Universidad Nacional del Centro del Perú

Universidad Nacional del Centro del Perú

Facultad de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales

Evaluación de los parámetros del proceso de flotación para incrementar la recuperación del oro utilizando diseños

experimentales en la Compañía Minera Untuca S.A.

Bada Goytendia, Christian Jesús Suarez Ore, Alexander Xavier

Huancayo 2019

Esta obra está bajo licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Repositorio Institucional - UNCP

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y DE MATERIALES

TESIS

EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL PROCESO DE FLOTACIÓN PARA INCREMENTAR LA RECUPERACIÓN DEL ORO UTILIZANDO DISEÑOS EXPERIMENTALES EN LA

COMPAÑÍA MINERA UNTUCA S.A.

PRESENTADA POR:

Bach. BADA GOYTENDIA, Christian Jesús Bach. SUAREZ ORE, Alexander Xavier

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO METALURGISTA Y DE MATERIALES

HUANCAYO - JUNIO

2019

ASESOR:

ING. FELIPE RUPAY GÜERE

DEDICATORIA

Está actual tesis lo dedico a Dios y a mis padres por la persona que soy en la actualidad.

Alexander

Está presente tesis lo dedico a mi madre que siempre ha estado a mi lado mostrando su apoyo incondicional a ella le debo cuanto soy.

Christian

AGRADECIMIENTO

La presente investigación que nos sirve para poder obtener nuestro título profesional, lo alcanzamos con los consejos, ideas de diversos entes y la colaboración de algunas instituciones, a quienes queremos expresar nuestra eterna gratitud y agradecimiento, por tan noble cometido.

A la Universidad Nacional del Centro del Perú, mi alma máter, por brindarme abrigo en sus aulas donde aprendimos nuestras bases teóricas para poder alcanzar el nivel adecuado de conocimientos.

A los docentes de la facultad de ing. metalúrgica y de materiales por brindarme sus conocimientos y apoyarme incondicionalmente en mi formación como futuro ingeniero, y a mi asesor M.Sc. Felipe Rupay Güere por su apoyo en este camino de investigación.

Así mismo tenemos presente a aquellas personas que nos brindaron sus conocimientos, experiencias que nos han servido para poder concretizar nuestro trabajo, que presentamos a la comunidad universitaria.

Los Alumnos

ÍNDICE

DEDICATORIA... III AGRADECIMIENTO ...IV ÍNDICE ...V ÍNDICE DE TABLAS ...VIII ÍNDICE DE GRÁFICOS ...IX RESUMEN ...X ABSTRACT ...XII INTRODUCCIÓN ... XIV

CAPITULO I ... 1

CONOCIMIENTO GENERAL DEL LUGAR DE ESTUDIO ... 1

1.1.- UBICACIÓN ... 1

1.2.- ACCESIBILIDAD. ... 2

1.3.- CLIMA Y VEGETACIÓN ... 2

1.4.- TOPOGRAFÍA Y FISIOGRAFÍA ... 3

1.5.- CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL DEPÓSITO MINERALIZADO ... 4

1.5.1.- Geología Regional... 4

1.5.2.- Geología Local ... 5

1.5.3.- Geología estructural... 5

1.5.4.- Geología Local ... 5

1.5.5.- Geología Estructural ... 6

1.5.6.- Geología Económica... 7

1.6.- HIDROGEOLOGÍA ... 8

1.6.1.- Hidrogeología Del Yacimiento Pomarani ... 8

1.7. - MINADO SECTOR SUBTERRÁNEO - POMARANI ... 9

1.8.- RECURSOS MINERALES... ……. 10

1.9.- ACCESIBILIDAD ... 11

1.10.- DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE BENEFICIO ... 11

1.10.1.- Circuito de Chancado ... 11

1.10.2.- Zaranda Primaria ... 12

1.10.3.- Chancado Primario... 13

1.10.4.- Zaranda Secundaria... 14

1.10.4.- Chancado secundario ... 16

1.10.5.- Zaranda Terciaria ... 17

1.10.6.- Chancado Terciario ... 17

1.11.- FAJAS TRANSPORTADORAS... 18

1.12.- MOLIENDA ... 22

1.13.- GRAVIMETRIA ... 23

1.14.- FLOTACIÓN ... 26

1.15.- FILTRADO DE CONCENTRADO ... 26

1.16.- SECCIÓN RELAVERA ... 27

CAPITULO II ... 28

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 28

2.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 28

2.2.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:... 29

2.2.1.- Problema general: ... 29

2.2.2.- Problemas específicos: ... 29

2.3.- OBJETIVOS: ... 30

2.3.1.- Objetivo general: ... 30

2.3.2.- Objetivos específicos:... 30

2.4.- JUSTIFICACIÓN ... 30

2.5.- FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS ... 31

2.5.1.- Hipótesis general:... 31

2.5.2.- Hipótesis específicos: ... 31

2.6.- VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN: ... 32

2.6.1.- Variable independiente (x): ... 32

2.6.2.- Variable dependiente (y): ... 32

2.6.3.- Indicadores de las variables de la investigación ... 32

2.6.3.1.- Indicadores de la variable independiente: ... 32

2.6.3.2.- Indicadores de la variable dependiente: ... 32

CAPITULO III ... 33

MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN ... 33

3.1.- ANTECEDENTES ... 33

3.2.- TEORÍA BÁSICA ... 38

3.2.1 Los parámetros del proceso flotación ... 38

3.2.1.1.- Flotación de sulfuros, con contenido de minerales de oro con baja ley ... 38

3.2.1.2..- Flotación de minerales de cobre con contenido de oro... 39

3.2.2 Recuperación del oro ... 40

CAPITULO IV... 41

PRUEBAS EXPERIMENTALES ... 41

4.1.-INTRODUCCIÓN ... 41

4.2.-PRUEBAS DE FLOTACIÓN A NIVEL LABORATORIO ... 42

4.3.-MUESTREO ... 42

4.3.1.- Esquema experimental... 43

4.3.2.- Caracterización Del Mineral ... 44

4.3.2.- Pruebas de Moliendabilidad ... 44

4.3.4.- Prueba De Gravimetria ... 45

4.3.5.- Pruebas De Flotación ... 47

4.4.- SELECCIÓN DE VARIABLES PARA LA RECUPERACIÓN DE Au ... 48

4.5.- ANÁLISIS ESTADÍSTICO PARA LA FLOTACIÓN DE Au... 49

4.5.1. Diseño Factorial... 49

4.5.2. Evaluación del proceso ... 49

4.6.- EVALUACIÓN Y CÁLCULO DE LOS EFECTOS DE LAS VARIABLES ... 50

4.7.- ANÁLISIS DE VARIANZA ... 53

4.8.- ANÁLISIS DE RESIDUOS PARA EL Au ... 55

4.9.- ANÁLISIS DE PARETO PARA EL Au ... 56

CONCLUSIONES ... 63

RECOMENDACIONES ... 64

BIBLIOGRAFÍA ... 65

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Distribución de Recursos Pomarani 10

Tabla 2. Distancias de Acceso a la Unidad Minera 11 Tabla 3. Variables operativas del chancado primario 13 Tabla 4 Variables operativas del chancado secundario 16 Tabla 5. Variables operativas del chancado secundario 17 Tabla 6. Balance de materiales de circuito de chancado 18 Tabla 7. Parámetros de trabajo del circuito de molienda 22 Tabla 8. Flujos y caudales de trabajo en molienda 23 Tabla 9. Datos de ingreso de la pulpa al circuito de gravimetría 23

Tabla 10. Análisis químico del mineral 44

Tabla 11. Malla vs Tiempo 44

Tabla 12. Balance de ensayo gravimetrico 46

Tabla 13. Balance metalúrgico de flotación estándar 48

Tabla 14. Variables Controladas 48

Tabla 15. Matriz del Diseño Factorial 49

Tabla 16. Cálculo de los Efectos del Diseño 23 52

Tabla 17. Análisis de Varianza 53

Tabla 19. Balance Metalúrgico STD 61

Tabla 20. Balance Metalúrgico No. 1 61

Tabla 21. Tendremos la recuperación global 62

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 : Ubicación de La Compañía Minera Untuca. 2

