14.-Tecnología de Flotación 29.12.11

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  • VII. TECNOLOGA DE FLOTACIN

    1

  • Introduccin: Qu, cunto hay y de qu calidad, en el

    yacimiento?

    No podemos responder como metalurgistas, pero s

    se tiene conocimiento de que existen reservas y

    recursos: cantidad y leyes; tipo de mineral segn

    su geologa.

    2

  • Aspectos relevantes de los procesos:

    Cmo y cunto se puede recuperar de sus elementos de inters?

    Qu tipo y calidad de producto comercial se puede lograr?

    - Pruebas metalrgicas a nivel laboratorio y piloto

    Caracterizacin mineralgica Pruebas de reduccin de tamaos de partculas Pruebas de concentracin o lixiviacin Pruebas de espesamiento Pruebas de filtrado Pruebas de reologa de pulpas Pruebas para sistemas de manejo de minerales y productos secos

    - Simulacin de los procesos

    Optimizacin del proceso Dimensionamiento del proceso para disear instalacin y estimar costos de capital y operacin. 3

  • Caracterizacin mineralgica

    4

  • Caracterizacin mineralgica

    5 Anlisis microscpico

    Anlisis microscpico Anlisis microscpico

  • Caracterizacin metalrgica a escala laboratorio

    6

    Test SMC JK

    Test de Torque Test de abrasin ATWAL

    Test de Bond (WI) - Bolas

  • Caracterizacin metalrgica a escala laboratorio -

    piloto

    7

    Molino SAG - Piloto

    Filtracin Planta Piloto flotacin

    convencional

    Celdas convencionales de

    flotacin a escala laboratorio

  • Resultados pruebas metalrgicas:

    Resultados: - Diagrama de procesos o diagramas de flujos

    (flowsheet) factibles de aplicar

    - Tasa de procesamiento factible

    - Recuperacin metalrgica de elementos de

    inters e impurezas no deseables

    - Calidad de productos intermedio y finales

    - Consumos de insumos: reactivos, medios para

    reduccin de tamao del mineral.

    - Consumos de suministros: energa elctrica,

    agua.

    8

  • Proyectos aspectos relevantes de los procesos:

    Dnde empezar?

    -Pruebas metalrgicas mineral de exploracin

    -Laboratorios metalrgicos: Universidades, institutos

    tecnolgicos, empresas de servicios dedicadas.

    -Dimensionamiento a nivel perfil de procesos y costos de

    capital y operacin.

    - Consultores expertos en procesos y en evaluacin de

    proyectos mineros: Firmas de ingeniera nacionales e

    internacionales, consultores independientes.

    9

  • Dnde empezar? (cont.)

    - Estudio de la industria

    - Benchmark: Procesos, instalaciones y prcticas

    operativas

    - Usos del producto

    - Metales bases (commodity) y cmo se transa

    - Actores del mercado

    - Riesgos del mercado

    10

  • Aspectos relevantes de los procesos :

    Qu costo de operacin ?

    - Nivel de tratamiento y produccin

    - Proceso de concentracin o extraccin

    (tecnologa)

    - Condiciones del sitio e infraestructura

    requerida

    - Precio de recursos (estado de la industria)

    Proceso Costo operacin

    US$/t mineral

    Lixiviacin 3,2 4,4

    Concentracin 3,8 6,0

    11

  • Aspectos relevantes de los procesos :

    Qu nivel de ingresos ?

    - Ley del mineral a tratar

    - Ritmo de tratamiento de mineral

    - Recuperacin de los elementos de inters

    (produto, co producto y/o sub producto)

    - Calidad de los productos (concentrados o

    elemento metlico)

    - Precio segn mercado respectivo y condiciones

    de contratos con compradores

    12

  • Aspectos relevantes de los procesos :

    Qu monto de inversin ?

    - Nivel de tratamiento y produccin

    - Proceso de concentracin o extraccin

    - Condiciones del sitio e infraestructura

    requerida

    - Precio de recursos (estado de la industria)

    Proceso Unidad Costo de inversin

    Lixiviacin US$/lb Cu producida 4.000 6.000

    Concentracin US$/t/da 9.000 12.000

    13

  • 7.1. Pruebas a escala de

    laboratorio (batch).

    14

  • Las pruebas a escala de laboratorio o banco

    (batch), se realizan en celdas de flotacin de

    laboratorio de capacidad nominal de 50 a 2.000

    gramos.

    Se tienen diversos tipos de mquinas de

    laboratorios, a saber:

    Denver D-12. Agitair L-500.

    Wemco.

    15

  • Mquina de

    agitacin DENVER

    de laboratorio

    Flujmetro para aire

    Tacmetro

    Celda flotacin de

    1L de capacidad Bandeja recepcin de

    concentrado Paleta para recoleccin

    de concentrado

    16

  • El material a evaluacin a escala de laboratorio

    debe seguir el siguiente procedimiento:

    Granulometra: 100 % -10 # Tyler.

    Homogeneizacin de la muestra.

    17

  • Caracterizacin de la muestra:

    - Caracterizacin qumica, por ejemplo: CuT;

    CuS.

    - Caracterizacin mineralgica: identificacin de

    especies tiles y de ganga, asociaciones, y

    tamao de liberacin.

    - Caracterizacin fsica: gravedad especfica, %

    de humedad, ndice de trabajo, etc.

    - Caracterizacin granulomtrica.

    18

  • Granulometra a flotacin test de molienda:

    - Especificar el volumen de la celda.

    - Especificar el % de slidos en peso de

    flotacin.

    - Especificar el % de slidos en peso de

    molienda: 67 %.

    - Realizar la molienda a distintos tiempos, a

    fin de determinar el tiempo de molienda, que

    se visualiza en el siguiente grfico.

    19

  • Log (F3(x))

    - 65 # Tyler

    - 200 # Tyler

    Log (t)

    Figura N 7.1. Grfico para determinar el tiempo de

    molienda a escala de laboratorio. 20

  • Las variables factibles de evaluar a escala de

    laboratorio:

    Tipo y dosificacin de reactivos. Densidad de pulpa (% slidos en peso). Tiempo de acondicionamiento. Tiempo de flotacin. Flujo de gas (aire). pH. Granulometra de flotacin. Temperatura. Envejecimiento de la pulpa.

    21

  • 7.2. Prueba de ciclo

    22

  • Un test de ciclo es un experimento de etapas

    mltiples diseado para medir el efecto de los

    materiales circulantes, a nivel de laboratorio.

    Un test simple puede tener tres etapas en cada

    ciclo, una molienda, una flotacin primaria

    (rougher) y una flotacin de limpieza (cleaner); en

    cada etapa se introducen reactivos y las colas de

    limpieza son recirculadas ya sea a la molienda o a

    la flotacin primaria.

    23

  • En este caso los objetivos pueden ser:

    1. Encontrar el aumento en recuperacin que puede

    esperarse al recircular las colas de limpieza.

