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Mejora de la Recuperación de cobre por Control
Metalúrgico en la Etapa de Molienda y Flotación
en Concentradora Antamina
Autores:
Carlos León
Miguel Porras
Implementación del sistema Float Force en
flotación rougher y su impacto en la
recuperación.
Todas estas evaluaciones y mejoras implementadas
en la etapa de molienda y flotación han permitido
mejorar la recuperación de cobre, reflejándose en
mayor metálico producido.
-
1. Introducción
Resumen
Optimizar la recuperación de Cobre es uno de los
objetivos constantes y principales de Antamina, por
ello se realizaron estudios en la etapa de molienda y
flotación orientados a mejorar la recuperación de
cobre en minerales M1 y M4A. Dentro del grupo de
trabajos de investigación realizados tenemos:
-
-
Efecto de mayor capacidad de molienda
(expansión de planta) con similar o menor k80 en
la alimentación a flotación rougher de cobre.
Efecto del nuevo diseño de Shell Liner en la
eficiencia de Molienda.
Control de la flotación del fierro desde la etapa
de molienda.
Impacto en la recuperación de cobre por
variación en la densidad de pulpa.
Efecto del tiempo de residencia en flotación
rougher de cobre.
Implementación del sistema Float Force en
flotación rougher y su impacto en la
recuperación.
Todas estas evaluaciones y mejoras implementadas
en la etapa de molienda y flotación han permitido
mejorar la recuperación de cobre, reflejándose en
mayor metálico producido.
Abstract
Optimizar la recuperación de Cobre es uno de los
objetivos constantes y principales de Antamina, por
ello se realizaron estudios en la etapa de molienda y
flotación orientados a mejorar la recuperación de
cobre en minerales M1 y M4A. Dentro del grupo de
trabajos de investigación realizados tenemos:
-
-
Efecto de mayor capacidad de molienda
(expansión de planta) con similar o menor k80 en
la alimentación a flotación rougher de cobre.
Efecto del nuevo diseño de Shell Liner en la
eficiencia de Molienda.
Control de la flotación del fierro desde la etapa
de molienda.
Impacto en la recuperación de cobre por
variación en la densidad de pulpa.
Efecto del tiempo de residencia en flotación
rougher de cobre.
Con la expansión de planta en la etapa de molienda
(2SAGs y 4 Molino de Bolas), se tiene una mayor
capacidad de molienda que permite obtener un
menor K80 para la etapa de flotación o incrementar
el tonelaje de procesamiento manteniendo el mismo
K80, lo cual al final se traduce en una mayor
producción metálica de cobre.
Por otro lado, debido a que en la flotación rougher de
Cobre para minerales M1 se requiere obtener la
mayor recuperación posible de cobre sin afectar los
grados de Cobre y controlar la activación del Fierro,
se planteó evaluar el efecto del pH y el efecto de la
adición de cal en la etapa de molienda y flotación.
Los resultados obtenidos incrementando la
proporción de cal en la etapa de molienda indican
una mejora significativa en la calidad del
concentrado, con respecto a la adición de cal en la
etapa de flotación, obteniéndose un mejor grado de
cobre por menor activación del fierro en mineral M1.
Cabe indicar que esto no ha significado un mayor
consumo de cal, sino redistribuir el consumo de este
reactivo agregando una mayor proporción en la
etapa de molienda. Esta alternativa permite también
la posibilidad de disminuir el consumo del depresor
(NaCN) por efecto de un mejor control de la
activación del Fierro.
Asimismo, en la etapa de molienda se implementó un
cambio en el diseño de los shell liners del molino, lo
cual ha permitido obtener una mejor eficiencia de
molienda con mayor ratio de reducción respecto a los
diseños anteriores y como consecuencia un menor
K80 en el producto hacia flotación.
También, se realizaron en Laboratorio Metalúrgico
flotaciones cinéticas con minerales M1 y M4A con
diferentes densidades con la finalidad de encontrar la
mejor condición de flotación para optimizar las
recuperaciones de Cu, Mo, Ag y Zn en la medida de
lo posible. Los mejores resultados obtenidos en
mineral M1 fueron a mayores porcentajes de sólidos,
mientras que en mineral M4A las recuperaciones de
cobre fueron similares a diferentes porcentajes de
sólidos en la alimentación. Es por ello, que se decidió
trabajar a un mayor porcentaje de sólidos por el
mayor tiempo de residencia que se genera.
Por otro lado, se realizaron estudios orientados a
cuantificar las pérdidas de cobre en tamaño grueso
en relaves rougher en minerales M1 y M4A,
determinándose que con las condiciones existentes
en el proceso se obtenía baja recuperación
acumulada de cobre sobre los 212 micrones para
minerales M1-M2 y para el mineral M4A. En base a
ello se procedió con la instalación de mecanismos de
las celdas de flotación
rougher que permitiesen
recuperar
el cobre presente en las fracciones
gruesas, lo cual no se conseguía con el mecanismo
inicial con que se contaba (Multimix), instalándose
los mecanismos Float Force con los cuales se obtuvo
una mejora de la recuperación de cobre en las
fracciones gruesas.
Adicionalmente, con la expansión de la planta se
consideró la instalación de nuevas celdas de
flotación rougher de cobre. Se instaló una celda
adicional por fila y una nueva fila de ocho celdas,
cada celda de capacidad similar a la existente (OK
130); estas implementaciones permitieron mejorar el
tiempo de residencia con los nuevos tonelajes de
procesamiento mejorando a su vez la recuperación
de cobre.
Figura 1: Tonelaje procesado después de la expansión
Figura 2: Tamaño de partícula k80 después de la
expansión– PSI 1
2. Objetivo
Determinar cuáles han sido los controles o cambios
implementados en la etapa de molienda y flotación
que han permitido obtener una mejora en la
recuperación de cobre.
3. Desarrollo y colección de datos

