………...23
2.5.- Variables………...24
CAPITULO III MARCO TEÓRICO 3.1.- Fundamentación teórica……...25
Principios de la flotación de la galena...25
Aspectos prácticos en las plantas concentradoras………...27
Flotación sin colector………...30
Flotación inducida por colector………...30
Depresión………...34
Oxidación………...36
Interacción de las partículas finas de galena...41
Interacción mineral – mineral………...42
Flotación de la esfarelita………...43
3.2.- Análisis del proceso propuesto...47
CAPITULO IV METODOLOGÍA EXPERIMENTAL DE LA INVESTIGACIÓN 4.1.- Métodos de investigación…………...55
Materiales………...55
Equipos………...55
Método….………...56
4.2.- Procedimiento Experimental…………...56
Medición del pH de la pulpa y el potencial redox………...58
Experimento de flotación………...58
Estudio de cinética ………...59
4.3.- Presentación y discusión de resultados………...60
Análisis mineralógico...60
Etapa de Flotación de Plomo …………...63
Distribución y ley de zinc y hierro en el concentrado de plomo ...64
Etapa de Flotación de Zinc ….…………...66
Tasas cinéticas de flotación de plomo, zinc y hierro...69
CONCLUSIONES …………...75
RECOMENDACIONES ………...77
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...78
CAPITULO I GENERALIDADES
La Planta Concentradora “Paragsha” es constituyente de la Unidad Económica Administrativa Cerro de Pasco de Volcan Cia. Minera SAA, es donde se ubica el desarrollo del presente estudio, a continuación indicamos algunas generalidades.
1.1 Acerca de la Concentradora Paragsha
La Historia de las operaciones de la Unidad Económica Administrativa Cerro de Pasco
Unidad de negocio Cerro de Pasco VOLCAN S.A.A. Muestra signos de minería desde tiempos de los incas, los incas la valoraron como una zona estratégica, se sabe que también fue utilizada en la época colonial, los españoles descubrieron que esta zona era el principal proveedor de metales de los incas y
por medidas. , que se consideraban obras obligatorias, comenzaron a producir plata con sistemas muy rudimentarios.
En 1630 se encuentran accidentalmente los yacimientos de la mina, en 1740 el propietario es D. M. Retuerto, cuyos herederos venden uno a uno la mina a J.
Maíz, quien tuvo serios problemas con su aprovechamiento en relación con 1740. mi . agua en las minas. a los niveles inferiores de la mina, luego es apoyado en el bombeo de agua por una empresa inglesa y se trabaja la mina con excelentes resultados.
En 1821, durante la Guerra de la Independencia, se detuvieron las operaciones, la Corporación Cerro de Pasco compró la mina en 1902, en 1905 llegó el ferrocarril a Cerro de Pasco, y en 1906 la fundición Tinyahuarco recibió su primer molde de cobre, que operó hasta 1922 cuando la fundición cesó sus operaciones, lo que motivó la construcción de una fundición y refinería en La Oroya y la producción de la primera barra de cobre.
En 1943 entró en operación la concentradora Paragsha, procesando 635 t/día de mineral de cobre y plomo-zinc, y a partir de 1956 entró en operación el tajo McCune, ahora llamado Raúl Rojas, en 1963. Se amplió el uso del blitzing. , cuando se suspendió el cobre.
En 1974, la mina pasó a manos del Estado bajo el nombre de EMPRESA MINING DEL CENTRO DEL PERU (CENTROMÍN PERÚ S.A.). En 1976, la unidad de Paragsha aumentó su capacidad a 5.534 toneladas por día. Se compra la concentradora San Expedito con una capacidad de 370 t/d de mineral Pb-Zn o
300 t/d de cobre. En 1980 se concedió la licencia de funcionamiento con una capacidad instalada de 6.000 t/día.
En 1981 se inauguró una planta de tratamiento de agua de mina. (extracción por solventes y recuperación electrolítica) con una capacidad instalada de 18 t/día, en 1996 se amplió la planta de Paragsha de 6,000 toneladas a 6,700 toneladas por día, en 1997 Paragsha Mining Company S.A.C. fue creado para cubrir todas las operaciones de Cerro de Pasco.
En 1999, VOLCAN COMPAÑIA MINERA S.A.A. comprar Empresa Minera Paragsha S.A.C. Centromin Perú S.A. y en 2000 VOLCAN COMPAÑIA MINERA S.A.A. adquirir activos fijos y establecer la unidad de administración financiera de Cerro de Pasco. En 2001, VOLCAN COMPAÑÍA MINERA S.A.A. para ampliar la planta de 6.700 toneladas a 8.500 toneladas por día.
La ubicación y las rutas de la U.E.A.
Cerro de Pasco de Volcan Compañía Minera S.A.A., los lotes y territorios que abarca este proyecto, se encuentran estratégicamente ubicados:
➢ Distritos: Simón Bolívar, Yanacancha y Chaupimarca.
➢ Provincia: Cerro de Pasco
➢ Departamento: Pasco
➢ Región: Pasco
La parte central de la mina está ubicada en la zona UTM 18S del sistema WGS 1984 con las siguientes coordenadas UTM: 8 820 200 N; 361.900 E (zona industrial) con una altura media de 4.340 msnm.
Mapa de Ubicación de la Unidad Minera Cerro de Pasco
Accesibilidad
Referente al acceso, se llega por:
DE A VIA
HUANCAYO OROYA Tramo - Carretera
Asfaltada
OROYA CERRO DE PASCO Tramo - Carretera
Asfaltada
total 315KM – 5 HORAS
Aspectos geológicos
El marco geológico regional está constituido por rocas sedimentarias de edad Paleozoico (grupos Excelsior y Mitu), Triásico-Jurásico (grupo Pucará), Cretácico (grupo Machay) y Terciario (capas rojas).
La secuencia sedimentaria está fallada y rota a lo largo del rumbo andino (NW).
Un cuello volcánico del mismo nombre fue colocado sobre el eje de la falla longitudinal de Cerro de Pasco, el cual a su vez fue intruido por cuerpos hipobisicos y subvolcánicos secos (pórfido monsonítico de cuatro dígitos, aglomerado Rumiallan).
El área minera Cerro de Pasco, sobre la cual se ubican las distintas áreas mineras de la unidad Cerro de Pasco, estuvo sometida a diferentes esfuerzos de compresión que actuaron en diferentes momentos y provocaron diferentes tipos de fracturas.