Gráfico 2: Zona Estructural del Yacimiento 6

Gráfico 3 : Dimensiones de la tolva de gruesos 12

Gráfico 4 : Tabla de áreas con sus respectivos modelos elegimos una zaranda DD 6

x 16. 13

Gráfico 5 : Parametros Operacionales de la chancadora de quijada Metso C100 14

Gráfico 6 : Área de tamizado 15

Gráfico 7 : Dimensiones de la zaranda de dos pisos. 15

Gráfico 8 : Datos de las dimensiones de chancado secundario Metso HP200 16 Gráfico 9 : El área requerida de 19 .025 se comparte en una zaranda 7 x 20 DD. 17

Gráfico 10: Balance de Chancado 21

Gráfico 11 : Modelos de Concentradores Falcon 24

Gráfico 12: Balance Molienda Clasificación 25

Gráfico 13 Parámetros de trabajo del circuito de flotación 26 Gráfico 14: Flowsheet Circuito Flotación Planta Concentradora 27 Gráfico 15 : Diagrama de flujo para procesar un Mineral de Oro por Flotación y

Cianuración 39

Gráfico 16: Diagrama de flujo para procesar un Mineral de Cobre por Flotación y

Cianuración 40

Gráfico 17. Esquema experimental 43

Gráfico 18: Tamaño de partícula vs Tiempo de molienda 1^er turno 45

Gráfico 19: Esquema del ensayo 46

Gráfico 20: Esquema de flotación estándar 48

Gráfico 21: Análisis de Residuales 55

Gráfico 22 : Análisis de Pareto 56

Gráfico 23: Análisis de Superficie Respuesta CuSO4, granulometría 57 Gráfico 24: Análisis de Contorno Respuesta CuSO4 granulometría 57 Gráfico 25: Análisis de superficie respuesta AP4037; CuSO4 58 Gráfico 26: Análisis de Contorno Respuesta AP4037 CuSO4 58 Gráfico 27: Análisis de superficie Respuesta AP4037; granulometría 59 Gráfico 28: Análisis de Contorno Respuesta AP4037; granulometría 59

Gráfico 29: Esquema de las pruebas cíclicas 60

RESUMEN

En la Compañía Minera Untuca (UMU) localizada en la orilla sur del distrito de Quiaca, Provincia de Sandía, Departamento de Pu no, la Planta de Beneficio posee un tonelaje de tratamiento de 1800 TMS/día, el trabajo lo realiza continuamente durante todo el día meses y año.

EL trabajo realizado fue puramente experimental estuvo orientado en optimizar y controlar más eficientemente la fase de flotación en el circuito de Au, con ayuda del software MINITAB y de esta manera se logró obtener la recuperación máxima del oro.

Los trabajos experimentales de laboratorio a nivel mini, y luego estos datos aplicarlos a nivel macro en la industria.

El mineral antes de ser concentrado por el proceso de flotación es preparado mecánicamente, en primer lugar es chancado obteniendo un producto de 100 % malla -10, Luego pasa a molienda hasta llegar a una granulometría del 50 % malla - 200, el producto de este pasa a concentración gravimétrica obteniendo un 29.53 % de recuperación en este proceso, luego el relave de gravimetría seria la cabeza de flotación es aquí donde empieza la concentración por flotación teniendo previamente una clasificación del 75 % la malla -200.

Después de realizado los trabajos experimentales se llegaron a las siguientes establecer que la recuperación de flotación de Au comprenda una recuperación mayor del 65 % que es el actual estándar que se maneja en planta.

Las leyes de cabeza que se trata pueden variar entre 2.1 – 2.5 g/TM de Au.

De acuerdo a las pruebas metalúrgicas se lograron obtener una recuperación

máxima del orden de 69.2 % de Au en la prueba cíclica, con consumo de Xantato Z- 6 de14.05 g/t, CuSO4 de 24.35 g/t y AP 4037 de 49.03 g/t de mineral, y una granulometría de 75 % malla -200.

Se obtiene mayor recuperación de Au, en la prueba N°1 comparando a la prueba estándar esto se debe al cambio de las variables CuSO4, AP 4037 y granulometría, cambios calculados gracias al Diseño Factorial tocado más adelante.

Para que el informe del trabajo de investigación sea comprensible, hemos visto por conveniente seccionarlos en capítulos donde primeramente mencionamos los conceptos generales, en el siguiente capítulo el diseño del trabajo investigativo, el subsiguiente capítulo está dedicado a los conceptos teóricos donde sustentamos lo empleado, y finalmente el último capítulo es acerca de la obtención de los datos a través del trabajo experimental.

Los autores

ABSTRACT

In the company Minera Untuca (UMU) located in the southern edge of the district of Quiaca, Province of Sandía, Department of Puno, the Plant of Benef it has a processing capacity of 1800 TMS / day, it processes 24 hours a day, 24 hours a day, 365 days a year gold ore.

The work carried out was purely experimental, aimed at optimizing the control of the flotation process of gold ores with the help of the MINITAB software, and in this way the maximum gold recovery was obtained.

Experimental laboratory tests were carried out on a small scale, in order to later escalate with the data obtained to the industrial plant.

The mineral before being concentrated by the flotation process is mechanically prepared, first it is crushed obtaining a product of 100% mesh -10, then it goes to grinding until it reaches a granulometry of 50% mesh -200, the product of this it goes to gravimetric concentration obtaining a 29.53% recovery in this process, then the tailings gravimetry would be the head of flotation is here where the concentration begins by flotation having previously a classification of 75% mesh -200.

After the experimental work was carried out, the following ones were established to establish that the flotation recovery of Au comprises a recovery greater than 65%, which is the current standard that is managed in the plant.

The head laws discussed can vary between 2.1 - 2.5 g / MT Au.

According to the metallurgical tests, a maximum recovery of the order of 69.2%

Au was obtained in the cyclic test, with consumption of Xantato Z-6 of 14.05 g / t, CuSO4 of 24.35 g / t and AP 4037 of 49.03 g / t of mineral, and a granulometry of

75% mesh -200.

Higher recovery of Au is obtained, in the N ° 1 test comparing the standard test this is due to the change of the variables Cu SO4, AP 4037 and granulometry, changes calculated thanks to the Factorial Design touched below.

In order to make the report of the research work more didactic, it was divided into four chapters; the first chapter deals with generalities where the descripti on of the place of study is concerned, the second chapter is about the design of the research, the third chapter about the theoretical framework of the research and the fourth chapter about the experimental tests, its results and the discussion of it.

The authors

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de investigación se realizó en el laboratorio metalúrgico de la Compañía Minera Untuca (UMU) localizada en la orilla sur del distrito de Quiaca, pertenece a la Provincia de Sandía, Departamento de Puno, La Planta de Beneficio tiene una capacidad de procesamiento de 1800 TMS/día de mineral de oro.

Actualmente en el Perú los diferentes yacimientos mineros van agotando sus minerales sobre todo sulfurados y por otro lado se van encontrando con otra realidad, que en el mercado mundial específicamente del cobre, plomo, zinc y otro polimetálicos los precios son muy bajos, pero el precio del oro aún sigue permaneciendo casi igual e incluso incrementándose como en el presente trabajo fue investigar los parámetros de trabajo que intervienen en la recuperación del proceso de concentración por flotación de la Compañía Minera Untuca (UMU), para ello se realizaron pruebas metalúrgicas con ayuda de software estadísticos para así establecer los parámetros de trabajo óptimo de los equipos y del proceso de flotación y así el rendimiento de trabajo sea más eficiente. Con ello se logrará incrementar la recuperación del oro y ello incrementar la rentabilidad de la Empresa.