Efecto de mayor molienda sobre el K80
La mayor capacidad instalada en molienda
implementada desde febrero del 2012, lo cual
consistió en la instalación de un segundo Molino
SAG y un cuarto Molino de Bolas, ha permitido
procesar un mayor tonelaje con similar o menor K80
hacia la etapa de flotación.
El tonelaje procesado después de la expansión de
planta se incrementó en promedio desde 111,385 tn
a 138,240 tn. Por otro lado, el tamaño de partícula
enviado a la etapa de flotación (k80) ha disminuido
hasta en 15um., según los muestreos realizados.
Figura 3: Tamaño de partícula k80 después de la
expansión – PSI 2
Figura 4: Tamaño de partícula k80 después de la
expansión – PSI 3
Diagrama 01: Circuito de Molienda Antiguo - Antamina
CIRCUITO MOLIENDA (1 SAG - 3 MOLINOS DE BOLAS)
CIRCUITO DE
MOLIENDA ACTUAL (01 SAG – 03 BM)
Hidrociclones D-26 batería de
13 unidades
Stockpile, capacidad
50,000 TMS vivas c/u
Stockpile 1
Molino Bolas 1 Vel. Variable
24'x35.5' - 15000 HP
Stockpile 2
Hidrociclones D-26 batería de
13 unidades
Molino SAG 01 Vel. Variable
38' x 19' - 27,000 HP - O.G. 3"
Molino Bolas 2 Vel. Variable
24'x35.5' - 15000 HP
Trommel
15x38 mm
Hidrociclones D-26 batería de
13 unidades
Molino Bolas 3 Vel. Variable
24'x35.5' - 15000 HP
Cajón 659
Diagrama 02: Circuito de Molienda Actual - Antamina
CIRCUITO
DE-MOLIENDA
ACTUAL
CIRCUITO MOLIENDA
(2 SAG
4 MOLINOS
DE BOLAS)
Stockpile, capacidad
50,000 TMS vivas c/u
Stockpile 1
FEA 10
11
12
Hidrociclones D-26
batería de 13 und. por
nido
Stockpile 2
13
14
04 Molino Bolas
24'x35.5' - 15000 HP.
15
CVB-004
SUL-001
612
Molino SAG 01 38'x
19' - 27,000 HP
O.G. 3"
Trommel
15x38 mm
STP-673
SUL-13
609
SUL-002
602
613
STP-662
Cajón 659
STP-674
Stockpile 3
Molino SAG 02
38'x19' - 27,000 HP
- O.G. 2.5"
FEA 35
36
STP-661
37
SUL-003
Trommel
15x38 mm
CVB-626
614
CVB-628
SUL-14
601
600
SUL-012
611