En esta zona, el proceso de fractura se presenta principalmente entre los 95º N y los 135º I, lo que representó nueve fracturas identificadas con dirección general norte-sur con alta importancia regional y una permeabilidad promedio de 3.5 m por veta o fractura) sobre la meseta caliza y la la ausencia de horizonte de control está bien definida, las transiciones significativas son muy difíciles de detectar; por lo tanto, las vetas, al igual que las estructuras observadas, en su mayoría no representan la clase de falla.
a) La Descripción estratigráfica
El área de trabajo contiene únicamente rocas del Grupo Pucará, probablemente de la Formación Paria. Estas rocas son en su mayoría de color gris a gris oscuro con capas delgadas raras o lentes de esquisto negro.
La mayoría de estas rocas consisten en calizas parcialmente silicificadas o dolomitizadas. Al este del área minera se encuentran calizas fuertemente silicificadas, además de restos fósiles, vetas transversales, brechas; donde se observa macroscópicamente al mismo tiempo la presencia de una brecha sedimentaria de grano fino.
(a) mineralización
La principal estructura que muestra mineralización en el área minera es el cuello volcánico de Cerro de Pasco. El citado cuello es de edad terciaria y está situado sobre el anticlinal principal, cuyo eje es norte-sur. Aquí, sobre el mismo eje, cae en ambas direcciones.
En apariencia, este cuello es elíptico, con un diámetro de 2,3 y 2,5 km, y su eje principal sigue el curso del anticlinal principal.Hay depósitos de Pb, Zn, Ag y Pb en las partes este y sur del cuello. Cu con una profundidad de 700 metros.
Consiste en un cuerpo masivo de Pb-Zn rodeado por un cuerpo de pirita afilado más grande. En este depósito se localizan cuellos secundarios de pirrotita. En la parte norte del yacimiento Cerro de Pasco, existe una serie de fracturas norte-sur. La formación de estas fracturas probablemente esté relacionada con fuerzas tectónicas compresivas rotacionales que causan pequeños pliegues transversales este-oeste con el tiempo.
Esta falla principal y las uniones y fallas transversales se consideran los factores tectónicos detrás de la mineralización. Las calizas espaciales y las calizas finas puras se producen como guías petrográficas muy económicas.
a) Geología económica
La mineralización de la fractura volcánica de Compañía Minera provocó la paragénesis de sulfuros bastante monótonos y simples como pirrotita, pirita, esfaleritas y galena.
En este proceso se siguen los siguientes pasos:
• Fracturas
• Características petrográficas de las calizas • Plegado en cruz
De esta manera, la mineralización creó colonias explotables; debido a procesos posteriores, reflejaron el llenado de cavidades de disolución.
Con base en un análisis de la ubicación del contacto de óxido y la geometría de las estructuras asociadas, es posible que los vacíos más profundos y delgados sean económicamente viables.
Estos procesos de disolución produjeron una sedimentación interna que afectó la concentración por gravedad de la mineralización primaria portadora de metales de manera similar a la formación de placeres.
Figura N° 1.2.- Vista Aérea del Tajo Raúl Rojas y la Planta Concentradora Paragsha
Figura N° 1.3.- Vista Panorámica de la Planta Paragsha
CAPITULO II
FORMULACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
En el desarrollo de este capítulo se ha considerado el empleo del método científico, con la finalidad de validar la estructura de la presente tesis.
2.1 El problema
a) Planteamiento del problema
La galena es un mineral abundante, que se encuentra comúnmente en depósitos de minerales de sulfuro en todo el mundo. En minerales de textura media, la galena generalmente forma granos angulares con límites definidos y bien definidos intercalados con esfalerita y otros sulfuros, así como con varios minerales de ganga. Dado que los problemas de liberación relevantes se abordan adecuadamente, la galena se puede separar de manera eficiente mediante el proceso de flotación. La disponibilidad generalizada de galena, su estructura cristalina bien definida y su ausencia de un ion metálico
(dejando de lado las impurezas) que pueden cambiar fácilmente su estado de oxidación han conspirado para darle a la galena la discutible distinción de ser el mineral más estudiado desde el punto de vista de la flotación. A pesar de esto, la(s) forma(s) exacta(s) del colector presente en la superficie de la galena en condiciones de flotación aún se discuten, mientras que actualmente se están obteniendo nuevos conocimientos sobre la acción de los reactivos "estándar" como el cianuro, los procesos de oxidación en las superficies de galena y las interacciones partícula-partícula. Para explotar estos hallazgos dinámicos en la práctica y desarrollar estrategias de procesamiento más eficientes, el procesador de minerales debe, al menos, apreciar las implicaciones que subyacen a las observaciones de la investigación y comprender cómo se pueden aplicar a los circuitos existentes o nuevos.
La galena (PbS) y la esfalerita (ZnS) son abundantes en la tierra y suelen existir juntas en el mismo depósito. La mayoría de los minerales de plomo- zinc se procesan mediante flotación diferencial, en la que primero se recupera la galena seguida de la esfalerita. La adición/presencia de iones de plomo (Pb2+) en la pulpa de mineral puede promover directamente la flotación de esfalerita. Se consideró que los iones de plomo podían sustituir al Zn en la red de esfalerita para formar PbS o adsorberse en la superficie de la esfalerita en forma de Pb–O–Zn a un pH casi neutro condiciones. Se confirmaron que los iones de zinc y plomo pueden liberarse de la esfalerita y la galena durante la molienda, respectivamente.
La flotación por espuma se usa ampliamente para procesar minerales de plomo-zinc de baja ley para cumplir con las especificaciones de concentrado requeridas para la extracción de metales. El grado de recuperación de los minerales de plomo y zinc, así como la selectividad de la separación, están fuertemente influenciados por las propiedades mineralógicas del mineral y varios parámetros del proceso. La flotación selectiva de minerales de plomo- zinc depende de muchos parámetros, como la distribución del tamaño de las partículas de alimentación, colectores, desnatadores, amortiguadores, activadores, pH de la suspensión, molienda y extracción, lavado de múltiples etapas de concentrados más gruesos.