Nuestra labor como Metalurgistas básicamente está orientado a coadyuvar a que ello se cumpla por lo tanto podemos asegurar que el presente trabajo se presenta bastante atractivo ya que con apoyo de las pruebas experimentales y del software estadístico Minitab finalmente se logra incrementar la rentabilidad de la Empresa que según nosotros es el objetivo y meta de toda Empresa Minera,

Los Autores

CAPITULO I

CONOCIMIENTO GENERAL DEL LUGAR DE ESTUDIO

1.1. UBICACIÓN

La Unidad Minera Untuca (UMU) se encuentra ubicada en la orilla sur del distrito de Quiaca, que pertenece a la Provincia de Sandia, del Departamento de Puno, al costado en oriental de los Andes del Sur, que se orienta NW-SE y encontrándose conformado por cimas que exceden los 4000 m.s.n.m. hasta conseguir altitudes ascendentes a 5000 m.s.n.m.

El campamento de Unidad Minera Untuca, se ubica a 192 km al noreste de Juliaca, a una altura de 4305 m.s.n.m. y la zona de operaciones a 4900 m.s.n.m. Ver Figura 1.1. Las coordenadas UTM. Centrales del proyecto son:

0457,164 Este 8’387,470 Norte

Gráf ico 1 : Ubicación de La Compañía Minera Untuca.

Fuente: Área de Planeamiento UMU, 2018

1.2. ACCESIBILIDAD.

La Compañía Minera Untuca empieza a ser viable desde la ciudad de Lima, por vía aérea: Lima

– Juliaca y de allí por vía terrestre, vía San Antonio de Putina por carretera asfaltada. Por vía terrestre se encuentra la carretera Panamericana Sur siguiendo el recorrido desde Lima hasta la ciudad de Arequipa (carretera asfaltada); y desde ésta hasta la ciudad de Juliaca. Encontrando dos alternativas en la ciudad de Juliaca, siendo la primera vía Macusani y la segunda vía Putina (carreteras asfaltadas) y desde la ciudad de Juliaca, hacia desvío Ananea – Untuca – Proyecto teniendo una distancia desde el poblado de Putina de 199 Km.

1.3. FACTORES AMBIENTALES Y FAUNA

Desde los meses de mayo a agosto la zona de Untura muestra un clima

de bajas temperaturas, logrando alcanzar hasta los 25°C. en cuanto a la vegetación se logra describir como incipiente, a cau sa del clima adverso, el ichu es la principal vegetación de la zona.

1.4. TOPOGRAFÍA Y FISIOGRAFÍA

La zona la cual se investiga y sus contiguos exhibe un relieve propio del contexto ambiental de la sierra, donde los procesos de geodinámica exterior se han sobre puesto a los procesos tectónicos más antiguos.

Desarrollándose la morfoestructural Cretáceo – Cuaternario, llegando a configurar algunos elementos geomórficos y relieves propios siendo los más resaltantes: lomas, valles y cumbres. Las lomas y colinas se encuentran ubicado por el lado Norte y Sur de la Unidad Minera Untuca, siendo los promontorios donde su morfología es ondulada, moderadamente agreste, con un talud entre los 30° a 40° con poca vegetación y mínima cubierta de suelo. El detritus y los materiales fluvioglaciar se formaron en áreas bajas.

Las zonas de depresión se ubican al extremo del flanco de la zona de alta cordillera, mostrando que es un relieve plano que fue completado por material morrénico y fluvioglacial y que consecutivamente fue erosionado en diferentes niveles, resultando de tal manera una serie de planicies a diferente altitud.

Las zonas de cumbres y glaciares se identifican por un relieve muy abrupto, con crestas y aristas agudas producto de la acción glaciar, a causa de la existencia de altas montañas, logrando conformar una cadena que se alarga tanto al NW como al SE. Las montañas de crestas agudas

pertenecen a afloramientos de cuarcitas, filitas, esquistos y pizarras que conforman la Formación Sandia y Ananea. Donde las rocas son plegadas, y el metamorfismo se encuentra afectada por un bajo grado.

1.5. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL DEPÓSITO MINERALIZADO

1.5.1. Geología Regional

Surgen rocas sedimentarias del Paleozoico en el área de la cadena Oriental Sur de la Cordillera de los Andes del Perú, logrando integrarse por la formación Sandia, siendo la más antigua junto a la formación Ananea, que son consecuencias de una serie de rocas monótonas de pizarras, cuarcitas y filitas.

a) Formación Sandia (Os-s)

Es la unidad lito estratigráfica más antigua del Paleozoico en el área.

Laubacher (1978) lo definió en el valle de Sandia, formada por una sucesión detrítica de pizarras oscuras e interpuestas con cuarcitas que van de metros a milímetros de ancho. Se ha catalogado como edad.

Caradociana del Ordovícico. Al ser una sedimentación impuesta por las filitas y lutitas, donde sus estructuras internas pertenecen a flaser bedding, lenticular bedding, wave bedding y otras, mostrarían que la alineación se habría sedimentado en un ambiente de llanura tidal.

b) Formación Ananea (SD-a)

Laubacher (1978) lo denomino de esa manera en la Cordillera Oriental.

Es gruesa serie de esquistos pizarrosos con constitución mineralógica de muscovita, cuarzo, sericita, clorita, que están afectados.

.

1.5.2. Geología Local

La geología local es propia de la zona descrita por los geólogos, y que está compuesta por formaciones del tipo sandia, donde se ubican la muscovita, así mismo en sus alrededores existen las pizarras en forma de rocas lo que le da un aspecto peculiar que caracteriza al lugar, haciéndolo muy vistoso por el aspecto que presenta

La minería de la zona indica los diversos depósitos las que están alrededor de la laguna Ananea, donde también se observa grandes depósitos de arena.

Por último, se divisa los distintos depósitos propios de la zona, los cuales se depositan gradualmente por acción de los vientos t las lluvias propias de la localidad.

1.5.3. Geología estructural

La estructura que presenta la zona está conformada por feldespatos y cuarzos donde es posible ubicar a la pirita asociada al cuarzo, los que contienen los rellenos que le son característicos los diferentes minerales que constituyen la geología estructural de la zona.

1.5.4. Geología Local

Es similar a lo anterior ya descrito por lo que ahora solo indicaremos que:

El yacimiento de Pomarani se ubica en la formación Sandia.

Gráf ico 2: Zona Estructural del Yacimiento

1.5.5. Geología Estructural

El área al que se estudio fue afectada comenzando desde el Paleozoico hasta el Cretácico a través de esfuerzos compresivos y tensiónales a través del tiempo, dando como consecuencia la producción de áreas de cizallamientos y plegamientos que causaron zonas de debilidad el cual se emplazaron soluciones mineralizadas. Siendo controlado este fallamiento por la falla San Miguel, la cual es una falla inversa, siendo de bajo ángulo

que aflora al Oeste de la zona, tiene buzamiento de 30°E, con espesor de 80 m, de forma simoidal, encontrándose repletada en un primer evento por feldespato, luego por cuarzo hialino y posteriormente por diseminado por pirita asociado a cuarzo gris y cuarzo euhedral hialino.

La zona de Pomarani se encuentra vigilada por el sistema de fallas de rumbo Noroeste (sistema Andino). La existencia de fallas tensiónales es de gran importancia, siendo estos sectores donde existe una muchedumbre de valores de oro. El sistema de fallas secundarias y de tercer orden Noroeste está en su mayoría rellenado de cuarzo lechoso, cuarzo hialino, clorita, jarosita, goetita y feldespato. El cuarzo en estas fallas se presenta con textura masiva.

1.5.6. Geología Económica

Los óxidos emanan de la oxidación de los sulfuros por reacciones químicas, teniendo una presencia débil en la zona, siendo uno de los principales la hematita, la limonita, la jarosita.

