Balance Metalurgico

ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ

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FLOTACION

CIRCUITOS DE FLOTACION

Generalmente las celdas se ordenan en serie, formando un circuito o bancada (Banco de celdas) que reciben los relaves de la precedente y se tendrá 1,2,3 ó más circuitos o bancos de celdas, según las clases de materiales valiosos que se desea recuperar de un mineral, así por ejemplo:

-Si se tiene un solo elemento valioso se requiere de un banco.

-Si se tiene dos elementos valiosos se requiere de dos bancos.

-Si se tiene tres elementos valiosos se requiere de 3 bancos

Las celdas de flotación en cada banco o circuito se pueden clasificar según las etapas de flotación de las partículas sólidas, así tenemos:


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a) Celdas Rougher: (Celdas devastadoras, o celdas de flotación primaria)Aquí se obtiene el concentrado primario. Es el conjunto de celdas cuyas espumas se colectan juntamente con las de la celda donde se alimenta la pulpa al circuito. Es la celda que recibe la carga de pulpa del acondicionador o directamente del clasificador.b) Celdas Scavenger: (Celdas recuperadoras o Celdas agotadoras)Son las celdas donde se realiza la recuperación de las especies valiosas que no han podido ser recuperadas en las celdas Rougher. Pueden haber 1er. Scavenger, 2do.Scavenger, 3er. Scavenger, etc. dependiendo de la flotabilidad del mineral valioso.c) Celdas Cleaner: (Celdas de limpieza)Son las celdas donde se hace la limpieza del concentrado primario o el producto de la flotación Rougher.d) Celdas Recleaner: (Celdas de relimpieza)Son aquellas donde se efectúa la limpieza de las espumas provenientes de las celdas Cleaner. Si es que hay más de dos etapas de limpieza las celdas de limpieza reciben el nombre de 1 era. Limpieza, 2 da. Limpieza, 3 era. Limpieza, etc. Dependiendo de la dificultad que se tenga para alcanzar las leyes mínimas de comercialización que debe tener el concentrado final.


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Un ejemplo de circuito de flotación es el siguiente:

ALIMENTACION

CONCENTRADORELAVE

-Las celdas 5, 6 y 7 son celdas Rougher.-Las celdas 8, 9, 10 y 11 son 1er. Scavenger.-Las celdas 12, 13, 14, 15 y 16 son 2do. Scavenger.-Las celdas 17, 18, 19 y 20 son 3er. Scavenger.-Las celdas 3 y 4 son celdas cleaner.-Las celdas 1 y 2 son celdas recleaner.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


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Control de Calidad en Plantas Concentradoras

Para obtener el producto comercial o "Concentrado" con las condiciones técnicas requeridas por el comprador, los constituyentes indeseables de la mena deben ser rebajados a un porcentaje especificado. Si en la mena está presente más de un mineral valioso, podemos separarlos del tal modo que cada uno pueda comercializarse por separado.

El fundidor o comprador se protege de las pérdidas financieras imponiendo penalidades sobre todos los concentrados que no alcancen las leyes mínimas en elemento valioso o que sobrepasan el contenido máximo permisible de constituyentes indeseables.

Algunos de los elementos valiosos se pierden inevitablemente en los relaves, por ello uno de los objetivos es mantener estas pérdidas tan bajas como sea posible, para obtener una mayor rentabilidad del proceso. Es necesario también que la Planta manipule un tonelaje de mineral adecuado, porque de no ser así se producirían complicaciones en el tratamiento y se elevaría el costo total de la operación.


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En cualquier método de concentración: eléctrica, gravimétrica o por flotación, la cuantificación se puede efectuar a través de varios términos que a continuación definimos:Cabeza CalculadaSe refiere a la ley que tiene un mineral después de un proceso de concentración; se obtiene sumando los contenidos metálicos de cada uno de los productos.LeyEs la cantidad de valores que existe en un mineral o cualquier producto de concentración metalúrgica.CabezaEs el mineral proveniente de la explotación minera. La cabeza para un circuito de flotación está constituido por el mineral finamente molido y mezclado con el agua formando una pulpa, y tiene una ley determinada de elementos valiosos.ConcentradoEs el producto final del proceso de concentración. Tiene valor comercial y reúne la mayor parte de la mena. Este producto tiene una ley mucho mayor que la de cabeza.


