RECUPERACIÓN DE METALES PRECIOSOS

RECUPERACIÓN DE METALES PRECIOSOS PROVENIENTES DE PRESA DE
JALES
Ma. del Carmen Ojeda Escamilla y Juan Luis Reyes Bahena
Instituto de Metalurgia, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Av. Sierra leona 550, Lomas 2ª
Sección, 78210 San Luis Potosí, S.L.P., México.
Tel/Fax (52-444) 825-43-26 Ext. 113, 124
Correo electrónico: [email protected], [email protected]
RESUMEN
En la actualidad, beneficiar minerales de presa de jales esta convirtiéndose en una
necesidad y un reto para el procesamiento de minerales. El incremento del desarrollo
de nuevos proceso de beneficio de minerales provenientes de presa de jales se esta
observando a nivel mundial para el beneficio de minerales sulfuros de cobre, plomo,
zinc que presentan altos contenidos de oro y plata (metales preciosos).
El presente trabajo presenta los resultados metalúrgicos realizados para la recuperación de
metales preciosos, tales como el oro y la plata de minerales provenientes de presa de jales.
Los resultados muestran que es posible obtener leyes promedio de oro entre 37 y 83.5 g/ton
y 2476 y 2548 g/ton de plata con recuperaciones promedio de 50.0% por el proceso de
flotación.
El tamaño de partícula juega un papel importante en los parámetros de la cinética de
flotación, para lo cual se requiere al menos tener un 70% a menos 200 mallas para favorecer
la conversión de mineral no flotable a flotable. Por otro lado, baja recuperación de plata se
debe principalmente a la presencia de sulfosales que no responden fácilmente al proceso de
flotación provocando una menor constante cinética de flotación.
XIII Encuentro Sobre Procesamiento de Minerales
11-13 Octubre 2006, San Luis Potosí, S.L.P., México
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RECUPERACIÓN DE METALES PRECIOSOS PROVENIENTES DE PRESA DE
JALES
Ma. del Carmen Ojeda Escamilla, Juan Luis Reyes Bahena
1.
INTRODUCCION
Actualmente, el beneficio de minerales provenientes de presa de jales esta
presentando una importante generación de valor económico agregado en el
procesamiento de minerales. El desarrollo de nuevos proceso de beneficio de
minerales provenientes de presa de jales no sólo está enfocado al beneficio de
minerales sulfuros de cobre, plomo, zinc y a los no sulfuros como la fluorita, sino
también al procesamiento de minerales preciosos, tales como oro y plata por el
método de flotación.
Ya que la mayoría de los jales de diferentes minas, que han quedado como
consecuencia de años de proceso, reportan en promedio valores de oro y plata del
orden de 1.6 g Au/ton y 90 g Ag/ton, resultan económicamente atractivas para su
procesamiento.
El presente estudio esta basado en el estudio de concentración de minerales de
sulfuros con altos contenidos de oro y plata por el método de flotación.
2.
EXPERIMENTAL
2.1
Mineral
El mineral usado en este estudio proviene de presa de jales, los cuales han
ensayado las siguientes leyes (Tabla 1):
Tabla 1: Ley global promedio de las muestras originales
Leyes
Mineral
Au
Ag
(g/ton)
(g/ton)
MJ1
1.54
87.86
MJ2
2.02
85.66
MJ3
1.75
81.16
La Tabla 2 muestras la relación de leyes en función de la distribución de tamaños
para las muestras originales. Como se observa en la tabla, la concentración más alta
de valores de Au y Ag es en la fracción gruesa (> malla 200).
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Tabla 2: Leyes de Au y Ag por fracción de tamaños en las muestras originales
Ley de Au, g/ton
Ley de Ag, g/ton
Malla
MJ1
MJ2
MJ3
MJ1
MJ2
MJ3
60
2.48
3.88
2.96
184
179
174
80
2.4
2.64
2.68
144
210
128
200
1.36
1.92
1.60
84
78
72
325
1.28
1.16
0.96
30
20
24
-325
1.20
1.08
1.12
47
42
32
Sin embargo la distribución de valores de Au y Ag se concentra en mayor proporción
en la malla 200 tal y como se muestra en las Figura 1 y Figura 2, respectivamente.