Por esta, la Planta Concentradora de Paragsha, que beneficia fundamentalmente minerales polimetálicos como es el caso de los de tipo Pb - Zn, considerando una de las dificultades en su procesamiento la separación de los minerales de plomo y zinc, planteamos las siguientes preguntas.
FORMULACION DEL PROBLEMA General
¿Cómo se puede mejorar la ley y recuperación de plomo y evitar pérdidas de zinc en el concentrado de plomo en la Planta Concentradora Paragsha?
Específicos
a) ¿Cómo influye el pH en la caracterización del concentrado de plomo en el proceso de flotación?
b) ¿Qué tipo de colector determina comportamiento más selectivo para el zinc y hierro en la etapa de flotación de plomo?
2.2 Objetivos
Objetivo General
Mejorar la ley y recuperación de plomo para evitar pérdidas de zinc en el concentrado de plomo en la Planta Concentradora Paragsha.
Objetivos Específicos
a) Determinar la influencia del pH en la caracterización del concentrado de plomo en el proceso de flotación.
b) ¿Qué tipo de colector determina comportamiento más selectivo para el zinc y hierro en la etapa de flotación de plomo?
2.3 Justificación
Este proyecto de investigación se justifica por los siguientes aspectos:
a) Es conocida la complejidad mineralógica de nuestros yacimientos, como es el caso de los yacimientos que proporcionan el mineral a la Planta Concentradora de Paragsha, cuyo tratamiento ves diferente entre mina a mina, por esto se hace indispensable realizar estudios metalúrgicos que indiquen los parámetros operativos y para que posteriormente puedan ser optimizados.
b) También justificamos este trabajo por el momento expectante que vive la minería a nivel mundial relacionado a los avances tecnológicos que implican la preocupación de los empresarios, por mejorar sus operaciones, de tal modo que redunde en beneficio de sus economías.
c) Es importante la necesidad de difundir las tecnologías emergentes que resuelvan cualquier problema metalúrgico, y una de las formas es la de proponerlo como materia de un trabajo de tesis.
2.4 Planteamiento de la Hipótesis General
El uso de un pH optimizado en la etapa de flotación del plomo mejora notablemente la ley y la recuperación del plomo, y evita las pérdidas de zinc en el concentrado de plomo y disminuye el contenido de hierro en él en la Planta Concentradora Paragsha.
Específicas
a) La distribución de zinc y hierro aumenta a pH ácido (por debajo de 7) en el concentrado de plomo.
b) El colector Aero 3418 A muestra un comportamiento más selectivo para el zinc y el hierro en comparación con el etilxantato de potasio en la etapa de flotación de plomo.
2.5 Variables:
Variables Independientes:
• Composición mineralógica
• pH de flotación
• Tipo de colector
Variables Dependientes:
• Recuperación y grado de plomo
• Recuperación y grado de zinc
CAPITULO III MARCO TEÓRICO
Este capítulo de este estudio, muestra los fundamentos teóricos investigado de las referencias, que se originaron como consecuencia de la revisión del problema que se ha planteado en esta tesis, luego demostramos las hipótesis de la investigación.
3.1 Fundamentación teórica
Principios de la flotación de la galena
Galena es un mineral abundante, que se encuentra comúnmente en depósitos de minerales de sulfuro en todo el mundo. En minerales de textura media, la galena generalmente forma granos angulares con límites definidos y bien definidos intercalados con esfalerita y otros sulfuros, así como con varios minerales de ganga. Usando Australia como ejemplo, la galena puede ser de grano grueso y las asociaciones relativamente simples, como es el caso de
Broken Hill; tamaño de grano intermedio con asociaciones bastante complejas, como se encuentra en algunos yacimientos; o de grano muy fino (< 3 I.tm) y diseminado como es el caso del mineral del río McArthur. Dado que los problemas de liberación relevantes se abordan adecuadamente, la galena se puede separar de manera eficiente mediante el proceso de flotación. La disponibilidad generalizada de galena, su estructura cristalina bien definida y su ausencia de un ion metálico (dejando de lado las impurezas) que pueden cambiar fácilmente su estado de oxidación han conspirado para darle a la galena la discutible distinción de ser el mineral más estudiado desde el punto de vista de la flotación.
A pesar de esto, la(s) forma(s) exacta(s) del colector presente en la superficie de la galena en condiciones de flotación aún se discuten, mientras que actualmente se están obteniendo nuevos conocimientos sobre la acción de los reactivos "estándar" como el cianuro, los procesos de oxidación en las superficies de galena y las interacciones partícula-partícula. Para explotar estos hallazgos dinámicos en la práctica y desarrollar estrategias de procesamiento más eficientes, el procesador de minerales debe, al menos, apreciar las implicaciones que subyacen a las observaciones de la investigación y comprender cómo se pueden aplicar a los circuitos existentes o nuevos. El propósito de este artículo es intentar cerrar la brecha entre la investigación y la práctica, utilizando la galena como vehículo para el viaje. Con este fin, la práctica de la planta se resume sucintamente en términos de recuperación: se
revisan los datos de Eh, los principios de flotación de galena y se describen varios estudios de casos.
Aspectos prácticos en las plantas concentradoras
Ahora está firmemente establecido que el Eh es un parámetro de diagnóstico clave que controla la separación selectiva por flotación de minerales sulfurados.
La recuperación de galena en función del Eh para concentradores de sulfuro de Australia y América del Norte se muestra en la siguiente figura, mientras que los tipos de reactivos y las condiciones se enumeran en la tabla siguiente. El xantato es el colector preferido, mientras que el cianuro de sodio es un depresor de esfalerita de uso común. A pesar de los diversos conjuntos de minerales en los que está incrustada la galena y las muy diferentes condiciones de procesamiento, existe una sorprendente similitud en el patrón de comportamiento, a saber: un aumento en la recuperación de -400 mV SHE, un pico o meseta que se acerca a +200 mV, seguido de una disminución en la recuperación más allá de alrededor de + 200 mV. Por supuesto, los datos proporcionados en la figura indicada no abarcan las curvas de recuperación de ley, selectividad mineral o tamaño por tamaño que hoy en día son obligatorias para diseñar una separación por flotación. La dependencia de recuperación - Eh es el punto de apoyo para esta discusión actual.