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RelaveEs el producto final del proceso de concentración pero que no tiene valor comercial y su contenido de elemento valioso es insignificante. Está constituido en su mayor parte por material estéril, motivo por el cual se lo desecha. En una planta concentradora donde existen varios circuitos de flotación, cada uno de ellos tiene un relave que pasa a constituir la cabeza del siguiente circuito, a excepción del último circuito cuyo relave se desecha definitivamente. Tanto el mineral de cabeza, como el ó los concentrados así como el relave final tiene leyes y pesos correspondientes en base a los cuales se puede realizar la cuantificación del proceso. Pasamos a definir algunos conceptos:Radio de concentración ( k )Es la relación existente entre el N° de toneladas de mineral de cabeza y el N° de toneladas de concentrado producido. Se interpreta como el N° de toneladas del mineral de cabeza que se requiere para obtener una tonelada de concentrado. El radio de concentración varía en razón inversa con la ley de cabeza, puesto que a mayor ley de cabeza la razón de concentración es menor, o sea que se requiere menor tonelaje de mineral de cabeza para producir una tonelada de concentrado y viceversa.Recuperación.- ( R )Se refiere a la eficiencia o rendimiento del tratamiento y está expresado en porcentaje señala cuánto del elemento valioso que ingresa al tratamiento, pasa al concentrado. Cuanta mayor cantidad de elemento valioso pasa al concentrado, mayor será la eficiencia o rendimiento del proceso y mayor será la recuperación.


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Balance MetalúrgicoCualquiera que sea la escala de tratamiento de una Planta Concentradora, sea ésta grande, pequeña, automatizada o rústica, al final de la operación diaria, semanal, mensual, anual, o por campañas, requiere de la presentación de los resultados obtenidos en forma objetiva, en la que se incluye los cálculos para determinar el tonelaje de los productos de la flotación, contenido metálico de los elementos valiosos en cada uno de los productos, la distribución porcentual y los radios de concentración; todos ellos condensado en lo que se denomina el "Balance Metalúrgico", que muestra también la eficiencia del proceso.Peso neto seco.Es el peso del mineral de cabeza, concentrado o relave, sin humedad. Se sabe que el mineral que se extrae de mina tiene una cierta cantidad de humedad. Para los cálculos es necesario conocer el peso neto seco. Para determinar el Porcentaje de humedad se prepara una muestra, se pesa, se somete a secado a 100° C durante un tiempo suficiente como para eliminar todo el agua. Una vez fría la muestra se pesa nuevamente. La diferencia entre uno y otro peso corresponde el peso de agua contenido en la muestra. Por una relación simple se puede determinar el % de humedad de la muestra.Las leyes de los metales preciosos en los minerales a veces son reportados en gramos/TM. Así como el contenido de oro en gravas auríferas es expresado en gramos/m3


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ALIMENTACIONA

RELAVE C

CONCENTRADOB

1ºMIDDLINGS

2ºMIDDLINGS

ROUGHERSCAVENGER

CLEANER

RECLEANER

BALANCE METALURGICO DE DOS PRODUCTOS


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BALANCE METALURGICO DE DOS PRODUCTOS

De acuerdo a la definición anterior podemos escribir las siguientes ecuaciones:

A = B + C (1)Aa = Bb + Cc (2)

Multiplicando la ec. 1 por c y sustrayéndole de la ec. 2, tenemos:

Ac = Bc + CcAa – Ac = Bb – BcA (a – c) = B (b – c)A = b – c (3)B a – c

La ecuación (3) es otra forma de calcular el radio de concentración que permite su determinación en función de los ensayes químicos de los productos y voluminosos trabajos de medición de tonelaje.


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Recuperación

Por definición la recuperación es la parte del valor útil del mineral obtenido en el concentrado, expresada en %, si el contenido del mismo producto en el concentrado es Bb, entonces por definición:

R = Bb. x 100 (4) Aa

Si se sustituye en la formula (4) el valor de B/A de la formula (3) entonces se tiene la siguiente expresión:

R = b(a - c ) x 100 (5) a(b – c)

Que también permite calcular las recuperaciones solo en base a los ensayes químicos.