En el sector de Pomarani la presencia de vetas, lentes, venillas y microvenillas de cuarzo lechoso - cuarzo gris - feldespato, siendo unos buenos indicativos cerca de las fallas, por otra parte, los sulfuros diseminados a lo largo de la secuencia de pizarras y cuarcita, representa lo que continua de la mineralización en el sector mencionado.

a) Sector Pomarani

Pomarani es un depósito aurífero que es parte de la Unidad Minera Untuca, la mineralización tiene forma tabular a manera de un manto, con

rumbo N30° W y buzamiento S12° W, ocurre a partir de la cota 4890 msnm hasta los 4960 msnm, el ancho de estas zonas de falla con vetillas es de 0.5– 4.0 metros, presentando halos de mineralización de interés geológica y económica. Las dimensiones aproximadas según los planos y secciones son 385 m de ancho x 500 m de largo, la potencia promedio del paquete que alberga la mineralización económica es de 30 m.

Siendo la mineralización del yacimiento no bien reconocida, una de sus principales características es que no es uniforme sino generalmente sucede en pequeños lentes dentro del paquete de las dimensiones nombradas en los párrafos anteriores.

1.6. HIDROGEOLOGÍA

La hidrogeología de la zona y los estudios realizados por geólogos de la empresa han determinado que, esta es una propia del lugar y se ha determinado a la presencia de tres lugares que contienen aguas represadas en lagunas naturales

1.6.1. Hidrogeología Del Yacimiento Pomarani

En investigaciones geotécnicas a través de calicatas de exploración y perforaciones diamantinas, se ha encontrado niveles freáticos que varían desde 1 metro a los 5 metros de profundidad.

Los caudales medidos del aforo que causa en los piezómetros y perforaciones que muestran artesianismo son menores a 2.2 l/s. Siendo los niveles de agua estimados superficiales, lo cual corresponde al agua retenida en materias cuaternario conformado por gravas limosas con contenido de arenas y arcillas. Los niveles de agua son la consecuencia

de las precipitaciones pluviales y la escorrentía superficial que se origina en el área de estudio, lo que causa un ascenso en la época húmeda creando más conspicua la presencia de bofedales y un descenso en la época de estiaje respectivamente.

1.7. MINADO SECTOR SUBTERRÁNEO - POMARANI

El plan de minado determinado para el proyecto acata inicialmente a la necesidad de ratificar la interpretación geológica hecha en base a los sondajes diamantinos, mediante un programa de desarrollos exploratorios que permitan recategorizar recursos de la condición de inferidos a la de medido indicados, concretando también las formas geométricas de las estructuras mineralizadas económicamente explotables en forma selectiva, causando esto por la naturaleza marginal de la mineralización.

1.8. RECURSOS MINERALES

El plan de minado se ha explicado sobre los modelos de bloques de cada sector, la distribución de recursos concede guiar el planeamiento y explicar una adecuada secuencia de explotación.

En el Cuadro 1.2 se muestra el total de recursos del sector Pomarani, de este total un porcentaje se ha evaluado y ha pasado a reservas.

Tabla 1. Distribución de Recursos Pomarani

Sector Minerales en

toneladas

Ley gr Au/t

Manto 1 332,006 2.92

Manto 2 285,135 2.68

Manto 3 186,015 2.92

Manto 4 500,020 3.53

Manto 5 338,338 2.98

Manto 6 34,234 2.98

Total general 1,675,748 3.00

Fuente: (Área-Planeamiento-UMU, 2018)

Estos datos mostrados nos permiten indicar que existen una reserva total de aproximadamente de 500500 toneladas de mineral en reserva, lo que garantiza la duración de las operaciones y que permita un buen reembolso económico, de lo que se podría invertir en la explotación de estos recursos minerales

1.9. ACCESIBILIDAD

El acceso es por carretera siguiendo la vía afirmada de penetración que partiendo de la ciudad de Lima es como sigue:

Tabla 2. Distancias de Acceso a la Unidad Minera

Itinerario Distancia Tipo Tiempo

Lima-Trujillo 550 Km. Vía Aérea 1 hora

Trujillo - Huamachuco 270 Km.

Carretera

asfaltada 8 horas

Huamachuco – Chagual

80 Km.

Carretera

afirmada 5 horas.

Chagual – Parcoy 45 Km. Trocha

carrozable 3 horas

TOTAL 945 Km. 17 horas

Fuente: Elaborado en base a datos de campo 2016.

1.10. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE BENEFICIO

1.10.1 Circuito de Chancado

El mineral es originario de mina que se descargaría a una cancha de gruesos donde se haría un blending de mineral para uniformizar la ley de cabeza, se alimenta a una tolva de gruesos de 155 Ton con un cargador Frontal, para luego este mineral pasar por las distintas etapas de chancado.

Gráfico 3 : Dimensiones de la tolva de gruesos

El mineral acumulado en las tolvas de gruesos alimenta la faja No. 1 con un alimentador reciprocantes de 12.5 Hp. La faja Transportadora No. 1 entra a su carga a una zaranda vibratoria.

1.10.2. Zaranda Primaria

Esta zaranda tamiza el mineral, donde constituye dos pisos en las cuales el piso superior tiene una malla autolimpiante de 11/2 de pulgadas de abertura, el piso inferior es de 3/8 de pulgada Para elegir la zaranda se calcula el área de tamizaje y con esta la zaranda a elegir.

Fuente: Elaboración propia.

Gráfico 4 : Tabla de áreas con sus respectivos modelos elegimos una zaranda DD 6 x 16.

1.10.3. Chancado Primario

El overflow del cedazo vibratorio de tamaño 6 x 14 DD va directo a la chancadora primaria la cual el tamaño del set es de igual tamaño que el de la primera malla del cedazo vibratorio. Para elección del tamaño de la chancadora es necesario saber la alimentación en toneladas (Se considera el overflow en porcentaje del cedazo vibratorio).

Tabla 3. Variables operativas del chancado primario

Producción 1700,0

Humedad del mineral 4,0

Horas de Chancado 12,0

Tonelada por Hora 147,6

Factor de derrateo 0,12

Tonelaje considerando derrateo 170,2

% Pasante de la zaranda 50,0

Tonelaje alimentado 85,0

F80 4,0

P80 1,1

Wi operación 13,0

Consumo Especifico de energía 0,4

Potencia (Hp) 59,7

Tabla Nº 2: Capacidad de las chancadoras de quijadas Metso

Gráf ico 5 : Parámetros Operacionales de la chancadora de Quijada Metso C100

El producto de la chancadora primaria y el overflow de la malla inferior son conducidas gracias a la faja No. 2 que va a la faja No. 3, llevando hacia el cedazo secundario.

1.10.4. Zaranda Secundaria

El mineral pasa por un juego de mallas tamizándolo, para el dimensionamiento se calcula el área de tamizaje requerido:

Gráfico 6 : Área de tamizado

Se requiere de una zaranda 6 x14 DD.

Gráfico 7 : Dimensiones de la zaranda de dos pisos.

Fuente: Elaboración propia

1.10.4. Chancado secundario

El O 6 x 16 DD integra una chancadora de cono, se dimensiona con los siguientes datos:

Tabla 4 Variables operativas del chancado secundario

Producción 1700,0

Horas de Chancado 15,0

Humedad % 4,0

Tonelaje por Hora 75,6

Factor de derrateo 0,12

Tonelaje considerando derrateo 87,2

F80 1,3

P80 0,4

Wi operación 13,0

Consumo Especifico de energía 0,6

Potencia (Hp) 94,6

Gráf ico 8 : Datos de las dimensiones de chancado secundario Metso HP200

La presente chancadora secundaria será óptima para 149.6 Ton/hr.

con un producto de 22 mm.

1.10.5. Zaranda Terciaria

El producto de la chancadora HP200 secundaria se traslada por medio de las fajas N°5, 6 y 7 hacia el cedazo o zaranda, en este trayecto se encuentra una carga circulante que vendría del producto de la chancadora terciaria.

Gráfico 9 : El área requerida de 19 .025 se comparte en una zaranda 7 x 20 DD.