    2. Encontrar cuanto reactivo debe agregarse para

    mantener la carga circulante de los reactivos.

    3. Encontrar si las lamas u otro slido objetable o

    material soluble se produce y si interfiere con la

    flotacin.

    4. Estudiar los problemas de manejo de espuma. 24

  • Un test de ciclo cerrado requiere dos o ms celdas

    de flotacin y generalmente es mejor llevado a

    cabo por dos personas. Habr etapas intermedias

    que consumen mucho tiempo, que involucran

    transferencia de material, espesamiento,

    filtracin, ajuste de densidad de pulpa, estimacin

    de peso seco, etc.

    25

  • Estas etapas requieren la mayor concentracin de

    parte de los operadores si el trabajo est

    realizndose de manera continua que simula la

    operacin continua. Tales test ocupan tiempo y

    puede que no sea posible completar un test en un

    da de trabajo. Si esto ocurre se debe considerar

    los efectos de envejecimiento de la pulpa.

    Hay una fuerte tendencia a usar el nmero mnimo

    de ciclos para minimizar la gran cantidad de

    trabajos. Es recomendable que el nmero mnimo

    de ciclos sea seis.

    26

  • Si se puede disponer de anlisis inmediato, el

    procedimiento ms satisfactorio sera correr la

    experiencia hasta que la composicin de uno o

    todos los productos alcance el equilibrio. Sin

    embargo el anlisis puede estar disponible slo

    varios das despus del test, en tal caso el

    equilibrio deber juzgarse por el peso seco del

    queque filtrado o alguna indicacin similar.

    Es muy til durante el trabajo de un test de ciclo

    hacer arreglos especiales para un reporte rpido

    de los resultados analticos.

    27

  • La complejidad de un test de ciclo y los posibles

    efectos de envejecimiento de los productos

    requiere que haya un mnimo de prdida de

    tiempo.

    El test de ciclo, en muchas oportunidades, puede

    entregar tanta informacin como una pequea

    planta piloto continua.

    28

  • 7.3. Pruebas en continuo y de

    planta piloto

    29

  • La filosofa y prctica de los ensayos de planta

    piloto ha sido discutida por varios autores. Algunos

    ingenieros de flotacin creen que con un adecuado

    trabajo de laboratorio y de clculos de ingeniera,

    la planta piloto puede ser eliminado. Otros

    consideran que la planta piloto es esencial.

    30

  • Muchas operaciones de flotacin exitosas fueron

    diseadas sobre la base de pruebas a escala de

    laboratorio sin usar test de ciclo o de planta

    piloto. Sin embargo, los nuevos procesos de

    flotacin que presentan problemas esenciales o

    que no tienen estrecha contrapartida en plantas ya

    existentes, necesitan pasar por la escala piloto.

    31

  • Las razones ms generalizadas para correr una

    planta piloto o test continuos est en confirmar la

    factibilidad tcnica y econmica del proceso, sobre

    bases continuas y facilitar datos de diseo para la

    escala industrial.

    32

  • Adems, las operaciones pilotos pueden hacerse

    para obtener una cantidad de producto adecuada

    para experimento de procesamiento subsecuente o

    para estudios de mercado. Pueden tambin

    correrse para demostrar costos de operaciones y

    evaluar equipos.

    33

  • Es recomendable operaciones piloto de flotacin no

    menores que 5 (tpd). Flujos inferiores

    invariablemente causan dificultades debido a:

    i. El problema de alimentar con exactitud

    cantidades pequeas de reactivos en polvo o

    insolubles en agua.

    ii. La tarea casi imposible de bombear cantidades

    pequeas de pulpa continua y uniformemente.

    34

  • iii. La tendencia de bancos pequeos de celdas de

    flotacin a mostrar oleaje, embancarse y rebalsar.

    iv. Si se considera molienda, la dificultad de

    mantener un pequeo molino en balance,

    especialmente si el molino est un circuito cerrado

    con un clasificador.

    35

  • Canchas Manejo de Muestras

    Planta Piloto Quilicura

    Manejo de Muestras

    Proyecto Monterrico

    Planta Piloto Quilicura

    Clasificacin

    Proyecto Candelaria

    Planta Piloto Quilicura

    36

  • Molino SAG 6ft

    Planta Piloto Quilicura

    37

  • Molino de Bolas 5ft

    Planta Piloto Quilicura

    Molino de Cnico

    Planta Piloto Quilicura

    Pilotaje Monterrico Feb 06

    Molino Cnico

    Planta Piloto Quilicura 38

  • 39

  • 40

  • Pilotaje Monterrico Feb 06

    Circuito de Flotacin

    Planta Piloto Quilicura

    41

  • Pilotaje Monterrico Feb 06

    Circuito de Flotacin

    Planta Piloto Quilicura

    42

  • Pilotaje Quilicura

    Proyecto Monterrico

    Febrero 06

    Sistema de Columnas

    Automatizadas

    Sistemas avanzados de control

    Planta Piloto Quilicura

    Pilotaje Codelco Andina In situ

    Sistema de Columnas Automatizadas

    Planta Concentradora

    Febrero- Marzo 06

    43

  • Pilotaje Codelco Andina In situ

    Planta Concentradora

    Febrero- Marzo 06

    Expertise Internacional

    SGS Lakefield Canad

    Codelco Andina In situ

    Planta Concentradora

    Equipo Fluorescencia de Rayos

    X Mvil

    44

  • 45

    7.4. Caracterizacin del proceso

    de Flotacin.

  • Para el anlisis de celdas y columnas de flotacin

    industriales se consideran dos zonas de

    caractersticas muy diferentes, la zona de

    coleccin (pulpa) y la zona de limpieza (espuma).

    La figura siguiente, muestra esquemticamente los

    flujos de dichas zonas, donde Rc representa la

    recuperacin de cada especie mineral en la zona

    de coleccin y Rf la recuperacin del mismo

    componente en la zona de limpieza.

    46

  • Determinacin de la recuperacin en flotacin

    Flotacin ocurre en dos zonas

    )R- (1+RR

    RR=R

    ccf

    cf

    total

    RfRc

    Rc(1-Rf) Rc

    F=1-Rc(1-Rf)

    1-Rc

    Zona de

    coleccin

    Zona de

    espuma

    47

  • i. Zona de coleccin

    En la zona de coleccin ocurre el primer contacto

    entre las partculas minerales descendentes y las

    burbujas de aire ascendentes.

    48

  • La velocidad de coleccin y recuperacin de las

    partculas depende de los eventos de colisin y

    adhesin necesarios para formar el agregado

    partcula-burbuja.

    La probabilidad de ocurrencia de estos eventos,

    con el resultado de coleccin del mineral en las

    burbujas, se representa generalmente como un

    modelo cintico de primer orden.

    49

  • Experimentalmente, se ha demostrado que la

    recuperacin de cada especie en la zona de

    coleccin se puede expresar como una funcin de

    la constante cintica, k, el tiempo medio de

    residencia de las partculas, Tp, y la condicin de

    mezclado al interior de la zona de coleccin.