Nuevo diseño de Shell
eficiencia de Molienda:
Liner
en
la
Figura 5: Nuevo Diseño de Shell Liner
Se desarrolló un nuevo diseño de Shell Liners para
los molinos secundarios o de bolas. El nuevo diseño
del Shell Liner consistió en modificar el ángulo del
Lifter de 30° a 12°.
El diseñó de prueba fue instalado en el molino de
bolas 2. Luego de la evaluación realizada se
determinó que los resultados muestran un mejor
rendimiento con respecto al diseño estándar
instalado en los otros molinos de bolas
Como se observa en las siguientes figuras el tamaño
de partículas del producto de descarga del molino de
bolas 2, así como el k80 hacía flotación reportan
menor tamaño respecto a los otros molinos.
30 Lifter
Angle
12 Lifter
Angle
Figura 6: Distribución de tamaño de partícula en la descarga del
molino de bolas.
Figura 08: Grado de Cu, Fe y Mo vs pH.
Distribución Tamaño Partícula
Flotación RoCu M1 (Cal agregado en MOLIENDA)
30.0
100
1.00
% Passing
70
60
DESC-MOL-# 02
50
DESC-MOL-# 03
40
DESC-MOL-# 04
30
20
26.5
26.0
22.0
18.0
0.80
25.9
0.56
0.56
18.0
17.9
24.7
24.5
0.61
0.63
22.5
0.63
21.0
20.1
18.9
0.60
0.40
14.0
0.20
% Mo en Conc.RoCu
80
%Cu - %Fe en Conc.RoCu
90
10
0
10
100
1000
10.0
10000
9.20
9.40
9.60
9.80
Micras
10.00
10.20
0.00
10.60
10.40
pH
%Cu
Figura 7: Distribución de tamaño de partícula del OF hacía
flotación.
%Fe
% Mo
Figura 09: Recuperación de Cu, Fe y Mo vs. pH.
Distribución Tamaño Partícula
Flotación RoCu M1 (Cal agregado en MOLIENDA)
90
100.0
80
90.0
70
O/F-# 02
60
O/F-# 03
50
O/F-# 04
40
30
20
10
10
100
1000
%Rec Cu, Fe y Mo en Conc.RoCu
% Passing
100
96.8
91.9
96.8
92.7
96.5
92.4
100.0
97.0
92.8
96.5
91.5
90.0
80.0
80.0
70.0
70.0
60.0
60.0
50.0
50.0
40.0
33.3
30.0
32.3
40.0
29.8
27.3
23.1
20.0
30.0
20.0
10.0
0.0
Micras
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.0
10.60
10.40
pH
% Rec Cu

% Rec Fe
% Rec Mo
Control de la flotación del fierro desde la
etapa de molienda
Figura 10: Grado de Cu vs. Cal agregado en molienda y flotación.
El mineral M1, el cual representa el mayor volumen
en Antamina, presenta variables contenidos de Fierro
en cabeza llegando hasta valores de 18 a 20%
afectando la calidad y recuperación de cobre.
Grado Cobre en Concentrado Ro Cu
pH
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.40
10.60
30.0
%Cu en Conc.RoCu
El control de la activación del Fierro desde la etapa
de molienda permite obtener un concentrado de
aceptable calidad sin afectar la recuperación de
cobre y molibdeno. Las pruebas realizadas a nivel
laboratorio para altos y bajos valores de fierro en
cabeza reportan mejores resultados cuando se tiene
un mejor control del pH en la molienda.
25.0
20.0
18.0
15.0
17.9
14.3
13.8
18.9
20.1
21.0
16.6
13.6
10.0
5.0
0.0
En adición se realizaron evaluaciones metalúrgicas
para determinar el efecto de adicionar mayor
proporción de cal en molienda con respecto a la
etapa de flotación. Los resultados, mostrados en los
gráficos siguientes, indican que mientras más alta
sea la proporción de cal en molienda se obtiene
mejores resultados en calidad del concentrado con
similares o mejores recuperaciones de cobre.
9.00
9.20
9.40
9.60
9.80
pH
10.00
10.20
10.40
10.60
Cal Molienda
Cal Celda Flot
Figura 11: Grado de Fe vs. Cal agregado en molienda y flotación.
Grado Fierro en Concentrado Ro Cu
pH
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.40
10.60