Recuperaciones de galena en función de Eh para concentradoras de sulfuro de Australia y América del Norte (a) y (b) (Pruebas de laboratorio)
Reactivos utilizados en los circuitos de flotación de plomo para concentradores de flotación australianos y norteamericanos
Principios
Flotación sin colector
La galena, molida en las condiciones correctas ciertamente puede flotar en ausencia de colector, tanto en la planta como en el laboratorio. Se forma una superficie hidrofóbica para la galena que está ligeramente oxidada: el estado de la superficie es rico en azufre y deficiente en metales y/o consiste en azufre elemental. Es importante destacar que la naturaleza del estado de la superficie depende de la dirección de aproximación, es decir, si se reduce u oxida Eh, un punto que es importante para comprender las interacciones subsiguientes del colector. La galena más fuertemente oxidada no muestra flotabilidad sin
colector. Cuando la galena flota sin colector en un mineral real, la reducción del consumo del colector es una consecuencia deseable.
Flotación inducida por colector
El xantato se elige con frecuencia para la flotación de galena en la práctica, aunque se pueden usar otros colectores. En sistemas privados de oxígeno, pero en oxidación de Eh, hasta una monocapa estadística de xantato se adsorbe sobre la superficie de la galena, aparentemente por un mecanismo de adsorción específico. Cuando el oxígeno es abundante, la superficie de sulfuro de plomo se oxida (ver más abajo), se forman Pb(OH)2, PbCO3 y PbSO4 y se reemplazan por xantato de plomo hidrofóbico PbX2, ya sea por reacción en la superficie o por reprecipitación/coagulación de la solución. En el último caso, aparentemente se forman "parches" o "islas" (ciertamente multicapas) de PbX2
en la superficie de la galena.
También se ha detectado dixantogeno en el dominio multicapa, pero solo a concentraciones de xantato superiores a 1 x 10-4M. La flotación de galena también muestra una marcada dependencia de Eh, un punto que con demasiada frecuencia se pasa por alto en los textos existentes. La flotación de galena de un mineral en presencia de xantato de etilo se muestra en la figura siguiente, donde el mineral ha sido molido en un molino de bolas de hierro fundido. Existe una fuerte dependencia de Eh, con un máximo que ocurre a 100 mV SHE a una concentración de colector de 0.20 kg/t.
Existe una gran similitud entre la respuesta de galena que se muestra en la figura siguiente, los diversos resultados de minerales que se muestran en la figura anterior y los datos de Guy y Trahar. El inicio de la flotación ocurre a un Eh más bajo con una concentración de colector creciente. A -400 mV, la recuperación solo mejora ligeramente cuando hay xantato presente. Si la galena se muele en un entorno oxidante, se puede formar óxido de plomo y puede reducirse a plomo metálico si el Eh se reduce a valores suficientemente negativos. Cuando el metal de plomo es el reactivo, se forma xantato de etilo de plomo a Eh bajo, es decir
Pb(EX)2 + 2e ↔ Pb + 2EX- E ° = -0.609V
Cuando la galena se muele en un ambiente reductor, se piensa que la reacción con el xantato es
PbEX2 + S ° + 2e ↔ PbS + 2EX- E ° = -0.124V
La reacción 2 tiene un potencial de equilibrio de 154 mV a una concentración de xantato de etilo de sodio de 2 x 10 -5 M. El inicio de la flotación se produce entre -50 y +50 mV.
Recuperación de la galena en función de Eh y adición de xantato de etilo.
Cero adiciones de cianuro (plomo/mineral de zinc). Molienda en molino de bolas de fundición.
A valores de Eh superiores a 200 mV hay una disminución en la flotación de galena, atribuida a la formación del ion plumbita y dixantógeno:
Pb(OH)3 + EX2 + 3H+ + 2e- ↔ -PbEX2 + 3H20 E° = -1.225V
aunque esta reacción aún puede requerir mayor justificación. Es probable que el pH y la formación de especies de hidroxi en la superficie también desempeñen un papel en esta depresión de galena.
La influencia del cianuro, normalmente considerado como un depresor, en la flotación de galena es de interés. Convencionalmente, se considera que el cianuro no tiene influencia, lo que contradice los resultados que se muestran en la siguiente figura. La adición de cianuro mejora la recuperación de flotación de galena para valores de Eh entre -200 mV y alrededor de +300 mV, por encima de los cuales hay una disminución en la recuperación en comparación con la ausencia de cianuro.
Recuperación de galena en función de Eh y adición de cianuro. Adición de xantato de etilo de sodio = 0,05 kg t -1 (plomo/mineral de zinc).
Molienda en molino de bolas de fundición.
Además, el inicio de la flotación ocurre a valores de Eh más bajos con concentraciones de cianuro aumentadas, con una recuperación máxima a 200 mV para ambas concentraciones de cianuro informadas en la figura anterior.
Este efecto también ha sido informado por Baker y otros para la flotación de galena a partir de minerales de plomo/zinc en la operación Pasminco Elura: la ley, la recuperación y la cinética de flotación de galena mejoraron en presencia de cianuro. Un estudio posterior sobre la galena, que utilizó técnicas de análisis de solución y superficie para sondear la interacción galena/xantato de etilo/cianuro, confirmó que el cianuro aumenta la velocidad y el grado de adsorción del xantato de etilo en la galena a valores de Eh < + 200 mV. Este efecto es más pronunciado cuando la galena se preoxida y se ha sugerido que el cianuro agota el azufre de la superficie de la galena, formando CNS-, dejando una superficie residual rica en plomo que es más receptiva a la interacción del xantato de etilo:
PbS + CN- + 2EX- ↔ Pb(EX)2 + CNS- + 2e-
Depresión pH
La galena se deprime a valores de pH superiores a 11 debido a la formación de especies de hidroxi de plomo, particularmente Pb(OH)3-, que aparentemente se retienen en la superficie. El esquema de hidrólisis del Pb2+ , liberado de la red de galena por procesos de disolución u oxidación es
Pb2+ + H20 ↔ Pb(OH)+ + H+ Pb2+ + 2H20 ↔ Pb(OH)2aq + 2H+
Pb2+ + 3H20 ↔ Pb(OH)3- + 3H+ Pb(OH)2aq ↔ Pb(OH)2solid
La formación de Pb(OH)3- en la interfase galena-agua en lugar de xantato de plomo es ciertamente preferible a pH 11. Si se forman partículas sólidas de hidróxido de plomo (reacción 8), pueden heterocoagularse con la superficie de galena por debajo de pH 12, por los dos sólidos tienen cargas opuestas. Estos productos de hidrólisis del plomo son hidrofílicos y conducen a una depresión por flotación a valores de pH elevados.