    50

  • Las principales variables que influyen en el

    proceso de concentracin por flotacin son:

    Tiempo de residencia. Reactivos (tipo y dosificacin). Tamao de partculas. Flujo de aire. Fraccin volumtrica de gas (holdup de aire). Tamao de burbujas.

    51

  • Las variables mencionadas, tienen un efecto

    significativo sobre la ley y la recuperacin de

    mineral de inters, y que se analizan a

    continuacin.

    Los efectos de estas variables estn relacionados

    y, por lo tanto, difcilmente pueden aislarse.

    52

  • El tiempo de residencia es uno de los factores que

    impactan tanto a la ley como a la recuperacin del

    mineral flotado, afectando en forma significativa

    a esta ltima.

    53

    (1) Tiempo de residencia

  • El tiempo de residencia se puede variar

    normalmente a travs de alteraciones en el flujo y

    en la concentracin de slidos de la alimentacin,

    en el flujo de agua de lavado y en la altura de la

    zona de coleccin de la columna.

    La altura de la zona de coleccin debe ser

    suficiente para permitir que las partculas

    hidrfobas sean colectadas por las burbujas que

    ascienden.

    54

    (1) Tiempo de residencia (cont.)

  • El tiempo medio de residencia de la fase lquida en

    la columna puede estimarse por la relacin entre

    el volumen efectivo de la zona de coleccin y el

    flujo volumtrico del relave dada por la ecuacin:

    55

    (1) Tiempo de residencia (cont.)

    t

    gcc

    Q

    -1*H*A

    Donde:

    : Tiempo de residencia medio de la fase lquida. Ac : rea de seccin transversal de la columna.

    Hc : Altura de la seccin de recuperacin de la columna.

    g : Fraccin volumtrica de aire. Qt : Flujo volumtrico de la fraccin no flotada.

  • El tiempo de residencia de las partculas slidas

    en una celda de flotacin bien agitada es similar

    al del lquido (baja segregacin).

    Sin embargo, en una columna es funcin de la

    velocidad de sedimentacin y, por lo tanto,

    aumenta al disminuir la granulometra

    aproximndose al tiempo de residencia del lquido

    para partculas muy finas. Las partculas mayores

    que 100 [m] tienen un tiempo de residencia igual

    o menor que el 50% del tiempo de residencia del

    lquido.

    56

    (1) Tiempo de residencia (cont.)

  • Los reactivos comnmente usados en la flotacin

    son el colector, para la captura selectiva de los

    minerales a flotar, el espumante para reducir el

    tamao de burbujas y generar una espuma

    estable, y el regulador de pH, generalmente cal.

    57

    (2) Reactivos

  • La adicin de reactivos se regula en forma manual

    o automtica, en diferentes puntos del circuito,

    desde la molienda hmeda a la flotacin, de

    acuerdo a los tonelajes y flujos de alimentacin.

    Aunque existen recursos disponibles, como

    medicin de leyes en lnea y plataformas para

    adquisicin de datos y control, en la gran minera

    no se observan muchas aplicaciones de control

    automtico de reactivos en funcin del resultado

    metalrgico del proceso.

    58

    (2) Reactivos (cont.)

  • La recuperacin de minerales por flotacin en

    celdas mecnicas presenta un mximo para un

    rango intermedio de tamao, tpicamente entre

    50-100 [m], disminuyendo para tamaos de

    partcula finos y ms gruesos.

    59

    (3) Tamao de partcula

  • En la siguiente figura, se muestra un ejemplo del

    efecto del tamao de partculas en la recuperacin

    de bancos de flotacin primaria (rougher), barrido

    (scavenger) en limpieza, y columnas, en la

    concentradora Andina.

    Se aprecia que la recuperacin de las columnas es

    inferior a la de celdas mecnicas para todo el

    rango de tamaos, especialmente en partculas

    ms gruesas.

    60

    (3) Tamao de partcula (cont.)

  • 61

    (3) Tamao de partcula (cont.)

    Figura: Efecto del tamao de partculas en la recuperacin

  • Las partculas finas o ultrafinas, menores a 20

    [m], crean la mayor parte de los problemas en la

    flotacin de minerales. Por ejemplo, baja

    recuperacin por factores hidrodinmicos.

    Las partculas pequeas tienen baja inercia y

    tienden a moverse con el fluido cuando se

    aproximan a una burbuja.

    62

    Partculas finas

  • Los efectos elctricos son ms importantes,

    repulsin de la doble capa.

    63

    Partculas finas (cont.)

  • La velocidad de flotacin puede mejorarse usando

    burbujas ms finas, por ejemplo dimetros de 200-

    400 [m] en la flotacin por aire disperso. Sin

    embargo, la disminucin del tamao de burbujas

    tiene limitaciones, por ejemplo el arrastre de

    burbujas finas a las colas y la prdida de la

    interfase .

    Otra forma de mejorar la coleccin de partculas

    finas es promover la coagulacin o floculacin

    selectiva del mineral.

    64

    Partculas finas (cont.)

  • Las partculas gruesas tienen menor grado de

    liberacin, menor tiempo de residencia y menor

    eficiencia de coleccin.

    El principal problema es la ruptura del agregado

    burbuja-partcula debido a la turbulencia en la

    celda.

    65

    Partculas gruesas

  • Las partculas en la superficie de las burbujas

    estn sometidas a la accin de la fuerza

    centrfuga y se soltarn si la fuerza centrfuga es

    superior a la fuerza de tensin superficial que

    mantiene la partcula sobre la burbuja.

    Finalmente, las partculas gruesas, con menor

    fuerza de adhesin, tendrn la primera opcin a

    desprenderse desde la espuma, por coalescencia o

    colapso de las burbujas, retornando a la pulpa.

    66

    Partculas gruesas (cont.)

  • Para mejorar la recuperacin de partculas

    gruesas se necesita un sistema que permita

    mantener las partculas en suspensin y dispersar

    el aire en burbujas creando el mnimo de

    turbulencia.

    La solucin ptima requiere el uso de accesorios

    independientes para la dispersin de la pulpa y la

    generacin de burbujas.

    67

    Partculas gruesas (cont.)

  • El flujo de aire es una de las variables ms

    importantes en el control del proceso de flotacin

    en columna, por su gran influencia en la

    recuperacin del mineral flotado.

    68

    (4) Flujo de aire

  • Dentro de los lmites de estabilidad de la columna,

    la recuperacin del mineral flotado normalmente

    aumenta con el aumento del flujo de aire hasta

    alcanzar su valor mximo.

    Este aumento en la recuperacin se debe al

    aumento del rea superficial de las burbujas

    introducidas en el equipo de flotacin.

    69

    (4) Flujo de aire (cont.)

  • Por otra parte, un aumento excesivo del flujo de

    aire puede perjudicar el proceso de flotacin

    debido al incremento de la turbulencia, arrastre, y

    prdida de la interfase.

    70

    (4) Flujo de aire (cont.)