Impacto en la recuperación de cobre por
variación en la densidad de pulpa
Se realizaron evaluaciones metalúrgicas para
determinar el porcentaje de sólidos al cual se
obtienen los mejores resultados en recuperación de
cobre.
%Fe en Conc.RoCu
34.0
32.0
30.0
29.5
26.5
26.0
28.8
28.4
28.0
26.8
25.9
24.7
24.0
24.5
22.5
22.0
20.0
9.00
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.40
10.60
Cal Molienda
pH
Cal Celda Flot
Las pruebas se desarrollaron con mineral M1 y M4A
(los cuales son los minerales más representativos de
Antamina),
obteniéndose
una
mejora
en
recuperación de cobre en M1 cuando se trabaja a
sólidos por encima de 42% sólidos (ver figura 14).
Los resultados con el mineral M4A no muestran
mejora alguna al variar el porcentaje de sólidos; sin
embargo, se determinó trabajar a mayor porcentaje
de sólidos por el mayor tiempo de residencia
generado por esta condición (ver figura 15).
Figura 12: Recuperación de Cu vs. Cal agregado en molienda y
flotación.
Figura 14: Cinética de Flotación Rougher Cu a diferente densidad
- M1.
Recuperación de Cobre en Concentrado Ro Cu
pH
Cinética de Cu en Flotación Ro Cu Mineral M1
9.50
10.00
10.50
100.0
98.0
96.0
94.0
92.0
90.0
88.0
86.0
84.0
82.0
80.0
100
90
80
Recuperación %Cu
% Rec Cu
9.00
70
60
50
40
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.40
10.60
30
Cal Molienda
pH
20
0
Cal Celda Flot
100
37%
Figura 13: Recuperación de Fe vs Cal agregado en molienda y
flotación.
200
41%
500
%S = 41
600
700
%S = 46
Cinética de Cu en Flotación Ro Cu Mineral M4
10.00
10.50
90
80
49.6
33.3
48.0
45.8
32.3
29.8
36.5
27.3
23.1
Recuperación %Cu
% Rec Fe
9.50
400
%s = 37
100
pH
9.00
Tiempo (s)
Figura 15: Cinética de Flotación Rougher Cu a diferente densidad
– M4A.
Recuperación de Fierro en Concentrado Ro Cu
100.0
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
300
46%
70
60
50
40
30
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
pH
10.20
10.40
10.60
Cal Molienda
Cal Celda Flot
20
0
100
200
300
400
Tiempo (s)
37%
41%
46%
500
600
700

Efecto del tiempo de residencia en flotación
rougher de cobre
Después de la expansión de planta (PEA) se cuenta
con 32 celdas rougher de 130 m3 cada uno, las
cuales han permitido alcanzar una capacidad de
procesamiento de 140,000 TM/día promedio, con un
mejor tiempo de residencia. Con las 21 celdas
rougher (antes del PEA) se tenía una capacidad
volumétrica de procesamiento de 2,730 m³ y
después del PEA ésta se ha incrementado a 4,160
m³ (52% más).
El tiempo de residencia para 140,000 tpd ha
mejorado significativamente (26.1 min respecto a
21.8 min), trabajando al mismo porcentaje de sólidos
que se tenía con 110,000 tpd.
Tabla 1: Estimación del Tiempo de Residencia en el Rougher
de Flotación Cobre.
Celdas de Flotación
Mineral
Residencia
N° Celdas
N° Filas
m3 total
TM/día
% Sólidos
min
21
3
2,730
110,000
43.00%
21.8
32
4
4,160
140,000
43.00%
26.1
Diagrama 03: Circuito de Floración Cu Antiguo - Antamina
Diagrama 04: Circuito de Floración Cu Actual - Antamina
Según el resultado mostrado en la tabla 1, se ha
mejorado el tiempo residencia para alcanzar el nivel
de procesamiento de 140,000 TM/día. Por lo tanto, la
capacidad instalada de celdas de flotación es
suficiente para procesar 140,000 TM/día, sin afectar
la recuperación de cobre, por el contrario con esta
condición normalmente se obtienen recuperaciones
por encima de las planeadas.

