Número: Guía de Laboratorio. 01 Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: Flotación Sulfuro de Cobre Carrera: Ingeniería en minas Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Asignatura: Metalurgia Extractiva I LABORATORIO DE FLOTACIÓN EXPERIENCIA Nª 02. Integrantes Alumnos: Docente: _________________________________ Fecha : _________________________________ Puntaje Obtenido Puntaje Ideal NOTA FINAL Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 1. OBJETIVOS Realizar una prueba de flotación en celda unitaria de un mineral de cobre sulfurado, para obtener un concentrado de cobre. . 2. ANTECEDENTES GENERALES La flotación es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre de otros elementos inerte que se irán por el relave. Si hubiera en el mineral molibdeno, oro y plata, estos serán recuperados en el concentrado. Algunos sulfuros tienen propiedades hidrofóbicas (rechazan el agua). La flotación es un proceso selectivo que se emplea para llevar a cabo separaciones específicas de minerales sulfurados de cobre, basándose en las diferentes propiedades superficiales de cada uno de ellos. Es el método de procesamiento de minerales más eficaz y con mayores aplicaciones de todos los existentes, aunque en muchos aspectos, es el más complejo de ellos. Esta técnica de flotación se fundamenta en la adhesión selectiva de los minerales en el seno de una pulpa acuosa a unas burbujas de aire que se introducen en ella. Los minerales adheridos a las burbujas se separan en forma de espuma mineralizada constituyendo el concentrado, mientras que los demás se quedan en la pulpa y constituyen el estéril o relave. 3. PREPARACIÓN MECANICA DEL MINERAL QUE IRÁ A FLOTACIÓN 3.1 Reducción de tamaño del mineral: se requiere aproximadamente un 100% bajo la malla 100 ASTM (150 µm). 1.- Tomar una muestra de sulfuro de cobre 2.- Pasar el mineral por el chancador primario. 3.- Pasar el mineral por el chancador secundario, (si es que es necesario) 2 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 4.- Pasar el mineral por el equipo pulverizador (Tiempo: 3 min, repetir si fuera necesario.Pasar el mineral necesario por la malla 100 ASTM. (Usar Rotap o manualmente). 5. Obtener el peso del mineral necesario para posteriormente formar la pulpa de mineral que va a flotación (30 %S) 3.2 Cálculo del peso del mineral que formará la pulpa mineral que va a flotación: Usando las formulas de la página 9 de esta guía, se obtendrá el peso del mineral para formar la pulpa. Considerando que el volumen útil de la celda unitaria que se ocupará para flotar el mineral, sea de 4 litros y con un % de sólidos en peso de 30%. Cálculos: Peso Mineral= 4.0 kgr X 30/ 100 = 1.20 kgr. Peso del agua= peso pulpa – peso del mineral Peso del agua= 4 kgr – 1.20 kgr = 2.80 kgr. Por lo tanto, la pulpa mineral a flotar estará formada por: Agua= 2.80 kgr y mineral= 1.20 kgr. Peso de la pulpa= 4 kgr. Calculo densidad aparente de Mx de galena con oxido de cobre 3,1 gr/cc Densidad aparente Mx de calcopirita 2,7 gr/cc 3 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 4. EQUIPOS Y MATERIALES 4.1 Equipo: Canchador de mandíbula primario, canchador de mandíbula secundario, equipo pulverizador y RO TAP. Chancado 1° de Mandíbula Chancado 2° de Mandibula Equipo pulverizador 5.0 REACTIVOS USADOS EN LA FLOTACIÓN En la flotación usaremos 3 reactivos: Colectores: Proporcionan características hidrofóbicas a los minerales. (Colector 1: Thionocarbamato Sf-758, colector 2: Xantato Sf-114) Espumante: Permiten la formación de una espuma estable y pareja en la superficie de la celda. (30% Aceite de Pino - 70% X-133) CAL: El Óxido de Calcio, cal o cal viva reacciona violentamente con el agua, haciendo que esta alcance 90°C. Se forma Hidróxido de Calcio, Ca(OH)2), llamada Cal apagada. Sirven para estabilizar la acidez de la mezcla en un valor de pH determinado, proporcionando el ambiente adecuado para que ocurra todo el proceso de flotación. 