  • La velocidad superficial de aire, Jg, se define como

    la relacin entre el caudal de aire, Qg, medido en

    condiciones normales y el rea de la seccin

    transversal del equipo, Ac, segn la siguiente

    ecuacin:

    71

    (4) Flujo de aire (cont.)

    c

    g

    gA

    Q J

    Para condiciones tpicas de operacin de columnas

    la velocidad superficial vara entre 1 y 3 [cm/s].

  • Velocidad superficial de gas (Jg)

    Definicin:

    Independiente del tamao de la celda; y

    Rango de valores caracterstico:

    0,5 2,5 cm/s

    Flujo de aire

    Celda

    Acelda

    (cm/s) A

    Q=J

    celda

    g

    g

    72

  • La velocidad superficial mxima de aire en una

    columna est limitada por:

    a) Prdida de bias positivo:

    Un incremento de Jg significa un aumento en el

    arrastre de lquido de la zona de coleccin a la

    zona de limpieza, elevando el valor de la

    concentracin de lquido en la espuma y

    reduciendo la concentracin de slidos del

    material flotado. Como consecuencia existe una

    reduccin del flujo volumtrico de pulpa al

    relave pudiendo tornarse menor que la

    alimentacin con prdida del flujo neto

    descendente. 73

  • b) Prdida del tipo de flujo:

    Un aumento en Jg puede resultar en el cambio

    de rgimen de flujo, desde flujo en rgimen de

    burbujeo (bubbly) a otro de rgimen turbulento

    (churn) con recirculacin.

    Esta alteracin del rgimen es ocasionada por

    el crecimiento del tamao de las burbujas con

    el aumento del flujo de aire.

    74

  • c) Prdida de interfase:

    Al aumentar la velocidad superficial de aire, Jg,

    la fraccin volumtrica de aire (holdup)

    aumenta en la pulpa y disminuye en la espuma

    hasta alcanzar valores iguales de fraccin

    volumtrica en ambas zonas.

    Cuando esto ocurre se observa la presencia de

    espuma en toda la columna y la prdida de la

    interfase.

    75

  • d) Insuficiencia del burbujeador:

    El objetivo del sistema de aireacin es proveer

    una determinada cantidad de aire a la

    operacin.

    En funcin de esto no es posible trabajar con

    valores de Jg superiores a los especificados en

    el diseo del proyecto.

    76

  • e) Aumento en el tamao de burbujas:

    El aumento de la velocidad superficial de aire

    genera un crecimiento del tamao de las burbujas,

    reduciendo la eficiencia de la coleccin de

    partculas, principalmente de tamao ms fino.

    77

  • Se refiere a la cantidad de aire contenida en una

    determinada zona de la columna o celda de

    flotacin.

    78

    (5) Fraccin volumtrica de aire (holdup)

  • Normalmente, la fraccin volumtrica de aire se

    determina en la zona de coleccin y constituye un

    parmetro que depende del valor del flujo de aire,

    tamao de burbujas, densidad de la pulpa, carga

    de slidos en las burbujas y la velocidad de

    descenso de la pulpa.

    A travs de esta medicin es posible estimar el

    tamao de las burbujas mediante modelos

    matemticos.

    79

    (5) Fraccin volumtrica de aire (holdup) (cont.)

  • Contenido de aire (g)

    Definido como la fraccin volumtrica de aire:

    (%)total Volumen

    burbuja de Volumen100=g

    Volumen total

    Flujo de aire

    Volumen de

    burbuja

    80

  • Contenido de aire Tcnicas de medicin

    La fraccin volumtrica de gas

    se mide de dos maneras:

    Tomando una muestra del contenido de la celda; o

    Utilizando un sensor:

    Velocidad del sonido

    Conductividad

    Espuma

    81

  • Contenido de aire Medicin por recoleccin de muestra

    CELDA DE FLOTACIN

    La determinacin se realiza midiendo los volmenes de pulpa y aire en una muestra del contenido de la

    celda una vez que las fases se han separado.

    82

  • El flujo volumtrico de aire que

    entra al tubo en la forma de

    burbujas se mide de varias

    maneras:

    Velocidad de descenso del nivel (tubo transparente

    inicialmente lleno de agua);

    Flujo volumtrico con un instrumento (presin debe

    mantenerse constante); y

    Variacin de presin en el tiempo (acumulacin del gas

    manteniendo el tubo cerrado).

    VELOCIDAD DE GAS

    Posibilidades de medicin

    Tubo de

    muestreo de

    burbujas

    H

    MQUINA DE FLOTACIN

    F Flujo

    Presin

    P

    83

  • VELOCIDAD DE GAS

    Medicin en planta (variacin de presin)

    84

  • CONTENIDO DE AIRE Medicin con sensor

    Medicin de la

    conductividad

    Medicin de velocidad del

    sonido 85

  • La fraccin volumtrica de aire, tambin, puede

    medirse con sensores de presin, ver figura

    siguiente, y se puede calcular utilizando la

    ecuacin:

    86

    L*g*

    P - 1

    pulpa

    g

    Donde:

    P : diferencia de presin [kPa]. pulpa : densidad de pulpa [g/cm

    3].

    L : distancia entre los medidores de presin.

    g : aceleracin de gravedad [m/s2].

  • VELOCIDAD DE GAS Medicin en planta (variacin de presin)

    87

  • Figura: Sistema para la medicin de la fraccin volumtrica

    de aire (holdup de aire) 88

  • 3,0 m

    0,40 m altura de espuma

    Alimentacin 1,0 m

    Sistema para medir

    presin y determinar g

    89

  • VELOCIDAD DE GAS

    Sensores en planta

    90

  • MANIPULACIN DE PERFIL DE AIRE

    Operacin sin una estrategia

    1.12

    1.30

    1.47

    1.72

    1.13

    1.43

    1.86

    1.03

    1.52

    0.88

    0.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    VE

    LO

    CID

    AD

    DE

    GA

    S,

    cm

    /s

    CELDA

    91

  • MANIPULACIN DE PERFIL DE AIRE

    Curvas ley-recuperacin (perfiles

    crecientes)

    51

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    0 20 40 60 80 100

    CUMULATIVE Zn RECOVERY, %

    CU

    M. Z

    n G

    RA

    DE

    , %

    51

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    0 20 40 60 80 100

    CUMULATIVE Zn RECOVERY, %

    CU

    M. Z

    n G

    RA

    DE

    , %

    92

  • 51

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    0 20 40 60 80 100

    CUMULATIVE Zn RECOVERY, %

    CU

    M. Z

    n G

    RA

    DE

    , %

    Increasing

    IncreasingBalanced

    BalancedDecreasing

    Decreasing

    MANIPULACIN DE PERFIL DE AIRE

    Curvas ley-recuperacin

    93

  • El uso de perfiles de distribucin de gas en la etapa de limpieza del circuito de zinc produjo una ganancia de

    ms de US$ 2 M/ao en Brunswick Mines,

    Mediciones de tamao de burbuja fueron usados para identificar y seleccionar un sistema de dispersin de

    aire mas eficiente para las columnas en Red Dog. EL

    cambio de sistema aument la recuperacin y la ley de

    zinc con una ganancia de US$ 4 M/ao, y

    El uso de perfiles ptimos de distribucin de gas en los bancos de flotacin primaria (roughers) del circuito

    concentrador de cobre, plomo y zinc aumentaron la

    recuperacin de cobre con ingresos mayores de US$10

    M/ao.