Sulfuro
El sulfuro de plomo es extremadamente insoluble, más que el Xantato de plomo.
Si el Xantato se ha adsorbido para formar Pb(EX)2, se producirá una reacción de desplazamiento en presencia del ion sulfuro, S2-:
Pb(EX)2solid + S2-aq ↔ PbSsolid + 2EX-
es decir, la entidad hidrófoba, Pb(EX)2, se reemplaza por PbS, por lo que se produce depresión. La extensión de esta depresión estará dictada por la concentración de S2- presente y la hidrofobicidad inherente de la superficie
"PbS" recién generada. Por supuesto, S2- es un reductor fuerte y la depresión
también puede ocurrir por una reducción en Eh, reduciendo el Eh "requerido"
por debajo de los bordes de flotación que se muestran.
Oxidación
La oxidación de los minerales sulfurados, incluida la galena, ha recibido mucha atención y no se tratará aquí de manera exhaustiva. Para el presente propósito, es interesante sondear las primeras etapas de oxidación de las superficies de galena tanto en el aire como en el agua, antes de la introducción de los reactivos de flotación. La oxidación al aire de una muestra de galena natural que contiene Fe, Zn y Cu como impurezas menores se muestra en la figura siguiente para el plano de cristal 100. Las imágenes se obtuvieron mediante microscopía de túnel de barrido (STM), mientras que el análisis de la superficie se realizó mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS). El crecimiento sistemático de productos de oxidación de regiones de < 0.6 a > 9.0 nm de diámetro ocurre cuando la galena se oxida en el aire de 0 a 270 minutos. La superposición de las regiones de oxidación comienza a ocurrir después de aproximadamente 180 minutos. Los bordes escalonados no muestran preferencia por el inicio de la oxidación. Se encuentran islas distribuidas al azar sobre la superficie del cristal.
Los defectos de puntos de red (por ejemplo, sitios de impurezas) aparentemente actúan como puntos de iniciación para la oxidación. Cuando se usa galena sintética extremadamente pura (99,99999 % PbS), se prefiere la oxidación a lo largo de los bordes del escalón. Poco después de la escisión de la galena en el aire, se produce una adsorción limitada de peróxido y probablemente de
hidróxido. Después de 60 minutos, se observa carbonato de plomo y aparece hidroxicarbonato de plomo a los 120 minutos.
Imágenes STM de un área de 70nm x 70nm de: (a) superficie de galena natural recién escindida; (b) después de 270 lluvia. en aire. Las imágenes
superiores son imágenes en escala de grises (de arriba hacia abajo); las inferiores son imágenes tridimensionales (rotadas) con escalas verticales de 1,8 y 3,8 nm respectivamente. Muestra de galena natural.
Imágenes STM en escala de grises (de arriba hacia abajo) de un área de 500nm x 500nm de galena sintética (99,99999 % pura). Arriba de izquierda
a derecha: 30 minutos de oxidación al aire; 60 minutos. Abajo, de izquierda a derecha: 90 minutos; 120 minutos La oxidación se produce a
lo largo de los bordes.
Después de 2 horas de acondicionamiento en soluciones acuosas en el rango de pH de 5 a 9, la mayor parte de la superficie de galena natural no se oxida.
Una vez más, la oxidación tiene lugar inicialmente en defectos puntuales y el hidróxido de plomo y el óxido de plomo son los principales productos de oxidación. Se encuentran en la superficie en parches gruesos, particularmente a valores de pH de acondicionamiento altos y recuerdan las observaciones de
Plaksin sobre la adsorción de xantato. Los iones de plomo aparentemente se disuelven de la red cristalina y se readsorben como iones hidroxi de plomo o partículas coloidales; este mecanismo permite que los cambios en el potencial zeta que ocurren durante la oxidación de la superficie se expliquen satisfactoriamente y es consistente con los estudios de STM, XPS y microscopio electrónico de barrido. de la superficie de galena. Estos diversos productos de oxidación de la galena son hidrófilos y, dado que están ubicados en la superficie de la galena, pueden reducir la flotación de la galena, dependiendo de la cantidad presente.
La interacción del xantato con la superficie de la galena también se puede dilucidar en parte a través de imágenes STM. En la siguiente figura se muestran las superficies de galena sumergidas en soluciones con y sin xantato a pH 6 en función del tiempo. Se desarrollan pozos de disolución, así como "parches"
donde está presente el xantato (confirmado por FTIR). La superficie también se
"limpia" hasta cierto punto, con productos de oxidación separados de la superficie por la acción del xantato.
Imágenes STM de (a) un área tridimensional (rotada) de 200nm x 200nm de una galena natural carnosa y escindida sumergida en una solución acuosa a pH 9,5 durante 30 nfinutos y (b), (c) escala de grises (de arriba
hacia abajo) de la misma muestra sumergida en soluciones de xantato 10-3M durante 15 minutos y 110 minutos.
Interacción de las partículas finas de galena
La adhesión que puede ocurrir entre partículas de diferente carga conduce al fenómeno de "recubrimientos de limo" en el lenguaje de procesamiento de minerales o "heterocoagulación" en el lenguaje del químico coloidal. El trabajo clásico en relación con la galena fue realizado por Gaudin, Fuerstenau y Miaw, para limos de alúmina que deprimen la flotación de galena (ver la siguiente figura).
El porcentaje de recuperación frente al pH de la galena fluctuó en presencia de 0,0, 0,2 y 0,5 gpl de lodos de alúmina. Por debajo de un pH
de 10, la alúmina está cargada positivamente y forma capas de limo sobre la galena cargada negativamente.
Los mecanismos de interacción se han explorado solo en una medida muy modesta en la literatura científica coloidal. Se sabe que el cizallamiento puede eliminar las partículas adheridas al igual que la alteración de la concentración de iones determinantes del potencial, por ejemplo el pH. En la figura siguiente, se muestra la eliminación de un lodo de goethita de una resina de intercambio iónico. Cuando las partículas finas tienen el mismo signo de potencial que el sustrato, la fuerza de interacción electrostática es:
donde e es la permitividad dieléctrica, r es la longitud de la doble capa y d es la separación entre partículas.