Distribución de Au, %
60
50
40
30
20
10
0
60
80
200
325
-325
No. de Malla
MJ1
MJ2
MJ3
Figura 1: Distribución de Au por fracción de tamaño en las muestras originales
Distribución de Ag, %
60
50
40
30
20
10
0
60
80
200
325
-325
No. de Malla
MJ1
MJ2
MJ3
Figura 2: Distribución de Ag por fracción de tamaño en las muestras originales
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2.2
Desarrollo experimental
Las pruebas metalúrgicas fueron diseñadas para el desarrollo de un esquema
químico para el tratamiento de los minerales de Au y Ag provenientes de presa de
jales. Los estudios metalúrgicos se realizaron en las siguientes etapas:
1. Análisis de caracterización mineralógica
2. Pruebas de molienda
3. Pruebas de flotación
Los productos de los análisis granulométricos con una mayor concentración de Au y
Ag se prepararon para análisis de caracterización mineralógica los cuales fueron
efectuados en microscopio electrónico de barrido (Phillips XL-30) utilizando
electrones retrodispersos y un analizador EDX. Los resultados se obtienen en forma
de imagen, espectro y composición de cada mineral encontrado.
Las pruebas de molienda se efectuaron en un molino de barras tomando como base
1Kg. de mineral. En cada prueba se separó el mineral grueso del fino tomando como
malla de referencia la #200. Así, el mineral grueso se envía a molienda y el producto
obtenido se junta con el fino a la flotación como lo muestra el diagrama de la Figura
3.
Esquema de molienda
1
3
+200 mallas
2
1.
2.
3.
-200 mallas
Alimentación
Clasificación
Molienda
4
granulometría
Figura 3: Representación esquemática de molienda
Para las pruebas de flotación se utilizó una celda de laboratorio marca denver para
pruebas de 1Kg. Se realizaron cuatro series de pruebas de flotación variando el
tamaño de partícula:
•
•
•
2 con un tiempo de molienda de 5 minutos
1 con un tiempo de molienda de 8 minutos
1 con un tiempo de molienda de 15 minutos
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Los reactivos utilizados fueron:
-
Promotor 404 (Cytec)
Promotor 5100 (Cytec)
Sulfato de cobre
Xantato isopropílico de sodio, XIS, (Alkemin);
Espumante A70 (Cytec),
Las pruebas de flotación se realizaron en forma de cinética con la finalidad de
determinar tiempos de corte en laboratorio que podrán determinar hasta donde se
llevaría a cabo una flotación primaria, agotativos, definir limpias y la flotabilidad total
de los minerales de valor económico.
El esquema de flotación utilizado se presenta en la Figura 4.
Esquema de flotación
404 8g/t
5100 8g/t
CuSO4 150 g/t
molienda
xis 15 g/t
esp 70 15 g/t
acondicionamiento
3 min
Flotación por etapas
Conc 1
5 min
xis 5g/t
esp 5g/t
10 min
Conc 2
xis 5g/t
esp 5g/t
15 min
Conc 3
20 min
Conc 4
Colas
Figura 4: Representación esquemática de las pruebas de flotación
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3.
RESULTADOS
3.1
Estudios de caracterización
3.1.1 Muestra MJ1
Los análisis efectuados revelaron que los minerales de plata en la MJ1 en orden de
abundancia son:
- Argentita: Ag2S, 65%
- Pirargirita: Ag3SbS3 con bajos contenidos de cobre 20%
- Argentita con contenidos de cobre Ag2S,/Cu: 15%
Las partículas de plata se encontraron asociadas a cuarzo, feldespato y pirita en una
proporción aproximada de:
- Argentita en sílice (cuarzo): 60%
- Pirargirita en feldespato K: 35%
- Argentita con contenidos de cobre en pirita: 5%
Otros minerales:
- Pirita, FeS2
- Calcopirita, CuFeS2
- Arsenopirita, FeAsS
Los tamaños de las partículas en promedio:
- Argentita de 3 y 30 micras asociadas a sílice (cuarzo) de 120 a 150 micras.