    MANIPULACIN DE PERFIL DE AIRE

    Beneficios econmicos

    94

  • El tamao medio de las burbujas y su distribucin

    son importantes en la flotacin, debido a su efecto

    en la eficiencia de la coleccin y transporte de

    partculas.

    95

    (6) Tamao de burbuja

  • El uso de burbujas pequeas, permite obtener

    niveles ms elevados de cintica de coleccin y

    transporte de slidos por volumen de aire.

    Por otra parte las burbujas de tamao muy

    reducido presentan una velocidad de ascenso baja

    pudiendo ser inferior a la velocidad de descenso

    de la pulpa, acarreando la prdida de partculas

    hidrfobas en el flujo de relave.

    96

  • Por lo expresado anteriormente: existe un

    tamao medio ideal de burbujas en

    funcin del tamao medio de las

    partculas, que podr ser ajustado a

    travs de las variables operacionales

    del sistema de aireacin y la adicin de

    espumantes.

    97

  • El dimetro y la distribucin de tamao de las

    burbujas depende del tipo de generador de

    burbujas, de su operacin y mantenimiento, del

    flujo de aire y de la adicin de reactivo

    espumante.

    En columnas de flotacin industriales, donde se

    controla el flujo de aire y se usan generadores de

    burbujas independientes del transporte y la

    dispersin de la pulpa, se han observado

    dimetros de burbuja en el rango de 0,5 a 2,0

    [mm].

    98

  • El uso de dimetros de burbuja pequeos favorece

    la captura y transporte de las partculas ms

    finas. Sin embargo, existe un lmite asociado a la

    velocidad mnima de ascenso de la burbuja

    relativa al movimiento descendente de la pulpa.

    De esta forma, las burbujas de 0,2 a 0,4 [mm] o

    ms pequeas no alcanzan a superar la velocidad

    mnima y son arrastradas a las colas, debido a la

    disminucin de su velocidad terminal por efecto

    del enjambre de burbujas y la carga mineral.

    99

  • Adems, la generacin de burbujas muy pequeas,

    aumenta la retencin de gas en la zona de

    coleccin y aumenta el arrastre de pulpa a la

    espuma, llegando a perder la interfase, lo que

    favorece el arrastre de partculas finas al

    concentrado.

    La Figura siguiente, muestra una distribucin de

    tamao de burbujas observada en una columna de

    flotacin del concentrador de Andina.

    100

  • 101

    Figura: Distribucin de tamao de burbujas en columna

    industrial

  • TAMAO DE BURBUJA

    McGill Bubble Size Analyzer (MBSA)

    Vlvula

    Cmara

    Luz

    Difusor de luz

    Cmara de

    exposicin

    Tubo de muestreo

    Ventana

    CELDA DE

    FLOTACIN

    102

  • Baja concentracin

    de espumante Alta concentracin

    de espumante

    TAMAO DE BURBUJA

    Imagen tpica (columna de laboratorio)

    103

  • TAMAO DE BURBUJA

    MBSA en operacin

    104

  • TAMAO DE BURBUJA

    MBSA en operacin

    105

  • La dispersin de gas resulta en una poblacin de

    burbujas con un rango de

    tamaos que depende de la

    tcnica y condiciones

    usadas;

    La medicin del tamao de burbujas produce como se

    espera una distribucin; y

    Por razones prcticas, un dimetro equivalente es

    calculado a partir de la

    distribucin.

    TAMAO DE BURBUJA Definicin

    106

  • 05

    10

    15

    20

    25

    0 1 2 3 4

    FR

    EC

    UE

    NC

    IA P

    OR

    NU

    ME

    RO

    , %

    TAMAO DE BURBUJA, mm

    TAMAO DE BURBUJA

    Resultados procesamiento de imgenes

    107

  • TAMAO DE BURBUJA

    Dimetros promedio d10 y d32

    di = 1 2 3 4 5

    09,455

    225

    )2516941(

    )125642781(

    d

    dd

    2

    i

    3

    i

    32 ==++++

    ++++==

    3=5

    15=

    5

    5+4+3+2+1=

    n

    d=d

    i

    i

    10

    108

  • TAMAO DE BURBUJA

    Distribucin y dimetros promedios

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    0 1 2 3 4 5

    TAMAO DE BURBUJA, mm

    FR

    EQ

    UE

    NC

    IA,

    %

    Distribucin

    d10

    d32

    109

  • CONTROL DE TAMAO DE BURBUJA

    Comparacin de celdas

    0

    1

    2

    3

    4

    0 1 2 3 4

    DIA

    ME

    TR

    O S

    AU

    TE

    R 3

    2,

    mm

    DIAMETRO PROMEDIO D10, mm

    Columnas

    Celdas mech.

    Celda lab.

    Uniform size

    110

  • 01

    2

    3

    0 1 2 3

    DIA

    ME

    TR

    O S

    AU

    TE

    R D

    32

    , m

    m

    DIAMETRO PROMEDIO D10, mm

    Columna

    Cell (aire forzado)

    Cell (autoaspirante)

    Referencia

    CONTROL DE TAMAO DE BURBUJA

    Comparacin de condiciones de operacin

    111

  • 020

    40

    60

    80

    100

    0 2 4 6 8 10

    CU

    MU

    LA

    TIV

    E V

    OL

    UM

    E, %

    BUBBLE SIZE, mm

    Mechanical cell

    Normal operation

    Water in sparger

    Frother in sparger

    Frother in feed/sparger

    CONTROL DE TAMAO DE BURBUJA

    Evaluacin de estrategias de operacin

    112

  • 01

    2

    3

    0 500 1000 1500 2000 2500

    BU

    BB

    LE

    SIZ

    E, m

    m

    GAS FLOW RATE, scfm

    Original

    Modified

    d32

    d10

    CONTROL DE TAMAO DE BURBUJA

    Evaluacin de modificacin de equipos

    113

  • El proceso de limpieza o separacin corresponde

    al paso de las burbujas con mineral colectado a

    travs del lecho de espuma hasta el rebalse de

    concentrado.

    114

    (ii) Zona de limpieza

  • En esta zona, sin embargo, no existen modelos

    adecuados para describir el proceso en forma

    prctica.

    Por esta razn, los modelos cinticos comnmente

    consideran la celda como una sola unidad, y por lo

    tanto, se derivan parmetros y constantes

    cinticas que describen la operacin global de la

    celda.

    115

    (ii) Zona de limpieza (cont.)