Interacciones Mineral-Mineral
Está bien documentado que las interacciones mineral-mineral ocurren cuando, por ejemplo, los minerales de sulfuro se muelen juntos. Los procesos de oxidación mejorados, las diferencias de solubilidad y/o la transferencia de productos de oxidación ocurren cuando los minerales se muelen juntos en un ambiente oxidante, lo que dificulta la separación posterior. La molienda en un ambiente reductor claramente minimiza estas interacciones y puede resultar en que la galena muestre flotabilidad sin colector de un mineral. Las implicaciones para desarrollar estrategias de flotación mejoradas incluyen minimizar el consumo del colector, usar pre-flotación con nitrógeno para explotar ventanas de selectividad Eh, etc.
Flotación de la esfalerita
En flotación con xantatos de cadena corta, la esfalerita puede activarse con iones de metales pesados como Cu(II), Pb(II), Ag(I), Au(I), Cd(II) y Fe(II). Estos iones pueden agregarse deliberadamente, en particular Cu, o estar presentes de manera no intencional, derivados del agua de proceso, de minerales o de impurezas en la red de esfalerita. En la flotación de minerales de sulfuro de Cu- Pb-Zn, los iones de Cu y Pb son frecuentemente sospechosos de la activación inadvertida de la esfalerita que causa la colocación incorrecta de concentrados de Pb y Cu.
Los iones de plomo son el foco aquí. Se derivan de la mayoría de los minerales de plomo, incluida la galena, donde la generación se ve reforzada por la interacción galvánica con sulfuros de metales más nobles, en particular la pirita.
Para ilustrar, en un estudio con un tamaño de partícula <10 Am, más del 10 % del Pb se podía extraer con EDTA del mineral que contenía galena. Esta experiencia refleja que en la planta, se ha informado una alta extracción de Pb por EDTA en estudios de circuitos de Cu, circuitos de Pb y circuitos de Zn.
Existe abundante evidencia de que los iones de plomo pueden activar la esfalerita. La evidencia directa describe que quienes encontraron que la esfalerita flotaba al agregar iones de plomo hasta pH 9, y también observaron una mayor recuperación de esfalerita en pruebas de flotación por lotes cuando se añadían galena y minerales de plomo oxidado. . La evidencia circunstancial proviene del análisis de superficie que revela Pb en partículas de esfalerita que
reportan concentrados de Cu/Pb y en muestras de esfalerita expuestas a lodos de mineral de Pb-Zn.
La activación por Cu se ha explicado durante mucho tiempo por el intercambio iónico con algunos iones de red Zn superficiales. La fuerza impulsora termodinámica es el reemplazo de ZnS por CuS menos soluble, y dado que los radios iónicos son similares, la red no se deforma indebidamente. El mecanismo continúa refinándose. El argumento termodinámico ayuda a explicar la prevención de la absorción de Pb por la práctica común de agregar iones Zn para deprimir la esfalerita, pero los cálculos de energía de red sugieren que el intercambio es desfavorable. Generalmente, la activación por Pb se considera menos clara.
Hay evidencia de intercambio reticular a pH ácido. El mecanismo implica una relación de intercambio Pb-Zn de la unidad. Se encontraron una relación ca. 1 en medio ácido; a pH 3 se encontraron la relación inicialmente > 1 pero después de 60 min se acercó a 1, dejando la opción abierta. El intercambio de celosía implica que el Pb no se puede eliminar fácilmente: También a pH 4 y 5 encontraron que el EDTA no extraía Pb de la esfalerita. Además del intercambio reticular, el Pb también puede reemplazar a los iones Zn adsorbidos.
A pH alcalino, la formación de complejos hidroxi (incluidos los precipitados de hidróxido) oscurece el mecanismo. En el caso del Cu, la reacción con los complejos se incluye como paso intermedio en el intercambio iónico. Sobre esta
base, el Cu(OH)2(s) se convierte en un reservorio de Cu, lo que puede explicar el uso común del condicionamiento, adicionalmente se propusieron un secuencia de reacción similar para Pb a pH alcalino. Se presentan contraargumentos, por ejemplo, cuestionando cómo el PbS formado en el límite de esfalerita/hidróxido (es decir, efectivamente "enterrado") reacciona posteriormente con el colector. Concluyen que el Pb(OH)2(s) es una especie activadora, aunque otros han argumentado que esta especie es fuertemente hidrófila. La situación se complica aún más por la posible formación de óxido de plomo e hidroxicarbonato en sistemas abiertos al aire.
La activación puede proceder a través de productos de oxidación/hidratación presentes en la superficie del mineral. Aunque la esfalerita no se considera tan reactiva como la mayoría de los sulfuros, dichas especies se infieren del modelado de especies superficiales y por la liberación observada de iones Zn a la solución (antes de agregar iones) en exceso de la cantidad basada en la solubilidad de ZnS. Se incluyen la siguiente reacción superficial aplicable a alcalinidad moderada:
SZnOH + PbOH+ → SZn-O-Pb+ + H2O45
Empleando espectroscopía de absorción de rayos X, se identificó un enlace Pb- O, que corresponde al producto final. El mecanismo es esencialmente uno propuesto para la absorción de metales hidrolizables en óxidos ("separación del
agua"). Por analogía con el mecanismo de captación de Fe2+ en la esfalerita, se puede sugerir la siguiente variación
SZnOH- + PbOH+ → SZnOH- PbOH+
Para permitir el intercambio con Zn, que aunque es variable, generalmente se observa, las reacciones anteriores podrían modificarse para sugerir el intercambio de PbOH por ZnOH. Otra posibilidad es que la superficie original tuviera algunos sitios SZn –O –Zn+ o sitios SZnOH Zn+ (dada la movilidad de los iones metálicos liberados de los sulfuros, esto parece probable), entonces el intercambio podría ser entre el –Zn+ y el Pb del PbOH+. La facilidad con la que el EDTA extrae el plomo de la esfalerita a pH alcalino y de muestras de plantas en general en comparación con el Cu implica que se mantiene en la doble capa y no en la red.
Se concluyó que no hay datos suficientes para determinar el mecanismo de activación del Pb. Los estudios electroquímicos y de conductividad complementarios pueden ayudar a resolver el problema. Es posible que los estudios deban considerar el contenido de Fe de la esfalerita; en un estudio de circuito observó que era más probable que la esfalerita con bajo contenido de Fe informara al concentrado de Pb que la esfalerita con alto contenido de Fe.