4 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 6.0 ELEMENTOS DE LA FLOTACIÓN 6.1.1 Fase sólida: Está representada por los sólidos a separar (minerales) que tienen una estructura cristalina. 6.1.2 Fase líquida: Es el agua que se usa para formar la pulpa mineral. 6.1.3 Fase gaseosa: Es el aire que se inyecta a la celda para formar las burbujas que son centros donde se adhieren los minerales a las burbujas y así poder ascender a la superficie. 7.0 FACTORES QUE INTERVIENE EN LA FLOTACIÓN DEL COBRE 7.1 Pulpa mineral (el mineral debe estar bajo la malla: - 100 ASTM, un 100%.) (o 65%bajo malla #200) 7.2 Reactivos de flotación 7.3 Agitación 7.4 pH de la pulpa mineral 7.5 Aire inyectado a la celda de flotación 8.0 EQUIPOS Y MATERIALES 8.1 Equipo: Celda Unitaria: En la foto la celda tiene un Volumen de 5.2 litros total. Con un volumen útil aproximadamente de 4,0 litros. 5 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 8.2 Materiales: Mena sulfurada de Cobre (calcopirita, bornita, covelina, calcosina, etc.) Balanza de precisión. Probetas Bandejas. Jeringa. Paleta para retirar la espuma del concentrado de cobre. Pisetas Kit de reactivos para el proceso de flotación: Espumante, colectores, y cal. Medidor de pH 9.0 PROCEDIMIENTO PARA LA FLOTACIÓN 1. Determinar el volumen útil de la celda que ocupará. Considerar unos 8 cm de formación de espuma, en la medida vertical de la celda. 2. Revisar el funcionamiento de la celda en vacío, con agua (Prueba hidráulica). 3. Calcular la cantidad de reactivos para agregar a la pulpa (página 9 de la guía). 4.- Poner en funcionamiento la celda de flotación. 5.- En un balde agregar mineral y el agua y generar la pulpa agitando lentamente. 6.- Acondicionar la pulpa agregando reactivos (5 min de acondicionamiento cada uno) 7.- Verter la pulpa en la celda de flotación y acondicionar el pH. 8.- Preparar cal 10 gramos. Agregar un gramo de cal y medir pH. Se recomienda, pH= 9,5 10,5. 9.- Acondicionar la pulpa mineral por 5 minutos 10.- Abrir la entrada de aire a la celda (regular flujo de aire) 11. Recibir el concentrado en una bandeja o balde de 20 litros tomando el tiempo de flotación desde que se insufla aire a la celda. 12. Obtener concentrados Rougher, hasta que se observe espuma con menor coloración. 13.- Detener la aireación y agregar espumante y colectores de apoyo (colector secundario) (Ver página 9 y 10 de esta guía). 6 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 14.- Reiniciar la aireación y recibir el concentrado Scavenger, tomar el tiempo hasta que se detiene la flotación al observar que no hay más espumación y una coloración plomiza. 15.- Retirar el relave de la celda, lavando con cuidado el mecanismo de agitación. 16.- Filtrar, secar y pesar concentrado y relave por diferencia 17.- Obtener muestras de concentrado, representativas para análisis químico. 10. TIEMPOS PARA EXPERIENCIA DE FLOTACIÓN 10.1 Tiempo estimado del laboratorio de flotación: Tiempo de conminución (preparación del mineral): 2 bloques (90 min.) Tiempo de Cálculos + flotación: 2 bloques (90 min.) Tiempo total experiencia: 4 bloques (180 min.) 11. PAUTA PARA PREPARACIÓN DEL INFORME 1. Portada (0,25 puntos), con la sección e integrantes 2. Índice.(0,25 puntos) 3. Introducción: (1 punto), Indicando un marco general, el tema de laboratorio, los objetivos general y específicos, y los resultados o conclusión más relevante. 