  • Las principales variables en la zona de separacin

    o espuma, adems del flujo de gas, son:

    Bias.

    Agua de lavado.

    Altura de espuma.

    116

  • El bias representa la fraccin neta de agua que

    fluye a travs de la espuma y es el principal

    responsable de la accin de limpieza (rechazo de

    partculas finas arrastradas hidrulicamente) en

    la espuma de columnas de flotacin.

    Se considera un bias positivo cuando el agua de

    lavado es superior al agua recuperada en el

    concentrado, y entonces parte del agua fresca se

    recupera en el relave de la columna.

    117

    (a) Bias

  • El bias se estima comnmente como la diferencia

    entre los flujos volumtricos del relave (Qt) y la

    alimentacin (Qf), mediante la siguiente ecuacin:

    118

    ft Q - Q BIAS B ==

  • Otra forma consiste en la determinacin de una

    razn de bias, es decir:

    119

    f

    tB

    Q

    Q R =

  • Tpicamente se recomiendan valores de RB de 0,05

    a 0,15.

    Sin embargo, pueden calcularse valores ms

    precisos de bias a partir de la diferencia entre el

    flujo de agua de lavado y del agua del

    concentrado.

    120

  • La estimacin del bias como diferencia de los

    flujos volumtricos de alimentacin y relave tiene

    dos importantes desventajas:

    i) No considera el flujo volumtrico del slido

    flotado, muy importante en etapas de

    limpieza, lo que implica un consumo excesivo

    de agua.

    ii) La diferencia de dos mediciones de flujos

    grandes (con error pequeo) puede significar

    errores superiores al 100% en la estimacin del

    bias (flujo pequeo).

    121

  • El agua se agrega generalmente sobre el tope de la

    espuma para evitar el arrastre de ganga fina al

    concentrado, favoreciendo la limpieza y la

    reduccin de los insolubles.

    122

    (b) Agua de lavado

  • La adicin de agua fresca reemplaza en forma ms

    eficiente el concepto de dilucin de la pulpa en las

    etapas de limpieza, y tiene dos funciones bsicas:

    a) Reemplazar el agua de alimentacin en la

    fraccin flotada al concentrado, minimizando

    el arrastre hidrulico de partculas hidrfilas.

    b) Aumentar la estabilidad de la espuma, menor

    coalescencia de burbujas.

    123

  • Con la adicin de agua de lavado se aumenta la

    selectividad del proceso sin prdida de

    recuperacin.

    La efectividad del agua de lavado depende,

    idealmente, del flujo y de la distribucin

    homognea del agua, abarcando toda el rea de la

    espuma, sin perjudicar el transporte del material

    flotado.

    124

  • La velocidad superficial mnima del agua de

    lavado, Jw, ser la necesaria para formar un lecho

    de espuma estable, y alcanzar el flujo de bias

    adecuado para una efectiva accin de limpieza.

    125

  • El efecto del agua de lavado en las columnas se

    ilustra en la figura siguiente, donde se comparan

    los flujos de agua de una columna y de una celda

    mecnica.

    En la columna se aprecia que el agua de lavado

    reemplaza el agua de alimentacin en el material flotado (concentrado) y se distribuye

    entre esta fraccin y la fraccin que retorna a la

    zona de coleccin. De esta forma se genera un

    flujo neto descendente de agua (bias) que

    minimiza los efectos de arrastre hidrulico de las

    partculas que pasan al producto flotado. 126

  • 127

    Figura: Flujos

    de agua en

    celda mecnica

    y en columna de

    flotacin

  • Las limitaciones de la velocidad superficial de

    agua de lavado (Jw) son:

    a) Flujos de agua de lavado grandes aumentan

    fuertemente el mezclado en la espuma. Se observa

    un aumento en la recirculacin de lquido y en la

    coalescencia de las burbujas, debido al aumento

    de la turbulencia. Al aumentar la turbulencia, el

    agua de alimentacin se cortocircuita a travs de

    la espuma produciendo una reduccin en la ley del

    concentrado.

    128

  • b) El uso de Jw elevado aumenta el consumo de

    agua y produce una dilucin del concentrado,

    dificultando y elevando los costos de las etapas

    posteriores de espesamiento y filtracin.

    c) El aumento de Jw aumenta Jb (bias) y reduce el

    tiempo de residencia en la zona de coleccin. Esto

    se traduce en prdida de recuperacin, o

    capacidad de coleccin.

    129

  • Para seleccionar el valor adecuado de Jw se debe

    considerar que la accin del agua de lavado es ms

    eficiente para velocidades superficiales de aire Jg

    < 2 [cm/s].

    Para valores de Jg > 2 [cm/s], se debe aumentar Jw

    para reducir el arrastre de agua de alimentacin

    hacia la espuma.

    130

  • La altura de la espuma es una variable importante

    en la selectividad del proceso de flotacin. Una

    columna de flotacin trabaja generalmente con

    lechos de espuma que varan entre 0,5 a 1,5 [m].

    En escala piloto estos valores se sitan entre 0,4 y

    1,0 [m].

    No existe una regla general para la determinacin

    de la altura del lecho.

    131

    (7) Altura de espuma

  • Si el arrastre hidrulico es el principal problema

    del proceso, un lecho de espuma relativamente

    bajo (0,4 0,6 [m]) es suficiente, siempre que el arrastre de las partculas sea eliminado cerca de

    la interfase, cuando se opera a velocidades de

    aire moderadas Jg < 1,5 [cm/s].

    Por otro lado, si el objetivo es obtener una alta

    selectividad entre las especies hidrfobas o si el

    flujo de aire es elevado, se recomienda trabajar

    con lechos de espuma mayores (1 1,5 [m]).

    132

  • El lecho de espuma puede dividirse en tres

    secciones:

    a) Lecho expandido de burbujas.

    b) Lecho empacado (relleno) de burbujas.

    c) Espuma con drenaje convencional.

    133

  • En la primera seccin, arriba de la interfase

    pulpa-espuma, la espuma se forma como resultado

    de las colisiones de las burbujas contra la

    interfase.

    134

  • Las burbujas son desaceleradas bruscamente

    reduciendo 4-5 veces su velocidad, lo que genera

    una onda de choque.

    Este fenmeno parece ser la principal causa de

    coalescencia de las burbujas y prdida de mineral,

    donde la fraccin de lquido es elevada (l > 26%), debido principalmente al arrastre de lquido

    asociado a las burbujas que ingresan a la espuma

    y al drenaje de lquido por gravedad desde las

    secciones superiores de la espuma, formndose as

    un lecho expandido de burbujas.

    135

  • La segunda seccin se extiende desde el tope de la

    primera seccin hasta el punto de introduccin de

    agua de lavado.

    En esta seccin, la fraccin de lquido se mantiene

    elevada y se observa una moderada coalescencia

    de burbujas, causada por el movimiento de las

    burbujas mayores que atraviesan el lecho de

    espuma, todava con forma esfrica.