Argumentando que menos Fe significaba menos sitios hidrófilos de Fe-hidroxi,
sugirieron que la esfalerita con bajo contenido de Fe era más susceptible a la activación por iones metálicos como Pb.
3.2 Análisis del Proceso Propuesto
El mundialmente famoso depósito de Cu-Zn-Pb-Ag en Cerro de Pasco, Perú, consiste en pirita texturalmente masiva, esfalerita-galena-pirita texturalmente masiva y vetas que contienen pirita y enargita. Históricamente, se ha considerado que el depósito es el producto hidrotermal del complejo volcánico e intrusivo del Mioceno adyacente (conocido localmente como el "ventilador").
Sin embargo, tanto los sulfuros texturalmente masivos del depósito como los estratos pre-miocenos están cortados por la falla Longitudinal, una de las fallas más grandes del distrito, pero el Vent no lo está. La imbricación por la zona de falla longitudinal (estructuras dúplex) ha engrosado el depósito de modo que es apto para la minería a cielo abierto. Los diques y las vetas de pirita-enargita pasan desde el respiradero hacia los sulfuros masivos; fragmentos de pirita masiva ocurren en el Vent. Por lo tanto, sin importar cuál sea su origen, los sulfuros texturalmente masivos son más antiguos y, por lo tanto, genéticamente no están relacionados con el Vent.
Como estrategia de procesamiento, los minerales valorizados se separan de los minerales de ganga mediante el proceso de conminución (para lograr una adecuada liberación) y luego flotación diferencial de galena y esfalerita. En la planta de flotación de Paragsha, la galena flota primero en el circuito de plomo, mientras que la esfalerita y la pirita se deprimen con NaCN y ZnSO4. En el
circuito de flotación de zinc, la esfalerita se activa con sulfato de cobre y se hace flotar con colectores específicos. El diagrama esquemático de la planta de flotación de Paragsha se muestra en la Fig. 1A y 1B.
FIG. 1A - Diagrama de Flujo Circuito de Flotación de Plomo – Espesado y Filtrado (Proceso de Beneficio 8500 TMSD)
FIG. 1B - Diagrama de Flujo Circuito de Flotación de Zinc – Espesado y Filtrado (Proceso de Beneficio 8500 TMSD)
Tanto en los circuitos de plomo como de zinc, la pirita es el principal mineral sulfurado de ganga. Es crítico disminuir la presencia de hierro (Fe) y Zn en el concentrado de plomo durante la flotación de la galena. Además, la reducción de la cantidad de hierro en el concentrado de zinc también es importante para hacer que el proceso sea más económico. Además, aumentar la recuperación de la flotación de plomo y zinc disminuirá el impacto adverso de los relaves producidos en el medio ambiente.
En la práctica, esto no siempre es fácil debido al diferente comportamiento de los minerales complejos de los minerales simples puros. La flotación selectiva de minerales sulfurados a partir de minerales complejos depende de varios parámetros, como el tipo y la dosificación de los colectores, las interacciones galvánicas y la activación por iones disueltos. Por lo tanto, los depresores se han utilizado para mejorar la selectividad de los minerales deseados actuando sobre una superficie mineral o reaccionando con otros reactivos como colectores y activadores. El quitosano se ha utilizado como depresor selectivo en la flotación diferencial de sulfuros de Pb y Zn en mezclas de esfalerita y galena sintetizadas11. Se ha demostrado que, después de la adición de EDTA, la recuperación de esfalerita se ha reducido mientras que la galena se ha flotado a pH 4. Se ha demostrado que la esfalerita podría ser activada por complejos de cianuro cuproso en el circuito de flotación de plomo y conduce a la adsorción de cobre en el circuito de flotación de plomo. superficie de esfalerita. Significa que se necesita una mayor cantidad de cianuro para lixiviar el cobre de la
superficie de esfalerita para la depresión eficiente de la esfalerita. También se indicó que la esfalerita se puede separar de la mezcla de esfalerita-galena usando dextrina como depresor de galena a pH 12.
Por otro lado, el pH de la pulpa determina la carga superficial de los minerales y la adsorción de reactivos sobre los minerales que condujo a la flotación selectiva de minerales del mineral. Por lo tanto, el pH se puede ajustar para que actúe como un depresor simple y económico para lograr una mayor selectividad.
Además, este método tiene menos problemas ambientales y se considera el primer paso en la optimización del proceso. Por ejemplo, la depresión de pirita con cal a altos valores de pH es una de las condiciones operativas bien conocidas en las plantas de flotación de minerales sulfurados.
Además, para lograr una mejor selectividad y recuperación, la dosificación de reactivos juega un papel crucial en el proceso de flotación. Por lo tanto, los reactivos, especialmente los colectores y el pH, deben equilibrarse con precisión para obtener un grado y una recuperación óptimos. Los colectores de xantato son uno de los colectores más utilizados para la flotación de minerales sulfurados, especialmente para minerales fáciles de tratar donde la selectividad contra los sulfuros de hierro y los elementos de penalización no es un problema crítico. El aumento de la longitud de la cadena de carbono de los xantatos aumenta el poder de recuperación y reduce la selectividad. Por otro lado, la estabilidad de estos colectores a pH bajo disminuye y por lo tanto no son aptos para rotación en condiciones ácidas. Los investigadores han investigado el
comportamiento de flotación de la galena y el mecanismo de adsorción del colector en la superficie de la galena después del tratamiento con cianuro. Se encontró que hay adsorción electrostática en la interacción entre el xantato de butilo y la superficie de la galena después del tratamiento con cianuro en el rango de pH de 4.2 a 8.4. Por lo tanto, para obtener los resultados metalúrgicos deseados, es necesario utilizar otros tipos de colectores o una combinación de dos o más colectores diferentes. Los colectores a base de fosfina y ditiofosfatos son una de las alternativas que se utilizan en la flotación de minerales complejos en combinación con xantatos o se utilizan individualmente. El Aero 3418 A y Aero 3477 son opciones adecuadas para aumentar la selectividad en los circuitos de rotación de sulfuro de plomo y sulfuro de zinc, respectivamente.