- Pirargirita de 2 a 12 micras asociadas a feldespato K de 100 a 120 micras.
- Argentita con contenidos de cobre de 1a 3 micras ocluidas en pirita de 20 a 30
micras
3.1.2 Muestra MJ2
Los análisis efectuados revelaron que los minerales de plata en la MJ2 en orden de
abundancia son:
- Argentita, Ag2S
- Plata Nativa, Ag
Se encontraron otros minerales, tales como:
- Sílice
- Feldespatos.
El mineral más abundante de plata es la argentita seguida de plata nativa. Se observa que la argentita se encuentra liberada en un 60% en tamaños hasta de 110 micras. Cuando está asociada los tamaños varían hasta en 40 micras y se asocian principalmente a sílice y feldespatos.
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3.1.3 Muestra MJ3
Los análisis efectuados revelaron que los minerales de plata en la MJ3 en orden de
abundancia son:
- Argentita con contenidos de cobre, Ag2S/Cu
- Argentita
El mineral de oro observado fue:
- Electrum, Au-Ag
Los minerales de plata se encuentran asociados en casi un 100% y lo hacen
principalmente a sílice y feldespatos. Los tamaños de los minerales de plata
asociados son hasta de 60 micras. El oro se encuentra en tamaños hasta de 7
micras y se asocian principalmente a la sílice.
100
Recuperación de Au, %
Recuperación de Ag, %
3.2
Pruebas de flotación
Los resultados de las pruebas de flotación son mostrados en las siguientes figuras
(Figura 5, 6 y 7), en las cuales se describe la relación recuperación del mineral de
valor contra tiempo de flotación en función del tiempo de molienda.
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
100
80
60
40
20
0
25
0
5
10
5 min
10 min
15
20
25
20
25
Tiempo, min
Tiempo, min
15 min
5 min
10 min
15 min
100
Recuperación de Au, %
Recuperación de Ag, %
Figura 5: Curvas de recuperación en función del tiempo para la muestra MJ1
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
25
100
80
60
40
20
0
0
5
10
Tiempo, min
5 min
10 min
15 min
15
Tiempo, min
5 min
10 min
15 min
Figura 6: Curvas de recuperación en función del tiempo para el mineral MJ2
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Recuperación de Au, %
Recuperación de Ag, %
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
25
100
80
60
40
20
0
0
5
10
5 min
10 min
15
20
25
Tiempo, min
Tiempo, min
15 min
5 min
10 min
15 min
Figura 7: Curvas de recuperación en función del tiempo para el mineral MJ3
En general, a mayor tiempo de molienda mayor es la recuperación de los minerales
de plata y oro en las muestras en estudio. Esto con excepción del mineral de plata en
la muestra MJ1, la cual muestra una mejor recuperación a un tiempo de molienda de
5 minutos.
3.2.1 Cinética de flotación
Los parámetros cinéticos de flotación fueron determinados usando la ecuación de
Garcia-Zuñiga (1935), en la cual se presentan dos componentes, tales como:
fracción que no flota y otra fracción que flota.
RTotal = φ + (1 − φ ) * exp(− k * t )
Donde
RTotal
φ
(1-φ)
k
t
Ec.(1)
es la recuperación total del mineral.
es la fracción del mineral que no flota.
es la fracción del mineral que flota.
es la constante cinética de primer orden del mineral que flota.
es el tiempo de flotación.
La Figura 8 muestra los parámetros cinéticos de la muestra MJ1. Como se observa,
la recuperación de plata disminuye conforme se incrementa el tiempo de molienda,
debido a una baja proporción de mineral flotable. Sin embargo, la cinética del mineral
de plata se incrementa.