1.10.6. Chancado Terciario

Los rechazos de la zaranda 7 x 20 DD descarga en la chancadora de cono el cual se tiene que tener en cuenta:

Tabla 5. Variables operativas del chancado secundario

Producción 1700,0

Horas de Chancado 18,0

Humedad % 4,0

Tonelaje por Hora 78,7

Factor de derrateo 0,12

Tonelaje considerando derrateo 90,8

F80 1,3

P80 0,6

Wi operación 13,0

Consumo Especifico de energía 0,3

Potencia (HP) 59,6

Fuente: Elaboración propia

La capacidad se encontraría dentro del rango requerido. Los pasantes de las zarandas 6 x 14 y 7 x 20 (malla inferior 100 % - 3/8) ingresan a la faja No. 10, el pasante de zaranda 6 x 16 descarga en la faja No. 9, ambas fajas descargan en la faja No. 11 y No. 12.

1.11. FAJAS TRANSPORTADORAS

Las fajas transportadoras (17) han sido vistas de acuerdo al diseño y ubicación de esta, para tal se calcula la potencia necesaria para cada una de ellas.

Tabla 6. Balance de materiales de circuito de chancado

N° PRODUCTOS TMSH % TAMAÑO MAX POT.

PESO ALMT PRODUCT HP

01 Alimento Zaranda Vib. 6’ x 14’ 106.25 100 10’’.8’’ . 20

02 Finos Zaranda Vib. 6’X14’ 15.1 14.21 . -3/8’ .

03 Gruesos Zaranda Vib. 6’X14’

91.15 85.79 +3/8’ -

1’’ . .

04 Alimento chancadora quijada C-

100 79.99 75.28 . 150

05 Alimento Zaranda Vib. 7’ X 20’’ 147.63 138.95 +3/8’ . . 06 Finos Zaranda Vib. 7’x20’ 78.86 74.22 +3/4’-1’’ -3/8’ 60 07 Almto Chanc. Cónica HP – 200

No. 01 68.77 64.72 - . 200

08 Alimento Zaranda Vib. 6’X16’ 136.72 128.68 +3/8’ . . 09 Finos Zaranda Vib 6’X16’ 12.28 11.56 +3/4’-1’’ -3/8’ . 10 Almto Chanc. Cónica HP-200 No.

02 124.43 117.11 +3/8’ . 200

11 Alimento Tolva de Finos 106.25 100.00 -3/8’’ . .

Gráfico 10: Balance de Chancado

Fuente: Elaboración Propia.

1.12. MOLIENDA

En las dos tolvas de finos de 155 TM se encuentra una faja de descarga en cada tolva, las cuales envían la carga hacia la faja No. 15.

Tabla 7. Parámetros de trabajo del circuito de molienda

N° PRODUCTOS % Solido PULPA (m3/hr) AGUA

(m3/hr)

tmsh %

Peso Gr.

Esp .

ρ Pulp.

% sol.

m3/hr Cont. Adic.

01 Alimento del molino 8'x10' N°01

31.90 45.00 2.72 1670 63.45 50.24 18.37 15.28 02 Alimento del molino 8'x10'

N°02

38.96 55.00 2.72 1760 68.29 57.05 18.09 15.05 03 Alimento

hidrociclón.

262.08 370.0 0

2.9 1520 25.22 502.43 240.0 04 Rebose hidrociclón 70.80 99.95 2.68 1270 33.91 208.75 137.98 05 Alimento del molino 8'x10' 6

N°03

86.20 121.6 9

2.72 1770 68.80 125.30 39.10 32.53 06 Alimentación de Falcon SB-

2500

125.62 177.3 5

3.70 1593 51.03 246.18 120.5 6

21.85 07 Concentrado de Falcon SB-

2500

0.03 0.04 3.90 1001 0.14 21.89 21.86 08 Relave de Falcon SB-2500 125.59 177.3

0

2.73 1550 55.99 224.30 98.70 09 Alimento del molino 6'x6'

N°01

52.68 74.36 2.72 1770 68.80 76.57 23.90 10 Alimento del molino 6'x6'

N°02

52.68 74.36 2.72 1770 68.80 76.57 23.90 11 Alimentación de Falcon

Vymsa

96.43 136.1 4

3.50 1670 56.17 171.68 75.25 12 Concentrado de Falcon

Vymsa

0.01 0.01 3.50 1000 0.03 21.04 21.03 13 Relave de Falcon SB-

Vymsa

96.42 136.1 2

2.72 1680 64.01 150.64 54.22

Para 1800 TMSD con una alimentación de tamaño 7692 micrones y un producto de 112 micrones se necesitan 03 Molinos de bolas 8 x 10.

La carga de la Faja No. 15 resultante de la Tolva de Finos integra hacia los molino 8 x 10 No. 1 y No. 2, sus descargas integran a los cedazos 5 x 8 de alta frecuencia el overflow integra al cajón de las bombas 8X6 Kreebs No. 1-2 , el underflow de los cedazos integran a gravimetría lo cual el relave de este se junta en el cajón de la bomba No. 1-2, esta misma lleva la pulpa hacia el nido de hidrociclones en donde los gruesos o U/F es parte de los molinos 8 x 10 No. 3 y 6 x 6 No. 1, No. 2 y molino 6X7 No. 1 y el O/F va a flotación , la descarga del molino secundario 8 x 10 No. 3 logra integrar a los cedazos 5 x8 No. 3, trabajando en circuito cerrado y también, descargas de molino 6 x 6 No. 1 y No. 2.

Fuente: Elaboración propia.

Fuente: Elaboración Propia.

Los caudales de la pulpa para la molienda primaria, clasificación y molienda secundaria son:

Tabla 8. Flujos y caudales de trabajo en molienda

Ton/Hr %Solidos Agua m*3/hr Pulpa m*3/hr

Molino 8’X10’ No.1 31.9 65.1 17.1 28.8

Molino 8’X10’ No. 2 39.0 66.0 20.0 34.4

Molino 8’X10’ No. 3 104.4 68.6 47.8 86.2

Molino 6’X6’ No. 1 37.8 64.6 13.5 27.4

Molino 6’X6’ No. 2 37.8 61.7 13.5 27.4

Concentrador Falcon

SB2500 177.3 73.4 64.4 129.5

Alimentación Hidrociclón 250.8 54.8 206.9 299.1

U/F Hidrociclón 180.0 70.7 74.8 140.9

O/F Hidrociclón 70.8 34.9 132.2 158.2

Concentrador Vymsa 75.6 69.3 33.5 61.3

Los relaves del circuito Rougher son dirigidos al circuito Scavenger.

1.13. GRAVIMETRIA

La entrada de los pasantes de las zarandas 5 x 8 incluido la carga circulante seria:

Tabla 9. Datos de ingreso de la pulpa al circuito de gravimetría

INGRESO GRAVIMETRIA

TMSD %5 Agua Pulpa Ingreso

M3/Hr M3/Hr Agua m3/Hr m3/Hr m3/Hr

MOLIENDA 159 66 57 131.1 40

REMOLIENDA 53 68.6 38.35 63 15

Gráfico 11 : Modelos de Concentradores Falcon

Según el catálogo de los concentradores, se necesitan dos concentradores Falcon SB2500 y 01 Falcon SB1350.

Gráfico 12: Balance Molienda Clasificación

1.14. FLOTACIÓN

La flotación es un proceso químico, termodinámico y cinético, donde el flotar la mena y deprimir la ganga mediante el uso de reactivos y aire.

La flotación se realiza en 3 etapas, Rougher, Scavenger y Cleaner.

Gráfico 13Parámetros de trabajo del circuito de flotación

1.15. FILTRADO DE CONCENTRADO

En esta etapa se disminuye el porcentaje de humedad del concentrado de flotación que viene de la caja de la bomba vertical # 10 y se dirije hacia el holding Tank para después ser enviado al filtro CIDELCO 800X800X40.

Siendo esta etapa del proceso de gran relevancia para el secado del concentrado ya que se produce por 1.89 m^3/HR de pulpa de concentrado con un 19 % de sólidos, en estas condiciones no sería viable su transporte ni venta para ello en el filtro Cidelco subimos el % de sólidos hasta el 89.29 %, siendo estas condiciones óptimas para su comercialización y transporte.