Aero 3418 A tiene una buena selectividad contra el sulfuro de hierro y Aero 3477 es fuerte y selectivo para los minerales de zinc activado y muestra selectividad contra los sulfuros de hierro. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es encontrar el pH óptimo y el tipo de colector y la dosis para la flotación de galena y esfalerita a partir de un mineral complejo de plomo-zinc
CAPITULO IV
METODOLOGIA EXPERIMENTAL DE LA INVESTIGACIÓN
La mayor parte del plomo y el zinc del mundo provienen de sus depósitos de sulfuro, generalmente en forma de bandas finamente divididas de galena y esfalerita con cantidades variables de pirita. La flotación por espuma se usa ampliamente para procesar minerales de plomo-zinc de baja ley para cumplir con las especificaciones de concentrado requeridas para la extracción de metales. La recuperación de minerales que contienen plomo y zinc, así como la selectividad de la separación, está muy influenciada por la mineralogía del mineral y las diversas etapas del proceso.; luego nuestro objetivo es usar el método científico para poder trabajar las hipótesis planteadas para demostrarlas experimentalmente, para lograr nuestras conclusiones finales.
4.1 Métodos de Investigación Materiales
En el trabajo experimental a desarrollar usaremos muestras de mineral provenientes de minerales de Pb – Zn considerados como de baja ley.
Los reactivos que se van a usar en los experimentos de flotación son los siguientes:
* Sulfato de zinc
* Cianuro de sodio
* Xantato etílico de potasio
* Aero 3418
* MICB
* Xantato amílico de potasio
* Aero 3477
* Agua de alta pureza
Equipos
Los equipos a ser usados en el laboratorio metalúrgico son los equipos de conminución como chancadoras de quijadas y de rodillos, y para obtener la pulpa final un molino de bolas y para las pruebas de flotación un equipo estándar Denver, adicionalmente ese empleará un equipo de medición de pH, independientemente de los equipos para las determinaciones de las características mineralógicas como los microscopios y determinaciones de sólidos por difracción de rayos X.
Método
Las muestras de mineral de bajo grado de plomo zinc, serán triturados y molidos en los equipos indicados, parte de la muestra es empleada para la determinación de los componentes mineralógicos desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo. Las pruebas de flotación serán desarrolladas de acuerdo al esquema experimental, en función a las variables a estudiar como es el caso del pH y tipo de reactivo de flotación.
4.2 Procedimiento Experimental Materiales
El mineral de plomo-zinc fue suministrado por la mina. Las muestras de mineral se trituraron para producir partículas de -2 mm utilizando trituradoras de mandíbula y de rodillos. Diez, las muestras se molieron en un molino de barras de acero dulce durante un cierto tiempo para lograr un tamaño de partícula del 80 % - 75 µm. Todos los productos químicos se utilizaron en grado industrial sin más purificaciones. Se realizaron difracción de rayos X en polvo (GIXRD, ASENWARE AW-XDM 300) y fluorescencia de rayos X (XRF, Philips PW1480) en la alimentación de fotación, concentrados de plomo y zinc y relaves para identificar el contenido mineral y la composición elemental. El contenido de minerales se calculó semicuantitativamente por el método Rietveld-like (RIR).
En este método, los resultados de los análisis XRD y XRF se combinaron para determinar la abundancia de minerales (porcentaje en peso) en las muestras.
Figura 2. El diagrama de flujo simple de las pruebas de flotación.
Medición del pH de la pulpa y del potencial redox.
El pH de la solución se midió usando un medidor de pH Metrohm 827. El potencial redox se determinó con referencia a un electrodo de Ag/AgCl saturado utilizando un electrodo de Pt conectado a un medidor de pH Metrohm 827. La precisión de las medidas se probó utilizando una solución redox estándar Crison de 250 mV a 25 °C.
Experimento de flotación.
Las pruebas de flotación se realizaron en una máquina de flotación Denver auto aireada con una celda de 2.3 L y la velocidad de agitación se ajustó a 900 rpm.
El pH de la pulpa (5–11.5) y el tipo de colector en la celda de flotación se cambiaron de acuerdo con los requisitos experimentales. En la flotación de plomo, ciertas cantidades de depresores (sulfato de zinc 400 g/ton y cianuro de sodio 50 g/ton con 5 min de acondicionamiento), colector (PEX 40 g/ton o Aero3418 10 g/ton con 2 min de acondicionamiento) y espumante (Se añadieron 20 g/ton de MIBC con 1 min de acondicionamiento, respectivamente, después de ajustar el pH a los valores deseados (5 – 11.5). El pH de la pulpa se controló después de agregar cada reactivo.
Las pruebas de flotación de zinc se realizaron después de determinar las condiciones óptimas para la flotación de plomo. En los experimentos de flotación de zinc, luego del ajuste de pH, se acondicionó agregando sulfato de cobre como activador de esfalerita (250 g/ton por 2 min), PAX (50 g/ton) o Aero 3477 (20 g/ton) como colector de esfalerita para 2 min y vaporizador (MIBC 20 g/ton
durante 1 min). Después del acondicionamiento, la flotación se inició con la inyección de aire en la celda de flotación, mientras que el regulador auto aireado se mantuvo completamente abierto en todas las pruebas de flotación. La flotación se realizó durante 3 min para concentrados de plomo y zinc como se muestra en la Fig. 2, luego, los productos de flotación se pesaron y analizaron químicamente. Usando la conocida ecuación [Eq. (1)], se calcularon recuperaciones (o distribuciones).
𝑅 = 𝐶𝑐
𝐹𝑓𝑥 100
donde C es el peso del concentrado de plomo o zinc y F es el peso del alimento que aquí es de 1 kg. Los símbolos c y f son los grados de plomo, zinc o hierro en los concentrados y la alimentación, respectivamente.
Estudio de cinética.
Los experimentos de cinética se realizaron para circuitos de plomo y zinc utilizando colectores PEX y PAX, respectivamente. Los experimentos se llevaron a cabo a valores de pH de 6 y 8. El modelo clásico de flotación de primer orden como modelo estándar se utilizó para encontrar los parámetros cinéticos de los circuitos de flotación de plomo y zinc.
𝑅 = 𝑅∞(1 − exp(−𝑘𝑡))
donde k es la constante de tasa de flotación promedio, R∞ denota la recuperación final, R es la recu