La baja flotabilidad se debe principalmente a la intima asociación del mineral de plata
con otros minerales como la sílice, feldespatos y pirita. El tamaño del grano de
asociación de la plata con estos minerales es en el rango de:
- 3-30 micrones en partículas de cuarzo de 120-150 micrones.
- 2-12 micrones en partículas de feldespatos de 100-120 micrones.
- 1-3 micrones en partículas de pirita de 20-30 micrones.
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8
Oro (MJ1)
0.70
0.70
0.60
0.60
0.50
0.50
0.40
0.40
Valor
Valor
Plata (MJ1)
0.30
0.30
0.20
0.20
0.10
0.10
0.00
Fracción -Flota
5 min
10 min
0.00
k (1/min)
15 min
Fracción - Flota
5 min
10 min
k (1/min)
15 min
Figura 8: Parámetros cinéticos de flotación (muestra MJ1)
La fracción de mineral de oro se incrementa conforme se incrementa el tiempo de
molienda, lo cual puede ser a una mayor liberación de este mineral.
En relación con el mineral MJ2; se observa un incremento en la fracción que flota y la
cinética de primer orden para el mineral de plata y el oro conforme se incrementa el
tiempo de molienda. Sin embargo, la cinética de flotación tiende a disminuir con el
incremento del tiempo de molienda. Esto permite concluir que debido a que el
mineral de plata esta asociado principalmente a sílice y feldespatos (incrustaciones
de 40 micrones), la cinética de flotación se ve reducida por la asociación del mineral
de ganga.
Oro (MJ2)
0.60
0.70
0.50
0.60
0.50
0.40
Valor
Valor
Plata (MJ2)
0.30
0.20
0.30
0.20
0.10
0.00
0.40
0.10
Fracción
5 min
k (1/min)
10 min
15 min
0.00
Fracción
5 min
k (1/min)
10 min
15 min
Figura 9: Parámetros cinéticos de flotación (muestra MJ2)
El mineral MJ3, responde de igual forma al proceso de flotación, a mayor tiempo de
residencia (mayor liberación), la fracción que flota se incrementa significativamente.
Por otro lado, la constante cinética es ligeramente disminuida, esto debido a la
asociación de casi un 100% con minerales de sílice y feldespatos. Los tamaños de
los minerales de plata asociados son hasta de 60 micras. El oro se encuentra en
tamaños hasta de 7 micras y se asocian principalmente a la sílice.
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9
Oro (MJ3)
0.60
0.70
0.50
0.60
0.50
0.40
Valor
Valor
Plata (MJ3)
0.30
0.20
0.30
0.20
0.10
0.00
0.40
0.10
Fracción
5 min
k (1/min)
10 min
15 min
0.00
Fracción
5 min
k (1/min)
10 min
15 min
Figura 10: Parámetros cinéticos de flotación (muestra MJ3)
4.
CONCLUSIÓN
De acuerdo a la serie de pruebas metalúrgicas realizadas en el mineral problema. Se
concluye que:
1. El tamaño de partícula es importante en la recuperación de valores del mineral
proveniente de la presa de jales por lo que se recomienda moler el mineral
cuando menos a 70% a -200 mallas.
2. El uso de sulfato de cobre activa los minerales con contenidos de oro y plata
promoviendo su flotabilidad.
3. En flotación primaria pueden obtenerse leyes de:
a. Mineral MJ1: 37 g/ton Au, 2476 g/ton de plata con recuperaciones de
52.78 y 43.44% respectivamente.
b. Mineral MJ2: 83.5 g/ton Au, 3548 g/ton de plata con recuperaciones de
47.99 y 33.60% respectivamente.
c. Mineral MJ3: 66.6 g/ton Au, 3336 g/ton de plata con recuperaciones de
49.56 y 42.0% respectivamente.
4. La baja recuperación de plata puede deberse a la presencia de sulfosales que
no responden fácilmente al proceso de flotación. Provocando una menor constante cinética de flotación.
5. La baja recuperación de plata se debe principalmente a una intima asociación
con sílice y silicatos, motivo por el que se recomienda una molienda más fina.
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