27 Gráfico 14: Flowsheet Circuito Flotación Planta Concentradora

27

1.16. SECCIÓN RELAVERA

El relave de flotación es trasladado por medio tuberías HDPE lisa de 8 y 6 hacia la presa de relaves de flotación, se distribuye el relave mediante dos cajones de distribución ubicados en la cresta de la presa siendo conveniente al nivel en cada sección de la relavera, el agua se acumula en el extremo opuesto a la cresta se le denomina Espejo de Agua que es donde se sedimentan las lamas y es captada mediante 04 bombas Salmson que realizan el bombeo del agua hacia dos tanques de alimentación en la parte superior de planta, este bombeo es continuo pero no trabajan todas las bombas a la vez, eso depende del nivel de agua que haya en el espejo.

La recuperación de agua del relave es aproximadamente el 90% que para nuestra planta de beneficio.

En esta área está compuesta por los siguientes equipos: Bombas Salmson Multi V6005- FGE-T/2/6 No. 1, No. 2, No. 3 y No. 4.

28

CAPITULO II

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La Compañía Minera UNTUCA, inicia en el 2014 los procedimientos de la unidad de producción UNTUCA, situada a 4,950 m.s.n.m., en la provincia de Sandía, región Puno. Actividades mineras de la Empresa están hoy concentradas en la unidad denominada Cerro La Torre.

En la Unidad Minera de UNTUCA opera una planta concentradora con una capacidad instalada de 1,800 TMSD y, a largo plazo, se deberá llegar a las 2,500 TMD, objetivo que se obtendrá por etapas. Asimismo, está contemplada la adquisición e implementación de nuevo equipamiento para los procesos de planta.

El problema principal que radica, en la Unidad Minera UNTUCA es la caída en el recobro del oro sobre todo en la planta concentradora donde se tratan generalmente especies mineralógicas sulfuradas de oro esto originado por el inadecuado control de los parámetros operativos del

29 proceso de flotación por lo tanto estamos convencidos que estableciendo los valores óptimos de los parámetros de trabajo estaremos incrementando la recuperación del oro obviamente después de un estudio bastante detallado y con una buena precisión.

2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

2.2.1 Problema general:

¿Como influye los parámetros del proceso flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.?

2.2.2 Problemas específicos:

• ¿Cómo influye el uso del colector AP 4037 en el proceso flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.?

• ¿Cómo influye el uso del activador CuSO4 en el proceso de flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.?

• ¿Cómo influye la granulometría del mineral en el proceso de flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.?

30

2.3. OBJETIVOS:

2.3.1 Objetivo general:

Determinar la influencia de los parámetros del proceso flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

2.3.2. Objetivos específicos:

• Establecer la influencia del uso del colector AP 4037 en el proceso flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

• Determinar la influencia del uso del activador CuSO4 en el proceso de flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

• Determinar la influencia de la granulometría del mineral en el proceso de flotación en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

2.4.- JUSTIFICACIÓN

Actualmente en el Perú los diferentes yacimientos mineros van agotando sus minerales sobre todo sulfurados y por otro lado se van encontrando con otra realidad, que en el mercado mundial el precio de los metales es bajo especialmente del cobre, plomo, zinc y otro polimetálicos, pero el precio del oro aún sigue permaneciendo casi igual, y logrando su incremento en mercado mundial de metales como el presente trabajo está

31 orientado a investigar el comportamiento de las bajas recuperaciones del oro en la Unidad Minera UNTUCA con alto contenido de oro que nos permitirá establecer los parámetros de trabajo óptimos del proceso de flotación entonces el desarrollo de nuestro proyecto queda plenamente justificado.

2.5.- FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS

2.5.1.- Hipótesis general:

Hipotéticamente creemos que los parámetros del proceso flotación influye significativamente en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

2.5.2.- Hipótesis específicos:

• Creemos que el uso del colector AP 4037 en el proceso flotación influye significativamente en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

• El uso del activador CuSO4 en el proceso de flotación influye significativamente en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

• La granulometría del mineral en el proceso de flotación influye significativamente en el incremento de la recuperación del oro utilizando diseños experimentales en la compañía minera UNTUCA S.A.

32

2.6.- VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN:

2.6.1.- Variable independiente (x):

X1= COLECTOR AP 4037 X2 = Activador CuSO4

X3 = Granulometría del Mineral 2.6.2.- Variable dependiente (y):

Y = La recuperación de oro

2.6.3 Indicadores de las variables de la investigación 2.6.3.1. Indicadores de la variable independiente:

• Consumo del colector AP 4037

• Consumo del activador CuSO4

• La granulometría del mineral

2.6.3.2.- Indicadores de la variable dependiente:

• Recuperación del oro

• Ley del concentrado de oro

33

CAPITULO III

MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN

3.1 ANTECEDENTES

Cóndor Espíritu, Jhon Arturo, (2017), para obtener el título profesional dice en su Tesis: Evaluación y determinación de parámetros para molienda y flotación en minerales oxidados con contenido de oro y cobre. El presente trabajo de investigación se ha realizado a partir de ensayos experimentales que permiten determinar: cuantificaciones para una granulometría adecuada empleando un molino de 21x24 cm y con una carga de 13 kg en bolas. La granulometría adecuada conseguida mediante pruebas de laboratorio, nos muestra que el mineral tratado en el proceso de flotación se tiene un mayor grado de liberación y consecuentemente mayor obtención de cobre (Cu) y oro (Au) en el concentrado (ver Tabla N° 19) en relación a los valores de estudios previos. Para lograr un buen concentrado es importante tener un buen

34 tamaño de partícula y una buena combinación de reactivos y condiciones de funcionamiento en las sub etapas: Rougher y Scavenger. El proceso de flotación también enreda dos sub etapas, la primera el conseguir un concentrado de la parte del mineral que es sulfurada y la segunda realiza un proceso de flotación con diferentes parámetros al anterior para lograr un concentrado de la parte del mineral oxidado. Los reactivos utilizados para los ensayos del presente trabajo de investigación son los siguientes:

Xantato Amílico de potasio (Z6), A-404, A-3418, A-3302, DT-434, LS 22, MIBC, Na2CO3, Na2S. Es por ello que en la presente tesis se investiga y evalúa parámetros para obtener una mejor recuperación de Cobre y Oro como ofrecimiento para minerales oxidados con altos contenidos de hierro, carbonatos, refractarios, etc. que hacen ineficaces los esquemas de recuperación. Para encontrar las mejores soluciones de ingeniería a los diferentes problemas planteados en el proceso de molienda y flotación se cuenta con: muestras de mineral oxidado que contiene cobre y oro, reactivos, laboratorios y data histórica de condiciones operativas de flotación. Por lo tanto, es necesario que el mineral de fuentes oxidadas sea tratado de una manera especial mediante procesos físicos y / o químicos para mejorar la recuperación convencional de cobre y oro.

Finalmente, con los parámetros de molienda y flotación obtenidos experimentalmente, se optimiza el proceso y consecuentemente se obtiene mayor recuperación de cobre y oro comparado con los esquemas típicos de recuperación.

La siguiente fotografía nos muestra la presencia del oro en los minerales de cuarzo, en la naturaleza, lo que nos permite visualizar la forma de

35 incrustaciones que se presenta y nos permita luego el tratamiento adecuado;

Fotografía de oro en cuarzo

Araujo, M., Azañero, A. y Lovera, D., (2014), en la Revista del Instituto de Investigación (RIIGEO), FIGMMG-UNMSM, escribieron el siguiente trabajo de Investigación titulada: Optimización en la recuperación de oro de minerales mixtos en Cerro Corona - Goldfields La CIMA. Esta investigación busca ciertas opciones que accedan a rescatar el oro que se encuentra asociado a minerales oxidados y sulfurados por medio de la combinación adecuada de la unidad primordial (sulfuro de cobre) con minerales oxidados, empleando, la flotación de los minerales que es propio para los sulfurados principalmente y esto permite una recuperación mayor. Los que desarrollaron este trabajo investigativo han trabajado variando los contenidos de 15%, 10% y 5% de mineral oxidado. Por este dato podremos deducir cual es la mezcla adecuada que permita realizar una separación de oro no logrando afectar la ley de cobre y su recuperación en el concentrado.