La formula (5) sirve para calcular la recuperación cuando hay un solo valor metálico


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Ejemplo de Aplicación

Un mineral cuya cabeza ensaya 5% de Pb, al procesarlo por flotación se obtiene un concentrado de 68% de Pb y un relave de 0.10% de Pb. Si se trata 300 T/día, calcular la recuperación, tonelaje de concentrado producido y el radio de concentración:

K = A = b – c = 68 – 0.10 = 13.86 B a – c 5 – 0.10

B = A = 300 = 21.64 K 13.86

R = b(a - c ) x 100 = 68 ( 5 – 0.10 ) x 100 = 98.1 % a(b – c) 5 ( 68 – 0.10 )


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PRODUCTO PESOLEY

Pb Zn

CabezaConc. PbConc. ZnRelave

AB1

B2

C

m1

m2

m3

m4

n1

n2

n3

n4

A

B1B2

C

BALANCE METALURGICO DE TRES PRODUCTOS


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Del grafico se deduce:

Las recuperaciones del plomo y del zinc son respectivamente RPb y RZn y las razones de concentraciones KPb y KZn por definición:

RPb = B1 m2 x 100 (6) A m1

RZn = B2 n3 x 100 (7) A n1

KPb = A (8) B1

KZn = A (9) B2

Donde:

B1 = ( m1 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n1 – n4 ) ( m3 – m4 ) x A (10) ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 )

B2 = ( m2 – m4 ) ( n1 – n4 ) – ( m1 – m4 ) ( n2 – n4 ) x A (11) ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 )


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Al sustituir B1y B2 en 6, 7 , 8 y 9 por sus valores 10 y 11 se obtiene:

RPb = m2 x ( m1 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n1 – n4 ) ( m3 – m4 ) x 100 (12) m1 ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 )

R Zn = n3 x ( m2 – m4 ) ( n1 – n4 ) – ( m1 – m4 ) ( n2 – n4 ) x 100 (13) n1 ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 )

KPb = ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 ) (14) ( m1 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n1 – n4 ) ( m3 – m4 )

KZn = ( m2 – m4 ) ( n3 – n4 ) – ( n2 – n4 ) ( m3 – m4 ) (15) ( m2 – m4 ) ( n1 – n4 ) – ( m1 – m4 ) ( n2 – n4 )


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Productos Tons Ensayos: %, Ag: oz / TC

Ag Pb Zn

MineralConc. PbConc.ZnRelave

600 (A)B1

B2

C

8.080.02.751.52

6.2 ( m1)

71.8 ( m2)

1.4 ( m3)

0.3 ( m4)

8.2 ( n1)

6.4 ( n2)

57.8 ( n3)

0.8 ( n4)

EJEMPLO DE APLICACIONBALANCE METALURGICO DE TRES PRODUCTOS

Reemplazando valores:B1 = (6.2 – 0.3) (57.8 - 0.8) – ( 8.2 – 0.8)(1.4 – 0.3) x 600 (71.8 – 0.3) (57.8 - 0.8) – ( 6.4 – 0.8)(1.4 – 0.3)B1= 48.4 Ton B2= 73.1 TonRPb = 48.4 x 71.8 x 100 = 93.4% 600x 6.2R Zn = 73.1 x 57.8 x 100 = 85.9%

600 x 8.2K Pb = 600 = 12.4

48.4K Zn = 600 = 8.2

73.1K Total = 600 = 4.90

(48.4 + 73.1) ING. RICHARD SANZ FERNANDEZ

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Hacer el balance metalúrgico usando los:

a)Resultados de análisis químicos de Pb y Ag

b)Resultados de análisis químicos de Zn y Ag

Cálculo Del Consumo De Reactivos En Planta Concentradora

Líquidos = lb /Ton = ml/min x gravedad especifica del liquido x %concentración 31.7 x Ton x 24 horas

Sólidos = lb /Ton = gramos x minuto

0.317 x Ton x 24 horas

Ejemplo:

Una planta trata 400T/día y se agrega 200 ml/min una solución de xantato al 5%

Lb /Ton = 200 x 1 x 5 = 0.079 31.7 x 400


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