4. Procedimiento experimental (1 punto): Instrucciones paso a paso de lo realizado en el laboratorio, además se deben especificar en otro sub ítem los materiales e instrumentos utilizados 5. Resultados obtenidos: (2 puntos) . -Cálculos de Recuperación en peso y Razón de Concentración, en la flotación Rougher y en la flotación Scavenger y calcular la recuperación global del circuito Rougher - Scavenger y compararlos con las flotaciones de los distintos grupos, cuál fue la dosis aplicada de cada reactivo (calcular las dosis según la cantidad de gotas aplicadas), todos los resultados obtenidos presentados en tablas, gráficos, esquemas etc., incorporando las variables: dosis de colector, dosis de espumante, tiempo de flotación Rougher, tiempo de Flotación Scavenger, tiempo de acondicionamiento, % solidos, flujo de aire, pH, consumo de cal, comparativos entre grupos. 6. Discusión: (1 punto) Análisis de los resultados, donde se explique el porqué de éstos resultados. 7. Conclusiones: (1 punto) Se obtienen a partir de los objetivos y discusiones, corresponden a lo más importante expuesto. Debe realizar sus propias conclusiones basadas en sus observaciones y resultados., por ejemplo que grupo obtuvo mayor o menor recuperación en peso, que grupo obtuvo la mayor o menor 7 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I razón de concentración y por qué en cada caso, que circuito Rougher Scavenger obtuvo mejores recuperaciones y por qué, que grupo consumió mas cal y por qué, que influencia tiene la dosis de colector en estos circuitos. 8. Glosario: (0,25 puntos) Definiciones de palabras no entendidas 9. Bibliografía: (0,25 puntos) Autor, titulo, año y edición de los libros desde donde fue extraída información para realizar el informe. 10. Anexos: Cálculos, fórmulas matemáticas, químicas etc. que se emplearon para la obtención de resultados expuestos en el informe. ANEXO DE ESTA GUIA DE LABORATORIO: Esquema de Celda Unitaria. Fórmulas: (1).- Porcentaje de sólidos en peso: generalmente esta entre (20 – 35) %. (% S) = ((Peso del mineral)/(Peso de la pulpa)) x 100 (2).- Peso pulpa = peso mineral + peso del agua (4).- Cantidad de reactivos para agregar a la pulpa mineral (centímetros cúbicos de reactivo): (4) Gr/ton (reactivo) x Kg mineral x 1/(densidad reactivo) x 1 ton/1.000 Kgr. 8 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I Ejemplo: para una celda de un volumen de 4,0 litros y un porcentaje de sólidos en la pulpa mineral de 25%. Agregar 70 gr/ton de espumante a la pulpa. Densidad del espumante= 0,988 grs/ cc. Densidad de los colectores = 1.02 grs./cc. Cálculo: Ejemplo: a.- Masa del mineral= 900 b.- Masa agua= 3100 gr c.- Colector= ((40 gr/ton x 1479,5 gr) x 1ton/1.000 Kg x 1kg/1000 gr). Según calculo, agregar colector = 5 gotas, 1 gota pesa 0,012 gr Esto es cómo mínimo durante el tiempo del acondicionamiento. Se puede seguir agregando de acuerdo a observación de formación de espuma durante la flotación. NOTA: 1.- Generalmente en laboratorio (o escala industrial), se agregan dos o tres tipos de espumantes (Aceite de pino, DF 200, DF 250, DF 1012, X-133, etc.). DF= Dow Froth y colectores se pueden agregar dos o tres tipos de colectores de acuerdo a los metales que se desean recuperar (Cu, Au y Ag, etc.). 2.- Se recomienda las siguientes dosis de reactivos para minerales de sulfuros de cobre: calcopirita, bornita, covelina, calcosina, etc. Espumante: 25 – 100 gr/ton. Cal, pH= 9,0 - 10,5 Colector: 40 – 80 gr/ton. 9 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 10 Número: Guía de Laboratorio Revisión Número: Fecha de vigencia: Preparado por: Revisado por: 01 Flotación Sulfuro de Cobre Aprobado por: Área Minería y Metalurgia Carrera: Ingeniería en minas Asignatura: Metalurgia Extractiva I 11