El estudio microscópico nos permite señalar las sustancias que están

36 asociadas al oro y de acuerdo a esta observación se determine el grado de liberación de los asociados y esto se logró mediante el estudio microscópico óptico adecuado.

Concluyendo que la investigación se consigue mejor rendimiento metalúrgico con 15g/t de una mezcla de (xantatoformiato + tionocarbamato), con un aumento de 13% en la recuperación de oro.

FOTOGRAFIA DE MINERAL DE ORO EN EL MICROSCOPIO

Hilario Damaso, Gorvenia, (2006), presento la siguiente tesis titulada:

Proyecto del circuito de flotación flash en mejora de la recuperación de oro grueso, para optar el título profesional de Ingeniero Metalurgista en la Universidad nacional de Ingeniería.

La investigación asegura que la flotación Flash fue probado a nivel de laboratorio, donde se recuperó el 88.4% del oro que recircula, dando como un resultado; superior a la gravimetría de 27.57% del oro recirculante, seguidamente de la etapa prueba piloto de la Flotación Flash lo cual

37 resulta obteniendo a nivel de laboratorio. Al no contar con la celda de pilotaje; al realizar el aumento se ejecutó una presentación de simulación matemática con el método de recuperaciones parciales para pronosticar su efecto.

Huilca Rodríguez, Didi Paul y Sihuay Jayacc, Raul hugo, (2014), presentaron la tesis titulada: Estudio del mecanismo de activación de los granos de oro en la flotación de los minerales refractarios pi riticos en MARSA, para optar el título profesional de Ingeniero Metalurgista y de Materiales en la Universidad nacional del Centro del Perú.

La investigación se encuentra bajo los elementos de diligencia de los métodos metalúrgicos específicamente de la metalurgia del oro y todas las actividades, operaciones y procesos que se desarrollaran en esta tesis con metodología científica experimental. Teniendo como finalidad el determinar una mayor recuperación de oro por el método convencional de flotación en minerales de oro, siendo baja por su complejo y mineral.

El mineral de estudio fue extraído del underflow del ciclón D-20, a través del muestreo sistemático realizando; una caracterización mineralógica y analizar el grado de asociación, para conocer sus leyes de cabeza y elementos que los acompañan. La mineralogía del oro se halla como:

escamas brillantes, escamas opacas, grano brillante y grano opaco.

Se realizaron curvas de molienda para controlar la granulometría del mineral tenga 55.33% -malla 200.

El determinar cómo influyen las características y variables operativas en el proceso de activación en la flotación de los granos de oro contenidos en sus minerales refractarios en MARSA.

38

3.2 TEORÍA BÁSICA

3.2.1 Los parámetros del proceso flotación

Si el oro no estuviera acompañado de impurezas sería más fácil recuperarlo a través de la flotación.

El proceso a utilizar para filtrar impurezas dependerá de la cantidad de contaminantes que contenga el mineral en su superficie, estos pueden ser: lixiviación, graviconcentración y flotación.

3.2.1.1 Flotación de sulfuros, con contenido de minerales de oro con baja ley

A continuación, se muestra un gráfico con combinaciones válidas para una correcta recuperación.

39

Gráf ico 15 : Diagrama de f lujo para procesar un Mineral de Oro por Flotación y Cianuración

3.2.1.2.2 Flotación de minerales de cobre con contenido de oro La flotación de minerales de cobre con contenido aurífero se retendrá a la ocurrencia y asociación con sulfuros de hierro de estos minerales.

40

Gráfico 16: Diagrama de flujo para procesar un Mineral de Cobre por Flotación y Cianur ación

3.2.2 Recuperación del oro

Los parámetros para la recuperación del oro en un mineral son: naturaleza del depósito, la mineralogía de la mena y la distribución de oro en el mineral.

El oro es un metal raro que se encuentra en mayor cantidad en almacenes de placeres aluviales, venas de silicatos o encapsulado en sulfuros.

Las demás ocurrencias comunes de oro son: con los metales del grupo de la plata y platino, selenio, teluro y antimonio que afectan negativamente el proceso de flotación del mineral.

41

CAPITULO IV

PRUEBAS EXPERIMENTALES

4.1. INTRODUCCIÓN

Para determinar el proceso metalúrgico obedece a la realización de pruebas de evaluación, optimización y exploración a diferente escala, donde se verá mejoras en los procesos de extracción de los principales minerales de interés en nuestro caso es la flotación de oro.

Por lo que se plantea evaluar el proceso de gravimetría y flotación mediante pruebas experimentales a nivel laboratorio y compararlos con los de nivel industrial, lo cual nos permitirá acondicionar la planta concentradora en la mejora de la recuperación del oro y los metales de interés si fuese el caso.

La determinación del número de pruebas necesarias para optimizar una operación nos da el número de factores o variables que son :

42 granulometría, CuSO4 y el AP 4037, teniendo como variable respuesta el

% de recuperación de oro en el proceso de flotación.

4.2. PRUEBAS DE FLOTACIÓN A NIVEL LABORATORIO

Las pruebas de flotación experimental permiten obtener información relevante relativo a los beneficios metalúrgicas y económicas que el mineral de oro posee en su recuperación. Siendo utilizada la información de manera metódica para la aplicación de conocimientos, habilidades, capacidades, ingenio e imaginación basada en la experiencia obtenida en la planta concentradora.

Permitiéndonos solucionar los problemas de comportamiento del mineral con sus respectivas variables y complejidades propias de su constitución mineralógica.

La secuencia progresiva de información y experimentación, detallando y anotando las observaciones e interés, permitirá simplificar su desarrollo.

4.3. MUESTREO

Siendo necesario la obtención de muestras representativa, convirtiéndose en el objetivo principal que evalúan cualquier operación y/o proceso que podrá adquirir información que ayude a determinar las variables que influyen en dicha evaluación.

Según Pierre Gy, creador de la teoría moderna del muestreo de minerales, cuando una condición de equiprobabilidad no se cumple, se tiene más bien un espécimen (un ejemplar) en vez de una mu estra.

En nuestra evaluación se obtuvo una muestra de cabeza durante un

43 periodo de 12 horas, obteniendo una muestra de aproximadamente 60 kilogramos de mineral los cuales se llevó al laboratorio metalúrgico para su evaluación e identificación de sus principales variables.

4.3.1. Esquema experimental

El proceso experimental en laboratorio se trabajó de lo siguiente, primero la preparación mecánica del mineral, caracterización del mineral, pruebas de moliendabilidad, pruebas de gravimetría, pruebas de flotación abiertas y pruebas de flotación cíclica, tal como se aprecia en la siguiente figura:

Gráfico 17. Esquema experimental

44 4.3.2. Caracterización Del Mineral

Los resultados de la caracterización física y química del mineral de Faja N°15 se presentan en la Tabla.

Tabla 10. Análisis químico del mineral

Detalle Valor

Ley g. Au/t 2.43

Gravedad especifica 6.69 Wor Índex Kwh/tc 15.70 Fuente: Laboratorio químico.

4.3.2. Pruebas de Moliendabilidad

La prueba de moliendabilidad permite tener el tiempo requerido de molienda para lograr la granulometría deseada en laboratorio. Para nuestro estudio la granulometría requerida es de 50%-200m para las pruebas de gravimetría. Las colas de gravimetría pasan a una remolienda hasta obtener 70 -75%- 200m, con este producto se realizan las pruebas de flotación.

Tabla 11. Malla vs Tiempo

Malla % -200m Tiempo

50 % -200m 50 12.38

70 % -200m 70 24.09

75 % -200m 75 27.59

Fuente: Laboratorio químico.