Implementación del sistema Float Force en
flotación rougher y su impacto en la
recuperación.
Uno de los factores evaluados como antecedente en
esta investigación, fueron las pérdidas de cobre en
los relaves rougher de cobre sobre todo en tamaños
gruesos (superiores a 212 micrones malla 75).
Al operar los rotores Float Force (FF) instalados en la
Fila C, comparando con los resultados obtenidos en
las Filas A y B (mecanismos Multi Mix), para mineral
M1 y M4A, se observaron mejoras significativas en la
recuperación de cobre con el mecanismo Float Force
(Ver tablas 2 y 3).
Por otro lado, como se observa en la figura 16, al
comparar los relaves rougher procedentes de celdas
de flotación con y sin rotores Float Force, se observa
que la curva de distribución del cobre (pérdida en el
relave rougher a lo largo de toda la distribución
granulométrica) , ha disminuido considerablemente.
Considerando como referencia los 212 micrones,
podemos indicar que la distribución de cobre
acumulado en el relave rougher de cobre, se ha
incrementado de 33.4% a 46.4% con la instalación
de rotores Float Force, esto significa que la perdida
de Cu en las mallas gruesas ha disminuido, lo cual a
su vez resulta también en las mejores
recuperaciones globales que se mostraron en las
tablas anteriores.
Tabla 2: Incremento recuperación de Cu en M1 (Mecanismo
Multi Mix vs. Float Force).
Multi Mix
Float Force
Fecha Fila A
Fila B
Fila C
22-Nov
85.4
87.8
90.4
23-Nov
90.6
91.2
94.2
30-Nov
86.1
85.6
87.3
Incremento Promedio
Diferencias
C-A
C-B
5.0
2.6
3.6
3.0
1.1
1.7
3.2
2.4
Tabla 3: Incremento recuperación de Cu en M4A. (Mecanismo
Multi Mix vs. Float Force).
Fecha
10-Nov
11-Nov
16-Dic
21-Dic
29-Dic
26-Ene
Multi Mix Float Force Diferencias
Fila A
Fila C
C - A
77.3
80.4
3.1
78.7
81.4
2.7
74.4
78.7
4.3
83.9
89.0
5.1
74.9
80.3
5.4
67.4
72.9
5.5
Incremento Promedio
4.3
flotación a alta densidad por mejora en el tiempo
de residencia.
Figura 16: Incremento en la Recuperación de Cu – Mecanismo
Float Force.
% Distribución Metálica Acumuladade Cobre en Relave Rougher Cobre M4A
Antes - Después
100.0
87.8
90.0
86.7
85.7
81.9
76.8
80.0
79.4
78.0
%Distribución Cu
70.0
68.0
75.9
71.0
60.0
64.1
46.4
50.0

La instalación de Rotores Float Force en
Flotación Rougher de Cobre ha significado
conseguir mejores recuperaciones de cobre y la
disminución en las pérdidas de contenido
metálico de cobre a lo largo de todas las
fracciones granulométricas del relave rougher de
cobre sobre todo en las mallas gruesas. El
incremento de recuperación alcanzado fue de
2.0% Rec Cu para M1 y de 2.6% para M4A.
51.5
40.0
28.3
30.0
33.4
20.0
Antes (Multi Mix)
10.0
11.3
18.3
Después (Float Force)
8.0
0.0
10
100
1000
Tamaño de Partícula (µm)
4. Conclusiones

La ampliación de planta concentradora, ha
permitido procesar mayor tonelaje en molienda y
a la vez obtener un menor tamaño de partícula
(k80) en la pulpa enviada a flotación
favoreciéndose de esta manera la recuperación
de cobre.

Con el nuevo diseño del Shell Liner instalado en
el molino de bolas 2 se obtienen mejores
resultados en moliendabilidad, enviando un
producto de menor tamaño hacia flotación.

Para condiciones de mineral con presencia de Fe
el incremento paulatino de pH, permite alcanzar
mejoras significativas en la calidad del
Concentrado, con incremento del grado de
Cobre, disminución del grado de Fierro y con
oportunidad de mejorar la recuperación de
Cobre.

La mayor proporción de adición de cal en la
etapa de molienda con respecto a la flotación
tiene efecto favorable en la calidad de
concentrado. Se controla satisfactoriamente la
activación del Fierro y por lo tanto se incrementa
el grado de Cobre y Moly, mejorándose la
selectividad Cu-Fe.

Respecto a la evaluación de densidades, la
mejora en la recuperación de cobre en minerales
M1 se ve favorecida al operar a mayor
porcentaje de sólidos en flotación rougher de
cobre. Con el mineral M4A se obtienen similares
recuperaciones a diferentes porcentajes de
sólidos o densidades pero se favorece la
5. Referencias
Departamento de Metalurgia - Compañía Minera
Antamina:
Información
obtenida
de
las
evaluaciones realizadas.