    136

  • La ltima seccin se sita inmediatamente encima

    del punto de introduccin de agua de lavado y

    consiste en una espuma formada por burbujas

    hexagonales o polihedrales, donde la pulpa drena

    por gravedad a travs de las aristas denominadas

    plateau borders. En esta seccin la fraccin de lquido es inferior al 20%.

    137

  • La altura del lecho de espuma junto con el flujo de

    agua de lavado y el flujo de aire, son variables de

    gran importancia para la obtencin de una alta

    selectividad en el proceso de flotacin.

    138

  • 7.5. Clculos de volumen de

    circuito y nmero de celdas

    139

  • i. De acuerdo al balance de materiales.

    1. Circuito primarios (rougher):

    El tamao de las mquinas de circuitos de flotacin

    primaria se determina sobre la base de datos de

    laboratorio o de trabajo experimental en continuo

    a escala piloto.

    Los tiempos de retencin en celda de laboratorio

    (batch) generalmente se multiplican por dos en el

    escalamiento a una planta de flotacin continua,

    debido a:

    140

  • a. En los ensayos a escala de laboratorio cada

    porcin del slido tiene el mismo tiempo de

    residencia tomando ventaja de la oportunidad de

    flotar. En celdas de flujo continuo hay una

    distribucin de tiempos de retencin para cada

    unidad de slido.

    141

  • b. Parte de la pulpa (o slidos) pasa a travs del

    circuito ms rpido que el promedio o tiempo de

    residencia nominal indicado.

    Esta porcin de la pulpa (o slido) se dice que est

    "en cortocircuito". Una parte reside ms tiempo

    que el nominal, de aqu, la recuperacin ser

    incompleta para esta porcin.

    142

  • Por las razones anteriores y debido a que las

    celdas de laboratorio son mejores mezcladores que

    las celdas a escala de planta, el factor de

    escalamiento de dos es razonable.

    El dato del tiempo de residencia a escala piloto

    continua, a menudo se mantiene el mismo valor o

    se reduce levemente en el escalamiento al disear

    una planta industrial.

    143

  • El volumen neto de las celdas comerciales

    verdadero ocupado por la pulpa puede ser tan bajo

    como 50 - 60 % del volumen nominal. Para cada

    celda particular debe tomarse en cuenta:

    a. Todo el volumen ocupado por el rotor, estator,

    caeras, bafles, tubos, etc.

    b. Aire que entra en la pulpa (rango 5 - 30 %). Un

    valor usual es de 15 % de volumen de aire.

    144

  • 145

  • Conociendo los datos de velocidad de alimentacin

    de slido seco, peso especfico de slido, densidad

    de pulpa y tiempo de residencia en planta, se

    puede calcular el volumen efectivo requerido para

    cada circuito de flotacin.

    146

  • Una vez que se selecciona una celda particular, su

    volumen efectivo para pulpa debe ser calculado o

    estimado y el nmero total de celdas puede

    entonces ser fcilmente calculado.

    En concentradores de gran capacidad el circuito

    primario-barrido (rougher scavenger) normalmente ser dividido en varios bancos

    idnticos de celdas.

    147

  • Por ejemplo, si la velocidad de alimentacin de

    slidos es menor que 500 t cortas/hora slo un

    banco primario- barrido se debera usar

    normalmente.

    A veces el nmero de bancos primario- barrido se

    selecciona para emparejar el nmero de circuitos

    de molienda.

    148

  • El uso moderado de mquinas de flotacin de gran

    volumen significa que varios circuitos de molienda

    pueden alimentar un banco de celdas primarias-

    barrido.

    El nmero mnimo de celdas por banco se elige

    para minimizar "corto - circuito" de la pulpa.

    149

  • 2. Circuitos de limpieza (cleaner):

    Estos circuitos operan a menor densidad de pulpa

    que los circuitos primario-barrido con el objeto de

    aumentar la selectividad.

    150

  • Para asegurar la recuperacin de partculas de

    flotacin lenta, el tiempo de retencin de la pulpa

    en cada etapa de limpieza debiera ser a lo menos

    tan largo como el circuito primario. Finos

    completamente liberados pero de flotacin lenta a

    menudo se pierden por despreciar esta

    caracterstica de diseo.

    151

  • La determinacin del volumen requerido de los

    circuitos de limpieza sigue la misma ruta general

    que la descrita ms arriba para el banco primario-

    barrido.

    Los bancos de celdas de limpieza no necesitan ser

    tan largos como los bancos primarios puesto que

    normalmente no se har ningn intento para

    producir un relave descartable. Una pequea

    cantidad de corto - circuito puede por lo tanto

    tolerarse en cada circuito de limpieza.

    152

  • Para alcanzar una mayor flexibilidad del circuito

    de limpieza final se prefiere usar una configuracin

    de tanque celda a celda. Esto es especialmente

    cierto cuando la velocidad de produccin de

    concentrado final puede variar ampliamente y

    rpidamente.

    153

  • Para calcular el nmero de celdas de un

    determinado circuito de flotacin, se pueden

    emplear las siguientes frmulas:

    154

  • k*V*1440

    t*VN

    k

    c

    N = nmero de celdas. t = tiempo de flotacin (min). Vk= capacidad nominal de la celda (m

    3).

    k = razn de volumen de pulpa real en la celda a volumen geomtrico de la celda (k 0,65 - 0,75). Vc= flujo de pulpa que entra a flotacin (m

    3/da).

    155

  • s

    c

    1R*QV

    Q = flujo de mineral (t/da). R = razn de lquido a slidos en la pulpa. s = gravedad especfica del mineral.

    156

  • ii. De acuerdo a modelos cinticos.

    Otra forma de determinar el nmero de celdas de

    un circuito, es a partir de modelos cinticos de

    flotacin, segn se plantea en el siguiente ejemplo.

    Un banco de flotacin de 6 celdas, entrega un

    relave final con una ley de 0,25 (% Cu). Cuntas

    celdas deberan agregarse para obtener una ley

    final de relaves de 0,15 (% Cu)?. La alimentacin

    tiene una ley de 2,5 (%Cu).

    157

  • Considere que la cintica es constante para todo el

    banco y que la recuperacin puede estimarse,

    segn:

    nalimentaci la en Cu) (%

    relave el en Cu) (% - nalimentaci en Cu) (%R

    158

  • Para resolver el problema, se utilizar, por

    ejemplo, la ecuacin cintica para flujo continuo

    de Garca - Ziga:

    Nn

    k1

    11RR

    R = recuperacin (%). Rn = recuperacin mxima alcanzable a tiempo prolongado (%).

    k = constante cintica (min-1). = tiempo de residencia (min).