45

Gráfico 18: Tamaño de partícula vs Tiempo de molienda 1^er turno

4.3.4. Ensayo Gravimétrico

Los ensayos gravimétricos se realizaron con un concentrador centrífugo FALCON modelo ICON SB40, la muestra fue de 40 kg y los parámetros utilizados fueron 40 Hz de revoluciones y 5 PSI de presión de agua.

46 Gráfico 19: Esquema del ensayo

Tabla 12. Balance de Ensayo Gravimétrico

Producto Peso (g) % Peso Ley Au (g/t)

Cont.

Metálico Au (g)

Distribución (%) Cbza ensayada 40000.00 100.00 2.43 0.10

Concentrado 1818.81 4.55 17.21 0.03 29.53

Relave 38181.62 95.45 1.96 0.07 70.60

Cbza

Calculada 40000.00 100.00 2.65 0.11 100.00

Fuente: Laboratorio químico.

47 4.3.5. Pruebas De Flotación

Las pruebas flotación fueron de vital importancia para la presente investigación ya que gracias a sus resultados se pueden experimentar mejoras en el proceso, los detalles se mencionan a continuación:

Se utilizó celdas de flotación de 1 kg de capacidad, con un 32% de sólidos aproximado. Por otro lado, se realizaron las siguientes pruebas, pruebas de cinética de flotación, pruebas abiertas con las etapas Rougher Scavenger y las pruebas cíclicas de flotación con las etapas Rougher Scavenger y Cleaner. Los reactivos usados para las pruebas fueron, AP – 4037; Sulfato de cobre (CuSO4), Xantato Z-6.

PRUEBAS DE CINÉTICA DE FLOTACIÓN

Las siguientes pruebas se realizaron con la finalidad de establecer el tiempo para una óptima recuperación, lo cual fue remontado por medio de un factor que oscila entre 2 a 4 a nivel industrial. El resultado del tiempo óptimo fue cerca de 27.59 minutos.

PRUEBAS DE FLOTACIÓN ROUGHER - SCANVENGER

Consecutivamente se efectuaron pruebas de flotación con etapas Rougher Scavenger en circuito abierto a nivel de laboratorio.

A continuación, se muestra el esquema que se usó para las pruebas abiertas se exhibe en la Figura.

48 Gráfico 20: Esquema de flotación estándar

Fuente: Laboratorio químico.

Tabla 13. Balance metalúrgico de flotación estándar Pruebas CuSo4 Xantato AP 4037 Granulometría Ley

Rougher Ley Scv

Ley Rlv

Recuper ación % Ro +

Scv

Ro + Scv

Ro +

Scv Malla #-200 Au g/t Au g/t Au g/t

Ro + Scv

STD 34.32 21.07 69.29 70 24.51 4.85 0.5 66.83

Prueba

No. 1 36.43 21.07 73.55 75 26.59 9.51 0.54 67.82 Fuente: Laboratorio químico.

4.4. SELECCIÓN DE VARIABLES PARA LA RECUPERACIÓN DE Au

Se cuenta con dos tipos de variables las controladas son: Granulometría, CuSO4 y AP 4037 y como variable respuesta está la recuperación de Oro dado en porcentaje.

Tabla 14. Variables Controladas

Variable Nivel Mínimo (-) Nivel Máximo (+)

Z1: Granulometría (-200m) 70 75

Z2: CuSO4 (ml/minutos) 120 130

Z3: AP 4037 (ml/minutos) 30 40

Fuente: Elaboración propia.

Esquema de dosificación PRUEBA DE FLOTACIÓN BATCH

Rougher Au 10 min

Acond.

2 min 1. Z-6: 14.05 g/t

2. CuSO4: 22.94 g/t 3. AP 4037: 46.19 g/t

Conc. Ro

Scavenger Au 5 min

Conc. Scv Acond.

1 min Alimeto de flotación: Rlv Gravimetria

W= 1 Kg

1. Z-6: 7.02 g/t 2. CuSO4: 11.38 g/t 3. AP 4037: 23.10 g/t

49

4.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PARA LA FLOTACIÓN DE Au

4.5.1. Diseño Factorial

El diseño factorial es el más utilizado en ingeniería para que se comprenda el efecto de dos o más variables independientes respecto a la variable dependiente.

Al deducir por el tipo de variables, se usará un diseño experimental de primer orden, del tipo N = 2K, teniendo que trabajar con dos niveles y K factores o variables (consideramos 3 variables), lo que da N= 8 pruebas.

4.5.2. Evaluación del proceso

La evaluación de las principales variables seleccionadas en la recuperación de oro, son reflejadas en el control de los reactivos de flotación como son la granulometría, CuSO4 y AP 4037, mostrando una mejora en la recuperación de oro, según la matriz de diseño que se presenta en la siguiente tabla con sus respectivos resultados de la experimentación.

Tabla 15. Matriz del Diseño Factorial

Numero X1 X2 X3 Granulometría CuSO4 AP 4037 Respuesta

1 -1 -1 -1 70 120 30 63.56

2 1 -1 -1 75 120 30 63.77

3 -1 1 -1 70 130 30 64.31

4 1 1 -1 75 130 30 65.07

5 -1 -1 1 70 120 40 64.48

6 1 -1 1 75 120 40 65.17

7 -1 1 1 70 130 40 65.13

8 1 1 1 75 130 40 68.9

9 0 0 0 72.5 125 35 65.04

10 0 0 0 72.5 125 35 65.01

11 0 0 0 72.5 125 35 65.04

Fuente: Elaboración propia.

50

4.6. EVALUACIÓN Y CÁLCULO DE LOS EFECTOS DE LAS VARIABLES

Al determinar el nivel de atribución de las variables del diseño factorial experimentada por medio de criterios de optimización de un proceso se calcula los efectos. La consecuencia de una variable experimental se precisa en la variación de la respuesta causada por cambio d e nivel de la variable. El cambio en el nivel de las variables se calcula por diversos métodos.

El método para calcular la diferencia entre los valores promedio de las respuestas cuando las variables se halla en el nivel superior y posteriormente se resta la cantidad el promedio de las respuestas cuando la variable se encuentra en su nivel inferior, definido por:

𝑬

=

𝒓^{𝟐𝒌−𝟏}

∑ 𝒀

∑ 𝒀

𝒓

El cálculo matricial es el segundo método para la estimación de los efectos de acuerdo a la siguiente expresión:

51

𝑬

=

𝑵𝒋=𝟏

𝒓^{𝟐𝒌−𝟏}

𝒋 = 𝟏, 𝟐, … , 𝑵

𝑬

𝑿

𝒀

La ecuación 4.2, puede usar una hoja de cálculo o un lenguaje de programación para el cálculo matricial de los efectos. Donde se calcula el numerador de esta ecuación en forma independiente porque ayuda a facilitar la determinación de los efectos. recomendando calcular el numerador de esta ecuación en forma independiente porque facilita la determinación de los efectos y el análisis de la varianza. Por lo tanto, para la investigación se usará este método.

El diseño 2K es un método que se utiliza para el cálculo de los efectos y de la suma de los cuadrados. Al utilizar este algoritmo en primero se edifica una tabla de combinaciones de las variables de cada prueba experimental y las correspondientes respuestas o el total de las respuestas, en orden estándar. Por orden estándar se concibe que cada factor se introduce uno a la vez combinándolo con todos los niveles de los factores que están por encima de él. Es así como el orden estándar de un diseño 23 que llega a tener cuenta todas las variables y sus respectivas combinaciones, así como: a, b, c, ab, ac, bc y abc.

52 El procedimiento de evaluación de los datos obtenidos (Tabla 4.3) se calcula la variación del efecto para cada una de las variables e interacciones como sigue:

Tabla 16. Cálculo de los Efectos del Diseño 23

Effect Estimates; Var.: % Recuperación; R-sqr=.9997; Adj:.9995 (Spreadsheet1)2**(3-0) desing;MS Resid