    159

  • Desarrollo:

    a) Determinacin de los parmetros del modelo

    cintico:

    1. Clculo de R:

    % 90 0,92,5

    0,252,5R

    2. Se asume Rn = 1

    3. Con los dos valores anteriores se determina k, reemplazando en la ecuacin cintica, se obtiene:

    k = 0,468 160

  • b) Clculo de N, segn la ecuacin cintica, para

    las condiciones del problema:

    N0,4681

    11*10,94

    N = 8

    Por lo tanto, se deben agregar 2

    celdas al circuito. 161

  • 7.5. Eleccin del tamao de

    celda segn capacidad de

    planta

    162

  • Aunque es intuitivamente obvio que los costos de

    adquisicin, costos de instalacin y costos de

    operacin son menores en las celdas de gran

    volumen, debe considerarse que los resultados

    metalrgicos obtenidos deben ser a lo menos igual

    a aquellos obtenidos con celdas de menor tamao.

    163

  • En la prxima tabla se ilustra esto ms

    especficamente en trmino de aquellos factores

    que contribuyen a los costos de adquisicin,

    instalacin y construccin.

    Se consideran los efectos al cambiar las antiguas

    celdas Wemco de 51 (pie3) (1,44 m3) frente a las de

    425 (pie3) (12 m3) y de 1.000 (pie3) (28 m3).

    164

  • Tabla N 1. Comparacin de factores econmicos de

    acuerdo al tamao de celda.

    (pie3) L*W

    (pie3) N Razn (pie2) Razn (pie) Razn Razn

    51 5,5*5 563 1,0 16.800 1,0 3.700 1,0 1,0

    425 12*9 68 0,12 7.350 0,44 840 0,23 0,52

    1.000 13,7*10 28 0,05 4.900 0,29 323 0,09 0,39

    Tamao de celda Unidades rea Longitud total Costo

    165

  • Las condiciones operacionales consideradas son:

    50.000 tpd, 20 % slidos, 6 (min) flotacin primaria o 28.750 (pie3) volumen de la celda.

    51 (pie3) 40 bancos de 14 celdas. 425 (pie3) 5 bancos de 14 celdas. 1.000 (pie3)2 bancos de 14 celdas.

    166

  • Las conclusiones son las siguientes:

    El nmero de celdas se reduce a un 12 % y 5 %

    respectivamente al usar las celdas de 425 y 1.000

    (pie3).

    El rea de piso, aquella ocupada por las celdas,

    cajones de alimentacin, cajones de conexin, etc.,

    se reduce a 44 % y 29 % del original igual a 16.800

    (pie2) con las celdas de 51 (pie3). Esto tendr un

    efecto obvio sobre los costos de construccin.

    167

  • La longitud total de los bancos de celdas se

    reduce a 23% y 9% del valor original de 3.700

    (pies) con las celdas de 51 (pie3); esto junto con la

    reduccin del nmero de celdas, tendr un efecto

    sobre los costos de instalacin.

    Los costos de las celdas mismas basados en

    algunas extrapolaciones se reduce a 52 % y 39 %

    con respecto a las celdas ms pequeas.

    168

  • Ventajas de las celdas de gran volumen:

    1.- Menor espacio de piso y costo de capital.

    2.- Menor nmero de motores.

    3.- Menor nmero de canaletas y caeras de

    unin.

    4.- Menor nmero de bombas.

    5.- Menor costo en el sistema de manejo de

    reactivos.

    6.- Menor costo de operacin.

    7.- Menor consumo de potencia por unidad de

    volumen.

    8.- Menor costo de mantenimiento.

    169

  • A pesar de lo anterior debe tenerse cuidado con los

    problemas de "corto circuito", por esta razn an

    en el caso de celdas de gran volumen no sera

    recomendable usar bancos con menos de 8 celdas,

    situacin que se presenta en las celdas de tipo

    mecnico.

    Tambin, existe en el mercado las celdas

    neumticas de flotacin, las cuales operan con

    recirculacin de los relaves y por tanto ayudan a

    minimizar el problema en cuestin.

    170

  • Las ventajas que a menudo se atribuyen al caso de

    grandes bancos de celdas pequeas son:

    1.- Mayor flexibilidad del circuito.

    2.- Menor corto circuito.

    3.- Mejor control de espuma.

    4.- Menos sensibles a repentinas fluctuaciones.

    171

  • El problema es saber cuantas celdas se requieren

    en un banco para obtener estas ventajas.

    No debe olvidarse que la disminucin de la razn

    rea de espuma/volumen de celda que

    experimentan las celdas con el aumento del

    volumen, puede dificultar el rebalse de la espuma

    en las celdas de gran volumen.

    172

  • 173

  • 174

  • 175

  • 7.6. Circuitos de flotacin

    176

  • Un circuito de flotacin representa una solucin

    econmica al problema de tratamiento de una mena

    particular.

    La flotacin comercial es un proceso continuo, en el

    que las celdas estn arregladas en serie formando

    un banco y estos en circuitos.

    Los circuitos de flotacin se dividen en dos grupos

    de acuerdo a su objetivo dentro del proceso, se

    definen como:

    177

  • i. Circuitos recuperadores:

    Este tipo de circuito tiene por objetivo recuperar

    la mayor cantidad de especie mineral til. Se

    encuentran dos tipos de circuitos que tengan esta

    finalidad:

    a) Circuito primario (rougher).

    b) Circuito de barrido (scavenger): en la

    actualidad estn asociados a los circuitos de

    limpieza que emplean celdas columnares,

    anteriormente este circuito era alimentado por el

    relave de la etapa primaria. 178

  • ii. Circuitos Limpiadores:

    El principal objetivo de estos circuitos es limpiar

    los concentrados, provenientes de la etapa

    primaria, para elevar la ley del metal til

    contenido en el mineral.

    Pueden existir dos tipos de circuitos limpiadores:

    a. Limpieza (cleaner).

    b. Relimpieza (recleaner).

    179

  • En cada uno de los circuitos de flotacin, el nivel

    de pulpa se puede manejar, a travs de los

    cajones. El espesor de la capa de espuma se regula

    y cuando es menor, da una mayor velocidad de

    flotacin aunque la ley pueda bajar. En cambio si

    el espesor es mayor, la ley aumentara.

    180

  • Para aprovechar mejor el circuito primario se

    flota hasta obtener una ley en la ltima celda igual

    a la ley de alimentacin.

    El circuito de barrido trabaja con los mas pequeos

    espesores de espuma, que concuerda con los

    mayores flujos de aire a estos circuitos.

    181

  • 7.6.1. Ejemplos de circuitos de flotacin.

    Figura N 7.1. Circuito bsico de flotacin, que

    incluye las etapas primaria y de barrido.

    PRIMARIA BARRIDO Colas Alimentacin

    Concentrado

    182

  • PRIMARIA BARRIDO

    LIMPIEZA

    Colas Alimentacin

    Concentrado

    Figura N 7.2. Circuito bsico de flotacin, que incluye

    las etapas primaria y de barrido, y de limpieza. 183

  • Figura N 7.3. Circuito de flotacin, que incluye las

    etapas primaria, limpieza y de barrido limpieza

    Concentrado

    PRIMARIA

    LIMPIEZA BARRIDO

    LIMPIEZA

    Colas Alimentacin

    184